Споживні властивості нових пресервів на основі прісноводної риби

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТОРГОВЕЛЬНОЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Спеціальність 05.18.15 товарознавство харчових продуктів

Споживні властивості нових пресервів на основі прісноводної риби

Романенко Олена Валеріївна

Київ 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київському національному торговельно-економічному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Сидоренко Олена Володимирівна, доцент кафедри товарознавства та експертизи продовольчих товарів Київського національного торговельно-економічного університету

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Безусов Анатолій Тимофійович, завідувач кафедри технології консервування Одеської національної академії харчових технологій

кандидат технічних наук, доцент Пересічна Світлана Михайлівна, доцент кафедри технології та організації ресторанного господарства Київського національного торговельно-економічного університету

Провідна установа: Полтавський університет споживчої кооперації України, м. Полтава, кафедра товарознавства та експертизи продовольчих товарів

Захист відбудеться “30“ березня 2007 р. об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.055.02 при Київському національному торговельно-економічному університеті за адресою: 01156, м. Київ, вул. Кіото 19.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного торговельно-економічного університету за адресою: 01156, м. Київ, вул. Кіото 19.

Автореферат розісланий “28“ лютого 2007 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради Є.В. Тищенко

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Забезпечення населення повноцінними збалансованими харчовими продуктами є визначальним напрямом державної політики будь-якої розвиненої країни. Повноцінними і стратегічно важливими продуктами є риба і рибні продукти.

Рибні пресерви - смачні, делікатесні харчові продукти, які користуються на сьогодні підвищеним попитом у населення України. Вони мають високу біологічну цінність, оскільки містять білок, жир, мінеральні речовини, а також вітаміни у кількостях, притаманних нативній сировині. Простота виготовлення, досить високий вихід готової продукції, а також широкі можливості комбінування сировини дозволяють отримати продукт із заданою харчовою та біологічною цінністю, що відповідає формулі збалансованого харчування.

Останнім часом виробництво пресервів стає одним із перспективних напрямів використання рибної сировини для випуску цінної продукції, в тому числі й делікатесної. На сьогоднішній день їх асортимент представлений, в основному, пресервами із риб родини оселедцевих в різноманітних соусах та заливках. Це пояснюється, насамперед, вітчизняними традиціями споживання, а також більш низьким ціновим рівнем у порівнянні з пресервами з інших видів риб, таких як: горбуша, кета, сьомга тощо. Однак напрями розвитку світового і вітчизняного рибальства свідчать про скорочення виловів морських та океанічних риб та відповідне збільшення випуску продукції аквакультури. Основними видами риб, які інтенсивно вирощуються у водних господарствах нашої країни, є рослиноїдні риби, зокрема білий амур та товстолобик. Об'єми їх виробництва збільшуються, і, відповідно, постає проблема переробки рибної сировини з внутрішніх прісноводних водойм.

Традиційні способи виробництва рибних пресервів не враховують можливості використання в якості основної сировини для їх виробництва прісноводної риби та рослинних добавок для підвищення біологічної цінності і смакоароматичних властивостей готової продукції, тому виготовлення пресервів із риби внутрішніх водойм з використанням біологічно цінної рослинної сировини є надзвичайно актуальним.

Зв'язок роботи з іншими науковими програмами, планами, темами.

Робота виконувалася в межах теми № 484/33 “Теоретичні та прикладні аспекти оптимізації асортименту продуктів підвищеної біологічної цінності для оздоровчого харчування”, затвердженої наказом МОНУ № 633 від 05.11.2002 року та в рамках держбюджетної теми “Розроблення логістичних заходів щодо формування асортименту й управління якістю харчових продуктів”, яка затверджена Вченою радою КНТЕУ 20.01.2005 року.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є формування споживних властивостей нових видів пресервів на основі прісноводної риби, збагачених біологічно цінними інгредієнтами рослинного походження.

Відповідно до мети були визначені наступні наукові завдання:

- аналіз сучасного стану вітчизняного ринку рибних пресервів та визначення перспективних напрямів удосконалення їх асортименту;

- вивчення технохімічних властивостей та показників безпечності рибної і рослинної сировини з метою обґрунтування можливості її використання для виготовлення пресервів високої якості;

- визначення впливу технологічного режиму обробки сировини на органолептичні та структурно механічні властивості напівфабрикатів;

- визначення раціональної концентрації добавок;

- розробка рецептур нових пресервів на основі прісноводної риби із використанням методів математичного моделювання;

- проведення комплексної оцінки якості нових продуктів в процесі дозрівання і зберігання;

- визначення біологічної цінності нових видів пресервів;

- оцінка харчової нешкідливості рибних пресервів;

- розроблення та затвердження нормативної документації на нові пресерви;

- апробація результатів наукових досліджень у промислових умовах;

- визначення соціально-економічної ефективності виробництва і реалізації нових продуктів;

Об'єкти досліджень - пресерви на основі прісноводної риби з використанням рослинних добавок та морських водоростей.

Предмет досліджень - споживні властивості нових пресервів.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети було використано органолептичні, фізико-хімічні, мікробіологічні методи, метод математичного моделювання та математико-статистичної обробки результатів дослідження.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі сучасних положень нутріціології, за допомогою методів математичного моделювання, з урахуванням результатів експериментальних досліджень, уперше розроблено та науково обґрунтовано рецептури нових видів рибних пресервів, отриманих на основі раціонального комбінування прісноводної рибної та рослинної сировини.

Науково обґрунтовано оптимальну концентрацію рослинних добавок, що сприяють покращенню смакових властивостей, зовнішнього вигляду, харчової цінності, стійкості до зберігання пресервів, і, в кінцевому результаті, виробництву конкурентоспроможного продукту за якісними та ціновими характеристиками. напівфабрикат риба товарознавчий солоний

Проведено товарознавчу оцінку нових виробів за комплексом органолептичних, фізико-хімічних, структурно механічних, мікробіологічних показників та показників безпечності, визначено закономірності їх змін в процесі зберігання.

На основі експериментальних досліджень встановлено, що нові пресерви відрізняються достатньо високим вмістом вітамінів, збагаченим мінеральним складом, і як наслідок - високою біологічною цінністю.

Розроблено спільно з Національним університетом харчових технологій нову методику дослідження показників консистенції харчових продуктів, сутність якої полягає у визначенні показника пенетрації та міцності адгезії і подальшій обробці даних шляхом використання методів символьної комп'ютерної математики “Марle”.

Новизну технічних рішень підтверджено двома деклараційними патентами на корисну модель: “Спосіб виробництва рибних пресервів на основі прісноводної риби” (патент №6366 від 16.05.05), “Спосіб визначення консистенції харчових продуктів” (патент № 14496 від 15.05.06).

Практична апробація результатів досліджень. На основі результатів досліджень розроблено та затверджено нормативну документацію: ТУ У 15.2015661170202004 “Пресерви риборослинні з риби внутрішніх водойм” та технологічну інструкцію на їх виробництво.

Соціальний ефект від впровадження розробок полягає у забезпеченні споживачів продукцією з високою харчовою цінністю, що дозволить поліпшити раціон харчування населення України. Виробництво нових пресервів сприятиме розширенню асортименту рибних товарів, доступних для масового споживання за ціновими та якісними характеристиками.

Отримані результати досліджень підтверджені у промислових умовах ТОВ “Прод Імпекс”, ТОВ “Дисконт” та ДП “Підсобне господарство СБ України”, про що свідчать акти виробництва дослідних партій пресервів.

Особистий внесок здобувача полягає у постановці завдань та плануванні експерименту, проведенні аналітичних і експериментальних досліджень у лабораторних і виробничих умовах, науковому аналізі та узагальненні отриманих результатів, розробці патентів, нормативної документації, впровадженні нових пресервів у виробництво; автором сформульовано висновки та пропозиції.

У наукових працях, виконаних у співавторстві, здобувачеві належать організація та проведення експерименту, обробка та аналіз результатів досліджень, підготовка їх до друку.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися і обговорювалися на міжнародних науково-практичних конференціях: “Науки про торгівлю у ХХІ столітті” (Київський національний торговельно-економічний університет, м. Київ, 2004), “Техника и технология пищевых производств” (Могилевский государственный университет продовольствия, Беларусь, 2004), “Товарознавство та ринок споживчих товарів у 3му тисячолітті” (Донецький державний університет економіки і торгівлі ім. М. ТуганБарановського, м. Донецьк, 2004), “Наукові дослідження - теорія та експеримент 2005” (ПУСКУ, Полтава, 2005), ІІ Міжнародній науковопрактичній конференції “Морские прибережные экосистемы: водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки” (Архангельськ, 2005), І міжгалузевій міжнародній науковопрактичній конференції “Харчові добавки. Харчування здорової та хворої людини” (Донецький державний університет економіки і торгівлі ім. М. ТуганБарановського, м. Донецьк, 2005), на конкурсі наукових проектів “Інтелект молодих - на службу столиці” (Київ, 2005), на 15му Симпозіумі Міжнародного товариства товарознавців та технологів “Глобальна безпека товарів та довкілля. Якість життя”(Київський національний торговельно-економічний університет, м. Київ, 2006), ІV Міжнародній науково-практичній конференції “Актуальні питання гігієни харчування та безпечності харчових продуктів. Міжнародні, європейські і національні підходи до вирішення. Нові критерії оцінки ризику, показники, методи та регламенти. Питна вода - харчовий продукт №1. Проблеми функціонального харчування” (Інститут екогігієни і токсикології ім. Л.І. Медведя, м. Київ, 2006).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 12 робіт, у тому числі 5 статей у наукових фахових виданнях, затверджених ВАК України, 5 тез доповідей та матеріалів конференцій, 2 деклараційні патенти на корисну модель.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків.

Робота викладена на 160 сторінках комп'ютерного тексту, ілюстрована 56 таблицями, 34 рисунками та містить 17 додатків. Список використаних джерел включає 229 робіт, з них 32 зарубіжних авторів.

2. Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і завдання досліджень, визначено наукову новизну та практичну цінність одержаних результатів.

У першому розділі “Аналітичний огляд літератури” на основі аналізу вітчизняних та зарубіжних літературних джерел вивчено сучасний стан виробництва та споживання рибних пресервів. Встановлено, що на сьогодні “середній українець” споживає за рік близько 10 кг риби, при рекомендованій нормі близько 20 кг. З'ясовано, що сектор пресервів є динамічним, конкуренція на ринку пресервів зростає і наразі відбувається його структуризація. Асортимент пресервів представлений, в основному, пресервами із риб родини оселедцевих в різноманітних соусах і заливках. Наведено дані про харчову цінність рослиноїдних риб, їх розмірновагові

характеристики. Проаналізовано різні способи засолу рибної сировини та зміни, що відбуваються під час дозрівання та зберігання солоної риби. Розглянуто сучасні методи регулювання процесів дозрівання пресервів.

У другому розділі “Організація, об'єкти, методика і методи досліджень” сформульовані експериментальні та організаційні напрямки

реалізації програми досліджень, яку представлено

Об'єктами дослідження були рибні пресерви, виготовлені із прісноводної риби (білого амуру) з додаванням морської водорості цистозіри та рослинних добавок: ягід калини, журавлини, барбарису, бузини; моркви та буряку.

В якості контролю було взято зразок пресервів, виготовлений без рослинних добавок.

Дослідження виконувалися у лабораторіях кафедри товарознавства та експертизи продовольчих товарів Київського національного торговельно-економічного університету, НТЦ “Віріа” (м.Київ), Науково-дослідного центру випробувань продукції (Укрметртестстандарту), Українського центру з проблем захисту прав споживачів, Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАНУ, у промислових умовах ТОВ “Дисконт”, ТОВ “Прод Імпекс”, ДП “Підсобне господарство СБ України”.

Для прогнозування процесу дозрівання пресервів та динаміки їх якості було використано математичні засоби оптимізації. Процес оптимізації рецептури пресервів здійснювався у два етапи: 1) проводилася оптимізація солоних напівфабрикатів за основними органолептичними та хімічними показниками, 2) визначався оптимальний вміст рослинних добавок. На першому етапі математичні моделі були побудовані методом багатофакторного експерименту, були визначені варіативні фактори - компоненти рецептури: вміст солі (%), вміст оцту (%) та час дозрівання (дні). Встановлено межі їх відхилення та виконано експеримент за планом В3.

Другий етап процесу оптимізації здійснювався шляхом математичного моделювання складу рецептур пресервів за вмістом рослинних добавок в програмі MS Excel.

Дослідження показників якості сировинних компонентів та готових пресервів проводили загальноприйнятими та спеціальними сучасними методами, зокрема: хроматографії, рентгено-флуоресцентного аналізу, флюорометрії, йодометрії, атомно-абсорбційної спектрометрії тощо.

Структурно-механічні властивості досліджували за власною запатентованою методикою (патент № 14496 від 15.05.06). Показник пенетрації визначали за допомогою гравітаційного пенетрометра, міцність адгезії - використовуючи прилад, в основу якого покладено коливальний рух фізичного маятника з різною швидкістю.

Розрахунки виконували у наступній послідовності: будували математичну модель, проводили її аналіз і, використовуючи методи символьної комп'ютерної математики “Maple-10”, пакет “Рlots”, розраховували показник пенетрації та міцність адгезії.

Органолептичну оцінку пресервів проводили у декілька етапів. Спочатку оцінювали органолептичні показники солоних напівфабрикатів за розробленою нами п'ятибаловою шкалою. Потім проводили органолептичну оцінку готових пресервів впродовж встановленого терміну зберігання за п'ятибаловою шкалою із урахуванням коефіцієнтів вагомості для окремих показників.

Результати досліджень піддавали математико-статистичній обробці з використанням ЕОМ у середовищі Microsoft Exсel 2000.

У третьому розділі “Товарознавча характеристика сировини для виробництва нових видів пресервів” викладено результати досліджень технохімічних властивостей рибної сировини, розраховано критеріальні показники її хімічного складу (білкововодний, білково-водножировий коефіцієнти, сума вологи і жиру, енергетична цінність), за якими білий амур і товстолобик належать до промислових риб, що придатні для усіх видів обробки: виробництва солоної і кулінарної продукції, консервів тощо. За результатами досліджень амінокислотного, жирно-кислотного складу білого амуру та товстолобика встановлено, що обрана рибна сировина відрізняється високим вмістом есенціальних жирних кислот, незамінних амінокислот, що свідчить про її високу біологічну цінність. Вивчення мінерального складу рибної сировини дозволило зробити висновок про необхідність його оптимізації внаслідок відсутності деяких важливих елементів, зокрема, марганцю, йоду. Результати досліджень по визначенню токсичних елементів та мікробіологічних показників дозволили зробити висновок, що обрана рибна сировина є безпечною у харчовому відношенні.

Аналіз властивостей рослинної сировини показав, що ягоди калини, журавлини, барбарису, бузини є джерелом біологічно активних речовин, вітамінів, речовин специфічної дії, харчових волокон тощо.

У четвертому розділі “Наукове обґрунтування розробки рецептур і моделей якості нових пресервів” представлені результати оптимізації рецептур нових видів рибних пресервів. Встановлено, що використання маринованого засолу при виготовленні солоних напівфабрикатів рибних пресервів дозволяє отримати продукт, який характеризується більш високими органолептичними та структурно-механічними показниками порівняно із напівфабрикатами, виготовленими за допомогою простого засолу

Шляхом математичного моделювання визначено оптимальні концентрації сировинних інгредієнтів.

Математичні моделі були побудовані методами багатофакторного експерименту.

Пошук оптимальних параметрів здійснювали, використовуючи трьохфакторний експеримент. Нами були визначені варіативні фактори - компоненти рецептури: вміст солі (%), вміст оцту (%) та час дозрівання і встановлено межі їх відхилення. В якості досліджуваного параметру було обрано інтегральний показник якості. За допомогою методу найменших квадратів, використовуючи програму Minitab, отримали математичну модель, що описує залежність інтегрального показника якості від трьох факторів: вмісту солі, вмісту оцту та часу дозрівання.

Модель має наступний вигляд:

Y=2,3712+1,427Х34,2649Х127,9593Х22+2,4656Х32+4,8608Х1Х21,0929Х1Х3

В результаті розрахунків визначено, що максимальний інтегральний показник якості (Y = 0,9435) досягається при Х1=5,08; Х2=0,97; Х3=7. Таким чином, встановлено, що оптимальний вміст солі складає 5,08%, оцту - 0,97%, а час дозрівання становить 7 діб.

Оптимізація рецептур рибних пресервів здійснювалася за вмістом рослинних добавок. Концентрації ягід та овочів визначалися з урахуванням їх впливу на загальний хімічний склад готового продукту. Шляхом математичного моделювання було досліджено вплив концентрації добавок на амінокислотний, жирно-кислотний, вітамінний, мінеральний склади продукту, а також вплив на органолептичні показники, міцність адгезії та термін зберігання. Було розраховано інтегральний показник якості досліджуваних пресервів

Відповідно, за графіками нами було розраховано рівняння апроксимації поліноміального типу для кожного виду пресервів, де Y - це інтегральний показник якості (ІПЯ), а Х - вміст рослинних добавок, %, а також розраховано рівень достовірності апроксимації рівнянь (табл.1).

Таблиця 1 Розрахунок раціональної концентрації рослинних добавок

Як видно з табл.1, усі значення R2 наближаються до 1, що свідчить про найбільш наближену до реальності залежність комплексного показника якості від вмісту рослинних добавок. ІПЯ усіх зразків пресервів виявився досить високим, що свідчить про відповідний рівень якості пресервів. Найбільшим цей показник виявився у пресервах з бузиною та калиною (0,814 та 0,807).

В результаті диференціювання рівняння нами було отримано раціональну концентрацію добавок, яка склала для ягід від 4,94 до 5,38%, а для овочів - 9,9610,19%. Для полегшення розрахунків дозування добавок в процесі виробництва пресервів доцільно проводити в кількості 5% для ягід та 10 % для овочів.

Розробка і конструювання рецептур та технології виготовлення пресервів проводилися за результатами експериментальних досліджень з урахуванням впливу окремих сировинних компонентів на якість готових виробів. Вихідні компоненти підбирали, враховуючи показники оптимізації та споживацькі переваги. Дослідні роботи по виготовленню пресервів проводилися в лабораторних умовах КНТЕУ та у промислових умовах ТОВ “Дисконт”, ТОВ “Прод Імпекс”, ДП “Підсобне господарство СБ України”.

Технологічна схема виготовлення пресервів зображена

З метою визначення ступеня готовності дослідних зразків пресервів нами проводилося комплексне вивчення динаміки змін їх органолептичних, фізико-хімічних, мікробіологічних та структурно-механічних показників.

Дослідження проводилися протягом 2х місяців при температурі зберігання пресервів від мінус 4 до мінус 8 оС.

Оцінка динаміки азотовмісних сполук дослідних зразків пресервів у період їх зберігання засвідчила наявність біохімічних процесів зміни білків внаслідок процесу гідролізу, що супроводжуються зменшенням вмісту білкового і збільшенням вмісту усіх форм небілкового азоту у продукті.

Динаміка буферності пресервів виявилася найбільш інтенсивною протягом 30 діб їх зберігання, що корелює з органолептичними та структурно механічними показниками. В подальшому збільшення буферності було незначним.

Таким чином, встановлено, що додавання ягід калини, барбарису, журавлини, бузини; моркви та буряку сприяє інгібуванню процесів деструкції білків.

За показником пенетрації досліджувані зразки пресервів з рослинними добавками, зокрема пресерви з барбарисом і журавлиною відрізнялися кращим ступенем дозрівання і зберігання у порівнянні зі зразком без добавок. Як допоміжний показник при оцінці структурно механічних властивостей, нами визначалася міцність адгезії

Найбільшою міцністю адгезії, яка становить 203,7 Па, відрізняється контрольний зразок пресервів.

Дослідні зразки із рослинними добавками характеризуються значно меншою міцністю адгезії. Це пояснюється тим, що додавання рослинної сировини уповільнює деструктивні процеси розпаду ліпідів і зумовлює більш пружну консистенцію шматочків риби. Завдяки цьому пресерви із рослинними добавками краще зберігають свої споживні властивості під час товароруху.

У п'ятому розділі “Товарознавча характеристика нових пресервів та зміни їх якості в процесі зберігання” охарактеризовано органолептичні, фізикохімічні, мікробіологічні показники та показники безпечності нових пресервів.

За результатами оцінки органолептичних показників дослідних зразків пресервів було зроблено висновок, що рослинні добавки та прянощі сприяють утворенню приємного, характерного, гармонійного смаку і запаху готових пресервів, а також мають позитивний вплив на їх структурномеханічні властивості, зокрема на консистенцію (табл.2.).

Таблиця 2 Органолептична оцінки рибних пресервів, бали

Таблиця 3 Загальний хімічний склад рибних пресервів, %