Совершенствование технологии производства сухих рыборастительных продуктов
На правах рукописи
МЫСАК Сергей Владимирович
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА СУХИХ РЫБОРАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ
05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,
плодоовощной продукции и виноградарства
05.18.04 – Технология мясных, молочных, рыбных
продуктов и холодильных производств
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Краснодар – 2007
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»
Научные руководители: доктор технических наук, профессор
Касьянов Геннадий Иванович;
доктор технических наук, профессор
Шамханов Чингисхан Юсупович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Фатыхов Юрий Адгамович;
кандидат технических наук
Маркелов Александр Викторович
Ведущая организация: ГУ Краснодарский НИИ хранения и
переработки сельскохозяйственной
продукции Россельхозакадемии
Защита состоится 1 марта 2007г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, корп. А, конференц-зал
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета
Автореферат разослан 30 января 2007 г
Ученый секретарь диссертационного
совета, канд. техн. наук В.В. Гончар
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1.1 Актуальность темы. Правильное питание обеспечивает нормальный рост и развитие человека, что способствует профилактике заболеваний, продлению жизни, повышению работоспособности и создает условия для адекватной адаптации людей к окружающей среде. В то же время, у большинства населения России выявляются нарушения системы питания, обусловленные недостаточным потреблением полноценных белков, витаминов, минеральных веществ.
Среди факторов питания, имеющих важное значение для поддержания и улучшения здоровья, работоспособности и активного долголетия человека, решающая роль принадлежит регулярному снабжению организма комплексом важнейших химических соединений.
Ведущими учеными и специалистами в области создания сбалансированных продуктов питания являются Антипова Л.В., Артемьева Н.К., Донченко Л.В., Зайко Г.М., Зайцев А.Н., Касьянов Г.И., Липатов Н.Н., Мезенова О.Я., Покровский А.А., Самсонов М.А., Скурихин И.М., Тимофеенко Т.И., Фатыхов Ю.А., Харитонов В.Д., Шаззо Р.И., Шамханов Ч.Ю. и другие.
При конструировании многокомпонентных продуктов предпочтение следует отдавать рациональному сочетанию рыбного и овощного сырья, что позволит обогатить готовый продукт легко усвояемыми белками и липидами за счет рыбного сырья, углеводами и витаминами - из овощного сырья.
Разработанные нами сухие, быстровосстанавливаемые продукты рассчитаны на категорию людей, которые в силу различных обстоятельств не могут воспользоваться свежими продуктами. Чаще всего люди, оказавшись в такой ситуации, особенно подвержены высоким физиологическим и психологическим нагрузкам нуждаются в сбалансированном, полноценном питании.
Существующие способы сушки компонентов рыборастительных продуктов сопровождаются необратимыми потерями витаминов и аминокислот, снижением пищевой и биологической ценности, накоплением нежелательных соединений. В связи с этим, разработка способов снижения влажности продуктов до критической, с сохранением исходного содержания аминокислот и витаминов, обеспечивающей устойчивое длительное хранение, является актуальной задачей и имеет теоретическое и прикладное значение для технологии рыбных продуктов.
Диссертация выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой «Дети России» (2003-2006 гг.), научно-технической программой Министерства образования и науки Российской Федерации «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», № г.р. 01200109253, а также в соответствии с госбюджетной тематикой НИР КубГТУ № 1.4.06.-10 «Биохимические, физические и энергоинформационные способы обработки сырья животного и растительного происхождения» (2005-2009 гг.).
1.2 Цель работы. Разработка технологии низкотемпературной сушки растительных и рыбных продуктов, обеспечивающей более полное сохранение исходного содержания витаминов и незаменимых аминокислот в сырье.
1.3 Основные задачи исследования. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- теоретически обосновать и экспериментально подтвердить целесообразность использования электромагнитного поля низких частот (ЭМП НЧ) для перемещения влаги из глубинных слоев сырья к поверхности;
- разработать рациональные режимы удаления влаги из сырья с использованием синергетического эффекта вакуумной и электромагнитной обработки;
- разработать новые многокомпонентные рецептуры сухих рыборастительных продуктов, сбалансированных по аминокислотному составу;
- усовершенствовать технологию производства сухих рыборастительных продуктов длительного хранения;
- провести оценку пищевой и биологической ценности сухих рыборастительных продуктов;
- на основе анализа изменения физико-химических, химических и биохимических характеристик рыборастительных продуктов предложить рациональные режимы их технологической обработки обеспечивающей минимальные потери биологической ценности исходного сырья;
- провести опытно-промышленную апробацию усовершенствованной технологии получения сухих рыборастительных продуктов;
- разработать техническую документацию на новые виды сухих рыборастительных продуктов и рассчитать экономический эффект от внедрения в производство усовершенствованной технологии получения сухих рыборастительных продуктов.
1.4 Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально доказана возможность снижения влажности рыборастительного сырья до критической, за счет использования эффектов вакуумной и электромагнитной обработки сырья с минимальными потерями пищевой и биологической ценности исходного сырья. Впервые установлен эффект от сочетания действия ЭМП НЧ по перемещению влаги из центра частиц сырья к поверхности, удаления влаги с поверхности сырья за счет вакуума и последующего обезвоживания продукта под воздействием ЭМП СВЧ и вакуума. Разработана и реализована программа для ЭВМ по расчету зависимости основных показателей биологической ценности рыборастительного продукта от режима сушки и химического состава исходного сырья.
1.5 Практическая значимость. Усовершенствована технология получения сухих рыборастительных продуктов. Разработана техническая документация на новые виды продуктов питания на основе комбинированного сухого рыбного и растительного сырья. Усовершенствованная технология апробирована в условиях экспериментального цеха Краснодарского рыбзавода и технологической лаборатории КНИИХП. Экономический эффект от внедрения новой технологии составляет 5,5 тыс. руб. на 1 т высушенного сырья.
1.6 Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе, были обсуждены на ежегодных заседаниях ученого совета факультета пищевой биотехнологии и ресторанного бизнеса КубГТУ (г. Краснодар, 2003-2006 гг.), на научно-методических семинарах КНИИХП (г. Краснодар, 2003-2006 гг.), на Международной научно-практической конференции «Стратегия и тактика социально экономического развития общества» (г. Астрахань, 2004 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Пищевая промышленность, интеграция науки, образование и производство» (г. Краснодар, 2005г.).
1.7 Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 1 монография, 1 брошюра, 1 статья, 9 публикаций в материалах конференций и сборниках трудов, 5 патентов РФ на изобретения, 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ, 1 положительное решение о выдаче патента на изобретение.
1.8 Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора патентно-информационной литературы, методической части результатов исследования и их анализа, промышленной апробации, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 134 страницах компьютерного текста, содержит 29 таблицы и 26 рисунок. Список использованной литературы включает 135 источника, в том числе 21 зарубежных авторов.
- Объекты и методы исследований
2.1 Объекты исследования. В соответствие с поставленной целью и задачами диссертационной работы объектами исследования служили пресноводные рыбы: белый амур (Ctenopharyngodon idella Val.), белый толстолобик (Hypophtalmichthys molitrix Val.), щука (Esox Lucius L.) и окунь (Perca fluviatilis L.), выращиваемые и вылавливаемые в водоёмах Краснодарского края. В качестве растительного сырья использовали рисовую крупу, картофель сорт Лира, морковь сорт Волжская 30, капусту белокочанную сорт Гренадер, баклажаны сорт Алексеевские, лук репчатый сорт Джанго, чеснок, пастернак, СО2-экстракты перца красного, укропа, тмина.
2.2 Методы и схема исследования. При проведении исследований по определению показателей качества и безопасности сырья и пищевых добавок использовали общепринятые методы.
Общая схема проведения исследований представлена на рис.1.
Отбор проб для физико-химических исследований и подготовку их к испытаниям осуществляли в соответствии с ГОСТ 7269. Влажность (массовую долю влаги) устанавливали путем высушивания измельченного образца в сушильном шкафу при 105±20С до постоянной массы по ГОСТ 9793 (п.3). Сырой протеин (массовую долю белка), по методу Къельдаля (ГОСТ 25011 п.2). Массовую долю жира определяли путем извлечения его смесью хлороформа и этилового спирта. Углеводы определяли расчетным путем. Аминокислотный состав определяли методом капиллярного электрофореза на оборудовании Капель 105 по методике фирмы-производителя НПФ НП «Люмекс» для определения аминокислот. Содержание витамина В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), В6 (пиридоксин), С (аскорбиновая кислота), РР (никотиномид) определяли методом капиллярного электрофореза на оборудовании Капель 105 по методике фирмы производителя НПФ НП «Люмекс» для определения витаминов.
Минеральные элементы (Na, Ca, Mg, Fe, K) – методом атомно-адсорбционной спектроскопии на анализаторе AAS-1, фосфор – молибдено- ванадиевым способом. Органолептические показатели по ГОСТ 9959-91. Токсичные элементы – методом ИВ по ГОСТ Р 51301-99, радионуклиды – спектрометрически на, – спектрометре с программным обеспечением «Прогресс». Относительную биологическую ценность определяли микробным методом с использованием реснитчатой инфузории Тетрахимена пириформис. Микробиологические показатели – по ГОСТ 30425-97.
Рисунок 1 – Общая схема проведения исследований
Безопасность сырья, полуфабрикатов и вспомогательных материалов определяли с использованием современных методов и оценивали по содержанию токсичных элементов, микробиологическим и радиологическим показателям.
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом регрессивного анализа с использованием программы фирмы Microsoft «STATISTICA 6».
Безопасную зону вокруг электромагнитного излучателя модулируемой низкой частоты определяли с использованием реснитчатой инфузории Тетрахимена пириформис, размещая чаши Петри с тест – микроорганизмом на разном расстоянии от излучателя.
Количественную оценку качества белка определяли по суммарной массовой доле незаменимых кислот ( НАК). Аминокислотный скор, определяли путем сравнения аминокислотного состава изучаемого белка со справочной шкалой аминокислот идеального гипотетического белка по версии ФАО/ВОЗ. Энергетическую ценность определяли расчетным путем на основании математической модели энергетической ценности проектируемого продукта.
Определение резонансных частот выполнялось по методике профессора М.Г. Барышева на основе анализа показаниий ипедансметра по разности фаз между током и напряжением. При этом учитывалось число скачков фаз между током и напряжением за определённый интервал времени. Строилась зависимость числа скачков фазы от частоты электромагнитного поля напряжённостью 100 А/м.
Воспроизводимость опытов проверяли с помощью критерия Кохрена (Gp), адекватных уравнений регрессии по критерию Фишера (Fp), значимость коэффициента регрессии по критерию Стьюдента (t3).
3 Основные результаты исследования и их обсуждение
Теоретически обоснован выбор сырья для производства сухих рыборастительных продуктов, охарактеризован качественный и количественный состав новых продуктов питания.
Определены частоты, позволяющие повысить скорость протекания процесса обезвоживания в вакуумной сушилке. Установлены режимы вакуумной ЭМП НЧ и СВЧ сушки.
3.1 Исследование химического состава растительного и рыбного сырья. Химический состав готовых продуктов длительного хранения, получаемых путем обезвоживания растительного и животного сырья, в значительной степени зависит от качества исходного сырья.
Таблица 1 – Химический состав выбранного для исследований сырья
| Вид исследуемого сырья | Содержание, % | Калорийность, кДж/100 г | ||||
| Влага | Белок Nх6,25 | Жир | Углеводы | Зола | ||
| Амур белый | 76,70 | 17,40 | 4,40 | - | 1,25 | 460 |
| Окунь речной | 79.1 | 18,30 | 0.9 | - | 1,30 | 343 |
| Толстолобик белый | 77,00 | 16,30 | 8,10 | - | 1,30 | 614 |
| Щука | 79.0 | 18.0 | 1.0 | - | 1,20 | 353 |
| Горошек зеленый | 80,5 | 5 | 0,2 | 13,2 | 0,8 | 313 |
| Баклажаны | 92.0 | 0,6 | 0,2 | 5,6 | 0,4 | 117 |
| Капуста белокочанная | 90 | 1,8 | - | 5,5 | 0,7 | 117 |
| Картофель | 74,5 | 2 | 0,1 | 19,6 | 1,1 | 346 |
| Лук репчатый | 87 | 1,7 | - | 9,4 | 1 | 167 |
| Морковь красная | 88,5 | 1,3 | 0,1 | 7 | 1 | 137 |
Анализируя полученные данные таблицы 1 все выбранное сырье обладает высокой влажностью 74-90%, для рыбного сырья характерно высокое содержание белка до 18%, а у таких пород как белый толстолобик и белый амур отмечено высокое содержание жира до 9% и 4,4% соответственно. Растительное сырье содержит углеводы, которых недостает в рыбном сырье.
Как видно из таблицы 2 выбранное сырье имеет сравнительно высокое содержание витаминов группы В. Содержание витамина С в растительном сырье во много раз выше по сравнению с сырьем животного происхождения.
Таблица 2 – Витаминный состав исходного сырья, мг/100г. сухого вещества
| Витаминный состав | баклажаны | капуста белокочанная | картофель | лук репчатый | морковь красная | Горошек зеленый | Амур белый | Окунь речной | Толстолобик белый | Щука | |
| Тиамин (В1) | 0,03 | 0,06 | 0,12 | 0,06 | 0,06 | 0,38 | 0,12 | 0,11 | 0,14 | 0,11 | |
| Рибофлавин (В2) | 0,04 | 0,05 | 0,05 | 0,02 | 0,07 | 0,21 | 0,18 | 0,12 | 0,21 | 0,14 | |
| Витамин В6 | 0,15 | 0,11 | 0,33 | 0,15 | 1,14 | 0,17 | 0,15 | 0,13 | 0,15 | 0,19 | |
| –каротин | 0,03 | 0,02 | 0,02 | Сл. | 8,7 | 0,4 | - | Сл. | - | 0 | |
| Витамин А | - | - | - | - | - | - | 0,07 | 0,01 | 0,08 | Сл. | |
| Витамин Е | - | 0,08 | 0,08 | 0,22 | 0,6 | 2,5 | 0,43 | 0,42 | 0,48 | 0,2 | |
| Витамин С | 7 | 50 | 20 | 12 | 5 | 28 | 1,7 | 1,39 | 1,8 | 1,6 | |
| Ниацин (РР) | 0,6 | 0,4 | 0,9 | 0,25 | 1 | 2.15 | 1,34 | 1,6 | 1,45 | 1,1 | |
3.2 Совершенствование технологии обезвоживания сырья растительного и животного происхождения. Анализируя различные способы удаления влаги из растительного и животного сырья выбор был сделан в пользу вакуумной СВЧ сушки позволяющей получать продукты высокого качества. Но использование данного способа сушки высокоэнергозатратно, а в условиях жесткой конкуренции с западными фирмами (при вступлении страны в ВТО), отечественные фирмы-производители специализированных продуктов питания могут не выдержать конкуренции.
Предлагаемый нами способ заключается в удалении влаги из сырья в два этапа: первый из которых предварительное обезвоживание сырья в вакуумной камере под воздействием ЭМП НЧ; и второй – досушка сырья в вакуумной СВЧ установке.
При воздействии ЭМП НЧ происходит перераспределение энергии тепловых колебаний в системе ионбелок, соответственно происходит активация или ингибирование переноса протонов за счет изменения конформации Н+канала и изменения высоты активационных барьеров связывания Н+ с белками и другими ингредиентами. В результате воздействия ЭМП на клетки сырья, они (за счет имеющейся у них энергии) высвобождают протоны во внеклеточную среду и количество воды, находящейся во внеклеточной среде, уменьшается, за счет вытеснения её к поверхности.
Резонансные частоты образцов установили с помощью ипедансметра, по величине фаз между токам и напряжением, соответствующие наибольшему поглощению ЭМП основными компонентами: влагой, белком, липидами. Для выбранного нами сырья частоты находятся в диапазоне 38-42Гц.
Для осуществления этого способа обезвоживания предварительно подготовленное и измельченное сырье помещали на перфорированный поддон в емкость выполненную из толстостенного метала, и располагали так, чтобы максимальное число линий магнитной индукции электромагнитного поля пронизывало весь объем емкости с исследуемым сырьем. Отличие предложенного нами метода, от метода к.т.н. Аверьяновой О.А., взятого за прототип, является использование глубокого вакуума, что позволило не только вытеснить влагу к поверхности под действием ЭМП НЧ, но и убрать её из продукта, понизив влажность продукта на 30-35%. Сконструированная нами экспериментальная вакуумная электромагнитная сушилка под действием ЭМП НЧ представлена на рисунке 2 позволяет обрабатывать растительное и рыбное сырье ЭМП НЧ.
Рисунок 2 – Экспериментальная ЭМ НЧ вакуумная установка:
1– толстостенный корпус из ферромагнетика, 2– толстостенная крышка из ферромагнетика, 3– корпус антенны излучателя, 4– перфорированный поддон, 5 – подставка 6 – труба для отвода влаги и создания вакуума в камере, 7- провод к блоку управления излучателем
Рисунок 3 – Изменение влажности продукта от времени сушки ЭМП НЧ
под вакуумом
Рисунок 4 – Зависимость влажности продукта от продолжительности сушки в вакуумной СВЧ сушилке
С этой целью использовано нами современные СВЧ вакуумные установки «Альтернатива М» «Муссон» (разработанные в компании ОАО «Русские традиции»), которые позволяют высушивать продукт при температуре 30-35оС. В результате такого комбинированного метода продолжительность сушки в вакуумной СВЧ сушилке сократилась для растительного сырья на 28%, для животного на 25% (рис. 4), что в свою очередь положительно сказалось на качестве и стоимости готовой продукции.
3.3 Исследование химического состава обезвоженного растительного и животного сырья. Промышленная переработка растительного и животного сырья для получения сухих рыборастительных продуктов длительного хранения позволяет получать экологически чистые продукты, пригодные для использования в течении всего года, независимо от сезона. В таблице 3 и на рисунках 5, 6 приведены данные по двум способам удаления влаги, в качестве «обычного способа» использовали вакуумную СВЧ сушилку, в качестве «нового способа» предложенный нами комбинированный метод.
Рисунок 5 – Изменение аминокислотного состава рыбного сырья в зависимости от способа сушки
Рисунок 6 – Изменение аминокислотного состава растительного сырья в зависимости от способа сушки
Таблица 3 – Витаминный состав некоторых видов растительного и живот- ного сырья, высушенных традиционным и новым методом сушки.
| Окунь речной | Толстолобик белый | Баклажаны | Лук репчатый | |||||
| Витамины, мг/100г продукта | Обычный способ | Новый способ | Обычный способ | Новый способ | Обычный способ | Новый способ | Обычный способ | Новый способ |
| Тиамин (В1) | 0,409 | 0,422 | 0,462 | 0,476 | 0,109 | 0,112 | 0,189 | 0,195 |
| Рибофлавин (В2) | 0,440 | 0,462 | 0,69 | 0,713 | 0,108 | 0,113 | 0,075 | 0,077 |
| Витамин В6 | 0,471 | 0,525 | 0,48 | 0,508 | 0,501 | 0,542 | 0,514 | 0,543 |
| -каротин | След. | След. | - | - | 0,025 | 0,027 | Следы | Следы |
| Витамин С | 3, 74 | 5,06 | 4,386 | 5,94 | 30,85 | 40,65 | 33,2 | 44,0 |
| Ниацин (РР) | 5,90 | 6,01 | 4,90 | 4,951 | 2,12 | 2,18 | 0,750 | 0,782 |
Изучая полученные данные, можно отметить, что в предложенном нами способе деградация аминокислот заметно снизилась по сравнению с аналогичными показателей традиционного способа (считающегося довольно щадящим), за счет сокращения продолжительности СВЧ воздействия. Наиболее подвергнуты разрушениям такие незаменимые аминокислоты, как изолейцин, метионин + цистин, триптофан. Разрушение остальных незаменимых аминокислот было незначительно.
Установлено преимущество предложенного нами метода по сравнению с довольно щадящим по отношению к аминокислотам и витаминам способа удаления влаги за счет вакуума и СВЧ энергии.
3.4 Разработка рецептур новых видов продукции на рыборастительной основе. Одна из рецептур разработанного нами рыборастительного продукта представлена в таблице 4.
Таблица 4 – Рецептурный состав одного из новых видов сухих продуктов
| Наименование ингредиентов | Массовая доля ингредиентов в рецептурах, % |
| Фарш рыбный сушеный | 39 |
| Лук репчатый сушеный | 5 |
| Гидролизат рапаны | 5 |
| Баклажаны | 10 |
| Мука пшеничная | 1 |
| Картофель сушеный (хлопья) | 5 |
| Морковь сушеная | 10 |
| Крупа гречневая | 5 |
| Пастернак (белый корень) | 8 |
| Соль поваренная | 1,5 |
| Йодказеин | 1 |
| Глюкондельталактон | 0,5 |
| Шрот расторопши | 5,0 |
| – каротин | 1,2 |
| Лецитин подсолнечный | 2 |
| CO2 – экстракт перца красного | 0,03 |
| СО2 – экстракт тмина | 0,03 |
| СО2 – экстракт укропа | 0,04 |
| Сахар- песок | 0,7 |
Приведённая в таблице 4 рецептура сухого рыборастительного продукта восстанавливается горячей водой в соотношении 1:3. Микробиологические исследования показали промышленную стерильность продукта, а дегустационная комиссия КНИИХП подтвердила его высокие органолептические показатели.
Аминокислотный состав белка проектируемого пищевого продукта моделируется путем компьютерного анализа и подбора оптимальных соотношений выбранных ингредиентов. Далее осуществляется корректировка витаминного и минерального состава. Поскольку используемые нами ингредиенты имеют невысокое содержание жира, за исключением толстолобика, то для повышения пищевой ценности в рецептуры рекомендуется добавлять растительное масло.
Исследовав полученные нами рецептуры рыборастительных продуктов на предмет пищевой и биологической ценности, получили результаты, наглядно представленные в таблице 5.
Таблица 5 – Химический состав продуктов, аминокислотный, витаминный, минеральный состав готовых продуктов
| Изучаемые показатели | Рецептуры продуктов питания | ||
| №1 | №2 | №3 | |
| Влага, % | 13 | 14 | 13 |
| Белок, %, Nх6,25 | 29,1 | 27,9 | 31,5 |
| Жир, % | 8,4 | 7,8 | 8,5 |
| Углеводы, % | 41,3 | 43,5 | 39,2 |
| Энергетическая ценность, кДж | 1665 | 1431 | 1456 |
| Аминокислоты, г/100г белка | |||
| Валин | 4,96 | 4,78 | 4,87 |
| Изолейцин | 4,03 | 3,78 | 4,32 |
| Лейцин | 6,92 | 7,08 | 7,46 |
| Лизин | 7,23 | 7,09 | 7,14 |
| Метионин + цистин | 3,45 | 3,67 | 4,11 |
| Треонин | 4,04 | 4,05 | 4,26 |
| Триптофан | 1,23 | 1,11 | 1,07 |
| Фенилаланин + тирозин | 6,89 | 6,54 | 6,95 |
| Витамины, мг/100г | |||
| Тиамин В1 | 0,35 | 0,39 | 0,31 |
| Рибофлавин В2 | 0,31 | 0,42 | 0,28 |
| –каротин | 1,3 | 1,2 | 1,4 |
| Витамин Е | 2,6 | 2,8 | 1,8 |
| Витамин С | 29,3 | 22,9 | 24,9 |
| Ниацин (РР) | 1,9 | 1,8 | 2,4 |
| Минеральные вещества мг/100г | |||
| Кальций | 401 | 440 | 459 |
| Магний | 298 | 262 | 273 |
| Фосфор | 310 | 340 | 323 |
| Железо | 4,2 | 3,2 | 2,8 |
| Калий | 1590 | 1490 | 980 |
Полученные нами продукты имеют коэффициент утилитарности аминокислотного состава близкий к единице, для первой рецептуры он составляет 0,91, для второй и третьей 0,86 и 0,88. Из этого следует, что продукты теоретически полностью утилизируются в организме. Оценка усвояемости белков рыборастительных продуктов проводилась также посредством микробиологических тестов. В качестве тест-объекта использовали реснитчатую инфузорию Tetrahimena pyriformis W Данные по относительной биологической ценности составляют 84%, 75%, 80%, для первой, второй и третьей рецептуры соответственно (за 100% был принят казеин).
3.5 Совершенствование технологии производства сухих рыборастительных продуктов. При разработке технологии сухих рыборастительных продуктов, нами учитывались, прежде всего, такие факторы, как максимальная сохранность ценных компонентов при удалении влаги из сырья, безопасность в процессе хранения при положительных температурах, сохранение пищевой и биологической ценности в течение всего срока годности.
Технология производства трех разработанных нами рецептур одинакова и изменяется лишь в зависимости от применяемого сырья. Технологическая схема производства рыборастительных продуктов включает подготовку растительного и рыбного сырья, измельчение, предварительное обезвоживание в ЭМП НЧ вакуумной установке до влажности 55-65%, СВЧ вакуумное обезвоживание до влажности в 14%, смешивание ингредиентов в установленных рецептурами пропорциях с добавлением предварительно подготовленными гречневой и перловой крупами, пшеничной мукой, расфасовку в многослойные пакеты по 75г.
Основные изменения, внесенные в технологическую линию заключаются в добавлении нового оборудования на технологическом этапе обезвоживания и замена основной сушильной установки на вакуумную СВЧ сушилку марки «Муссон», «Альтернатива М» или «Черномор», в зависимости от объемов переработки.
3.6 Разработка технической документации на новые виды продуктов. Разработаны и утверждены технические условия ТУ 9160-169-04801346-06 «Суп рыбоовощной с морковью и баклажанами», ТУ 9160-170-04801347-06 «Суп рыбоовощной с морковью и картофелем» и ТУ 9160-171-04801348-06 «Суп рыбоовощной с зеленым горошком» и технологические инструкции на производство этих видов продуктов.
На основе анализа изменения физико-химических и биохимических показателей определены допустимые сроки хранения новых сухих рыборастительных продуктов, составляющие 10 месяцев.
Экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии в условиях Краснодарского рыбзавода составил в среднем 5,5 руб. на 1кг высушенного сырья, что позволило получить дополнительную прибыль в 2006г. в размере 5,5 тыс. руб.
Выводы
1 Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность последовательной обработки в вакууме рыбного и растительного сырья ЭМП низкой и сверхвысокой частот, для обеспечения «мягких» режимов сушки и получения высококачественных быстровосстанавливаемых продуктов.
2 Усовершенствована технология производства сухих рыборастительных продуктов длительного хранения повышенной пищевой и биологической ценности за счет проведения технологических операций по обезвоживанию сырья в 2 стадии и использования современного оборудования.
- Установлены рациональные режимы вакуумного обезвоживания растительного и рыбного сырья: температура процесса 30-35оС, глубина вакуума 1,2х104 Па, продолжительность процесса 35-40 мин. Диапазон частот электромагнитного излучателя 38-42 Гц (зависит от вида сырья), потребляемая электроэнергия до 3 кВт ч.
- Определены рациональные режимы работы вакуумного СВЧ оборудования: продолжительность процесса 2,3–2,4 часа при загрузке камеры на 18-22 кг сырья, глубина вакуума 1,99х104 Па, температура процесса 30-35оС (зависит от температуры окружающей среды), потребление электроэнергии до 4,8 кВт ч.
- Разработаны новые многокомпонентные рецептуры сухих рыборастительных продуктов длительного хранения: «Суп рыбоовощной с морковью и баклажанами», «Суп рыбоовощной с морковью и картофелем» и «Суп рыбоовощной с зеленым горошком».
- Проведена оценка пищевой и биологической ценности сухих рыборастительных продуктов, показавшая высокие результаты, близкие к идеальному белку по версии ФАО/ВОЗ : биологическая ценность 86-90%, энергетическая ценность 1665, 1431, 1456 кДж, коэффициент утилитарности аминокислотного состава продукта 0,87-0,92.
- На основе анализа изменения физико-химических и биохимических показателей определены допустимые сроки хранения новых сухих рыборастительных продуктов которые составили 10 месяцев.
- Проведена опытно-промышленная апробация предлагаемой технологии в условиях предприятия Краснодарский рыбзавод, показавшая возможность внедрения новой технологии в производственный цикл.
- Разработана техническая документация на новые виды рыборастительных продуктов. Экономический эффект от сокращения потребления электроэнергии и увеличения производительности оборудования, с учетом, эксплуатационных затрат на добавленное оборудование составил 5,5 тыс. руб. на 1 тонну высушенного сырья.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
- Мысак С.В., Касьянов Г.И., Шамханов Ч.Ю. Технология сушки и криоконсервирования рыборастительных продуктов (Монография). – Краснодар: КубГТУ, КНИИХП, 2006. –116с.
- Мысак С.В. Способы сохранения рыбного сырья // Известия вузов. Пищевая технология, №6,2006. –С. 97.
- Мысак С.В., Аверьянова О.А. Совершенствование технологии сухих рыбоовощных продуктов // Всерос. науч.-практ. конф. с международ. уч. «Пищевая промышленность: интеграция науки, образование и производство». – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2005 –С. 478.
- Аверьянова О.А., Мысак С.В. Сушка жидких и пастообразных продуктов. –Краснодар: КубГТУ, 2001.–64 с.
- Григоренко С.П., Мысак С.В., Логвинов М.В. Переработка высокоценного рыбного сырья // Мат. Международ. науч.-практ. конф. «Стратегия и тактика социально-экономического развития общества». –Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2004. –С. 113.
- Джаруллаев Д.С., Мысак С.В., Антонова С.Е. Технология электромагнитной обработки растительного сырья // Мат. Международ. науч.-практ. конф. «Стратегия и тактика социально-экономического развития общества». –Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2004. –С. 115.
- Касьянов Г.И., Мысак С.В., Кочерга А.В. Функционально-технологические свойства рыбных продуктов // В сб. научн. трудов. «Перспективы развития технологий переработки сырья растительного и животного происхождения». –Краснодар: ГУ КНИИХП, 2003, –С. 82.
- Касьянов Г.И., Сарапкина С.В., Мысак С.В. Использование принципов ХАСП в производстве морепродуктов //. В сб. научн. трудов «Развитие инвестиционных технологий обработки сырья растительного и животного происхождения». – Краснодар: КНИИХП, 2006. –С. 106.
- Криницкая Н.В., Мысак С.В., Латынин А.С., Корниенко Е.В. Использование нетрадиционных видов морского и океанического сырья для производства пищевых продуктов // Всерос. науч.-практ. конф. с международ. уч. «Пищевая промышленность: интеграция науки, образования и производства». – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2005 – С.224-226.
- Михайлова М.Г., Мысак С.В. Электромагнитная обработка сырья растительного и животного происхождения // Всерос. науч.-практ. конф. с международ. уч. «Пищевая промышленность: интеграция науки, образования и производства». – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2005 –С. 219-220.
- Сарапкина С.В., Мысак С.В., Шубко А.С. Технологии и оборудование для переработки прудовой рыбы // В сб. научн. трудов КНИИХП «Развитие инвестиционных технологий обработки сырья растительного и животного происхождения». – Краснодар: КНИИХП, 2006. –С. 57-58.
- Шаззо Р.И. Беззаботов Ю.С., Мысак С.В. Технология криоконсервирования рыбного и растительного сырья // В сб. научн. трудов «Развитие инвестиционных технологий обработки сырья растительного и животного происхождения». – Краснодар: КНИИХП, 2006. –С.10-13.
- Патент RU 2278560. МПК A23L 1/325, 1/212. Способ производства консервов «Салат из копченой рыбы с овощами» / Квасенков О.И., Юшина Е.А., Мысак С.В., Касьянов Г.И. Заявка №2004127906/13. Заявлено 20.09.2004; опубл. 27.06.2006. Бюл. №18.
- Патент RU 22785620. МПК, A23L 1/325, 1/212. Способ производства закусочных консервов на рыбоовощной основе. / Квасенков О.И., Юшина Е.А., Мысак С.В., Касьянов Г.И. Заявка №2004127908/13. Заявлено 20.09.2004; опубл. 27.06.2006 Бюл. №18.
- Патент RU 2279815. МПК, A23L 1/29. Способ производства сухого продукта для питания детей школьного возраста. / Касьянов Г.И., Мысак С.В., Эксузьян Т.Н., Максюта И.В., Квасенков О.И. Заявка №2004117057/13. Заявлено 07.06.2004; опубл. 20.07.2006 Бюл. №20.
- Патент RU 2280380. МПК, A23L 1/29. Способ производства сухого продукта для детского питания. / Касьянов Г.И., Мысак С.В., Эксузьян Т.Н., Максюта И.В., Квасенков О.И. Заявка №2004117055/13. Заявлено 07.06.2004; опубл. 27.07.2006 Бюл. №21.
- Патент RU 2280381. МПК, A23L 1/29. Способ производства сухого продукта для питания школьников. / Касьянов Г.И., Мысак С.В., Эксузьян Т.Н., Максюта И.В., Квасенков О.И. Заявка №2004117056/13. Заявлено 07.06.2004; опубл. 27.07.2006 Бюл. №21.
- Решение о выдаче патента РФ по заявке № 2005106929/13 от 10.03.2005. Способ сублимационной сушки растительного сырья / Касьянов Г.И., Троянова Т.Л., Фомич Д.П., Аверьянова О.А., Мысак С.В., Иванова Е.Е.
- Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006613141 от 10 июля 2006г. «Инструмент для подавления буферной несовместимости программ и отображение виртуальных сканкодов» / Григорьев А.А., Бородихин А.С., Мысак С.В., Сарапкина С.В., Назарько М.Д.
- Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613189 от 10 июля 2006г. «Автоматический оператор столбчатострочной конформации персональных идентификаторов» / Силинская С.М., Бородихин А.С., Мысак С.В., Подшиваленко Н.С., Круглова И.А.
