книги из ГПНТБ / Сикорский, З. Технология продуктов морского происхождения

Рис. 210. Пенетрометр Тильгнера [26]:

ствие в функции от времени. Определение консистенции при помощи пластометров основывается на измерении работы, не­ обходимой для разрушения структуры материала под действи­ ем, например, сдавливания или перемешивания.

Консистенция является очень важным показателем качества вареных колбас, и при исследовании влияния параметров техно­ логического процесса на качество продукта ее следует опреде­ лять объективными методами. Оказалось, что при измерении консистенции рыбных колбас при помощи пенетрометра Хопплера и Тильгнера с использованием шаровидных, конусовидных и цилиндрических стержней получают результаты со значитель­ ными ошибками. Зато хорошую пригодность показал микропе­ нетрометр Холдига со стержнем, имеющим сечение колеса, на-

Рис. 211. Влияние содержания коллагена на величину предела пластичности рыбных колбас [5]. Содержание коллагена в фарше (в %)•'

1 — 0,36; 2 — 0,9; 3 — 1,53; 4 — 2,7.

бание пробы при этом достигает максимального значения и при дальнейшем росте напряжения (в исследуемом интервале) мате­ риал не обнаруживает дальнейшей деформации. За величину предела пластичности принимается точка перегиба [5].

Попытка подбора параметров технологического процесса на основании химических и физических свойств сырья. На кафедре технологии рыбы в Гданьском политехническом институте пред­ приняты попытки разработать параметры технологического про­ цесса изготовления рыбных колбас из рыбного сырья и беспоз­ воночных, главным образом непригодных для использования в качестве сырья для производства других видов продуктов. Ис­ следована возможность использования мяса кальмаров и прове­ дены предварительные опыты по использованию отнерестив­ шейся мороженой сельди, выловленной в Северо-Западной Ат­ лантике [5, 16, 23].

В качестве критериев подбора сырья использованы химиче­ ский состав и физические свойства мяса после его измельче­ ния—водоудерживающая способность и вязкость фарша. При оценке качества изготовленных колбас, кроме запаха и вкуса, принималась во внимание также консистенция. Неудовлетвори­ тельные структурно-механические свойства часто являются при­ чиной плохого качества вареных колбас—батоны обладают не­ достаточной эластичностью и часто имеют зернистую структуру после тепловой обработки.

На первом этапе работ было показано, что консистенция рыбных колбас улучшается (т. е. увеличивается б) с ростом со­ держания коллагена в фарше в пределах от 0,36 до 2,7% при неизменном отношении суммы белков к остальным компонен­ там (рис. 212). Долю коллагена можно изменить, увеличивая количество мяса кальмаров, содержащее большое количество соединительной ткани, в смеси от 25 до 100%.

Процесс изготовления колбас состоял из первичной обработ­ ки сырья; предварительного измельчения на волчке; измельче­ ния в куттере с добавлением остальных компонентов (продол­

452

жительность куттерования составляла около 15 мин и была больше в случае большого содержания в фарше мяса кальма­ ра); смешивания различных фаршей согласно определенным предварительно пропорциям; формовка колбас в кутизиновых оболочках диаметром 36 мм; усадка колбас при комнатной тем­

ми вкусовыми и структурно-механическими свойствами, приве­

очень подходит для изготовления колбас, не содержащих в сво­ ем составе мяса теплокровных животных или добавок расти­ тельных белков и крахмала. Мясо отнерестившейся мороженой -сельди после четырехмесячного хранения при температуре 246 К (минус 27° С) имеет значительно худшие вяжущие свой­ ства, но использование его с добавлением 20—25% фарша каль­ мара позволяет получить хорошие колбасы. Продукт хорошего качества получен также при использовании фарша мороженой сабли-рыбы. Зато мясо мороженой ставриды оказалось менее пригодным для этих целей, так как приготовленные из него кол­ басы после тепловой обработки имеют непривлекательный серый цвет. Мясо дефростированного кальмара можно добавлять в количестве до 25% от массы мяса в фарше. При большем со­

держании мяса кальмаров в колбасе появляется заметный сладковатый привкус. Свиной жир, добавляемый в количестве 10% от массы тощей рыбы, положительно влияет на структур­ но-механические свойства фарша, но использование его в боль­ шем количестве может вызвать нестабильность эмульсии.

СП И С О К И С П О Л Ь ЗО В А Н Н О Й ЛИТЕРАТУРЫ

1.Acton !. С., Saffle R. L.\ Food Technol., 23, 3. 367—371 (1969).

2.Adamkiewicz W.: Zeszyty Naukowe Politechniki Gdanskiej, Mechanika 10.

118.Gdansk 1967.

3.Amano /(.: Fish Sausage Manufacture. Fish as Food. G. Borgstrom, ed.,

Vol. 3 Part 1. Acadedmic Press. New York 1965.

4.Amano K. et al.: Food Technol., 22, 7, 69—73 (1968).

5.Buraczewski Z.: Praca dyplomowa magisterska pod kierunkiem Z. E. Si-

korskiego. Politechnika Gdanska. Gdansk 1969.

6.Gordon A.: Food Processing Industry, 38, 458, 54—56; 459, 50—52 (1969).

7.Graner M. et al.: Food Technol., 23, 12, 1590—1593 (1969).

8. Hamm R-, Reiser K.: Die Fleischwirtschaft, 47, 1122 (1967), 48, 192 (1968).

9.Hudspeth J. P„ May K. N.: Food Technol., 23, 3, 373—374 (1969).

10.Inklaar P. A., Fortuin J.: Food Technol., 23, 1, 103—107 (1969).

11.Jankowski S., Nowicki W.: Przem. Spoz., 21, 12, 7—12 (1967), 22, 1,

8—12 (1968).

12.Krishnaswamy M. A., Rudra Setty T. AL: Bull. Jap. Soc. Sci., Fish. 32, 11, 972—975 (1966), wg FAO World Fish. Abstr., 19, 1, 43 (1967).

13.Lewanidow I. P-: Rybnoje Chozjajstwo, 43, 1, 66—68 (1967).

14.Maurer A. J. et al.: Food Technol., 23, 4, 575—577 (1969).

15.Nair J. H.: Food Eng., 40, 2, 86—87 (1968).

16.Obermiiller W.\ Praca dyplomowa magisterska pod kierunkiem Z. E. Si-

korskiego. Politechnika Gdanska 1969.

17.Okada M.: Freezing and Irradiation of Fish. R. Kreuzer ed., Fishing Nev/s (Books) Ltd. London 1969.

18.Okamura K-: VIII Migdzynarodowa Konferencja Instytutow Migsnych.

Moskwa 1962.

19.Pezacki Ц7.: Technologiczne odchylenia jakosci wyrobow migsnych. PWRiL. Warszawa 1968.

20.Prosjelkow W. G.\ Rybnoje Chozjajstwo, 41, 4, 61—62 (1968).

21.Samejima K.: J. Food Sci., 34, 3, 242—245 (1969).

22.Schutt Die Fleischwirtschaft 48, 9, 1201—1204 (1968).

23.Sikorski Z. E. et al.: Przem. Spoz., w druku.

24.Tanikawa E.\ Fish Sausage and Ham Industry in Japan. Advances in Food Research. C. O. Chichester et al.: ed., Vol. 12. Academic Press. New York

25.Tanikawa E. et al.: Freezing and Irradiation of Fish. R. Kreuzer ed., Fishing News (Books), Ltd. London 1969.

26.Tilgner D. /.: Przem. Spoz., 4—5, 315 (1949).

27.Tilgner D. J.: Analiza organoleptyczna zywnosci. WPLiS. Warszawa

1957.

28. Toth L., Hamm R.: Die Fleischwirtschaft, 48, 2 1651—1660; 49, 5, 637—

642(1969).

29.Tyszkiewicz S.\ Rocz. Inst. Przem. Migsnego, 5, 1, 93—152 (1968).

30.Tyszkiewicz S Referat w Politechnice Gdanskiej, 1968.

31.Tyszkiewicz S Badanie fizycznych wlasciwosci migsa. WNT. Warsza­

wa 1969.

32. Woskresienski N. A.: Posol, kopczenije l suszka ryby, Izd. Piszczewaja Promyszlennost. Moskwa 1966.

454

СОХРАНЕНИЕ РЫБЫ ПРИ ПОМОЩИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ОБЛУЧЕНИЯ

Установлено, что рентгеновские лучи действуют губительно на насекомых и микроорганизмы. В 1930 г. был зарегистрирован первый французский патент на способ консервирования пищевых продуктов ионизирующим излучением. Бурное развитие работ по промышленному применению ионизирующего излучения для сохранения пищевых продуктов началось после опубликования в 1943 г. работы Проктора, который показал, что сильно загряз­ ненную говядину можно стерилизовать рентгеновским излучени­ ем. Результаты исследований, проведенных в этой области в по­ следний период во многих научно-исследовательских центрах, на промышленных предприятиях и в университетах свидетель­ ствуют о перспективности холодного метода консервирования сырья и пищевых продуктов.

ВИДЫ ПРИМЕНЯЕМОГО ОБЛУЧЕНИЯ И ДО ЗИМ ЕТРИЯ

Вначале применения холодной стерилизации использовали главным образом катодное излучение, в настоящее время чаще применяют электромагнитное облучение (у и Х-лучами).

Характерной чертой каждого вида облучения является его способность проникать в глубь материи. Это свойство определяет степень пригодности облучения для стерилизации пищевых про­ дуктов (табл. 59). Большое значение имеет также возможность

Т а б л и ц а 59. Проницаемость различных видов излучения в глубь воды [11]

(интенсивность излучения в каждой точке до данной границы не менее 60% от максимальной интенсивности)

создания излучения заданной характеристики, а именно наличие соответствующей аппаратуры или радиоактивных веществ.

Эффективность сохранения пищевых продуктов радиацион­ ными методами зависит от количества излучения, поглощенного

продуктом. Количество энергии ионизирующего излучения лю­ бого вида, поглощенное единицей массы любого вещества, опре­ деляется понятием дозы облучения. Единицей поглощенной дозы является рад, который равен 10~2 Дж на 1 кг вещества.

Количество поглощенной энергии ионизирующего излучения можно измерять прямыми методами, основанными на определе­ нии тепла, выделяющегося в продукте, или на исследовании эф­ фектов, связанных с ионизацией атомов и молекул облученного детектора. Применение калориметрических или ионизационных методов измерений в пищевой промышленности связано с опре­ деленными трудностями. Поэтому обычно применяют простые косвенные методы, основанные на определении изменений хими­ ческих и физических веществ под влиянием разного количества ионизирующего облучения. Шкалу количественных изменений измеряемых величин маркируют, применяя известные дозы энер­ гии.

Химические методы заключаются в определении изменений, происходящих в определенных соединениях под действием иони­ зирующего облучения. Можно, например, количественно опреде­ лить окисление сульфата железа II до сульфата железа III, оки­ сление ионов церия III до ионов церия IV или измерить количе­ ство выделяющегося хлористого водорода при облучении хлорпроизводных углеводородов.

В пищевой промышленности при больших дозах облучения наибольшее применение найдут, вероятно, методы, оснбванные на изменении прозрачности или окрашивания соответствующих стеклянных индикаторов или индикаторов из пластмассы. Стек­ ло постепенно теряет прозрачность и окрашивается под действи­ ем возрастающих доз ионизирующего излучения. Многие специ­ ально окрашенные пластические материалы показывают доста­ точно хорошую корреляцию изменения цвета с количеством поглощенной энергии. У многих упаковочных материалов обнару­ живаются структурные изменения под действием ионизирующего излучения. В настоящее время остается подобрать такие матери­ алы и красители, зависимость изменения окраски которых от по­ глощенной дозы облучения была бы простой. Важно также, что­ бы красители, применяемые в индикаторах для определения доз облучения в пищевой промышленности были безвредными для организма человека.

Практическое применение индикаторов такого рода было бы нетрудным, так как эффективность облучения можно определить даже в случае индивидуальной упаковки продукта. Достаточно было бы сравнить окраску упаковочного материала после стери­ лизации с соответствующей эталонной шкалой. Можно было бы также только наклеивать полоски индикаторной пленки на каж­ дую упаковку и по ним наблюдать изменения окраски. При от­ боре индикатора следует учитывать толщину упаковки и распре­ деление поглощенной дозы в продукте.

456

Широкое применение для определения доз ионизирующего облучения, поглощенных пищевым продуктом, могут найти так­ же микробиологические и биохимические методы, заключающие­ ся в измерении инактивации ферментных препаратов или степени уничтожения микроорганизмов. Применение соответствующим образом приготовленных препаратов такого типа по отношению к пищевым продуктам представляется наиболее рациональным, так как с их помощью можно определять не только поглощенные дозы, но и биологическую эффективность облучения.

ВОЗДЕЙСТВИЕ И О Н И ЗИ РУ Ю Щ Е ГО ОБЛУЧЕНИЯ НА КОМПОНЕНТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Излучение, поглощенное продуктом, подвергнутым радиаци­ онной стерилизации или пастеризации, вызывает множество хими­ ческих реакций, обусловливающих появление посторонних при­ вкусов и запахов, не свойственных данному продукту.

Доза облучения, в большинстве случаев достаточная для сте­ рилизации продукта, составляет около 20 кДж/кг. Это количест­ во энергии в пересчете на тепло в единицах СИ составляет толь­ ко около 19,2 Дж на 1 г продукта. В связи с этим радиационную стерилизацию называют холодной стерилизацией. Согласно уп­ рощенным вычислениям Пияновского [26], поглощенная в этом случае энергия облучения при дозе 10 кДж/кг может повредить максимум 2,4% молекул, а согласно другим вычислениям при несколько других исходных данных, только 0,3% от общего чис­ ла молекул. Тем не менее органолептические эффекты облучения часто бывают довольно резко выраженными и нежелательными.

Энергия ионизационного облучения, поглощенная материей, вызывает ряд процессов: ионизацию, фотоэлектрический эффект и эффект Комптона, образование пар электронов, возбуждение атомов и молекул до собственных колебаний, образование сво­ бодных радикалов и множество вторичных явлений. Эффект за­ висит от вида и энергии применяемого облучения. Например, средняя энергия ионизации веществ, входящих в состав пище­ вых продуктов, равна 54,4-10-19 Дж — такая доза энергии вызы­ вает образование одной пары ионов. Первичные продукты дей­ ствия ионизирующего облучения взаимодействуют между собой

— происходит рекомбинация ионов, которая как процесс ис­ ключительно экзотермический может вызвать образование вто­ ричных возбужденных молекул. Химические реакции между ради­ калами и другими продуктами радиолиза приводят к образова­ нию новых соединений часто полимерного характера или вызывают цепные реакции.

Вопросы, связанные с воздействием ионизирующего облуче­ ния на материю, подробно рассмотрены в монографиях Адамчевского [2] и Циборовского [10].

Вода. Количественно преобладающий компонент ткани ры­

457

бы — вода является источником образования наибольшего числа продуктов радиохимического распада. Изменения, происходящие в облученных пищевых продуктах, часто объясняют действием свободных радикалов ОН и Н, образующихся в результате раз­ ложения молекул воды под действием ионизирующего облуче­ ния.

Процесс радиолиза воды, открытый в начале текущего сто­ летия, относительно хорошо изучен. Тем не менее в настоящее время существует ряд гипотез, объясняющих механизм образо­ вания разнообразных продуктов, открытых экспериментально. По Адамчевскому [2], образование первичных продуктов ради­ олиза происходит в результате следующих реакций:

—Н20 —Н20 + + е ~ ,

- Н 20 - 0 Н + + Н '+ е _ , - Н20 - Н+ + е ~ + 'ОН,

Электроны, освобожденные в процессе радиолиза, могут вступать в реакции рекомбинации или присоединяться к ней­ тральной молекуле воды .

Ионы, образующиеся вследствие воздействия ионизирующе­ го облучения, подвергаются распаду

НаО+—Н + + 'ОН,

Н.О--* Н2 + С Г ,

Н2С Г - 2Н* + 0 - ,

НаО- -* Н ' + ОН~,

а в реакции с нейтральными молекулами воды могут образовы­ вать ионы Н30+:

Зато возбужденные молекулы обычно распадаются на ради­ калы Н и ОН:

(Н20 ) * ^ Н ' + '0Н .

Взаимодействие всех разнородных продуктов радиолиза во­ ды приводит к дальнейшему образованию реактивных соедине­ ний или в случае рекомбинации к регенерации нейтральных мо­ лекул воды:

458

'он + 'он- н2о2но2+ но2^н2о2+ 02, 'он + 'онн2о + о' 'он + но2-*н2о2+ о', н' + н'-»н2.

Результат этих взаимодействий, как и результат реакций с Другими лабильными компонентами материи, зависит от места образования продуктов радиолиза, а также от скорости их улав­ ливания молекулами окружающей среды.

Жиры. Считалось, что посторонние органолептические при­ знаки продуктов, стерилизованных радиацией, обусловлены оки­ слением содержащихся в них жиров под воздействием атмосфер­ ного кислорода.

Условия, образующиеся в мясе вследствие его облучения, благоприятствуют протеканию реакций окисления липидов, так как свободные радикалы стимулируют цепные реакции окисле­ ния жирных кислот. Известно также, что удаление кислорода из среды во время облучения продукта существенно противодей­ ствует появлению запахов, характерных для пищевых продуктов, стерилизованных большими дозами облучения.

Белки и аминокислоты. Ионизирующее облучение в дозах, достаточных для стерилизации рыбы, вызывает небольшие хими­ ческие и физические изменения белков, начиная от нарушения их структуры второго и третьего порядка. При поглощении про­ дуктом энергии, значительно превышающей стерилизационные дозы, происходит разрушение определенного количества пептид­ ных связей.

В результате облучения установлено уменьшение раствори­ мости белков, повышение их чувствительности к тепловой дена­ турации, освобождение или исчезновение некоторых химических реактивных групп в молекуле белка, изменение молекулярного веса, связанное с диссоциацией и агрегированием молекул и их фрагментов, уничтожение определенного количества аминокис­ лот, входящих в состав белков, образование свободных амино­ кислот и летучих продуктов их разложения. Аминокислоты могут подвергаться реакциям дезаминирования, декарбоксилирования и окисления, при этом образуется много летучих соедине­ ний с неприятным запахом. Степень физических и химических изменений белка зависит от его вида и концентрации в водном растворе, а также от содержания веществ, обладающих защит­ ным действием, и дозы облучения. Наиболее чувствительны к ионизирующему облучению серусодержащие аминокислоты, раз­ лагающиеся с выделением аммиака и летучих сернистых соеди­ нений, таких, как сероводород и меркаптаны. В связи с этим пи­ щевая ценность белка после сильного облучения может понизить­ ся из-за недостатка цистеина. Тем не менее даже при превыше­ нии стерилизующих доз перевариваемость и пищевая ценность облученных белков может быть не ниже перевариваемости и пи­

459

щевой ценности белков, подвергнутых тепловой стерилизации. Ферменты. В противоположность варке стерилизация иони­ зирующим облучением не вызывает инактивации ферментов, со­

время высушенные ферменты показывают большую чувствитель­ ность к ионизирующему облучению в зависимости от степени очистки, условий облучения и строения их активных групп. Неко­ торые высушенные ферменты, содержащие тиоловые группы, очень быстро теряют свою активность уже при дозе от 5 Дж до нескольких десятков на килограмм.

Витамины. В результате ионизирующего облучения умень­ шается содержание витаминов в продукте. Степень его уменьше­ ния зависит от вида витаминов, свойств среды и условий облуче­ ния. В случае применения доз, не превышающих стерилизацион­ ные, степень уменьшения содержания витаминов превышает сте­ пень снижения их содержания при тепловой стерилизации.

Из витаминов группы В, присутствующих в больших количе­ ствах в рыбных продуктах, наибольшую чувствительность к ио­ низирующему облучению в естественных условиях показывают, тиамин и гшридоксин [6]. Жирорастворимые витамины, также содержащиеся в рыбных продуктах в больших количествах, под действием ионизирующего облучения окисляются. Наиболее чув­ ствителен к ионизирующему облучению витамин Е, затем пой­ дут витамины A, D и К- Большая чувствительность витамина Е связана с его антиокислительной функцией по отношению к не­ насыщенным жирным кислотам. Применение пастеризующих доз (около 2,5 кДж/кг) вызывает не большие изменения содер­ жания витаминов в филе, чем хранение в нормальных услови­ ях [8].

Влияние условий облучения на изменения химического соста­ ва продукта. Степень порчи питательных веществ рыбы зависит от условий проведения стерилизации. Увеличение дозы облуче­ ния интенсифицирует химические реакции. Облучение продукта в сухом состоянии обычно сопровождается меньшими разруше­ ниями питательных веществ, чем облучение его в водных раст­ ворах. В последнем случае вторичные продукты радиолиза воды реагируют с компонентами мяса, что вызывает изменения окис­ лительного характера при его хранении. Реакции такого же типа проходят в пищевых продуктах в случае облучения их в присут­ ствии кислорода. Присутствие естественных защитных веществ в тканях снижает степень разложения питательных веществ, вита­ минов и ферментов по сравнению со степенью их разложения при облучении в чистом виде, особенно в водных растворах.

Влияние содержания воды в частично высушенном филе мор-

460