Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
advertisement
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет» На правах рукописи КУБЕНКО Егор Георгиевич РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ХИТОЗАНА ИЗ ГАММАРУСА АЗОВСКОГО И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ РАСТИТЕЛЬНО–РЫБНЫХ ПИЩЕВЫХ 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 ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Касьянов Геннадий Иванович Краснодар – 2014 г. 2 СОДЕРЖАНИЕ Введение................................................................................................................... 4 1 Аналитический обзор научно-информационной литературы.................... 10 1.1 Современные способы получения хитозана из хитина ................................ 10 1.2 Применение хитозана в пищевых продуктах ............................................... 16 1.3 Способы комбинирования растительного и животного сырья для получения пищевых продуктов ........................................................................... 22 1.4 Существующие технологии производства растительно-рыбных пищевых продуктов ............................................................................................. 32 2 Объекты и методы исследования ................................................................... 36 2.1 Объекты исследования ................................................................................... 36 2.2 Методы исследования .................................................................................... 38 3 Экспериментальная часть ............................................................................... 49 3.1 Обоснование использования гаммаруса азовского в качестве сырья для получения хитозана ............................................................................ 49 3.2 Разработка технологии и аппаратурно-технологической линии получения хитозана газожидкостным способом ................................................................. 52 3.3 Исследования показателей хитозана, полученного из гаммаруса азовского ............................................................................................................... 54 3.3.1 Органолептические показатели хитозана ............................................... 54 3.3.2 Микробиологические показатели хитозана ............................................ 55 3.3.3 Физико-химические показатели хитозана ............................................... 55 3.3.4 Исследование свойств хитозана из гаммаруса азовского ИК-спектроскопией ........................................................................................... 56 3.4 Исследование растворимости хитозана в пищевых кислотах ..................... 59 3.5 Характеристика растительного и рыбного сырья, используемого при производстве растительно-рыбных пищевых продуктов .................................. 62 3.6 Исследование реологических показателей рыбных фаршей ....................... 72 3.7 Разработка рецептур растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана ....................................................................................... 77 3 4 Промышленная апробация усовершенствованной технологии растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана ........ 85 4.1 Совершенствование технологического комплекса для производства растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана ............... .85 4.2 Разработка режимов стерилизации растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана .................................................................... 87 4.2.1 Обоснование целесообразности применения СВЧ ЭМП для интенсификации процесса тепловой стерилизации растительно-рыбных пищевых продуктов .......................................................................................... 89 4.2.2 Разработка режимов тепловой стерилизации растительно-рыбных пищевых продуктов ........................................................................................ 89 4.3 Физико-химические показатели разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана..................................................... 96 4.4 Показатели качества и безопасности разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана.................................................... 98 4.4.1 Органолептические показатели разработанных растительнорыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана .................................. 98 4.4.2 Определение микробиологических показателей и безопасности разработанных продуктов с добавлением хитозана ..................................... 100 4.5 Расчёт ожидаемого экономического эффекта от внедрения и реализации новой технологии получения хитозана и растительно-рыбных пищевых продуктов с его применением............................................................................ 102 Выводы ................................................................................................................ 114 Список литературных источников.................................................................. 117 Список сокращений и условных обозначений .............................................. 130 Список иллюстрированного материала ......................................................... 131 Приложения ........................................................................................................ 135 4 ВВЕДЕНИЕ Природный биополимер хитозан за последние 20 лет нашел широкое применение в пищевой промышленности, что связано с его уникальными свойствами (структурообразователь, загуститель, стабилизатор, эмульгатор и др.). Трудами многих учёных доказано благоприятное влияние хитозана на организм человека при добавлении его в пищевые продукты, т.к. он обладает мощным липотропным действием – способностью связывать жиры (одна молекула хитозана, способна вывести из организма в 8-10 раз больше жира собственного веса), что является важным фактором предупреждения атеросклероза и ожирения. Способность связывать и выводить из организма радионуклиды, тяжёлые металлы и токсины является еще одним важным качеством хитозана. В нашей стране основным источником для получения хитозана являются панцирьсодержащие объекты, а именно крабы, креветки и раки. Несмотря на то что в последние годы запасы ракообразных увеличиваются за счёт их искусственного разведения, процесс возобновления израсходованных ресурсов происходит медленно. Поэтому в настоящее время остро встаёт вопрос о поиске новых дешёвых источников получения хитозана. Перспективным сырьём для получения хитозана является гаммарус. Принимая во внимание наличие ценных компонентов в составе гаммаруса (белки, липиды, минеральные вещества и др.), представляется целесообразным его использование в качестве сырья для получения хитозана в пищевой промышленности и дополнительной белково-углеводной части, имеющего ценность для комбикормовой промышленности. Несмотря на перспективность получения и применения хитозана в пищевой промышленности, внедрённых решений не очень много, что объясняется как дефицитом хитозана, так и отсутствием современных технологий его получения. 5 Все известные способы получения хитозана основаны на использовании жёстких химических процессов, не позволяющих получить хитозан высокого качества. Значительный вклад в решение задач совершенствования производства и применения хитозана внесли ученые: Албулов А.И., Быков В.П., Варламов В.П., Вихорева Г.А., Водолажская С.В., Дацун В.М., Куприна Е.Э., Маслова Г.В., Мезенова О.Я., Немцев С.В., и другие. Однако на сегодня мало исследованы функционально–технологические свойства хитозана, полученного из нетрадиционных видов сырья, одним из которых является гаммарус азовский. Вместе с тем недостаточно изучено влияние на конечный пищевой продукт хитозана, полученного из данного вида сырья. С учетом сказанного представляется актуальным расширение сырьевой базы получения хитозана, разработка новых технологий его получения и способов применения его в пищевых продуктах. Целью исследований явилась разработка технологии получения хитозана из гаммаруса азовского и его использование при производстве растительно-рыбных пищевых продуктов. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: −обоснование использования гаммаруса азовского в качестве сырья для получения хитозана; −разработка технологии и аппаратурно-технологической линии производства хитозана из гаммаруса азовского газожидкостным способом; −исследование функционально-технологических свойств хитозана, полученного из гаммаруса азовского по разработанной технологии; − исследование структурообразующих свойств раствора хитозана; −обоснование выбора и исследование химического состава овощного и зернового сырья, используемого при производстве растительно-рыбных пищевых продуктов; − обоснование выбора и исследование химического состава рыбного сырья, используемого при производстве растительно-рыбных пищевых продуктов; 6 − исследование реологических показателей рыбного фарша с добавлениием хитозана, полученного из гаммаруса азовского; − разработка рецептур растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана; −усовершенствование аппаратурно-технологического комплекса для производства растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана; −разработка режимов растительно-рыбных пищевых ступенчатой продуктов стерилизации с разработанных предварительной ЭМП СВЧ обработкой; −исследование показателей качества разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана; −проведение опытно-промышленной апробации усовершенствованного аппаратурно–технологического комплекса для производства растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана; − разработка проекта технической документации на производство хитозана из гаммаруса азовского и растительно-рыбных пищевых продуктов с его добавлением; −расчёт ожидаемого экономического эффекта от внедрения и реализации новой технологии получения хитозана и растительно-рыбных пищевых продуктов с его добавлением. Впервые предложено использование нетрадиционного вида хитинсодержащего сырья − гаммаруса азовского − в качестве сырья для получения хитозана. Разработана технология получения хитозана газожидкостным способом, основанная на щелочном гидролизе хитина аммиаком под давлением до 6 МПа при температуре до 85 0С. Впервые получен хитозан из гаммаруса азовского газожидкостным способом. Впервые исследованы функционально-технологические свойства хитозана, полученного из гаммаруса азовского. 7 Установлено, что 4%-й раствор хитозана, полученный по разработанной технологии, является эффективным структурообразователем с коэффициентом эффективной вязкости 0,001807 Па*с. Разработана технология и аппаратурно–технологическая линия для производства хитозана из гаммаруса азовского газожидкостным способом. Разработаны технические условия на хитозан из гаммаруса азовского ТУ 9289-356-02067862-2013 «Хитозан пищевой из азовского рачка гаммаруса», полученный газожидкостным способом. Разработаны рецептуры растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана, полученного из гаммаруса азовского. Усовершенствована и апробирована на ООО «Комбинат детского питания» технология производства растительно-рыбных пищевых продуктов (паштет, колбаса, котлеты) с добавлением хитозана. Разработана и утверждена техническая документация ТУ на производство растительно-рыбных 9266-362-02067862-2013 пищевых «Растительно-рыбный продуктов паштет» и ТУ 9266-363-02067862-2013 «Растительно-рыбные котлеты и колбасы». Методология и методы исследования: В работе применяли стандартные и специализированные методы исследования по выбранной тематике. Количественное определение хитозана проводили колориметрическим методом (Muzzarelli R.A.A,1998). Степень деацетилирования (СДА) определяли кондуктометрическим (Глазунов,1999). титрованием Определение визкозиметрическим методом и колориметрическим молекулярной с массы использованием (ММ) уравнения методом проводили Марка-Куна (Скляр,1981). Микробиологические и физико-химические показатели хитозана определялись в соответствии с ГОСТом 7631-85. ИК-спектры хитозана записывали на приборе Vertex 70 фирмы Bruker согласно методике прибора. 8 Отбор проб для определения физико-химических показателей рыбных фаршей проводили по ГОСТу 31339-2006. Отбор проб для определения физикохимических показателей готовой продукции проводили по ГОСТу 31339-2006. Определение аминокислотного состава разработанных пищевых продуктов проводили на приборе «Капель 105 М» согласно методике. Определение микробиологических показателей, показателей безопасности, пищевой и энергетической ценности проводили при помощи стандартных методик. Положения, выносимые на защиту: –использование нетрадиционного сырья для получения хитозана; –разработка технологии и аппаратурно-технологической линии получения хитозана газожидкостным способом и исследование характеристик полученного хитозана; –обоснование использования растительного и рыбного сырья для повышения пищевой и биологической ценности разработанных растительнорыбных пищевых продуктов; –совершенствование технологического комплекса для сохранения пищевой и биологической ценности разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов; – разработка новых режимов стерилизации с предварительной обработкой ЭМП СВЧ; – исследование показателей качества разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на международных конференциях: Международной научно–технической интернет – конференции «Инновационные технологии в мясной, молочной и рыбной промышленности» (г. Краснодар, 2012 г.); Международной научно–технической интернет – конференции «Суб– и сверхкритические флюидные технологии в пищевой промышленности» (г. Краснодар, 2012 г.); Международной научно– 9 практической конференции «Российская аквакультура: состояние, потенциал и инновационные производства в развитии АПК» (г. Воронеж, 2012 г.); Международной интернет – конференции «Перспективные технологии производства продукции из сырья животного и растительного происхождения» (г. Краснодар, 2013 г.); Международной научно–практической интернет – конференции «Современные проблемы качества и безопасности продуктов питания в свете требований технического регламента Таможенного союза». (г. Краснодар, 2014 г.); Международной научно–практической интернет – конференции «Современные научные исследования и инновации в области применения суб– и сверхкритических технологий».(г. Краснодар, 2014 г.). Проект «Разработка технологии получения и применения хитозана из гаммаруса азовского» (автор Кубенко Е.Г.) стал победителем конкурса «Участник молодежного г. Краснодар. научно-инновационного конкурса» («У.М.Н.И.К.») 2014 г. 10 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Современные способы получения хитозана из хитина Исследование хитина началось почти 200 лет назад. Впервые он был открыт в 1811 году профессором естествознания и по совместительству директором ботанического сада Академии наук в Нэнси (Франция) Генри Браконно при исследовании состава грибов и получил название фунгин. В 1823 году A. Odier выделил полимер из надкрылий насекомых и назвал его хитин (греч. Citwu– одежда) [4,23]. Хитин – строительный материал животного происхождения, занимающий второе место (после целлюлозы) по распространению в природе. Хитин представляет собой –1,4 –гомополимер N–ацетилглюкозамина [71]. Структурная формула хитина представлена на рисунке 1.1. CH 3 CO NH HO C H 2O H O O C H 2O H O O HO NH CO CH 3 Рисунок 1.1– Структурная формула хитина В природе известны три кристаллические формы хитина: α-,β-,γ-хитины. α-хитин является устойчивой и легко доступной формой с антипараллельным способом соединения. Данный вид соединения позволяет формировать сильную межмолекулярную водородную связь. β-хитин соединен параллельно, что приводит к слабому межмолекулярному взаимодействию. γ–хитин встречается редко и представляет собой гибрид α- и β- хитина с параллельным и антипараллельным способом соединения [81,86]. Хитин структурно подобен целлюлозе, но он является аминосахаридом, и вместо гидроксильных групп имеет ацетамидные группы в С–2 положении (это 11 дополнение к его уникальной полисахаридной структуре). Присутствие аминогрупп в полисахаридной структуре хитина обеспечивает уникальные биологические функции и возможность проведения реакции модификации [104]. В результате многочисленных исследований учеными было выявлено, что строение хитина не является окончательным, т.к. при дальнейшей обработке он превращается в хитозан. Деацетилирование хитина, т.е. отщепление ацетильной группировки от остатков уксусной кислоты, стало первой модификацией, в результате которой был получен хитозан [114]. Хитозан является линейным полисахаридом и представляет собой частично N–дезацетилированное производное природного полисахарида хитина [25]. Структурная формула хитозана представлена на рисунке 1.2. Рисунок 1.2 – Структурная формула хитозана Физические и химические свойства хитозана определяются строением его молекул, имеющих реакционноспособные амино– и гидроксильные группы. Молекула хитозана обладает двумя гидроксильными группами, которые привязаны на мономерное звено, участвующее в химических превращениях, поэтому хитозан обладает низкой химической активностью [125,1]. Реакция гидролиза гликозидных и амидных связей также относится к химическим превращениям данного полимера. Моделировать свойства производных хитозана можно путем введения в их состав гидрофильных заменителей [122]. Сырье для получения хитозана многообразно и широко распространено в природе. Главным источником являются ракообразные. Многие страны мира 12 имеют источники для получения хитозана, но лидером по его производству является Япония, где, по данным на 2013 г., было выпущено 3100 т. данного полимера. Америка выпускает до 1000 т. в год хитина и его производных. Страны Европы, такие так Италия, Норвегия, Польша, вырабатывают до 100 т. хитозана в год. Сейчас начинают развивать производство хитина и его производных в таких странах, как Индия, Китай и Таиланд. В зависимости от страны, качество полимера различно, например в Японии и Китае используются сырье от переработки крабов и креветок, а в США – от крабов и омаров [30,68]. В России производство этого полимера началось в 1970 г. и на данный момент составляет 100 т. в год. Для производства используют в основном камчатского краба и краба-стригуна, вылов которых в год составляет до 150 тыс. т. [84]. Однако не только ракообразные являются источником получения хитозана. Учеными доказано, что клеточная ткань грибов и водорослей, оболочка членистоногих и червей и некоторые органы моллюсков содержат в своем составе хитин. Также используют подмор пчел: преимуществом данного сырья является отсутствие стадии деминерализации в технологии получения хитозана, это обосновывается минимальным содержанием минеральных веществ [115,120]. Напрямую хитозан не выделяется из панциря, т.к. он является нерастворимым полимером. Поэтому сначала необходимо отделить белковую и минеральную составляющую, то есть перевести хитозан в растворенное состояние. В книге «Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение» под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова описаны способы получения хитозана, разделенные на две основные категории: 1) химическая обработка кислотами, щелочами, комплексонами и др.; 2) методы биотехнологии, электрохимической обработки [107]. Рядом авторов были разработаны способы получения хитозана. В зависимости от сырья и метода получения, молекулярная масса хитозана колеблется в пределах 10-1000 кДа [72]. 13 Классический способ. Классический способ получения хитозана основывается на использовании кислот и щелочей. Технология получения хитозана по классической технологии представлена ниже. Сырье измельчают. Депротеинирование осуществляется путем обработки хитинсодержащего сырья раствором щёлочи. Процесс деминерализации проводят в растворе соляной кислоты до полной очистки сырья от белка и минеральных солей. Далее полученный хитин обесцвечивают при помощи перекиси водорода, процесс деацетилирования осуществляют гидроксидом натрия. Полученный хитозан промывают водой, а затем метанолом. В результате обработки сырья кислотами и щелочами, происходит разрушение молекулы хитозана, что влияет на качество продукта [96]. Процесс получения хитозана классическим способом постоянно совершенствуется. В диссертационной работе Франченко Е.С «Разработка технологии и оценка потребительских свойств десертов функционального назначения с применением хитозана» была усовершенствована технология получения хитозана [105]. Усовершенствованная технология получения представлена на рисунке 1.3. В результате была разработана технология получения хитозана в мягких условиях, без разрушения молекулы хитозана. Недостатками данных способов остается взаимодействие сырья с кислотами и щелочами, которые влияют на качество готового продукта. Химический способ. Известен способ получения хитина, а в дальнейшем хитозана, путем чередования стадий сначала ДМ и ДП, этот способ позволяет обладать лучшими характеристиками готовому продукту, нежели хитин полученный по схеме ДП-ДМ. Эффективность обработки ПСС зависит от степени измельчения панциря, т.е. от увеличения площади соприкосновения полимера с реагентом, но при этом уменьшается выход готового продукта. Стадии ДП и ДМ зависят от обрабатываемого сырья. По способу Hackman панцирь краба обрабатывают 14 раствором соляной кислоты, длительность обработки может длиться до пяти часов при комнатной температуре. Полученную суспензию измельчают и депротеинируют 1 N раствором NaOH натрия при 60-100 0С в течение 12 ч. Для наиболее полного ДП процесс повторяется четырехкратно. Далее проводят реакцию деацетилирования для получения хитозана [19,33]. Рисунок 1.3– Технология получения хитозана Способ Whistler & BeMiller предусматривает ДП измельченного панциря в 10%-ном растворе NaOH.Процесс осуществляется трое суток, депигментирование 95%-ным этанолом, отмывку растворителями. Деминерализация проводится 37% раствором соляной кислотой длительностью четыре часа. Деминерализация по 15 способу Horowits, Rosoman &Blumental проводится перед ДП. Затем панцирь обрабатывают 90%-ной муравьиной кислотой в течение 18 ч. при комнатной температуре и далее депротеинируют раствором 10%-го гидроксида натрия в течение 2-3 ч. на паровой бане [74]. Известен способ получения хитина, в основе которого лежит воздействие на ПСС этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА). С этой целью панцирь краба подвергали длительному воздействию ЭДТА в продолжение 2-3 недель при рН 9,0. В результате такой обработки хитин содержит до 1% золы и 5% белка [108]. Очевидными недостатками указанных способов получения хитина, а в дальнейшем хитозана, являются излишне жесткие условия обработки хитинсодержащего сырья, включающие длительное время нахождения полимера в растворе щелочи и кислоты при высокой температуре (для ДП). Это приводит к деструкции и частичному деацетилированию (ДА) хитина [117,115]. Недостатком химического способа получения хитина является отсутствие безотходной технологии, контакт сырья с сильными реагентами. В результате чего показатели качества готового хитозана невысокие. Электрохимический способ. Электрохимический способ основан на замене кислот и щелочей, имеющих недостатки, на электрохимические активированные растворы поваренной соли. При электрохимическом способе сушеное сырье предварительно направляют в чан с водой, где оно набухает, а затем, по технологическому процессу, идет измельчение. Сырье смешивают с раствором электролита и направляют в катодную камеру, где проводится обработка при рН=12 и силой тока 320-460 А/м2. Затем фильтруют белковую часть, а полуфабрикат направляют на повторную обработку, которая осуществляется при рН=2 и силой тока 320-460 А/м2. Далее содержимое поступает в бак-накопитель, где выдерживается при комнатной температуре. Полученный хитозан промывают водой до нейтрального значения рН [58,69]. 16 Ферментативный способ. Прогрессивным на данный момент методом получения хитина является биотехнологический, основанный на применении ферментов сырья (автоэнзимолиз). Благодаря этому способу происходят мягкие условия обработки, упрощается процесс, повышается качество готового хитозана, сохраняются в максимальном количестве функциональные свойства готового хитозана. Данный процесс был описан в диссертационной работе Григорьевой Е.В «Обоснование переработки гаммаруса балтийского методами биотехнологии» [34,35]. Нетрадиционный способ. Немецкими учеными был разработан отличный от традиционного способ получения хитозана (Патент ЕР 0817803 В1). Метод основан на обработке хитинсодержащего сырья, газами. Преимущества данного способа над химическим и ферментативным заключаются в уменьшении времени на обработку сырья, сокращении наполовину использования гидроксида натрия по сравнению с химическим способом, а при ферментативном – в уменьшении расхода ферментов, т.к. отработанный газы используют по второму кругу. Данный метод позволяет получить хитозан за один цикл [57,86]. Проведя литературно-патентный анализ по проблеме производства хитозана из хитина, можно сделать вывод о целесообразности как совершенствования имеющихся, так и разработке новых способов получения данного полимера. 1.2 Применение хитозана в пищевой промышленности Хитозан в производстве продуктов питания целенаправленно применяют последние 20 лет. Лабораторные испытания хитозана в качестве добавки в продукты стали началом его использования в пищевой промышленности. Исследования доказали положительное влияние хитозана на организм человека. Использование хитозана 17 в пищевой технологии определяется функциональными свойствами и практически полным соответствием требований, предъявляемых к пищевым добавкам [22,43]. Токсико-гигиеническая характеристика хитозана изучена достаточно полно для обоснования рекомендаций по его использованию как многофункциональной добавки с лечебно-профилактическими свойсвами [64]. Хитозан не изменяет свойства в воде, щелочи и веществах органического происхождения, за исключением растворов большинства органических кислот при рН меньше 6. Данное открытие позволило использовать хитозан в различных пищевых производствах. Уксусная и муравьиная кислота является главными кислотами для растворения хитозана. Неорганические кислоты, такие как азотная, соляная, хлорная, также используются при производстве растворов хитозана, но реже [46]. При введении растворов хитозана в материал, в том числе пищевые продукты, наблюдается изменение структурных свойств, что и предопределило возможность применения этого биополимера в качестве связующего вещества при формировании структуры продукта [104]. Хитозан, в отличие от хитина, растворим, поэтому он может быть охарактеризован по вязкости и полидисперсности. Обладая таким качеством, как липофильность (тогда как большинство волокон гидрофильно), молекула хитозана способна вывести из организма в 8-10 раз больше жира, чем собственный вес. При связывании жирных кислот хитозан образует соли, которые сцепливают также триглицериды, холестерин за счет гидрофобного взаимодействия. Как правило, хитозан в продукт вносится в виде порошка, но для получения наилучших реологических и органолептических показателей применяют растворы хитозана. При производстве растворов ценным является хитозан с большей поверхностной активностью и растворимостью. До приготовления раствора нужно решить следующие задачи: 1) выбор вида; 2) 4) концентрация растворителя; определение переработки [42,78,64]. необходимых 3) концентрация сроков хитозана хранения в растворе; хитозана до 18 На рисунке 1.4 представлена схема использования хитозана в пищевой промышленности. Получаемые растворы хитозана предназначены для использования в качестве структурообразователя, загустителя, эмульгатора и стабилизатора [52]. Структурообразующая роль раствора хитозана при производстве формованных изделий заключается в применении его для придания монолитной структуры продукту, в результате чего повышаются показатели реологических характеристик фаршей. В производстве формованных изделий используют его способность соединять ингредиенты в продукте с различными показателями влажности (от сухих до высоковлажных) [50]. Эмульгирующая способность хитозана проявляется при определенных условиях (содержание полимера, температура и рН среды, способ перемешивания компонентов), данная способность увеличивается в присутствии полисахарида агар-агар и белков, полученных из растительного и животного сырья [100,39]. Функциональные свойства хитозана были использованы при производстве кулинарных и копченых рыб. Благодаря способности образовывать вязкие растворы, хитозан используют для удержания панировки (муки и сухарей) на поверхности рыбы. Данное свойство улучшает качество готового продукта, т.к. испарение воды из продукта во время обжаривания уменьшается. На поверхности образуется корочка, которая придает приятный вкус готовому продукту [71]. В технологии производства желе хитозан применяется в качестве структурообразователя с функциональными свойствами, о чем свидетельствует монография Франченко Е.С., Тамовой М.Ю. «Получение и использование хитина и хитозана из ракообразных». В данной монографии описаны пути влияния усовершенствованного хитозана на свойства готового продукта и на организм человека [105]. Использование смеси коптильного препарата с раствором хитозана при нанесении на поверхность рыбы перед подсушкой позволяет достичь однородной золотисто-коричневой блестящей окраски. Процесс становится более 19 технологичным, т.к. уже при первом погружении поверхность рыбы удерживает достаточное количество коптильного препарата [11]. В рыбном фарше, обработанном раствором хитозана, значительно снижается содержание липидов и, как показывают исследования, наилучший эффект был достигнут при температуре 97 0С, в результате чего из фарша было извлечено 4% липидов. Учеными было установлено, что растворы хитозана в диапазоне температур 90-100 0С обладают стабильной эмульсией, в результате чего происходит липофильный эффект [14]. Как показывают данные, раствор хитозана, внесенный в продукт, к примеру, мясо криля, улучшает характеристики продукта в таких показателях, как: уплотнение; упрочнение структуры продукта; придание монолитности. Также было изучено влияние мощных электролитов, таких как поваренная соль и растительное масло, на реологические свойства формуемого материала с присутствием хитозана. Выявлено, что при концентрации хитозана в диапазоне 0,15 до 0,33 %, предельное напряжение сдвига увеличивается вследствие присутствия поваренной соли 0,4 % и растительного масла 2,7 % [20]. С ростом доли хитозана до концентрации полимера 0,40 % поваренная соль и растительное масло оказывает минимальное влияние на реологические характеристики. Было доказано, что в результате внесения раствора улучшается не только показатели реологии, но и критерий так липкость. Раствор повышает этот показатель с материалами различной влажности, вплоть до сухих [31]. Растворы хитозана положительно влияют на влагоудерживающую способность (ВУС) рыбного фарша и мяса криля. Экспериментально было доказано, что при внесении хитозана в виде 2-4% раствора показатели ВУС значительно увеличиваются в отличие от контрольных образцов. Причем показатели ВУС увеличиваются при повышении концентрации хитозана [67]. Влагоудерживающая способность растворов обосновывается тем, что в состав молекул входят функциональные группы, которые влияют на ионы металлов путем их связывания, в результате чего открывается доступ молекул 20 воды к функциональным белкам. Таким же действием обладают фосфаты. Было высказано мнение, что данный эффект также возможен благодаря взаимодействию функциональных свойств хитозана и белка, в результате чего происходит изменение заряда белковых молекул, что в итоге способствует формированию связи с молекулой воды [72,73,76]. При переводе хитозана в солевую форму, то есть в форму раствора, активность его групп возрастает. Благодаря этим исследованиям, установили, что порошкообразный хитозан не оказывает влияния на ВУС материала [108]. Помимо рыбной и мясной промышленности, хитозан используется и в других отраслях. Использование свойств хитозана в молочной промышленности было обосновано тем, что хитозан способен разделять молочное сырье на фракции. Также он способен повышать технологический эффект гомогенных и гетерогенных систем. Хитозан стал основой для изготовления напитков на сывороточной основе. Проведенные исследования показали, что хитозан, внесенный в рецептурный состав хлеба, способствует снижению клейковины, уменьшению упругости, тесто становится более эластичным, приобретает приятный аромат, понижается липкость. Одновременно отмечено замедление развития картофельной болезни. В пищевой промышленности при консервировании установили, что хитозан позволяет продлить сроки годности консервов и пресервов, а также улучшить показатели свойств желе [4,20,41,28]. Свойства высокоэффективного сорбента были использованы в виноделии для осветления различных сортов вин и пива. Также использование хитозана в пищевых продуктах представляет интерес для медиков. Как показывают исследования, хитозан, входящий в состав продуктов, проявляет функциональные свойства (энтеросорбента, иммуномодулятора, регулятора кислотности желудочного сока и др) [68,73]. Таким образом, можно сделать вывод, что уникальные свойства и биологическая активность делает хитозан перспективным веществом для применения в пищевой промышленности и, в частности, в продуктах питания. 21 ХИТОЗАН Разделение веществ Регулирование структуры Предохранение от порчи Сорбент (флокулят) Структурообразователь Консервант Получение белковохитозанового комплекса из молока. Осветление соков, вин, пива Формование, эмульгирова ние, повышение адгезии, загущение Внесение в продукт как барьерного соединения Повышение биологической ценности Биологически активное вещество Внесение в продукт как БАВ Рисунок 1.4 – Схема применения хитозана в пищевой промышленности Придание лечебных свойств Лечебная добавка Внесение в продукт в качестве лечебной добавки 22 1.3 Способы комбинирования растительного и животного сырья для получения пищевых продуктов Гидробионты и продукты на их основе являются необходимой составляющей для укрепления иммунитета и повышения общего состояния организма [5]. Рыба – важный ингредиент в рационе человека, т.к. обладает большой ценностью [2]. Ценность рыбы, как продукта питания, определяется наличием в ее составе большого количества полноценных белков, содержащих все жизненно необходимые аминокислоты [10]. Белки – важные и сложные по своей химической природе вещества, входящие в состав мышечной и соединительной ткани. Наряду с белками, в состав тканей рыб входят небелковые азотистые вещества, относящиеся к различным группам органических соединений. Имеются различия в общем содержании, соотношении количества белковых и небелковых азотистых веществ в мясе костистых и хрящевых рыб. У костистых рыб в мясе содержится 2,0-3,5 % азота, большая часть которого от 80 - 92 % заключена в белках, а остальные 8-20% приходятся на долю небелковых соединений. У хрящевых рыб общее количество азота в мясе достигает 3,0-4,5 %, но при этом только 55-65 % всего азота в мясе приходится на долю белков, а 35-45 % на небелковые вещества [9,51]. К настоящему времени в водных организмах обнаружено более 60 химических элементов. В наибольшем количестве в рыбе содержится кислород (около 70%), водород (около 8 %), фосфор (0,5-0,9%), углерод (около 8,8%). Остальные элементы находятся в рыбе в очень небольших количествах [55]. Также важным является наличие в рыбе других питательных нутриентов – жиров, витаминов и минеральных веществ [61]. 23 Для характеристики пищевых достоинств рыбы определяют содержание в ней белков, липидов, витаминов и отдельных наиболее важных минеральных веществ (фосфор, кальций, калий, йод) [65]. Состав и концентрация минеральных веществ в воде оказывает непосредственное влияние на их содержание в мышечной и других тканях рыбы. У морских рыб содержание солей в мясе больше, чем у пресноводных [83]. Содержание микроэлементов в мясе различных рыб приведено в таблице 1.1. Таблица 1.1– Содержание микроэлементов в рыбе Содержание в мясе Рыба мкг Zn, мг Cu Mn Co Mo J Морские 1,0–75,0 60–450 80–855 3,0–23,0 4,0–11,5 18–834 Пресноводные 4,0–19,4 40–290 110–470 3,5–13,8 5,5–9,5 1–120 Минеральные вещества, поступаемые в организм с пищей, участвуют в строительстве костей, нервной и мышечной тканей. При недостатке минеральных элементов нарушается обмен веществ, который может повлечь за собой серьезные заболевания [89]. Введение в состав рыбного фарша растительных компонентов позволяет получить готовый пищевой продукт, обогащенный не только белками, но и необходимыми микроэлементами. Кроме того, повышаются антиоксидантные и бактерицидные свойства получаемых пищевых продуктов [102]. Влияние овощей на организм человека однозначно велико. Содержание в овощах большого количества углеводов, витаминов, органических кислот и минеральных веществ в легкоусвояемой форме определяет их пищевую ценность. Использование овощных компонентов обосновывается также улучшением органолептических показатели готового продукта [113,70]. Биохимические показатели являются главным критерием качества. Овощное сырье до 96 % содержит в своем составе влагу. Однако в сухой части 24 овощей содержится огромное количество важных соединений, способствующих нормальной работе организма человека. В состав сухой части входят углеводы, крахмал, сахара, а также клетчатка. Клетчатка влияет на восстановление затраченной энергии организмом. Вместе с тем ценность представляют входящие в состав органические кислоты: лимонная, щавелевая, винная и другие [118,123]. Витамины, находящиеся в большом количестве в овощах, также способствуют нормальной работе организма. Отсутствие в рационе питания даже одного витамина может вызвать тяжелые заболевания. Синтезировать витамины в нужных объемах организм не в состоянии, поэтому они должны поступать с пищей [21]. Использование овощей в качестве ингредиентов в рыбной продукции способствует нормализации пищеварения за счет содержания в их составе пектина, целлюлозы и крахмала. В результате исследований было выявлено, что крахмал снижает уровень холестерина в крови. Данный эффект вызван тем, что крахмал способствует синтезу рибофлавина, который превращает холестерин в желчную кислоту [36]. Органические кислоты входящие в состав овощей способствуют усвоению труднорастворимых соединений, в частности: железа, кальция, фосфора, а также нормализуют кислотно-щелочной баланс оргазма [38]. В соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 25 октября 2010 г. были утверждены «Основы государственной политики Российской Федерации в области питания». Данное распоряжение включает в себя комплекс мероприятий, направленных на улучшение здоровья населения за счет производства и реализации пищевой продукции высокого качества [55]. Обогащение продуктов полезными веществами является трудоемкой работой, т.к. необходимо производить подбор ингредиентов. Причем осуществление данной работы необходимо проводить только после научно обоснованных решений применения того или иного ингредиента, которые отвечают медико-биологическими показателям. Данные показатели влияют на 25 решение применения микронутриентов в продуктах и дальнейшей их реализации [17,24]. Учеными был разработан принцип отбора микронутриентов, с точки зрения медицины, для обогащения продовольственных товаров. Данный принцип основывается на определении дефицита полезных веществ в зависимости от местности [47]. Внесение в состав продукта микронутриентов не всегда сможет решить проблему улучшения здоровья. Поэтому для достижения полноценного влияния пищевых продуктов на организм, необходимо внесение и других ценных компонентов, таких как пищевые волокна и различные биологически активные добавки природного происхождения, оказывающие защитное, стимулирующее или лечебное действие на те или иные функции организма человека [59,80,77]. Пищевые волокна – сложный комплекс полисахаридов и лигнина, линейной и разветвленной гидроксильных, структуры. фенольных, межмолекулярным Присутствие в составе карбоксильных взаимодействием водородных пищевых групп связей волокон обуславливается и способностью сорбировать воду и другие полярные молекулы и ионы. Характерной чертой для пищевых волокон является водоудерживающая способность, взаимодействие с белками, аминокислотами, жирными кислотами в процессе пищеварения [98,12]. Пищевые волокна обладают рядом функциональных особенностей, положительно сказывающихся на организме человека. Считалось, что в состав пищи входят балластные вещества, не подвергающиеся перевариванию и выводимые из организма, как ненужные. В связи с этим были разработаны и выпущены рафинированные продукты, такие как сахар, кондитерские изделия, мука и овощные соки с удаленными пищевыми волокнами. Данные продукты занимали почти 60% от общей калорийности рациона человека в развитых странах. Ввиду отсутствия натуральных растительных компонентов в рационе питания, число пищевых волокон в организме снизилось в 1,5-3 раза, что привело к развитию заболеваний желудочно-кишечного тракта, сердечных заболеваний и других. Также от дефицита пищевых волокон, недостаток которых наблюдается в 26 рационе питания очень многих людей, зависит правильная регуляция обменных процессов в организме. На сегодня известно, что роль волокон для человека обширна и отвечает за физиологические и биохимические процессы в организме. Пищевые волокна позволяют осуществить ускоренный отвод элементов, отрицательно влияющих на здоровье, а также продуктов неполного переваривания. При лечении атеросклероза применяются пищевые волокна, благоприятное влияние которых можно связать с их воздействием на уровень липидов в крови [116,119,13,127]. Также пищевые волокна оказывают нормализующее воздействие на моторную функцию желчевыводящих путей, стимулируя процессы выведения желчи и препятствуя развитию застойных явлений в гепатобилиарной системе [39]. Биологически активные добавки (БАД) являются продуктами природного происхождения, оказывающими профилактические действие на организм человека. Многие добавки обладают тонизирующим и адаптогенным свойством, в результате чего повышают тонус, физическую и умственную работоспособность, защищая от негативного действия окружающей среды. Сырьё для получения БАДов огромно. Указанными выше воздействиями на организм человека обладают вытяжки, полученные из различных растений (лимонник, заманиха, женьшень и другие), из животного сырья, из лекарственных трав и пчелиного клея (прополис) [40,63,79]. Получение БАДов из морских водорослей является перспективным направлением. Морские водоросли являются источником легкоусваиваемого растительного белка. Также они богаты минеральными веществами, витаминами, аминокислотами и другими элементами, положительно влияющими на организм человека. Водоросли оказывают профилактическое действие путем выведения из организма солей тяжелых металлов, радионуклидов, замедляют процесс старения и повышают иммунитет [3,6,26,101]. 27 Эти свойства положены в основу и используется медиками в качестве профилактики заболеваний. В диссертационной работе Пахомова А.Н. «Теоретическое и экспериментальное обоснование создания функциональных пищевых продуктов и биологически активных добавок на основе растительного сырья» обоснована целесообразность применения семян винограда и выжимок томатов в качестве сырья для получения функциональных БАДов, путем обработки семян винограда и выжимок томатов методом МХА. Получившийся БАД обладает высокими органолептическими, физико-химическими и медико-биологическими показателями [82]. Источником витаминов для человека является рыбное сырье, но содержание витаминов в нем относительно небольшое; поэтому актуальным является разработка рыбных изделий с высоким содержанием витаминов путем комбинирования. При этом новые виды изделий должны обладать высокими органолептическими свойствами и содержать большое количество веществ, положительно влияющих на здоровье человека [7,16,29]. В производстве комбинированных продуктов питания применяют более 50 видов разнообразного сырья растительного и животного происхождения, которые должны отвечать требованиям действующих стандартов [40]. На данный момент увеличивается значимость сочетания рыбных продуктов с растительный сырьем, что приводит к существенному увеличению комбинированных продуктов, а, следовательно, и к расширению ассортимента продуктов питания [37,44]. Для расширения ассортимента комбинированных продуктов питания, проводятся исследования по разработке рецептур рыбных изделий с различными овощными наполнителями, такими как: капуста, картофель, зеленый горох и другими [103]. В диссертационной работе Григоренко С.П. «Совершенствование технологии производства рыборастительных колбасных изделий для питания студентов» автором были разработаны рыборастительные изделия с добавлением 28 пророщенного гороха, в результате продукт обладает высокой пищевой и биологической ценностью, что положительно сказывается на организме человека [32]. Растительно-рыбные пищевые продукты позволяют обеспечить человека необходимыми микроэлементами в течение всего года. Переработка рыбных ресурсов занимает важное место в пищевой промышленности. Интерес вызван рациональным использованием водного сырья, которое обладает высокими биологическими показателями. Переработка съедобной и несъедобной части рыбы в фарш позволяет максимально использовать рыб, т.к. в несъедобной части (кожа, кости и др) содержится огромное количество веществ, которые повышают показатели пищевой и биологической ценности формованного рыбного продукта [39,45,49]. В диссертационной работе Белоусовой С.В. «Совершенствование технологии получения белковых гидролизатов и их использование при производстве рыборастительных продуктов» изучено применение белкового гидролизата, который может снизить белковое истощение организма. Также активизировать деятельность изолированных друг от друга сердца и кишечника, изменить интенсивность работы желудочно-кишечного тракта, снизить развившееся мышечное утомление. Наряду с комплексом аминокислот, в пищевых гидролизатах присутствует достаточное количество витаминов, которые играют исключительную роль в обменных процессах организма [18]. Одним из главных критериев получения качественных рыбных пищевых продуктов является рыбный фарш. Качество рыбного фарша определяется таким показателем как характеристику консистенция. с Данный показатель добавлением улучшает в свою состав структурообразователей [60]. Внесение структурообразователей в пищевые продукты обусловлено различными причинами. В зависимости от ожидаемого результата, в пищевых продуктах они могут выполнять различные роли. К примеру, использоваться в качестве загустителя, эмульгатора, пенообразователя, флокулята [79]. 29 В основном структурообразователи выполняют роль студнеобразователей, загустителей, эмульгаторов, пенообразователей, связующих веществ и пленкообразователей [83]. Студнеобразователи – это вещества, способные образовывать гель при определенных условиях, таких как концентрация полимера, температура и др. К студнеобразователям принадлежат агар-агар, желатин, соли альгиновых кислот, каррагинан, белок в составе рыбного фарша сурими и др. [126]. Загустители – это вещества, предназначенные для производства растворов высокой вязкости. Эмульгаторы придают продукту меньшее напряжение поверхности. Так же одной из особенностей эмульгаторов является возможность образовывать адсорбционные слои [110]. Пенообразователи формируют на поверхности раздела фаз адсорбционные слои, тем самым выполняют функции образования пены и придают жидкости устойчивую структуру [124]. Использование структурообразователей в пищевой промышленности, в частности в пищевых продуктах, должно отвечать нормативной документации. Разрешается использование веществ, не влияющих отрицательно на здоровье человека. Данный пункт основывается на медицинских, научных и других испытаниях. Структурообразователи должны соответствовать нормам качества, установленных в Российской Федерации; также на использование данных веществ должно быть разрешение, в котором прописываются продукты, в которые они будут добавляться, и допустимое количество [112]. В тоже время учеными структурообразователей структурообразователей на – полностью организм это не человека. соединения, в исследовано Ведь которых влияние большинство компоненты не взаимодействуют с веществами продуктов. Данное положение не имеет значения лишь в тех случаях, когда их доля в пищевых продуктах мала, а в противном случае они могут повлиять на пищеварительные процессы. Поэтому к данному процессу требуется особое внимание [106]. 30 Как известно, в результате обработки структурообразователей высокими и низкими температурами в процессе производства продуктов улучшаются их свойства [52]. Для приготовления высококачественных формованных рыбных продуктов, в рыбный фарш, в качестве структурообразователя добавляют каррагинан или хитозан, который получают из панциря ракообразных [15]. В монографии «Биотехнология получения и применения экстрактов и структурообразователей» авторами Касьяновым Г.И, Тамовой М.Ю. установлено, что ряд структурообразователей, таких как, каррагинан и хитозан, обладают профилактическими свойствами, а именно вывод тяжелых металлов из организма [53]. Для регулирования реологических показателей рыбного фарша, в пищевой продукт можно, добавить соли альгиновой кислоты, но выделение их из сырья является сложной задачей. Поэтому применяют не чистые соли альгиновой кислоты, а морскую капусту. В результате биологическая ценность продукта увеличивается, за счет содержания в ее составе незаменимых аминокислот, макро– и микроэлементов [8,16]. Существующие технологии производства продуктов направлены на применение рыбного фарша для производства функциональных продуктов. Сочетание мышечной ткани рыбы с овощами (картофель, морковь, белокочанная капуста), злаками образует продукты лечебного питания [17]. К примеру, пророщенная пшеница в рецептуре позволяет повысить пищевую и биологическую ценность, т.к. зерна содержат белки, расщепляющиеся на аминокислоты в процессе проращивания. Данные белки усваиваются частично, а оставшиеся разлагаются на нуклеотиды, которые также усваиваются, а часть разлагается на основания. Во время проращивания зерна в нем сконцентрировано огромное количество питательных веществ, т.к. зерно направляет их на появление проростка. В результате чего при внесении его в пищевой продукт и 31 дальнейшем употреблении организм получит необходимые вещества в полном объеме [19,20]. При использовании капусты в производстве формованных изделий из рыбного фарша улучшаются реологические характеристики самого продукта, такие так консистенция, внешний вид, вкус и запах. Комбинированные продукты, полученные на основе рыбного белка и капусты, богаты витаминами, микроэлементами и минеральными веществами и могут быть использованы в качестве профилактики при нарушениях работы кишечника и заболеваниях щитовидной железы. Полученные данные пищевой ценности, аминокислотного состава, содержания макро – и микроэлементов подтвердили лечебно профилактическую значимость этого вида продукции [111,113,121]. Улучшение вкуса, аромата и консистенции в рыбной промышленности осуществляется за счет ферментных препаратов. С их помощью увеличивается срок хранения продукции путем сокращения жизнедеятельности микроорганизмов, неспособных как к росту в кислой среде, так и улучшению органолептических показателей готовых продуктов. Данный эффект описан в работе Чудинова Л. П. «Совершенствование технологии рыбных кожевенных полуфабрикатов с применением ферментных препаратов» [109]. В качестве замены пряностей в последнее время используют комплексные СО2-экстракты позволяющие исключить применение сильно обсемененных сухих пряностей, что дает возможность получить производимый продукт однородной консистенции без черных вкраплений измельченных пряностей. СО2-экстракты – это натуральные добавки, в результате производства которых отсутствуют следы растворителя. Они представляют собой жидкие маслянистые или мазеобразные продукты, полученные по оригинальной технологии. Бактерицидное и антиоксидантное влияние биологически активных веществ экстрактов, извлеченных из пряно-ароматического растительного и лекарственного растительного сырья с помощью жидкого диоксида углерода, имеет разные механизмы воздействия в зависимости от молекулярной структуры компонентов [48,54,56]. 32 В диссертационной работе Силинской С.М. «Разработка интенсивной технологии получения купажированных СО2-экстрактов из растительного сырья методами до – и сверхкритической экстракции» представлены технологии получения СО2 экстрактов из различного растительного сырья, которое оказывает влияние на реологические и органолептические характеристики готового продукта [85]. 1.4 Существующие технологии производства растительно-рыбных пищевых продуктов В России накоплен большой опыт комбинирования пищевых продуктов с использованием растительного и животного сырья. Разработаны оригинальные рецептуры пищевых продуктов с использованием рыбного и растительного сырья. Известен способ производства рыбоовощного продукта. Компоненты подготавливают по традиционной технологии, при необходимости подвергают термообработке до состояния готовности, измельчают рыбу, крупу и овощи и смешивают при давлении выше атмосферного с газожидкостной мисцеллой биомассы одного из перечисленных микроорганизмов, отделяемой со стадии экстрагирования сжиженным газом без разделения экстракта и экстрагента. В таких условиях для создания давления выше атмосферного возможно введение всех компонентов в герметичный смеситель. Далее, минуя операцию протирки, смесь подвергают гомогенизации и стерилизации путем сброса давления в ней до атмосферного. Эту операцию возможно осуществлять путем экструдирования или дросселирования смеси в емкость большого объема, снабженную выхлопным патрубком с обратным клапаном или микрофильтром. В таких условиях введенный в смесь в составе мисцеллы сжиженный газ вскипает с резким увеличением объема, осуществляя тонкое диспергирование компонентов смеси и декомпрессионное уничтожение микрофлоры. Гомогенизированную стерилизованную таким образом смесь шприцуют в оболочку [95]. и 33 Другой патент описывает способ производства рыборастительных сосисок, в котором в качестве растительного сырья используют морковь, лук, а в качестве крупяного продукта используют рис и манную крупу [90]. Запатентованы также способы производства рыборастительных фрикаделек [91], рыбных котлет [92] и рыборастительных колбас [93]. Способ изготовления консервов «карп фаршированный». Консервы готовят путем варки сушеных белых грибов с их отделением от бульона, резкой и обжаркой в растительном масле, варки гречневой крупы, шинковки и замораживания свежей белокочанной капусты, резки и пассерования в растительном масле моркови, корня петрушки и репчатого лука, пассерования пшеничной муки, резки карпа. Далее смешивают часть репчатого лука, грибы, гречневую крупу, куриные яйца, перец черный горький и поваренную соль с целью получения состава, которым фаршируют карпа. Смешивают без доступа кислорода оставшуюся часть репчатого лука, капусту, морковь, корень петрушки, томатную пасту, уксусную кислоту, пшеничную муку, сахар, соль, перец черный горький, лавровый лист и грибной бульон. Фасуют полученную смесь и карпа, герметизируют и стерилизуют [94]. Специалистами рыбной отрасли были проведены исследования по влиянию коллагенового ферментативного гидролизата на комбинированный пищевой продукт (рыбное и растительное сырье). В результате готовый продукт насыщается пептидами и аминокислотами, а показатели животного белка в продукте сокращается [125]. Российскими специалистами, помимо рецептур, были усовершенствованы технологии и аппаратурно-технологические линии получения растительнорыбных пищевых продуктов. В докторской работе Бойцовой Т.В. разработана технология, позволяющая повысить пищевые показатели сырья и экономическую целесообразность производства, а также уменьшить потери белковых веществ. В результате совершенствования аппаратурно-технологической линии был получен патент на полезную модель «Технологическая линия производства 34 формованной кулинарной продукции функционального назначения». Отличительной особенностью является включение в линию производства пароконвектомата, аппарата для шоковой заморозки, бункера для меланжа, процеживающего фильтра, насоса для транспортирования меланжа и ленточного транспортера с магнитным уловителем. Технологическая линия представлена на рисунке 1.5. Рисунок 1.5– Технологическая линия производства формованной кулинарной продукции функционального назначения Результатом является возможность получать формованный кулинарный продукт функционального назначения с высокими потребительскими характеристиками, высокой пищевой ценностью и сохраняемостью [15]. Профессор Иванова Е.Е. разработала линию по производству формованных продуктов на основе рыбного фарша. Линия включает: дефростер, рыборазделочную машину, моечную машину, фаршемешалку, машину для формования и укладки тефтелей. Эта линия соединена транспортером и отличается тем, что между моечной машиной транспортного типа и фаршемешалкой установлен неопресс, а после машины для формования и укладки тефтелей установлено устройство низкочастотного воздействия. Технологическая линия производства формованных продуктов представлена на рисунке 1.6. 35 Рисунок 1.6– Технологическая линия производства формованных продуктов Использование генератора низкочастотного воздействия в технологической линии позволяет снизить обсемененность продукта (тем самым продлевая срок годности), также выбранное оборудование позволяет получить полуфабрикаты с высокими показателями пищевой и биологической ценности [97]. 36 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1 Объекты исследования В соответствии с поставленной целью и решаемыми задачами в качестве объектов исследования использовали: гаммарус азовский, хитозан полученный из гаммаруса азовского; овощное, зерновое и рыбное сырье; разработанные растительно-рыбные пищевые продукты с добавлением раствора хитозана. Для проведения исследований было использовано сырье: рыба замороженная по ГОСТу 1168, пророщенная пшеница по ГОСТу Р 52554, шпинат по ГОСТу 367–88, поваренная соль по ГОСТу Р 51574, болгарский перец по ГОСТу13908, укроп, петрушка зелень по ГОСТу Р52622, фасоль по ГОСТу 7758, лимонный сок по ГОСТу 52184, сахар по ГОСТу 21, мука рисовая по ГОСТу 31645, сливочное масло по ГОСТу Р 52969, сладкий перец по ГОСТу 13908, хитозан ТУ 9289–356–02067862–2013, морковь по ГОСТ Р 51782–2001, репчатый лук по ГОСТу Р 51783, СО2–экстракты, томаты по ГОСТу 1725, лимон по ГОСТу 4429. Перечисленное сырье используется для расширения ассортимента растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением раствора хитозана, которые оценивались по совокупности основных показателей. Экспериментальные работы по выполнению поставленных в диссертационной работе задач, были проведены в научно-исследовательских лабораториях кафедры технологии мясных и рыбных продуктов КубГТУ, НИИ «Биотехнологии и сертификации пищевых продуктов» КубГАУ. Структурная схема объектов исследований и изучаемых показателей по затрагиваемой проблеме создания растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана представлена на рисунке 2.1. 37 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Анализ научной литературы и патентной информации по теме исследований ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Обоснование использования гаммаруса в качестве сырья для получения хитозана Разработка технологии и аппаратурно технологической линии для получения хитозана из гаммаруса азовского Исследование показателей хитозана, полученного из гаммаруса азовского Исследование химического состава овощных и зерновых ингредиентов, входящих в состав растительно-рыбных продуктов Исследование химического состава рыбного сырья, входящего в состав растительно-рыбных продуктов Исследование реологических показателей рыбного фарша с добавлением хитозана, полученного из гаммаруса азовского Разработка рецептур растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ Совершенствование аппаратурно-технологического комплекса для производства растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана Разработка режимов ступенчатой стерилизации разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана Исследование показателей качества разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана Проведение опытно-промышленной апробации усовершенствованной технологии и аппаратурно-технологического комплекса для производства растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана Расчёт ожидаемой экономической эффективности от внедрения и реализации новой технологий получения хитозана и растительно-рыбных пищевых продуктов с его применением Рисунок 2.1– Структурная схема исследований 38 2.2 Методы исследования 2.2.1 Определение органолептических и физико-химических показателей гаммаруса азовского Органолептические показатели гаммаруса азовского (внешний вид, цвет, запах, вкус) оценивали ТУ 9289-067-00472124-97, ТУ 15-1207-96 на рыбу х/к ламинированную. Физико-химические показатели гаммаруса азовского: массовую долю воды, жира (липидов), общего азота, минеральных веществ (золы), отдельных микроэлементов определяли по ГОСТ 7636. Органолептические показатели хитозана из гаммаруса азовского (внешний вид, цвет, запах, вкус) оценивали по ГОСТу 7631-85. Определение влажности полученного хитозана высушивания в сушильном шкафу при температуре 100 находили 0 путем С до получения постоянной массы. Содержание влажности в образце определяли по отношению начальной массы навески к массе высушенной навески. Чистоту полученного хитозана определяли путем содержания минеральных веществ после использования метода сухого озоления, проводимого в муфельной печи при температуре 1000 0С. Далее путем расчета разности между исходным образцом, помещенным в муфельную печь, и образцом после тепловой обработки расчитавали количество золы, оставшееся в бюксе после сжигания. Расчеты проводились с погрешностью 0,01 %. Определение содержания микроэлементов в исследуемом хитозане проводились в соответствии с требованием безопасности к качеству пищевого хитозана: в исследуемых образцах определяли наличие тяжелые металлы: Zn, Cu, Pb, Cd. Для проведения данного исследования был приготовлен фоновый раствор: навеска азотнокислой ртути 0,03200 г. с точностью до 0,00015 г. это количество смешивали в колбе объемом 200 мл с 10мл водного раствора соляной кислоты с 39 концентрацией 1 М, до метки доводили насыщенным раствором хлорида калия. Фоновый раствор использовали при разбавленных стандартных растворов. Определение молекулярной массы хитозана расчетным методом вели с предварительным измерением вязкости уксуснокислых растворов полимера. Динамическую вязкость определяли капиллярным вискозиметром ВНЖ 1.41. Основа метода заключается в измерении времени истечения определенного объема испытуемой жидкости под влиянием силы тяжести. Навеску хитозана растворяли в уксусной кислоте. Измерения производили при постоянной температуре, равной 25°С. В результате данного эксперимента получили индекс Штаудингера. Полученный индекс Штаудингера подставляли в уравнение Марка-Куна-Хаувинка для расчета молекулярной массы хитозана. Уравнение Марка-Куна-Хаувинка имеет вид: где (2.1) – характеристическая вязкость полимерной цепи с молекулярной массой , и – константы, величина которых зависит от природы полимера, растворителя и температуры. Степень деацетилирования устанавливали путём потенциометрического титрования. Метод базируется на титровании хлористого водорода, связанного с молекулой хитозана. Исследования осуществлялись путем титрования раствора хитозана, раствором гидроксида натрия при помощи рН–метра «Иономер Эксперт - 001». Микробиологические стандартным методикам исследования по ГОСТу Р хитозана 50480-93, выполняли ГОСТу согласно 10444-88, ГОСТу Р 50474-93. Исследование строения ИК–спектрометрией при помощи хитозана осуществляли путем прибора Vertex 70 фирмы Bruker с использованием приставки нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) на алмазном кристалле фирмы Pike. 40 2.3 Методы исследования ингредиентов растительно-рыбных пищевых продуктов Отбор проб для исследования овощного и зернового сырья проводили в соответствии с требованиями ГОСТа 8756.0-70 «Отбор проб и подготовка их испытанию». Отбор проб для определения физико-химических показателей рыбного сырья производили по ГОСТу 31339-2006. Определение белка по Кьельдалю. Принцип метода в определении азота с последующим пересчетом на белок. Органические вещества, входящие в состав образца, при воздействии серной кислоты образуют соли аммония, которые в дальнейшем переводят в аммиак путем отгонки, далее при помощи титрометрического метода определяем аммиак и рассчитываем содержания азота в образце. Массовую долю липидов исследовали на аппарате Сокслета. Метод основан на экстракции жира петролейным эфиром (ГОСТ 7636-85). Определение жирнокислотного состава липидов проводили методом газожидкостной хроматографии. Для получения жирных кислот растворяли 25 мг липидов в серной кислоте с последующим добавлением хлористого ацетила и метанола. Полученную смесь кипятили в течение одного часа, а затем упаривали в ротационном испарителе. Оставшиеся после упаривания метиловые эфиры растворяли в гексане. Идентификацию состава устанавливали по времени удержания углеродных атомов. Расчет жирнокислотного состава находили методом внутренней нормализации. Для определения площади пиков умножали высоту пика на его ширину. Витаминный состав. Для определения витаминов А, Е, –каротина применяли способ экстракции. Метод включает в себя: щелочной гидролиз, в результате которого происходит гидролиз жира, освобождение витаминов из клеток, витаминов А и Е до свободной формы, гидролиз эфиров; экстракцию 41 диэтиловым эфиром неомыляемого остатка; выпаривание эфира; растворение остатка в гексане при определении витаминов А, Е, –каротина с применением колоночной храмотографии на окиси алюминия и при ВЭЖХ в растворителе, используемом в качестве основного компонента подвижной фазы (элюента). Определение витамина В1 – флуориметрическим методом. Метод основывается на освобождении связанных форм тиамина при помощи кислотного и ферментативного гидролиза. Полученный гидролизат подвергается: хроматографической очистке от соединений, мешающих флуорометрическому определению; количественному переводу в щелочной среде тиамина в тиохром; экстракции тиохрома и измерению интенсивности флуоресценции тиохрома в сравнении со стандартным раствором с помощью флуориметра. Нахождение витамина В2 также проводили флуориметрическим методом. Он базируется на освобождении связанных форм рибофлавина при помощи кислотного и ферментативного гидролиза. Полученный гидролизат подвергают экстракционной очистке от соединений, мешающих флуорометрическому определению. Определение витамина РР осуществляли колориметрическим способом. В основе метода: освобождение связанных форм ниацина путем гидролиза, очистке гидролизата от мешающих определению веществ, количественное получение производного глутаконового альдегида и колориметрическое определение его массовой доли при 400–425 нм в сравнении со стандартным раствором. 2.4 Исследования реологических показателей рыбных фаршевых смесей Для определения реологических показателей рыбных фаршевых смесей с добавлением хитозана в качестве структурообразователя использовали прибор «Структурометр СТ-2». Прибор представлен на рисунке 2.2. Определение предельного напряжения сдвига рыбных фаршей (ПНС). Для определения показателей ПНС была использована методика «ПВМ-30». 42 Рисунок 2.2 – Структурометр СТ-2 Методика базируется на погружении индентора в продукт до определенного усилия нагружения и установления усилия на инденторе по релаксации. Данные по предельному напряжению сдвига отображаются в виде графика. Предельное напряжение сдвига пищевых продуктов рассчитывается по формуле Ребиндера (2). Подготовка пробы рыбного фарша. Отбор проб для определения реологических показателей рыбных фаршей проводили по ГОСТу 31339-2006, подготовку средней пробы – по ГОСТу 7636-85. На рисунке 2.3 представлена установка для определения ПНС. Результаты измерения выводятся на мониторе в виде графика. Рисунок 2.3 – Схема установки для определения ПНС. 1–конус, 2–штанга,3– подшипник, 4– диск, 5–станина, 6– плита, 7–подъёмный столик, 8–емкость, 9– индикатор. Определение предельного напряжения сдвига. 43 Подготовленную пробу пищевого продукта помещают на столик прибора «Структурометр СТ-2» под закрепительной головкой с фиксированной в ней индентором. Предельное напряжение сдвига определяется по формуле П.А. Ребиндера: (2.2) где Δ–предельное напряжение сдвига (ПНС) неразрушенной структуры, Па; Ккон.– константа конуса, зависящая от угла конуса при вершине; Fост – усилие пенетрации, Н; h – глубина погружения конуса, м; Ккон.=0,159 – постоянная величина (вершина угла конуса 45°). Определение водоудерживающей способности рыбного фарша методом центрифугирования (ВУС). Для исследования ВУС использовали навески рыбных фаршей массой 4г, помещенные в пробирку с перфорированным вкладышем. Пробы центрифугировали в течение 20 минут при частоте вращения 100 С–1. После этого образцы взвешивали и прибавляли жидкость, отделённую во время эксперимента. Для расчёта количества связанной влаги необходимо иметь данные о содержании её в объекте. Массовую долю связанной влаги (%) рассчитывают по формуле: , (2.3) где m0, m1–масса навески, соответственно, до и после центрифугирования, г; m3–масса сухого остатка выделившейся жидкости, г; m2–масса сухого остатка в навеске, г; 2.5 Методы исследования готовой продукции Отбор и подготовку проб для дальнейшего исследования готовой продукции проводили по стандартной методике. 44 Определение влаги было осуществлено при помощи ГОСТа, который предполагает высушивание образца до постоянной массы при температуре 100–105 0С. Определение белка в исследуемых образцах проводили на приборе «Кель–Фосс–Автоматик». Данный прибор в автоматическом режиме производит расчет белка по методике Кьельдаля. Принцип метода заключается в нагревании навески продукта в колбе с концентрированной серной кислотой при слабом кипении. В результате углерод и водород полностью окисляется до СО2 и Н2О кислородом, получается серный ангидрид, азот освобождается в виде аммиака, даёт с серной кислотой сульфат аммония. Прибор в автоматическом режиме рассчитывает количество кислоты, истраченное на титрование, и осуществляет расчет массовой доли белка с выводом данных на дисплей. Аминокислотный «Биотехнологии и состав готовой сертификации «Капель 105-М» по методике продукции пищевых проводили продуктов» на в НИИ приборе М-04-38-2009 «Измерение массовой доли аминокислот методом капиллярного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофореза». Навеску массой 100 мг помещают в виалу для гидролиза, добавляют 5 см3 горячего раствора гидроксида бария. Виалу герметично закрывают завинчивающейся крышкой и перемешивают. Устанавливают виалы в сушильный шкаф. Гидролиз проводят при температуре 110 0С в течение 14-16 часов. По окончании гидролиза виалы с навеской вынимают из шкафа и охлаждают до комнатной температуры. Содержимое виал после охлаждения пропускают через фильтры «синяя лента», отбрасывая первые порции и собирая основные фильтраты в посуду с крышками во избежание испарения. Далее переходят к получению ФТК–производных. Горячий раствор из виалы с навеской количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3 с предварительно установленной воронкой и налитыми 15–20 см3 горячей дистиллированной воды. При перенесении 45 ополаскивают виалу и воронку горячей водой. В колбу добавляют 2–3 капли раствора метилового красного. Затем для нейтрализации раствора и осаждения ионов бария в колбу добавляют раствор серной кислоты до перехода окраски из желтой в розовую. Нейтрализованный раствор охлаждают, разбавляют до метки дистиллированной водой и перемешивают. Часть раствора переливают в пробирку и центрифугируют в течение 2-3 минут при скорости вращения 5000 об/мин. При определении триптофана переходят к получению ФТК– производного. Получение ФТК – производных аминокислот. В стеклянные бюксы вместимостью 10–15 см3 отбирают 0,05 см3 нейтрального гидролизата. Растворы выпаривают досуха в струе теплого воздуха. В каждый бюкс с сухими остатками добавляют 0,15 см3 раствора карбоната натрия, 0,3 см3 раствора ФИТЦ. Тщательно перемешивают до растворения осадка, закрывают крышкой и оставляют на 35 мин. при комнатной температуре. Затем растворы выпаривают досуха в струе теплого воздуха. Необходимо строго соблюдать последовательность добавляемых растворов при получении ФТК– производных аминокислот. Сухие остатки растворяют в 0,5 см3 дистиллированной воды и используют для анализа в течение рабочего дня. Определение содержания липидов в продукте было исследовано при помощи метода Сокслета (метод прямого определения). Данный метод основан на извлечении липидов из высушенной навески при помощи растворителя. Взвешенную навеску 5-10 г. высушивают и помещают в аппарат Сокслета. К аппарату подсоединяют колбу с эфиром, нагретую на водяной бане (нагревание колбы идет в течение всего эксперимента). Процесс экстрагирования липидов осуществляется в течение 10-12 часов. Затем колбу помещают в сушильный шкаф, и после формуле [32]. сушки осуществляется расчет содержания липидов по 46 Содержание углеводородов проводили методом газовой хроматографии. Навеску образца растирали в ступке с содержанием сульфата натрия,взятого в соотношении 2:1 к количеству образца. Полученный образец перенесли в колбу и залили хлороформом. После 12 часов хранения полученный экстракт отфильтровали и удалили растворитель потоком воздуха. Выделенный жир залили гексаном в объеме 2-5 см3. Полученный экстракт подвергали хроматографическому разделению с добавлением окиси алюминия. Определение жирнокислотного состава и витаминного состава определяли по ранее описанным методикам. Органолептические показатели оценивали по пятибалльной системе в соответствии с ГОСТом 9959-91. 2.6 Определение микробиологических показателей готового продукта В образцах готовой продукции исследовали такие микробиологические показатели, как: –количество мезофильных аэробов и факультативно–анаэробных микроорганизмов; –содержание анаэробных спорогенных сульфитредуцирующих клостридий; –содержание бактерий группы кишечной палочки; –содержание сальмонеллы и протея. Для определения количества мезофильных аэробов и факультативно– анаэробных микроорганизмов навеску готового продукта помещали в чашку Петри и заливали в неё 15 см3 мясопептонного агара. После застывания мясопептонного агара чашку перемещали в термостат на 72 часа при температуре 30 0С. Для определения наличия сальмонелл навеску готового продукта вносили во флакон Сокслета с содержащейся в ней средой Кауфмана в объеме 100мл. Пересев на среду Эндо осуществлялся через сутки с дальнейшей идентификацией выросших культур. 47 Наличие клостридий в готовом продукте определяли методом помещения навески образца в чашку Петри со средой Вильсона-Блера. Изменение цвета среды указывает на наличие клостридий в пищевом продукте. Навеску готового продукта помещали в среду Кесслера, а затем в термостат на 18 часов при температуре 42 0С. В дальнейшем определяли бактерии группы кишечной палочки. По методу Шушкевича проводили определение бактерий рода протей. Определение токсичных элементов проводили методом поляграфирования на приборе поляграф ПУ-1 в соответствии с ГОСТом 26932-86. Исследования на наличие ртути проводили методом атомно-абсорбционной спектрометрии по ГОСТу 26927-86, наличие мышьяка определяли колориметрическим методом по ГОСТу 26930-86. Определение меди, свинца, кадмия и цинка осуществляли также согласно стандартных методов. 2.7 Аминокислотная сбалансированность и биологическая ценность продукта Определение аминокислотного скора рассчитывали по формуле: , (2.4) где Aj – массовая доля незаменимой аминокислоты в продукте; Aaj–массовая доля незаменимой кислоты, по суточной норме. Коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС) рассчитывали по формуле 2.5. Величина показывает средние данные избытка аминокислотного скора незаменимых аминокислот по сравнению с наименьшим уровнем скора какой– либо незаменимой аминокислоты. КРАС показывает избыточное количество аминокислот, не используемых на пластические нужды: 48 , (2.5) где n– количество незаменимых аминокислот; ∆ РАС – различие аминокислотного скора аминокислоты. , (2.6) где Сj – скор незаменимой аминокислоты оцениваемого белка по отношению к физиологической норме; C min – минимальный скор аминокислоты оцениваемого белка по отношению к физиологической норме. Биологическая ценность пищевого белка (БЦ) определяли по формуле: , (2.7) 49 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3.1 Обоснование использования гаммаруса азовского в качестве сырья для получения хитозана В нашей стране наиболее доступным для промышленного освоения видом сырья для получения хитозана считаются отходы ракообразных, остающиеся в результате производства сырозамороженного или консервированного мяса ракообразных. Несмотря на то что в последние годы запасы ракообразных увеличиваются за счет их искусственного разведения, процесс возобновления израсходованных ресурсов происходит медленно. Поэтому в настоящее время остро встает вопрос о поиске новых источником получения хитозана. Перспективным сырьем для получения хитозана является гаммарус. Гаммарус – это рачок, который обладает изогнутым телом, одетым в хитиновый панцирь. На голове расположены два глаза и две пары усиков антенн, служащих органами осязания при поиске пищи. Движение гаммарус осуществляет за счет боковых ударов тела, дополнительно помогая себе девятью парами ног, за что и получил второе название – бокоплав. Размножение у гаммаруса начинается в апреле – мае, а половозрелым он становится на следующий год. Окраска буровато-желтая, зеленоватая. Длина взрослого гаммаруса достигает 1 см. На рисунке 3.1 представлено строение гаммаруса. Гаммарус относятся к разноногим ракообразным. Он всеяден и может питаться животной, растительной пищей, а также отмершими органическими останками. Большую часть времени рачок проводит на берегу, прячась под камнями или зарывшись в песок. Он хорошо приспосабливается к смене температуры окружающей воды. Ежегодный объем вылова рачка может достигать 100 тыс. т. На территории Краснодарского края в реках, впадающих в Азовское море, и в самом море живут бокоплавы морского происхождения, вылов которого составляет до 40 т. в год. 50 Рисунок 3.1 – Строение гаммаруса азовского В промышленности гаммарус азовский никогда не применялся в качестве сырья для получения хитозана, т.к. предприятия используют сушеный азовский гаммарус исключительно в качестве добавки в корма рыб. Для подтверждения актуальности использования гаммаруса азовского в качестве сырья для получения хитозана нами были изучены следующие вопросы: – определен химический состав гаммаруса азовского; – изучены показатели выхода хитозана из ракообразных и гаммаруса. В лабораторных условиях был определен химический состав гаммаруса азовского. Данные представлены в таблице 3.1. Таблица 3.1– Химический состав гаммаруса азовского Химический состав 1 Протеин Жир Хитин Зола Кальций, Фосфор Показатели, % гаммарус краб камчатский 2 3 54,6 44 5,41 3,7 18 27 1,52 1,2 6,39 12–17 10,24 12–20 51 1 Влага первоначальная Сухое вещество Органическое вещество 2 14,7 81,35 69,25 3 24–30 73–80 65–70 Как видно из таблицы, по химическому составу гаммарус азовский не уступает показателям камчатского краба – основного источника получения хитозана. Таблица 3.2 – Сравнительная характеристика хитинсодержащего сырья, г/100г Сырье Белок Липиды Минеральные Хитозан Вещества Панцирь криля 25–30 1–4 20–22 7–9 Панцирь 44–56 9,5–11,5 27–30 6–8 Рачок гаммарус сушеный 50–55 4–10,5 15–31 3–5 Панцирь крабовый сушенный 26–31 2–4 34–39 10–12 – 3–7 1–5 9–11 Сухой подмор пчел 50–80 – 2–6 6–8 Мука из личинок комнатных 41–52 22 – 2–5 16–18 0,38 12 3–4 баренцовоморской углохвостой креветки сухой Гладиус кальмара мух Гриб Aspergillus terricola Таблица 3.3 – Сравнительная характеристика гаммарусов, г/100г Сырье Гаммарус «Азовский» Гаммарус «Балтийский »Гаммарус «Алтайский» Гаммарус «Сибирский » Массовая доля воды 13,8 Липиды 12,7 4,8 17,9 10,7 5,6 11,8 7,3 6,7 Мин.вещ. Общий азот 24,8 9,0 Хитин Хитозан 24 4,5 9,0 21 4,5 27,0 8,0 23 3,0 22,8 7,7 23 3,1 52 В результате из сравнительных данных можно заключить, что перспективным сырьем для получения хитозана является гаммарус, т.к. приведенные в таблицах показатели свидетельствую о том, что по основным пунктам химического состава и выхода хитозана гаммарус не уступает другим хитинсодержащим источникам и имеет большую экономическую эффективность. По сравнению с другими источниками получения хитозана, он отличается быстрым восстановлением израсходованных ресурсов и дешевой стоимостью сырья. 3.2 Разработка технологии и аппаратурно–технологической линии получения хитозана газожидкостным способом Существующие на данный момент технологии получения хитозана сводятся к обработке хитина (главного вещества для получения хитозана) кислотами и щелочами при высокой температуре, что отрицательно влияет на качество готового продукта. Нами была разработана и запатентована технология и аппаратурно– технологическая линия получения газожидкостным способом. хитозана из гаммаруса азовского Отличительной особенностью нового способа является использование аммиака и диоксида углерода, который после завершения цикла улетучивается из продукта. Измельченное сырье поступает в бункер для сырья (1), по транспортеру (2) сырье попадает в ферментер (3), где под действием протеолитических ферментов (пепсин и трипсин) в течение 4 часов при температуре 37-40 о С сырье размягчается, далее размягченное сырье попадает в декантер (4), где разделяется на хитин и белково–углеводную часть. На рисунке 3.2 представлена аппаратурно– технологическая линия производства хитозана. Белково–углеводная часть поступает в резервуар (8), оттуда в сушильную установку (9), затем фасуется и направляется на склад готовой продукции. Полученная белково–углеводная часть включается в состав комбикормов. 53 Хитин направляют в реактор (5), где на первой стадии процесса подготовленное хитиновое сырье подвергают щелочному гидролизу обработкой аммиака под давлением до 6 МПа, при этом образуется основание NH4OH, которое под давлением приобретает высокие щелочные свойства (при рH среды 12–14 ед.). Процесс щелочного гидролиза продолжается в течение 60 минут при температуре до 85 0С. При снижении давления до атмосферного остаточное количество паров аммиака из продукта отгоняется с помощью диоксида углерода. Полученный хитозан промывается и направляется в сушилку (6), а после сушки готовая продукция поступает в сборную емкость (7). Рисунок 3.2 – Аппаратурно–технологическая линия получения хитозана из гаммаруса азовского В процессе производства хитозана к гаммарусу азовскому были предъявлены следующие требования: цвет от золотисто-коричневого до краснокоричневого, однотонный. Примеси: не более 5 %., влажность: в пределах от 10 до 14 %. Разработанный с нашим участием способ получения природного полисахарида хитозана из гаммаруса азовского обладает показателями, которые не отличаются, а иногда превосходят показатели, хитозана из ракообразных. 54 3.3 Исследования показателей хитозана, полученного из гаммаруса азовского Хитозан, полученный из гаммаруса азовского по разработанной технологии, безусловно, обладает рядом индивидуальных свойств, отражающих особенности мест обитания. 3.3.1 Органолептические показатели хитозана В таблице 3.4 представлены органолептические показатели хитозана полученного из гаммаруса азовского по разработанной технологии. Таблица 3.4 – Органолептические показатели хитозана Наименование Вид Цвет Запах Характеристика и значение показателя хитозан, полученный из хитозан, полученный гаммаруса азовского из ракообразных мелковолокнистые мелковолокнистые частицы частицы розовый белый без запаха без запаха Внешний вид полученного хитозана из гаммаруса азовского представлен на рисунке 3.3. Как можно заключить из данного пункта, органолептические показатели гаммаруса азовского практически идентичны биополимеру, полученному традиционным способом из ракообразных. В данном случае отличием от хитозана по традиционной технологии является розовая окраска хитозана, вызванная отсутствием в технологии получения стадии отбеливания. Рисунок 3.3 – гаммаруса азовского Хитозан из 55 3.3.2 Микробиологические показатели хитозана В лабораторных условиях были определены микробиологические показатели хитозана, полученного по разработанной технологии. Данные представлены в таблице 3.5. Таблица 3.5 – Микробиологические показатели Наименование показателя Нормативный Фактическое 4*104 3.9*104 Бактерии группы Е.coli не допускается не обнаружены Патогенные микроорганизмы не допускается не обнаружены 2*104 1,7*104 МАФАнМ, КОЕ в 1 г продукта Плесневые грибы Микробиологические показатели хитозана, полученного из гаммаруса азовского, полностью соответствуют требованиям нормативной документации. 3.3.3 Физико–химические показатели хитозана Исследования показателей по определению физико-химических и минеральных хитозана из гаммаруса азовского проводились в научно– исследовательской лаборатории института пищевой и перерабатывающей промышленности ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет». Данные представлены в таблицах 3.6,3.7. Таблица 3.6 – Физико-химические показатели хитозана Наименование 1 Молекулярная масса, кДа Хитозан по разработанной по традиционной технологии из гамма– технологии из руса азовского панциря ракообразных 2 3 320 270 Массовая доля, %: влаги 10 12 минеральных веществ 0,2 0,4 56 1 2 3 Массовая доля ионов тяжелых металлов, мкг/г: меди цинк Степень деацетилирования, % 0,67 – 94,4 3,2 0,1 80,4 Таблица 3.7 – Содержание минеральных веществ в хитозане из гаммаруса азовского Хитозан Элемент, мг/кг по разработанной технологии из гаммарус азовского по традиционной технологии из панциря ракообразных Кальций 11,65 10,85 Натрий 2,35 1,95 Магний Медь 1,2 0,98 0,95 0,67 Цинк 0,63 0,58 Калий 0,52 0,43 Железо 0,65 0,45 В результате можно сделать вывод, что физико-химические показатели хитозана из гаммаруса отличаются от хитозана, полученного по традиционной технологии из ракообразных, в лучшую сторону. Присутствие в хитозане незаменимых микроэлементов позволяет сделать заключение о целесообразности его применения в пищевых продуктах. 3.3.4 Исследование строения хитозана из гаммаруса азовского ИК–спектроскопией В условиях лаборатории КубГУ была проведена сравнительная характеристика хитозана из гаммаруса азовского с хитозаном из краба камчатского. 57 Исследования хитозана из гаммаруса проводили по показателям элементарного состава и ИК– спектроскопии. Показатели элементарного состава представлены в таблице 3.8. Таблица 3.8 – Показатели элементарного состава Сырья для хитозана Углерод, % Водород, % Азот, % Краб камчатский 42,6 5,9 6,8 Гаммарус азовский 42,9 6,1 6,9 Анализ показал, что у хитозана, полученного из гаммаруса азовского, показатели углерода, водорода и азота схожи с показателями хитозана из краба камчатского. Сравнительную характеристику структуры хитозана из гаммаруса азовского и хитозана из камчатского краба поводили ИК–спектроскопией. Показатели исследования представлены на рисунке 3.4. Спектры записаны на ИК фурье–спектрометре Vertex 70 фирмы Bruker с использованием приставки нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) на алмазном кристалле фирмы Pike. Как следует из рисунка (черным – хитозан из гаммаруса азовского, красным –хитозан из камчатского краба), полученные спектры имеют следующие характеристические полосы поглощения: валентные NH2 = 3200-3500 см-1 и деформационные колебания NH2 = 1400-1100 см-1, на которые налагаются слабо характеристическое (скелетное) колебание молекулы C–N–связи. Деформационные (CH2 и СH3) колебания наиболее характеристичны, полосы слабой интенсивности при 1300-1400 см-1 соответствуют деформационным колебаниям OH–связей. В целом характер полос поглощения показывает идентичность обоих образцов по их химическому строению, что позволяет использовать хитозан, полученный из гаммаруса азовского, в пищевой технологии. 58 Рисунок 3.4 – ИК–спектр хитозана из гаммаруса азовского и хитозана из камчатского краба. 59 3.4 Исследование растворимости хитозана в пищевых кислотах В результате исследований было выявлено, что хитозан необходимо вносить в пищевой продукт в виде раствора, т.к. порошкообразный хитозан обладает плохими структурообразующими свойствами. На первом этапе исследований было изучено растворение хитозана. В эксперименте было традиционной и исследовано по растворение разработанной хитозана, технологии в полученного различных по пищевых растворителях. Результаты исследования представлены в таблице 3.9. Таблица 3.9 – Растворимость хитозана из гаммаруса азовского Образец Хитозан, полученный по традиционной технологии Хитозан, полученный по разработанной технологии 1 %–ная Растворимость, % 2 %–ный водный 5 %–й раствор молочная раствор уксусной лимонной лимонной кислота кислоты кислоты кислоты 92,9 93,5 94,9 94,9 99,7 99,2 98,9 99,7 10 %–й раствор Из сравнительных данных можно сделать вывод, что хитозан по разработанной технологии растворяется хорошо как в 1%–ной молочной кислоте, так и 10 %–ном растворе лимонной кислоты. В качестве пищевого растворителя нами была выбрана 1%–ная молочная кислота, т.к. эта кислота исключает горький вкус раствора хитозана. На втором этапе исследований были изучены свойства растворов хитозана из гаммаруса азовского с концентрацией 1;2;4 % в 1%–ной молочной кислоте. Данные представлены в таблице 3.10. 60 Таблица 3.10 – Свойства растворов хитозана в молочной кислоте Раствор хитозана 1,0 % рН Сенсорные показатели 3,11 Раствор светлом – розового цвета, жидкая консистенция. 2,0 % 3,52 4,0 % 4,36 Раствор темновато – розового цвета, полувязкая консистенция. Раствор темно – розового цвета. Вязкая консистенция. На следующем этапе исследовали показатели эффективной вязкости растворов хитозана в 1%–ной молочной кислоте. В эксперименте были изучены растворы с концентрацией хитозана 1;2;4% в 1%–ной молочной кислоте. Кинематика показателя эффективной вязкости растворов хитозана в 1%–ной молочной кислоте представлена на рисунке 3.5. Рисунок 3.5 – Определение эффективной вязкости раствора хитозана В результате исследования было выявлено, что 4 % раствор хитозана в 1%-ной молочной кислоте сохраняет свою вязкость постоянно (показатель эффективной вязкости равен 0,001807 Па*с), а 1 и 2 %-ные растворы теряют свою 61 вязкость через 3 дня (показатель эффективной вязкости равен 1%-ного раствора равен 0,001609 Па*с, 2%-ного раствора – 0,001703 Па*с). На четвертом этапе исследований было изучено влияние 4%-ного раствора хитозана в 1%–ной молочной кислоте на срок годности растительно-рыбных пищевых продуктов. Объектами исследования служили: растительно-рыбные паштеты, хитозан, используемый в пищевой технологии (из ракообразных) с молекулярной массой (ММ) 270 кДа, хитозан, полученный из гаммаруса азовского с ММ 320 кДа. В отдельные образцы растительно-рыбного паштета вносили 4%-ный раствор хитозана в 1%-ной молочной кислоте с различной ММ хитозана. Данные представленные на рисунке 3.6. А. паштет Растительно-рыбный с добавлением 4%-ного раствора хитозана в 1%-ной молочной кислоте с ММ 270 кДа. Б. паштет Растительно-рыбный с добавлением 4%-ного раствора хитозана в 1%-ной молочной кислоте с ММ 320 кДа. Рисунок 3.6– Влияние хитозана на срок хранения паштета в зависимости от концентрации. 62 Паштет упаковывали и проводили стерилизацию при температуре 100 0С и продолжительностью 15 минут. Процесс хранения осуществлялся при температуре 4 0С с определением МАФАнМ каждые 2 дня. На графиках «А» и «Б» отмечена прямая зависимость τ1 и τ2 от ММ полимера в растворе. Из представленных данных видно, что лучшим бактериостатическим действием обладает хитозан полученный по разработанной технологии «Б», в результате которого срок годности растительно-рыбного паштета увеличивается на 20% относительно хитозана по традиционной технологии «А». 3.5 Характеристика растительного и рыбного сырья, используемого при производстве растительно–рыбных пищевых продуктов Растительное сырье. В период 2011 – 2013 гг. с участием автора проводились исследования по определению наиболее перспективных овощных и зерновых ингредиентов, районированных в Краснодарском крае, для придания растительно-рыбным пищевым продуктам с добавлением 4%-ного раствора хитозана высокой пищевой и биологической ценности. В результате исследований были определены овощи и зерновые культуры, которые наиболее лучшим образом сочетаются между собой по вкусовым качествам и повышают пищевую и биологическую ценности пищевого продукта. В результате исследований были определены следующие овощи и зерновые: пшеница сорта «Айвина», лук сорта «Халцедон», болгарский перец «Болгарец», томаты сорта «Силуэт», перец сладкий «Блонди», фасоль сорта «Беседка», шпинат сорта «Вирофле»,морковь сорта «Шантанэ 2462», рис сорта «Рапан». Пшеница сорта «Айвина» устойчива к полеганию и осыпанию. Урожайность – 100-105 ц/га. Зерно отличается высоким содержанием белка, клейковины и крахмала. В рецептуре растительно-рыбных пищевых продуктов было решено использовать пророщенное зерно, т.к. оно 63 содержит белки, расщепляющиеся на аминокислоты в процессе проращивания. Данные белки усваиваются частично, а оставшиеся разлагаются на нуклеотиды, которые также усваиваются, а часть разлагается на основания. Во время проращивания в зерне сконцентрировано огромное количество питательных веществ, направленных на появление проростка. Это значит, что при внесении его в пищевой продукт и дальнейшем употреблении организм получит необходимые вещества в полном объеме. Лук «Халцедон» холодоустойчивое растение. Семена прорастают уже при температуре близкой к 00С, но чем выше температура, тем процесс прорастания ускоряется. Всходы лука спокойно переносят заморозки –1-2 °С. Посев семян осуществляют как можно раньше, до наступления высоких температур, чтобы у растения сформировалась корневая система. Наилучшая температура для роста и развития растения, выращиваемого из семян, 20 - 25°С, более высокая (30 - 32°С) – неблагоприятна, так как тормозит рост. Болгарский перец «Болгарец» — среднеранний гибрид, период от первых всходов до технической стадии спелости составляет 95-110 дней. Растение среднерослое, хорошо облиственное. Куст компактный, полуоткрытый, с поникающим расположением плодов. Плоды крупные и имеют конусовидную форму. В технической стадии спелости плоды имеют светло-желтую окраску, а в биологической стадии –красную. Средняя масса плода 110-140 г., толщина стенки 5–7 мм. Гибрид отличается устойчивостью к болезням. Отличается дружной отдачей урожая и высокой транспортабельностью плодов. Может употребляться в свежем виде или перерабатываться в консервы и маринады. 64 Томаты «Силуэт» пленочных теплиц ранний гибрид для весеннее-летнего невысоких выращивания. Полудетерминантный, широколистный гибрид с мощной корневой системой. Хорошо завязывается в трудных условиях (более 7 кистей). Выращивается в два стебля с густотой не более 3 раст/м. Плоды округлой формы, плотные, красиво окрашенные, без зеленых пятен, с прекрасным вкусом. Отлично хранятся и транспортируются. Вес 140-160 г. Устойчив к непогоде. Ранний, очень быстрый урожай, составляющий 5 кг с растения. Перец сладкий «Блонди». Гибрид, время до отлучения готового перца составляет 60 дней после посадки. Пригоден для выращивания в стеклянных теплицах, под пленкой и в открытом грунте. Урожайность 500-620 ц/га. Окраска плодов от светло-желтого до желтого. Толстостенные плоды кубовидной формы с гладкой кожицей. Среднерослое растение. Размер плодов 9,5 х 10 см. Вес плода 140-150 г. Предназначен для свежего потребления и для переработки. Устойчив к вирусу табачной мозаики и толерантен к картофельному вирусу. Густота посадки 30-50 тыс. растений /га. Фасоль «Беседка» имеет короткий период от всходов до спелости – 55-65 дней. Высота растений от 1,5 до 3 метров. Внешний вид стручка – слабо изогнутый, ярко– желтого цвета. Длина составляет поверхность гладкая. Семена 13-15см., имеют форму эллипса кремового цвета. Фасоль богата клетчаткой, крахмалом, белками, жирами и незаменимыми аминокислотами, также в состав входит большое количество микроэлементов: калий, магний, натрий и другие. Зерна пророщенной фасоли нередко используют в пищевой промышленности для придания продукту функциональных свойств, 65 так как в момент прорастания зерна показатели аминокислотного состава, макро, микроэлементов возрастают в разы. Шпинат «Вирофле. Скороспелый сорт. Листья обладают нежные вкусом зелено-желтоватого цвета. Лист мясистый. Морковь сорта «Шантанэ 2462» среднеранний сорт. Сбор урожая происходит 115-125 дней от всходов. Корнеплоды красно–оранжевые, усеченно– конические, тупоконечные, длиной 11-22 см., массой до 165 г. Мякоть плотная, сладкая, сердцевина средней величины. Сорт стабильно урожайный, неприхотливый, устойчивый к болезням и цветушности. Данный сорт обладает хорошими вкусовыми качествами. Сухих веществ до 15 %, β-каротина 0,016-0,025%. Средняя урожайность корнеплодов – 500-670 ц/га, иногда до 750 ц/га. Рис сорта «Рапан», сорт безостый. Рис имеет двухцветную окраску: ребра желтые, грани темно-желтые. Куст прямостоячий. Растение имеет высоту – 103-108 см. Количество колосков 80-120 шт. Пустозерность низкая, не более 9 %. Масса зерна 2,5-3,0 г. В лабораторных условиях были определены показатели общехимического, аминокислотного, жирнокислотного, витаминного и минерального состава овощного и зернового сырья. Данные исследования представлены в таблицах 3.11-3.14. 66 Таблица 3.11 – Общехимический состав отобранных для экспериментов сортов овощного и зернового сырья Показатели Пророщенная Лук пшеница репчатый Томаты Шпинат Фасоль Рис Перец сладкий Морковь Влага, % 47,46 83,44 91,1 91,0 15,0 15,0 93,0 87,9 Белок, % 7,84 1,46 1,3 3,1 21,0 6,5 1,4 1,3 Углеводы, %, 41,90 8,3 4,8 2,5 47,1 83,5 5,1 6,9 Липиды, % в 1,27 0,1 0,3 0,4 2,1 1,9 0,2 0,2 Таблица 3.12 – Аминокислотный состав отобранных для экспериментов сортов овощного и зернового сырья, г/100 г Аминокислоты 1 Пророщенная Лук пшеница репчатый 2 Томаты Шпинат Фасоль Рис Перец сладкий Морковь 3 4 5 6 7 8 9 Лейцин 0,52 0,06 0,53 0,22 1,74 0,69 0,05 0,2 Изолейцин 0,31 0,06 0,34 0,16 1,94 0,29 0,06 0,09 Лизин 0,28 0,07 0,53 0,19 1,61 0,30 0,07 0,1 67 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,27 0,03 0,33 0,1 0,44 0,31 0,02 0,2 0,65 0,07 0,63 0,25 1,77 0,8 0,08 0,3 Треонин 0,27 0,05 0,37 0,12 0,84 0,27 0,05 0,21 Триптофан 0,14 0,03 0,21 0,05 0,26 0,09 0,02 0,01 Валин 0,37 0,04 0,37 0,17 1,14 0,5 0,05 0,07 Метионин+цистин Фенилаланин+ тирозин Таблица 3.13 – Витаминный состав отобранных для экспериментов сортов овощного и зернового сырья, мг/100г Витаминный Состав Пророщенная Лук пшеница репчатый Томаты Шпинат Фасоль Рис Перец сладкий Морковь Витамин В1 Витамин В2 2,1 0,8 0,06 0,04 0,06 0,06 0,37 0,27 0,05 0,17 0,5 0,023 0,08 0,05 0,12 0,10 Витамин В6 4,0 0,12 0,13 0,18 0,12 0,80 0,4 0,21 –каротин Витамин Е Витамин С 21 2,7 0,24 11,3 0,42 38 0,01 5,19 - 0,07 0,41 - 0,15 - 0,43 - 12 0,71 5 Витамин РР 3,093 0,26 0,58 0,8 2,2 3,26 1,54 1,15 68 Таблица 3.14 – Минеральный состав отобранных для экспериментов сортов овощного и зернового сырья, мг/100г Минеральный Пророщенная Лук состав пшеница репчатый Томаты Шпинат Фасоль Рис Перец сладкий Морковь Железо 2,15 0,94 0,84 13,51 6,1 2,68 1,0 0,8 Калий 168 169 292 775 1122 415 177 190 Кальций 71 33,7 22,3 106 152 42 12 26 Магний 83 15,6 17,5 83 103 132 9 37 1,926 0,25 0,16 1,70 1,36 2,12 1,05 39 Натрий 16 11,2 42 27 45,1 70 3,1 22 Селен 0,42 0,02 0,42 1 26,2 20 0,1 Фосфор 200 60 30 88 480 428 - Марганец 57 69 Анализируя данные таблиц 3.11–3.14, можно заключить, что растительное и овощное сырье: пшеница сорта «Айвина», лук сорта «Халцедон», болгарский перец «Болгарец», томаты сорта «Силуэт», перец сладкий «Блонди», фасоль сорта «Беседка», шпинат сорта «Вирофле», морковь сорта «Шантанэ», рис сорта «Рапан» – сочетаются друг с другом по содержанию основных компонентов и имеют высокие показатели пищевой и биологической ценности. Поэтому целесообразным является использование их в рецептурах растительно–рыбных пищевых продуктов. Рыбное сырье. Главным критерием для использования рыбного сырья в пищевых продуктах является пищевая и биологическая ценность. Для создания новых рецептур растительно-рыбных пищевых продуктов были проведены исследования химического состава сырья, которые позволили определить наиболее лучшие виды рыб для создания данных продуктов. В результате изучения химического, минерального и витаминного состава рыбного сырья были определены виды рыб, используемые в рецептурах: это судак, сазан и толстолобик. В таблице 3.15 представлен общий химический состав рыб, входящих в состав рецептур. Таблица 3.15 – Общий химический состав рыбного сырья в зависимости от сезона вылова. г/100г Время Сырье вылова Весна Осень Содержание вода белок липиды мин. вещ. cазан 78,65±1,0 16,90±0,1 3,90±0,2 1,21 cудак 77,60±0,5 17,20±0,2 4,20±0,1 1,20 толстолоби 77,00±0,6 16,80±0,5 4,90±0,1 1,20 кcазан 76,7±2,22 17,10±0,6 4,63±0,5 1,32 cудак 74,39±3,0 16,30±0,2 4,90±0,1 1,50 толстолоби 76,20±2,5 14,80±0,4 7,65±0,2 1,35 к 70 Исходя из данных таблицы 3.15, можно сделать заключение о том, что рыбное сырье относится к высокобелковым компонентам. Содержание белка в мышечной ткани в среднем составляет от 14,8 до 16,9 г/100г. Содержание липидов зависит как от сезона вылова, так и от массы экземпляров. Данные, полученные при изучении аминокислотного, жирнокислотного, витаминного составов рыбного сырья, представлены в таблицах 3.16-3.18. Таблица 3.16– Аминокислотный состав рыбного сырья, г/100г Рыбное сырье Наименование судак сазан толстолобик Лейцин 1,5 1,8 1,6 Изолейцин 0,96 1,2 1,12 Лизин 1,63 1,35 1,45 Метионин + цистин 0,81 0,99 1,12 Фенилаланин + тирозин 1,21 1,32 1,15 Треонин 0,83 0,87 0,95 Триптофан 0,23 0,35 0,32 Валин 0,99 1,01 0,89 Таблица3.17– Жирнокислотный состав рыбного сырья, % Рыбное сырье Наименование судак сазан толстолобик жирные 0,2 0,3 0,3 Мононенасыщенные жирные кислоты Полиненасыщенные жирные кислоты, в том числе: Линолевая 0,38 0,29 0,35 0,14 0,12 0,15 0,03 0,03 0,03 Линоленовая 0,01 0,02 0,01 Арахидоновая 0,03 0,03 0,02 Насыщенные кислоты 71 Таблица 3.18 – Витаминный состав рыбного сырья, мг/100 г Витаминный состав Рыбное сырье судак сазан толстолобик Витамин В1 0,09 0,09 0,07 Витамин В2 0,12 0,14 0,12 Витамин В6 0,2 0,2 - Витамин А(мкг) 18 20 28 Витамин Е 1,9 0,5 2,65 Витамин С 3 3,2 - Витамин РР 2 2,2 - Минеральный состав рыб зависит от множества факторов. Содержание некоторых элементов в тканях может быть огромным и наоборот. Поэтому для определения минерального состава рыб были выбраны вещества, содержание которых наибольшее. Нами определено содержание основных минеральных веществ в мышечной ткани выбранных рыб. Данные представлены в таблице 3.19. Таблица 3.19 – Содержание основных минеральных веществ в мышечной ткани рыб, мг/100г Содержание в мышечной ткани Показатели 1 судак сазан толстолобик 2 3 4 Макроэлементы Кальций 35 35 37 Калий 280 282 278 Натрий 35 55 Фосфор 230 220 213 Микроэлементы Железо 0,5 0,6 0,6 72 1 2 3 4 Марганец - 0,07 0,05 Медь 0,11 0,13 0,13 Цинк 0,7 0,7 0,6 Как видно из таблицы 3.19, мышечная ткань богата минеральными веществами и, особенно кальцием (35-37 мг/100г), фосфором (231-220 мг/100г) и железом (0,5-0,07 мг/100г). В целом, можно заключить, что рыбное сырье было выбрано правильно, исходя из данных аминокислотного состава, витаминного и минерального составов, а также по показателям органолептической оценки. Мясо нежное, практически без специфических вкуса и запаха и может использоваться в качестве ингредиентов для производства растительно-рыбных пищевых продуктов. 3.6 Исследование реологических показателей рыбных фаршей Исследования реологических показателей проводились в лаборатории КубГТУ, на кафедре ТМ и РП на приборе «Структурометр СТ–2». Изучение определение данной характеристики сопротивления продукта исследуется методом проникновению в него пенетрации: индентора различной формы от конуса до цилиндра. Исследования проводились с постоянными показателями: усилением, глубины погружения и скорости погружения. Знание сдвиговых свойств материала необходимо для расчёта движения пищевых масс в рабочих органах машин, и для оценки качества продуктов, оптимизации технических процессов, контроля за качеством фаршей и создания необходимой консистенции по величине ПНС. 73 Реологические исследования рыбного сырья показали, что: уменьшение упруго–пластических показателей приводит к уменьшению сдвиговой прочности, повышению липкости и влагоудерживающей способности рыбного сырья. Зная реологические характеристики фарша, из различных видов рыб можно составить рецептуру с оптимальными свойствами. В связи с этим нами на первом этапе исследований были изучены технологические свойства рыбных фаршей выбранных пресноводных рыб, распространенных в водоемах Краснодарского края. За окончательный результат принимали среднее арифметическое значение результатов трех определений. Предельное напряжение сдвига определяли по формуле П.А. Ребиндера Исследовали фарш из толстолобика, сазана, судака. Численное значение ПНС, а также ВУС указаны в таблице 3.20. Таблица 3.20 –Технологические свойства рыбного фарша Наименование образца Предельное напряжение сдвига, ВУС, % δ, Па. Сазан 639,68 69 Судак 1247,75 55 Толстолобик 825,71 70 Из таблицы 3.20 видно, что фарш судака обладает рыхлой консистенцией, а фарш из сазана обладает повышенной липкостью. Наряду с этим фарш, изготовленный из толстолобика, обладает хорошей консистенцией, что положительно скажется на производстве готового продукта. Следовательно, можно заключить, что для формирования продукта рыбный фарш должен обладать следующими оптимальными технологическими свойствами: ПНС = от 620 до 900 Па, ВУС = 63-73 %; На рисунке 3.7 представлен график усилия внедрения прибора в рыбный фарш и процесс релаксации механического напряжения. 74 Рисунок 3.7 – График усилия внедрения прибора в рыбный фарш и процесс релаксации механического напряжения. Для придания продукту наилучших показателей нами были составлены смеси фаршей из исследованных рыб в трех вариантах. Данные представлены в таблице 3.21. Таблица 3.21 – Компонентный состав смесей рыбных фаршей Наименование Смесь №1 Смесь №2 Смесь №3 Толстолобик 50 75 – Сазан 25 25 75 Судак 25 – 25 образца В составленных смесях также были изучены технологические свойства. Результаты представлены на рисунке 3.8 и в таблице 3.22. 75 Рисунок 3.8 – График усилия внедрения прибора в рыбные фаршевые смеси и процесс релаксации механического напряжения Таблица 3.22 – Технологические свойства смесей рыбных фаршей Название образца ПНС, δ, Па ВУС, % Смесь № 1 740, 36 66 Смесь № 2 760, 53 65 Смесь № 3 770, 38 63 Из таблицы 3.22 видно, что смешивание рыбных фаршей позволяет создать продукт с улучшенными характеристиками. Также было исследовано влияние структурообразователя – хитозан в качестве 4%-ного раствора от массы образца – и изучены их технологические свойства. Данные представлены в таблице 3.23. Таблица 3.23 – Технологические свойства рыбных фаршей с добавлением 4%–ного раствора хитозана Наименование образца 1 Смесь № 1 ПНС, δ, Па ВУС, % 2 3 1416,35 70 76 1 2 3 Смесь № 2 1394,23 72 Смесь № 3 1799,47 73 Из таблицы 3.22 видно, что внесение в фарш хитозана способствовало увеличению значений ПНС и ВУС. Показатели фаршей после холодильного хранения В результате холодильного хранения снижаются показатели качества фаршей (происходит денатурация, снижение ВУС). Поэтому были сделаны повторные исследования фаршевых смесей. Исследования производились по истечении 12 дней холодильного хранения при температуре –18°С. Данные сравнили с показателями свежих фаршей. Результаты исследований отражены в таблице 3.24. Таблица 3.24 – Реологические показатели и ВУС после холодильного хранения Номер рецептуры ПНС, δ, Па до замораж. ВУС, % после замораж. Фарш: 1560,26 до замораж. после замораж. 66 60 №1 740, 36 №2 760, 53 1379,94 65 57 №3 770, 38 1245,16 63 59 Фарш с 4%-ным раствором хитозана: №1 №2 1416,35 1394,23 1900,25 1835,14 70 72 69 70 №3 1799,47 2052,35 73 72 Исходя из полученных данных, можно заключить, что использование рыбных фаршевых смесей с добавлением 4%-ного раствора хитозана при производстве растительно-рыбных пищевых продуктов позволит получить продукт с улучшенными реологическими характеристиками. 77 3.7 Разработка рецептур растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана Комплексное моделирование рецептур растительно-рыбных пищевых продуктов проводили с учетом анализа суточной потребности человека. В начале проводили моделирование аминокислотного состава белка проектируемого пищевого продукта согласно методике моделирования. В результате проведенных расчетов моделирования аминокислотного состава были получены 3 базовые рецептуры растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана. Данные представлены в таблице 3.25. Таблица 3.25 – Базовые рецептуры растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением 4 %-ного раствора хитозана Паштет компонент Колбаса % компонент Котлеты % компонент % смесь №1 49 смесь№2 49 смесь №3 48 сладкий перец 15 мука из пророщенной пшеницы 14 рис 15 томаты 18 шпинат 7 мука из пророщенной фасоли 9 лимон 3 болгарский перец 13 сладкий перец 9 морковь 11 укроп 6 морковь 9 петрушка зелень 3 мука из пророщенной фасоли 10 лук 9 4%–ный раствор хитозана 1,2 4%–ный раствор хитозана 1,2 4%–ный раствор хитозана 1,2 На рисунке 3.9 представлены результаты моделирования сбалансированности аминокислотного состава рецептурных композиций. 78 (А. Рецептура растительно-рыбного паштета с добавлением 4%-ного Значения частных функций желательности di раствора хитозана) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 Dобщ Частные функции желательности, di (Б. Рецептура растительно-рыбной колбасы с добавлением 4%-ного раствора хитозана) Значения частных функций желательности di 79 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 Dобщ Частные функции желательности, di (В. Рецептура растительно–рыбных котлет с добавлением 4%–ного раствора хитозана) Рисунок 3.9 – Модель частных функций желательности аминокислотного состава di – частные функции желательности: d1– лейцина, d2– изолейцина;d3– лизина, d4– метионина + цистина, d5– фенилаланина + тирозина,d6– треонина, d7– триптофана, d8– валина. В результате проведенного моделирования, учитывая функции каждой аминокислоты, были получены обобщенные критерии сбалансированности аминокислотного состава (D) для всех трех рецептурных композиций, которые составили: для первой (А) – 0,869; второй (Б) – 0,871; третьей (В) – 0,901. Вторым этапом моделирования стала оценка жирнокислотного состава проектируемых пищевых продуктов. В случае ввода жиросодержащих ингредиентов в пищевой продукт для корректировки жирнокислотного состава производится оптимизация по формуле. Данные представлены в таблице 3.26. Таблица 3.26 – Жирнокислотный состав рецептурных композиций Рецептурные композиции, (г/100 липидов) Наименование жирных кислот 1 НЖК МНЖК паштет колбаса котлеты 2 23,9 11,1 3 24,5 11,5 4 24,4 11,4 80 1 ПНЖК: в том числе 2 3 4 43,2 44,1 42,8 линолевая 1,1 1,14 1,18 линоленовая 0,15 0,16 0,14 арахидоновая 0,06 0,07 0,06 В результате моделирования жирнокислотного состава сбалансированность указанных композиций равна: для первой (А) –0,789; для второй (Б) –0,819; для Значение частных функций желательности,di третьей (В) – 0,808. Данные представлены на рисунке 3.10. 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 d1 d2 d3 Частные функции желательности,di (А.Рецептура растительно-рыбного паштета с добавлением 4%-ного Значения частных функций желательности,di раствора хитозана) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 d1 d2 d3 Частные функции желательности,di (Б.Рецептура растительно-рыбной колбасы с добавлением 4%-ного раствора хитозана) Значения частных функций желательности,di 81 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 d1 d2 d3 Частные функции желательности, di (В.Рецептура растительно-рыбных котлет с добавлением 4%-ного раствора хитозана) Рисунок 3.10 –Модель частных функций желательности жирового модуля di – частные функции желательности:d1– насыщенных жирных кислот, d2– мононенасыщенных жирных кислот;d3– полиненасыщенных жирных кислот Третьим пунктом моделирования стала оценка витаминного и минерального Значения частных функций желательности,di состава. 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 D Частные функции желательности, di Рисунок 3.11 –Модель частных функций желательности витаминного состава D – обобщенный критерий качества; di– частные функции желательности: d1– белков; d2– липидов; d3– соотношения липидыбелок; d4– аминокислотного 82 состава; d5– жирнокислотного состава; d6– витаминного состава;d7– минерального состава. В результате проведения указанных этапов моделирования многокомпонентных растительно-рыбных продуктов получены три рецептурные композиции. Разработанные рецептуры показали высокие значения обобщенного критерия желательности Харрингтона: для первой рецептурной композиции D = 0,869, для второй D = 0,901, для третьей D= 0,871.Данные представлены на рисунке 3.11. Окончательный вариант разработанных рецептур растительно–рыбных пищевых продуктов представлен в таблицах 3.27-3.29. Таблица 3.27 – Рецептура растительно-рыбного паштета «Весенний» с добавлением 4%-ного раствора хитозана Наименование компонента 1 Массовая доля ингредиентов, % 2 Смесь №1 (толстолобик, сазан, судак) 49 Сладкий перец «Блонди» 11 Томаты «Силуэт» 5 Сливочное масло 2 Поваренная соль 1,8 Лимонный сок 1 4 %-ный раствор хитозана 1,2 Мука из пророщенной пшеницы «Айвина» 11 Комплексный СО2 экстракт 0,02 (амарант, имбирь, черный перец) Лук репчатый «Халцедон» 6 Морковь «Шантанэ» 8 Укроп 1 83 1 2 Сахар 2 Петрушка зелень 1 Таблица 3.28 – Рецептура растительно-рыбных колбас «Интерес» с добавлением 4%-ного раствора хитозана Компоненты Норма закладки, % Смесь №2 (толстолобик, сазан) 49 Сладкий перец «Блонди» 11 Сливочное масло 3 Поваренная соль 1,8 Лимонный сок 2 4 %–ный раствор хитозана 1,2 Комплексный СО2 экстракт 0,02 (кориандр, кардамон, мускатный орех) Сахар 1,5 Мука из пророщенной пшеницы «Айвина» 11 Шпинат «Вирофле» 8 Мука из пророщенной фасоли «Беседка» 8 Рис «Рапан» Таблица 3,5 3.29 –Рецептура растительно-рыбной котлеты «Изумление» добавлением 4%-ного раствора хитозана Компоненты Норма закладки, % 1 2 Смесь №3 (сазан, судак) 48 Сладкий перец «Блонди» 6 Томат «Силуэт» 4 Сливочное масло 4 Поваренная соль 0,08 с 84 1 2 Лимонный сок 1,4 4 %–ный раствор хитозана 1,2 Комплексный СО2 -экстракт 0,02 (Кориандр, кардамон, мускатный орех) Морковь «Шантанэ» 6 Репчатый лук «Халцедон» 5 Сахар 1,5 Мука из пророщенной пшеницы «Айвина» 2,8 Петрушка 2 Укроп 2 Мука из пророщенной фасоли «Беседка» 5 Капуста 7 85 4 ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ РАСТИТЕЛЬНО–РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ДОБАВЛЕНИЕМ ХИТОЗАНА 4.1 Совершенствование технологического комплекса для производства растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана В целях расширения ассортимента растительно-рыбной продукции с повышенной пищевой усовершенствована и технология биологической и ценностью, нами была разработан аппаратурно-технологический комплекс для получения растительно-рыбных пищевых продуктов. При разработке технологии растительно-рыбных пищевых продуктов нами учитывались такие факторы, как максимальная сохранность ценных компонентов, безопасность в процессе хранения при положительных температурах, сохранение пищевой и биологической ценности. Апробирование разработанного аппаратурно-технологического комплекса проводили в условиях ООО «Комбинат детского питания» в станице Крыловской, Ленинградского района, Краснодарского края. Предприятие позволило осуществить выпуск пробной партии растительно-рыбных пищевых продуктов, включающих: растительно-рыбный паштет с добавлением хитозана, растительнорыбную колбасу с добавлением хитозана и растительно-рыбные котлеты с добавлением хитозана. Технологический комплекс представлен на рисунке 4.1. Технологический комплекс для производства растительно-рыбных пищевых продуктов состоит из четырех линий. На линии производства пророщенной пшеницы (фасоли) сырье поступает в бункер для приёма (1), далее по транспортёру (2) попадает в ванну для замочки (3), где в течение 3-3,5 ч идёт набухание. Подготовленное сырье поступает в ванну для проращивания (4), после пророщенную пшеницу подсушивают (5) и направляют в дробилку (6). 86 Рисунок 4.1 – Аппаратурно-технологический комплекс для получения растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана 87 На линии для подготовки овощей, сырьё поступает в бункер (7), далее по транспортёру (8) попадает в машину для очистки овощей (9), где происходит очистка. Очищенные овощи направляются в машину для нарезки (10) и в моечную машину (11). На участке для подготовки рыбы сырьё поступает в бункер (12), далее по транспортёру (13) направляется в дефростер (14), затем в машину (15), где отсекают голову и удаляют внутренности, далее сырье направляется в моечную машину (16). Подготовленные ингредиенты растительно-рыбного продукта направляются в куттер (21), где по рецептуре добавляют соль (17), сахар (18), СО2-экстракты (19) и 4%-ный раствор хитозана (20), также добавляется лёд из льдогенератора (22) для предотвращения нагрева сырья. В куттере происходит измельчение ингредиентов и приготовление однородной массы. Готовая масса при помощи сменного дозатора (23) фасуется в консервную банку, которая подготавливается при помощи устройства (24). Расфасованный продукт подвергается тепловой ЭМП СВЧ–обработке (25) и направляется в вакуум-упаковочный аппарат (26), далее фасованный продукт направляется в автоклав (27) для стерилизации, этикеровка и маркировка готовой продукции производится в машине (28). В результате разработанной технологии и аппаратурно-технологического комплекса, пищевой продукт сохраняет свою пищевую и биологическую ценность за счёт использования усовершенствованного оборудования и применения щадящих режимов обработки. 4.2 Разработка режимов стерилизации растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана Задачей исследования является разработка инновационных щадящих режимов тепловой стерилизации растительно-рыбных пищевых продуктов, расфасованных в консервную банку с использованием предварительной обработки в ЭМП СВЧ и последующей тепловой стерилизации в аппаратах периодического действия, позволяющих сократить время производственного 88 цикла с целью выпуска высококачественного и конкурентоспособного пищевого продукта. Для выполнения задачи исследовались консервные банки различного объема. Основным фактором, который играет первостепенную роль в процессе консервирования пищевых продуктов с использованием тепловой стерилизации, является температура продукта. Растительно-рыбные пищевые продукты, а именно: паштет, колбаса, котлеты являются гомогенной средой, в которой тепло передается практически теплопроводностью. Поэтому одной из основных задач в исследовании процесса стерилизации консервируемых продуктов является определение динамики изменения температуры в наименее прогреваемой точке исследуемой тары. Наименее прогреваемая точка, в зависимости от вида теплопередачи в продукте, может находиться в разных частях консервной банки: для продуктов, в которых тепло распространяется преимущественно теплопроводностью, такая точка расположена в геометрическом центре тары. Одной из характерных особенностей производства консервированных продуктов с использованием способа консервирования тепловой стерилизацией в аппаратах периодического действия является тот факт, что продукт, находящийся в разных частях тары, как и продукт, находящийся в разных тарах, получает не одинаковое равномерное тепловое воздействие. Целью данного исследования было определение величины стерилизующего эффекта, получаемого продуктом в наименее прогреваемой точке, так как именно для наименее прогреваемой точки устанавливают режим стерилизации. Консервированные продукты были изготовлены в соответствии с традиционной технологией и стерилизованы в лабораторном автоклаве. Температуру измеряли в наиболее и наименее прогреваемых точках консервной банки с продуктом с помощью хромель-копелевых термопар и шеститочечного самопищущего потенциометра. 89 4.2.1 Обоснование целесообразности применения СВЧ ЭМП для интенсификации процесса тепловой стерилизации растительно-рыбных пищевых продуктов В специальной литературе имеются некоторые сведения по совершенствованию технологических процессов производства консервированных продуктов, где представлены исследования по предварительному нагреву консервируемых продуктов с использованием СВЧ ЭМП перед тепловой стерилизацией. Однако эти исследования касаются консервируемых продуктов, расфасованных в стеклянные банки, которые существенно отличаются от консервной банки требуется теплофизическими характеристиками. В связи с этим проведение направленных на соответствующих экспериментальных исследований, выявление начальных температурных параметров консервируемого продукта, так как этот показатель существенно влияет на продолжительность режимов стерилизации и тем самым на качественные показатели готового продукта. ЭМП СВЧ обладает преимуществом и отличается от других традиционных методов тепловой обработки тем, что тепло в данном случае передается сразу и одновременно продукту как находящемуся в центре, так и расположенному у стенок упаковки, и поэтому нагрев продукта до необходимой температуры происходит за считанные секунды, т.е. в десятки раз быстрее, чем при обычных способах нагрева. 4.2.2 Разработка режимов тепловой стерилизации растительно–рыбных продуктов Как известно, разработка режимов тепловой стерилизации консервируемых продуктов сводится к аналитическому расчету режима, обеспечивающего выработку промышленно – стерильных консервированных продуктов, их лабораторному испытанию по подобранному режиму и к его производственной проверке. 90 Установление оптимального режима стерилизации возможно только на основе математического моделирования и оптимизации процесса стерилизации с учетом влияния всех параметров, характеризующих данный процесс. Основоположником математических методов разработки режимов стерилизации является У. Бигелоу, который ввел в науку понятие о стерилизующем эффекте, понимая под этим термином долю микроорганизмов, уничтоженную за данный промежуток времени. Пользуясь этим понятием, У. Бигелоу с необходимого сотрудниками времени разработали стерилизации, графический основанный метод на том, определения что каждой температуре на экспериментальной кривой нагревания и охлаждения продукта соответствует определенное значение смертельного времени, обратная величина которого представляет собой скорость отмирания изучаемого микроорганизма и использована автором для построения кривой отмирания. Общий метод У.Бигелоу в настоящее время в своем первоначальном виде не применяется. По мере накопления экспериментальных данных в области микробиологии и теплофизики процесса стерилизации и появления новых теоретических воззрений на этот процесс, первоначальные методы математического расчета, экспериментальный, графический метод У. Бигелоу и аналитический метод И. Бола подверглись ряду изменений и упрощений. Итогом их дальнейшего совершенствования стал предложенный Б.Л. Флауменбаумом метод математического анализа результатов теплофизических и микробиологических измерений, который значительно развил и упростил метод, предложенный И. Болом. В основе метода лежит понятие о приведенном F–эффекте, с помощью которого можно анализировать кривые прогреваемости продукта путем сравнительно несложных расчетов, количественно анализировать любой режим стерилизации того или иного вида консервов и установить его стерилизующий эффект, или так называемую, летальность. Найденная по этой методике так называемая фактическая летальность процесса стерилизации представляет собой продолжительность некоторого 91 воображаемого стационарного режима тепловой обработки, проводимого при 121,1 оС при условии, что содержимое тары немедленно, с самого начала процесса, достигает температуры автоклава, выдерживается при этой температуре в течение данного промежутка времени, в конце которого немедленно охлаждается до сублетальной температуры. Таким образом, чтобы получить F–эффект 121,1–градусного времени, нужно данное время умножить на выражение 1/10 (С121,1–) /7,которое можно назвать переводным коэффициентом КF: где K F 1 10 (121,1Т ) / Z ; (4.1) КF – называется переводным коэффициентом, так как он переводит данное время – время действия на микроорганизмы при любой температуре Т – в эквивалентное по действию 121,1 – градусное время F; Z – константа термоустойчивости. Режим стерилизации считается обоснованным, если фактическая летальность больше или равна нормативной заданной. Таким образом, в настоящее время режимы стерилизации консервов устанавливаются только на основании математического анализа теплофизических данных и микробиологических исследований. Первостепенной задачей при разработке режимов тепловой стерилизации консервированных стерильности. продуктов Поэтому с является целью обеспечение разработки их режимов промышленной стерилизации консервированных продуктов и выяснения соответствия их требованиям промышленной стерильности были проведены исследования по определению величин стерилизующих эффектов и их соответствие нормативным значениям, обеспечивающих условия промышленной стерильности. Выбор нормативных значений величин стерилизующих эффектов осуществляли в зависимости от требуемых параметров значений стерилизующих эффектов из справочной литературы и на основании проведенных экспериментальных исследований прогреваемости консервируемой продукции по режимам стерилизации 92 традиционной технологии. При этом расчетное значение стерилизующего эффекта режима стерилизации выбирали больше нормативного. Расчет стерилизующего эффекта режимов стерилизации осуществляли с использованием разработанной программы для расчета его фактического значения по результатам прогреваемости консервов для каждого режима стерилизации и вида консервированных продуктов. При производстве консервированных продуктов с использованием тепловой стерилизации продолжительность нагрева зависит в основном от параметров теплоносителя, теплофизических параметров продукта и тары, а также от объема тары. Для выявления зависимости продолжительности процесса тепловой стерилизации от начальной температуры продукта была проведена серия экспериментальных исследований при различных начальных температурах продукта. Данные представлены на рисунках 4.2,4.3. Консервируемые продукты обрабатывали в СВЧ устройстве в течение 1-2 мин (в зависимости от объема упаковки), где с помощью магнетрона возбуждается электромагнитное поле частотой 2400±50 МГц. Устройство снабжено реле времени, обеспечивающим заданный режим, и СВЧ камерой (резонатором), куда помещали исследуемые консервные банки с продуктом. Режим тепловой стерилизации консервов для аппаратов периодического действия с использованием предварительного нагрева консервируемых продуктов перед стерилизацией с учетом всех характеризующих его параметров можно представить в следующем виде: А В С РкПа (4.2) Т где: А, В, С – продолжительности периодов нагрева, выдержки и охлаждения, Т0 Т0 – начальная температура продукта перед стерилизацией, Т – температура стерилизации, Р –противодавление в аппарате, кПа. На рисунке 4.2 представлены кривые прогреваемости и фактической летальности при стерилизации растительно–рыбных пищевых продуктов с 93 добавлением раствора хитозана в консервной банке объемом 0,35 л при начальной температуре 75 0С по режиму: (4.3) 1 100 Температура, °С 10−25−20 ∗ 118кПа 100 1,0 90 0,8 80 0,6 70 0,4 60 0,2 2 переводной коэффициент, KA 75 ∗ 3.97 50 0,0 0 10 20 30 40 50 60 70 Продолжительность, мин Рисунок 4.2 –Кривые прогреваемости (1) и фактической летальности (2) стерилизации растительно-рыбных пищевых продуктов в консервной банке объемом 0,35 л. Анализ кривых прогреваемости (1) и фактической летальности (2) показывает, что данный режим обеспечивает требуемую стерильность консервов. Для центральной, наименее прогреваемой точки фактическая летальность составляет 3.97 усл. мин, что соответствует требуемому значению для данного вида консервированной продукции. На рисунке 4.3 представлены кривые прогреваемости (1) и фактической летальности (2) при стерилизации растительно–рыбного пищевого продукта в консервной банке объемом 0,5 л при начальной температуре продукта 850С по режиму: 85 ∗ 10−35−20 ∗ 118кПа 100 (4.4) 94 1 1,0 90 0,8 80 0,6 70 0,4 60 0,2 2 переводной коэффициент, KA Температура, °С 100 3.48 50 0,0 0 10 20 30 40 50 Продолжительность, мин Рисунок 4.3 – Кривые прогреваемости (1) и фактической летальности (2) стерилизации растительно-рыбного пищевого продукта в консервной банке объемом 0,5 л Как видно из рисунка 4.3, данный режим обеспечивает требуемую летальность консервов. Для центральной, наименее прогреваемой точки фактическая летальность составляет 3.48 усл. мин, что соответствует требуемому значению для данного вида консервированной продукции. При этом продолжительность режима тепловой обработки сокращается по сравнению с режимом действующей технологической инструкции для банок такого же объема на 40 мин, обеспечивая требуемую летальность микроорганизмов. Полученные стерилизации результаты консервов показывают, обеспечивают что их разработанные режимы микробиологическую доброкачественность и сохраняют в большей степени их пищевую ценность. На основании проведенных экспериментальных исследований разработаны новые режимы тепловой стерилизации при производстве консервированных продуктов с использованием тепловой стерилизации в аппаратах периодического 95 действия с предварительным нагревом продукта в ЭМП СВЧ – поле. Данные представлены в таблице 4.1. Таблица 4.1 – Режимы стерилизации консервированных продуктов в аппаратах периодического действия в зависимости от способа стерилизации Наименование консервированных продуктов растительно– рыбный пищевой продукт растительно– рыбный пищевой продукт Режимы стерилизации консервированных продуктов Объем банки, л по традиционной технологии по предлагаемой технологии 0,35 5 15 65 25 150кПа 112 75 ∗ 10 − 25 − 20 ∗ 118кПа 100 0,5 5 15 75 25 150кПа 112 85 ∗ 10 − 35 − 20 ∗ 118кПа 100 Разработанные режимы стерилизации при производстве консервированных продуктов с использованием тепловой стерилизации в аппаратах периодического действия с предварительным нагревом продуктов в ЭМП СВЧ обеспечивают: – выработку консервированной продукции, отвечающей требованиям промышленной стерильности; –соответствие качества консервированной продукции по органолептическим, химическим и другим показателям требованиям нормативно– технической документации; – относительную равномерную прогреваемость консервированных продуктов при меньшем тепловом воздействии, что в конечном итоге существенно влияет на пищевую ценность готового продукта. На основании разработанных режимов тепловой стерилизации консервов в аппаратах периодического действия с использованием предварительного нагрева продукта в ЭМП СВЧ предложены усовершенствованные производства растительно-рыбных пищевых продуктов. технологии 96 4.3 Физико-химические показатели разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана После выпуска пробной партии растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана аминокислотного и были проведены жирнокислотного исследования состава, а по также определению пищевой и энергетической ценности готовых пищевых продуктов. Данные представлены в таблицах 4.2-4.4. Таблица 4.2 – Аминокислотный состав растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана, % Растительно-рыбный пищевой продукт Показатели паштет колбаса котлеты Аргинин 0,61±0,24 0,59±0,22 0,63±0,25 Лизин 1,13±0,38 1,09±0,35 1,15±0,37 Тирозин 0,35±0,10 0,33±0,10 0,39±0,11 Фенилаланин 0,57±0,17 0,54±0,18 0,55±0,19 Гистидин 0,37±0,19 0,39±0,17 0,42±0,15 Лейцин– изолейцин 2,66±0,69 2,72±0,59 2,69±0,67 Метионин 0,41±0,14 0,44±0,17 0,48±0,16 Валин 0,79±0,32 0,82±0,36 0,77±0,35 Пролин 0,82±0,21 0,89±0,20 0,85±0,23 Треонин 1,16±0,47 1,22±0,49 1,18±0,52 Серин 0,44±0,11 0,56±0,10 0,49±0,13 Аланин 1,0±0,26 1,4±0,23 1,2±0,25 Глицин 1,06±0,37 1,1±0,33 1,12±0,35 97 Таблица 4.3 – Жирнокислотный состав липидов растительно–рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана, % Содержание на 100 г продукта Наименование паштет колбаса котлеты Капроновая 0,05 0,04 0,03 Каприновая 0,03 0,03 0,03 Каприловая 0,08 0,06 0,06 Лауриновая 0,09 0,08 0,08 Миристиновая 0,09 0,03 0,05 Пальмитиновая 2,76 2,09 2,20 Маргариновая 0,02 0,01 0,01 Стеариновая 1,41 1,12 1,25 Арахиновая 0,06 0,07 0,06 Миристолеиновая 0,05 – – Пальмитолеиновая 0,18 0,16 0,17 Олеиновая 2,79 2,57 2,68 Линолевая 1,1 1,14 1,18 Линоленовая 0,15 0,16 0,14 Таблица 4.4 – Пищевая и энергетическая ценность растительно–рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана Вода Белки Жиры Углево ды Витамины, мг В1 В2 В6 А Ккал/100г Е В12 2,73 0,05 232,4 2,64 0,06 222,9 2,69 0,05 225 в 100 г паштет «Весенний» 59,3 18,4 10,6 16,6 0,50 0,15 0,11 0,08 в 100 г колбаса «Интерес» 66,6 17,2 9,7 16,7 0,56 0,13 0,09 0,09 в 100 г котлеты «Изумление» 61,5 18,3 9,4 16,8 0,61 0,15 0,1 0,08 98 Расчетным путем была определена степень удовлетворения суточной потребности в белке и незаменимых аминокислотах. В результате при употреблении 100 г продукта суточная потребность людей в белке и незаменимых аминокислотах удовлетворяется на 10 %. 4.4 Показатели качества и безопасности разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана 4.4.1 Органолептические показатели разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана Органолептическая технологии мясных и оценка рыбных была проведена продуктов специалистами кафедры Кубанского государственного технологического университета. Органолептические показатели разработанных растительно–рыбных пищевых продуктов: паштет «Весенний», котлеты «Изумление», колбасы «Интерес» представлены в таблицах 4.5,4.6. Таблица 4.5 – Органолептические показатели паштета «Весенний» Наименование показателя Характеристика 1 2 Вкус Приятный, свойственный данному виду продукции, без постороннего привкуса Запах Приятный, свойственный данному виду продукции, с ароматом пряностей, компонентов, без постороннего запаха Внешний вид Однородная, тонко измельчённая, равномерно перемешанная масса без волокнистости и нерастёртых костей. 99 1 2 Консистенция Нежная, сочная, мажущаяся Цвет Однородный, от светло-серого до серого, соответствующий цвету измельченного сырья и компонентов Наличие посторонних примесей Отсутствуют Таблица 4.6 – Органолептические показатели котлеты «Изумление», колбасы «Интерес» Наименование Характеристика показателя котлеты колбаса 2 3 1 Вкус Приятный, свойственный Приятный, данному виду продукции, свойственный данному без постороннего привкуса виду продукции, без постороннего привкуса Запах Приятный, свойственный Приятный, данному виду продукции, с свойственный данному ароматом пряностей, виду продукции, компонентов, без ароматом постороннего запаха компонентов, с пряностей, без постороннего запаха Консистенция Готовых однородная. котлет Консистенция упругая, Котлета что соответствует виду сочная, но не мазеобразная продукции 100 1 2 Цвет 3 Однородный, от светло– Однородный, от серого до до серого, светло–серого соответствующий измельчённого цвету серого, сырья компонентов и соответствующий цвету измельчённого сырья и компонентов Органолептическая оценка разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана представлена в виде диаграммы на рисунке 4.4. Рисунок 4.4 – Органолептические показатели готовой продукции (а – паштет, б – котлеты, в – колбаса). Дегустационная комиссия дала высокую оценку органолептическим показателям разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов, которые имеют привлекательный внешний вид, оригинальный запах и вкус. 4.4.2 Определение микробиологических показателей и безопасности разработанных продуктов с добавлением хитозана В условиях ООО «Комбинат детского питания» в станице Крыловской, Ленинградского района, Краснодарского края проводили исследования по определению микробиологических показателей и безопасности разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана. Данные представлены в таблице 4.7. 101 Таблица 4.7 – Микробиологические показателей и показатели безопасности разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов Результаты анализа Определяемые Наименование продукта показатели 1 паштет колбаса котлеты 2 3 4 Допустимый уровень 5 Токсичные элементы, мг/кг Железо Мышьяк 1,63 1,43 1,55 Не Не Не обнаружен. обнаружен. обнаружен Кадмий Не 1,4-2,0 0,1 0,01 0,01 Медь 4,53 3,98 3,76 5,0 Цинк 38,12 26,84 35,63 50,0 Свинец 0,19 0,22 0,29 0,3 <0,0020 <0,0022 Ртуть обнаружен. Не обнаружен 0,03 0,02 Пестициды, мг/кг Гексахлоран <0,005 <0,01 Не обнаружен Дихлордифенил трихлорметилметан <0,005 <0,01 Не обнаружен 0,03 0,02 Микробиологические показатели МАФАнМ Нет роста Радионуклиды, Бк/кг Не допускается 102 1 2 3 4 5 Стронций–90 16,5 12,9 16,3 30,0 Цезий–137 42,4 56,6 39,4 70,0 Из таблицы 4.7 видно, что все показатели исследуемых образцов соответствуют требованиям технического регламента Таможенного союза для растительно–рыбных пищевых продуктов по микробиологическим показателям, а значит, данные продукты безопасны в употреблении. 4.5 Расчёт ожидаемого экономического эффекта от внедрения и реализации новой технологии получения хитозана и растительно-рыбных пищевых продуктов с его применением 4.5.1 Расчет ожидаемой экономической эффективности от производства хитозана из гаммаруса азовского Обоснование экономической эффективности производства хитозана из гаммаруса азовского проводили согласно стандартным методикам расчета. В таблице 4.8 представлен расчет себестоимости 1 кг хитозана из гаммаруса азовского. Таблица 4.8 – Расчет себестоимости продукции Наименование затрат Затраты на 1 кг хитозана, руб Разработанная технология Традиционная технология из ракообразных 1 Сырье и основные 2 3 15 17,0 325 393,25 материалы Вспомогательные материалы 103 1 Топливо и энергия Заработная плата 2 3 0,8 0,8 76,68 85,20 33,30 37,00 20,0 200 470,78 553,05 рабочих с отчислением на соц. Нужды Условно–постоянные расходы Коммерческие расходы Итого Таблица 4.9 – Расчет прибыли от реализации продукции Показатели по традиционной по разработанной технологии технологии 1008,00 1210,0 Оптовая цена 1 кг 635,0 635,0 Выручка от реализации, 640,08 725,2 тыс. 553,05 470,78 Прибыль от реализации 81,95 162,35 Количество продукта, Изменения кг тыс. руб Себестоимость, руб 80,4 1 кг, тыс. руб В результате проведенных расчетов можно прийти к выводу, что производство хитозана из гаммаруса азовского является экономически эффективным, т.к прибыль от реализации 1 кг хитозана составляет 162,35 руб, что на 80,4 руб большее хитозана полученного по традиционной технологии из ракообразных. 104 4.5.2 Расчет ожидаемой экономической эффективности от производства растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана Обоснование экономической эффективности производства растительно– рыбных пищевых продуктов проводили по методикам расчета консервного завода ООО «Комбинат Детского Питания». Таблица 4.10 – Объем товарной продукции № Наименование продукции Объем Оптовая производства, цена 1т, р. т 1500 142717 Товарная продукция, тыс. р. 214076,6 1 Паштет 2 Колбаса 1500 163063,6 24459,4 3 Котлеты 1500 157509,5 236264,3 – 694936,6 Итого Производство растительно-рыбных пищевых продуктов связано с большим расходом материально-технических ресурсов. От правильной организации материально-технического снабжения во многом зависит успешная производственно-хозяйственная деятельность предприятия. При определении необходимых для производства продукции ресурсов в первую очередь рассчитывается потребность предприятия в сырье, основных и вспомогательных материалах. Расчет приведен в таблице 4.11. Таблица 4.11 – Расчет потребности предприятия в сырье и материалах Наименование Сырье, Норма Объем пр–ва, Стоимость, продукции основные расхода, кг/т т тыс.р. 3 4 5 Смесь №1 496,3 1500 148890 Сладкий перец 111,5 3679,5 Томаты 121,4 3642,0 41 4100,0 материалы 1 Паштет 2 Сл. масло 105 1 2 3 4 5 Соль 20 3000,0 Лимонный сок 32 1920,00 Хитозан 13 12285,0 Пророщенная 130 3500 СО2–экстракты 2 450 Лук 65 1950,0 Морковь 120 4320,0 Укроп 3 200 Сахар 22 7260,0 Петрушка 24 1260,0 Смесь№2 445 Сладкий 110 2100 41 4100 110 3300 Шпинат 65 5850 Соль 20 300 Болгарский 145 5655 СО2–экстракты 3 675 Укроп 70 3675 Фасоль 90 5400 Хитозан 1,2 4800 Лимонный сок 25 2250 пшеница Колбаса 1500 140175 перец Сливочное масло Пророщенная пшеница перец 106 2 1 3 4 5 Сахар 1,5 495 Пророщенная 70 1500 Рис 40 1300 Смесь№3 45 Сладкий 100 1900 Томаты 50 1540 Масло 91 13650 Соль 0,8 90 Лимонный сок 16 1670 Хитозана 1,2 4800 СО2–экстракты 0,3 675 Морковь 68 2448 Пророщенная 33 920 Капуста 76 1260 Сахар 1,5 495 фасоль Котлеты 1500 14850 перец пшеница После определения потребности предприятия в сырье, основных и вспомогательных материалах следует расчет потребности в таре, её стоимости, а также тароупаковочных материалов, который приведен в таблице 4.12. 107 Таблица 4.12 – Расчет потребности и стоимости тары и тарных материалов Продукт Паштет Колбаса Наименование Норма Объе Потребност Цена Стои– тары расхода м пр– ь ед. мость, на 1 т, ва, т на весь тары тыс. р. шт. выпуск, шт. , р. консерв. банка 12,4 18600 160,0 2976,0 карт. короб 100 150000 14,6 2190,0 этикетка 4000 6000000 0,15 900 консерв. банка 10,6 15900 125,0 1987,5 2000 3000000 0,15 450,19 90 135000 14,6 71 10,6 15900 125,0 1987,5 2000 3000000 0,15 450,19 90 135000 14,6 71 1500 этикетка карт. коробка Котлеты консерв. банка этикетка карт. коробка Нормы расхода топлива и энергии на технологические нужды устанавливают как средние величины на единицу определенного вида продукции, так как при одних и тех же затратах энергии выход готовой продукции может быть различным. Расчет стоимости воды, пара и электроэнергии на технологические цели предприятия представлен в таблице 4.13. 108 Таблица 4.13 – Расчет потребности и стоимости воды и энергии всех видов Вода Пар Электроэнергия Продукция, Объе норма на норма на весь норма на весь показатели м пр– расход весь расход выпуск расхода выпуск, ва, т а на 1 выпус а на 1 , ГКал на 1 КВтч тубу, к, м3 тубу, тубу, ГКал КВтч м3 Паштет Колбаса 1500 Котлеты Цена 2,4 3600 0,22 330 85 127500 4,6 6900 0,16 240 40 60000 4,8 7200 0,18 270 40 60000 18,6 425 6,8 ресурса Затраты на весь объем, тыс. р.: Паштет 67,0 140,250 867,0 Колбаса 128,3 102,0 408 133,9 117450 408 1500 Котлеты После определения затрат на материально–технические ресурсы следует планирование и расчет численности рабочих основного производства и фонда заработной платы. Планирование численности рабочих осуществляется исходя из производственной программы и показателей технического нормирования труда, а также из затрат рабочего времени на производство единицы каждого вида продукции. Далее производится расчет плановой численности рабочих основного производства, которая является одной из исходных величин для расчета годового фонда заработной платы. 109 Годовой фонд заработной платы производственных рабочих определяется по следующей формуле: ФЗПг=Зп*Чраб*Фрв, где Зп – среднемесячная заработная плата одного рабочего; Чраб – численность рабочих основного производства; Фрв – фонд рабочего времени в месяцах. Затраты на оплату труда по видам продукции будут следующие: Таблица 4.14 – Соотношение условно–постоянных расходов и затрат на оплату труда на действующем предприятии сумма Статьи затрат уд.вес в сумма уд.вес в % затрат на %к затрат к сумме 1 т, р. сумме на 1 т, оплаты оплаты р. труда труда паштет 1. Затраты на оплату труда колбаса 361,8 100 402,1 100 448,6 124 530,8 132 3. Общепроизводственные расходы 709,1 196 808,2 201 4. Общехозяйственные расходы 900,9 249 1017,3 253 5. Коммерческие расходы 387,1 107 373,9 93 производственных рабочих 2. Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования В ходе производственной деятельности в каждом цехе бывают расходы, которые невозможно отнести по прямому признаку на себестоимость конкретного вида продукции. Такие расходы формируются в смету общепроизводственных расходов. То же самое можно сказать об общехозяйственных и коммерческих расходах. 110 Расчет условно-постоянных расходов на проектируемом предприятии представлен в таблице 4.15. Далее следует расчет себестоимости продукции, которая является совокупностью всех затрат на производство продукции и ее реализацию. Полный расчет по видам ассортимента продукции представлен в таблице 4.16. 111 Таблица 4.15 – Расчет условно-постоянных расходов на проектируемом предприятии Паштет Статьи затрат Колбаса Котлеты уд.вес в % к сумма уд.вес в % сумма уд.вес в % к сумма затрат, сумме затрат, к сумме затрат, сумме оплаты тыс. р. оплаты труда тыс. р. оплаты тыс. р. труда труда 1. Затраты на оплату труда 100 690 100 650 100 665 124 855,6 132 858 132 877,8 196 1352,4 201 1306,5 201 1336,65 249 1718,1 253 1644,5 253 1682,45 107 738,3 93 604,5 93 618,45 производственных рабочих 2. Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования 3. Общепроизводственные расходы 4. Общехозяйственные расходы 5. Коммерческие расходы 112 Таблица 4.16 – Расчет полной себестоимости продукции Статьи затрат Затраты на весь объем, тыс.р. паштет колбаса котлеты 128,785 192,765 189,645 6066 4408,5 4408,5 1074,2 1397,3 1415,7 4. Затраты на оплату труда производственных рабочих 690 650 665 5. Страховые взносы во внебюджетные фонды 207 195 199,5 6. Затраты на содер. и эксплуатацию оборудования 855,6 858 877,8 7. Общепроизводственные расходы 1352,4 1306,5 1336,65 8. Общехозяйственные расходы 1718,1 1644,5 1612,45 9. Коммерческие расходы 738,5 604,5 618,45 Итого себестоимость 186153,6 203829,5 205447,2 Себестоимость 1 ф.б, руб. 124,1024 135,8 136,9648 1. Сырье и основные материалы за вычетом возвратных отходов и побочной продукции 2. Тара и тарные материалы 3. Топливо и энергия на технологические цели 113 Механизм формирования оптово-отпускной цены по видам продукции с учетом всех ценообразующих факторов представлен в таблице 4.17. Таблица 4.17 – Расчет цены по видам продукции Показатели паштет колбаса 1. Полная себестоимость продукции, тыс. р. 186153,6 2038229,5 2. Рентабельность продукции, % котлеты 205447,2 15 20 15 3. Сумма прибыли, тыс.р. 27923,0 30817,1 33765,9 4. Оптовая цена, тыс. р. 214076,6 244595,4 236264,3 В результате проведенных расчетов ожидаемый экономический эффект от внедрения растительно-рыбных пищевых продуктов с хитозаном составит: на 1 тонну паштета «Весенний» – 27923,0 руб; на 1 тонну котлет «Изумление» – 33765,9 руб; на 1 тонну колбасы «Интерес» – 30817,1 руб. 114 ВЫВОДЫ 1 Обосновано целесообразное использование гаммаруса азовского, быстро восстанавливающегося биологического сырья Азовского моря, в качестве сырья для получения хитозана. Установлено, что в состав гаммаруса азовского входят важные компоненты (белки 50-55 г/100г., липиды 4-10,5 г/100г., минеральные вещества 15-31 г/100 г. и хитин 3-5 г/100г.). Доказана целесообразность его использования в качестве сырья для получения хитозана с целью обогащения пищевых продуктов, а также дополнительного белковоуглеводного гидролизата, представляющего ценность для комбикормовой промышленности. 2 Разработана и запатентована газожидкостная технология получения хитозана из гаммаруса азовского, состоящая из последовательных операций измельчения, обработки протеолитическими ферментами, разделения белковоуглеводной и хитиновой части при помощи декантера, отмывки хитина от примесей, трансформации хитина в хитозан с помощью аммиака под давлением до 6 МПа и температуре до 85 0С. 3 Исследованы свойства хитозана, полученного из гаммаруса азовского. Выявлено, что по органолептическим и микробиологическим показателям хитозан, полученный из гаммаруса азовского отвечает требованиям действующей технической документации. Установлено, что физико-химические показатели хитозана, полученного из гаммаруса азовского газожидкостным способом, выше показателей биополимера получаемого традиционным способом из ракообразных: молекулярная масса 320 кДа; степень деацетилирования 94,4%; массовая доля влаги меньше на 2%. 4 Исследованы структурообразующие свойства полученного хитозана, показавшие, что 4 %-ный раствор хитозана в молочной кислоте обладает постоянной эффективной вязкостью η (показатель η 0,001807 Па*с), а 1 и 2%-ные растворы теряют свою вязкость через 3 дня (показатель эффективной вязкости 1%-ного раствора равен 0,001609 Па*с, 2%-ного раствора 0,001703 Па*с). 115 5 Исследованы физико-химические показатели овощного и зернового сырья, повышающие пищевую и биологическую ценность растительно-рыбных пищевых продуктов, что послужило обоснованием для выбора и включения в рецептурный состав, таких ингредиентов как: мука из пророщенной пшеницы «Айвина», лук сорта «Халцедон», шпинат «Вирофле», перец сладкий «Блонди», фасоль «Беседка» и моркови «Шантанэ». 6 Обоснован выбор рыбного сырья при создании растительно-рыбных пищевых продуктов; исследован химический состав рыбы, выращиваемых в водоемах Краснодарского минеральные вещества края: сазана 1,21%) судака (белки 16,90%, (белки 17,20%, липиды 3,90%, липиды 4,20 %, минеральные вещества 1,20%) и толстолобика (белки 16,80%, липиды 4,90%, минеральные вещества 1,20%). 7 Исследованы реологические показатели рыбных фаршей полученных из сазана, судака и толстолобика, на основе которых были созданы рыбные фаршевые смеси с добавлением хитозана, придающего готовому продукту не расслаивающуюся структуру. 8 Разработаны рецептуры растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана, полученного из гаммаруса азовского: растительно-рыбный паштет «Весенний», растительно-рыбная колбаса «Интерес», растительно-рыбные котлеты «Изумление». 9 Усовершенствован аппаратурно-технологический комплекс для производства растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана, позволяющий сохранять пищевую и биологическую ценность за счёт использования щадящих режимов тепловой обработки. 10 Разработан режим стерилизации растительно-рыбных пищевых продуктов с предварительной СВЧ–обработкой с частотой 2400±50 МГц в течение 1,5 минуты. Формула стерилизации: 11 . Проведены исследования аминокислотного состава, пищевой и биологической ценности растительно-рыбных пищевых продуктов, показавшие 116 соответствие требованиям технического регламента Таможенного союза «О безопасности рыбы и рыбной продукции». 12 Апробация разработанного технологического комплекса для производства растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана проведена в условиях ООО «Комбинат детского питания». С добавлением хитозана изготовлены консервы «Говядина в горчичном соусе» и «Килька обжаренная в томатном соусе». 13 Разработаны технические условия на хитозан, полученный из гаммаруса азовского, ТУ 9289-356-02067862-2013 «Хитозан пищевой из азовского рачка гаммаруса»; разработана и утверждена техническая документация на производство растительно-рыбных пищевых продуктов ТУ 9266-362-020678622013 «Растительно-рыбный паштет» и ТУ 9266-363-02067862-2013 «Растительнорыбные котлеты и колбасы». 14 Ожидаемый экономический эффект от внедрения и реализации новой технологии получения хитозана и растительно-рыбных пищевых продуктов с его применением составит: на 1 тонну получаемого хитозана – 80400,0 руб; на 1 тонну паштета «Весенний» – 27923,0 руб; на 1 тонну котлет «Изумление» – 33765,9 руб. и на 1 тонну колбасы «Интерес» – 30817,1 руб. 117 СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Абдулин, В.Ф. Технология и свойства биополимера хитозана из панциря речного рака: дисс. канд. техн. наук: 05.17.06 / Абдулин, Валерий Филарисович. – Саратов, 2006. – 116 с. 2. Абрамова, Л.С. Обоснование технологии поликомпонентных продуктов питания с задаваемой структурой и комплексом показателей пищевой адекватности на основе рыбного сырья: автореф. дис. докт. техн. наук; 05.18.04/ Абрамова, Любовь Сергеевна. – Калининград, 2003 – 53с. 3. Аверьянова, Н. Д. Разработка технологии функциональных продуктов на основе рыбных белковых масс: дис. .канд. техн. наук: 05.18.04/ Аверьянова, Нелля Дамировна.– Астрахань. 2011.–232 с. 4. Албулов, А.И. Хитин и хитозан. Получение, свойства; и применение/ А.И. Албулов, А.Ж. Самуйленко, М.А. Фролова: –М:, 2002. – 360 с. 5. Аналитический вестник.№10 (355).2008г. Электронный ресурс. www.council. gov.ru. 6. Анисимов, С.В. Новые пребиотические продукты линии " Здоровое питание" / С. В. Анисимов, В. М. Клепкер // Молочная промышленность. 2005. – № 4. – С. 38. 7. Антипова, Л. В. Функциональные продукты на основе рыбного фарша и овощей /Л. В. Антипова, В.В. Батищев, И.Н. Толпыгина// Известия вузов. Пищевая технология, 2003.– №1 – С. 32-34. 8. Антипова, Л. В. Перспективы создания полифункциональных добавок применительно к рыбной промышленности /Л.В. Антипова, М.М. Данилыв, И.В. Поленов.– В сб. матер. междунар. науч.–техн. конф. «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производство».– Воронеж: ВГТА, 2008.– С.60. 9. Антипова, Л. В. Белки как носители биологически активных веществ [Текст.] / И.А. Глотова, М.М. Данылив, Ю.В. Болтыхов, И.В. Поленов, И.В. Вторушина 118 // Материалы V-гo съезда Общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова. Москва, 2009: — С. 23-24. 10. Артемьев, А.В. Разработка и оценка потребительских свойств пищевых функциональных продуктов специального назначения с использованием растительных фосфолипидов:. автореф. дис. канд. техн. наук: 05.18.15/ Артемьев, Александр Владимирович.–Краснодар. 2004.– 21с. 11. Артюхова, С.А. Технология продуктов из гидробионтов / С.А. Артюхова//. – М., Колос, 2001. – 496 с. 12. Барышев, М.Г., Касьянов Г.И. Электромагнитная обработка сырья растительного и животного происхождения, – Краснодар. КубГТУ, 2002. – 217 с. 13.Базарнова, Н.Е. Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы 3 Всероссийской конференции. 23–27 апреля 2007 г., в 3 кн. [Текст]. / Н. Г. Базарнова, В. И. Маркин.– Барнаул, 2007. – 404 с. 14.Баранов, В.В. Технология рыбы и рыбных продуктов Текст., учебник для– вузов / В.В. Баранов, И.Э. Бражная, В.А. Гроховский. – СПб., ГИОРД, 2006. – 943 с. 15. Бойцова, Т. М. Обоснование и разработка ресурсосберегающих технологий рыбного фарша и пищевых продуктов на его основе: дисс. докт. техн. наук: 05.18.04/ Бойцова, Татьяна Марьяновна. – Владивосток, 2002. – 446 с. 16. Безуглова А.В., Касьянов Г.И., Палагина И.А. Технология производства паштетов и фаршей.–Ростов н/Д: Изд. Центр МарТ, 2004.– 295с. 17. Белецкая, Н.М. Функциональные продукты питания/ Н.М. Белецкая, получения белковых В.Е. Боряев, В.И. Тепловю.– М.: А–Приор, 2008. – 240 с. 18. Белоусова, С.В. Совершенствование технологии гидролизатов и их использование при производстве рыборастительных продуктов: дис. канд. техн. наук: 05.18.01;05.18.04/ Белоусова, Светлана Викторовна.– Краснодар. 2009.– 170 с. 119 19.Биотехнология морепродуктов: учебники и учеб. пособия для студ. высш. учеб. завед. /Л.С. Байдалининова, A.C. Лысова, О.Я. Мезенова, Н.Т. Сергеева, Т.Н. Слуцкая, Г.Е. Степанцова. – М.: Мир, 2006.– 560с. 20.Бражная, B.B. Технология рыбы и рыбных продуктов [Текст]: учеб. для вузов.,/ B.B. Бражная, И.Э. Баранов, В.Л. Гроховский. – СПб., ГИОРД, 2006. –597 с. 21. Бугаец, H.A. Функциональные пищевые продукты, их лечебное и профилактическое действие/ H.A. Бугаец, Е.В. Барашкина, O.A. Корном и др.// Известия вузов. Пищевая технология. 2004.– №2-3.– С. 48-50. 22. Быканова, О.Н. Перспективы использования хитозана в качестве БАД к пище / О.Н. Быканова, С.Н. Максимова, Г.А. Тарасенко// Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: Седьмая международная конференция / КГУ. – Казань,2006.– С.275-276. 23. Быкова, В.М. Сырьевые источники и способы получения хитина и хитозана. Хитин и хитозана. Получение, свойства и применение / В.М. Быкова, С.В. Немцев. – М.2002. – С.7-23. 24. Васильева, А.Г. Функциональные продукты питания на российском рынке/ А.Г. Васильева, A.C. Бородихин // Известия вузов. Пищевая технология, 2007.– №3.– С. 16-18. 25. Вихорева, Г.A. Плёнки и волокна на основе хитина и его производных. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение / Г.A. Вихорева, JI.С. Гальбрайх. –М., 2002.–С. 254-257. 26.Воропаев, Б.Ф.Качественные ингредиенты для качественной продукции: Текст. / Б.Ф. Воропаев, Л.Ф. Рязанова // Мясная индустрия. 2005. – №4. –С. 33-34. 27. Вековцев, A.A. Пищевые концентраты для функционального питания/ A.A. Вековцев, М.А. Австриевских, В.М. Позняковский// Известия вузов. Пищевая технология, 2007.– №3.– С. 105-106. 28. Герасименко, Д. В. Антибактериальная активность низкомолекулярного хитозана/ Д.В. Герасименко, И.Д. Авдиенко, Г.Е. Банникова // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: седьмая межд. науч. конф. (15–18 сент.): материалы / СПб, Репино, 2003. – С 233-238. 120 29. Горбатовский A.A., Шлейкин А.Г. Перспективы производства фаршевых изделий из пресноводной рыбы. Сборник СПбГУНиПТ «Актуальные вопросы биоинженерии». –СПб. – 2003. – 127 с. Деп. в ВИНИТИ. 17.03.2003. № 460–В–2003. 30. Горовой Л.Ф., Косяков В.Н. Сорбционные свойства хитина и его производных. Хитин и хитозан: получение, свойства, применение / Л.Ф. Горовой, В.Н. Косяков; под ред. К.Г. Скрябина, В.П. Варламова. – М., 2002. – 368 с. 31.Гроховский, В.А. Научное обоснование и создание инновационных технологий изготовления продуктов из гидробионтов Арктического региона: дис. докт. техн. наук: 05.18.04/ Гроховский, Владимир Александрович. – Мурманск., 2012 – 732 с. 32. Григоренко, С.П. Совершенствование технологии производства рыборастительных колбасных изделий для питания юношей и девушек, занятых умственным трудом: дис. канд. техн. наук.: 05.18.01,05.18.04/ Григоренко, Светлана Павловна. – Краснодар., 2005. – 193 с. 33. Григорьева, Е.В. О свойствах хитина/хитозана, полученного из балтийского гаммаруса (Gammarus lacustris) биотехнологическим способом / Е.В. Григорьева, О.Л. Мезенова // Значение биотехнологии для здорового питания и решения медико–социальных проблем: науч. практ. конф.: сб. тез. докл. / КГТУ. – Калининград, 2005. – С. 27-28. 34. Григорьева, Е.В. Пути рациональной комплексной переработки гаммаруса с целью получения хитина,– хитозана и белкового гидролизата / Е.В. Григорьева, О.Л. Мезенова // Пищевая и морская биотехнология: проблемы перспективы: науч. практ. конф.: материалы / КГТУ. – Калининград, 2006.– C. 35-36. 35. Григорьева, Е.В. Комплексная переработка балтийского гаммаруса с целью получения хитина, хитозана и белкового гидролизата / Е.В. Григорьева, О.Я. Мезенова // Известия вузов. Пищевая технология.– Краснодар, 2007. – №3.– С. 30-32. 121 36. Добровольский, В.Ф., Бурмистров Г.П., Пенто В.Б. Продукты специального назначения. –М., ГИОРД, 2005. – 114 с. 37. Доссу–Йово Пьер. Биохимическое обоснование совершенствования традиционных способов производства рыбных продуктов. – автореф. дис. канд. техн. наук: 05.18.04/ Доссу–Йово Пьер. – Краснодар, 2002. – 21 с. 38.Донцова, Н.Т. Применение растительных компонентов в быстрозамороженных готовых блюдах [Текст.] / Н.Т. Донцова, A.M. Сивочева // Мясная индустрия. 2007. –№7. – С. 40-43. 39. Донченко, Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции. – М.: Пищепромиздат, 2001. – 528 с. 40. Доронин, А.Ф. Функциональное питание/ А.Ф. Доронин, Б.А. Шендеров.– М.: ГРАНТЬ, 2002. –296 с. 41. Евдокимов, И.А. Перспективы применения коллоидного раствора хитозана при безопарном способе производства хлеба / И.А. Евдокимов, С.В. Василисин, А.Г. Ткаченко // Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: седьмая межд. конф.(12–17июня) материалы/Казань,2006.–С.284-286. 42. Енгибарян, Л.Г. Получение и свойства водорастворимых производных хитозана и пленочных материалов на их основе: автореф. дисс. канд. хим. наук: 02.00.06/ Енгибарян, Лоретта Германовна.–М.,2004. – 23 с. 43. Иванова, Г.В. Использование БАД в производстве пищевых продуктов функционального назначения/ Г.В. Иванова, Е.О. Никулина// Известия вузов. Пищевая технология, 2006.– № 2–3.– С. 52-53. 44. Иванова, Е.Е. Основные принципы технологии комбинированных рыборастительных продуктов // Межвузовский сб. НИР «Прогрессивные технологические процессы и оборудование в производствах обработки рыбы и морепродуктов», Калининград, 2002. – С. 21-23. 45. Иванова, Е.Е., Касьянов Г.И. Технологические аспекты разработки сбалансированных по составу продуктов на рыбной основе // Доклады Россельхозакадемии, 2004. – №2. – С. 81-82. 122 46. Иващенко, Г.Л. Механическая активация как способ получения водорастворимых форм хитина и хитозана в твердой фазе / Г.Л. Игащенко, Т.П. Шахтшнейдер, В.В. Болдырев // Химия в интересах устойчивого развития, 2002. –№10 –С.69-76. 47. Истомин, А.В. Гигиенические проблемы питания различных групп населения Центрального района России / Материалы VII Всероссийского конгресса «Политика здорового питания в России». – М.: 2003. – С. 215-216. 48. Касьянов, Г.И. Создание комплексной технологии и оборудования для извлечения ценных компонентов из растительного сырья. В сб. проектов КубГТУ «Инновационные научно-технические проекты». Краснодар. КубГТУ, 2007.– С. 58-60. 49. Касьянов, Г.И. Концептуальные подходы к целенаправленной модификации животного сырья / Г.И. Касьянов, А.А. Запорожский, С.П. Григоренко, В.С. Коробицын, М.Л. Чехомов.– В сб. материалов конф. получателей грантов регионального конкурса РФФИ и администрации Краснодарского Края «Юг». Краснодар. РФФИ, 2008.– С.183. 50. Касьянов, Г.И. Функциональные продукты питания/Г.И. Касьянов, Р.И. Шаззо. –М., Просвещение, 2000. – 115 с. 51. Касьянов, Г.И. Технология переработки рыбы и морепродуктов / Г.И. Касьянов, Е.Е. Иванова, А.Б. Одинцов. Ростов-на-Дону, 2001.–С.416. 52. Касьянов, Г.И. Перспективные технологии получения и применения пищевых структурообразователей / Г.И. Касьянов // Научные основы и практическая реализация технологий структурообразователей: получения сборник и материалов применения натуральных международной научно– практической конференции / Краснодар. КубГТУ, 2002.–С.146-151. 53.Касьянов, Г.И. Биотехнология получения и применения экстрактов и структурообразователей / Г.И. Касьянов, М.Ю. Тамова. – Краснодар: Экоинвест, 2002. – 229 с. 54. Коробицын В.С., Бирбасов В.А., Бородихин А.С., Белоусова С.В. Извлечение ценных компонентов из растительного сырья сжиженным диоксидом углерода// 123 Изв. вузов. Пищевая технология, №3, 2007.– С. 82-87. 55.Коцыло, И. В. Разработка технологии рыбных формованных полуфабрикатов на основе сырья пониженной товарной ценности: дисс. .канд. техн. наук:05.18.04/ Коцыло, Ирина Викторовна.–Астрахань.,2011.–180 с. 56. Кубенко Е.Г., Косарева О.А., Борисенко О.В., Герасимова Н.Ю. Преимущества применения CO2 –экстрактов. Сборник студенческих работ отмеченных наградами на конкурсах. Краснодар. КубГТУ, –Выпуск №12, 2011.–С.43-45. 57. Куприна, Е.Э. Способы получения и активации хитина и хитозана. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение / Е.Э. Куприна, С.В. Володажская // под ред. K.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. – М., 2002; – С. 44-63. 58. Куприна, Е.Э. Электрохимический способ получения сорбентов из хитинсодержащих материалов с усиленными антимикробными свойствами / Е.Э. Куприна, К.Г. Тимофеева, И. Ю. Козлова, А. В. Пименов // Материалы VII Междунар. конф. «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана», –М.,ВНИРО, 2003.– С. 19-23. 59. Киселев, В.М. Методология формирования функциональных продуктов питания / В.М. Киселев, С.Н. Астарков // Хранение и переработка сельхозсырья. 2005. – № 2. – С. 43-46. 60. Козмава, А.В., Касьянов Г.И., Палагина И.А. Технология производства паштетов и фаршей. Ростов–на–Дону: Издательский центр «МарТ», 2002. – 208 с. 61. Лобанов, В.Г. Перспективы развития технологии продуктов на рыбной основе /В.Г. Лобанов, Г.И. Касьянов, А.С. Шубко.– Краснодар. КубГТУ, 2008.– 224с. 62. Ломачинский, В.А. Каталог сортов овощных и плодовых культур, рекомендуемых для консервирования / В.А. Ломачинский, Е.Я. Мегердичев, Н.В. Коровякина. – М., Россельхозакадемия, 2007. – 207с. 124 63. Магомедов, Г.О. Продукты функционального питания и экструзия/ Г. О. Магомедов, А.Ф. Брехов, Л.Н. Шатнюк, Е.Г. Окулич-Казарин// Пищевая промышленность, 2004.– № 2.– С. 84-87. 64. Максимова, О.Я. Антимикробная активность разномолекулярного хитозана в пищевых средах / С.Н. Максимова, Е.В. Ситникова, И.Н. Ким и др.– Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана: седьмая; междунар. конф: (12–17 июня): материалы/ Казань, 2006. – С. 296-298. 65. Максюта, И.В., Расулов Э.М., Сарапкина О.В. Разработка продуктов питания с использованием рыбных гидролизатов. – В сб. научных трудов КубГТУ. – Краснодар: 2002. – С. 53-53. 66. Максюта, И.В. Разработка технологии сухих рыборастительных продуктов геродиетического назначения: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.18.01; 05.18.04/ Максюта, Игорь Викторович. – Краснодар. КубГТУ, 2004. – 22с. 67. Максимова, С.Н. Хитозан в технологии рыборастительных консервов// Рыбпром.–2010.–№2 – С.29-31. 68. Максимова, С.Н., Сафронова Т.М. Хитозан в технологии рыбных продуктов: характеристика, функции, эффективность.– Владивосток: Дальрыбвтуз, 2010.– 256с. 69. Маслова, Г.В. Теория и практика получения хитина электрохимическим способом. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение/ Г.B. Маслова// под ред. Т.М. Сафроновой, В.И. Шендерюка. – М., 2002.– С. 24-43. 70. Мегердичев, Е.Я. Технологические требования к сортам овощных и плодовых культур, предназначенным для различных видов консервирования.–М., Россельхозакадемия, 2003.–94с. 71. Мезенова, О.Л. Получение и применение хитина и его производных в технологи и пищевых продуктов / О.Я. Мезенова, А.С. Лысова, Е.В. Григорьева // Научные основы, и практическая реализация; технологий получения и применения натуральных структуробразователей: межд. науч.– практ. конф. (24–25 мая): тез. докл. / Краснодар.КубГТУ, 2002. – С. 203–206. 125 72. Мезенова, О.Я. Технология получения хитин и хитозана из сушеного гаммаруса с применением автоферментолиза / О.Я. Мезенова, А.С. Лысова, Е.В. Григорьева, С.М. Вильт // Известия КГТУ: научный журнал. – 2004: – №5. – С. 72-76. 73.Мезенова, О.Я. Технология пищевых продуктов сложного состава на основе биологических объектов водного промысла / О.Я. Мезенова, Л.С. Байдалинова. Калининград: Изд–во ФГОУ ВПО «КГТУ», 2007. –108 с. 74. Мезенонова, О.Я., Терещенко В.П., Сергеева Н.Т., Байдалинова Л.С., Лысова А.С., Степанцова Г.Е., Киселев В.И. Биотехнология гидробионтов, Калининград. Издательство КГТУ, 2005. – С. 458. 75. Могильный, М.П. Научные основы технологии производства паштетов в общественном питании / М.П. Могильный// – Пятигорск. Изд. «Спутник», 2002. – 62 с. 76. Могильный, М.П. Пищевые и биологически активные вещества в питании / М.П. Могильный// – М., ДеЛи принт, 2007. – 240 с. 77. Микронутриенты в питании здорового и больного человека/ В.А. Тутельян, В.Б. Спиричев, Б.П. Суханова, В.А. Кудашева. – М.: Колос, 2002. – 424с. 78. Немцев, С.В. Получение низкомолекулярного водорастворимого хитозана / С.В. Немцев, А.В. Ильина, С.М. Шинкарев и др. Биотехнология,2001.– №6– С.37-42. 79.Нечаев, А.П. Пищевая химия. [Текст.] / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова и др. – СПб., ГИОРД. 2004. –581 с. 80. Нилов Д.Ю., Некрасова Т.Э. Современное состояние и тенденции развития рынка функциональных продуктов питания и пищевых добавок. // Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки. 2005, Нилов Д.Ю., Некрасова Т.Э. – №2. С. 28-29. 81. Новиков, В.Ю. Химический гидролиз хитина и хитозана/ В.Ю. Новиков //Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана : материалы седьмой С.38-43. международной конференции /ВНИРО.– Спб.–2003.– 126 82. Пахомов, А.Н. Теоретическое и экспериментальное обоснование создания функциональных пищевых продуктов и биологически активных добавок на основе растительного сырья: дисс. докт. техн. наук: 05.18.15/ Пахомов, Анатолий Николаевич.– Краснодар. 2005.–336 с. 83. Саватеева, Л.Ю. Функциональные свойства продуктов питания из рыбы и нерыбного сырья водного промысла//Функциональные продукты питания.– Белгород: Кооперативное образование, 2005.–143с. 84. Сафронова, Т.М. Применение хитозана в производстве пищевых продуктов. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение / Т.М. Сафронова; под ред.Т.М. Сафроновой, В.И. Шендерюка, – М., 2002.– С. 346–359. 85. Силинская, С.М. Разработка интенсивной технологии получения купажированных CO2–экстрактов из растительного сырья методами до– и сверхкритической экстракции: дисс. канд. техн. наук.:05.18.01/ Силинская, Светлана Михайловна. – Краснодар. 2006.–169 с. 86. Современные достижения и перспективы в исследовании хитина и хитозана/ В.М. Быкова, Л.И. Кривошеина, Е.А. Ежов и др.//Труды ВНИРО Т.143. Прикладная биохимия и технология гидробиотнов.–М.: ВНИРО.–2004– С.33-41. 87. Спиричев, В.Б. Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. Наука и технология/ В.Б. Спиричев, Л.Н. Шатнюк, В.М. Позняковский. 2–е изд., Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2005. – 548 с. 88.Скурихин, И.М. Таблицы химического состава и калорийности российских продуктов питания [Текст.], справочник / И.М. Скурихин, В.А. Тутельян. ДеЛи принт, 2007. – 276 с. 89. Спиричев, В.Б. Обогащение пищевых продуктов микронутриентами: научные подходы и практические решения/ В.Б. Спиричев, Л.Н. Шатнюк, В.М. Позняковский// Пищевая промышленность,2003.–№3.– С. 10-16. 90. Патент РФ № 2223678, МПК А23L1/325. Способ производства рыборастительных сосисок / Г.И. Касьянов, Т.В. Авдеева, Р.Ю. Ерин. Заявка № 2002116948/13. Заявл. 24.06.2002. Опубл. 20.02.2004. Бюл. № 5. 127 91. Патент РФ №227819, МПК А23L3, А23L1/325. Способ производства консервированных заливных рыбных фрикаделек / И.Г. Максюта, Е.А. Юшина, С.П. Григоренко, О.И. Квасенков. Заявка № 2004114331/13, Заявл.27.10.2005, Опубл.20.06.2006. 92. Патент котлет РФ № 2412618, МПК А 23L 1/325. Способ производства рыбных жареных/ В.Д. Богданов, Л.Б. Гусева, Д.В. Куцая. Заявка № 2009128305/13, Заявл.21.07.2009. Опубл. 27.02.2011. 93. Патент РФ № 2452263, МПК А23L1/325, A23B4/044. Способ производства рыбных формованных изделий горячего копчения с ветчинной структурой/ А.В. Подкорытова, З.В. Слапогузова, О. В. Ефремов, М.В. Арнаутов. Заявка № 2010151746/13, Заявл.17.12.2010. Опубл. 10.06.2012. 94. Патент РФ № 2511119, МПК А23L1/29. Способ изготовления консервов «карп фаршированный» / О.И. Квасенков . Заявка № 2013105563/04.Заявл. 11.02.2013 Опубл. 10.04.2014. 95. Патент РФ № 2196480, МКП А23L1/325, 1/29. Способ производства рыбоовощного продукта. /Г.И. Касьянов, О.И. Квасенков, А.В. Овчинников. Заявка № – 2001109833/13.Заявл. –7.02.2001, Опубл. – 20.02.2003. 96. Патент РФ №2358553, МПК A23L1/33. Способ получения хитозана из хитина/ Сливкин А.И., Лапенко В.Л., Кулинцов П.И., Болгов А.А.. Заявка №2007131895/13. Заявл. 22.08.2007. Опубл. 20.06.2009. 97. Патент РФ №118843, МПК A22C25/00. Линия по производству формованных продуктов на основе рыбного фарша /Е.Е. Иванова, И.А. Одинец, Е.В. Басова. Заявка № 2012117506/13. Заявл. 26.04.2012. Опубл. 10.08.2012. 98. Расулов Э.М. Разработка технологии продуктов функционального питания на основе использования белковых рыбных гидролизатов. – автореф. дис. канд. техн. наук: 05.18.04/ – Краснодар. КубГТУ,– 2006. – 23 с. 99. Теплова, В.И. Функциональные продукты питания./ В.И. Теплова//.– М.: А– Приор, 2008.– 234 с. 100. ТУ 9229-001-21667624-2003 "Структурообразователи–эмульгаторы пищевые" 128 101. Тутельян, В.А. Новые стратегии в лечебном питании/ В.А. Тутельян, Т.С. Попова.– М.: Медицина, 2002.–144 с. 102. Тутельян, В.А. Оптимальное питание как новая медицинская технология продления и повышения качества жизни / В. А. Тутельян // Вопросы питания, 2003– № 1.– 22 с. 103. Тутельян, В.А. Оптимальное питание с позиций врача/ В.А. Тутельян //Врач. 2001,– № 7.– С. 23-25. 104. Усова В.Г., Кубенко Е.Г. Применение хитозана в пищевых продуктах. Сборник студенческих научных работ, отмеченных наградами на конкурсах. Краснодар. КубГТУ, Выпуск №13,2012. – С. 54-57. 105. Франченко, Е.С., М.Ю. Тамова. Получение и использование хитина и хитозана из ракообразных. Краснодар. КубГТУ, 2005.– 156 с. 106. Химический состав российских пищевых продуктов: Справочник / Под ред. член-корр. МАИ, проф. И. М. Скурихина и академика РАМН, проф. В. А. Тутельяна. – 46 М.: ДеЛи принт, 2002. – 236 с. 107. Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение / под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. – М.: Наука, 2002. – 368 с. 108. Холмберг, К., Йёнссон Б., Кронберг Б., Линдман Б. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах: перев. с англ. под ред. Б. Д. Сумма. – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2007. – 528 с. 109. Чудинова, Л.П. Совершенствование технологии рыбных кожевенных полуфабрикатов с применением ферментных препаратов: дисс. канд. техн. наук: 05.18.04/ Чудинова, Любовь Петровна.– Воронеж. 2010.–214 с. 110. Шаманова, Т.С., Палагина И.А., Касьянов Г.И. Технология рыборастительных фаршевых полуфабрикатов, Краснодар–2003.– С.118. 111. Шаззо, Р.И., Касьянов Г.И. Функциональные продукты питания/ Р.И. Шаззо, Г.И. Касьянов.– М.: Колос, 2000,– 248 с. 112. Шепелев, А.Ф. Товароведение и экспертиза мясных, молочных и рыбных товаров. Уч. пос. для вузов. Ростов-на-Дону: «Феникс», 2002.–412с. 129 113. Юдина, С.Б. Технология продуктов функционального питания/ С.Б. Юдина.– М.: ДеЛи принт, 2008. –278 с. 114. Advances in Chitin science, Volume IV, EUGHIS'99 The European Chitin Society /M.G. Peter. – Potsdam, 2000. – 650 p. 115. Azad A.K., Sermsintham N., Chandrkrachang S. Chitosan membrane as a woundhealingdressing: Characterization and clinical application / A.K. Azad, N.Sermsintham, S. Chandrkrachang // J. of Biom. Materials. Research Part B– AppliedBiomaterials. –2004. – 69B(2). – P. 216-222. 116. Bremner H. Allan. Safetu and guality issues in fish processing. New York, Washington: CRC Press. –512 p. 117. Clasen С Formationand Characterisation of Chitosan Membranes / С Clasen, T.A.Wilhelms, W.–M. Kulicke // Biomacromolecules. – 2006. – 7(11). – P. 3210-3222. 118. Dillard C.J., German J.B. Phytochemicals: nutraceuticals and human health //J.Sci. Food Agric. 2000. V. 80. P. 1744–1756. 119. Roberfroid M.–in:Hanson N.A.,Yolken R.H Probiotics,other nutrional factors, and interesting microflora//Nestle nustition workshop ser v 4.2, Phila: 2002. – P. 203-211. 120. Mao J.S., Zhao L.G., Yin Y.J., Yao K.D. Structure and properties of bilayer chitosan–gelatin scaffolds // Biomaterials. 2003. – V.24. №6. – P. 1067–1074. 121. Milner J.A. Functional foods and health: a US perspective // British J. Nutrition. 2002, v.88, Suppl.2, – P. 151-158. 122. Howard M.B., Ekborg N.A., Weiner R.M., Hutcheson S.W. Detection and characterization of chitinases and other chitin–modifying enzymes // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2003. V. 30. P. 627-635. 123. http://www.znaytovar.ru/s/Ximicheskij_sostav_plodov_i_ovo.html 124. http://ru.wikipedia.org/wiki/Пенообразователь 125. http://vostokbor.com 126. http://molokoportal.ru/1–3–2–strukturoobrazovateli–i–ix–vliyanie–nakonsistenciyu 127. sunfood.ru›technology/sterilization 130 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ВУС –влагоудерживающая способность ДП – депротеинирование ДМ–деминерализация ДА– деацетилтрование ММ– молекулярная масса ПНС– предельное напряжение сдвига ЭМП СВЧ– электромагнитное поле сверхвысокой частоты 131 СПИСОК ИЛЛЮСТРИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА Рисунки, №, назв., стр. Рисунок 1.1– Структурная формула хитина, с.10 Рисунок 1.2 – Структурная формула хитозана, с.11 Рисунок 1.3– Технология получения хитозана, с. 14 Рисунок 1.4 – Схема применения хитозана в пищевой промышленности, с.21 Рисунок 1.5– Технологическая линия производства формованной кулинарной продукции функционального назначения, с.34 Рисунок 1.6– Технологическая линия производства формованных продуктов, с.34 Рисунок 2.1– Структурная схема исследований, с.36 Рисунок 2.2 – Структурометр СТ–2, с.42 Рисунок 2.3 – Схема установки для определения ПНС, с.42 Рисунок 3.1 – Строение гаммаруса азовского, с.50 Рисунок 3.2 – Аппаратурно–технологическая линия получения хитозана из гаммаруса азовского, с.53 Рисунок 3.3 – Хитозан из гаммаруса азовского, с.54 Рисунок 3.4 – ИК–спектр хитозана из гаммаруса азовского и хитозана из камчатского краба, с.58 Рисунок 3.5 – Определение эффективной вязкости раствора хитозана, с.60 Рисунок 3.6– Влияние хитозана на срок хранения паштета в зависимости от концентрации, с.61 Рисунок 3.7 – График усилия внедрения прибора в рыбный фарш и процесс релаксации механического напряжения, с.74 Рисунок 3.8 – График усилия внедрения прибора в рыбные фаршевые смеси и процесс релаксации механического напряжения, с.75 Рисунок 3.9 – Модель частных функций желательности аминокислотного состава, с.78–79 Рисунок 3.10 –Модель частных функций желательности жирового модуля, с.81-82 132 Рисунок 3.11 –Модель частных функций желательности витаминного состава,с.82 Рисунок 4.1 – Аппаратурно–технологический комплекс для получения растительно–рыбных пищевых продуктов добавлением раствора хитозана, с.86 Рисунок 4.2 –Кривые прогреваемости и фактической летальности стерилизации растительно–рыбных пищевых продуктов, с.93 Рисунок 4.3 – Кривые прогреваемости и фактической летальности стерилизации растительно–рыбного пищевого продукта, с.94 Рисунок 4.4 – Органолептические показатели готовой продукции, с.100 Таблицы, №, назв., стр. Таблица 1.1– Содержание микроэлементов в рыбе, с.23 Таблица 3.1– Химический состав гаммаруса азовского, с.50 Таблица 3.2 – Сравнительная характеристика хитинсодержащего сырья, с.51 Таблица 3.3 – Сравнительная характеристика гаммарусов, с.51 Таблица 3.4 – Органолептические показатели хитозана, с.54 Таблица 3.5 – Микробиологические показатели, с.55 Таблица 3.6 – Физико–химические показатели хитозана, с.55 Таблица 3.7 – Содержание минеральных веществ в хитозане из гаммаруса азовского, с.56 Таблица 3.8 – Показатели элементарного состава, с.57 Таблица 3.9 – Растворимость хитозана из гаммаруса азовского, с.59 Таблица 3.10 – Свойства растворов хитозана в молочной кислоте, с.60 Таблица 3.11 – Общехимический состав отобранных для экспериментов сортов овощного и зернового сырья, с.66 Таблица 3.12 – Аминокислотный состав отобранных для экспериментов сортов овощного и зернового сырья, г/100 г.,с.66 Таблица 3.13 – Витаминный состав отобранных для экспериментов сортов овощного и зернового сырья, мг/100г.,с.67 133 Таблица 3.14 – Минеральный состав отобранных для экспериментов сортов овощного и зернового сырья, мг/100г., с.68 Таблица 3.15 – Общий химический состав рыбного сырья в зависимости от сезона вылова, с.69 Таблица 3.16– Аминокислотный состав рыбного сырья г/100г., с.70 Таблица3.17– Жирнокислотный состав рыбного сырья, с.70 Таблица 3.18 –Витаминный состав рыбного сырья, мг/100 г., с.71 Таблица 3.19 – Содержание основных минеральных веществ в мышечной ткани рыб, с.71 Таблица 3.20 –Технологические свойства рыбного фарша, с.73 Таблица 3.21 – Компонентный состав смесей рыбных фаршей, с.74 Таблица 3.22 – Технологические свойства смесей рыбных фаршей, с.75 Таблица 3.23 – Технологические свойства рыбных фаршей с добавлением 4%–ного раствора хитозана, с.75 Таблица 3.24 – Реологические показатели и ВУС после холодильного хранения, с.76 Таблица 3.25 – Базовые рецептуры растительно–рыбных пищевых продуктов с добавлением 4 %–ного раствора хитозана,с.77 Таблица 3.26 – Жирнокислотный состав рецептурных композиций, с.79 Таблица 3.27 – Рецептура растительно–рыбного паштета «Весенний» с добавлением раствора хитозана, с.82 Таблица 3.28 – Рецептура растительно–рыбных колбас «Интерес» с добавлением раствора хитозана, с.83 Таблица 3.29 – Рецептура растительно–рыбной котлеты «Изумление» с добавлением раствора хитозана, с.84 Таблица 4.1 – Режимы стерилизации консервированных продуктов в аппаратах периодического действия в зависимости от способа стерилизации, с.95 Таблица 4.2 – Аминокислотный состав растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана, с.96 134 Таблица 4.3 – Жирнокислотный состав липидов растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана, с.97 Таблица 4.4 – Пищевая и энергетическая ценность растительно-рыбных пищевых продуктов с добавлением хитозана, с.97 Таблица 4.5 – Органолептические показатели паштета «Весенний», с.98 Таблица 4.6 – Органолептические показатели котлеты «Изумление», колбасы «Интерес», с.99 Таблица 4.7 – Микробиологические показателей и показатели безопасности разработанных растительно-рыбных пищевых продуктов, с.101 Таблица 4.8 – Расчет себестоимости продукции, с.102 Таблица 4.9 – Расчет прибыли от реализации продукции, с.103 Таблица 4.10 – Объем товарной продукции, с.104 Таблица 4.11 – Расчет потребности предприятия в сырье и материалах, с.104 Таблица 4.12 – Расчет потребности и стоимости тары и тарных материалов, с.107 Таблица 4.13 – Расчет потребности и стоимости воды и энергии всех видов, с.108 Таблица 4.14 – Соотношение условно-постоянных расходов и затрат на оплату труда на действующем предприятии, с.109 Таблица 4.15 – Расчет условно-постоянных расходов на проектируемом предприятии, с.111 Таблица 4.16 – Расчет полной себестоимости продукции, с.112 Таблица 4.17 – Расчет цены по видам продукции, с.113 135 ПРИЛОЖЕНИЯ 136 137 138 139 140 141 142 143
