Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ И КОНСЕРВИРОВАНИЯ РЫБЫ И МОРЕПРОДУКТОВ

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к рыбной промышленности, а именно к способам охлаждения и консервирования рыбы и морепродуктов.

Анализ научно-технической и патентной документации показал, что существуют различные способы охлаждения и консервирования рыбы. В производстве, в основном, используют лед или ледяную суспензию (ледяную кашицу). В море часто рыбу охлаждают при помощи циркуляции морской водой. Известно также использование охлаждающей среды, включающей различные консерванты и пищевые добавки.

В настоящее время в России и за рубежом ведутся разработки новых технологических приемов, позволяющих продлить сроки хранения охлажденных водных биологических ресурсов путем: добавления жидкого азота (наряду с применением хлорного и биомицинового льда); упаковки охлажденного продукта в полиэтиленовые газонепроницаемые пакеты с добавлением в них газообразного азота, углекислоты или инертных газов; использования предварительного подмораживания и модифицированной газовой среды (N₂, CO₂), ультрафиолетового и ионизирующего излучений, ультразвука (Калитин К.В. «Холодильная обработка - залог качества рыбы». Холодильная техника, М.: 2010. - №1. - С. 32-35).

Вместе с тем, указанные способы охлаждения водных биологических ресурсов имеют ряд технологических, технических и экономических ограничений, что вызывает необходимость их дальнейшего усовершенствования. В этой связи поиск альтернативных способов охлаждения, в том числе применение добавок при получении льда, используемого для охлаждения, является актуальной задачей.

Известен способ консервирования рыбы обработкой ее после вылова консервирующей средой, представляющей собой льдосодержащую суспензию в виде тонкодисперсной смеси кристаллической воды и жидкой фазы водного раствора хлорида натрия, насыщенную газообразным диоксидом углерода на стадии получения суспензии. При этом в качестве льдосодержащей суспензии используют морскую воду, которую предварительно насыщают диоксидом углерода в расчете от 759 мл до 1710 мл на 1 л воды (патент РФ №2426436 A23B 4/08, опубл. 20.08.2011 г.).

Недостаток известного способа заключается в том, что в способе в качестве льдосодержащей суспензии используют морскую воду. Основная проблема при этом набухание и просаливание рыбного сырья, а также потеря липидов и азотистых веществ рыбы, которые экстрагируются в жидкую фазу льда в процессе хранения, что, в свою очередь, снижает питательную ценность продукта.

Известен способ изготовления охлажденного филе тресковых видов рыб. После разделки рыбы-сырца филе погружают на 1-2 минуты в бактерицидную среду с температурой 10-15°C. Бактерицидная среда представляет собой озонированную воду с содержанием озона в пределах 10-40 мг/л. После обработки филе укладывают в термобоксы с послойной пересыпкой водным льдом в соотношении масса филе - лед 1:1 и хранят при температуре от 0 до минус 2°C. Способ позволяет хранить рыбу в течение 20 суток (патент РФ №2425574 A23B 4/08, опубл. 10.08.2011 г.).

Недостаток способа заключается в том, что использование озона в производстве предполагает особые меры предосторожности при работе с озонаторами, т.к. озон причислен к особо опасным веществам. При этом для хорошей растворимости озона в воде необходимо соблюдение определенных параметров pH среды. К тому же нет гарантии, что озон как сильный окислитель не влияет на биохимические процессы, протекающие в тканях рыбы, снижая тем самым пищевую ценность рыбного сырья. К этому следует добавить дороговизну озона, что сказывается на стоимости охлажденного сырья.

Известен способ охлаждения и консервирования рыбы, включающий обработку рыбы после вылова охлаждающей средой, содержащей водный раствор кислот с последующим хранением во льду. При этом перед обработкой рыбу обезглавливают и потрошат, а процесс ведут в течение 15-20 минут охлаждающей средой с температурой 0 - минус 3°C. В качестве охлаждающей среды используют 2-3% водный раствор пищевой добавки «Фрише-Стар», включающей ацетат натрия, поваренную соль, сахар, лимонную кислоту, аскорбат натрия. После этого рыбу хранят в течение 7 суток в пресном льду, а на 8-10 сутки хранения рыбу пересыпают льдом, полученным из 0,1-0,2%-ного водного раствора лимонной кислоты (патент РФ №2297150 A23B 4/08, опубл. 20.04.2007 г.).

Недостаток известного способа заключается в том, что при консервировании рыбы используют пищевую добавку «Фрише-Стар», требующей строгого контроля, т.к. она содержит ацетат натрия (Е 262) - мощнейший аллерген, а также лимонную кислоту (Е 330), при избытке которой раздражается слизистая желудка и нарушается зубная эмаль.

Кроме того, способ предусматривает комбинированную обработку, на что требуются определенные производственные затраты.

Наиболее близким к заявляемому является способ охлаждения и консервирования рыбы путем использования охлаждающей среды, содержащей водный раствор муравьиной кислоты и/или (моно-/ди-) или (тетра-) аммониевых солей или солей щелочных и/или щелочноземельных металлов указанной кислоты в концентрации 5-30 мас. % солей и 95-70 мас. % воды. Как альтернативу в качестве охлаждающей среды используют рассол, представляющий собой водный раствор формиата калия и/или диформиата калия концентрацией 5-30 мас. % указанных солей или смесь жидкости и льда в виде двухкомпонентной смеси со льдом или ледяной кашицы, содержащей консервант (патент РФ №2157070 A23B 4/08, опубл. 10.10.2000 г.).

Недостатком указанного способа является использование синтетических непищевых соединений, что предусматривает строгое соблюдение регламентов использования, т.к. передозировка таких добавок становится не безопасной для здоровья потребителя.

Задача изобретения - разработка способа охлаждения и консервирования рыбы и морепродуктов с более продолжительным периодом хранения, чем при использовании известных технологий, с сохранением нативных свойств и пищевой ценности охлаждаемого сырья.

Поставленная задача решается тем, что в способе охлаждения и консервирования рыбы и морепродуктов, включающем охлаждение рыбы при помощи охлаждающей среды, согласно изобретению, в качестве охлаждающей среды используют водный раствор хитозана и альгината натрия.

При этом концентрация водного раствора хитозана составляет 1,5-4,5%.

Причем в качестве охлаждающей среды, берут водный раствор хитозана и альгината натрия в соотношении: 3-1:1-3.

Технический результат заключается в увеличении срока хранения рыбы и морепродуктов при сохранении пищевой ценности охлажденного сырья.

Технический результат достигается за счет использования охлаждающей среды, содержащей раствор хитозана, способный подавлять рост бактерий, что обеспечивает антимикробные (бактерицидные) свойства охлаждающей среде и способствует более длительному хранению рыбы и морепродуктов.

Хитозан - природный полимер (полисахарид), помимо того что является физиологически активным веществом, известен еще своими функционально-технологическими свойствами: структурообразующими и барьерными (антимикробными, антиокислительными). Полезные свойства этого катионного полисахарида преумножаются при комплексообразовании (полиэлектролитные комплексы - ПЭК) с природными анионными полимерами, например альгинатом натрия. Альгинат натрия также является натуральным полисахаридом, используемым в производстве в качестве загустителя, стабилизатора, гелеобразующего вещества. И добавление альгината натрия в охлаждающую среду усиливает ее полезные свойства, повышая заданный эффект. Проведенные эксперименты свидетельствуют о преимуществе подобной системы.

Для достижения заявленного технического результата в качестве охлаждающей среды используют хитозан - альгинатный лед, изготовленный из раствора хитозана с альгинатом натрия.

В ходе проведенных исследований, целью которых являлось выявление возможности получения охлаждающей среды (льда) и оценка технологических свойств льда, полученного из растворов хитозана и альгината натрия, была получена среда, соответствующая требованиям поставленной задачи, для использования ее в технологии охлаждения водных биологических ресурсов (сырья). Исследования проводились в лабораториях Института пищевых производств и на производственной базе (морском огороде) ФГБОУ ВПО «Дальрыбвтуз». Среды для охлаждения готовили, используя водорастворимый хитозан и альгинат натрия и как поиск альтернативы карбоксиметил целлюлозу (КМЦ). Соотношение сополимеров хитозана с альгинатом натрия и хитозана с КМЦ в растворах было принято 1:1. Однако однородного раствора хитозана с КМЦ получить не удалось, опытные растворы обладали запахом и привкусом хитозана, лед из таких растворов получался неоднородный, рыхлый, с включениями желейных комочков.

Таким образом, получение охлаждающей среды с необходимыми характеристиками из экспериментальных растворов оправдалось не полностью. Т.е. явным образом получить охлаждающую среду со всеми экспериментальными вариантами не удалось.

Результаты экспериментов отражены в таблице 1.

Охлаждающую среду (лед) готовили путем разлива раствора в формы и последующим замораживанием при температуре не выше минус 5°C.

Органолептическая оценка образцов льда представлена в таблице 1.

Для выбора рационального состава льда исследовали его физические свойства: температуру и продолжительность кристаллообразования, температуру и продолжительность плавления.

Кривые замораживания (фиг. 1) и размораживания (фиг. 2) льда представлены на иллюстрациях.

Как видно на фиг. 1, начало замерзания раствора хитозана с альгинатом натрия (ПЭК/Альгинат натрия) происходит при температуре минус 1°C через 40 минут, в то время как замерзание раствора хитозана с КМЦ (ПЭК/КМЦ) начинается через 50 минут. Раствор хитозана начинает замерзать при температуре минус 2°C через 70 минут, а вода замерзает при температуре от 0 до минус 1°C почти через 80 минут. Т.е. на получение охлаждающей среды из раствора хитозана с альгинатом натрия затрачивается гораздо меньше времени (в 2 раза меньше, чем из воды) и чем получение льда из других растворов.

Обозначения на фиг. 1 и фиг. 2.

вода;

хитозан;

ПЭК/КМЦ;

ПЭК/альгинат натрия.

Продолжительность размораживания льда из экспериментальных растворов также имеет разные параметры.

На фиг. 2 показано, что кривые размораживания растворов также различны. Так, если лед из раствора хитозана с альгинатом натрия начинает размораживаться при температуре 0°C через 160 минут (более 2,5 час), лед из раствора хитозана и раствора хитозана с КМЦ начинают таять ранее, чем через 50-60 минут (менее часа), то водный лед уже через 30 минут начинает резко таять.

Как видно из иллюстраций, лед, изготовленный из раствора хитозана с альгинатом натрия, имеет ряд преимуществ по сравнению со льдом из других растворов. Он характеризуется более коротким периодом замораживания и более продолжительным периодом размораживания, что имеет важное практическое значение (снижаются производственные затраты) в технологии охлаждения сырья льдом.

В результате, по совокупности экспериментальных данных, характеризующих органолептические и физические свойства, для получения охлаждающей среды был взят раствор хитозана с альгинатом натрия.

Для установления сроков хранения сырья, с использованием экспериментальной охлаждающей среды, были проведены микробиологические исследования с применением стандартных методов санитарной микробиологии.

Результаты отражены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, сырье, охлажденное с использованием льда из раствора хитозана с альгинатом натрия, имеет более низкие показатели по микробиологии в сравнении с сырьем, при охлаждении которого использовали лед из других растворов. И даже на 26-е сутки охлажденное сырье имеет допустимое количество микроорганизмов.

По органолептическим показателям только по истечении 26 суток консистенция рыбы была слабой, имела слегка потускневший вид, но без порочащего запаха. Консистенция трепанга была плотной, без порочащего запаха, но имела потускневший цвет на 28 сутки.

В результате экспериментально выявлено, что при охлаждении сырья с использованием хитозан-альгинатного льда сроки хранения увеличиваются в 1,8 (в случае с хитозановым льдом) и в 2,3 в сравнении с водным льдом.

Таким образом, заявленный технический результат - увеличение срока хранения сырья достигнут.

При этом за счет того, что хитозан-альгинатный лед обладает высокой физиологической активностью, сохраняются в целостности биологически ценные компоненты рыбы и морепродуктов. Это обеспечивает пищевую ценность хранимому продукту, что является несомненным преимуществом по сравнению с известными аналогами.

Преимущественно, в качестве охлаждающей среды используют смесь 1,5-4,5% водного раствора хитозана и альгината натрия.

1,5-4,5% раствор хитозана обеспечивает охлаждающей среде бактерицидные свойства, а альгинат натрия усиливает их, что способствует достижению заявленного технического результата.

Предпочтительно, хитозан-альгинатный раствор для получения охлаждающей среды готовят в соотношении 3-1:1-3.

Такое соотношение позволяет получить лед, необходимый для охлаждения рыбы и морепродуктов в течение длительного периода с сохранением высокого качества охлажденного сырья.

Заявляемый способ охлаждения осуществляют следующим образом.

Предварительно готовят охлаждающую среду путем замораживания раствора хитозана с альгинатом натрия при температуре не выше минус 5°C. Сырье для охлаждения помещают в тару и перекладывают послойно полученным льдом. Хранят сырье таким способом до 28 дней при температуре 3±2°C.

Качество охлажденного сырья определяют в соответствии с Едиными санитарно-эпидемиологическими и гигиеническими требованиями к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю), утвержденному решением Комиссии Таможенного союза от 28.05.2010 г, №229, гл. 2, раздел 1. Требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1

Предварительно готовят охлаждающую среду. Для этого берут 100 л 1,5% водного раствора хитозана, добавляют в него 1,5 кг альгината натрия и тщательно перемешивают. Полученный раствор разливают в льдоформы и замораживают при температуре не выше минус 5°C. Готовый лед используют в качестве охлаждающей среды.

Рыбу, например корюшку, после вылова укладывают в тару и послойно засыпают льдом. Хранят рыбу при температуре 3±2°C.

По истечении 26 суток консистенция рыбы была слабой, имела чуть потускневший вид, но без порочащего запаха.

Пример 2

Способ осуществляют аналогично примеру 1, но хитозан берут в виде 4,5% водного раствора, добавляют в него 1,5 кг альгината натрия, а в качестве сырья используют трепанг.

На 28-е сутки консистенция трепанга была плотной, без порочащего запаха, но имела слегка потускневший цвет.

Пример 3

Способ осуществляют аналогично примеру 1, но добавляют в водный раствор хитозана 4,5 кг альгината натрия.

По истечении 26 суток консистенция рыбы была слабой, имела чуть потускневший вид, но без порочащего запаха.

Таким образом, предложенный способ охлаждения позволяет увеличить срок хранения рыбы и морепродуктов, улучшить технологические показатели и повысить качество охлаждаемого сырья за счет сохранения его нативного состава.