Результат интеллектуальной деятельности: Способ охлаждения трепанга

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

Анализ научно-технической и патентной документации показал, что существуют различные способы охлаждения морепродуктов. В производстве, в основном, используют лед или ледяную суспензию (ледяную кашицу). В море часто рыбу и морепродукты охлаждают при помощи циркуляции морской водой. Известно также использование в качестве охлаждающей среды пресной воды с температурой, близкой к 0°С, и холодных солевых растворов различной концентрации хлорида натрия и кальция, а также раствора пропиленгликоля.

Основными способами охлаждения на сегодняшний день являются охлаждение погружением в холодную жидкость и охлаждение льдом. Однако при долгом нахождении в жидкой среде водные объекты теряют азотистые вещества, что снижает ценность охлажденного сырья. Недостаток охлаждения льдом заключается также в деформации водных объектов при соприкосновении их со льдом, небольшая скорость и неравномерность охлаждения и большие потери льда при таянии.

В настоящее время в России ведутся разработки новых технологических приемов, позволяющих продлить сроки хранения охлажденных водных биологических ресурсов (объектов) путем: добавления жидкого азота; упаковки охлажденного продукта в полиэтиленовые газонепроницаемые пакеты с добавлением в них газообразного азота, углекислоты или инертных газов. Кроме этого, используют предварительное подмораживание, модифицированную газовую среду (N₂, СО₂), ультрафиолетовое и ионизирующее излучение, ультразвук (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 морепродуктов является актуальной задачей.

Особенные условия сохранения после вылова такого вида водных биологических ресурсов как трепанг связаны с его индивидуальными биологическими особенностями, которые заключаются в высоком содержании глюкозамин гликанов, обладающих антикоагулянтными свойствами. Кроме того, полисахариды трепанга проявляют антиканцерогенный эффект и ингибируют разрушения костной ткани.

Поэтому максимальное сохранение нативных свойств такого ценного сырья - не последняя задача производственников. Технологические приемы воздействия на этот объект сопряжены с определенными трудностями. При хранении живого трепанга после вылова этот морской организм выбрасывает в окружающую среду внутренности. В результате чего ухудшается его товарный вид (т.е. форма тела из овально-шаровидной становится плоской), что отражается на его рыночной стоимости. А главное, снижается ценность сырья за счет потери биологически активных веществ вместе с внутренними органами. При этом следует учитывать, что большая часть биологически активных веществ сосредоточена во внешней темной слизеобразной части поверхностного слоя трепанга. Поэтому вылов, последующая транспортировка и обработка трепанга должны базироваться не только на соблюдении условий сохранности сырья, но и сохранения формы и количественного содержания верхнего эпителиального слоя трепанга и внутренних органов.

Традиционные способы охлаждения и замораживания трепанга, хотя формально не оказывают влияние на его качество, но приводят к потере верхнего эпителиального слоя после размораживания и могут составлять от 5 до 15% от массы сырья. А это значительная потеря не только товарной массы объекта, но и биологически активных веществ.

Поэтому разработка новых технологических приемов, позволяющих не только продлить сроки хранения охлажденных и мороженых продуктов из трепанга, но и обеспечить высокий выход готовой продукции, а также сохранить ее привлекательный внешний вид и исключить потери биологически активных веществ, остается первостепенной задачей специалистов рыбной отрасли.

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 А23В 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 (при таянии льда) в процессе хранения, что в свою очередь снижает питательную ценность охлажденного продукта.

Известен способ охлаждения и консервации рыбы путем комбинированной обработки с применением охлаждающей среды и консерванта. Предпочтительно охлаждающая среда представляет собой двухкомпонентную смесь со льдом. Практически охлаждающая среда является водным раствором монокарбоновых кислот в концентрации 5-30 мас. % монокарбоновых солей щелочных и/или щелочноземельных металлов и 95-70 мас. % воды или двухкомпонентной композицией со льдом, содержащей консервант. В качестве консерванта используют раствор формиата калия и/или диформиата калия и/или муравьиную кислоту (патент РФ №2157070 А23В 4/08, опубл. 20.08.2011 г).

Недостатком известного способа является использование консервантов, достаточно агрессивных компонентов, предполагающих осторожное применение и работу с ними, что в производстве, особенно в открытом море, весьма проблематично.

Наиболее близким к заявляемому является способ сохранения нативных свойств рыбы до начала ее переработки. Способ осуществляется путем охлаждения рыбы посредством погружения ее в морской жидкий лед после извлечения из орудий лова. Охлаждение ведут до достижения температуры поверхностных слоев рыбы от минус 2°С до минус 3°С. Затем рыбу помещают в резервуар с пресной водой с температурой 0°С и выдерживают до образования на поверхности рыбы ледяной глазури. После этого рыбу помещают в резервуар с морским жидким льдом с температурой от минус 2°С до минус 3°С и хранят до начала переработки. При этом в процессе формирования на поверхности рыбы ледяной глазури в резервуаре с пресной водой на резервуар оказывается воздействие вибрационным полем для предотвращения смерзания рыбы (патент РФ №2577068 А23В 4/06, опубл. 10.03.2016 г.).

Недостаток указанного способа в том, что процесс охлаждения идет длительное время, рыба просаливается, сырье теряет липиды и азотистые вещества, что приводит к снижению питательной ценности сырья.

Кроме того, способ предусматривает использование вибрационного механизма, что в целом усложняет рабочий процесс.

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

Поставленная задача решается тем, что в способе охлаждения трепанга, включающем извлечение водного объекта из орудий лова и охлаждение его посредством охлаждающей среды, согласно изобретению в качестве охлаждающей среды используют смесь морской воды и сухого льда в соотношении 3:1.

Причем соотношение трепанг - охлаждающая среда составляет 1:3-4.

Технический результат заключается в сохранении нативных свойств и пищевой ценности охлажденного сырья при увеличении срока его хранения.

Технический результат достигается за счет максимально быстрого снижения температуры охлаждаемого объекта до криоскопической при использования сухого льда в смеси с морской водой при соотношении морской воды и сухого льда 3:1.

Использование морской воды для охлаждения позволяет снизить температуру морского организма до минус 1°С. При этом в начале за счет одинакового осмотического давления в тканевом соке организма и морской воде не происходит набухания тканей и просаливания, хотя при долгом нахождении в морской воде происходит потеря азотистых веществ. Поэтому для увеличения скорости охлаждения используют сухой лед, который позволяет быстро снизить температуру окружающей среды и охлаждаемого объекта до криоскопической, значительно сократив продолжительность процесса.

При определении рационального соотношения морской воды и сухого льда в охлаждающей среде для достижения технического результата исследовали различные варианты объемно-массового соотношения компонентов. Результаты исследований показали, что соотношение охлаждающих компонентов 1:1 и 2:1 технологически нецелесообразно, поскольку такая охлаждающая среда вызывает резкое снижение температуры ниже криоскопической и приводит к смерзанию трепанга. Наличие морской воды в охлаждающей среде более 3 объемов снижает скорость охлаждения, что приводит к увеличению продолжительности технологического процесса и снижению качества охлажденного сырья.

Оптимально, снижение температуры охлаждающей среды до 0°С и растворение сухого льда в морской воде происходит при соотношении компонентов: морская вода и сухой лед как 3:1. Проведенные эксперименты свидетельствуют о преимуществе подобной системы. Такая охлаждающая среда в достаточно быстрое время позволяет сохранить форму и привлекательный внешний вид трепанга.

Для определения объемно-массового соотношения трепанга и охлаждающей среды также исследовали различные варианты и рациональность их оценивали по продолжительности охлаждения объекта до температуры 0°С в теле трепанга.

Результаты экспериментов отражены в таблице 1.

Согласно данным таблицы 1 охлаждение до температуры 0°С в теле трепанга наступает через 6-8 минут при соотношении трепанг - охлаждающая среда 1:3-4. Это оптимальное соотношение, так как при соотношении 1:2 продолжительность охлаждения в 2 раза выше (16 минут). Незначительное количество охлаждающей среды (соотношение 1:1), кроме низкой скорости охлаждения (21 мин), приводит к сдавливанию трепанга, что отражается, в частности, на сохранности его формы и верхнего эпителиального слоя, что в свою очередь снижает потребительскую ценность охлажденного продукта. А увеличение охлаждающей среды более 4 объемов (соотношение 1:5) нецелесообразно из-за незначительного снижения продолжительности охлаждения трепанга.

Таким образом, экспериментально установлено, что охлаждение трепанга при сохранении нативных свойств сырья предпочтительно ведут при соотношении трепанг - охлаждающая среда как 1:3-4.

В ходе исследований установлено, что охлажденный заявленным способом трепанг имеет округлую форму и скользкую консистенцию, что говорит о сохранении эпителиального слоя, богатого ценными биологическими веществами, т.е. сохранены нативные свойства трепанга, в отличие от трепанга, охлажденного в смеси морская вода - водный лед, который имеет приплюснутую форму (не товарный вид).

Органолептическая оценка трепанга в процессе хранения отражена в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, охлажденный по заявленному способу трепанг в течение 20 дней практически не теряет своих первоначальных свойств: он сохраняет свою форму, целостность, цвет и запах остаются свойственными исходному сырью. Консистенция трепанга также плотная, выделение слизи не отмечено. В то время как охлажденный по традиционному способу (морская вода + водный лед) трепанг уже на 11-е сутки начинает терять свою форму и наблюдается выделение слизи, что приводит к потере потребительской ценности охлажденного сырья.

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

Результаты отражены в таблице 3.

Как видно из таблицы 3, сырье, охлажденное с использованием морской воды и сухого льда, имеет более низкие показатели по микробиологии в сравнении с сырьем, при охлаждении которого использовали традиционный способ. И даже на 20-е сутки охлажденное сырье по заявленному способу имеет показатели по микробиологии на порядок ниже.

В результате экспериментально установлено, что при охлаждении сырья с использованием охлаждающей среды: морская вода - сухой лед сроки хранения увеличиваются почти в 2 раза по сравнению с охлаждением в среде: морская вода - водный лед.

Таким образом, заявленный технический результат - сохранение нативных свойств и пищевой ценности охлажденного сырья при увеличении срока хранения сырья, достигнут.

Заявляемый способ охлаждения осуществляют следующим образом.

Свежевыловленный трепанг укладывают в резервуар, наполненный охлаждающей средой, включающей морской лед и сухой лед, и охлаждают до достижения температуры 0°С в теле трепанга. После чего его перекладывают в резервуар с пресным (водным) льдом. Хранить сырье таким способом можно до 20 дней при температуре 3±2°С.

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.

Пример 1.

Предварительно готовят охлаждающую среду. Для этого берут 150 л морской воды и добавляют в нее 50 кг сухого льда (соотношение 3:1). Берут 150 л полученного раствора и заливают в резервуар для охлаждения трепанга.

После вылова 50 кг трепанга укладывают в резервуар с охлаждающей средой (соотношение 1:3) и охлаждают его до достижения температуры 0°С в теле трепанга. После чего трепанг перекладывают в резервуар с пресным (водным) льдом. Хранить трепанг так можно до 20 дней. После чего его отправляют либо на переработку, либо на дальнейшее хранение.

По истечении 20 суток консистенция трепанга слегка размягченная, скользкая. Форма чуть приплюснутая, выделение слизи не наблюдается. Трепанг имеет выраженный запах, свойственный данному виду.

Пример 2.

Способ осуществляют аналогично примеру 1.

Но трепанг помещают в резервуар, наполненный охлаждающей средой в количестве 200 л (соотношение охлаждающая среда - трепанг - 4:1). На 20-е сутки консистенция трепанга плотная, скользкая. Форма округлая, выделение слизи не наблюдается. Трепанг имеет выраженный запах, свойственный данному виду.

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