V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Введение

Питательную ценность рыбы и нерыбных продуктов моря трудно переоценить. В рыбе больше полноценных белков, а мышцы ее содержат мало грубой соединительной ткани и поэтому значительно нежнее и сочнее, чем мясо теплокровных животных.

По пищевой ценности мясо рыбы не уступает мясу теплокровных животных, а во многих отношениях даже превосходит его. Рыбное сырье, особенно морского и океанического происхождения, содержит протеина несколько больше, чем мясо наземных животных. В рыбе и морепродуктах содержатся такие крайне необходимые для человека соединения, как незаменимые аминокислоты, в том числе лизин и лейцин, незаменимые жирные кислоты, включая уникальные эйкозопентаеновую и докозогексаеновую, жирорастворимые витамины, микро- и макроэлементы в благоприятных для организма человека соотношениях. Особое значение имеет метионин, относящийся к липотропным противосклеротическим веществам. По содержанию метионина рыба занимает одно из первых мест среди белковых продуктов животного происхождения. Благодаря присутствию аргинина и гистидина, а также высокому коэффициенту эффективности белков (для мяса рыбы он составляет 1,88-1,90, а для говядины - 1,64) рыбопродукты весьма полезны для растущего организма. Белок рыбы отличается хорошей усвояемостью. По скорости переваримости рыбные и молочные продукты идентичны и занимают первое место.

Пищевая ценность рыбызависит не только от ее химического состава, но и от соотношения в ее теле съедобных и несъедобных частей и органов. К съедобным частям относят мясо, икру, молоки и печень, к несъедобным — кости, плавники, чешую, внутренности. Головы некоторых рыб, например осетровых, съедобны, так как содержат много мяса и жира. Чем больше в рыбе мяса и икры, тем выше она ценится в пищевом отношении.В настоящее время имеется уже достаточно сведений не только по элементарному и общему химическому составу рыб, но и по содержанию в них аминокислот, витаминов и других веществ.

Если раньше пищевую ценность рыбы определяли преимущественно по содержанию в ней протеинов (белков) и жиров и сравнительно мало обращали внимания на наличие других веществ, то теперь при установлении пищевой ценности рыбы учитывают также содержание в ней витаминов, микроэлементов и аминокислотный состав белков.

Для предприятий рыбопромышленного комплекса встает проблема – куда девать отходы после переработки рыбы и морепродуктов.В настоящее время встает вопрос о изучение проблемы утилизации отходов рыбопромышленной отрасли, поиск путей решения проблемы утилизации отходов рыбной промышленности.

1 Состояние и перспективы развития переработки рыбы и рыбопродуктов

Рыба и морепродукты являются важнейшими компонентами пищи человека. Они имеют огромное значение как источники белков, жиров, минеральных веществ, содержат такие физиологически важные элементы, как калий, кальций, магний, железо, фосфор и комплекс необходимых для организма человека витаминов.

В 2001 году организации рыбохозяйственного комплекса Российской Федерации выловили 3670,5 тыс. тонн рыбы и других объектов промысла, выработали пищевой рыбной продукции, включая консервы рыбные 2938,4 тыс. тонн, произвели муки кормовой 97,4 тыс. тонн, что ниже уровня 2000 года соответственно на 9,1%, 6,2% и 22,5%. Производство консервов рыбных в 2001 году составило 458,1 миллионов условных банок, что выше 2000 года на 6,5%.

Основной причиной снижения объемов производственных показателей работы рыбохозяйственного комплекса явилось начавшееся с середины 90-х годов интенсивное ведение промышленного рыболовства в исключительно экономической зоне России, что привело к уменьшению общих допустимых уловов таких ценных видов рыб и морепродуктов, как минтай, треска, пикша, осетровые, сельдь, килька, крабы. Кроме того, до сих пор отсутствуют рычаги, стимулирующие увеличение поставок рыбопродукции на внутренний рынок: федеральный заказ, выделение бюджетной ссуды на льготной и возвратной основе для его выполнения, льготный железнодорожный тариф и другие.

В последнее время в рыбной отрасли наблюдаются положительные тенденции. Несмотря на крайний упадок, происшедший в 1990-е гг., отрасль начинает наращивать обороты: прекратился произвольный передел флота, многие предприятия научились обходиться без дотации государства, стабилизировались отношения между собственниками судов и рыболовными бригадами. Появляется большее количество рыбных комбинатов и небольших предприятий, реанимируются старые предприятия, новые наращивают обороты.

Характеризуя состояние рыбообрабатывающего производства в целом по России, следует отметить значительные изменения в использовании сырья— увеличение направления сырья на пищевые цели (в 1990 на пищевые цели направлялось 64% сырья, в 2001 году— более 85%)

Основой производства пищевой рыбной продукции, включая консервы, в России являются рыбохозяйственные предприятия Дальнего Востока (на долю данного региона приходится более 60%).в выпуске консервной продукции ведущие позиции занимают Западный бассейн (около 57%) и Дальний Восток (более 30%). Наибольший удельный вес в производстве кормовой муки имеют предприятия Дальнего Востока (более 76%) и Северного бассейна (около 14%), в выпуске кормовой рыбы и отходов от разделки для звероводческих хозяйств— предприятия Северного бассейна (более 70%), Дальнего Востока (около 16%) и Калининградской области (около 9%).

Несмотря на возрастающий спрос на рыбную продукцию и то, что рыболовством и рыбоводством заняты практически все страны, используются эти ресурсы далеко не полностью и часто весьма нерационально.

При выпуске рыбной продукции, предусматривающем наиболее рациональное использование рыбы и других продуктов, необходимо не только внедрение новых технологических схем производства и высокотехнологичного оборудования, но и соблюдение правил транспортировки, хранения, приготовления пищевых рыбных продуктов и т.д. Поэтому в задачу рыбной промышленности входит не только получение высококачественного сырья и рыбных продуктов, но и сохранение их без потерь.

Рационально использовать и сохранить всю продукцию можно только при правильной организации и соблюдении технологических и санитарно-ветеринарных правил. В связи с этим, контроль качества сырья и выпускаемой продукции, рациональное использование рыбы и другой морепродукции является весьма актуальной проблемой.

В сегодняшних условиях предприятия малой (до 500 кг выпускаемой продукции в сутки) и средней мощности (до 1000 кг выпускаемой продукции в сутки) стараются при планировании производства исходить из:

1) применения более глубокой переработки сырья для снижения себестоимости продукции;

2) возможности быстро изменять ассортимент в зависимости от спроса и доходности продукции;

3) учета изменения культуры потребления продуктов питания и их органолептических свойств;

4) возможности производить продукцию, сохраняющую длительный срок свои потребительские свойства за счет появления более качественного и разнообразного хранения в местах оптовой и розничной торговли;

5) использования механизации труда и новых технологий для увеличения объемов производства без значительного увеличения занятых площадей;

6) использования для выпуска своей продукции полуфабриката, выпущенного другим предприятием.

По месту расположения предприятия, занимающиеся выпуском изделий из рыбо- и морепродуктов можно разделить как:

а) расположенные в местах лова и выращивания товарной продукции. В большинстве это заготовительные предприятия, имеющие возможность первичной обработки продукции (охлаждение, замораживание, посол), выработки промышленного полуфабриката, направляющегося на дальнейшую промпереработку или предприятия. выпускающие готовую товарную продукцию, не требующую дальнейшей производственной доработки. Для данных предприятий привлекательна низкая стоимость сырья;

б) расположенные в местах оптового хранения и реализации. Предприятия по выработке промышленного полуфабриката, направляющегося на дальнейшую промпереработку или предприятия, выпускающие готовую товарную продукцию, не требующую дальнейшей производственной доработки. Для данных предприятий привлекательна достаточно низкая стоимость сырья и близость к центрам оптовой реализации продукции;

в) расположенные в местах близких к конечному потреблению товара. Предприятия, выпускающие готовую товарную продукцию, не требующую дальнейшей производственной доработки. Для данных предприятий привлекательна близость конечного потребителя и связанная с этим достаточно быстрая оборачиваемость средств, возможность быстрого выпуска ассортимента, требуемого в данный момент на потребительском рынке и с нужными потребительскими качествами.

Из вышеизложенного следует, что предприятия рыбоперерабатывающего комплекса расположены на всей территории нашей страны и получили широкое распространение за счет появления и развития предприятий малой и средней мощности.

В настоящее время многие виды рыб, традиционно составлявших основу нашего рыбного стола, перешли в более высокую ценовую категорию и за счет этого стали менее доступны покупателям. При этом возросший спрос на недорогую столовую рыбу и изделия из нее, дает возможность задействовать для их получения местные трудовые ресурсы.

2 Требования к современным способам переработки рыбного сырья

Любой способ переработки продукта включает в себя отдельные технологические процессы, вид и параметры которых зависят от вида и качества сырья, вида продукции, степени ее готовности к потреблению и др.

Основными технологическими процессами являются: механические - транспортирование, взвешивание, загрузка и разгрузка, сепарирование, центрифугирование, фильтрация, осаждение, прессование, сортировка, очистка, перемешивание, диспергирование, эмульгирование, гомогенизация, дезинтегрирование (резание, шинковка, измельчение, размол, распыление), формирование продукта (экструзия, таблетирование, прессование), покрытие (глазирование, панирование), упаковка, фасование, укупорка, этикетирование; теплообменные - охлаждение, замораживание, варка, стерилизация. Многие из этих процессов влияют на пищевую ценность сырья.

Снижение пищевой ценности может быть обусловлено экстракцией пищевых веществ во время мойки, бланширования, варки, охлаждения, гидротранспортирования. Кроме того, после резания или измельчения сырья создаются условия для протекания ферментативных и неферментативных реакций, ведущих к окислению ряда компонентов, химическому взаимодействию между некоторыми из них и другим нежелательным изменениям. Обработка при высоких температурах вызывает термическую деградацию ряда компонентов, накопление токсичных продуктов (например, при нагревании животных жиров, растительных масел) и т.д. В то же время термическая обработка может улучшить пищевую ценность продукта путем повышения степени усвоения качества продуктов в пищеварительном тракте человека; улучшения качества белков за счёт разрушения токсинов и ингибиторов, содержащихся в продукте, например ингибиторов трипсина; производства продуктов питания со специальным назначением в диетическом аспекте; повышения пищевой ценности продуктов сбалансированием количества макро- и микропищевых компонентов.

Выбранные технологические процессы должны обеспечивать низкий уровень отходов переработки или предусматривать их рациональное использование, улучшать аромат, вкус, консистенцию готовых продуктов, повышать степень использования сырья, выпуск разнообразной по ассортименту продукции, повышать экономическую эффективность производства.

Основным технологическим процессам, при которых происходит превращение сырья в готовую продукцию или полуфабрикат высокой степени готовности, предшествуют процессы подготовки сырья, связанные с повышением его санитарного уровня, сортированием, удалением малоценных несъедобных органов и тканей, разделыванием на отдельные анатомические части. Перечень и последовательность операций зависят от вида сырья, продукции и способа его консервирования.

Гидробионты перед обработкой и после разделки подвергают мойке для удаления слизи, механических загрязнений и снижения микрообсемененности. Для осуществления процесса используют как морскую, так и пресную воду с температурой до 15 С, не содержащую механических загрязнений, патогенной микрофлоры, не имеющую вкуса и запаха. Процесс мойки рыбы может сочетаться с гидротранспортированием и снятием чешуи. На качество отмывания гидробионтов оказывает влияние соотношение воды и сырья, скорость перемешивания, наличие и интенсивность трения сырья о поверхность рабочих органов машины.

Разделывание как способ расчленения тела гидробионтов на отдельные органы и ткани предназначается для рационального использования каждой части тела в зависимости от ее состава и свойств, повышения качества основной продукции за счет удаления малоценных в пищевом отношении частей тела, обеспечения выполнения последующих процессов обработки, улучшения товарного вида продукции.

Степень дифференцированности процесса разделки зависит от вида сырья, ассортимента продукции, который планируется получить из данного полуфабриката. Различают как части целого процесса разделки или как самостоятельные операции: обезглавливание рыбы, ее зябрение, потрошение, филетирование (филе с кожей и филе без кожи).

Обезглавливание осуществляют прямым, косым и околожаберным резом, который выполняется как ручным, так и механизированным способами. На величину выхода тушки одного вида рыбы оказывает влияние способ реза и размер рыбы. Обезглавливание сельдевых рыб для производства консервов совмещается с одновременным удалением внутренностей без вскрытия брюшной полости и без отделения внутренностей от головы.

Зябрение заключается в перерезании колтычка и удалении жабр, сердца, печени и части пищеварительных органов без пилорических придатков, а также грудных плавников. Процесс осуществляется различными линиями сложного реза вручную и механизированным способом, его применяют при обработке сельди, предназначенной для посола или копчения. Зябрение способствует ускорению проникновения поваренной соли при посоле рыбы, а также повышает пищевую ценность ее за счет удаления несъедобных частей тела.

При потрошении удаляют внутренности из брюшной полости рыбы. Потрошат рыбу при производстве консервов, копченой продукции, мариновании, посоле некоторых видов рыб, перед замораживанием. При потрошении важнейшим требованием является соблюдение гигиенических условий. Это в первую очередь предупреждение попадания содержимого желудочно-кишечного тракта на мясо рыбы, инвентарь. Рабочее место ручной разделки или рабочие органы машин, на которых выполняется потрошение, обильно орошаются водой. Выход продукции при потрошении зависит от вида рыбы, ее размера и стадии развития гонад, принятых способов разделки, степени механизации этих операций.

Филетирование заключается в вырезании пластины мяса рыбы (спинной и брюшной мышцы одной половины тела). Процесс филетирования включает несколько выполняемых последовательно операций: обезглавливание, разрезание брюшной полости, удаление внутренностей, обрезание кромок брюшных стенок, удаление позвоночных и реберных костей. Если филе выпускают без кожи, то проводят обесшкуривание. Последовательность операций и их количество зависят от способа механизации производства филе, планируемого ассортимента продукции. Филетирование проводят для приготовления мороженой продукции, при производстве консервов, маринадов и многих видов кулинарии.

Филетирование позволяет собрать и сконцентрировать отходы и рационально их использовать в местах переработки рыбы на филе. Для поддержания высоких санитарных норм производства филе рабочие органы машин постоянно орошаются водой.

В производственной практике используют несколько способов разделки, различающихся видом полуфабриката и зависящих от количества и мест проведения разрезов на тушке рыбы. Различают разделку на колодку поротую с головой или обезглавленную (тушка с разрезанным брюшком и удаленными внутренностями), колодку семужной резки (разрезание брюшка при потрошении проводят в двух местах: от грудной части до брюшных плавников и от брюшных плавников до анального плавника), полупласт, пласт с головой, пласт обезглавленный, пласт клипфискной разделки (общим для всех видов пластов является разрезание рыбы со спинной части вдоль хребтовой кости). Способ разделки выбирают в зависимости от вида рыбы и предстоящего способа консервирования; чаще всего разделку сложными способами применяют для отдельных видов рыб, подлежащих посолу.

Зачистка внутренней полости рыбы осуществляется одновременно с потрошением с целью удаления почки, сгустков крови, темных пленок.

Операции разделывания рыбы приводят к образованию большого количества отходов производства в виде голов, костей, хрящей, плавников, чешуи, кожи, внутренностей, а также мяса в виде прирезей и срезков. Количество отходов зависит от вида рыб, их физиологического состояния, способа разделывания, вида используемых для этих операций машин.

Наибольшую долю в отходах составляют головы. При разделывании таких рыб, как морской окунь, ставрида, макрурус, морской карась, головы составляют до 30 % массы обрабатываемой рыбы; при разделывании сельдевых, камбаловых, лососевых, сиговых на долю голов приходится около 10 % массы рыбы. Кости и хрящи составляют от 5 до 12 % массы разделываемой рыбы. Значительным видовым отличиям подвержено количество отходов в виде плавников, чешуи, кожи: отходы плавников составляют от 1 до 22 %, чешуи - от 0,5 до 5 %, кожи - от 2 до 15 %. Но наибольшим колебаниям подвержена масса отходов внутренностей, которая существенным образом зависит от степени созревания гонад в рыбе. Доля отходов в виде внутренностей с учетом икры и молок изменяется в пределах 8-30 % массы рыбы.

Прирези мяса образуются при удалении голов, плавников, кожи. На величину отходов мяса влияет выбранный способ отсечения головы. Например, при удалении головы у трески прямым резом отсекается 7-10 % мяса, при применении наклонного реза под углом 60  количество мяса в отходах составляет 5 %, еще более экономным является фигурный срез.

Прирези мяса при удалении плавников составляют 1-2, а иногда и 5 %, при удалении кожи – примерно столько же. Количество отходов мяса увеличивается при разделке, например, пелагических рыб, когда вместе с кожей удаляется и темное мясо. Наибольшие потери мяса наблюдаются при производстве обесшкуренного филе - 10-15 %.

На количество отходов при разделке рыбы влияют помимо видовых и биологических факторов качество сырья, степень совершенства применяемой разделочной техники и квалификация рабочих при ручных операциях. При разделывании рыбы, имеющей механические повреждения, количество отходов возрастает, так как возникает необходимость в удалении поврежденных участков тела.

Снижение количества отходов при механизированной разделке связано с выбором наиболее экономного направления реза головы, в то же время не ведущего к заметному усложнению разделочных устройств. Значительного сокращения отходов можно достичь предварительной сортировкой рыбы по размеру и поочередной разделкой ее отдельных размерных фракций.

Возможности рационального и полного использования всех частей тела рыбы позволяют при разделке не усложнять конструкции машин, а наличие значительного количества прирезей мяса, например на головах рыб, используемых в дальнейшем для пищевых высокоценных продуктов, не снижает экономических показателей работы предприятий.

Беспозвоночные обладают оригинальной формой тела, большим количеством несъедобных частей (панцирей, створок), в связи с чем их разделка проводится в зависимости от вида животного.

Способы разделки, допустимое количество отходов оговорены в соответствующих нормативных документах и должны соблюдаться в обязательном порядке.

При разделке гидробионтов необходимо соблюдение временных и температурных факторов, так как задержка полуфабриката, повышение его температуры приводят к ускорению развития посмертных изменений в сырье, усугубляемых механическим воздействием на него и образованием благоприятных условий для развития микрофлоры за счет повреждения целости мышечных волокон и вытекания клеточного сока.

Указанные особенности учитываются при конструировании разделочной техники, организации мест ручного труда, в режимах санитарной обработки помещений, инвентаря и оборудования.

3 Комплексная переработка отходов рыбоперерабатывающих производств

Неполноценное использование отходов рыбоперерабатывающих производств является распространенной проблемой рыбной отрасли. Ежедневно в процессе переработки рыбных ресурсов производятся тонны отходов при производстве рыбного филе, фаршей, консервов и других видов рыбной продукции. Самой распространенной технологией для переработки отходов до сих пор остается производство кормовой рыбной муки, в то время, как большая часть отходов оказывается на свалках промышленного мусора. Необходимость решения проблемы комплексного использования водных ресурсов очевидна, это не только снизит затраты на производство традиционных видов рыбной продукции, но и позволит заметно расширить ассортимент.

В последних работах по проблеме недоиспользования водных ресурсов, отходами принято называть конечный продукт, который не имеет дальнейшего использования. Всё то, что подлежит дальнейшей переработке, является сырьем. Состав такого сырья варьируется в зависимости от вида рыбы, из которого оно произведено, сезона и других факторов. В качестве сырья могут служить рыбные головы, части тканей рыбы, отделенные в ходе филетирования, кости, кожа, внутренние органы рыб. Головы и кости достаточно целесообразно перерабатывать по имеющейся технологии производства рыбной муки, в то время, как мягкие ткани и внутренние органы, содержащие ценные липидную и белковую фракции, остаются крайне недоиспользованными. Для эффективного использования сырья, фракции необходимо разделить, причем максимально сохраняя качество и выход обоих. В данном обзоре остановимся подробнее на этих недоиспользуемых элементах сырья, их составе и способах утилизации.

Традиционной технологией переработки отходов рыбоперерабатывающих производств с целью получения рыбного жира является переработка с использованием измельчения, нагревания, прессования и сепарации отделившегося рыбного жира. В целях комплексной переработки рыбных отходов, содержащих и белковую и липидную фракции, необходимо использовать технологию, позволяющую разделить и утилизировать обе фракции. Традиционный вид обработки сырья в данном случае вызывает ряд нежелательных последствий вследствие легкой окисляемости и нестабильности жировой фракции и небольшого выхода белковой фракции. Для эффективной переработки сырья, содержащего как белковую так и липидную фракции применяется гидролиз, который позволяет получить на выходе как рыбный жир так и рыбный белковый гидролизат (РБГ). Существуют два пути проведения гидролиза - химический и ферментативный, но из-за сравнительной опасности проведения химического гидролиза, в связи с применением опасных реагентов и небережного отношения к сырью, предпочтительной является технология ферментативного гидролиза. Технология комплексной переработки сырья включает в себя ферментативный гидролиз в диапазоне температур от 40 до 60 градусов Цельсия, инактивацию ферментов при 90 градусах Цельсия и последующую сепарацию. Но, основным недостатком этой технологии является приоритетное получение качественного РБГ, нежели рыбного жира, т.к. в ходе процесса гидролиза жировая фракция окисляется за счет присутствия фермента липазы и качество готового рыбного жира ухудшается. С целью получения обеих фракций с высокими качественными показателями используется комбинированный метод переработки, включающий нагревание сырья до 70-90 градусов Цельсия с целью получения рыбного жира высокого качества, его отделения и дальнейшей переработки оставшегося сырья методом ферментативного гидролиза, описанным выше. Таким образом, данная технология позволяет получать высококачественный рыбный жир с низкими перекисным и кислотными числами, рыбный жир более низкого качества и высокий выход РБГ, что подразумевает комплексную переработку сырья и утилизацию готовой продукции. Здесь имеет место заметить, что качество получаемых фракций зависит не только от условий переработки сырья, но и от качества сырья перед началом переработки, поэтому важно получать на переработку сырье максимально свежим.

Технология ферментативного гидролиза требует дальнейшего изучения, потому как такие ее элементы, как, например, степень измельчения сырья, температура процесса, выбор ферментного препарата, продолжительность процесса и прочие должны быть изучены и их влияние на выход готовых фракций и их свойства должны быть установлены.

Дальнейшее использование получаемого рыбного жира зависит от его органолептических, физических и химических показателей, таких как запах, вкус, цвет, прозрачность, кислотное и перекисное числа, массовая доля влаги и неомыляемых веществ, и других, и предполагает широкий спектр утилизации от применения в качестве технического рыбного жира до внедрения в пищевой рацион в качестве биологически-активной добавки.

РБГ - это продукты с большим содержанием свободных аминокислот и низших пептидов, обладающие хорошими функциональными и питательными свойствами. В последние годы производятся работы по изучению биоактивных свойств РБГ. Основными направлениями изучения рыбных белковых гидролизатов являются органолептические и функциональные свойства, в большой степени, обусловленные молекулярным размером пептидов. Рыбные белковые гидролизаты широко используются в медицине, микробиологии, пищевой и комбикормовой промышленности.

Механизм получения концентратов и изолятов рыбного белка основан на аналогичных принципах.

В настоящее время разработано несколько способов получения изолята рыбного белка. Основные из них: экстракция и осаждение белка раствором солей, метод pH-сдвига.

Преимущества применения для экстракции белка и его осаждения разбавленных растворов щелочей и кислот обусловлены рядом причин, в числе которых уменьшение расхода реагентов для изменения pH по сравнению с осаждением белка раствором солей и снижение затрат на переработку стоков и регенерацию воды за счет метода нейтрализации сточных вод. Также для большинства белков характерны минимальная растворимость при изоэлектрической точке и увеличение растворимости при удалении от неё. Следовательно, метод pH-сдвига можно использовать для экстракции альбуминов, глобулинов и глютелинов, что обеспечивает больший выход и меньшее фракционирование при растворении, чем солевые растворы.

Технологические процессы производства концентратов и изолятов белка состоят из сравнительно небольшого числа операций. Обычно они включают механическое измельчение и очистку исходного сырья, экстракцию из него целевых и антипитательных веществ, солюбилизацию белка, очистку белкового раствора, концентрирование или осаждение белка, регулирование его функциональных свойств, сушку или замораживание, или дальнейшее использование для получения продуктов питания.

Изоляты белка, полученные с помощью добавления кислоты или щёлочи, отличаются по ряду характеристик. Так солюбилизация при высоком значении pH даёт лучшие показатели по степени белизны, прочности геля и стойкости к окислению протеина. Гемопротеины денатурируют и соосаждаются, что делает полученный изолят менее стабильным и более тёмным. Тем не менее, кислотный метод обычно обеспечивает больший выход белка.

Основными направлениями на пути создания и оптимизации технологий изготовления изолята рыбного белка являются: выбор сырья, наиболее приемлемого для его изготовления, подготовка фарша с наиболее приемлемыми показателями, определение значений технологических параметров, обеспечивающих максимальный выход и качество изолята рыбного белка, максимальная расшифровка механизмов формирования основных свойств изолята и на их базе создание моделируемых процессов и управляемых технологий.

Изоляты рыбного белка обладают многими ценными функциональными свойствами: растворимостью в воде, эмульгирующей, пенообразующей, связующей способностями и другими. Именно они позволяют использовать ИРБ в процессе изготовления широкого диапазона пищевых продуктов. ИРБ может быть использован в качестве ингредиента для производства обогащённых и готовых к употреблению продуктов на основе рыбного фарша или сурими.

Рыбные белковые концентраты (РБК) - продукты, получаемые в процессе гидролиза, прерванного на начальной стадии образования концентрированного пептидного раствора, химическим, физико-химическим, биохимическим и комбинированным способами. К используемым промышленностью способам получения белковых препаратов из мелких пелагических рыб путем обработки их органическими растворителями относятся такие, как применяемый в Норвегии способ приготовления РБК путем однократной экстракции рыбной муки изопропанолом и применяемый в Японии и Перу способ приготовления маринбифа. Этим способам свойственны существенные недостатки. Основные недостатки норвежского способа приготовления РБК - недостаточная очистка препарата от жира и утрата белком ряда функциональных свойств. Недостатком японского способа приготовления маринбифа является низкий выход продукта и, вследствие этого, высокая его себестоимость. В частности в Перу, где маринбиф выпускается в качестве белковой основы для кулинарных формованных изделий, его стоимость превышает стоимость говядины.

Недостатки применения органических растворителей для осаждения белка обусловлены в первую очередь тем, что на этот процесс влияют присутствие солей и рН. Соли же могут поступать из исходного сырья при его экстракции водными растворами. Также эти осадители способны вызывать денатурацию белка, понижая растворимость и другие функциональные свойства белка. Также белковые концентраты, полученные этим способом, плохо набухают в воде, не проявляют эмульгирующей и пенообразующей способности, поэтому применение их в качестве структурообразователей затруднительно.

При ферментативном способе производства РБК применяют ферменты, которые, гидролизуя белки тканей рыбы, повышают их растворимость, а также способствуют более легкому и полному отделению липидов. При этом способе используются собственные ферментные системы рыб, а также ферменты, вырабатываемые организмами животных или микроорганизмами. Большинство технологий производства рыбных белковых концентратов имеют недостатки: использование дорогостоящих экстрагентов (для удаления жира), применение технологических процессов с высокими температурами, давлением. Некоторые из них приводят к потере ценных биологически активных компонентов - эссенциальных липидов, витаминов, минеральных веществ.

Огромное количество отходов рыбоперерабатывающих производств - потенциального сырья оказывается на свалках из-за некомплексного подхода к утилизации рыбных ресурсов. Для эффективной переработки рыбных запасов необходимо обеспечить технологию, которая позволит получать отходы от рыбного производства свежими, обеспечить как высокое качество, так и высокий выход готовой продукции из данного вида сырья, и ее эффективную утилизацию. Для эффективной утилизации продукции из отходов рыбной отрасли необходимо детально изучить ее свойства и разработать соответствующую документацию для возможности внедрения технологии в массовое производство.

4 Технологическая характеристика сырья для производства кормовых продуктов

Кормовые продукты из гидробионтов, особенно рыбная мука, являются высокоценными и широко используются в виде добавки в рационах сельскохозяйственных животных и птиц, в пушном звероводстве, рыбоводстве, что способствует увеличению объемов их производства в мире

На производство кормовых продуктов направляют в основном отходы, получаемые при разделке гидробионтов, их относят к вторичным материальным ресурсам - ВМР. Целые объекты, использование которых непосредственно для получения пищевых продуктов затруднено, также перерабатывают на кормовые продукты.

Пути образования и использования ВМР. Если под основной продукцией понимают ту, для получения которой создано производство (свежая, охлажденная, мороженая, сушеная, вяленая, копченая рыба, различные виды консервов и пресервов и др.), то к ВМР относят отходы производства, которые могут быть использованы в качестве потенциального сырья или дополнительной продукции. Это отходы производства, остающиеся после получения основной продукции (сырье и вспомогательные материалы). Возвратные отходы, неизбежные технологические потери и отбросы производства к ВМР не относят. Под отходами производства понимают остатки сырья и материалов, образующиеся в процессе изготовления основной продукции, которые не полностью утратили потребительскую стоимость сырья и материалов и могут быть использованы при производстве новой продукции или непосредственно как вторичная продукция другого назначения.

Рис. 1. Схема образования вторичных материальных ресурсов

в рыбной промышленности

К отходам производства относят отходы от разделки гидробионтов (головы, внутренности, плавники с прирезями мяса, отходы при получении филе). Побочными отходами производства считают продукты, образующиеся в процессе физико-хи­ми­ческой переработки сырья наряду с основной продукцией, но не являющиеся главной целью технологического процесса (они не могут быть использованы в качестве готовой продукции без дальнейшей обработки). Это отходы от разделки ценных видов рыб (лососевых, осетровых) или отходы, которые приобретают свойства готовой продукции после обработки (упаренные бульоны, гидролизаты и др.). Возвратные отходы - отходы, повторно применяемые в технологических процессах в качестве добавок к основному сырью (например, рыбные бланшировочные бульоны для заливок при производстве консервов). Неизбежные технологические потери - безвозвратные потери производственных веществ, обусловленные спецификой технологии (испа­рение, усушка). Неиспользуемые отходы - отходы производства, которые на современном уровне развития науки и техники еще не могут быть востребованы или использование которых считается экономически нецелесообразным. В рыбной промышленности к ним относят дымовые выбросы коптильных производств, сточные воды и др.

ВМР рыбной промышленности разделяют по источникам образования (животные, растения); стадиям получения и обработки сырья (добыча, переработка, хранение); направлениям последующего использования.

По направлениям использования ВМР рыбной промышленности подразделяют:

отходы пищевые - головы, плавники с прирезями мяса, крошка и лом при производстве рыбы горячего копчения, печень, сердце, икра, молоки;

отходы условно пищевые - головы, кости, хрящи, которые могут быть использованы при производстве основной продукции;

непищевые отходы - внутренности, плавники, кости, головы, идущие непосредственно на корм пушным зверям или направляемые на производство различного рода кормовых продуктов (рыбной муки, фаршей);

отходы специального назначения - ганглии кальмара, внутренности лососевых, варочные воды трепангов, ламинарий, внутренности кукумарии, морских ежей и многие другие, предназначенные для получения биологически активных веществ.

Классификацию ВМР основывают и на качественном составе отходов (рис. 8.2). Под собираемыми отходами понимают отходы, образующиеся в процессе изготовления основной продукции, используемые при производстве ряда новых видов пищевых, кормовых и технических продуктов. Все отходы условно подразделяют на твердые, жидкие и газообразные. К твердым относят отходы с низким (до 2 %) и высоким (10-70 %) содержанием минеральных веществ. Отходов с содержанием минеральных веществ 3-9 % среди ВМР немного. Жидкие отходы включают бланшировочные бульоны, варочные и промывные воды, образующиеся при производстве продукции из вареного полуфабриката и промытого рыбного фарша, и прочие жидкие отходы после мойки, зачистки рыбы. К газообразным и парообразным отходам относят дымовые выбросы коптильных производств, а также пары, образующиеся при сушке рыбной муки.

ВМР рыбной промышленности по наличию основных веществ ус­лов­но разделяют на белковые и минерализованные. В белковых отходах (мягких тканях) содержание белка (40,63 %) значительно превышает аналогичный показатель у отходов, состоящих из раковин и панцирей (минерализованных). Существенно различаются отходы также по содержанию воды и липидов. Наименьшее их количество характерно для раковин моллюсков (соответственно 0,55–0,70 и 0,50 %), наибольшее - для мягких тканей и панцирей ракообразных. Кроме того, панцири ракообразных содержат 8-31 % хитина.

Отходы от разделки рыбы. Содержание отдельных веществ в различных частях тела рыбы, а также характеристика отходов от разделки рыбы на филе разнообразны (табл. 1, 1.1).

Таблица 1

Состав различных частей тела рыбы, %

Части тела рыбы	Вода	Азотистые вещества	Липиды	Минеральные вещества
Мясо	80,8	17,7	0,3	1,2
Кожа	69,2	27,4	0,4	3,0
Голова	79,0	14,6	0,4	6,0
Кости	74,0	15,0	0,5	10,5
Плавники	73,0	15,7	1,2	8,8
Молоки	84,5	12,4	1,5	1,6
Икра	75,8	20,0	1,8	1,3
Печень	27,5	5,3	65,8	0,4

Таблица 1.1

Состав отходов от разделки рыбы на филе, %

Рыба	Азотистые вещества	Липиды	Минеральные вещества	Вода
Камбалы: желтополосая	10,9	9,2	3,7	76,2
желтоперая	14,6	8,9	2,5	74,0
остроголовая	19,1	7,3	1,6	72,0
темная	14,9	7,8	3,3	74,0
малоротая	14,5	7,9	4,0	73,6
Минтай	19,8	4,4	4,8	71,0
Терпуг восьмилинейный	18,6	5,2	1,2	75,1
Ерш желтополосый	18,8	8,8	1,4	71,0
Акула катран	18,9	7,4	0,7	73,0
Агономал Бражникова	20,0	4,2	7,8	68,0
Стихей Григорьева	18,9	4,2	1,7	75,2
Бычки
двурогий	18,2	7,4	3,4	71,0
красный	17,2	6,4	2,2	74,2
Стеллера	15,5	7,8	3,3	73,4
морской ворон	14,0	7,4	2,4	76,2
Сельдь иваси	16,0	16,1	6,5	51,7

Содержание белковых веществ в рыбе и отходах ее переработки колеблется в пределах 16-20 % и зависит от ряда факторов, среди которых наиболее важными являются вид рыбы и период лова.

Липиды рыб имеют ряд особенностей, которые обусловливают их су­щественное отличие от липидов животных и растений. Основную массу ли­пидов отходов составляют триглицериды и фосфолипиды, но иногда до­минируют липиды непищевого значения (алкоксидиглицериды, воска, уг­леводороды). Кроме этого могут присутствовать свободные жирные кислоты, ди- и моноглицериды, фосфолипиды (1-2 %). Для жиров рыб характерно наличие жирных кислот с числом ато­мов углерода от С₁₂ до С₂₄ , но доминирующими являются С₁₄, С₁₆, С₁₈, С₂₀, С₂₂.

Жиры содержат насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. В теле теплокровных животных преобладают насыщенные жирные кислоты с твердой консистенцией (пальмитиновая, стеариновая). Особое значение с биологической точки зрения имеют ненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая и арахидоновая). Важную часть рыбных жиров составляют полиненасыщенные жирные кислоты, являющиеся необходимыми компонентами пищи для животного организма, при их отсутствии нарушаются устойчивость, правильное функционирование организма. По содержанию липидов сырье, предназначенное для производства рыбной муки, подразделяется на три группы: тощее (содержание липидов менее 5 %), средней жирности (до 10 %) и жирное (более 10 %). В зависимости от содержания липидов в сырье определяются технология его переработки, параметры технологического процесса. Например, тощее сырье может быть переработано способом прямой сушки без выделения жира, сырье средней и высокой жирности - прессово-сушильным способом с применением различных технологических приемов его обработки.

Углеводы представлены в основном гликогеном. Его содержание в сы­рье зависит от упитанности и физиологического состояния объекта. С целью сохранения углеводов целесообразно рыбу и отходы ее переработки направлять на производство кормовых продуктов сразу после вылова.

Ферменты обусловливают характер и интенсивность протекания посмертных изменений в сырье. В мышечной ткани рыб обнаружено более 50 ферментов, несущих ответственность за изменение органических веществ рыбы после вылова. Активность ферментных систем рыб неодинакова и зависит от вида рыбы, сезона вылова. Наибольшей активностью отличаются сельдевые, лососевые, скумбриевые, меньшей - минтай и треска. Повышение температуры способствует активизации ферментных систем и в результате - снижению качества сырья и готовой продукции.

Для получения рыбной муки высокого качества необходимо использовать безупречно свежее сырье. Автолитические процессы оказывают существенное влияние на качество сырья. Особо важную роль играют протеазы и амилазы. Наибольшей активностью обладают ферментные системы рыб в преднерестовый и нагульный периоды. Повышение температуры способствует активизации ферментов, низкие температуры, хлориды натрия, магний, уксусная и соляная кислоты ингибируют их.

Рыбное сырье, предназначенное для производства рыбной кормовой продукции, может храниться без охлаждения 12-24 ч. Если оно хранится дольше, необходимо охлаждать его дробленым льдом или охлажденной морской водой. Однако охлаждение - довольно дорогостоящий процесс, поэтому для сохранения качества сырья используют консерванты, такие, как нитрит натрия и формальдегид. Добавление 25 г NaNO₂ на 100 кг свежей рыбы увеличивает продолжительность ее хранения до 22 сут. Внесение 0,1 % формалина в виде раствора предохраняет рыбу от порчи, уплотняет ткани. Дозировка выбирается таким образом, чтобы содержание консерванта в рыбной муке не превышало 0,02 %. Добавление формалина в количестве 0,15 % к рыбному сырью перед варкой способствует стабилизации жира в рыбной муке. Выход увеличивается на 2 %. Совместное использование NaNO₂ и формальдегида позволяет хранить сырье без заметного ухудшения качества в течение 44-66 сут.

Ценность рыбного сырья во многом определяется и наличием в нем витаминов, играющих важную роль в регулировании процесса обмена веществ в организме. В рыбе обнаружены водорастворимые (В₁, В₂, В₆, В_с, В₁₂, РР и пантотеновая кислота) и жирорастворимые (А, Д₃, Е) витамины. Наибольшее содержание отмечается во внутренних органах, что во многом определяет кормовую ценность рыбной продукции. Витамины группы В достаточно устойчивы к термическому воздействию и в процессе приготовления рыбной муки сохраняются. Большую ценность представляет витамин F (группа незаменимых ненасыщенных алифатических жирных кислот с 18-20 атомами углерода, имеющими 2, 3 и 4 двойных связи: линолевая, линоленовая и арахидоновая, обладающие биокаталитическими функциями).

Особое место в составе рыбного сырья занимает вода, находящаяся в частично связанном и частично (около 80 %) свободном состоянии.

Минеральные вещества в сырье представлены макро- и микроэлементами, характерными для среды обитания (Ca, P, Mg, J, Al, Cu, Fe, Co и др.).

Заключение

Таким образом, пищевая ценность рыбы условно занимает третье место после свинины и баранины, разделяя его с говядиной и птицей.

Химический состав мяса рыбы, определяющий ее питательную ценность и пищевкусовые свойства, характеризуется прежде всего содержанием белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и воды, а также наличием необходимых для человека аминокислот и их количеством. В мясе рыбы находятся и продукты обмена органических веществ, а также соединения, сопутствующие жирам, и вещества, служащие регуляторами жизненных процессов.

Специалисты в области питания утверждают, что рыбный стол полезнее мясного. Особенно большую пользу приносит чередование в рационе питания мяса рыбы и мяса животных. Чем же обусловлена высокая пищевая ценность рыбы? Прежде всего мясо рыбы содержит 18% белков. О белках известно, что они - основа жизни, с ними связаны основные ее проявления: обмен веществ, сокращение мышц, раздражимость нервов, способность к росту и размножению и даже мышление. Недостаток белка в питании приводит к значительным нарушениям в организме человека, отрицательно сказывается на трудоспособности, сопротивляемости организма простудным и инфекционным заболеваниям. Однако белки, содержащиеся в различных продуктах питания, далеко не равноценны. В настоящее время доказано, что пищевая ценность белков различных видов зависит от аминокислотного состава. Из 20 аминокислот наибольшее значение для определения полноты усвоения белка имеют лишь 8. И эти 8 аминокислот незаменимы в питании человека, то есть они не синтезируются в организме, а значит, непременно должны в определенных количествах поступать с пищей. Рыба - источник полноценных белков. В ней представлены все незаменимые аминокислоты. Причем характерной особенностью океанических видов рыб является более высокое содержание полноценных белков по сравнению с пресноводными рыбами. Пищевая ценность рыбы обусловлена также содержанием в ней высококачественных и легкоусвояемых жиров. Рыбные продукты могут удовлетворять потребности нашего организма в основных минеральных веществах, среди которых в рыбе преобладают фосфор, калий, кальций, натрий, магний, сера и хлор, в небольших количествах обнаружены железо, медь, марганец, кобальт, цинк, молибден, йод, бром, фтор и другие элементы. И наконец, в рыбе содержатся многие необходимые человеку витамины.

Рыбные продукты обладают не только высокой пищевой ценностью, диетическими свойствами, но и способствуют укреплению здоровья, профилактике заболеваний и повышению работоспособности человека.

Огромный ассортимент блюд из рыбы и морепродуктов способен удовлетворить вкус самых изысканных гурманов. Рыба прекрасно поддается различным видам кулинарной обработки, ее можно употреблять в холодном и горячем виде, она хорошо сочетается с различными гарнирами.

Благодаря высокой пищевой и биологической ценности, вкусовым качествам рыба широко применяется в повседневном рационе, а также в детском и диетическом питании.

 

Код для цитирования: Скопировать