Исследование возможности применения низкотемпературного посола для просаливания минтая

В ходе представленного исследования доказана возможность использования низкотемпературного сухого посола филе минтая для получения малосоленого полуфабриката и дальнейшего его использования в технологии сушеной и сушено-вяленой продукции. Экспериментально доказано, что на процесс просаливания мышечной ткани минтая при низкотемпературном сухом посоле оказывают влияние следующие факторы: массовая доля соли, температура и продолжительность процесса. Максимальное содержание соли в мышечной ткани минтая составляют 5,55–6,50 % при продолжительности посола 24 ч. Более низкие температуры посола изменяют скорость просаливания в сторону замедления процесса. Увеличение массовой доли соли в процессе посола приводит к существенному возрастанию ее содержания в мышечной ткани минтая. Показано, что выход соленого полуфабриката зависит от массовой доли соли (максимальный – при 5 %), температуры (максимальный – при минус 10 °С). Увеличение продолжительности процесса низкотемпературного посола приводит к снижению выхода соленого полуфабриката. Установлены зависимости изменения влажности соленого полуфабриката минтая в процессе низкотемпературного посола от различных факторов (температуры, продолжительности процесса и массовой доли соли), что позволяет утверждать о возможности получения соленого полуфабриката минтая различной влажности при помощи изменения температуры, продолжительности процесса и массовой концентрации соли. Максимальной влажностью характеризуется соленый полуфабрикат минтая при массовой доле соли 5 % и температуре минус 10 °С.

Введение

Рыба и продукты из нее являются важными пищевыми системами в питании человека, относятся к ценным источникам питательных веществ, которые играют существенную роль в поддержании здоровья человека. Рыба является отличным источником белка, который необходим для роста и восстановления клеток организма. Она также содержит витамины, минералы и жирные кислоты омега-3, которые играют важную роль в поддержании здоровья сердца, мозга и кожи. Регулярное употребление рыбы также может снизить уровень холестерина в крови и улучшить общее состояние организма [1]. Значение рыбы в питании человека действительно огромно. Мясо рыбы богато полноценным белком мышечной ткани, который значительно лучше переваривается ферментами пищеварительного тракта и отлично усваивается. Исходя из этого, значительное внимание уделяется вопросам развития технологий переработки рыбы и получения новых продуктов, а также продуктов с заданными показателями качества.

Одним из традиционных видов рыб для сырьевой базы Дальнего Востока, имеющем высокую пищевую и технологическую ценность, является тихоокеанский минтай – Theragra chalcogramma (Pallas, 1814), промысел которого является стабильно высоким каждый год [2]. Следует отметить увеличение промысла минтая в Дальневосточном регионе вследствие увеличения промысловых запасов. Степень эксплуатации данного ресурса составляет 12,8 % на 2022 г. [3, 4]. Мясо минтая является источником полноценных белков, содержание которых около 16 %, которые включают весь набор аминокислот и сбалансированы по аминокислотному составу. Также в мышечной ткани минтая содержатся свободные аминокислоты, среди которых до 32,1–34,1 % приходятся на биологически активную аминокислоту таурин и 18,2–21,0 % – на дипептид ансерин, что существенно повышает биологическую ценность мяса минтая [5]. Также мышечная ткань минтая характеризуется достаточно высоким содержанием микро- и макроэлементов, водо- и жирорастворимых витаминов, позволяющим восполнить потребности человеческого организма в данных микронутриентах [6, 7]. Содержание липидов в мясе минтая невысокое, составляет не более 2 %, но наличие биологически активных ɷ-3 и ɷ-6 жирных кислот характеризует мышечную ткань минтая как ценный ресурс [7].

В России продукция из минтая представлена в основном мороженой продукцией – минтай мороженый обезглавленный, филе, фарш из минтая, также производят сушенные и кулинарные изделия, консервы из печени и икры и икорную продукцию. Отходы от разделки рыбы на филе, как правило, направляют на производство кормовой муки [7].

Важными способами сохранения рыбного сырья, позволяющими получать высококачественные пищевые продукты с высокой добавленной стоимостью, являются посол, сушка, вяление, копчение. Однако для минтая традиционные способы посола и копчения мало пригодны при получении пресервов, солёной и вяленой продукции, так как мышечная ткань характеризуется низкой активностью протеолитических ферментов и низким коэффициентом отношения жира к белку [8]. Однако при производстве сушеной и вяленой продукции из минтая посол является необходимой подготовительной операцией, позволяющей на конечном этапе получать продукт соответствующих органолептических характеристик.

В результате постепенного развития и совершенствования на настоящий момент разработано огромное количество различных технологий посола. Разработана технология производства солено-мороженой рыбы, которая предусматривает замораживание рыбы сразу после ее просаливания и созревания. Также в последние годы найдено новое направление технологии продуктов, консервированных солью, – разработана технология низкотемпературного посола, в которой впервые рассмотрена возможность проведения процесса просаливания при температуре ниже криоскопической. Сухой и мокрый низкотемпературный посол позволяет получить продукт с содержанием соли 3–6 % [9–11]. Разработана технология низкотемпературного посола лососевых рыб, в частности горбуши, гольцов и т.д. [12, 13]. Широко представлены работы по низкотемпературному посолу сельди [14, 15, 16].

Преимуществами использования низкотемпературного посола рыбного сырья являются: возможность получения малосоленой продукции, пользующейся высоким спросом у потребителя ввиду высоких органолептических характеристик; инактивация опасных патогенных и условно-патогенных микроорганизмов; стабилизация качества в процессе производства и хранения.

Для производства сушеной и вяленой продукции из минтая достаточно часто используется в качестве полуфабриката обесшкуренное филе. Исходя из вышесказанного, целью работы является исследование возможности применения низкотемпературного посола для просаливания обесшкуренного филе минтая.

Методы исследования

В качестве основного сырья использовали охлажденный минтай, имеющий срок хранения не более трех суток, из которого получали обесшкуренное филе, в дальнейшем подвергали низкотемпературному посолу. Сырьё по качественным показателям соответствовало требованиям действующей нормативной документации [17].

Замораживание производилось воздушным способом в морозильной камере, оборудованной холодильной установкой АМЕ-L-3х2ЕС2 на базе трех полугерметичных поршневых компрессоров 2ЕС-22-40С фирмы Bitzer. Температура подаваемого в камеру воздуха составляла минус 30 °С, скорость циркуляции – 3,5 м/с [18].

Массовую долю поваренной соли определяли по ГОСТ 7636-85 аргентометрическим методом [19].

Для статистической обработки экспериментальных данных и построения графиков с выводом формул использовали стандартный пакет программ Microsoft Office 2007, CurveExpert 1.4. Все исследования проводили в 3-кратной повторности. Экспериментальные данные представлены в виде М±m.

Результаты исследования и их обсуждение

Для исследования процесса просаливания мышечной ткани минтая посол осуществляли сухим способом – пересыпанием солью второго помола в массовой доле 5, 10, 15 и 20 % от массы рыбы. Динамику просаливания мышечной ткани минтая в процессе низкотемпературного посола характеризовали изменением содержания хлористого натрия в мясе рыбы. Низкотемпературный посол осуществляли при различных температурах с шагом 5 °С, интервал минус 10 °С – минус 20 С. Процесс низкотемпературного посола осуществляли в течение 24 ч. В табл. 1 представлены данные по влиянию различных факторов (температуры замораживания, продолжительности процесса и массовой доли соли) на содержание поваренной соли в мышечной ткани минтая.

Представленные в табл. 1 данные демонстрируют существенное увеличение содержания соли в мышечной ткани минтая с увеличением времени – максимальные значения достигаются в течение 24 ч и составляют 5,55–6,50 %. Однако скорость накопления массовой доли соли имеет различия для разных температур: при температуре минус 10 °С происходит увеличение содержания соли в мышечной ткани минтая в 11,6–13,0 раза, при температуре минус 15 °С – в 10,8–11,7 раза, при температуре минус 20 °С – в 10,3–11,1 раза. Таким образом, более низкие температуры изменяют скорость просаливания в сторону замедления процесса. Увеличение массовой доли соли в процессе посола приводит к существенному возрастанию ее содержания в мышечной ткани минтая – при температуре минус 10 °С происходит увеличение содержания соли в мышечной ткани минтая в 1,8 раза, при температуре минус 15 °С – в 1,7 раза, при температуре минус 20 °С – в 1,7 раза. Представленные данные убедительно доказывают возможность использования низкотемпературного посола мышечной ткани минтая.

_{Таблица 1}

_{Содержание соли в мышечной ткани минтая при просаливании в зависимости от различных факторов}

В процессе просаливания мышечной ткани минтая наблюдается перераспределение соли и воды путем обменной диффузии между солью, водой и растворимыми частями системы между ними. При обычном посоле при стандартных температурах наблюдается переход растворимых веществ в рассол, что отрицательно сказывается на качестве продукта. Также меняется выход продукта и его консистенция. С целью оценки низкотемпературного посола мышечной ткани минтая с учетом влияния различных факторов исследовали выход соленого полуфабриката при различных температурах замораживания, продолжительности процесса и массовой доли соли.

Выход соленого полуфабриката рассчитывался как отношение массы мышечной ткани минтая через фиксированный промежуток продолжительности посола к массе мышечной ткани минтая до посола по формуле [11]

где 𝑃₀ – масса мышечной ткани минтая до посола, г;
𝑃_n – масса мышечной ткани минтая через n-й фиксированный промежуток посола, г;
В – выход, %

Выход соленого продукта в зависимости от различных факторов представлен в табл. 2.

Данные табл. 2 доказывают, что максимальный выход соленого полуфабриката наблюдается при минимальной массовой доли соли. Однако необходимо отметить и влияние температуры – при температуре минус 10 °С выход соленого полуфабриката немного более высокий, чем при температурах минус 15 °С и минус 20 °С. Увеличение продолжительности процесса низкотемпературного посола приводит к снижению выхода соленого полуфабриката.

_{Таблица 2}

_{Выход соленого полуфабриката в зависимости от различных факторов}

Массообменные процессы при посоле рыбы характеризуются не только переносом соли, но и переносом влаги. Потеря влаги и поглощение соли связаны обратно пропорциональной зависимостью.

Используя формулу П. Б. Крина, описывающую зависимость между количеством влаги, содержащейся в рыбе после окончания просаливания W и соленостью рыбы S (%) [17]:

где 𝑊₀ – содержание воды в теле рыбы, %;
S – соленость рыбы, %,
произвели расчет содержания влаги в мышечной ткани минтая в процессе низкотемпературного сухого посола и визуализировали полученные данные графиком зависимости изменения количества влаги от времени просаливания при различных температурах и массовой доли соли (рис. 1–4).

Данные рис. 1 демонстрируют существенное снижение содержания влаги в процессе просаливания, зависящее от продолжительности. При времени просаливания 24 ч снижение содержания воды составляет 8,7 %. Максимальная скорость снижения содержания воды в процессе низкотемпературного просаливания при температуре минус 15 °С наблюдается при продолжительности процесса 8 ч.

^{Рис. 1. График зависимости изменения влажности от времени посола при массовой доле соли 20 %:}

^{1 – температура минус 20 °С; 2 – температура минус 15 °С; 3 – температура минус 10 °С.}

^{Рис. 2. График зависимости изменения влажности от времени посола при массовой доле соли 15 %:}
^{1 – температура минус 20 °С; 2 – температура минус 15 °С; 3 – температура минус 10 °С.}

^{Рис. 3. График зависимости изменения влажности от времени посола при массовой доле соли 10 %:}
^{1 – температура минус 20 °С; 2 – температура минус 15 °С; 3 – температура минус 10 °С.}

^{Рис. 4. График зависимости изменения влажности от времени посола при массовой доле соли 5 %:}
^{1 – температура минус 20 °С; 2 – температура минус 15 °С; 3 – температура минус 10 °С}

С использованием программы CurveExpert 1.4 получена формула, описывающая зависимость изменения количества влаги от времени просаливания:

Формулы (3), (4), (5) позволяют определить количество влаги в мышечной ткани минтая при посоле в течение 24 ч, при концентрации соли 20 % и температурах замораживания минус 10 °С, 15 °С, 20 °С, с коэффициентом корреляции 0,998 (рис. 1).

Формулы (6), (7), (8) позволяют определить количество влаги в мышечной ткани минтая при посоле в течение 24 ч, при концентрации соли 15 % и температурах замораживания минус 10 °С, 15 °С, 20°С, с коэффициентом корреляции 0,998 (рис. 2).

Формулы (9), (10), (11) позволяют определить количество влаги в мышечной ткани минтая при посоле в течение 24 ч, при концентрации соли 10 % и температурах замораживания минус 10 °С, 15 °С, 20 °С, с коэффициентом корреляции 0,998 (рис. 3).

Формулы (12), (13), (14) позволяют определить количества влаги в мышечной ткани минтая при посоле в течение 24 ч, при концентрации соли 5 % и температурах замораживания минус 10 °С, 15 °С, 20 °С, с коэффициентом корреляции 0,998 (рис. 4).

Суммируя данные, представленные на рис. 1–4, можно сделать вывод о зависимости изменения влажности соленого полуфабриката минтая в процессе низкотемпературного посола. Максимальной влажностью характеризуется соленый полуфабрикат минтая при массовой концентрации соли 5 %. Температура процесса также оказывает влияние на влажность – максимальные значения при минус 10 °С. Таким образом, регулируя температуру процесса низкотемпературного посола и массовую долю соли, возможно получать соленый полуфабрикат минтая различной влажности.

Заключение

В ходе представленного исследования доказана возможность использования низкотемпературного сухого посола филе минтая для получения малосоленого полуфабриката с целью его дальнейшего использования в технологии сушеной и вяленой продукции. Экспериментально доказано, что на процесс просаливания мышечной ткани минтая при низкотемпературном сухом посоле оказывают влияние следующие факторы: массовая доля соли, температура и продолжительность процесса. Максимальное содержание соли в мышечной ткани минтая составляет 5,55–6,50 % при продолжительности посола 24 ч. Более низкие температуры посола изменяют скорость просаливания в сторону замедления процесса. Увеличение массовой доли соли в процессе посола приводит к существенному возрастанию ее содержания в мышечной ткани минтая.

Выход соленого полуфабриката зависит от массовой доли соли (максимальный – при 5 %), температуры (максимальный – при минус 10 °С). Увеличение продолжительности процесса низкотемпературного посола приводит к снижению выхода соленого полуфабриката.

Установлены зависимости изменения влажности соленого полуфабриката минтая в процессе низкотемпературного посола от различных факторов (температуры, продолжительности процесса и массовой доли соли), что позволяет утверждать о возможности получения соленого полуфабриката минтая различной влажности при помощи изменения температуры, продолжительности процесса и массовой доли соли. Максимальной влажностью характеризуется соленый полуфабрикат минтая при массовой доле соли 5 % и температуре минус 10 °С.

Список источников

Репников Б. Т. Товароведение и биохимия рыбных товаров: учеб. пособие. М. : Дашков и К, 2008. 220 с. ISBN 978-591131-420-0.
Лутова А. П., Мустафаева В. М. Обоснование востребованности минтая на пищевом рынке // Материалы XIV Национальной (всероссийской) научно-практической конференции. Петропавловск-Камчатский, 2023. С. 165–167.
Булатов О. А. Изменчивость состояния запасов и промысел минтая // Вопросы рыболовства. 2024. Т. 25, № 1. С. 7–28.
Колончин К. В., Павлова А. О., Бетин О. И., Яновская Н. В. Минтай как объект российского и мирового промысла // Труды ВНИРО. 2022. Т. 189. С. 5–15. htpps://doi.org/10.36038/2307-3497-2022-189-5-15.
Купина Н. М., Баштовой А. Н., Павель К. Г. Исследование химического состава, биологической ценности и безопасности минтая Theragra chalcogramma залива Петра Великого // Известия ТИНРО. 2015. Т. 180. С. 310–319.
Богданов В. Д., Карпенко В. И., Норинов Е. Г. Водные биологические ресурсы Камчатки: Биология, способы добычи, переработка. Петропавловск-Камчатский, 2005. 264 с.
Ефимов А. А., Мустафаева В. М., Ефимова М. В., Чмыхалов Б. А., Ващина Д. Д. Характеристика минтая как сырьевого объекта рыбной отрасли // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование : материалы XII Национальной (всероссийской) научно-практической конференции, Петропавловск- Камчатский, 28–29 апреля 2021 года. Ч. II. Петропавловск-Камчатский: Камчатский государственный технический университет, 2021. С. 67–71. EDN: OCVLJQ.
Шульгина Л. В., Акулин В. Н., Якуш Е. В., Караулова Е. П. Исследования ТИНРО в области технологий комплексной переработки минтая // Труды ВНИРО. 2022. Т. 189. С. 210–221. DOI: doi.org/10.36038/2307-3497-2022-189-210-221.
Благонравова М. В., Грицаенко Л. Д. Уточнение классификации способов посола рыбы // Вестник КамчатГТУ. 2014. № 28. С. 45–49.
Богданов В. Д., Благонравова М. В. Обоснование технологии низкотемпературного посола лососевых // Рыбное хозяйство. 2005. № 5. С. 89–91.
Киселева Т. В., Кубович Е. Я., Коляда Л. Г., Тарасюк Е. В. Посол как способ консервирования мясопродуктов // Качество продукции, технологий и образования : материалы XV Международной научно-практической конференции. 2020. С. 71–73.
Благонравова М. В., Шелевая А. В. Обоснование сроков холодильного хранения горбуши низкотемпературного посола // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2012. № 19. С. 35–38.
Благонравова М. В., Шаповалова А. А. Обоснование технологической схемы низкотемпературного посола гольцов // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2012. № 20. С. 41–44
Won Sik An Effect of chilled temperature and salt concentration on shelf life of herring (clupea harengus) // UNU Fisheries Training Programme. P. 48.
Белова М. П., Поддубная Е. Р. Разработка технологии низкотемпературного посола сардины тихоокеанской (иваси) // Балтийский морской форум : материалы XI Международного Балтийского морского форума: в 8 т. Калининград, 2023. С. 35–39.
Фатыхов Ю. А., Бестужев А. С., Балашов О. С., Суслов А. Э. Оценка качества рыбы низкотемпературного способа посола // Инновации в науке, образовании и бизнесе –2012: материалы X Международной научной конференции: в 2 ч. 2012. С. 460–463.
ГОСТ 814-96. Рыба охлажденная. Технические условия. М. : Стандартинформ, 2010. 8 с.
Богданов В. Д., Симдянкин А. А., Назаренко А. В. Исследование теплофизических свойств дальневосточного трепанга при замораживании // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2016. № 4. С. 145–152.
ГОСТ 814-96. Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа. М. : Стандартинформ, 2010. 113 с.

^{Авторы:}

^{А. В. Табакаев – старший научный сотрудник научного управления.}

^{И. А. Сытник – ассистент.}

^{А. А. Симдянкин – старший преподаватель.}

^{Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, Владивосток, Россия}

^{О. В. Табакаева – доктор технических наук, профессор департамента пищевых наук и технологий ШБМ ДВФУ.}

^{Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия}