CC BY
75
УДК 664.951.32
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОДСУШКИ МЕЛКОЙ МОРСКОЙ РЫБЫ ПЕРЕД
ХОЛОДНЫМ КОПЧЕНИЕМ
Д. С. Петров
THE METHOD OF CONTROL OF SMALL SEA FISH PREDRYING BEFORE COLD SMOKING
D.S.Petrov
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого, Институт сельского хозяйства и природных ресурсов НоеГУ, [email protected]
Представлены результаты экспериментальных исследований, целью которых являлось совершенствование процесса холодного копчения мелкой морской рыбы в электростатическом поле: интенсификация стадии подсушки рыбы, снижение энергопотребления процесса, улучшение показателей качества готового продукта холодного копчения. Обоснована необходимость совершенствования процесса холодного копчения мелкой морской рыбы в электростатическом поле. Приведены и обоснованы данные о необходимости увеличения объёма производства рыбной продукции холодного копчения. Показана актуальность и перспективность применения инфракрасного излучения в процессе подсушки рыбы. Представлен способ управления процессом подсушки мелкой морской рыбы перед холодным копчением. Определены рациональные параметры проведения радиационно-конвективной обработки мелкой морской рыбы в процессе подсушки при подготовке её к холодному копчению в электростатическом поле, соблюдение которых позволяет получать рыбу холодного копчения с высокими показателями качества.
Ключевые слова: холодное копчение, мелкая морская рыба, мойва, совершенствование процесса холодного копчения, электростатическое поле, инфракрасное излучение, радиационно-конвективная обработка, показатели качества
The aricle presents the results of experimental researches aimed at the improvement of the process of cold smoking of small sea fish in the electrostatic field: intensification of the stage of fish predrying, energy reduction of the process, improvement of quality indexes of final product of cold smoking. The authors proved the need for the improvement of the process of cold smoking of small sea fish in the electrostatic field. The authors provided and proved data, concerning the need for the increase of cold-smoked fish production. The relevance and prospects of the use of infrared radiation in the process of fish predrying are shown. The authors presented the method of control of small sea fish predrying before cold smoking. The present research defined optimal parameters of the radiative and convective treatment of small sea fish in the process of its predrying during the preparation for the cold smoking in the electrostatic field. These parameters allow to get cold-smoked fish with high quality indexes.
Keywords: cold smoking, small sea fish, capelin, improvement of the process of cold smoking, the electrostatic field, infrared radiation, radiative-convective treatment, quality indexes
Рыба и рыбные продукты чрезвычайно важны для правильного и сбалансированного питания человека, так как в них содержатся жизненно важные вещества : жирорастворимые и водорастворимые витамины, пантотеновая кислота, белок, минеральные соли и микроэлементы (кальций, фосфор, йод, железо) [1].
На мелкую морскую рыбу в структуре российского объёма производства рыбы и рыбопродуктов приходится небольшая доля. Так, например, на киль -ку — всего 1,2%, на прочие виды рыб — 18,3% [2].
Копчёная же рыба, в структуре промышленной переработки рыбы и рыбопродуктов для российского потребительского рынка, составляет лишь 1,4%, что позволяет говорить о возможности, а главное, необ-ходимости увеличения данного показателя [2].
Технологический процесс производства мелкой морской рыбы холодного копчения комплексный
и длительный и состоит из многих операций. К важнейшим операциям, определяющим качество готового продукта, следует отнести подсушку рыбы и собственно копчение [3].
Подсушка в процессе холодного копчения мелкой морской рыбы необходима для лучшего осаждения компонентов дыма и цветообразования. При использовании традиционной технологии подсушку проводят тёплым воздухом температурой от 18 до 24 °С и влажностью от 40 до 60% в течение длительного времени — до 12 часов [3].
З.В .Слапогузова в своих работах отмечает, что роль подсушивания заключается в подготовке рыбы к осаждению коптильных компонентов на её кожный покров. При большом увлажнении поверхностных слоёв рыбы происходит более интенсивное осаждение коптильных компонентов на её кожном покрове, что приводит к его потемнению и появлению горько-
Рис. Принципиальная схема экспериментальной установки: 1 — корпус; 2 — рама металлическая; 3 — отражатель из нержавеющей стали; 4 — излучатель инфракрасный КГТ 220-1000-1; 5 — место («гнездо») для установки металлического прутка с рыбой; 6 — управляющее установкой устройство; 7 — осевой тепловентилятор Electrolux EFH/S-1115; 8 — объект сушки (мойва); 9 — секция сушильной установки; ТЭ-15 (1, 2) — таймер цифровой программируемый; ПКП 63 22/0 — переключатель кулачковый; Testo 425 — термоанемометр цифровой; ТСМ 50 М - термометры сопротивления; ИТР 0110 А — измеритель-регулятор влажности и температуры; РРВ — регулятор расхода воздуха (заслонка); DIGI SM-300 — весы электронные для регистрации изменения массы рыбы в процессе подсушки
ватого, иногда смолистого привкуса. Копчение рыбы с пересушенным кожным покровом приводит к недостаточному осаждению на ней коптильных компонентов, а также может быть причиной низкой скорости обезвоживания рыбы при копчении и избыточного содержания воды в готовой продукции. Таким образом, стадия подсушки в процессе холодного копчения рыбы является определяющей, так как от подсушки рыбы зависят показатели качества готового продукта: влажность, цвет, вкусовые характеристики
[4].
Продолжительность же холодного копчения рыбы, как правило, обусловливается достижением стандартной влажности. Общая продолжительность процесса является суммой двух данных составляющих, каждую из которых рассчитывают отдельно с учётом конкретных условий [3].
Применение электростатического копчения позволяет ускорить процесс холодного копчения рыбы, но, несмотря на положительные стороны электростатического копчения — резкое сокращение времени осаждения дыма на продукт, более экономичное использование древесины, широкого практического применения в промышленности этот способ не получил [5]. Считается, что технология холодного электрокопчения рыбы пока ещё недостаточно разработана. Несмотря на все попытки, при этом способе копчения всё ещё не удаётся избавиться от привкуса сырости, излишнего содержания влаги в копчёной рыбе и добиться устойчивого колера [6].
Цель исследования заключалась в устранении недостатков процесса холодного копчения мелкой морской рыбы в электростатическом поле, исполь-
зуемого в настоящее время, а также разработке способа, позволяющего управлять отдельными стадиями данного процесса. Совершенствование процесса холодного копчения мелкой морской рыбы в электростатическом поле, в свою очередь, заключалось в интенсификации подсушки рыбы, в разработке способа управления данным процессом, позволяющим повысить его эффективность, снижении энергопотребления процесса за счёт применения радиационно-конвективной обработки рыбы на стадии подсушки, а также улучшении показателей качества готового продукта [7].
По данным ряда авторов, наиболее перспективным с точки зрения влияния на качество и минимизации энергозатрат способом воздействия на подсушиваемые продукты, являются инфракрасный и сублимационный типы сушки. Конвективный тип — наиболее распространён, но отрицательно влияет на качество готовой продукции [7, 8].
О положительном эффекте применения инфракрасного излучения в пищевой промышленности сказано многими авторами. Так, по мнению И.А.Рогова, инфракрасное излучение, как в «чистом виде», так и в сочетании с другими способами нагрева, позволяет значительно уменьшить габариты аппаратуры, сократить производственный цикл, механизировать и автоматизировать производство, а также улучшить санитарно-гигиенические условия работы [7].
Исследование, направленное на разработку способа управления процессом подсушки мелкой морской рыбы перед холодным копчением, проводили на экспериментальной установке (см. рис.), которая позволяет производить подсушку рыбы при ком-
бинированном (радиационно-конвективном) энергоподводе.
В эксперименте использовали мелкую морскую рыбу — мойву. Средняя масса одного экземпляра рыбы в исследуемых партиях составляла 0,03 ± 0,005 кг. Длина отдельных экземпляров рыбы составляла 16 ± 1,0 см. Определение длины и массы рыбы производили в соответствии с требованиями ГОСТ 1368-2003 и ГОСТ 7631-2008 [9].
Экспериментальная установка для исследования влияния радиационно-конвективной обработки на подсушку мелкой морской рыбы перед холодным копчением в электростатическом поле (см. рис.) состоит из секции 9, смонтированной на металлической раме 2, включающей отражатели 3 из нержавеющей стали, излучатели инфракрасные галогенные 4 марки КГТ 220-1000-1. Экспериментальная установка включает осевой тепловентилятор 7, прикреплённый к корпусу 1 установки с регулятором расхода воздуха РРВ (заслонкой) и термоанемометром цифровым Testo 425, предназначенным для измерений температуры и скорости потока воздуха, а также его объемного расхода; управляющее устройство 6 с двумя таймерами ТЭ-15 и переключателем кулачковым ПКП 63 22/0; термометры сопротивления ТСМ 50М для измерения температуры внутри подсушиваемого продукта, а также для измерения относительной влажности воздуха и температуры в зоне подсушки (в камере установки); измеритель-регулятор влажности и температуры ИТР 0110 А; весы электронные DIGI SM-300 для регистрации изменения массы подсушиваемой рыбы. Секция 9 экспериментальной установки представляет собой рамку, выполненную из металлического профиля 20 х 20 мм, и условно имеет три зоны для обработки рыбы (в соответствии с количеством инфракрасных излучателей 4). Отражатели 3 из нержавеющей стали предназначены для более эффективного распределения энергии инфракрасных излучателей. Инфракрасные галогенные излучатели 4 КГТ-220-1000 являются высокоэффективным источ-
ником инфракрасного излучения и широко применяются в технологических процессах сушки и нагрева.
Порядок проведения работы и её результаты были представлены ранее в научных статьях и на научных конференциях [9, 10].
В результате ряда проведённых экспериментов были определены основные факторы, влияющие на подсушку мелкой морской рыбы при радиационно-конвективной обработке:
— скорость потока воздуха V, м/с;
— температура потока воздуха ^ °С;
— удельная мощность инфракрасных излучателей E, кВт/м2.
Выбор границ варьирования факторов проводили исходя из технологических ограничений и возможностей технического осуществления процесса подсушки мелкой морской рыбы. Варьирование удельной мощности инфракрасных излучателей E (Вт/м2) достигали посредством снижения мощности излучателей в два раза (см. рис., переключатель кулачковый ПКП 63 22/0). Анализ полученных экспериментальных данных показал, что удельная мощность излучателей должна находиться в диапазоне от 2,2 кВт/м2 до 4,5 кВт/м2. При Е < 2,2 кВт/м2 продолжительность процесса подсушки значительно увеличивается; при Е > 4,5 кВт/м2 происходит быстрая денатурация белка подсушиваемой рыбы.
Варьирование скорости потока воздуха достигали изменением положения регулятора расхода воздуха РРВ (заслонки) (см. рис.). Анализ полученных экспериментальных данных показал, что скорость потока воздуха должна находиться в диапазоне от 0,4 м/с до 1,2 м/с. При V < 0,4 м/с удаление влаги с поверхности продукта происходит недостаточно быстро. Происходит значительное повышение температуры внутри подсушиваемого продукта, вследствие работы инфракрасных излучателей; при V > 1,2 м/с на поверхности подсушиваемого продукта образуется «корочка», препятствующая удалению влаги.
Варьирование температуры потока воздуха
Таблица 1
Оптимальные параметры проведения радиационно-конвективной обработки мелкой морской рыбы в процессе подсушки при подготовке её к холодному копчению в электростатическом поле
Контролируемые параметры Размерность Оптимальные параметры радиационно-конвективной обработки мелкой морской рыбы
Влажность рыбы перед обработкой % 72,43 +0,25
Влажность рыбы после обработки % 62,0 +0,5
Удельная мощность инфракрасных излучателей кВт/м2 от 2,2 до 4,5
Скорость потока воздуха м/с от 0,4 до 1,2
Температура потока воздуха °С от 16 до 24
Продолжительность радиаци-онно-конвективной обработки мин от 46 до 48
Продолжительность холодного копчения в электростатическом поле мин 90
Таблица 2
Показатели качества мойвы холодного копчения [9]
Контролируемые параметры Требования ТУ 9263-018-01605202-06 «Рыба холодного копчения» Описание показателей качества
Органолептические показатели мойвы холодного копчения
Цвет чешуйчатого покрова Цвет от светло-золотистого до тёмно-золотистого у рыб с серебристой окраской чешуи и более тёмный цвет у рыб с другой природной окраской или отсутствием чешуи Цвет чешуйчатого покрова светло-золотистый
Консистенция От нежной, сочной до плотной Консистенция нежная, плотная, не расслаивающаяся
Вкус и запах Свойственные данному виду рыбы с ароматом копчёности, без порочащих запахов и признаков Характерные для данного вида рыбы с ароматом копчёности, без порочащих запахов и признаков
Микробиологические показатели мойвы холодного копчения
КМАФАМ Не более 1 х 104 КОЕ/г 1,5 х 102 КОЕ/г
БГКП В 0,1 г не допускаются Не обнаружено
8!аигеиБ В 1,0 г не допускается Не обнаружено
Патогенные, в том числе сальмонеллы В 25,0 г не допускаются Не обнаружено
У.рагайаешо1иИ-сиБ Не более 10 КОЕ/г Не обнаружено
достигали посредством изменения мощности нагревательных элементов осевого тепловентилятора Е1ес-й"о1их ЕРИ/8-1115. Установлено, что температура потока воздуха должна находиться в диапазоне от 16 °С до 24 °С. При Т < 16 °С происходит снижение интенсивности подсушки рыбы; при Т > 24 °С наблюдается увеличение температуры внутри подсушиваемого продукта, способствующее изменению природной структуры рыбного белка.
В результате математической обработки полученных результатов экспериментальных исследований разработан метод определения режимов обработки мелкой морской рыбы перед холодным копчением в электростатическом поле. Данный метод описывает следующее уравнение регрессии:
У = 0,29 + 0,00218X1 + 0,000049Х2 - 0,00114Х3, где У — влажность рыбы, %; Х1 — удельная мощность излучателей, кВт/м2; Х2 — температура потока воздуха, °С; Х3 — скорость потока воздуха, м/с. По результатам исследований рекомендованы оптимальные параметры проведения радиационно-конвективной обработки мелкой морской рыбы в процессе подсушки при подготовке её к холодному копчению в электростатическом поле, при которых достигаются заданные показатели качества: влажность готового продукта (не более 62%), устойчивый колер (цвет), а также микробиологические показатели, соответствующие требованиям технических условий (табл. 1).
Мойва холодного копчения, изготовленная с
применением радиационно-конвективной обработки на стадии подсушки, должна отвечать требованиям по качеству соответствующих технических условий (ТУ 9263-018-01605202-06 «Рыба холодного копчения») (табл. 2).
Анализ результатов исследования позволяет сделать вывод о том, что радиационно-конвективная обработка мелкой морской рыбы (мойвы) на стадии подсушки рыбы при подготовке её к холодному копчению в соответствии с оптимальными параметрами проведения процесса (табл. 1) позволяет получить готовый продукт, показатели качества которого соответствуют требованиям нормативно-технической документации (табл. 2).
Выводы. В результате проведенных экспериментальных исследований, направленных на разработку способа управления процессом подсушки мелкой морской рыбы перед холодным копчением в электростатическом поле, были получены оптимальные параметры проведения данного процесса. Мелкая морская рыба холодного копчения, изготовленная в соответствии с указанными оптимальными параметрами, отличается высокими показателями качества, соответствующими требованиям нормативно-технической документации.
Плотникова Т.В. Солим и сушим рыбу. Это просто! Ростов н/Д: Феникс, 2006. 157 с.
2. Киселёв В.М., Киселева Т.Ф., Мозжерина И.В. Потребление рыбы в России: методологические аспекты // Пищевая промышленность. 2012. № 1. С. 34-36.
3. Мезенова О.Я., Ким И.Н., Бредихин С.А. Производство копчёных пищевых продуктов. М.: Колос, 2001. 207 с.
4. Слапогузова З.В. Копчение рыбы. М.: Изд-во ВНИРО, 2007. 169 с.
5. Физико-химические и биохимические основы технологии мяса и мясопродуктов: справочник / Под ред. В.М.Горбатова. М.: Пищевая промышленность, 1973. 485 с.
6. Позняковский В.М. и др. Экспертиза рыбы, рыбопродуктов и нерыбных объектов водного промысла. Качество и безопасность: учеб.-справ. пособие. Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005. 311 с.
7. Рогов И.А., Жуков Н.Н. Применение инфракрасного излучения в отраслях пищевой промышленности. М.: ЦНИИТЭИлегпищемаш, 1971. 78 с.
8. Преимущества инфракрасного сушильного оборудования [Электр. ресурс ]. URL: http://www.prosushka.ru/1567-preimushhestva-infrakrasnogo-sushilnogo.html (дата обращения : 18.02.2014).
9. Петров Д.С. Влияние инфракрасной обработки на показатели качества мойвы холодного копчения // Фундаментальные исследования. 2013. Ч. 6. № 11. С. 1132-1135.
10. Петров Д.С., Лаптева Н.Г. Способ повышения эффективности процесса подсушки мелкой морской рыбы // Вестник Новгородского государственного университета. 2014. № 76. С. 48-51.
References
1. Plotnikova T.V. Solim i sushim rybu. Eto prosto! [Let's kipper fish. It's easy!]. Rostov on-Don, Feniks Publ., 2006. 157 p.
2. Kiselev V.M. et al. Potreblenie ryby v Rossii: metodologicheskie aspekty [Consumption of fish in Russia:
methodological aspects]. Pishchevaya promyshlennost', 2012, no. 1, pp. 34-36.
3. Mezenova O.Ya. et al. Proizvodstvo kopchenykh pishchevykh produktov [Smoked food production]. Moscow, Kolos Publ., 2001. 207 p.
4. Slapoguzova Z.V. Kopchenie ryby [Fish smoking]. Moscow, VNIRO Publ., 2007. 169 p.
5. Gorbatov V.M., ed. Fiziko-khimicheskie i biokhimicheskie osnovy tekhnologii myasa i myasoproduktov: spravochnik [Physical and chemical and biochemical basics of meat and meat food technology: reference book]. Moscow, Pishchevaya promyshlennost' Publ., 1973. 485 p.
6. Poznyakovskiy V.M. et al. Ekspertiza ryby, ryboproduktov i nerybnykh ob"ektov vodnogo promysla. Kachestvo i be-zopasnost': ucheb.-sprav. Posobie [Examination of fish, fish products, shellfish and algae in the fish industry. Quality and safety: textbook and reference book], Novosibirsk, NSU Publ., 2005. 311 p.
7. Rogov I.A., Zhukov N.N. Primenenie infrakrasnogo izlu-cheniya v otraslyakh pishchevoy promyshlennosti [The use of infrared radiation in branches of food industry]. Moscow, TsNIITEIlegpishchemash Publ., 1971. 78 p.
8. Preimushchestva infrakrasnogo sushil'nogo oborudovaniya [Advantages of infrared drying equipment]. Available at: http://www.prosushka.ru/1567-preimushhestva-infrakrasnogo-sushilnogo.html (accessed: 18.02.2014).
9. Petrov D.S. Vliyanie infrakrasnoy obrabotki na pokazateli kachestva moyvy kholodnogo kopcheniya [The influence of infrared treatment on quality indexes of cold-smoked capelin], Fundamental'nye issledovaniya, 2013, iss. 6, no. 11, pp. 1132-1135.
10. Petrov D.S., Lapteva N.G. Sposob povysheniya effektivnosti protsessa podsushki melkoy morskoy ryby [The method of improvement of the effectiveness of the process of small sea fishpredrying], Vestnik NovSU, 2014, no. 76, pp. 48-51.
