Различия в размерах банок, объеме наполнителя и типе стерилизационного оборудования влияют на скорость нагрева, температуру и время, необходимые для процесса стерилизации консервов. Таким образом, тщательный расчет и принятие решений с учетом этих факторов имеют решающее значение для определения качества конечного продукта. Таким образом, целью данного исследования было изучение качества консервов из желтоперого тунца в банках определенного размера с использованием 24-литровых банок высокого давления с различным сочетанием времени и температуры, например, стерилизация при температуре 121°C в течение 20 минут и при температуре 115°C в течение 50 минут.
Использовались два типа сред: пальмовое масло и рассол. Исследование теплопроводности и расчет времени стерилизации (значения Fo) были проведены с использованием регистратора данных термопары для обоих методов. Результаты показали, что содержание белка незначительно снизилось с 24,6% (свежий тунец) до 23,57% (консервированный тунец, стерилизованный при температуре 121°C в течение 20 минут) и до 13,31% для консервированного тунца, стерилизованного при температуре 115°C в течение 50 минут. Было получено резкое увеличение содержания жира в консервированном тунце в пальмовом масле (с 0,54% до 10,6%). Исследование термопроницаемости показало, что консервированный тунец в рассоле выдерживается дольше (30,13 минуты), чем тунец в масле (20,09 минуты). Это исследование показывает, что стерилизацию консервированного тунца рекомендуется проводить при температуре 121°C в течение 20 минут с учетом питательной ценности конечного продукта, особенно содержания белка.
Тунец — это рыбный продукт с самым высоким экспортным потенциалом, и Индонезия стала крупнейшей страной-экспортером тунца в Юго-Восточной Азии. В 2011 году объем экспорта тунца составил 142 тонны, что эквивалентно 5 трлн рупий. Провинция Ачех является одним из крупнейших производителей рыбы в Индонезии, и наиболее перспективным видом рыбы в Ачехе является тунец (Thunnus sp.). Термин «тунец» в мире индонезийского рыболовства включает в себя различные виды рыб, особенно группу Thunnus sp. (например, желтоперый, большеглазый, SBT, и альбакор) и тунцеобразные виды, такие как марлин, рыба-парусник и рыба-меч. Тунца-скипджека обычно относят к группе рыб типа «чакаланг».
Термин «коб или тонгкол на индонезийском острове Бахаса» относится к мелкому тунцу, а именно к восточному малому тунцу (Euthynus sp.), тунцу-фрегату и тунцу-пуле (Auxis sp.) и длиннохвостому тунцу (Thunnus tonggol) [1]. Это исследование было разработано на основе того факта, что в провинции Ачех нет пищевой промышленности, которая перерабатывала бы свежую рыбу в рыбные консервы, такие как производство консервированного тунца. Однако в Банда-Ачех уже есть предприятия, производящие необработанную рыбу, например, филе тунца или цельный тунец для экспорта. Большая часть выловленной рыбы отправляется в провинцию Северная Суматра или во многие страны мира.
Консервированный тунец — это один из способов консервирования тунца в банках, которые герметично закрываются и стерилизуются, чтобы тунец не испортился физически и химически, а также не был заражен биологически. Помимо увеличения срока годности, консервирование также направлено на повышение добавленной стоимости тунца по сравнению со свежим тунцом перед консервированием. Консервы должны быть коммерчески стерильными, что означает отсутствие патогенных микроорганизмов, которые могут испортить продукт, и если микроорганизмы выживут, они не будут размножаться и портить консервы при хранении при комнатной температуре.
Технология производства консервов в контейнерах начинается с отбора качественного свежего тунца. После предварительной обработки тунец очищают от жабр, костей, плавников и кожи. Затем мясо тунца (филе) расфасовывают по банкам, герметично упаковывают под вакуумом после отжима и стерилизации [2]. Целью стерилизации консервов является уничтожение как можно большего количества патогенных микроорганизмов, опасных для здоровья, таких как Clostridium botulinum, а также термостойких микроорганизмов, таких как Bacillus stearothermophilus (Геобацилла стеаротермофилус), Bacillus sporothermodurans и C thermosaccharolyticum, которые могут вызывать порчу пищевых продуктов.
Основная проблема, которая часто возникает в процессе консервирования, — это безопасность и качество продуктов. Пищевая ценность продуктов с высоким содержанием белка, таких как рыба (рН > 4,5), может быть снижена после консервирования [3]. Изменение пищевой ценности после консервирования может быть вызвано неправильным сочетанием температуры и времени при стерилизации. Стерилизация при высокой температуре (± 121°C) в течение длительного времени в процессе консервирования может привести к денатурации белка[4]. Кроме того, рыбные консервы могут быть загрязнены микробиологическими токсинами, выделяющимися при нагревании. Другой микробиологической опасностью является загрязнение гистамином (скром-боидными токсинами) и токсинами водорослей, которые также устойчивы к нагреванию [5].
Сочетание температуры и времени приготовления в значительной степени влияет на конечное качество консервированного тунца. Необходимо правильно рассчитать время и температурный режим процесса стерилизации, чтобы продукт соответствовал критериям безопасности пищевых продуктов, а возможное снижение качества и питательной ценности было сведено к минимуму. Кроме того, тип используемой среды также может влиять на процесс термообработки и качество получаемых рыбных консервов.
Приведенные в литературе рекомендации по сочетанию температуры и времени стерилизации консервированного тунца не могут применяться непосредственно из-за различий в нескольких важных факторах, таких как тип тунца, размеры банок, объем банок, вес тунца, средний объем, оборудование для стерилизации и используемый метод. Добавляемая в процессе консервирования среда служит проводником тепла, консервантом и повышает степень кислотности. Среда также придает вкус конечному продукту. [6] мы исследовали влияние добавляемой среды на проникновение тепла в консервированный тунец. В качестве наполнителя использовались рассол, томатный соус, карри и арахисовое масло. Они пришли к выводу, что на проникновение тепла сильно влияет тип наполнителя, используемого в процессе консервирования.
Быстрее всего разогревается тунец в солевом растворе (рассоле), за которым следуют карри, томатный соус и растительное масло [6]. Исследования в области рыбных консервов проводились интенсивно, однако существующие литературные источники не могут быть использованы непосредственно в качестве общих рекомендаций, если важные параметры отличаются. Эти критические параметры включают размер банки, количество начинки, конечный объем продукта, типы среды и типы стерилизационного оборудования.
Все эти факторы определяют эффективность стерилизации (Fo), общее время обработки и профиль теплопередачи в продукте. Таким образом, целью данного исследования было изучение влияния сочетания температуры и времени на процесс стерилизации консервированного тунца. Также были изучены различные типы среды, и обе переменные влияли на качество консервированного тунца. Качество продукта определялось с помощью химического анализа на пищевую ценность. Также сравнивались пищевые характеристики консервированного, предварительно приготовленного и свежего тунца.
Обработка и приготовление свежего тунца
Желтоперый тунец весом 48 кг (Thunnus albacares) был приобретен в океанском рыболовецком порту Лампуло-Бару, Банда-Ачех. Средний тунец, пальмовое масло и соль были приобретены в местном супермаркете в Банда-Ачехе. Все химикаты для анализа были аналитического качества. В данном исследовании использовалась вода двойной дистилляции. После тщательного визуального осмотра на свежесть тунец целиком был промыт проточной водой и немедленно очищен от головы, жабр, плавников, костей и кожи. Затем мясо тунца (филе) нарезали на кусочки весом 1-1,5 кг и сразу же поместили в чистый пластиковый пакет, не промывая водой. Затем свежее филе тунца хранили в морозильной камере при температуре -20°C до начала процесса консервирования.
Подготовка к приготовлению, отжим и закатка консервов
Замороженное филе размораживали до тех пор, пока лед не растает, и промывали проточной водой. Филе нарезали кусочками, затем готовили на пару (предварительно разогревая) при температуре ±80°с в течение 15 минут. Предварительно приготовленный тунец охладили при комнатной температуре. Мясо тунца очистили от черной мякоти и мелких шипов и нарезали кусочками и пластинками толщиной ±2 см. Кусочки и хлопья (± 80 г) аккуратно разложили по банкам. Предварительно банки предварительно вымыли теплой водой с мылом и тщательно прополоскали. В банки, в которые было помещено рыбное мясо, были добавлены питательные вещества (по 80 мл), то есть пальмовое масло и 5%-ный раствор соли (рассол). Среду предварительно разогревали до температуры ±70°c. Общий вес тунца и среды составлял ±160 г в каждой банке. Кроме того, банки были полностью заполнены. Для этого банки помещали на горячую водяную баню (пароварку). Время и температура, использованные для вытяжки, составляли ±80°C в течение 10 минут. Этот процесс был направлен на то, чтобы удалить из банок как можно больше кислорода и создать внутри них вакуум. Процесс закатки производился с помощью устройства для закатки банок semitro.
Процессы стерилизации, охлаждения и созревания
Консервированный тунец стерилизовали в баночке высокого давления (All American 925, вместимость 24 л). Время и температура стерилизации соответствовали ±121°C в течение 20 минут и ±115°C в течение 50 минут. После завершения стерилизации банки выгружали и охлаждали, выдерживая на водяной бане. Процесс охлаждения должен производиться осторожно и как можно быстрее. Охлаждение было необходимо для уменьшения времени варки или переработки, которые приводят к переварению мяса тунца, и для предотвращения повторного загрязнения после стерилизации [7]. Кроме того, охлаждение также оказало свое влияние, оказав стрессовое воздействие на бактерии, которые все еще оставались живыми. Наконец, была проведена оценка степени созревания, чтобы определить совершенство процессов консервирования и стерилизации. Для выдержки банки ставили вверх дном при комнатной температуре и регулярно проверяли герметичность банок. Выдержка продолжалась не менее 5-7 дней.
Процесс тепловой регистрации для расчета Fo
Для измерения термической проницаемости консервированного тунца во время стерилизации были измерены две температуры, т.е. температура внутри консервной банки под давлением (реторты) и температура сердцевины продукта (внутри консервированного тунца). Измерения проводились с помощью термопарного узла Ellab со встроенным регистратором (TSP Micro, Ellab, Дания). Для измерения температуры в реторте термопара была установлена непосредственно над уровнем воды в нижней части реторты. Температуру основного продукта измеряли, помещая термопару внутрь банки перед закатыванием. Эта термопара была установлена в середине банки, направленной вверх, к геометрическому центру, и удерживалась при помощи фарширования мясом тунца (кусочками и хлопьями).
Это было сделано для измерения температуры продукта при самой низкой температуре нагрева (SHP). Термопара была вставлена между кусками тунца перед началом процесса отжима. Таким образом, термопары начали регистрировать температуру продукта в реторте непосредственно перед процессом отжима, пока не закончилась стерилизация и не завершился процесс охлаждения. Когда банки достаточно остыли, термопары были сняты. Зарегистрированные температуры были преобразованы в данные с помощью стыковочной системы (Pro Multi Reader, Ellab, Дания) и прикладного программного обеспечения (ValSuite Pro, Ellab). Полученные данные представляют собой данные о летальности, которые автоматически рассчитываются в Fo с помощью программного обеспечения.
Качество свежего и предварительно приготовленного тунца: точный анализ и содержание витамина А (ретинола)
Краткий анализ свежего и предварительно приготовленного тунца представлен в таблице 1. Содержание влаги в свежем тунце составило 69,4%. Этот результат был ниже, чем в исследовании, проведенном [8], в котором измерялось содержание воды в свежем желтопером тунце, которое составило 72,67%. Содержание белка в свежем тунце составило 24,6%, что было немного выше (23,33%), чем у полученного Моханом продукта et.al. [8]. Однако это значение было значительно выше, чем у результата Ксавье et.al. [6], что составило всего 20,86%. Сезонные изменения могут влиять на содержание белка в рыбе. Считается, что этот вид тунца является источником высококачественного белка для человека.
Тунец содержит большее количество белка по сравнению с другими морепродуктами, которые можно употреблять в пищу [9]. При сравнении результатов предварительного анализа между свежим и предварительно приготовленным тунцом были получены два интересных результата, а именно увеличение содержания белка и жира. Анализ показал, что в предварительно приготовленном тунце содержится 30,5% белка, по сравнению с 24,6% в свежем тунце. Содержание жира также было выше и составило 1,91% по сравнению со всего лишь 0,54% в свежем тунце. Эти различия могут быть вызваны снижением содержания влаги/воды в процессе предварительного приготовления. Вода выпарилась из-за приготовления на пару при температуре 80°C в течение 15 минут. Таким образом, содержание белков и жиров было увеличено, а содержание углеводов, соответственно, уменьшено.
Содержание воды
Средняя влажность консервированного тунца составила 66,27%. На рисунке 1 показан статистический анализ полученных данных. Как видно, наименьшее содержание воды было получено в консервированном тунце, стерилизованном при температуре 121°C в течение 20 минут с использованием пальмового масла в качестве наполнителя. Однако содержание воды при других обработках (S1M1, S2M1 и S2M2) статистически не отличалось друг от друга.
Содержание воды в тунце, как правило, снижается после проведения процесса подогрева, с 69,40% в свежем тунце (таблица 1) до 66,27% (в среднем) в консервированном тунце, за исключением S1M1. Это может быть вызвано процессом нагревания, который происходит во время предварительной варки, отжима и стерилизации. В процессе тепловой обработки рыба теряет содержание воды в пределах 5-13%. Это согласуется с исследованиями Мохана et.al (2015), в котором подчеркивалось, что в процессе предварительной варки было отмечено снижение содержания воды на 5%, а в процессе стерилизации — примерно на 11-13%. Мохан и др. [8] также показали, что в процессе стерилизации в различных масляных средах содержание воды в свежем тунце, составляющее 72,6%, снижается до 59-61%.
В процессе предварительной обработки содержание воды может быть снижено до 60-65%. Это вызвано выделением воды, связанной с мышечной тканью. Количество воды в тунце, который предварительно готовится, зависит от продолжительности процесса приготовления. Чем выше температура стерилизации, тем больше уменьшается содержание воды [12]. Исследование также показало снижение содержания воды, вызванное процессами нагревания, такими как жарка и варка. Чем больше и дольше нагревается пища, тем меньше содержание воды в достаточном количестве.
Это зависит от типа пищи, используемой температуры и продолжительности процесса нагревания [13]. Хотя содержание воды в консервированном тунце в основном уменьшилось, при обработке S1M1 содержание воды в тунце увеличилось. Однако увеличение содержания воды в консервах S1M1, S2M1 и S2M2 было статистически незначимым. Считается, что увеличение содержания воды в консервированном тунце вызвано добавлением среды в виде солевого раствора (рассола), благодаря чему соль проникает в мясо рыбы и поглощает воду. Как правило, пищевые ингредиенты как до, так и после обработки обладают гигроскопическими свойствами, которые заключаются в способности поглощать воду вокруг себя [14]. Соль является одним из гигроскопичных веществ.
Содержание минералов
Пищевые продукты содержат органические и неорганические соединения, называемые минералами или золой. Содержание золы — это остаточные неорганические вещества, образующиеся в результате сжигания органических материалов. Определение содержания золы зависит от содержания минералов в пищевом ингредиенте и чистоты получаемого материала. Чем больше неорганических ингредиентов содержится в пищевом продукте, тем выше значение содержания золы. Результаты анализа содержания золы в консервированном тунце варьировались от 1,30% до 2,50% при среднем значении 2,03%.
В этом исследовании среднее содержание золы в консервированном тунце увеличилось по сравнению с содержанием золы в свежем тунце. Это соответствует исследованию Мохана et.al. [8] где содержание золы в консервированном тунце (3,46 — 3,52%) выше, чем в свежем тунце (2,62%). Из рисунка 2 видно, что содержание золы в тунце в рассоле выше, чем в тунце в пальмовом масле. Это увеличение можно объяснить добавлением соли в рыбные консервы в качестве наполнителя. В сравнительном исследовании рыбных консервов оценивалось использование рассола в качестве наполнителя при предварительной варке рыбы путем отваривания с использованием другого способа предварительной варки на пару. Известно, что рыбные мышцы, контактирующие с рассолом, могут повышать содержание золы в конечном продукте. Рыбные консервы, особенно те, в которых в качестве наполнителя используется солевой раствор, повышают содержание золы в результате поглощения соли из рассола[15].
Содержание жира
Результаты дисперсионного анализа показали, что методы стерилизации не оказали существенного влияния на содержание жира в консервированном тунце (P 0,05). Однако тип среды оказывает существенное влияние (P 0,01) на содержание жира в консервированном тунце (рисунок 3). Как видно из рис. 3, содержание жира в тунце в пальмовом масле было невероятно выше, чем в тунце в рассоле.
Высокое содержание жира в тунце в пальмовом масле, очевидно, связано с добавлением пальмового масла в качестве добавки при консервировании. Бахурмиз et.al. [15], которая проводила исследование питательных и вкусовых характеристик местного консервированного тунца в Хадхамуте, Йемен, также подтвердила аналогичные результаты. Консервированный тунец после добавления масляной смеси имеет более высокое содержание жира, чем свежий тунец.
Расчет значения Fo
По данным ООН-ФАО, эффективность термического процесса может быть измерена с помощью физических или микробиологических методов. В данном исследовании использовался физический метод, при котором измерялись изменения температуры в процессе термического процесса при самой низкой температуре нагрева (SHP) продукта. Результаты связаны со скоростью термического разрушения при эталонной температуре [21]. Это значение является стандартным параметром, используемым для определения успешности термической обработки. Значение термического процесса в данном исследовании определяется с помощью физического метода, который использует изменения температуры во время термического процесса при самой низкой температуре нагрева (SHP) измеряемого продукта.
Результаты относятся к скорости термического разрушения при контрольной температуре [21]. Если температура продукта достигала 121,1 °C, то значение было одинаковым со временем в минутах. Результаты исследования термообработки показали, что консервированный тунец в рассоле выдерживается дольше (30,13 минуты), чем тунец в масле (20,09 минуты). Это означает, что степень теплопродукции у тунца в рассоле была выше, чем у тунца в пальмовом масле. Это согласуется с нашими предыдущими результатами [22]. Тунец в рассоле показал лучшую теплопродукцию, чем тунец в масле, поскольку солевой раствор быстрее достигал температуры выдержки, чем масло. Как следствие, ожидается, что тунец в рассоле будет содержать меньшее количество спор бактерий, вызывающих порчу (если они все еще существуют), по сравнению с банками с тунцом в пальмовом масле.
Кроме того, эти значения Fo были выше, чем требуемый стандарт, указанный в документе ФАО. По требованию ФАО, время приготовления ботулинического продукта должно составлять не менее 2,8 минут, в то время как для предотвращения термофильной порчи из-за C thermosaccharolyticum требуется время приготовления не менее 16 минут. Теоретически, все производители консервов ожидают, что все микроорганизмы и их споры будут уничтожены во время консервирования. Однако нет гарантии, что это произойдет полностью. Именно поэтому в некоторых странах и в Индонезии действительно произошли вспышки. Если споры все еще присутствуют в небольшом количестве, это допустимо до тех пор, пока они не способны размножаться и портить консервированный продукт. Поэтому необходимо провести тест на хранение при комнатной температуре, чтобы подтвердить наличие потенциальной микробиологической угрозы и убедиться в том, что процесс стерилизации является достаточным и успешным.
Вывод
Процесс консервирования, проведенный в рамках данного исследования, соответствует стандартам, перечисленным в документе Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ООН-ФАО, 1988). Весь процесс консервирования занимает около 3 часов, начиная с предварительной варки, заливки, отжима, расфасовки по формам и охлаждения. Весь процесс стерилизации занимает 2 часа. Условия стерилизации: 20 минут при температуре 121°C и 50 минут при температуре 115°C. Расчет летальности продукта подтверждает, что полученное значение Fo составляет 30,13 минуты для тунца в рассоле и 20,09 минуты для тунца в масле. Анализ пищевой ценности показал снижение содержания белка в консервированном тунце по сравнению со свежим тунцом. Консервированный тунец, стерилизованный при температуре 121°c в течение 20 минут, имеет более высокое содержание белка (в среднем > 22%) по сравнению с тунцом, стерилизованным при температуре 115°c в течение 50 минут (12-14%). Более длительное время стерилизации может значительно снизить содержание белка. Содержание жира в свежем тунце значительно увеличилось — с 0,54% до 10,6% в консервированном тунце в масле, но снизилось до 0,30% в консервированном тунце в рассоле. Следует подчеркнуть, что произведенные консервы из тунца соответствуют стандартам SNI для рыбных консервов.
