При приготовлении блюд, как правило, используют различные продукты, обеспечивающие сбалансированный состав готовой продукции по жирам, белкам, углеводам, макро- и микроэлементам. В кулинарии распространено сочетание риса, овощного сырья: лука и моркови, а также гидробионтов: рыбы, кальмаров, которое позволяет получить блюдо с высокими потребительскими свойствами.
Цель исследования – научное обоснование и совершенствование технологии тепловой обработки поликомпонентных пищевых систем и получение полуфабрикатов высокой степени кулинарной готовности с гарантированным уровнем пищевой, биологической ценности и пролонгированным сроком хранения.
Материалы и методы исследования
С целью определения оптимальных режимных параметров технологического процесса термовлажностной обработки кулинарной продукции с предварительной вакуумной упаковкой необходимо комплексное исследование каждого отдельного компонента блюда. На основании полученных данных возможно прогнозирование соотношений компонентного состава блюда, что обеспечивает рациональное энергопотребление, минимизацию технологических потерь массы, а также достижение высоких качественных показателей кулинарной продукции и увеличение срока хранения.
В качестве объектов исследований были выбраны следующие рецептурные компоненты: лук (нарезка кубиком 0,5×0,5 см), морковь (нарезка соломкой 1,5×0,2×0,2 см), рис длиннозерный шлифованный, а также кальмар и карп (филе с кожей без костей, нарезка порционными кусочками массой 40 г).
Экспериментальные исследования процесса термовлажностной обработки проводили в условиях конвективного теплообмена с увлажнением теплоносителя от 0 до 100 %, в условиях регулирования температуры теплоносителя в рабочей камере аппарата в диапазоне температур 333…373 К. Исследуемые образцы подвергались предварительной упаковке в вакуумные полимерные пакеты с последующей тепловой кулинарной обработкой. Упаковка производилась с помощью вакуумно-упаковочной машины Besser vacuum, серии FAVORIT, с конечным давлением 200 Па, при толщине полиэтиленовой пленки 140 мкм.
В образцах продукта в процессе термовлажностной обработки контролировали степень кулинарной готовности с интервалом в 30 с до достижения постоянной массы образцов при одновременном выделении ими постоянного количества сока. В качестве контроля исследовали образцы, обработанные при тех же температурных режимах без упаковки, а также образцы, сваренные традиционным способом.
Результаты исследования и их обсуждение
Анализ экспериментальных данных показал, что технологические потери упакованных образцов исследуемых пищевых продуктов имеют меньшие численные значения по сравнению с неупакованными образцами: для образцов кальмара – 12,5…24,5; 21,0…29,5 %; для образцов карпа – 9,5…20,0; 16,0…26,5 %; для образцов лука – 11,5…26,0; 16,5…29,5 %; для образцов моркови 6,5…19,0; 11,5…24,0 % – соответственно в исследуемом диапазоне температур 333…373 К [1, 2, 3]. Графические зависимости изменения массы упакованных образцов кальмара от продолжительности тепловой кулинарной обработки представлены на рис. 1. Аналогичные зависимости были получены для исследуемых образцов карпа, лука и моркови.
а 
б
Рис. 1. Зависимость изменения массы упакованных образцов кальмара от продолжительности тепловой кулинарной обработки (при различных температурах): а – упакованные образцы; б – неупакованные образцы; 1 – 333 К; 2 – 343 К; 3 – 353 К; 4 – 363 К; 5 – 373 К; 6 – обработка традиционным способом
При определении оптимальных режимов термовлажностной обработки сырья с предварительной вакуумной упаковкой одним из объектов исследования являлся рис длиннозерный шлифованный. Известно, что предварительная гидратация риса обеспечивает сокращение времени на последующую термическую обработку. В связи с этим исследуемые образцы подвергались предварительной гидратации и упаковке в вакуумные полимерные пакеты с последующей тепловой кулинарной обработкой [4].
Установлено, что температура предварительной гидратации оказывает существенное влияние на продолжительность процесса тепловой обработки (рис. 2). Так, при увеличении температуры предварительной гидратации образцов риса от 323 до 373 К наблюдается сокращение продолжительности тепловой обработки в 2,2…2,5 раза для диапазона температур 353…373 К.
Рис. 2. Зависимость продолжительности процесса тепловой кулинарной обработки образцов риса от температуры предварительной гидратации при температурах обработки: 1 – 353 К; 2 – 358 К; 3 – 363 К; 4 – 368 К, 5 – 373 К
В процессе исследований определяли количество влаги, необходимое для достижения требуемой консистенции компонентов смеси, увеличения выхода готовых изделий, при обеспечении максимальных сроков хранения, которые, как известно, в значительной степени определяются количеством свободной влаги в пищевом объекте.
В качестве объектов исследования рассматривались рисо-овощные смеси с гидробионтами со следующими соотношениями составляющих компонентов: для рисо-овощной смеси с кальмаром: рис гидратированный – 58 %, лук – 12 %, кальмар – 30 %; для рисо-овощной смеси с карпом: рис гидратированный – 60 %, морковь – 6 %, лук – 9 %, рыба – 25 %.
Процесс термовлажностной обработки компонентов блюда проводили в диапазоне температур 333–373 К, с предварительной вакуумной упаковкой в полимерную пленку, влагосодержание теплоносителя поддерживалось равным 100 %.
Изменение состояния влаги в продукте оказывает определенное влияние на физико-химические и органолептические показатели изделий. В связи с этим целью исследований являлось определение влияния режимов данной технологии на изменение форм связи влаги в объектах исследования. Количество влаги изменяли в диапазоне от 0 (контроль) до 15,0 % по массе.
В обработанных экспериментальных образцах изучали динамику изменения влажности на влагомере FD – 610 «KETT» (Япония) с интервалом 2 мин. Количественные и качественные изменения форм связи влаги анализировали на основании полученных графических зависимостей обезвоживания и скорости обезвоживания образцов блюд с кальмаром (рис. 3, 4) и карпом (аналогичные зависимости).
Исходя из анализа представленных зависимостей, следует, что продолжительность процесса обезвоживания рисо-овощных смесей с гидробионтами возрастает при добавлении воды и составляет: для рисо-овощной смеси с кальмаром: 135 (при 373 К) – 145 мин (при 333 К) и 142–145 (при 373 К) – 153–157 мин (при 333 К); для рисо-овощной смеси с карпом: 130 (при 373 К) – 140 мин (при 333 К) и 135–138 (при 373 К) – 147–150 мин (при 333 К).
При анализе графических зависимостей скорости обезвоживания (рис. 4) было выявлено, что температура термо-влажностной обработки рисо-овощных смесей с гидробионтами, а также количество вносимой воды оказывают существенное влияние на переход свободной влаги в связанное состояние. Скорость обезвоживания меняется в следующих диапазонах: для рисо-овощной смеси с кальмаром: от 0,90 до 1,22 г/мин (333; 373 К) – для образцов блюд, приготовленных без добавления воды; от 0,95 до 1,53 г/мин (333; 373 К) – для образцов блюд, приготовленных с добавлением воды в различных пропорциях; для рисо-овощной смеси с карпом: от 0,84 до 1,16 г/мин (333; 373 К) – для образцов блюд, приготовленных без добавления воды; от 0,86 до 1,39 г/мин (333; 373 К) – для образцов блюд, приготовленных с добавлением воды в различных пропорциях.
Исходя из анализа влияния количества вносимой воды на соотношение свободной и связанной влаги в образцах по сравнению с контролем, установлено, что для рисо-овощной смеси с кальмаром добавление воды в количестве, превышающем 12,0 % от общей массы блюда, приводит к увеличению массовой доли свободной влаги. Для рисо-овощной смеси с карпом внесение дополнительного количества воды не рекомендуется, поскольку внесение воды даже в количестве 5,0 % от общей массы блюда приводит к увеличению массовой доли свободной влаги.
Также следует отметить, что дальнейшее увеличение количества воды в рецептуре перед термической обработкой ведет к снижению органолептических показателей и сокращению продолжительности срока хранения рисо-овощных смесей с гидробионтами.
a 
б
в
Рис. 3. Графические зависимости обезвоживания исследуемых образцов рисо-овощных смесей с кальмаром: а – без добавления воды; б – с добавлением воды (12,5 %); в – с добавлением воды (15,0 %)) обработанных при различных температурных режимах: 1 – 333 К, 2 – 373 К
a 
б
в
Рис. 4. Графические зависимости скорости обезвоживания исследуемых образцов рисо-овощных смесей с кальмаром: а – без добавления воды; б – с добавлением воды (12,5 %); в – с добавлением воды (15,0 %)) обработанных при различных температурных режимах: 1 – 333 К; 2 – 373 К
На основании полученных данных скорректировано соотношение рецептурных компонентов для рисо-овощной смеси с кальмаром, которое составляет: рис гидратированный – 54,0 %, лук – 11,0 %, кальмар – 27,0 %, вода – 8,0 %. Для рисо-овощной смеси с карпом соотношение рецептурных компонентов осталось неизменным.
На основании проведенных исследований по термо-влажностной обработке компонентов данных смесей было установлено, что процесс тепловой обработки блюд необходимо проводить в диапазоне температур 363–368 К, с предварительной вакуумной упаковкой в полимерную пленку и влагосодержанием теплоносителя равным 100 %. В образцах продукта контролировали степень кулинарной готовности, которая определялась достижением требуемой консистенции готового продукта.
Продолжительность тепловой кулинарной обработки до достижения степени кулинарной готовности составила: для рисо-овощной смеси с кальмаром – 9 мин, а для рисо-овощной смеси с карпом – 11 мин.
В исследуемых комбинированных продуктах определяли массовую долю белка, жира, углеводов, витаминов, микроэлементов, аминокислотный состав, коэффициент различия аминокислот, биологическую ценность, кислотное и перекисное числа. Для определения преимуществ разрабатываемого способа кулинарной обработки в качестве контрольного образца исследовали смесь аналогичного состава, подвергнутую тепловой обработке паром без предварительного упаковывания при температуре 368 К.
Можно отметить, что численные значения исследуемых показателей достигают наибольших значений в упакованных образцах рисо-овощных смесей, обработанных при низкотемпературных режимах тепловой обработки. Так, данные смеси обладают повышенным содержанием витаминов (на 25 %), микроэлементов (на 15 %), белка и жира (на 10 %).
В ходе исследований в рисо-овощных смесях с гидробионтами изучали изменение органолептических показателей микробиологической безопасности в процессе хранения при температурах: 276 ± 0,1 и 298 ± 0,1 К.
Установлено, что для исследуемых рисо-овощных смесей с гидробионтами время достижения критических значений количества aerobic и facultative anaerobic microorganisms, опасных для здоровья потребителя (5⋅104 colony-forming unit (CFU/g) зависит от температурных режимов хранения. Так, для образцов, температура хранения которых составляла Т = 298 ± 0,1 К, время достижения критических значений количества aerobic и facultative anaerobic microorganisms в два раза меньше, чем для образцов с температурой хранения Т = 276 ± 0,1 К, т.е. соответственно 7 и 15 суток. В контрольных образцах период достижения критических значений aerobic и facultative anaerobic microorganisms, составил 24 и 48 часов при температурах хранения Т = 298 ± 0,1 и Т = 276 ± 0,1 К соответственно. В течение исследуемых сроков хранения в экспериментальных образцах не были обнаружены: Escherihia coli, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens и Listeria monocytogenes.
Выводы
Анализируя полученные экспериментальные данные, можно заключить, что применение низкотемпературной тепловой кулинарной обработки пищевых продуктов с предварительной вакуумной упаковкой позволяет в готовых пищевых продуктах увеличить показатели биологической ценности на 10–15 %, дополнительно сохранить 20–25 % витаминов, 10–15 % минеральных веществ, а также обеспечить сохранение показателей безопасности на требуемом уровне без специального охлаждения продукта 6–7 суток, в результате чего данный продукт может быть рекомендован для специального питания (туризм, экспедиции, чрезвычайные ситуации и т.д.).
Рецензенты:
Кретов И.Т., д.т.н., профессор кафедры машин и аппаратов пищевых производств, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронеж;
Попов В.М., д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники, теплотехники и гидравлики, ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия», г. Воронеж.
Работа поступила в редакцию 15.08.2013.