СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РЫБЫ ГОРЯЧЕГО КОПЧЕНИЯ
METHOD FOR PRODUCTION OF HOT-SMOKED FISH

Изобретение относится к рыбоперерабатывающей промышленности, а именно, к технологии горячего копчения рыбы и может быть использовано при производстве копченой рыбы.
7
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является способ приготовления рыбы горячего копчения (Пат. №2320180, МПК А23В 4/044. №2006131102/13. Заявл. 29.08.2006, опубл. 27.03.2008, Б.И. №9), включающий двухстадийную обработку рыбы: подсушку и проварку предварительно подготовленной рыбы осуществляют перегретым паром с температурой 383…443 К и скоростью 0,1…0,5 м/с в течение 25…45 мин и копчение коптильным дымом с температурой 373…403 К до достижения температуры в центре тела рыбы 346…348 К.
Недостатками известного способа являются:
- большие энергетические затраты вследствие низкой интенсивности диффузии компонентов коптильного дыма в толщу тела рыбы;
- невысокое качество готовой продукции из-за неравномерности распределения компонентов коптильного дыма по толщине рыбы;
- низкая производительность, обусловленная значительной продолжительностью процесса: 30…110 мин.
Технической задачей изобретения является снижение энергозатрат вследствие использования импульсной ультразвуковой обработки, позволяющей существенно интенсифицировать процесс диффузии компонентов коптильного дыма в толщу тела рыбы, повышение качества готовой рыбной продукции за счет достижения более равномерного распределения компонентов коптильного дыма по толщине рыбы, повышение производительности из-за существенного сокращения продолжительности процесса горячего копчения.
Поставленная задача достигается тем, что в способе приготовления рыбы горячего копчения, включающим двухстадийную обработку рыбы: подсушку и проварку рыбы перегретым паром с температурой 383…443 К и скоростью 0,1…0,5 м/с в течение 25…45 мин и копчение коптильным дымом с температурой 373…403 К до достижения температуры в центре тела рыбы 346…348 К, новым является то, что при копчении рыбы коптильным дымом ее одновременно подвергают импульсной обработке ультразвуковыми волнами с длиной 300 нм в течение 6…8 секунд с интервалом обработки 5 мин при движении рыбы по траектории, параллельной направлению распространения ультразвуковой волны.
обр
обр
обр
интер
интер
обр
обр
обр
интер
интер
интер
На фиг.1 приведена зависимость продолжительности процесса горячего копчения леща от длины ультразвуковой волны при различной продолжительности импульсов ультразвуковой обработки: 1-τ=4 с; 2-τ=6 с; 3-τ=10 с; при продолжительности интервала между ультразвуковой обработкой τ=5 мин; на фиг.2 - зависимость температуры леща от времени процесса горячего копчения при следующих режимных параметрах: длина ультразвуковой волны λ=300 нм; продолжительность интервала между ультразвуковой обработкой τ=5 мин; продолжительность ультразвуковой обработки: 1-τ=10 с; 2-τ=6 с; 3-τ=4 с; на фиг.3 - зависимость температуры леща от времени процесса горячего копчения при следующих режимных параметрах: продолжительность интервала между ультразвуковой обработкой: 1-τ=3 мин; 2-τ=5 мин; 3-τ=10 мин; при продолжительности ультразвуковой обработки
обр
обр
интер
обр
интер
τ=6 с; длина ультразвуковой волны λ=300 нм; на фиг.4 - фото леща горячего копчения, обработанного при следующих параметрах: длина ультразвуковой волны λ=300 нм; продолжительность ультразвуковой обработки τ=6 с; продолжительность интервала между ультразвуковой обработкой τ=5 мин; на фиг.5 - фото леща горячего копчения, обработанного при следующих параметрах: длина ультразвуковой волны λ=300 нм; продолжительность ультразвуковой обработки τ=12 с; продолжительность интервала между ультразвуковой обработкой τ=5 мин.
На горячее копчение направляют охлажденную или мороженую рыбу, Для производства рыбы горячего копчения используют палтус, камбалу, морской окунь, скумбрию (содержание жира 4…25%), из нежирных видов треску, пикшу, сайду, минтай, путассу, навагу, пресноводный налим и др.
Способ приготовления рыбы горячего копчения осуществляется следующим образом. Способ приготовления рыбы горячего копчения включает следующие технологические операции: размораживание, сортирование, мойка, разделка, мойка, посол, ополаскивание, обвязка (прошивка или наколка), подсушка, проварка, копчение, охлаждение, сортировка, упаковка в тару.
Крупную рыбу (семейства осетровых, тресковых, лососевых) размораживают на стеллажах на воздухе при температуре 15…20°С в течение 20…30 ч, остальные виды рыб размораживают в ваннах в воде погружением или орошением при температуре не более 15°С в течение 2…6 ч в зависимости от величины рыб. Размороженную или охлажденную рыбу моют водой температурой не более 15°С для удаления слизи и других загрязнений. При обработке некрупной рыбы размораживание совмещают с посолом: при этом мороженую рыбу помещают в насыщенный раствор поваренной соли с температурой 20…24°С. Перед направлением на разделку или посол рыбу сортируют по размерам и качеству, отделяя нестандартные образцы. Мелкую рыбу коптят в неразделанном виде, крупную - разделывают различными способами в соответствии с требованиями ГОСТ. Сига, жереха, муксуна предварительно очищают от чешуи, осетра, севрюгу и морского окуня коптят без головы, сома в виде кусков длиной 0,25…0,30 м. Рыбу длиной более 0,40 м (судак, треска, сиг, осетр и др.) разделывают на куски. Куски массой более 0,8 кг разрезают вдоль позвоночника. Затем разделанную рыбу моют для удаления остатков внутренностей, крови и других загрязнений.
3
Далее рыбу солят до содержания соли в мышечных тканях 1,8…2,0% сухой солью или в соляном растворе (тузлучный посол). Сухим способом, равномерно пересыпая по рядам поваренной солью в количестве 7…15% массы рыбы, солят рыбу семейства осетровых, лососевых, тресковых, палтусовых. Крупную рыбу натирают солью снаружи, со стороны брюшной полости и разрезов, укладывают в ванны спинкой вниз и пересыпают солью. Расход соли - 7…15% от массы рыбы. Продолжительность сухого посола 1…12 ч для неразделанной рыбы средних и крупных размеров, причем рыбу из семейства тресковых выдерживают в посоле 3…5 ч, а осетровых - 6…12 ч. Остальные виды рыб солят тузлучным посолом в насыщенном растворе поваренной соли (плотность 1,18…1,20 кг/м) при соотношении рыбы и раствора 1:2 от 10 мин до 6 ч в зависимости от вида, размера рыбы и способа ее разделки. После посола рыбу промывают пресной водой и передают на обвязку. Смешанным посолом солят крупную жирную рыбу с чешуей (леща). Для этого рыбу пересыпают по рядам сухой солью, а затем заливают солевым раствором, как при мокром посоле. На всем протяжении посола поддерживают температуру не выше 15°С. Расход соли - 7…15%. от массы рыбы. Рыбу из семейства тресковых выдерживают в посоле 3…5 ч, а осетровых - 6…12 ч. Остальные виды рыб солят в соляном растворе плотностью 1,18…1,2.0 кг/м при соотношении рыбы и раствора 1:2 в течение 2…6 ч в зависимости от размера рыбы и способа ее разделки.
Посоленную рыбу ополаскивают пресной водой и затем обвязывают во избежание падения при наколке на шомпола и рейки или раскладывают на сетки-носители тележек. В зависимости от вида рыбы и ее физико-химического состояния на разных стадиях процесса поддерживают определенную температуру перегретого пара и коптильного дыма. Технологические параметры горячего копчения некоторых видов рыб приведены в табл.1.
Подсушку и проварку предварительно подготовленной рыбы осуществляют перегретым паром с температурой 383…443 К и скоростью 0,1…0,5 м/с в течение 25…45 мин.
Назначение подсушки - удалить поверхностную влагу для лучшего осаждения компонентов дыма и желаемого цветообразования.
Таблица 1
Технологические параметры горячего копчения некоторых видов рыбы
Рыба
Подсушка и проварка
Копчение
Общая продолжительность, мин
Т, К
ν, м/с
τ<sub>обраб</sub>, с
Т, К
λ, нм
τ<sub>копч</sub>, мин
τ<sub>интерв</sub>, мин
τ<sub>обраб</sub>, с
Минтай
443
0,5
25…35
403
300
24
5
8
49…59
Лещ
423
0,4
55…60
373
300
42
5
6
97…102
Горбуша
403
0,2
75…80
393
300
39
5
8
114…129
Скумбрия
413
0,3
60…65
373
300
45
5
6
105…110
Назначение проварки - полная кулинарная готовность рыбы: мышечные ткани легко отделяются от костей, кровь полностью свернулась, белки денатурировали, а ферменты инактивировались. При повышении жирности рыбы температуру проварки понижают, иначе образуется брак: лопаются ткани и кожный покров рыбы.
Затем рыбу обрабатывают коптильным дымом с температурой 373…403 К до достижения температуры в центре тела рыбы 346…348 К. Одновременно при копчении ее подвергают импульсной обработке ультразвуковыми волнами с длиной 300 нм в течение 6…8 секунд с интервалом обработки 5 мин при движении рыбы по траектории, параллельной направлению распространения волны (продольная волна L-волна), скорость распространения которой выше скорости распространения поперечной волны S-волны в  раз. Назначение копчения - насытить проваренные мышечные ткани рыбы коптильными компонентами для придания аромата и вкуса копчености. Одновременно осуществляется эффективное окрашивание поверхности рыбы в золотистые тона.
После осаждения коптильных веществ на поверхность рыбы происходят следующие явления:
- полимеризация и высыхание некоторых коптильных веществ, сопровождающиеся образованием золотисто-коричневой пленки на поверхности рыбы и появлением характерного запаха копчености;
- окисление некоторой части коптильных веществ, приводящее к постепенному потускнению золотисто-коричневой пленки на поверхности рыбы, особенно после изъятия ее из коптильной камеры;
- диффузия части коптильных веществ дыма с поверхности рыбы внутрь ее мышечной ткани, в результате чего рыба приобретает характерный привкус копчености.
Обработка рыбы ультразвуковыми волнами с длиной менее 300 нм, например 250 нм, увеличивает продолжительность обработки рыбы до достижения температуры в центре тела рыбы 346…348 К.
Обработка рыбы ультразвуковыми волнами с длиной более 300 нм, например 350 нм, снижает эффективность диффузии компонентов коптильного дыма в толщу рыбы.
Обработка рыбы ультразвуковыми волнами в течение времени меньше чем 6…8 секунд, например 5 с, снижает эффективность диффузии и равномерность распределения компонентов коптильного дыма в толще рыбы.
Обработка рыбы ультразвуковыми волнами в течение времени больше чем 6…8 секунд, например 10 с, приводит к разрушению кожного покрова и ухудшению товарного вида.
Сокращение временного интервала между обработкой рыбы ультразвуковыми волнами меньше 5 мин, например 4 мин, приводит к разрушению кожного покрова и ухудшению товарного вида. В частности, от интенсивного ультразвукового воздействия коллаген септ и перемизиум переходят в глютин, который в жидком состоянии перемещается по септическим путям в другое место. Способность связи коллагеновой массы уменьшается. Мясо рыбы расслабляется и легко распадается по септам на отдельные дольки, а также отделяется от кожи.
Возрастание временного интервала между импульсами ультразвуковой обработки рыбы больше 5 мин, например 10 мин, приводит к увеличению продолжительности обработки рыбы приводит к низкой интенсивности копчения, а следовательно, к значительному увеличению процесса копчения.
Движение рыбы по траектории, параллельной направлению распространения волны (так называемая продольная L-волна) связана с тем, что скорость распространения продольной L-волны выше в  раз скорости распространения поперечной волны (так называемой продольной S-волны) [Мезенова О.Я., Ким И.Н., Бредихин С.А. Производство копченых пищевых продуктов. - М.: Колос, 2001. - 208 с.].
Физико-химические изменения, происходящие в процессе горячего копчения рыбы при импульсной ультразвуковой обработке, связаны с тепловым воздействием, влиянием посолочных веществ и значительным обезвоживанием, а также насыщением тканей компонентами коптильной среды. В ходе копчения одни компоненты коптильной среды осаждаются на поверхности продукта, другие проникают внутрь. В процессе диффузии часть компонентов не меняет своей химической природы, а часть вступает в различные взаимодействия с веществами ткани. Кислоты, содержащиеся в дыме, подкисляют продукт, снижая его рН до 5,7…5,2.
Горячее копчение сопровождается денатурацией белков и освобождением скрытых функциональных групп (сульфидных, карбоксильных, аминных, окси- и др.), которые вступают во взаимодействие с коптильными компонентами. В результате наблюдаются необратимая дегидратация, коагуляция части белков саркоплазмы и миофибрилл мышечных тканей, в связи с чем уменьшается влагоудерживающая способность ткани, продукт лучше обезвоживается и уплотняется.
Наиболее сильные изменения при копчении претерпевает коллаген. Фибриллы мышечных тканей вначале изменяют свою пространственную упаковку. При этом водородные связи разрушаются и освобождаются функциональные группы, вступающие в реакции с компонентами дыма. Под действием альдегидов, кетонов и фенолов протекают превращения, называемые дублением. Коллаген оболочек и кожи у рыб в этом случае играет защитную роль, связывая ряд активных коптильных веществ и препятствуя их диффузии внутрь продукта.
Одновременно под действием высокой температуры коллагеновые молекулы обезвоживаются. В конце копчения резко изменяется их структура, в результате оболочка становится тонкой, полупрозрачной, кожа у рыбы подсыхает и легко отделяется от мышечных тканей. Поверхность копченого продукта приобретает характерный цвет от светло-золотистого до темно-коричневого. В случае сочетания фенольной фракции с карбонильными соединениями возникает выраженный аромат копчения с пряными оттенками.
В результате денатурации освобождаются скрытые функциональные группы белков, в частности ОН-группы, обладающие редуцирующими свойствами. Под влиянием микроорганизмов, а также редуцирующих соединений из нитритов, добавляемых при посоле мяса теплокровных животных, освобождаются оксиды азота, что приводит под действием высокой температуры при участии окрашенных веществ дыма к интенсификации окраски внутренних слоев мяса.
Жиры, содержащиеся в мышечной ткани, при копчении активно сорбируют коптильные компоненты (карбонилы и особенно фенолы). В результате антиокислительного действия фенолов в жирах тормозятся окислительные реакции, особенно под влиянием гомологов пирогаллола. Продукты взаимодействия фенолов с радикалами жиров имеют характерный привкус, что вносит специфический оттенок во вкусоароматические ощущения. Копчение повышает устойчивость жира к воздействию кислорода воздуха, так как в дыме содержатся вещества, обладающие антиокислительным действием.
Увеличение содержания жира улучшает блеск поверхности; повышение солености и несвежести продукта, а также смещение рН среды в кислую и щелочную зоны интенсифицируют окрашивание, а увеличение влажности, наоборот, уменьшает. По мере хранения копченой продукции окраска поверхности усиливается.
Аромат коптильного дыма обеспечивают многие органические вещества, но основную долю вносят фенольные компоненты, особенно среднемолекулярные, а также карбонильные вещества и лактоны с высокой температурой кипения (1,2-циклопентадион, 2-бутенолид, фурфурол, 2-циклопентанон, 2-ацетилфуран, их производные и др.). Установлено, что основой аромата коптильного дыма являются следующие вещества в композиции: гваякол, метилгваякол, пирокатехин, сирингол, ванилин, метилциклопентадион.
Механизм формирования аромата и вкуса копченого продукта определяется ведущей ролью фенолов (особенно гваяколом, сиринголом и их производными). Около 75% фенольных веществ по мере их диффузии в продукт вступают в различные реакции с белковыми и жировыми компонентами продукта. При этом вкусоароматические ощущения во многом зависят от консистенции продукта, а также от его химического состава, в частности соотношения в нем липидов, белков, влаги и соли.
На аромат и вкус копченых изделий влияют кислотные коптильные компоненты, привносящие специфические вкусовые оттенки, а также вещества с активными карбонильными группами (ди- и поликарбонильные соединения, редуктоны и др.), вступающие во взаимодействие с белковыми компонентами продукта. Из фенолов наиболее активное участие принимают фенолальдегиды (конифериловый, синаповый альдегиды и другие), а также полифенолы (пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол и их производные). Окрашивание усиливается также в результате реакций карамелизации углеводов, образующихся при распаде целлюлозы и гемицеллюлозы.
Антиокислительное действие является результатом синергического воздействия, прежде всего фенолов дыма с содержанием, как минимум, одной свободной ОН-группы. Торможение фенолами процесса окисления обусловлено тем, что окислительный потенциал молекулы фенола ниже окислительного потенциала пероксидных соединений, накапливающихся в результате цепных реакций окисления жира. Чем выше молекулярная масса фенолов, чем больше у них ОН-групп, тем сильнее их антиокислительный эффект. Наиболее эффективными антиоксидантами являются производные пирогаллола, пирокатехина, гидрохинона и резорцина. Из фенолальдегидов и фенолокислот антиокислительными свойствами обладают ванилин, салициловый альдегид, гидроксибензойная кислота. Антиокислительное действие количественно устанавливают по показателям пероксидного и альдегидного чисел жира.
Бактерицидное действие представляет собой результат комбинированного влияния антисептических компонентов дыма, обезвоживания, посола, снижения рН (подкисления), высокой температуры (при горячем копчении). По мере диффузии коптильных компонентов внутрь продукта зона угнетения микрофлоры увеличивается. Бактерицидное действие зависит от параметров дыма, химической природы, компонентов дыма, продолжительности копчения, качественной и количественной характеристик обсемененности продукта. Так, кислоты наиболее эффективно подавляют спорообразующую микрофлору, фенолы - банальную и условно-патогенную, нейтральные, соединения и органические основания обладают слабым бактерицидным эффектом, а углеводы, наоборот, стимулируют рост микроорганизмов.
Основные бактерицидные компоненты дыма - высококипящие фракции фенолов и кислот. Так, с увеличением алкильных боковых цепей в фенольном ядре возрастает бактерицидная сила компонентов: крезол - ксиленол - пропилгваякол - этилсирингол - гидрохинон - метилпирокатехин - пирогаллол. Одними из самых эффективных антисептиков являются формальдегид и фенол. Из кислот наибольшей бактерицидностью обладают уксусная, пропионовая и янтарная кислоты.
Копчение избирательно воздействует на микроорганизмы, в результате чего в остаточной микрофлоре копченых продуктов преобладают молочнокислые бактерии, а также грамположительные микрококки. Отмирание микроорганизмов в толще продукта по окончании копчения (остаточное бактерицидное действие копчения) связано с медленной диффузией бактерицидных компонентов дыма из поверхностных слоев в центральные.
Антипротеолитическое действие выражается в замедлении автолитических процессов в продукте, связанном с непосредственным воздействием коптильных компонентов на его тканевые ферменты. Коптильные компоненты, в основном фенольные и карбонильные, взаимодействуют с белками продукта и ферментами, имеющими белковую природу. В результате белки становятся менее доступными действию малоактивных ферментов.
Кислоты коптильной среды, сдвигая рН продукта в кислую зону, способствуют частичной денатурации ферментов, что делает их менее активными в процессах расщепления тканевых белков. В результате протеолиз замедляется или приостанавливается. Количественно антипротеолитическое действие устанавливают по содержанию различных форм небелкового азота.
После горячего копчения рыбу охлаждают до 8…12°С, иначе поверхность рыбы будет чрезмерно увлажненной в упакованном виде, ухудшится сочность мышечной ткани вследствие дальнейшего проваривания, создадутся благоприятные условия для развития плесени.
Готовую рыбу сортируют по качеству и размерам в соответствии с требованиями стандартов, фасуют в тару и упаковывают.
Пример реализации способа приготовления леща горячего копчения. Леща моют водой температурой не более 15°С для удаления слизи и других загрязнений. Перед направлением на разделку или посол рыбу сортируют по размерам и качеству, отделяя нестандартные образцы.
Леща разделывают в соответствии с требованиями стандарта: отделяют головы. Рыбу длиной более 0,40 м разделывают на куски. Куски массой более 0,8 кг разрезают вдоль позвоночника. Затем разделанную рыбу моют для удаления остатков внутренностей, крови и других загрязнений.
Далее рыбу солят до содержания соли в мышечных тканях 1,8…2,0% сухой солью. Леща обваливают в соли, насыпают соль в жабры и брюшную полость и укладывают и ванны рядами. Крупную рыбу натирают солью снаружи, со стороны брюшной полости и разрезов, укладывают в ванны спинкой вниз и пересыпают солью. Расход соли - 7…15% от массы рыбы. Продолжительность сухого посола 3…5 ч. После посола рыбу промывают пресной водой и передают на обвязку.
Посоленного леща ополаскивают пресной водой и затем обвязывают без шпонки во избежание падения при наколке на шомпола и рейки или раскладывают на сетки-носители тележек. Подсушку и проварку предварительно подготовленного леща осуществляют перегретым паром с температурой 443 К и скоростью 0,5 м/с в течение 40 мин.
Далее подсушенного и проваренного леща обрабатывают коптильным дымом с температурой 403 К до достижения температуры в центре тела рыбы 346…348 К. Одновременно при копчении его подвергают импульсной обработке ультразвуковыми волнами с длиной 300 нм в течение 6 секунд с интервалом обработки 5 мин при движении леща по траектории, параллельной направлению распространения волны (продольная волна L-волна). При этом продолжительность процесса копчения леща составляет 45 мин (кривая 2 на фиг.1 и кривая 2 на фиг.2). При копчении леща в нем происходят физиков химические изменения, детальное описание которых приведено на стр.7-11.
Распределение компонентов коптильного дыма по толщине в скумбрии и горбуше, леще и минтае при этих рациональных режимах обработки приведены в табл.2.
Обработка леща ультразвуковыми волнами с длиной менее 300 нм, например 250 нм, увеличивает продолжительность обработки леща (с 45 мин при λ=300 нм) до 67 мин (при λ=250 нм) до достижения температуры в центре тела леща 346…348 К (кривая 2 на фиг.1).
Обработка леща ультразвуковыми волнами с длиной более 300 нм, например 350 нм, увеличивает продолжительность обработки леща (с 45 мин при λ=300 нм) до 55 мин (при λ=350 нм) до достижения температуры в центре тела леща 346…348 К (кривая 2 на фиг.1).
обр
обр
Обработка леща ультразвуковыми волнами в течение времени меньше чем 6 секунд, например 4 с (кривая 1 на фиг.1), увеличивает продолжительность обработки леща (с 45 мин при τ=6 с) до 48 мин (при τ=4 с) до достижения температуры в центре тела леща 346…348 К (кривая 1 на фиг.1 и кривая 3 на фиг.2).
Таблица 2
Распределение компонентов коптильного дыма по толщине в скумбрии и горбуше, леще и минтае
Измеряемые параметры
Единицы измерения
Значения параметров
Режим: τ<sub>обр</sub>=6 с, λ=300 нм
Режим: τ<sub>обр</sub>=8 с, λ=300 нм
скумбрия
горбуша
лещ
минтай
1 мм
Альдегиды
мг/100 г
4,430
6,232
6,712
6,232
Бенз(а)пирен
мкг/100 г
0,000006
0,000009
0,000079
0,000063
Уксусная к-та
мг/100 г
3,650
3,910
4,430
4,613
Фенолы
мг/100 г
118,947
132,712
137,744
135,561
Фурфурол
мг/100 г
12,903
12,809
12,112
11,988
3 мм
Альдегиды
мг/100 г
2,723
2,884
2,819
2,699
Бенз(а)пирен
мкг/100 г
0,000001
0,000002
0,000010
0,000009
Уксусная к-та
мг/100 г
1,312
1,290
1,491
1,398
Фенолы
мг/100 г
85,640
86,233
89,012
87,987
Фурфурол
мг/100г
3,875
4,122
4,723
4,884
7 мм
Альдегиды
мг/100 г
1,961
2,253
2,229
1,998
Бенз(а)пирен
мкг/100 г
-
-
-
-
Уксусная к-та
мг/100 г
0,598
0,643
0,711
0,846
Фенолы
мг/100 г
38,102
42,891
43,278
40,345
Фурфурол
мг/100 г
1,095
1,123
1,212
1,315
10 мм
Альдегиды
мг/100 г
0,297
0,392
0,412
0,385
Бенз(а)пирен
мкг/100 г
-
-
-
-
Уксусная к-та
мг/100 г
0,0198
0,0191
0,0171
0,0223
Фенолы
мг/100 г
15,875
16,451
17,164
16,235
Фурфурол
мг/100 г
0,189
0,271
0,211
0,202
обр
обр
Обработка леща ультразвуковыми волнами в течение времени больше чем 6 секунд, например 10 с (кривая 3 на фиг.1), существенно сокращает продолжительность обработки леща (с 45 мин при τ=6 с) до 36 мин (при τ=10 с) до достижения температуры в центре тела леща 346…348 К (кривая 3 на фиг.1 и - кривая 1 на фиг.2), но при этом значительно ухудшается качество готовой рыбы: разрушается ее кожный покров и ухудшается товарный вид (фиг.5).
интер
интер
Сокращение временного интервала между обработкой леща ультразвуковыми волнами меньше 5 мин, например 3 мин (кривая 1 на фиг.3), существенно сокращает продолжительность обработки леща (с 45 мин при τ=5 мин - кривая 2 на фиг.3) до 42 мин (при τ=3 мин - кривая 1 на фиг.3) до достижения температуры в центре тела леща 346…348 К, но при этом значительно ухудшается качество готовой рыбы: разрушается ее кожный покров и ухудшается товарный вид. В частности, от интенсивного ультразвукового воздействия мясо леща расслабляется и легко распадается по септам на отдельные дольки, а также отделяется от кожи.
интер
интер
Возрастание временного интервала между импульсами ультразвуковой обработки леща больше 5 мин, например 10 мин (кривая 3 на фиг.3), приводит к низкой интенсивности копчения, а следовательно, к значительному увеличению процесса копчения: продолжительность копчения леща возрастает (с 45 мин при τ=5 мин - кривая 2 на фиг.3) до 57 мин (при τ=10 мин - кривая 3 на фиг.3).
Движение леща по траектории, параллельной направлению распространения волны (так называемой продольной L-волны) связано с тем, что скорость распространения продольной L-волны выше в  раз скорости распространения поперечной волны (так называемой продольной S-волны).
Горячее копчение леща сопровождается денатурацией белков и освобождением скрытых функциональных групп (сульфидных, карбоксильных, аминных, окси- и др.), которые вступают во взаимодействие с коптильными компонентами. В результате наблюдаются необратимая дегидратация, коагуляция части белков саркоплазмы и миофибрилл мышечных тканей, в связи с чем уменьшается влагоудерживающая способность ткани, продукт лучше обезвоживается и уплотняется.
В конце копчения резко изменяется их структура, в результате оболочка становится тонкой, полупрозрачной, кожа у рыбы подсыхает и легко отделяется от мышечных тканей. Поверхность копченого продукта приобретает характерный цвет от светло-золотистого до темно-коричневого (фиг.4). По окончании процесса температура внутренних слоев мышечной ткани рыбы, что фиксируется термопарами у позвоночника, должна быть не менее 346…348 К.
обр
обр
обр
При гистоморфологических исследованиях установлено, что препараты мышечной ткани леща (ультразвуковая обработка в течение τ=10 с на длине волны 300 нм) состояли из продольных, неплотно расположенных друг к другу волокон с тонкими прослойками рыхлой соединительнотканной стромы. При этом пучки мышечных волокон по толщине были неравномерными, это зависело от количества составляющих их мышечных клеток и режима обработки. Причем отдельные пучки разделялись на более тонкие (при ультразвуковой обработке в течение τ=10 с и более), соединительнотканными прослойками. Ядра имели вытянутую овальную форму и располагались по периферии мышечных волокон. Количество разрушенных ядер при ультразвуковой обработке в течение τ=10 с - 76±2%.
Фасциальные слои рыхлой соединительной ткани, кроющие мощные мышечные тяжи, были незначительными по толщине, а соединительная ткань была в виде тончайшей сеточки. Жировые включения были, в основном сходными по величине, и располагались диффузно по мышечной ткани, создавая «пенистую» или «губчатую» картину. Балочная структура мышечной ткани нарушалась за счет деформации клеток, что сказывалось и на архитектонике образца рыбы в целом. При морфометрии мышечных волокон леща было установлено, что диаметр волокна составлял 427,2±27,3 мкм. При гистоморфологических исследованиях мышечной ткани наблюдается значительная вплоть до полного разрушения фрагментация мышечных волокон, что вероятно связано с нарушениями в режимах обработки.
Готовую рыбу сортируют по качеству и размерам в соответствии с требованиями стандартов, фасуют в полимерные пакеты и упаковывают.
Пример реализации способа приготовления горбуши горячего копчения. Горбушу размораживают в ваннах в воде погружением или орошением при температуре не более 15°С в течение 2 ч. В связи с тем, что горбуша имеет небольшие размеры, то ее размораживание совмещают с посолом: при этом мороженую рыбу помещают в насыщенный раствор поваренной соли с температурой 20…24°С до достижения содержания соли в мышечных тканях 1,8…2,0%. Потери при посоле не превышают 2…4% от массы рыбы-сырца. Затем горбушу моют водой температурой не более 15°С для удаления слизи и других загрязнений. Перед направлением на дальнейшую обработку рыбу сортируют по размерам и качеству, отделяя нестандартные образцы.
Горбушу коптят в неразделанном виде: для этого ее нанизывают на шомпола через рот и жаберную щель или через глаза.
Подсушку и проварку предварительно подготовленной горбуши осуществляют перегретым паром с температурой 383 К и скоростью 0,1 м/с в течение 25 мин. Назначение подсушки - удалить поверхностную влагу для лучшего осаждения компонентов дыма и желаемого цветообразования. Назначение проварки - полная кулинарная готовность рыбы: мышечные ткани легко отделяются от костей, кровь полностью свернулась, белки денатурировали, а ферменты инактивировались.
Далее подсушенную и проваренную горбушу обрабатывают коптильным дымом с температурой 403 К до достижения температуры в центре тела рыбы 346…348 К. Одновременно при копчении ее подвергают импульсной обработке ультразвуковыми волнами с длиной 300 нм в течение 8 секунд, с интервалом обработки 5 мин при движении горбуши по траектории, параллельной направлению распространения волны (продольная волна L-волна). При копчении горбуши в ней происходят физико-химические изменения, детальное описание которых приведено на стр.7-11. Распределение компонентов коптильного дыма по толщине в горбуше при этих рациональных режимах обработки приведены в табл.2.
Обработка горбуши ультразвуковыми волнами с длиной менее 300 нм, например 250 нм, увеличивает продолжительность обработки горбуши до 70 мин до достижения температуры в центре тела горбуши 346…348 К. Обработка горбуши ультразвуковыми волнами с длиной более 300 нм, например 350 нм, снижает эффективность диффузии компонентов коптильного дыма в толщу горбуши и увеличивает продолжительность процесса горячего копчения.
Обработка горбуши ультразвуковыми волнами в течение времени меньше чем 8 секунд, например 5 с, снижает эффективность диффузии компонентов коптильного дыма в толщу рыбы.
Обработка горбуши ультразвуковыми волнами в течение времени больше чем 8 секунд, например 10 с, приводит к разрушению кожного покрова и ухудшению товарного вида.
Сокращение временного интервала между обработкой горбуши ультразвуковыми волнами меньше 5 мин, например 4 мин, приводит к разрушению кожного покрова и ухудшению товарного вида. В частности, от интенсивного ультразвукового воздействия мясо горбуши расслабляется и легко распадается по септам на отдельные дольки, а также отделяется от кожи.
Возрастание временного интервала между импульсами ультразвуковой обработки горбуши больше 5 мин, например 10 мин, приводит к увеличению продолжительности обработки рыбы, приводит к низкой интенсивности копчения, а следовательно, к значительному увеличению процесса копчения.
Движение горбуши по траектории, параллельной направлению распространения волны (так называемой продольной L-волны), связано с тем, что скорость распространения продольной L-волны выше в V3 раз скорости распространения поперечной волны (так называемой продольной S-волны).
Горячее копчение горбуши сопровождается денатурацией белков и освобождением скрытых функциональных групп (сульфидных, карбоксильных, аминных, окси- и др.), которые вступают во взаимодействие с коптильными компонентами. В результате наблюдаются необратимая дегидратация, коагуляция части белков саркоплазмы и миофибрилл мышечных тканей, в связи с чем уменьшается влагоудерживающая способность ткани, продукт лучше обезвоживается и уплотняется. В конце копчения резко изменяется их структура, в результате оболочка становится тонкой, полупрозрачной, кожа у рыбы подсыхает и легко отделяется от мышечных тканей. Поверхность копченого продукта приобретает характерный цвет от светло-золотистого до темно-коричневого. По окончании процесса температура внутренних слоев мышечной ткани рыбы, что фиксируется термопарами у позвоночника, должна быть не менее 346…348 К. Готовую рыбу сортируют по качеству и размерам в соответствии с требованиями стандартов, фасуют в полимерные пакеты и упаковывают.
Предлагаемый способ приготовления рыбы горячего копчения имеет следующие преимущества:
- снижение энергозатрат вследствие использования импульсной ультразвуковой обработки, позволяющей существенно интенсифицировать процесс диффузии компонентов коптильного дыма в толщу тела рыбы;
- повышение качества готовой рыбной продукции за счет достижения более равномерного распределения компонентов коптильного дыма по толщине рыбы (см. табл.2);
- увеличения производительности из-за существенного сокращения продолжительности процесса горячего копчения.