СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРМЕНТИРОВАННОГО РЫБНОГО ПРОДУКТА
METHOD FOR PRODUCING A FERMENTED FISH PRODUCT

Изобретение относится к пищевой промышленности, и может быть использовано для производства ферментированных рыбных продуктов, а именно из омуля, содержащих молочнокислые бактерии.
Известен способ получения ферментированного рыбного продукта, предусматривающий порционирование рыбного сырья, составление реакционной смеси, частичную дезагрегацию рыбного белка, протирание для отделения костей. Ферментацию порционированного рыбного сырья проводят в присутствии анолита ЭХА-раствора с рН 4,0±0,5 в соотношении от 1:0,5 до 1:1,5 к массе сырья, при температуре процесса 30-50°С, рН 4,5-5,5 рыбной смеси в течение 0,5-3 ч под действием собственных мышечных ферментов рыбного сырья до степени расщепления белка 15-35%. (см. Патент RU №2525258, МПК А23В 4/02, A23L 1/325, опубл. 10.08.2014, Бюл. №22).
Недостатком известного способа является то, что за процесс ферментации ответственны собственные ферменты рыбного сырья и при производстве не применяются стартовые культуры.
Известен способ получения рыбного фарша, включающий разделку рыбы, отделение мяса рыбы от кожи и костей, измельчение, внесение сахара, добавление протеолитического ферментного препарата из внутренностей краба в количестве 3-5% и молочнокислых бактерий в количестве 0,1-0,3%, перемешивание, ферментацию, фасование и замораживание. Применяемая закваска содержит мезофильные стрептококки. Продолжительность процесса ферментации составляет 20-30 мин. (см. Патент RU №2218037, МПК A23L 1/325, опубл. 10.12.2003).
Недостатком известного способа является применение комплексного ферментного препарата, использование которого повышает себестоимость продукта.
Известен способ производства ферментированного продукта из рыбы и морепродуктов, включающий ферментацию при температуре не более 10°С, последующее копчение и сушку. При проведении ферментации применяются бактерии рода Leuconostoc, Lactobacillus, Lactococcus, или Pediococcus (см. Патент US №2004/018516, МПК A23L 1/325, опубл. 23.09.2004).
Недостатком известного способа является применение рыбного фарша и проведение копчения сырья.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ производства традиционного ферментированного рыбного продукта ракфиск, который изготавливается из пресноводных видов рыб семейства лососевых. Производственный процесс предусматривает слабый посол разделанной рыбы и укладывание рыбы в контейнер под гнет и ферментацию в течение 3-12 месяцев. Содержание соли в готовом продукте составляет 4-6% (см.  Т., Axelsson L.,  G., Ekstrand В., Hagene H. Fermented and ripened fish products in the northern European countries. Journal of Ethnic Foods, I. 2(1), P. 18-24. https://doi.Org/https://doi.org/10.1016/j.jef.2015.02.004).
Недостатками известного способа являются высокая продолжительность производственного процесса, применение «неуправляемой» ферментации, в результате которой возможен рост патогенной и условно патогенной микрофлоры, нестабильность органолептических характеристик продукта, которые во многом зависят от доминирующей микрофлоры.
В связи с этим, необходимо использовать современный подход, позволяющий управлять процессом ферментации и сформировать органолептические характеристики, свойственные данному продукту.
Перспективным способом в данном случае является применение стартовых культур, обладающих высокой биохимической активностью.
Технической задачей изобретения является получение ферментированного рыбного продукта из омуля с применением молочнокислых бактерий.
Технический результат изобретения - получение ферментированного рыбного продукта из омуля со стабильными органолептическими показателями, высоким содержанием в продукте молочнокислых бактерий, возможность управления процессом ферментации и сокращение производственного процесса.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения ферментированного рыбного продукта, включающем размораживание, мойку, разделку рыбы, укладывание под гнет, заливку тузлуком и ферментацию, согласно изобретению в качестве сырья используют омуль, для ферментации применяют молочнокислые бактерии Lactobacillus sakei LSK-45 в количестве 0,1% от объема тузлука, посол проводят тузлучным способом, продолжительность предварительной ферментации при температуре (20±2)°С составляет 16-24 ч, продолжительность ферментации при температуре 6-8°С составляет 14-16 суток.
Отличительными признаками заявляемого способа являются:
- использование бактериальной закваски молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 в количестве 0,1% от объема тузлука для проведения процесса ферментации;
- технологические параметры производства ферментированного рыбного продукта: продолжительность предварительной ферментации при температуре (20±2)°С составляет 16-24 ч, продолжительность ферментации при температуре 6-8°С составляет 14-16 суток.
Для разработки способа получения ферментированного рыбного продукта были проведены экспериментальные исследования.
При проведении экспериментальных исследований было изготовлено две партии ферментированного омуля:
- партия №1 - контрольная партия (без добавления стартовых культур);
10
3
- партия №2 - для ферментации применяют бактериальную закваску молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 с содержанием бактериальных клеток не менее 10 КОЕ/см в количестве 0,1% от объема тузлука.
6
3
Количество бактериального концентрата подбирают с учетом количества жизнеспособных клеток молочнокислых бактерий в тузлуке, равного 10 КОЕ/см.
При изучении ферментации посол рыбы осуществляют тузлучным способом, при этом применяют тузлук с содержанием поваренной соли 7%. При подборе концентрации поваренной соли в тузлуке учитывают устойчивость бактериальных штаммов к поваренной соли, а также целевое значение массовой доли поваренной соли в готовом продукте. Расчет концентрации поваренной соли (в %) в тузлуке проводят по формуле (1) (Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Том 1,2):
p
где S - массовая доля соли в мясе рыбы, %;
p
W - массовая доля влаги в мясе соленой рыбы, %.
p
p
При S=5% и W=70% значение S равно:
В опытных образцах в качестве источника энергии используют глюкозу (1% от массы тузлука). Известно, что при производстве некоторых ферментированных продуктов применяют сахара (Skara Т., Axelsson L., Stefansson G., Ekstrand В., Hagene H. Fermented and ripened fish products in the northern European countries. Journal of Ethnic Foods, I. 2(1), P. 18-24. https://doi.Org/https://doi.org/10.1016/j.jef.2015.02.004).
Содержание глюкозы в тузлуке выбирают равным 1% в связи с тем, что при производстве ферментированных рыбных продуктов с использованием молочнокислых бактерий применяют глюкозу в количестве 1% от массы морепродуктов (см. Патент US №2004/018516, МПК A23L 1/325, опубл. 23.09.2004).
На первом этапе экспериментальных исследований определяют оптимальную продолжительность процесса предварительной ферментации при температуре (20±2)°С, который предусмотрен с целью активизации молочнокислых бактерий, обеспечения их роста и развития. Оптимальной температурой роста молочнокислых бактерий является температура 37-40°С. При температуре ниже 20°С рост молочнокислых бактерий замедляется.
О биохимической активности бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 судят по изменению рН тузлука. При этом образцы тузлука отбирают в начале предварительной ферментации, через 8, 16, 24 и 32 ч. Динамика изменения рН тузлука в процессе предварительной ферментации представлена в таблице 1.
Количество жизнеспособных клеток Lactobacillus sakei LSK-45 в тузлуке в образцах рыбы с различной продолжительностью предварительной ферментации представлено в таблице 2.
Предварительную ферментацию при температуре (20±2)°С проводят в течение 16, 24, 32 ч, затем рыбу выдерживают при температуре 6-8°С.
При предварительной ферментации в течение 32 ч наблюдается наибольшее количество жизнеспособных клеток бактерий, в то же время, после 4 суток ферментации наблюдается сильное снижение рН до 5,45 и снижение качества продукта.
При продолжительности процесса предварительной ферментации, равной 16-24 ч, значение рН тузлука составляет 6,2-6.26 через 4 суток. Таким образом, оптимальная продолжительность предварительной ферментации составляет 16-24 ч.
На втором этапе экспериментальных исследований изучают процесс ферментации омуля с использованием Lactobacillus sakei LSK-45 и определяют оптимальную продолжительность процесса ферментации. При этом процесс ферментации проводят при следующих условиях:
- 16-24 ч при температуре (20±2)°С (предварительная ферментация),
- затем 28 суток при температуре 6-8°С.
Температурный режим 6-8°С был выбран в соответствии с режимом при производстве продукта ракфиск (см.  Т., Axelsson L.,  G., Ekstrand В., Hagene H. Fermented and ripened fish products in the northern European countries. Journal of Ethnic Foods, I. 2(1), P. 18-24. https://doi.Org/https://doi.org/10.1016/j.jef.2015.02.004).
Предлагаемый способ получения ферментированного рыбного продукта поясняется рисунками, где на фиг. 1 изображено изменение рН мышечной ткани омуля в процессе ферментации; на фиг. 2 - изменение рН тузлука в процессе ферментации; на фиг.3 - микроструктура ферментированного рыбного продукта (250-кратное увеличение): контрольный образец; на фиг. 4 - микроструктура ферментированного рыбного продукта (250-кратное увеличение): опытный образец.
Отбор проб производят отдельно из рыбы и из тузлука. О биохимической активности Lactobacillus sakei LSK-45 судят по изменению активной кислотности и росту Lactobacillus sakei LSK-45. Данные количественного учета жизнеспособных клеток микроорганизмов представлены в таблице 3.
Данные об изменении активной кислотности (рН) мышечной ткани и тузлука приведены на фиг. 1 и фиг. 2.
Из анализа данных фиг. 1 видно, что при использовании бактериального концентрата Lactobacillus sakei LSK-45 процесс ферментации протекает достаточно активно с образованием органических кислот, о чем свидетельствует изменение активной кислотности в мышечной ткани и тузлуке.
Максимальное снижение рН в мышечной ткани наступает на 21 сутки ферментации (рН=5,22). В тузлуке минимальное значение рН достигается на 14-16 сутки ферментации (значение рН 5, 10). Активный рост Lactobacillus sakei LSK-45 обусловлен достаточным содержанием в среде питательных веществ и глюкозы, выступающей в качестве источника энергии.
Снижение рН в рыбе и тузлуке обусловлено образованием молочной кислоты молочнокислыми бактериями Lactobacillus sakei LSK-45 в процессе ферментации. При дальнейшем культивировании отмечается стабилизация (14-18 сутки) и последующее увеличение рН.
9
При количественном учете было установлено, что бактерии Lactobacillus sakei LSK-45 развиваются и в мышечной ткани омуля, и в тузлуке. Через 14 суток ферментации количество жизнеспособных клеток Lactobacillus sakei LSK-45 составляет 10 КОЕ/г.Таким образом, оптимальная продолжительность ферментации составляет 14-16 суток.
Молочнокислые бактерии Lactobacillus sakei LSK-45 адаптировались к высокой концентрации соли 7% и низкой температуре посола, что подтверждается их активным ростом.
9
Результаты роста Lactobacillus sakei LSK-45 коррелируют с данными, полученными при исследовании рН. Максимальное количество клеток Lactobacillus sakei LSK-45 (10 КОЕ/г) соответствует минимальному значению рН, равному 5, 10, что объясняется активным молочнокислым брожением, происходящим в процессе ферментации.
В контрольных образцах процесс ферментации идет медленно за счет остаточной микрофлоры, содержащейся в дефростированной рыбе. Как в мышечной ткани омуля, так и в тузлуке наблюдается незначительное изменение активной кислотности, связанное с тем, что при замораживании рыбы остается только психротрофная микрофлора, которая активизируется после дефростации и принимает участие при ферментации.
Из представленных выше результатов экспериментальных исследований видно, что в процессе длительного посола изменяются физико-химические условия культивирования, связанные с исчерпанием питательных веществ, источника энергии - глюкозы, снижением рН, что вызывает частичную гибель клеток Lactobacillus sakei LSK-45 в результате автолиза.
Полученные результаты экспериментальных исследований демонстрируют гибкое реагирование Lactobacillus sakei LSK-45 на изменение окружающей среды. В ответ на изменение условий культивирования Lactobacillus sakei LSK-45 включают эволюционно заложенные механизмы адаптации к стрессовым ситуациям и переходят в состояние покоя (анабиоза), что обеспечивает их выживание при длительном хранении в экстремальных условиях.
Результаты экспериментальных исследований подтверждаются литературными данными о том, что молочнокислые бактерии, как и другие неспорообразующие бактерии, в циклах развития их культур или при неблагоприятных для роста условиях формируют клетки, которые обладают всеми признаками покоящихся форм: длительным сохранением жизнеспособности в условиях, способствующих автолизу (хранение при низкой температуре в жидких средах), отсутствие метаболической активности, устойчивость к стрессовым воздействиям.
Таким образом, при длительном посоле Lactobacillus sakei LSK-45 создаются лимиты по источникам питания, экстремальные условия культивирования при температуре 6-8°С и высокой концентрации соли 7% приводят к перестройке метаболизма и образованию покоящихся анабиотических форм.
На следующем этапе экспериментальных исследований проводят органолептическую оценку ферментированных продуктов, результаты которой приведены в таблице 4. В качестве сравнения в таблице также приведены требования ГОСТ 16079-2017 «Рыбы сиговые соленые. Технические условия».
При экспериментальном исследовании ферментированного рыбного продукта было установлено, что по внешнему виду контрольный и опытный образцы выглядят практические идентично.
Консистенция контрольного образца нежная и сочная, консистенция образца с добавлением молочнокислых бактерий мягкая, нежная и сочная.
Цвет рыбы контрольной и опытной партий однородный. Цвет мышечной ткани на разрезе контрольной партии рыбы сероватый, тогда как цвет на разрезе рыбы опытной партии имеет приятный розоватый оттенок.
Запах и вкус рыбы опытной и контрольной партий интенсивный. Для рыбы контрольной партии характерны интенсивный, с выраженными гнилостными нотками запах и слабосоленый вкус с посторонним привкусом, тогда как для опытной партии характерны выраженный, кисловатый, сырный аромат и слабосоленый, своеобразный, кисловатый вкус. Кисловатый вкус рыбы опытной партии обусловлен формированием в процессе ферментации органических кислот. Интенсивный, выраженный вкус и аромат характерен для большинства ферментированных рыбных продуктов. Следует отметить, что органические кислоты, в том числе пропионовая, масляная и уксусная, вместе с другими веществами считаются веществами, способствующими формированию характерного аромата ферментированных продуктов.
Следующий этап экспериментальных исследований посвящен изучению микроструктуры ферментированного рыбного продукта из омуля. Объектами исследования служат образцы из опытной и контрольной партий рыбных продуктов. Полученные данные приведены на фиг. 2, где представлены данные микроскопирования рыбных продуктов из омуля (степень увеличения 250х).
Результаты проведенных экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что для опытной партии продукта характерна большая разволокненность мышечной ткани. Следует отметить наличие больших промежутков между волокнами, что обусловлено более низким значением рН и влиянием протеолитической активности ферментов молочнокислых бактерий. Обработка рыбы препаратом молочнокислых бактерий приводит к изменению структуры, размягчению волокон, что подтверждается данными проведенных органолептических исследований, которыми отмечена более нежная консистенция ферментированных рыбных продуктов с применением бактериальных культур Lactobacillus sakei LSK-45.
Предлагаемый способ получения ферментированного рыбного продукта осуществляется следующим образом.
Для получения ферментированного рыбного продукта применяют мороженый омуль. Мороженый омуль размораживают на воздухе при температуре от 18 до 20°С или в воде температурой не выше 15°С. Затем рыбу разделывают и промывают. Посол рыбы проводят тузлучным способом.
10
3
Бактериальную закваску молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 с содержанием бактериальных клеток не менее 10 КОЕ/смдобавляют в тузлук в количестве 0,1% от объема тузлука. Тузлук содержит 7% поваренной соли и 1% глюкозы. Рыбу укладывают в емкости, заливают тузлуком в количестве 100% от массы сырья. Ферментацию рыбы проводят при следующих условиях: 16-24 ч при температуре (20±2)°С, затем в течение 14-16 суток при температуре 6-8°С. Готовый ферментированный рыбный продукт упаковывают и хранят при температуре (4±2)°С.
Примеры, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Пример 1
Предварительно размороженный и разделанный омуль укладывают под гнет и заливают тузлуком, который содержит следующие компоненты: соль поваренная - 7%; глюкоза - 1%; закваска молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 - 0,1%; вода - остальное.
Сырье заливают тузлуком в количестве 100%) от массы сырья, ферментацию рыбы проводят при следующих условиях: 16 ч при температуре 18°С, затем 16 суток при температуре 6°С. Готовый ферментированный рыбный продукт упаковывают и направляют на хранение. Качественная характеристика ферментированного рыбного продукта представлена в таблице 5.
Пример 2.
Предварительно размороженный и разделанный омуль укладывают под гнет и заливают тузлуком, который содержит следующие компоненты: соль поваренная - 7%; глюкоза - 1%; закваска молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 - 0,1%; вода - остальное.
Сырье заливают тузлуком в количестве 100% от массы сырья, ферментацию рыбы проводят при следующих условиях: 24 ч при температуре 22°С, затем 14 суток при температуре 8°С. Готовый ферментированный рыбный продукт упаковывают и направляют на хранение.
Качественная характеристика ферментированного рыбного продукта представлена в таблице 6.
Пример 3.
Предварительно размороженный и разделанный омуль укладывают под гнет и заливают тузлуком, который содержит следующие компоненты: соль поваренная - 7%; глюкоза - 1%; закваска молочнокислых бактерий Lactobacillus sakei LSK-45 - 0,1%; вода - остальное.
Сырье заливают тузлуком в количестве 100% от массы сырья, ферментацию рыбы проводят при следующих условиях: 24 ч при температуре 20°С, затем 15 суток при температуре 7°С. Готовый ферментированный рыбный продукт упаковывают и направляют на хранение.
Качественная характеристика ферментированного рыбного продукта представлена в таблице 7.
Предлагаемый способ получения ферментированного рыбного продукта по сравнению с прототипом (см.  Т., Axelsson L.,  G., Ekstrand В., Hagene H. Fermented and ripened fish products in the northern European countries. Journal of Ethnic Foods, I. 2(1), P. 18-24. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jef.2015.02.004) позволяет получить следующие преимущества:
- стабильные органолептические показатели;
- высокое содержание молочнокислых бактерий в ферментированном рыбном продукте;
- возможность управления процессом ферментации;
- сокращение производственного процесса.