СПОСОБ КОНСЕРВАЦИИ РЫБЫ
FISH PRESERVATION METHOD

Настоящее изобретение относится к способу охлаждения и консервации рыбы и к продуктам, изготовленным из рыбы, подвергнутой обработке по изобретению. Способ включает в себя охлаждение рыбы с помощью охлаждающей среды в баках, контейнерах и других подходящих сооружениях.
Проблемы, возникающие при применении известных технологий в данной области, связаны с качеством сырья, поставляемого на рыбокомбинаты и т.п. для дальнейшей переработки, эти проблемы связаны с консистенцией и способностью к разложению в результате ферментной и бактериальной активности.
Широко известно охлаждение рыбного сырья до температур от 0 до -5°С с целью замедлить разлагающую бактериальную активность. Рыбу можно, например, охлаждать в баках на борту судна при помощи циркуляции морской или пресной воды.
Охлаждение сырья посредством льда или ледяной кашицы также является широко известным способом.
Известен способ повышения срока сохранения рыбы за счет удаления крови из ее кровеносной системы путем надрезания артерии в нескольких сантиметрах от ее головы. В документе «Freezing and refrigerated storage in fisheries. 13.5. Handling Fish Before Freezing» (Замораживание и низкотемпературное хранение на фабриках. Пункт 13.5 Подготовка рыбы перед замораживанием). (FAO FISHERIES TECHNICAL PAPER - 340. FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS. W.A.Johnston, F.J.Nicholson, A.Roger and G.D.Stroud. CSL Food Science Laboratory Tony, Aberdeen, Scotland, UK) изложена процедура удаления крови из рыб крупных пород через надрез в артерии. Таким образом, рыба засыпает, пройдя стадию агонии, работой своего сердца удалив кровь из кровеносной системы. Авторы инструкции W.A.Johnston, F.J.Nicholson, A.Roger and G.D.Stroud полагают, что кровь является благоприятной средой для развития бактерий, т.к. содержит в себе большое количество кислорода и ее температура остается длительное время достаточно высокой по сравнению с другими частями тела. Именно по этой причине кровь как можно быстрее удаляется из тела рыбы.
Известен аналогичный способ повышения срока сохранения тунца, так же путем удаления крови из ее кровеносной системы до момента остановки сердца. (Onboard handling of sashimi-grade tuna: a practical guide for crew members. CHAPTER 4: Handling and preserving the catch. / Michel Blanc; Aymeric Desurmont; Steve Beverly - revised edition - Noumea, New Caledonia: Secretariat of the Pacific Community, 2005).
В данном наставлении в разделе 4 «Обработка и сохранение улова» подробно изложена процедура удаления крови через 2 вертикальных разреза (с обеих сторон головы) около 2-х сантиметров глубиной и 6-ти сантиметров шириной с целью повышения сохранности рыбы, т.к. кровь, по мнению авторов Michel Blanc; Aymeric Desurmont; Steve Beverly способствует быстрой порче тканей рыбы.
Известны способ и устройство для удаления крови из живой рыбы донных пород с целью повышения сроков ее хранения (US Patent 4300263, 11/17/1981 - Process and apparatus for the preparation of flat-fish for the bleeding US Patent Issued on November 17, 1981). Данное устройство делает разрез в районе головы рыбы немедленно после извлечения ее из орудия лова. По мнению автора, удаление крови способствует более длительному сохранению рыбы после извлечения из орудий лова.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности общих существенных признаков является способ охлаждения и консервации рыбы, включающий охлаждение рыбы при помощи охлаждающей среды в банках, контейнерах и других подходящих емкостях, при котором рыбу подвергают комбинированной обработке охлаждающей средой и консервантом, обработку рыбы охлаждающей средой и консервантом осуществляют непосредственно после отлова, причем обработку осуществляют охлаждающей средой, содержащей водный раствор муравьиной кислоты и/или (моно-/ди-) или (тетра-)аммониевых солей или солей щелочных и/или щелочноземельных металлов указанной кислоты в концентрации 5-30 мас.% солей и 95 - 70 мас.% воды. В качестве охлаждающей среды используют рассол, представляющий собой по существу водный раствор формиата калия и/или диформиата калия, причем рассол имеет концентрацию 5-30 мас.% указанных солей, рН рассола доводят до рН 6-7 путем добавки муравьиной кислоты или (ди-)соли, эквивалентной (моно-)соли, использованной в рассоле. Рыбный продукт подвергают комбинированной обработке охлаждающей средой, содержащей муравьиную кислоту и/или (моно-/ди-) или (тетра-) аммониевые соли, или соли щелочных и/или щелочноземельных металлов указанной кислоты. Рыбный продукт, обработанный таким способом, является рыбой для потребления, частично замороженной с помощью охлаждающей среды, содержащей консервант (патент RU № 2157070, МПК А23В 4/08, опубл. 10.10.2000 г. - прототип).
Недостатком данного способа является контакт рыбы, как исходного сырья для последующего получения пищевых продуктов, с химическими веществами, передозировка которых может, как снизить качество рыбы и продуктов ее переработки, так и нанести вред здоровью потребителей.
Основная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать новый способ обработки рыбы до получения рыбного сырья, которое можно хранить продолжительный период времени и которое будет более высокого качества в отношении консистенции и состава, подразумевая, что это сырье будет меньше деградировать, чем этого можно ожидать при использовании известных технологий.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе консервации рыбы, включающем охлаждение рыбы в консервирующей среде в емкости, непосредственно после отлова, охлаждение рыбы осуществляют консервирующей средой, представляющей собой льдосодержащую суспензию в виде тонкодисперсной смеси кристаллической воды и жидкой фазы водного раствора хлорида натрия, насыщенную газообразным диоксидом углерода на стадии получения суспензии и в качестве льдосодержащей суспензии используют морскую воду, причем льдосодержащую суспензию насыщают диоксидом углерода от 759 мл до 1710 мл на 1 л воды.
В заявленном способе консервации рыбы общими существенными признаками для него и прототипа являются:
- охлаждение рыбы осуществляют охлаждающей средой;
- охлаждение рыбы осуществляют непосредственно после отлова;
- охлаждающая среда содержит консервант.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого способа охлаждения и консервирования рыбы и прототипа показывает, что первый в отличие от прототипа имеет следующие существенные отличительные признаки:
- косервирующая среда содержит охлаждающую среду и консервант;
- охлаждающая среда содержит льдосодержащую суспензию, представляющую собой тонкодисперсную смесь кристаллической воды и жидкой фазы водного раствора хлорида натрия;
- в качестве льдосодержащей суспензии используют морскую воду;
- в качестве консерванта используют газообразный диоксид углерода, которым насыщают льдосодержащую суспензию на стадии получения суспензии от 759 мл до 1710 мл на 1 л воды.
Данная совокупность существенных отличительных признаков заявляемого способа позволяет:
- увеличить скорость охлаждения, т.е. улучшить качество охлажденной рыбы и увеличить срок хранения;
- упростить процесс обработки;
- позволяет создать экономичный способ обработки;
- позволяет сохранять рыбу в охлажденном состоянии (в докриоскопическом интервале температур) избирательным охлаждением ее тканей, используя для понижения температуры ресурс функционирования организма рыбы от момента прекращения поступления в него кислорода до момента остановки сердца.
Рыбу, извлеченную из орудий лова в живом состоянии, когда основные системы жизнеобеспечения рыбы (дыхательная и кровеносная) еще продолжают функционировать, немедленно помещают в льдосодержащую суспензию, насыщенную диоксидом углерода.
Консервирующее воздействие диоксида углерода основано на эффекте замещения им кислорода в организме рыбы и для живых организмов опасно только тем, что не поддерживает дыхания.
Венозная кровь, заполняющая сердце, при сокращениях сильного мускульного желудочка через артериальную луковицу по брюшной аорте направляется вперед и поднимается в жабры по приносящим жаберным артериям. В жаберных лепестках кровь проходит через капилляры и охлажденная посредством контакта с мелкими кристаллами льда направляется по выносящим сосудам в корни спинной аорты, которые затем сливаются в спинную аорту, идущую вдоль тела назад, под позвоночником. От спинной аорты идут артерии к внутренним органам и мускулатуре. В хвостовом отделе аорта переходит в хвостовую артерию. Во всех органах и тканях артерии распадаются на капилляры.
Таким образом, жабры рыбы работают, как теплообменный аппарат, а сердце как насос, до тех пор, пока оно не будет остановлено.
Противоток крови в капиллярах жабр и омывающей их суспензии обеспечивает интенсивный теплообмен. При вдохе рот открывается, жаберные дуги отходят в стороны, жаберные крышки наружным давлением плотно прижимаются к голове и закрывают жаберные щели.
3
Вследствие уменьшения давления суспензия всасывается в жаберную полость, омывая жаберные лепестки. При выдохе рот закрывается, жаберные дуги и жаберные крышки сближаются, давление в жаберной полости увеличивается, жаберные щели открываются, и суспензия выталкивается через них наружу. Жабры расположены как бы между двумя насосами - ротовым (связанным с ротовыми мышцами) и жаберным (связанным с движением жаберной крышки), работа которых создает прокачивание суспензии и вентиляцию жабр. За сутки через жабры рыбы прокачивается не менее 1 мводы на 1 кг массы ее тела.
Процесс охлаждения рыбы за счет принудительного прокачивания крови, как теплоносителя, через центрально расположенные ткани будет продолжаться до тех пор, пока будет сокращаться сердце рыбы.
В период агонии у рыбы начинаются интенсивные сокращения скелетной мускулатуры, которые задействуют так называемые дополнительные сердца, поддерживающие давление в сосудах. В спинной аорте многих рыб имеется эластичная связка, выполняющая функцию нагнетательного насоса, который автоматически увеличивает циркуляцию крови во время плавания, особенно в мускулатуре тела. Интенсивность работы дополнительного сердца зависит от частоты движений хвостового плавника. Частота сердечных сокращений основного сердца в период агонии возрастает до 160 ударов в минуту, что определяет высокую скорость движения крови через жабры.
Время работы сердца лимитируется функцией спинного мозга, в котором находятся центры, отвечающие за сокращение туловищной мускулатуры и миокарда. Сердце рыбы, в зависимости от породы, может сокращаться несколько десятков минут после извлечения ее из воды. Однако в данном случае лимитирующим фактором работы сердца будет являться вязкость крови, которая находится в обратной зависимости от ее температуры. Как только температура центрально расположенных тканей рыбы и соответственно крови достигнет криоскопической точки, работа сердца, как насоса, будет невозможна, и оно остановится, но остановится именно тогда, когда ткани будут нормативно охлаждены до -2°С, что является нижним пределом охлаждения рыбы в соответствии с ГОСТ 814-96 «Рыба охлажденная» (О.С.Клячко и др. // «Биофизика». - 1993. - Т.28. - 650 с.; П.А.Моисеев, Н.А.Азизова, И.Н.Куранова. «Ихтиология». - М.: 1981, 439 с; Хочачка П., Семеро Дж. «Биохимическая адаптация». - М.: 1988, 547 с.; Х.Хаузен «Теплопередача при противотоке, прямотоке, и перекрестном токе»: перевод с немецкого / перевод И.Н.Дулькин. - М. Энергоиздат, 1981. - 383 с.; ГОСТ 814-96 «Рыба охлажденная»).
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявляемого изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решить поставленную задачу. Следовательно, заявляемое изобретение является новым и обладает изобретательским уровнем, т.е. оно явным образом не следует из уровня техники и пригодно для практического использования.
Способ осуществляют следующим образом:
Морскую воду предварительно насыщают диоксидом углерода. Это позволит оказывать дополнительное консервирующее воздействие на центрально расположенные ткани рыбы.
Эвакуация диоксида углерода, который является продуктом метаболизма, из организма рыбы осуществляется через жабры посредством концентрационной диффузии.
Количество массы компонента, проходящей через изоконцентрационную поверхность, пропорционально градиенту концентрации, площади изоконцентрационной поверхности и длительности процесса, механизм которого сформулирован Фиком в своем первом законе.
1
i
М=-DdC/dn F τ, где D - коэффициент молекулярной диффузии, τ - время прохождения процесса.
Степень насыщения морской воды диоксидом углерода является функцией ее температуры. Чем ниже температура воды, тем более проявляется ее способность содержать в себе растворенный диоксид углерода.
Содержание диоксида углерода отражено в следующей таблице:
0°С
+5°С
+10°С
+15°С
+20°С
+25°С
1710 мл
1424 мл
1194 мл
1019 мл
878 мл
759 мл
Теплота передается от крови к льдосодержащей суспензии, т.к. температура суспензии ниже, чем температура крови, и по этой причине концентрация диоксида углерода в суспензии будет выше, чем в крови. Это явление будет наблюдаться до тех пор, пока температура крови и суспензии не уравняется. Что характерно, увеличение концентрации диоксида углерода в крови рыбы и снижение концентрации кислорода не снизит возможности ее организма продолжать жизнедеятельность, т.к. в режиме агонии организм рыбы переходит с аэробного режима функционирования на анаэробный. Анаэробный режим характерен тем, что транспортный белок гемоглобин прекращает определять эффективность жизнедеятельности организма, уступая свою функцию по снабжению тканей кислородом миоглобину - дыхательному белку мышечных клеток. Необходимо сказать, что транспортная функция гемоглобина будет полностью выключена диоксидом углерода. Гемоглобин обеспечивает транспорт кислорода к тканям и диоксида углерода из тканей к жабрам, осуществляя, таким образом, дыхательную функцию. Если невозможен процесс диффузии диоксида углерода из жабр в воду, то и невозможен процесс диффузии кислорода из воды в жабры, т.к. гемоглобин будет связан диоксидом углерода. Повышение концентрации диоксида углерода в крови рыбы будет рефлекторно повышать частоту сокращений ее сердца, что увеличит объем прокачиваемой крови через жабры и соответственно эффективность теплообмена между кровью и суспензией в жабрах рыбы.
Таким образом, в предлагаемом способе, технический результат заключается в том, что кровь позволяет осуществить консервацию центрально расположенных органов и тканей за счет низкотемпературного консервирующего фактора и самого диоксида углерода, который обладает бактерицидным действием (Никольский Г.В. Частная ихтиология. - 3 изд., М.:1971 г.; С.И.Исаев, И.А.Кожинов «Теория тепломассообмена». М. Высшая школа, 1979.-495 с.). При этом сама кровь предельно охлаждается, насыщается диоксидом углерода и освобождается от кислорода, по причине того, что гемоглобин связан диоксидом углерода.
- В результате охлаждения рыбы предлагаемым способом в дополнение к низкотемпературному консервирующему фактору со стороны внешней поверхности рыбы, возникают два дополнительных:
- внутренние ткани рыбы будут в течение нескольких минут охлаждены до крископической температуры посредством принудительного прокачивания крови сердцем рыбы через ее жабры;
- кислород, содержащийся в тканях и крови рыбы, будет замещен на бактерицидный диоксид углерода, которым раствор будет предварительно насыщен в процессе охлаждения.