Технохимическая характеристика сырья

В морях и океанах, омывающих берега нашей страны, внутренних водоемах и реках добывают более 300 видов рыб, большинство из которых пригодны для изготовления консервов. В настоящее время в консервном производстве перерабатывают рыб следующих видов: сельдевые - сельдь, салака, килька (каспийская и балтийская), сардина (атлантическая и тихоокеанская); лососевые - кета, горбуша, чавыча, нерка (красная), кижуч, голец; сиговые - омуль, пелядь (сырок), муксун, пыжьян, сиг, чир (щокур), ряпушка; осетровые - белуга, осетр, севрюга; карповые - сазан, лещ, кутум, язь, жерех, усач, красноперка, карась, плотва, густера и другие; корюшковые - корюшка, снеток, мойва; тресковые - треска, пикша, налим, навага (в основном тихоокеанская); камбаловые - дальневосточная камбала и синекорый палтус; окуневые - судак, окунь, берш, ерш; бычковые - бычок-песочник и кругляк; султанковые - султанка (барабуля); сомовые - сом; скумбриевые - скумбрия, пеламида; щуковые - щука; тунцовые - тунец; макрелещуковые - сайра и др.
Рыба - ценное пищевое сырье. По питательности мясо рыбы не уступает мясу животных. Оно содержит полноценные белки и хорошо усвояемые жиры. Кроме того, в небольших количествах в нем находятся такие важные и необходимые для питания человека вещества, как йод, фосфор, железо, марганец и т. п. Мясо и некоторые органы рыб содержат также жирорастворимые и водорастворимые витамины, что еще более повышает ценность рыбы как продукта питания.
В теле рыбы имеются съедобные и несъедобные части. Последние обычно служат сырьем для выработки кормовых и технических продуктов.
К съедобным частям тела рыбы относятся мышцы (с кожей или без нее) и половые продукты (икра, молоки), а у некоторых рыб также печень, а к несъедобным - чешуя, плавники и внутренности. Частично съедобны голова, кости, хрящи и жировые отложения на кишечнике; например, из голов и костей при варке получается бульон, из жировых отложений на внутренностях вытапливают пищевой жир.
При консервировании рыбы важно знать соотношение масс отдельных частей ее тела. Эти данные необходимы для выбора наиболее целесообразного способа переработки рыбы, для производственных и экономических расчетов при установлении производственных нормативов и составлении калькуляции па готовые консервы для определения запасов сырья и других целей.
Соотношение масс отдельных частей тела у наиболее важных промысловых рыб, используемых в консервном производстве, приведено в табл. 1.
Технохимическая характеристика сырья

Основная съедобная часть тела рыбы - туловищные мышцы, или мясо, состоит из мышечных волокон, соединенных в пучки, покрытые тонкой соединительной тканью - перемизием. Пучки мышц образуют конусообразные сегменты - миотомы или миомеры, покрытые снаружи рыхлой соединительной тканью - эндомизием (рис. 1). Миотомы разделяются идущими поперек тела соединительноткаными перегородками - миосептами, или септами.

Мышечное волокно представляет собой сложное образование. Основу мышечного волокна составляют тончайшие ориентированные, построенные из белков нити - миофибриллы. Миофибриллы погружены в вязкий белково-солевой раствор (саркоплазму), заключенный в тонкую прозрачную оболочку - сарколемму. В состав саркоплазмы входят альбумин, миогены А и В, глобулин X и миоглобулин, липоиды и неорганические соли. Миофибриллы представляют собой гели с частой структурной сеткой, которая образована, по-видимому, из протеиновых цепей с короткими боковыми ответвлениями. В состав миофибрилл входит в основном миозин, кроме того, они содержат актин и актомиозин. Сарколемма состоит из фибриллярных белков - коллагена и эластина. Упругость, гибкость и прочность мышечного волокна обусловливаются сарколеммой. В миосептах, в покрывающем мышцы слое подкожной соединительной ткани и около костей нередко откладывается большое количество жира.
По данным химических анализов, в мясе рыб разных видов содержится от 13 до 20% (в среднем 16-18%) белков, от 0,2 до 30% жира, от 48 до 85% воды (в среднем 70-80%) и 1-2% минеральных веществ.
Химический состав мяса основных видов рыб, используемых в консервном производстве, приведен в табл. 2.

Химический состав мяса рыб сильно колеблется не только в зависимости от вида рыбы, но и в зависимости от ее пола, возраста и сезона лова. Наблюдается определенная закономерность между содержанием воды и жира в мясе рыбы: чем больше в нем жира, тем меньше воды, и наоборот.
Наиболее важной составной частью мяса рыбы, определяющей его высокую ценность как продукта питания, являются белковые вещества. Белки - высокомолекулярные органические азотистые соединения. По своей физико-химической природе они относятся к гидрофильным коллоидам, т.е. коллоидам, имеющим большое сродство с водой.
В тканях животных организмов белки находятся в виде водных растворов - золей и гелей. Коллоидным характером белков обусловлены их особые свойства. В отличие от других веществ, присутствующих в мясе рыбы, белки при нагревании подвергаются тепловой денатурации. При денатурации белка изменяются его свойства - уменьшается растворимость, а также способность к набуханию и удерживанию воды. Это приводит к изменению качества самого продукта, т.е. мяса рыбы - оно становится более плотным, сухим или даже жестким.
Изучение изменений белков рыбы на разных этапах процесса приготовления консервов очень важно для выявления влияния различных факторов на качество консервов и определения возможных путей совершенствования их производства.
Белки мяса рыбы содержат (в %): углерода - 50,6-55,0; азота - 15-19; водорода - 6,5-7,3; кислорода - 19-24 и серы - 0,3-2,3.
Различают следующие основные разновидности белков: альбумины, миозины, миостромины и миопротеиды.
Альбумины хорошо растворяются в воде; осаждаются при рН 5,1-5,4, частично высаливаются из раствора (коагулируют) хлористым натрием, при нагревании раствора свертываются.
Миозины не растворимы в воде, но растворяются в растворах нейтральных солей 8-10%-ной концентрации; осаждаются при рН 4,5 и высаливаются при насыщении растворов хлористым натрием; при нагревании растворов свертываются.
Миостромины растворяются в слабом (0,05%) растворе щелочи; при нагревании раствора не свертываются.
Миопротеиды (белки сарколеммы, ядер и др.) имеют ясно выраженные кислые свойства, не коагулируют при нагревании и кипячении в нейтральных, щелочных и даже слабокислых растворах, выпадают в осадок только при сильном подкислении нагретого раствора.
Средний химический состав отдельных белков мяса рыбы дан в табл. 3.

В мясе свежей рыбы альбумины составляют 17-21, миозины - 78-80 и миостромины - около 3% от общего количества белков.
Из всех фракций белка миозины являются наиболее неустойчивыми и поскольку в количественном отношении они преобладают над другими белками, их изменения обусловливают изменения свойств мяса рыбы в процессе приготовления консервов.
Все белки построены из различных аминокислот. В настоящее время известно 25 аминокислот, в тех или иных соотношениях входящих в состав белков мяса рыбы.
За исключением тирозина и цистина, все аминокислоты легко растворяются в воде.
Многие аминокислоты синтезируются в организме животных и человека, но некоторые не синтезируются и обязательно должны поступать в организм с пищей, так как иначе может произойти серьезное нарушение его жизнедеятельности (прекращение роста, уменьшение массы, различные заболевания, иногда со смертельным исходом). Такие аминокислоты называют незаменимыми. К ним относятся лизин, гистидин, аргинин, триптофан, фенилаланин, треонин, лейцин, изолейцин, метионин, валин. Белки, не имеющие в своем составе незаменимых аминокислот, считаются неполноценными. К таким неполноценным белкам относятся, в частности, коллаген и эластин, входящие в состав соединительной ткани и кожи рыб.
В мышечных белках рыбы различные аминокислоты присутствуют в оптимальных для организма человека соотношениях и потому мясо рыбы считается очень ценной пищей.
При стерилизации консервов содержащиеся в мясе рыбы аминокислоты почти полностью (80-90%) сохраняются. Отдельные незаменимые аминокислоты в мясе судака содержатся в следующих количествах (табл. 4).

Помимо белков, в мясе рыбы содержатся небелковые, или экстрактивные азотистые вещества, легко растворимые в воде. Характерная особенность этих веществ - их способность воздействовать на нервные окончания пищеварительных органов и тем самым вызывать выделение пищеварительных соков, содействующих повышению аппетита и лучшему усвоению пищи. Специфический запах и вкус мяса рыбы в значительной степени зависят от присутствия в нем экстрактивных азотистых веществ.
В число экстрактивных азотистых веществ входят следующие группы соединений:
- летучие основания (моно-, ди- и триметиламины, аммиак);
- триметиламмониевые основания (триметиламиноксид, бетаины и др.);
- производные гуанидина (креатин, аргинин); производные имидазола или глиоксалина (гистидин, карнозин и ансерин);
- смешанная группа (мочевина, свободные аминокислоты и производные пурина).
Содержание экстрактивных азотистых веществ в мясе рыбы составляет 9-18% от общего содержания азотистых веществ.
Содержание летучих оснований в мясе свежей рыбы обычно незначительно (до 10-15 мг %), причем присутствует главным образом аммиак. В мясе несвежей рыбы по мере ее порчи количество летучих оснований и в первую очередь аммиака увеличивается.
Триметиламин в свежем мясе пресноводных рыб практически отсутствует, а и мясе морских рыб составляет от 1 до 8 мг %.
По количеству триметиламина в мясе морских рыб можно судить, о степени их свежести, но пока в практике этот показатель используется сравнительно редко.
Среди триметиламмониевых оснований заслуживает особого внимания триметиламиноксид, встречающийся преимущественно в мясе морских рыб (треска, сельдь, камбала); особенно много его в мясе хрящевых рыб (до 1,5%); замечено, что у крупных рыб содержание триметиламиноксида большее, чем у мелких. При некоторых условиях, в частности при нагревании мяса рыбы, триметиламиноксид распадается на триметиламин и формальдегид, поэтому в консервах из морских рыб часто обнаруживают некоторое количество формальдегида. Существует мнение, что коррозия внутренней поверхности жестяных банок при стерилизации консервов обусловливается главным образом присутствием в рыбе триметиламиноксида.
Особое место среди азотистых веществ занимают ферменты, представляющие собой очень сложные вещества белкового характера. Ферменты входят в очень малых количествах в состав всех тканей и органов рыб и других животных и являются биологическими катализаторами химических процессов, протекающих в организме. Многие ферменты растворяются в воде, растворах нейтральных солей, кислот и щелочей, но не растворяются в растворителях жира. Ферменты проявляют свою активность при определенных температурных условиях; для многих ферментов оптимальной считается температура 35-50° С. При низкой температуре активность ферментов снижается, но при ее повышении до оптимальной температуры активность ферментов вновь восстанавливается.
Оказываемое ферментами действие зависит от концентрации как самого фермента, так и субстрата, на который он действует, от рН среды и присутствия солей. В настоящее время известно более 140 ферментов, причем некоторые из них выделены в чистом кристаллическом виде.
Важной особенностью ферментов является специфичность их действия. Так, одни из них вызывают гидролиз белков или отдельных продуктов их распада, другие - расщепление жиров, третьи - окисление аминов или жирных кислот и т.д.
В биохимических процессах, протекающих в животных тканях, очень важную роль играют так называемые протеолитические ферменты (протеазы), катализирующие гидролиз белков (протеиназы) и дальнейшее расщепление продуктов их распада - пептонов и полипептидов (пептидазы).
Наиболее важными представителями этой группы ферментов являются пепсин и трипсин, выделяемые железами пищеварительных органов и участвующие в процессе переваривания белковой пищи, а также мышечный фермент - катепсин, катализирующий расщепление мышечных белков рыбы при автолизе во время хранения до переработки, Оптимум действия катепсина отмечается при рН, равном 4-5; при нейтральной реакции в живой ткани катепсин не активен, но наступающее после смерти организма понижение рН (подкисление) тканей способствует повышению его активности.