Россия
УДК 664.951.2 Посол рыбы. Соленая рыба
Цвет является ключевым фактором, определяющим потребительскую привлекательность таких пищевых продуктов, как колбасные изделия. Изучалось влияние нитритной соли на цветообразование формованной вяленой продукции в оболочке из мышечной ткани зеркального карпа (Cyprinus carpio) и толстолобика (Hypophthalmichthys), выращенных в Калининградском регионе. Для представления и описания цвета в цифровом виде использовались цветовые модели RGB и CIELAB. Полученные цветовые координаты позволили описать динамику изменения цвета вяленой рыбной колбасной продукции в процессе сушки. Установлено, что вяленая продукция из толстолобика изменяла свои цветовые характеристики от желтовато-серого до перламутрово-бежевого оттенка, тогда как образцы из карпа демонстрировали переход от розово-коричневого к серо-пурпурному цвету. Различия в цветовых координатах (ΔE) образцов с разным содержанием нитритной соли не превышало порогового значения восприятия человеческими органами зрения. Анализ физико-химических показателей показал, что нитритная соль не оказывает значительного влияния на изменение таких показателей, как активная кислотность, активность воды и содержание формольно-титруемого азота (ФТА) в образцах готовой вяленой продукции. К концу сушки значения этих показателей у всех образцов были близки и составили для изделий из карпа 5,83–5,89 рН, активность воды 0,805–0,813 и содержание ФТА 174,61–179,3 мг/100 г, а у изделий из толстолобика – 5,96–5,99 рН, активность воды 0,774–0,781, показатель ФТА 180,25–183,75 мг/100 г. Проведенные исследования подтвердили, что нитритная соль оказывает минимальное влияние на цветообразование рыбных вяленых продуктов, что связано с существенно более низким содержанием миоглобина в мышечной ткани рыбы по сравнению с мясными продуктами, следовательно, цветовые различия в большей степени обусловлены природой исходного сырья и биохимическими процессами, протекающими в мышечной ткани.
цветовые координаты, модель CIELAB, вяленая рыбная продукция, нитритная соль
Введение
Цвет пищевых продуктов является одним из ключевых факторов, определяющих их потребительскую привлекательность, поскольку визуальные характеристики непосредственно влияют на восприятие свежести, качества и сенсорных свойств продукта. В производстве колбасных изделий стабильность окраски важна для удовлетворения ожиданий потребителей, которые ассоциируют яркие оттенки коричнево-красного, красного и розового с натуральностью и безопасностью продукта. Для регулирования цветообразования традиционно используется нитритная соль (обычно в виде нитрита натрия (Е250) или калия (Е249)), которая не только стабилизирует пигментацию, но и выполняет консервирующую функцию. Нитриты, являясь солями азотистой кислоты, взаимодействуют с гемоглобином и миоглобином в условиях отсутствия кислорода и при активации восстановительных процессов, образуя нитрозогемоглобин (NO-гемоглобин) – соединение, стабилизирующее красный цвет мясного сырья. При термической обработке соленой мышечной ткани нитрозогемоглобин трансформируется в нитрозогемохромоген (NO-гемохромоген), сохраняющий характерную окраску за счет стабильной связи оксида азота (II) с гемовым железом. В рыбных пищевых продуктах, характеризующихся низким содержанием миоглобина по сравнению с мясными продуктами, влияние нитритной соли на формирование цвета проявляется значительно слабее, что ставит под сомнение его использование в качестве стабилизатора окраски.
Консервирующую функцию нитрита натрия в производстве вареных и копченых рыбных колбас рассматривали еще во времена СССР, где нитрит натрия вводился в рецептуру в растворе [1]. Однако анализ современной научной литературы и патентных баз свидетельствует об отсутствии консенсуса относительно целесообразности применения нитрита натрия в производстве рыбных изделий. С одной стороны, некоторые исследования [2] и патентованные технологии (RU 2361460 C1 и RU 2366305 C1) по-прежнему включают нитритную соль как компонент для обеспечения стабильного окраса и подавления роста патогенных микроорганизмов, что подчеркивает ее технологическую значимость. С другой стороны, все больше публикаций указывает на устойчивую тенденцию к минимизации, замене путем использования природных антиоксидантов, ферментативных систем, микроорганизмов и комбинированных технологий или полному исключению нитритов из рецептур, обусловленную как регуляторными ограничениями, так и меняющимися предпочтениями потребителей [3, 4].
Как для вареных и копченых рыбных колбас, для вяленых рыбных колбас отсутствуют четкие и обоснованные рекомендации по применению нитрита натрия. Вяленая рыбная колбасная продукция характеризуется комплексом барьерных факторов, включающих низкую активность воды, высокую концентрацию поваренной соли, поддержание активной кислотности на уровне рН 5,0–5,5, а также последующее холодильное хранение. Совокупность этих параметров обеспечивает достаточный уровень микробиологической безопасности и эффективно подавляет рост патогенов, включая Clostridium botulinum, что делает консервирующую функцию нитрита избыточной. В то же время его роль в формировании и стабилизации цвета в условиях вяления – процесса, протекающего в отсутствие термической обработки, – остается недостаточно изученной, что дополнительно ставит под сомнение целесообразность его включения в рецептуру вяленых рыбных колбас. Исходя из этого, становится актуальным поиск объективных критериев оценки цвета вяленого продукта, позволяющих определить необходимость использования нитрита натрия в качестве компонента, формирующего и стабилизирующего окраску продукта [2–5].
Пищевые системы, как правило, характеризуются сложным многокомпонентным составом, их цвет формируется в результате наложения спектров различных веществ, входящих в продукт. Современные методы обработки цифровых изображений позволяют количественно оценивать цветовые характеристики пищевых продуктов, что критически важно для контроля качества, стандартизации и удовлетворения потребительских ожиданий.
Цвет в колориметрии описывается через трехмерные координаты, отражающие реакцию колбочек человеческого глаза на световые волны различной длины. Основой стандартизации служит цветовое пространство CIE 1931 (XYZ), где цвет представлен комбинацией трех условных базовых сигналов. Это позволяет объективно измерять и воспроизводить цвет вне зависимости от устройства регистрации. Дальнейшее развитие моделей цветового пространства связано с адаптацией к задачам промышленности и медицины.
Математическое описание цвета в колориметрии базируется на том, что, как установлено экспериментально, любой цвет можно представить в виде смеси (суммы) определенных количеств трех линейно независимых цветов. В качестве основных цветов используют красный (R), зеленый (G) и синий (В), т. е. три монохроматических излучения с длинами волн 700, 546,1 и 435,8 нм соответственно.
Существует множество цветовых моделей, разработанных для представления и описания цвета на компьютере. Наиболее часто в цифровых технологиях используются цветовые модели RGB, CMYK, XYZ, HSB и CIELAB.
Для количественной оценки цвета в пищевой промышленности благодаря равномерности восприятия цветовых различий и независимости от устройств принято использовать модель CIELAB. Представленная модель, разработанная Международной комиссией по освещению (CIE), предназначена для равномерного восприятия цветовых различий. Она описывает цвет через три координаты: светлоту (L*), отклонение от зеленого к красному (a*) и от синего к желтому (b*). Основным преимуществом модели является независимость от устройств и равномерность цветового пространства, где одинаковое евклидово расстояние между точками соответствует субъективно равным различиям в цвете [6–9].
Целью исследования являлось исследование влияния нитритной соли на формирование цветовых
и физико-химических характеристик вяленых рыбных колбас из мышечной ткани карпа и толстолобика.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования являлись вяленые рыбные колбасы из мышечной ткани зеркального карпа (Cyprinus carpio) и толстолобика (Hypophthalmichthys), выращенных в Калининградском регионе. Используемое сырье соответствовало требованиям ТР ТС 021/2011 и ТР ТС 040/2016. Химический состав мышечной ткани рыб приведен в табл. 1.
Таблица 1
Table 1
Химический состав мышечной ткани основного сырья
Chemical composition of muscle tissue of the main raw material
|
Вид сырья |
Показатель, % |
|||
|
Вода |
Белок |
Жир |
Зола |
|
|
Толстолобик |
76,7 ± 0,5 |
19,5 ± 0,2 |
2,7 ± 0,3 |
1,1 ± 0,10 |
|
Карп зеркальный |
75,4 ± 0,4 |
16,0 ± 0,4 |
7,3 ± 0,2 |
1,3 ± 0,10 |
Опыты проводились в лабораториях кафедры технологии пищевых продуктов и кафедры физики Калининградского государственного технического университета.
Для исследования влияния нитритной соли на формирование цвета и физико-химических характеристик вяленых рыбных колбас из карпа и толстолобика были приготовлены образцы с различным содержанием нитритной соли. Согласно ТР ТС 029/2012 нитриты при производстве пищевой продукции должны применяться только в виде нитритно-посолочных смесей с массовой долей нитрита натрия (нитрита калия) не более 0,9 %.
Рецептура образцов представлена в табл. 2.
Таблица 2
Table 2
Рецептура образцов с различным содержанием нитритной соли
Formulation of samples with different nitrite salt content
|
Ингредиент |
Образцы |
||
|
Контроль |
№ 1 |
№ 2 |
|
|
Сырье несоленое, % |
|||
|
Рыбный фарш |
100 |
||
|
Вспомогательные материалы, % |
|||
|
Пищевая поваренная соль |
2,5 |
2,1 |
1,7 |
|
Нитритно-посолочная смесь (массовая доля нитрита натрия – 0,6 %) |
– |
0,4 |
0,8 |
|
Сахар |
0,5 |
||
|
Смесь специй |
0,3 |
||
|
Комплексная пищевая добавка «РУТАФИШ Мирсол БС» |
1,3 |
||
Подготовленный рыбный фарш набивали в пищевую коллагеновую оболочку. Размер колбас составлял 15 ± 2 см с диаметром не более 1 см. Образцы вялили при температуре 22 ± 2 °С, относительной влажности 75–80 % и циркуляции воздуха 1 м/с в течение 3 суток до массовой доли влаги в конечном продукте 32 ± 1 %.
Цветовые координаты образцов определяли на спектрофотометре СФ-2000 с приставкой зеркального и диффузного отражения СФО-2000 и профилем освещения D50. Снятие показаний осуществляли на разрезе. Достоверность полученных результатов обеспечивалась трехкратной повторяемостью проведения испытания. Значение конечных цветовых координат определяли как среднеарифметическое трех определений.
Расстояние между двумя цветами (ΔE) находили по формуле
где ΔL*, Δa*, Δb* – разница между координатами первого и второго цвета.
Перевод из цветовой модели CIELAB в цветовую модель RGB осуществлялся при помощи научного образовательного цветового онлайн-конвертера с открытым кодом cielab.xyz (CIE LCh).
Для изучения влияния нитритной соли на физико-химические характеристики в образцах также определяли содержание формольно-титруемого азота (ФТА), активную кислотность и активность воды. Математическая обработка полученных результатов проводилась при помощи программного пакета Microsoft Office 2016.
Результаты исследования
На первом этапе исследования изучалось изменение цветовых координат образцов вяленой продукции из карпа и толстолобика в системе CIELAB в процессе сушки (табл. 3).
Таблица 3
Table 3
Изменение цветовых координат L*, a*, b* образцов вяленой продукции из карпа и толстолобика
в процессе сушки
Changing the color coordinates L*, a*, b* of mirror carp and silver carp products during
the drying process
|
Образец |
Обозначение координат |
Значение цветовых координат |
||||
|
Фарш |
Осадка |
1 день сушки |
2 день сушки |
3 день сушки |
||
|
Вяленая продукция из карпа |
||||||
|
Контроль |
L* |
59,56 |
58,95 |
45,30 |
40,1 |
42,6 |
|
a* |
24,16 |
16,06 |
10,16 |
9,66 |
8,62 |
|
|
b* |
14,39 |
9,46 |
1,31 |
2,72 |
3,24 |
|
|
Образец № 1 |
L* |
– |
55,67 |
46,72 |
38,97 |
39,45 |
|
a* |
– |
14,24 |
11,46 |
10,21 |
8,4 |
|
|
b* |
– |
7,55 |
2,10 |
2,03 |
3,07 |
|
|
Образец № 2 |
L* |
– |
60,24 |
42,19 |
36,15 |
37,96 |
|
a* |
– |
13,98 |
12,41 |
11,13 |
7,88 |
|
|
b* |
– |
8,11 |
3,16 |
2,22 |
2,14 |
|
|
ΔЕ |
К–№ 1 |
– |
4,21 |
2,08 |
1,43 |
3,16 |
|
К–№ 2 |
– |
2,80 |
4,26 |
4,24 |
4,83 |
|
|
№ 1–2 |
– |
4,61 |
4,75 |
2,97 |
1,83 |
|
|
Вяленая продукция из толстолобика |
||||||
|
Контроль |
L* |
70,06 |
62,39 |
48,38 |
38,86 |
38,9 |
|
a* |
7,47 |
9,32 |
3,3 |
6,24 |
4,54 |
|
|
b* |
20,00 |
15,72 |
8,97 |
9,14 |
7,4 |
|
|
Образец № 1 |
L* |
– |
61,68 |
50,37 |
39,72 |
37,8 |
|
a* |
– |
10,68 |
4,33 |
6,54 |
4,36 |
|
|
b* |
– |
14,47 |
6,1 |
12,13 |
9,32 |
|
|
Образец № 2 |
L* |
– |
66,24 |
48,82 |
40,6 |
39,03 |
|
a* |
– |
11,17 |
4,49 |
7,42 |
4,89 |
|
|
b* |
– |
13,19 |
9,96 |
11,84 |
7,85 |
|
|
ΔЕ |
К–№ 1 |
– |
1,98 |
3,64 |
3,13 |
2,22 |
|
К–№ 2 |
– |
4,96 |
1,61 |
3,42 |
0,58 |
|
|
№ 1–2 |
– |
4,76 |
4,16 |
1,28 |
1,99 |
|
Анализ данных табл. 3 показывает, что количественные различия в цветовых координатах образцов не превышают порогового значения ΔE = 5 и находятся в пределах допуска цветового равенства колориметрической системы CIELAB [7, 9]. Статистически незначимые отклонения в показателях свидетельствуют об отсутствии существенного влияния содержания нитритной соли на формирование цветовых характеристик вяленых колбас из карпа и толстолобика. Это позволяет сделать вывод о том, что варьирование концентрации нитритов в исследуемых образцах не оказывает критического воздействия на их визуальные параметры, что подтверждается низкими значениями метрики цветового различия ΔE.
Для представления результатов полученных координат в системе CIELAB в цифровом виде было проведено преобразование в систему RGB (табл. 4).
Таблица 4
Table 4
Изменение цветовых координат R, G, B и цвета образцов вяленой продукции из карпа
и толстолобика в процессе сушки
Changing the color coordinates of R, G, B and the color of samples of dried products
from mirror carp and carp silver carp during the drying process
|
Образец |
Обозначение |
Значение координат |
||||
|
Фарш |
Осадка |
1 день сушки |
2 день сушки |
3 день сушки |
||
|
Контроль |
R |
187 |
170 |
123 |
110 |
114 |
|
G |
126 |
129 |
101 |
89 |
94 |
|
|
B |
119 |
124 |
105 |
91 |
95 |
|
|
Образец № 1 |
R |
– |
158 |
128 |
106 |
106 |
|
G |
– |
123 |
102 |
84 |
87 |
|
|
B |
– |
120 |
106 |
87 |
87 |
|
|
Образец № 2 |
R |
– |
171 |
120 |
103 |
99 |
|
G |
– |
136 |
92 |
78 |
83 |
|
|
B |
– |
131 |
95 |
82 |
84 |
|
|
Контроль |
R |
194 |
173 |
123 |
103 |
99 |
|
G |
166 |
144 |
112 |
86 |
87 |
|
|
B |
135 |
124 |
101 |
75 |
78 |
|
|
Образец № 1 |
R |
– |
171 |
129 |
107 |
100 |
|
G |
– |
141 |
116 |
88 |
86 |
|
|
B |
– |
123 |
109 |
73 |
74 |
|
|
Образец № 2 |
R |
– |
186 |
125 |
110 |
103 |
|
G |
– |
153 |
111 |
90 |
89 |
|
|
B |
– |
138 |
99 |
77 |
79 |
|
Из цветовых характеристик, представленных в табл. 3 и 4 видно, что в процессе сушки вяленой рыбной продукции наблюдались изменения цветовых характеристик, которые зависели, в первую очередь, от вида сырья. Образцы из толстолобика меняли свои цветовые координаты от желтовато-серого до перламутрово-бежевого оттенка, тогда как образцы из карпа меняли цвет от розово-коричневого до серо-пурпурного. Помимо влияния нитритной соли на цветовые характеристики в процессе сушки образцов вяленых колбас из карпа и толстолобика определяли изменение рН, активности воды и ФТА.
На основе проведенных лабораторных исследований, результаты которых представлены на рис. 1, можно заключить, что нитритная соль также не оказывает значительного влияния на конечные значения таких показателей, как активная кислотность (рН), активность воды и ФТА в мышечной ткани образцов вяленых колбас из толстолобика и карпа в процессе сушки. К завершению сушки все образцы демонстрируют близкие значения исследуемых параметров.
Графики зависимости рН, активности воды и формольно-титруемого азота от времени сушки
в вяленой продукции из мышечной ткани: а – карпа; б – толстолобика
Graphs of the dependence of pH, water activity and formally-titrated nitrogen on the drying time
in dried products from muscle tissue: a – mirror carp; б – silver carp
Заключение
На основании проведенных исследований показаны изменение цвета и цветовых координат в системе CIE L*a*b* для вяленых колбасных изделий из карпа и толстолобика с различным содержанием нитритной соли в процессе сушки. Расстояние между цветами (ΔE) образцов с различным содержанием нитритной соли находилось в пределах допусков цветового равенства и для образцов из карпа составило 1,43–4,83, для образцов из толстолобика 0,58–4,96. Обосновано, что добавление нитритной соли не является определяющим фактором для конечных физико-химических характеристик продукта.
1. Рехина Н. И., Будина В. Г., Полякова Л. К., Верхотурова Ф. И. Производство рыбных колбасных изделий. М.: Пищ. пром-сть, 1976. 64 с.
2. Lerfall J., Østerlie M. Use of sodium nitrite in salt-curing of Atlantic salmon (Salmo salar L.) – Impact on product quality // Food Chemistry. 2011. V. 124 (3). P. 759–766. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.06.092.
3. Wang X. H., Ren H. Y., Liu D. Y., Zhu W. Y., Wang W. Effects of inoculating Lactobacillus sakei starter cultures on the microbiological quality and nitrite depletion of Chinese fermented sausages // Food Control. 2013. V. 32. P. 591–596. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.foodcont.2013.01.050.
4. Буклешова А. В., Цибизова М. Е. Обоснование выбора компонентного состава колбасных изделий на основе рыбного сырья для повышения их пищевой ценности и хранимоспособности // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Рыбное хозяйство. 2025. № 2. С. 131–140.
5. Технология рыбы и рыбных продуктов: учеб. / под ред. А. М. Ершова. СПб: ГИОРД, 2006. 939 p.
6. Байдичева О. В., Рудакова Л. В., Рудаков О. Б. Применение цифровых технологий в цветных тестах биологически активных веществ // Бутлеровские сооб-щения. 2008. № 13 (2). С. 50–61.
7. Жбанова В. Л. Исследование методов определения цветовых различий в равноконтрастной колориметрической системе CIELAB // Светотехника. 2020. № 1. С. 36–40.
8. Домасев М. В., Гнатюк С. П. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения. СПб.: Питер, 2009. 224 с.
9. Иванов В. Е., Широких Т. В. Сравнение равноконтрастных колориметрических систем // Светотехника. 2014. № 6. С. 44–47.
