О возможности применения мультисенсорного метода для определения степени свежести рыбы

О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

МУЛЬТИСЕНСОРНОГО МЕТОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ СВЕЖЕСТИ РЫБЫ

Ю.И.Ефременко, аспирантка кафедры пищевой биотехнологии ФГОУ ВПО «КГТУ»

О.Я.Мезенова, ФГОУ ВПО «КГТУ»

Контроль качества и степени  свежести рыбных продуктов традиционно  во многом определяется органолептически путем анализа их аромата и вкуса. Однако степень достоверности такого определения невысока, поскольку присутствует субъективный фактор. В последние годы в аналитической практике успешно развивается физический метод анализа качества пищевых продуктов через обнаружение и количественное определение ароматобразующих веществ, ответственных за появление признаков порчи, с применением специальных мультисенсорных устройств.

свежесть рыбы, органолептическая оценка, азот летучих  оснований, мультисенсор

Рыба, прежде всего живая, является ценным сырьем для изготовления многих видов рыбной продукции. Отдаленность мест добычи от пунктов реализации и переработки приводит к необходимости первичного консервирования рыбного сырья (охлаждение, замораживание), некоторому снижению его свежести и качества. Посмертные процессы, происходящие при консервировании и хранении, обусловливают органолептические изменения в рыбе (меняются запах, консистенция, внешний вид), что может привести к потере ею свежести, пригодности к переработке и использованию в пище.

Теоретической предпосылкой для поиска объективного показателя степени свежести рыбы служат биохимические изменения, обусловливающие появления запаха и вкуса испорченной рыбы. В результате деятельности ферментов и бактерий в мясе рыбы образуются различные вещества: из азотистых соединений – летучие основания; из серосодержащих аминокислот – сероводород, диметилсульфид, метилмеркаптан; из глюкозы и рибозы – низшие жирные кислоты; из липидов – карбонилы; из протеинов – тирозин, индол, скатол, путресцин, кадаверин; из гистидина – гистамин [2].

Одним из известных методов  определения свежести рыбы, достаточно хорошо коррелирующим с органолептическими изменениями в период ее порчи, является нахождение общего количества азота летучих оснований (АЛО), причем величины этих показателей специфичны для мяса отдельных видов рыб (таблица) [1].

Таблица. Содержание общего азота летучих оснований в  различных видах рыб

Вид рыбы	Пределы содержания азота летучих оснований в мясе рыб, мг% безупречно свежих	не свежих, но пригодных для пищевого использования	испорченных и не пригодных в пищу
Карп	До 5	До 15	Более 20
Тунцы	10 – 20	До 30	Более 50
Сельдь	10 – 20	До 35	Более 40
Камбалы	10 – 25	До 40	Более 45
Палтус	15 – 20	До 30	Более 45
Сайра	15 – 20	До 30	Более 40
Скумбрия	15 – 20	До 30	Более 45
Кета	20 – 30	До 40	Более 45
Треска	20 – 25	До 60	Более 80

При исследовании динамики накопления АЛО в мышечной ткани  рыб выявлено, что при хранении рыбы до замораживания отсутствует  корреляция между содержанием АЛО  и ее качеством, определяемым органолептическим  методом.

К преимуществам этого  метода относятся его простота и  относительно небольшие затраты  времени и средств, а к недостаткам  – необходимость разрушения ткани, подбор условий отгонки, неэффективность  на ранних стадиях порчи рыбы.

Определение аммиака, образующегося  в результате бактериального распада  мочевины, креатина и других азотистых  соединений, имеет небольшое практическое значение для оценки свежести рыбы.

Методы оценки свежести рыбы, основанные на определении количества веществ, образующихся в них в процессе хранения в результате деятельности бактерий, применимы только на тех стадиях порчи, на которых количество бактерий резко возрастает, т.е. когда сырец или продукт порчи имеет явные, органолептически обнаруживаемые признаки порчи.

Для определения степени  свежести рыбы показательными будут  продукты распада аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), содержание которой в мышечной ткани живых рыб различных видов примерно постоянно. Распад АТФ происходит постепенно с образованием таких продуктов распада, как азотистые основания инозин и гипоксантин.

У большинства рыб содержание АТФ по мере хранения после вылова уменьшается, а содержание продуктов ее распада количественно увеличивается с равномерной скоростью в течение определенного времени хранения, предшествующего появлению первых признаков бактериальной порчи, которые обнаруживают органолептическим путем и по химическим показателям. Абсолютная величина скорости распада АТФ мяса рыб различается в зависимости от вида рыб и их исходного состояния, а также условий хранения. Между скоростью распада нуклеотидов и быстрой утратой свежести, определяемой органолептически, установлена довольно устойчивая и высокая корреляция.

Конечным продуктом распада  нуклеотидов является гипоксантин, который не подвергается в мясе рыб последующему расщеплению. Однако у многих видов рыб процесс распада АТФ идет не до конца, и конечным продуктом является не гипоксантин, а в основном инозин, происходит накопление как гипоксантина, так и инозина.

В большинстве случаев  содержание гипоксантина хорошо коррелирует  с органолептическими оценками, но использование этого метода оценки свежести рыбы связано с необходимостью разрушения образцов и значительными затратами времени. Содержание инозина, как показателя свежести рыбы-сырца, на практике не используется, хотя применяется в научных исследованиях [2].

Таким образом, общее понятие  свежести рыбы характеризуется несколькими  химическими показателями и ограничение какой-либо одной величиной нецелесообразно.

В связи с этим химические показатели очень редко включают в нормативно-техническую документацию в качестве объективных показателей  степени свежести рыбы.

К физическим методам, которые  традиционно используются для оценки степени свежести рыбы, относят определение  рН, буферной емкости, показателя преломления  и мутности хрусталика и глазной  жидкости рыбы, прочность и вязкость мяса рыбы, флюоресценция. Однако ни один из перечисленных показателей не имеет широкого применения, поскольку все они, например, данные об изменении величины рН в процессе хранения рыбы, могут быть интерпретированы лишь отдельно для каждого вида рыбы.

В связи с трудностями, присущими методологии органолептического анализа, проводится поиск новых  объективных методов оценки степени свежести рыбы. Они должны удовлетворять, как минимум, двум требованиям: коррелировать с органолептическими свойствами и быть доступными для оперативного измерения.

В последние десятилетия  в аналитической практике успешно  развивается направление по разработке надежных способов анализа и идентификации  компонентов, определяющих запах продукта. Ведущее место среди них принадлежит  хроматографии и масс-спектрометрии. С помощью этого инструментального  метода представляется возможным не только исследовать вкус и аромат, но и оценить качество рыбной продукции. Так, этим методом проводят анализ количественного  и качественного состава карбонильных соединений, органических кислот и эфиров, аминокислот и других компонентов рыбы и рыбопродуктов. Основным недостатком метода является сложность подготовки проб, а также риск видоизменения веществ в результате химических взаимодействий, что может внести ошибку в результаты анализа [3].

Для оценки свежести рыбного  сырья и его качества достаточно перспективным представляется использование мультисенсорных систем, которые позволяют получить информацию как о составе, так и о концентрации отдельных летучих веществ.

Мультисенсор – аналитическое устройство, используемое для обнаружения ароматобразующих веществ, которое сочетает в себе массив неселективных сенсоров, обладающих высокой перекрестной чувствительностью и способностью к распознаванию образов анализируемой смеси паров ароматобразующих веществ, а также многомерную калибровку для обработки данных. Каждый сенсор обладает различной чувствительностью к анализируемым веществам и имеет свой специфический профиль откликов в ответ на тестируемые запахи. Возможность реализации такого технического решения основана в первую очередь на обработке многопараметрической информации в режиме online[3].

Мультисенсорные системы  можно разделить на несколько  основных групп: металлооксидные полупроводниковые сенсоры (MOS), пьезоэлектрические кварцевые микробаласные сенсоры (QMB), сенсоры на основе проводящих полимеров, фотометрические и оптические (и на оптоволоконной основе) сенсоры, специальные системы с масс-спектрометрическим определением [4].

Одним из главных преимуществ  мультисенсорной системы перед  современными приборами, позволяющими проводить объективную оценку качества пищевых продуктов, является возможность ее использования для комплексного анализа всех летучих компонентов, формирующих специфический запах и аромат продукта, и представлять его в виде характерного «отпечатка».

 

Возможности мультисенсорной  системы позволяют решить задачи количественного и качественного анализа многокомпонентных газовых смесей, проводить анализ летучих веществ, формирующих запах продуктов. В этой связи представляется актуальным обоснование применения такой системы для оценки степени свежести и качества рыбы, которая в нашей стране, согласно действующим нормативным документам, до сих пор проводится органолептически, вызывая неоднозначное толкование и спорные ситуации, чреватые токсикологическими процессами и финансовыми проблемами.

Литература

Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения. – М.,1973. – 424с.

Сафронова Т.М. Сырье и  материалы рыбной промышленности. –  М., 1991. – 191с.

Hartmut Rehbein Fishery products: quality, safety and authenticity/Hartmut Rehbein, Jörg Oehlenschläger. – United Kingdom, 2009. – 477с.

Mahdi Ghasemi-Varnamkhasti Biomimetic-based odour and taste sensing systems to food quality and safety characterization: An overview on basic principles and recent achievements/ Mahdi Ghasemi-Varnamkhasti, Seyed Saeid Mohtasebi, Maryam Siadat, ‒ Journal of food Engineering, 2010. – 337 – 387c.

THE POSSIBILITY OF MULTISENSORY METHOD FOR DETERMINING THE DEGREE

OF FISH FRESHNESS

J. Efremenko, O. Mezenova

Quality control and freshness control of fish products traditionally largely have been determined organoleptically through the analysis of their flavor and taste. Nevertheless degree of reliability of such a determination is not very high since the subjective factor is significant here. In recent years in analytical practice the physical method of analysis for food quality has been successfully developing. It is developing as detection and quantitative determination of aroma substances responsible for spoilage indicators based on special multisensory devices.