Development of technology of squid meat preparation with new consumer properties

Cui, Zhenkun; Цуй, Чженкун

Development of technology of squid meat preparation with new consumer properties

Cui, Zhenkun; Цуй, Чженкун

URI: https://repo.snau.edu.ua:8080/xmlui/handle/123456789/10106

Date: 2022

Abstract:

Based on scientific demonstration and experimental research, this thesis is devoted to improving the industrial technology to produce squid products and developing and applying the blue light (Blu-ray) cold sterilization technology using the vacuum and lowtemperature synergistic heat treatment. With the improvement of economic development and the change of the people's diet concept, aquatic products with high protein and low fat are more and more popular among the people. Squid can meet this demand of consumers to a certain extent. The annual catch of squid in China is on the rise, and the catch of Molluscs in 2019 was 16324799.7 tons (live weight) (FAO). However, foodborne pathogenic bacteria contamination seriously threatens food safety and human health. In addition, the use of antibiotics promotes the emergence of drug-resistant bacteria and even multidrug-resistant bacteria, which brings severe challenges to food safety control. In particular, with the improvement of people's living standards and the improvement of logistics and transportation conditions, people's consumption demand for seafood is showing an increasing trend. Reducing the threat of food safety is still an issue in food public health today. one of the significant challenges. Thus, the hot issue is producing safe squid products with high-quality properties and preserving them for as long as possible. People admire green, natural, healthy food, hoping that casual food usually tastes the original flavor and texture of the product and its nutrition. Cooking meat produces physical and chemical changes that negatively impact meat product quality, such as cooking loss, nutrient loss, reduction in volume, color change, and toughness in texture. Different cooking temperatures will have different effects. However, although the traditional thermal processing method can kill the pathogenic microorganisms of squid products, such high-temperature heating will cause the loss of moisture and nutrients in squid products and cause the squid products to become too hard to chew, reducing the consumption attributes of squid products. Therefore, this paper aims to demonstrate the sous vide cooking (SV) scientifically squid and apply Blu-ray cold sterilization technology to its products to develop the highquality, high-nutritive value of aquatic products industrialization technology. In this paper, based on the systematic study of the raw material characteristics of squid, we further investigated the effects of different heat treatments (boiling, steaming and sous vide cooking) on physicochemical and microbiological indicators of squid. Then on the basis, the fingerprint of heat-treated squid was constructed. Furthermore, through the effects of cooking temperature, heating time, and marination time on the quality of SV squid, we optimized the process parameters of SV squid and explained the mechanism of tenderization of SV squid. Meanwhile, we developed a Blu-ray sterilization technology and determined the feasibility of this technology in SV squid. The introduction substantiates the topic research rationale, reflects its connection with scientific programs and topics, defines and substantiates the purpose and objectives of the research, object, subject, and critical techniques, indicates the novelty and practical significance of the results, determines the personal contribution of the candidate in research, the approbation of the results and gives the publications on the topic of thesis paper, structure, and load. The first chapter analyzes the current situation of squid fishery and processing, the factors affecting the quality of meat products (including changes in heat treatment methods and storage period) and summarizes that the deep processing of squid products still needs to be further improved. Literature studies have shown that SV is a gentler heat treatment method that can effectively improve the quality of meat products (reducing cooking losses, improving color, and preventing oxidation during heating and storage), thereby evaluating the feasibility of the SV heat treatment of squid. Although scholars believe that SV heat treatment can ensure food safety, we still consider applying blue light sterilization technology to ensure the edible safety of squid products further. The second chapter formulates the overall plan of scientific research, reflects the primary direction of the thesis, and gives the research materials and research topics. This section describes all experimental methods and equipment. Standard and generally accepted research methods are employed to study physicochemical properties, microbiology, sensory parameters, microstructure, and nutritional and biological value. Scientific mathematical-statistical methods process the experimental results. The research was carried out at Henan Institute of Science and Technology in China, Sumy State Agricultural University in Ukraine, and Sanjia Food Co., Ltd. in Henan Province, China. The third chapter systematically studies Argentine squid's physicochemical properties and nutritional indicators. On that basis, discuss the effect of different cooking methods (boiling, steaming, and SV) on squid quality and construct squid's fingerprints treated with different cooking methods through sensory evaluation, physical and chemical indicators, and microbial indicators. The results show that SV squid has different characteristics from other cooking methods. Although SV squid has a lower rating for flavor and odor, it scored higher for preference, appearance, and texture. According to the different characteristics of its cooking flavor (43 specific volatile substances), we constructed the fingerprint of the squid heat treatment method and summarized the best method of squid. In order to further study the advantages and characteristics of SV squid, according to the single-factor experimental results (cooking temperature, cooking time, and salinity), we optimized the process of SV squid by response surface methodology and determined the best process parameters (cooking temperature 60.7℃, cooking time 30 min, salinity 4.5%) of SV squid. Our findings and the scholars show that SV meat is more tender than traditionally cooked meat. Moreover, we found that SV squid is the more tender the cooking time longer. Based on the above studies, we revealed the tenderization mechanism of SV squid. SV heating did not inactivate the endogenous enzymes of squid. During the SV heating process, the action of protease accelerated the degradation of protein, leading to the deterioration of various protein indicators, leading to the squid being tender. In order to ensure the safety of SV squid, we explored the feasibility of Blu-ray sterilization. The study showed that Blu-ray irradiation had little effect on the quality of SV squid, and the dose of 216 J/cm2 had the best sterilization effect. During storage at 0°C, 5°C, and 10°C, the quality of SV squid after Blu-ray sterilization was not significantly different from that of the control group. Moreover, during the storage process, the microorganisms (total viable count and Psychrobacter) in the SV squid after Blu-ray irradiation were lower than those in the control group. Finally, we constructed the industrial process of SV squid and calculated the economic benefits of SV squid. The pilot production of SV squid was approved under Sanjia Food Co., Ltd., Henan Province, China.

Description:

Базуючись на наукових теоретичних та експериментальних дослідженнях, дисертація присвячена вдосконаленню промислової технології виробництва продукції з кальмарів, а також розробці та застосуванню технології холодної стерилізації синім світлом (Blu-ray) з використанням вакууму та низькотемпературної синергічної термічної обробки. З покращенням економічного розвитку та зміною концепції дієти людей продукти з водних біоресурсів з високим вмістом білка та низьким вмістом жиру стають все більш популярними серед людей. Кальмари певною мірою можуть задовольнити цей попит споживачів. Річний вилов кальмарів у Китаї зростає, вилов молюсків у 2019 році склав 16324799,7 тонни (жива вага) (FAO). Мікробіологічне псування сировини і харчових продуктів з гідробіонтів при зберіганні серйозно загрожує безпечності харчових продуктів і здоров’ю людини. Крім того, використання антибіотиків для подовження терміну зберігання сприяє появі стійких до ліків бактерій і навіть мультирезистентних бактерій, що створює серйозні проблеми для контролю безпеки харчових продуктів. З підвищенням рівня життя людей, покращенням умов логістики та транспортування споживчий попит людей на морепродукти демонструє тенденцію до зростання. Важливою проблемою харчової громадської охорони здоров’я є забезпечення безпечності харчових продуктів. Таким чином, актуальним є виробництво безпечної продукції з кальмарів з якісними властивостями та подовженим терміном зберігання. Люди захоплюються зеленою, натуральною, здоровою їжею, сподіваючись, що саме такий сегмент харчової продукції здатен забезпечити оригінальний смак, текстуру продукту та його поживність. Приготування м’яса сприяє фізичним та хімічним змінам, які негативно впливають на якість продукту, наприклад, втрати маси та поживних речовин під час приготування, зменшення об’єму, зміна кольору та негативні зміни текстури. Різні температури приготування матимуть різний ефект. Однак, незважаючи на те, що традиційний метод термічної обробки сприяє знищенню патогенних мікроорганізмів у продуктах з кальмарів; таке високотемпературне нагрівання призведе до втрат вологи та поживних речовин у продуктах з кальмарів і, у кінцевому рахунку, суттєвому зниженню споживних властивостей продуктів з кальмарів. Таким чином, ця робота має на меті продемонструвати науково обґрунтовану технологію приготування кальмарів «sous vide» (SV) і застосувати технологію холодної стерилізації Blu-ray з розробкою і впровадженням промислового виробництва безпечної продукції з високою харчовою цінністю продуктів з водних біоресурсів. У цій роботі на основі систематичного вивчення характеристик сировини кальмарів було досліджено вплив різних видів термічної обробки (варіння, приготування на пару та приготування су-від) на фізико-хімічні та мікробіологічні показники кальмарів. На основі отриманих дослідних зразків було побудовано сенсорні відбитки термічно оброблених кальмарів. Враховуючи вплив температури приготування, часу нагрівання та часу маринування на якість кальмарів SV, оптимізовано параметри процесу приготування кальмарів SV і досліджено процес тендеризації м’язової тканин; розроблено технологічний регламент процесу «холодної» стерилізації Blu-ray та визначено можливість застосування цієї технології для кальмарів SV. У вступі обґрунтовано тему дослідження, відображено її зв’язок з науковими програмами і темами, визначено й обґрунтовано мету і завдання дослідження, об’єкт, предмет і методики дослідження, визначено новизну і практичну значущість результатів, визначено особистий внесок у дослідження. здобувача наукової роботи, апробація результатів та представлено публікації за темою дисертаційної роботи, структура та ключові слова. У першому розділі проаналізовано поточну ситуацію з виловом і переробкою кальмарів, фактори, що впливають на якість харчових продуктів (включаючи зміни в методах термічної обробки та термінах зберігання), і підсумовується, що глибока переробка продуктів з кальмарів потребує вдосконалення. Аналітичний огляд літературних джерел свідчить, що SV є більш м’яким методом термічної обробки, який може ефективно покращити якість м’ясних продуктів (зменшуючи втрати при варінні, покращуючи колір і запобігаючи окисненню під час технологічної переробки та зберігання), підтверджує доцільність впровадження технології SV кальмарів. З метою забезпечення безпечності харчових продуктів з кальмарів проаналізовано переваги та можливість застосування «холодної» стерилізації Blu-ray. У другому розділі наведено методологію наукового дослідження, відображено основні напрямки дисертаційної роботи. У розділі описані всі застосовані експериментальні методи та устаткування. Для вивчення фізико-хімічних властивостей, мікробіологічних, сенсорних показників, мікроструктури, харчової та біологічної цінності використовуються стандартні та загальноприйняті методи дослідження, наукові математико-статистичні методи обробки експериментальних результатів. Дослідження проводилися в Хенаньському науково-технологічному інституті в Китаї, Сумському державному аграрному університеті в Україні та Sanjia Food Co., Ltd. в провінції Хенань, Китай. У третьому розділі досліджено фізико-хімічні властивості та показники харчової цінності аргентинського кальмара, на основі яких досліджено вплив різних методів приготування (варіння, приготування на пару та SV) на якість кальмарів і побудовано відбитки сенсорного профілю кальмарів; досліджено зміни фізичних, хімічних та мікробіологічних показників. Встановлено основні відмінності у якості кальмарів різних способів приготування. Обробка SV сприяла досягненню більш високої оцінки за зовнішній вигляд та текстуру і дещо нижчі за смак і запах. Докладні сенсорні дослідження дозволили науково обґрунтувати і узагальнили найкращий метод обробки кальмарів. Для подальшого вивчення переваг і характеристик кальмарів SV оптимізовано процес SV приготування кальмарів на підставі однофакторного експерименту (температура приготування, час приготування та солоність) та визначено раціональні параметри процесу SV (температура приготування 60,7 ℃, час приготування 30 хв, солоність 4,5%). У висновках показано, що м’ясо SV кальмарів ніжніше, ніж традиційно приготоване м’ясо. Крім того, встановлено кореляцію між тривалістю обробки та зміною текстури. На основі експериментальних досліджень описано механізм тендеризації SV кальмарів. Досліджено зміну активності ендогенних ферментів і їх вплив на розм’якшення м’язової тканини кальмарів. Для забезпечення безпечності готових виробів з SV кальмарів досліджено можливість застосування стерилізації Blu-ray. Встановлено, що опромінення Blu-ray практично не змінювало органолептичні показники кальмарів SV, а доза 216 Дж/см2 мала найкращий ефект стерилізації. Під час зберігання при 0°C, 5°C і 10°C якість кальмарів SV після стерилізації Blu-ray суттєво не відрізнялася від якості контрольної групи, проте мікробіологічні показники безпечності були вище, ніж у зразків контрольної групи. Розроблено апаратурно-технологічну схему промислового виробництва SV кальмарів і розраховано реальний економічний ефект від запровадження розробленої технології SV кальмарів. Пілотне виробництво кальмарів SV було схвалено Sanjia Food Co., Ltd., провінція Хенань, Китай.

Show full item record