V e r k e f n a s k ý r s l a til Rannsóknarráðs Íslands PDF

Description
V e r k e f n a s k ý r s l a til Rannsóknarráðs Íslands JÚNÍ 2002 STÖÐUGLEIKI FROSINNA ÞORSKAFURÐA LOKASKÝRSLA Margrét Geirsdóttir Titill / Title Stöðugleiki frosinna þorskafurða / Stability of

Please download to get full document.

View again

of 38
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Information
Category:

Psychology

Publish on:

Views: 42 | Pages: 38

Extension: PDF | Download: 0

Share
Transcript
V e r k e f n a s k ý r s l a til Rannsóknarráðs Íslands JÚNÍ 2002 STÖÐUGLEIKI FROSINNA ÞORSKAFURÐA LOKASKÝRSLA Margrét Geirsdóttir Titill / Title Stöðugleiki frosinna þorskafurða / Stability of frozen cod products Höfundar / Authors Margrét Geirsdóttir Skýrsla Rf /IFL report Útgáfudagur / Date: 25. júní 2002 Verknr. / project no Rannís nr Styrktaraðilar / Rannsóknarráð Íslands / The Icelandic Research Council funding: Ágrip á íslensku: Markmið þessa verkefnis var að kanna stöðugleika og geymsluþol frystra þorskafurða og einnig að skoða hvort hægt sé að nota glermark (glass transition temperature) afurða við gerð spálíkana fyrir geymsluþol í frysti og sem stjórntæki við vöruþróun. Breytingar í stöðugleika afurðanna eru mældar með skynmati, áferðar- og efnamælingum og metið hvaða þættir breytast mest og hafa aðallega áhrif á stöðugleikann. Tvær gerðir hráefnis (nýtt og gamalt) voru frystar og fylgst með breytingum við frystigeymslu við fjögur mismunandi hitastig. Upphaflega átti að geyma sýnin við,, og en vegna hönnunargalla í frystihermum reyndust lægstu hitastigin röng. Sýni voru tekin eftir 1, 2, 3 og 6 mánuði. Hæstu hitastigin eru hærri en mælt er með við frystigeymslu á fiski. Þrátt fyrir ítarlegar rannsóknir reyndist ekki unnt að mæla glermark í þorskholdi. Upphafleg markmið verkefnisins náðust því ekki öll en niðurstöður þess eru jákvæðar þar sem sú þekking sem aflað var í verkefninu mun reynast dýrmæt við áframhaldandi rannsóknir á stöðugleika fiskafurða í frysti og breytingar sem verða við frystigeymslu. Þekking á samspili áferðarmælinga með tækjum og skynmati eru sérstaklega mikilvægar. Lykilorð á íslensku: Summary in English: Fiskur, þorskur, frysting, stöðugleiki, glermark, skynmat, áferð The aim of the project was to follow the stability of frozen cod products and to observe if it is possible to make predictive models for storage life in frozen storage of cod products by using glass transition temperature. Changes during frozen storage were evaluated using sensory evaluation, chemical- and physicochemical methods. Glass transition temperature of the products was to be measured and the interaction of the stability and the glass transition to be evaluated. The aim was to use this knowledge on the stability to be used by the freezing industry when evaluating the consumer quality of the products. This will lead to improvements in the frozen products, which will result in added value of the products. Two types (new and aged) of material were frozen in at different temperatures (,, and ). The highest temperatures are higher then recommended for storage of fish in frozen storage. By using two types of material and extreme temperatures; broader knowledge is accomplished in shorter time. In spite of intence research glass transition temperature was not obtained. Even though the oricinal object of the projcet were not all obtained, vital information regarding what quality parameters are most affecting the stability of frozen cod products were obtained. Most marketbily the link between changes measured with sensory analysis and texture analysis.. English keywords: Fish, cod, frozen storage, stability, glass transition, sensory analysis, Texture analysis Copyright Rannsóknastofnun fiskiðnaðarins / Icelandic Fisheries Laboratories Efnisyfirlit 1. INNGANGUR FRYSTING GLERMARK DSC MÆLINGAR EFNI OG AÐFERÐIR HRÁEFNI GEYMSLUHITASTIG EIGINLEIKAR HRÁEFNIS SKYNMAT EÐLISFRÆÐILEGAR MÆLIAÐFERÐIR EFNAFRÆÐILEGAR MÆLIAÐFERÐIR GLERMARK TÖLFRÆÐILEG ÚRVINNSLA GAGNA NIÐURSTÖÐUR OG UMRÆÐUR EIGINLEIKAR HRÁEFNIS SKYNMAT EÐLISFRÆÐILEGAR MÆLIAÐFERÐIR EFNAFRÆÐILEGAR MÆLIAÐFERÐIR GLERMARK SAMANTEKT Á NIÐURSTÖÐUM ÁLYKTANIR HEIMILDIR... 35 1. INNGANGUR Markmið þessa verkefnisins var að kanna stöðugleika og geymsluþol frystra þorskafurða. Einnig að skoða hvort hægt sé að nota glermark (glass transition temperature) afurða við gerð spálíkana fyrir geymsluþol í frysti og sem stjórntæki við vöruþróun. Breytingar í stöðugleika afurðanna var mældur með skynmati, áferðar- og efnamælingum og metið hvaða þættir breyttust mest og höfðu aðallega áhrif á stöðugleikann. Þekking á stöðugleika og geymsluþoli er hægt að nýta við mat á neyslugæðum afurða sem leitt getur til meiri verðmætasköpunar. Þekking á glermarki getur nýst sem tæki við framleiðslustýringu og vöruþróun og þar með leitt til umbóta í vinnslunni. 1.1 Frysting Frysting er algeng og góð varðveisluaðferð fiskafurða en þó eiga ýmsar breytingar sér stað í fiskinum við frystingu og geymslu í frosti. Eru þessar breytingar meðal annars háðar tegund fisks og ferskleika hans, frystiaðferð og geymsluhitastigi (Haard, 1992). Auk breytinga á bragði og lykt, þá breytist áferð vöðvans og vinnslueiginleikar hans. Ýmsir áhrifaþættir hafa verið nefndir til sögunnar s.s. breytingar í vatnsfælni og leysni próteina auk breytinga í súlfhydryl/tvísúlfíð tengjum þeirra. Myndun formaldehýðs í sjávarfiskum er einnig nefndur sem áhrifaþáttur við breytingar í próteinum (Ang & Hultin, 1989). Breytingar í fitu s.s. oxun og vatnsrof, eiga sér einnig stað er geta leitt til breytinga í bragði, lykt og áferð (Ingemansson et al., 1995). Frysting getur einnig haft áhrif á ýmsa lífefnafræðilega ferla og má þar nefna breytinga í ensímvirkni t.d. Ca 2+ -ATPasa vöðvans (Mackie, 1993). Enn eru ótaldar allar samverkandi breytingar s.s. efnahvörf milli próteins og fitu. Hægt er að skipta áhrifum frystingar og frystigeymslu á prótein fiskvöðva í þrjá meginþætti. Í fyrsta lagi eru eðlisfræðileg áhrif ískristallamyndunar sem meðal annars leiða til aukins styrks uppleysta efna og ph breytinga auk áhrifa á vöðvabygginguna. Annar meginþátturinn er samspil próteina við aðra þætti vöðvans er leiðir til breytinga í myndbyggingu þeirra. Í þriðja lagi er niðurbrot trímetýlamín-oxíðs (TMAO) sem leiðir til myndunar formaldehyðs (FA) og dímethýlamíðs (DMA) en myndun FA getur leitt til krosstengja milli próteinsameinda (Mackie, 1993). 1 Ýmsar aðferðir hafa verið notaðar til að meta breytingar í frosnum fiski. Sem dæmi má nefna magn DMA/FA, mat á vatnsheldni, próteinleysni, vatnsfælni próteina, magni súlfhýdrýl hópa á próteinum, áferðarmælingar í tækjum, mælingar á fríum fitusýrum, rafdrátt og mælingar á ýmsum vinnslueiginleikum s.s. ýringu og seigju (Ang & Hultin, 1989; Hsieh & Regenstein, 1989). Skynmat (bragð, lykt, litur, áferð o.s.frv.) er nauðsynlegt til að kanna tengsl við neyslugæði vörunnar. 1.2 Glermark Þurrkun og kæling matvæla verður oft til þess að þau verða amorphous eða formlaus. Í stað fasaskiptanna lausn - kristöllun þá verður varan gúmmíkennd (rubbery state) og síðan glerkennd (glassy state). Það hitastig þegar breytingin frá gúmmí yfir í gler á sér stað kallast glermark (Tg á mynd 1). Glerfasinn er formlaus, án kristöllunar og með mikla seigju ( 10 13,5 Pa s). Eitt einkenni glerfasans er að hreyfanleiki sameinda er nær engin, á meðan töluverð hreyfing er möguleg í gúmmífasanum. Talið er að möguleiki sameinda matvælanna til að taka þátt í efnahvörfum hverfi nær alveg í glerfasanum sem leiði af sér stöðugleika. Þegar hitastig vörunnar er hækkað yfir Tg eykst hreyfanleiki sameindanna og möguleikar þeirra til að taka þátt í efnahvörfum eykst. Þessi hreyfanleiki eykst jafnt og þétt eftir því sem geymsluhitastig vörunnar hækkar og því er talið að stöðugleiki hennar minnki eftir því sem hitastig hennar hækkar (Roos & Karel, 1991; Blanshard, 1995). Glermark vöðva og vöðvaafurða er yfirleitt fyrir neðan frostmark. Vökvi Tg Hitastig Ís + yfirmettuð lausn (Gúmmí) Tg Glerfasi Styrkur lausnar Mynd 1. Fasalínurit fyrir tveggja þátta lausn. Tg glermark, Tg glermarkskúrfa (MacDonald & Lanier, 1991). Þekking á Tg og sambandi þess við geymsluhitastig gæti leitt til möguleika á spálíkönum fyrir geymsluþoli í frystigeymslu. Prófað hefur verið að bera saman 2 hraðafasta (k T ) ákveðinnar breytinga í frostgeymslu við mismunandi hitastig við mismun geymsluhitastigs (Ts) og glermarks (Tg) (Blanshard, 1995). Breytingar sem skoðaðar hafa verið eru m.a. tap C-vítamíns í baunum, ískristallavöxtur í kjöti og aukin seigja eggjarauðu. Við þessar athuganir hefur komið í ljós að línulegt samhengi er milli log(k T ) og T-Tg (mynd 2). Slíkt samhengi gefur möguleika á líkönum er geta spáð fyrir um breytingar við geymslu í frosti. Í unnum matvörum er hægt að hafa áhrif á Tg. Má þar nefna að með auknu vatnsmagni lækkar Tg en flókin kolvetni eins og maltódextrín geta hækkað Tg (Levine & Slade, 1988). Aukin þekking á samspili mismunandi þátta matvörunnar gefur því aukna möguleika á stýringu er varðar geymsluþol unninna fiskvara. Mynd 2. a) WLF-jafnan (log(h T /h Tg ) sem jafngildir log(k T /k Tg )). b)-d) sýna ferla fyrir hraðafasta (log k T ) ýmissa breytinga í frosti; b) tap C-vítamíns í baunum, c) ískristallavöxtur í kjöti, d) aukin seigja í eggjarauðu. WLF lýsir breytingum í seigju (h) þegar hitastig kerfis (T) hækkar yfir glermark þess (T g ) (Blanshard, 1995). 1.3 DSC mælingar Ein aðferð til að meta glermark vöru er mæling á varmarýmd hennar. Öflugt tæki til þess er Differential Scanning Calorimeter eða DSC (Gregory, 1995). Við DSC mælingu er sýni sett í tækið og hitað upp eða kælt með ákveðnum hraða (gráður / mínútu). Í þessu verkefni sem hér um ræðir er notast við DSC tæki sem fylgist með breytingu í hitastigi sýnisins á meðan það er hitað eða kælt. Ef fasaskifti verða í sýninu, t.d. kristöllun eða bráðnun verður hitastigbreyting í sýninu. Hitastigið getur hækkað ef um er að ræða útvermin fasaskifti (t.d. bráðnun) eða lækkað ef innvermin fasaskifti verða (t.d. frysting). Breytingin frá glerfasa yfir í gúmmífasa er dæmi um útvermin fasaskifti. 3 Dæmi um útvermna mælingu sést á mynd 3. Við mælingu á glermarki fæst ekki jafn afmarkaður toppur og sýndur er á myndinni. Við ákvörðun á glermarki er fundið við hvaða hitastig breyting í varmarýmd ( C P ) er mest. Varmaflæði Tmax T½ B C P A To Hitastig Mynd 3. Hefðbundin DSC mæling þar sem T max = hitastig þegar varmflæði er mest, T o = upphafshitastig topps, C P = breyting í varmarýmd, T ½ = breidd topps við hálfa hæð, lína milli A og B er grunnlína toppsins (Wright, 1984). 4 2. EFNI OG AÐFERÐIR 2.1 Hráefni Þorskflök fryst í neytendapakkningum. Tvær gerðir hráefnis var notað í tilraunina. a) Lausfryst miðju og hnakkastykki, veidd í júní 2001 og sett við mismunandi hitastig strax eftir frystingu. b) Lausfryst hnakkastykki í neytendaumbúðum. Veidd í júní 2000 og geymd við 24 C í ár, þá voru sýni mæld og sett við mismunandi hitastig. Tvær gerðir hráefnis voru notaðar í verkefninu til að kanna hvernig upphafleg gæði hafa áhrif á glermark og þar með spálíkön. 2.2 Geymsluhitastig Upphafleg áætlun gerði ráð fyrir að sýni væru geymd við 10 C,, og. Frystigeymsla Rf var notuð fyrir sýni geymd við 24 C og frystikista fyrir sýni. Hitastigssírita var komið fyrir í frystigeymslu við 24 C og reyndist hitastigið vera stöðugt allan geymslutímann. Hitasírita sem þolir mjög lágt hitastig () var ekki til og því treyst á stillingar í frystikistu fyrir 75 C. Sýni við 10 C og 18 C voru geymd í nýjum frystihermum frá Celsíus hf. Fylgst var með hitastigi allan geymslutímann í frystihermum í tölvuforriti sem tengt er við þá. Í upphafi tilraunar var þess gætt að tölvuforritið sýndi rétt hitastig með samanburðarmælingu við sjálfvirka hitanema. Á tilraunatíma voru sjálfvirku hitanemarnir hafðir í frystihermum til að tryggja að hitastig væri skráð allan geymslutímann þar sem fyrir kom að tölvubúnaður bilaði og gögn töpuðust. Í lok tilraunar eftir 6 mánaða frystigeymslu voru sjálfvirku hitanemarnir fjarlægðir og gögn lesinn (mynd 4). Reyndist hitastig í frystihermum hafði hækkað frá upphafi tilraunar jafnt og þétt. Jafnvægishitastigið reyndist vera um 5 gráðum hærra heldur frystihermarnir höfðu verið stilltir á og lesið var af tölvutengdum hitanemum. Haft var samband við framleiðendur frystihermana. Reyndust hitanemar sem senda skilaboð til stjórntækja um hitastig í klefanum vera staðsettir beint fyrir framan kælitæki. Hrím settist á hitanema smátt og smátt fyrstu tvo mánuðina þangað til jafnvægi var náð. Mældu nemarnir lægra hitastig heldur en raunhitastig í klefunum og sendu röng skilaboð til stjórntækja allan tilraunatímann. Hitastigið hækkaði smátt og smátt þangað til jafnvægi á hrímmyndun var náð. Meðalhitastig í klefa stillt á reyndist vera 5 6 C. Hitastig við 18 C var á sama hátt um 12 C. Á myndum og niðurstöðum eru sýni merkt með upphaflegu hitastigi 10 C og 18 C Hitastig [ C] Tími [vikur] Mynd 4. Hitaferill í frystihermi frá Celsíus hf. stilltur á 10 C í 6 mánuði. Samskonar hitaferill fékst fyrir frystihermi stilltur á 18 C (niðurstöður ekki sýndar). 2.3 Eiginleikar hráefnis Efnasamsetning Magn vatns, fitu, próteins, salts og ösku í hráefni mælt samkvæmt aðferðahandbók í gæðahandbók efnastofu Rf (Ghb-e-AM) í upphafi tilraunar Örverur Heildarlíftala (LT 22 C) mæld samkvæmt aðferðahandbók örverustofu Rf (Ghb-e- AM) í upphafi tilraunar. 2.4 Skynmat Þjálfaðir skynmatsdómarar á Rf mátu áferð og ferskleika. Ferskleiki var metinn eftir Torry skala (viðauki 1) ásamt áferðarþáttunum seigur/meyr og þurr/safaríkur í upphafi og eftir 1, 2, 3 og 6 mánaða frystigeymslu. 6 2.5 Eðlisfræðilegar mæliaðferðir Áferð Áferð mæld með áferðarmæli (Texture Analyser - XT2i frá Stable Microsystems, Englandi) í upphafi og eftir 1, 2, 3 og 6 mánaða frystigeymslu Vatnsheldni Vatnsheldni (Water holding capacity; WHC) mæld með skilvindun. Um 2 g af hökkuðum fiskvöðva sett í plasthólk með net í botninn. Skilvindun undir 2 C í 5 mínútur (Sorvall) við 324xg í upphafi og eftir 1, 2, 3 og 6 mánaða frystigeymslu. 2.6 Efnafræðilegar mæliaðferðir Vatn Vatn mælt í hverju sýni samkvæmt aðferðabók Rf í upphafi og eftir 1, 2, 3 og 6 mánaða frystigeymslu Sýrustig Sýrustig mælt í hverju sýni samkvæmt aðferðabók Rf í upphafi og eftir 1, 2, 3 og 6 mánaða frystigeymslu Vatnsleysanleg prótein Leysanleg prótein í vatnsfasa mæld í hverju sýni samkvæmt aðferðabók Rf í upphafi og eftir 1, 2, 3 og 6 mánaða frystigeymslu Leysanleg prótein í saltlausnum Leysanleg prótein í 1M LiCl- og KCl- lausnum við ph 7.2 mæld skv. Kelleher & Hultin, 1991 í upphafi og eftir 1, 2, 3 og 6 mánaða frystigeymslu. 2.7 Glermark Glermark mælt með Perkin Elmer DSC-7 mælitæki. Glermark ákvarðað með Pyrex hugbúnaði sem fylgir tækinu. Sýnastærð 20 µg af sýni í lokuðu 30 µl sýnahylki, keyrsluhraði 2 C/min eða 10 C/min frá -60 C til 15 C og 15 mínútna hvíld (annealing) eftir kælingu fyrir upphitun. Tæki staðlað með Indium (hitastig og varmarýmd) og 10% NaCl lausn (hitastig), tómt sýnahylki sem viðmiðunarsýni. 7 2.8 Tölfræðileg úrvinnsla gagna Tölfræðiforritið NCSS var notað til að framkvæma tvíþátta ANOVA greiningu á niðurstöðum. Kannað var hvort marktækur munur væri milli einstakra sýna, þar sem sýni var ákveðin meðhöndlun, pökkun og tími í frysti. Fyrir utan texta í niðurstöðukafla er bent á Viðauka 2 þar sem hægt er að sjá á hvaða sýnum er marktækur munur miðað við 95% öryggismörk. Við greiningu á niðurstöðum í skynmati skal haft í huga að mælingar fara fram yfir sex mánuði. Einnig að það eru ekki alltaf sömu dómarar sem dæma sýnin vegna starfsmannaveltu hjá stofnuninni. Allir dómarar voru þjálfaðir í mati á soðnum þorski áður en þeir tóku þátt í tilrauninni. Fjölþáttagreining var framkvæmd með tölvuforritinu Unscrambler. 8 3. NIÐURSTÖÐUR OG UMRÆÐUR 3.1 Eiginleikar hráefnis Efnamælingar Efnasamsetning hráefnis í upphafi geymslutíma við mismunandi hitastig er svipað (tafla 1), fiskur veiddur 2000 er þó próteinríkari og feitari heldur en fiskur veiddur Tafla 1. Heildarefnasamsetning hráefnis (lausfrysti þorskflök) við upphaf tilraunar. Hráefni merkt 2001 mælt strax eftir frystingu en hráefni merkt 2000 geymt í eitt ár við 24 C fyrir mælingu Prótein 17,6 16,4 Fita 0,02 0,20 Vatn 81,6 82,8 Salt 0,1 0,3 Aska 1,2 1, Örverumælingar Samkvæmt örverumælingu hráefnis við upphaf tilraunar reyndist örverufjöldin mun hærri í hráefni veitt 2001 (tafla 2). Fjöldi örvera minnkar við frystigeymslu og sýni 2000 sem hafa verið ár í frysti innihalda minna magn af örverum. Tafla 2. Örverumælingar hráefnis (lausfryst þorskflök) við upphaf tilraunar. Hráefni merkt 2001 mælt strax eftir frystingu en hráefni merkt 2000 geymt í eitt ár við 24 C fyrir mælingu Járnagar, svartar Járnagar, alls Skynmat Ferskleiki Ferskleiki var metinn samkvæmt Torry skala. Torry skali (Viðauki 1) er frá 3 til 10 og er fiskur metinn óhæfur til neyslu ef hann fær einkunn fyrir ferksleika undir 5,5. Fiskur 2000 fékk einkunn 7,1 í upphafi tilraunar (mynd 6) en fiskur 2001 einkunn 8,3 (mynd 5). Geymsluhitastig hefur greinileg áhrif á ferskleiki fisks. Fiskur geymdur við 10 C fær marktækt (95% öryggismörk) lægri einkunn strax eftir mánaðar geymslu í frysti og er marktækt lægri en önnur sýni allan geymslutímann. Fiskur geymdur við 9 fær einnig marktækt lægri einkunn eftir þriggja og sex mánaða geymslu heldur en önnur sýni (mynd 5). Fiskur geymdur við er metinn óhæfur til neyslu (ferskleiki 5,5) eftir 3 mánaða geymslu. Fiskur geymdur við er metinn óhæfur eftir 6 mánaða geymslu Ferskleiki Ferskleiki Mynd 5. Ferskleiki lausfrystra þorskflaka eftir allt að sex mánaða geymslu við mismunandi hitastig. Hráefni veitt 2001 og strax eftir frystingu sett við mismunandi geymsluhitastig. Hver mæling er meðaltal 8 til 12 þjálfaðra skynmatsdómara. Hitastig sýna við 10 C og 18 C var ekki stöðugt yfir geymslutímann samanber mynd 4. Minni munur er hjá eldri sýnum (2000) við geymslu í frysti við mismunandi hitastig (mynd 6). Eftir sex mánaða geymslu fær fiskur geymdur við marktækt lægri einkunn fyrir ferskleika en öll önnur sýni fyrir utan eftir 6 mánaða geymslu. Einnig er það sýni ( eftir 6 mánuði) marktækt lægra en sýni eftir 3 mánuði en þó ekki marktækt lægra en upphafssýni og eftir einn og tvo mánuði. Þessar niðurstöður eru því nokkuð á reiki. Einungis sýni við eftir 6 mánaða geymslu er metið óhæft til neyslu samkvæmt Torry skala með einkunn lægri en 5,5. Við samanburð á niðurstöðum fyrir eldra og nýrra hráefni skal haft í huga að hráefni frá 2000 eru hnakkastykki pakkað í neytendaumbúðir meðan nýrra hráefni frá 2001 eru lausfryst miðju og hnakkastykki. Hráefni frá 2001 er því verra og pakkað í síðri umbúðir. Virðist það því þola verr slæma meðhöndlun við hátt hitastig heldur en 10 hráefni 2000 þrátt fyrir að hráefni 2000 hafi verið geymt í eitt ár í frysti fyrir upphaf tilraunar Ferskleiki Ferskleiki Mynd 6. Ferskleiki lausfrystra þorskflaka eftir allt að sex mánaða geymslu við mismunandi hitastig. Hráefni veitt 2000 og geymt í eitt ár við 24 C og að því loknu sett við mismunandi geymsluhitastig. Hver mæling er meðaltal 8 til 12 þjálfaðra skyn
Related Search
Similar documents
View more...
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks