CC BY
37
УДК 664.951+577.151.03
В.В. Кращенко, Е.М. Панчишина, А.В. Белобородько
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет,
690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52б
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЧАСТИЧНОЙ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ ЛОСОСЕВЫХ НА КАЧЕСТВО РЫБНЫХ БУЛЬОНОВ
Содержатся материалы сравнительной оценки рыбных бульонов, полученных термической и частичной ферментативной обработкой сырья, по следующим показателям качества: биологическая активность и относительная биологическая ценность; органолептические свойства и содержание сухих веществ. Представлены результаты исследований по установлению рациональных условий проведения частичного ферментативного гидролиза.
Ключевые слова: рыбные бульоны, частичный ферментативный гидролиз, тепловой гидролиз, органолептические показатели, сухие вещества, биологическая ценность.
V.V. Kraschenko, E.M. Panchishina, A.V. Beloborod'ko THE STUDY OF INFLUENCE ON THE PARTIAL FERMENTATIVE PROCESSING OF SALMON FOOD WASTE ON THE FISH BROTHES QUALITY
This article consists from comparative grades of fish brothes, prepared from heat and partial fermentative processing of raw materials, on the following quality indexes: biological activity and relative biological value, organoleptical indexes and content of dried substances. The research results of establishing rational conditions for building partial fermentative gidrolis.
Key words: fish broth, partial fermentative gidrolis, heat gidrolis, organoleptical indexes, dried substances, biological value.
Белок - жизненно необходимый компонент питания, характеризующий биологическую ценность пищевого продукта. Выполняя пищевую или питательную функцию, белок обеспечивает адекватность пищевого продукта физиологическим потребностям организма [1].
Известно, что бульоны, полученные при термической обработке рыбных пищевых отходов, являются источником белковых веществ, представленных в основном коллагеном или продуктами его гидролиза (желатиноподобные вещества). Физиологическую ценность таких бульонов характеризует, очевидно, количество и форма коллагена.
Проведенные ранее нами исследования показали, что режимы термической обработки сырья (продолжительность, температура, соотношение сырья и воды, способ подвода тепла), при которых происходит тепловой гидролиз коллагена, влияют на качество получаемых бульонов.
Коллаген, содержащийся в тканях, можно гидролизовать не только тепловым способом, но и применением протеолетических ферментов [2].
Ферментативный гидролиз как наиболее щадящий способ деструкции позволяет сохранить ценные компоненты без нарушения их структуры и модификации [3, 4].
Цель наших исследований состояла в сравнительной оценке бульонов, полученных термической (тепловой гидролиз) и частичной ферментативной обработкой сырья.
В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи: исследовать качественные параметры ферментативного гидролиза и установить рациональные условия его проведения (концентрация ферментного препарата и продолжительность гидролиза); исследовать влияние ферментативного гидролиза на
следующие показатели качества бульонов: биологическую активность и относительную биологическую ценность; органолептические свойства и содержание сухих веществ.
Объектами исследования служили модельные системы (МС) из вторичных коллагенсодержащих ресурсов филейного производства горбуши (кожа, кость хребтовая). Массовое соотношение кожи и костей в МС естественное (природное).
В качестве ферментного препарата использовали микробиальную протеазу -протамекс из Bacillus (протеолетическая активность 4,81 ПЕ/г).
Условия ферментативного гидролиза следующие: рН среды 7,0; соотношение воды и тканей 1:2; количество вносимого препарата: 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 мг/г; температура 37±2 °С; продолжительность 6 ч. Каждые 2 ч отбирали пробы жидкой фракции для определения количества общего азота (рефрактометрическим методом), аминного азота (потенциометрическим методом по Зеренсену) с последующим вычислением степени гидролиза как отношения аминного и общего азота, выраженного в процентах [5].
С целью инактивации ферментного препарата и достижения кулинарной готовности бульонов для последующей их оценки МС с установленными условиями ферментативного гидролиза подвергли термической обработке при температуре 90±2 °С в течение 40 мин. После чего жидкую фракцию (бульон) отделили от твердой фильтрованием. В результате получили образец бульона, условно обозначенный Б-1.
В качестве образца сравнения служил бульон (Б-2), полученный при тепловом гидролизе в следующих условиях: температура 90±5 °С; соотношение сырья и воды 1:2; продолжительность 60 мин; прямой нагрев; режим свободного испарения воды.
Содержание сухих веществ в исследуемых образцах рыбных бульонов определяли рефрактометрическим методом с применением рефрактометра лабораторного ИРФ-454 Б2М и установленной нами корреляции.
Полученные образцы бульонов оценивали на способность к застудневанию при температуре 2±2 °C, характеризующую показатель «характеристика структуры»;
органолептическую оценку по комплексному показателю - «внешний вид», характеризуемому единичными - прозрачность (мутность) и цвет, проводили при температуре бульонов 20±2 °С.
При биологической оценке рыбных бульонов использовали стандартную синхронизированную культуру инфузории вида Tetrahymena pyriformis. Биологическую ценность характеризует скорость протекания процессов жизнедеятельности индикаторного организма под воздействием количества и качества пищевого объекта, что может быть оценено по приросту числа клеток инфузорий по дням опыта. Чем выше биологическое качество или биологическая активность продукта, тем лучше он усваивается и отмечается более интенсивный рост инфузорий на средах [6]. Для этого ежедневно проводили подсчет числа выросших инфузорий, в качестве контроля служила сырая мышечная ткань горбуши и стандартный казеин.
Результаты исследований качественных параметров частичного ферментативного гидролиза представлены в таблице.
Зависимость степени гидролиза от концентрации ферментного препарата и продолжительности ферментирования выражена графически и представлена на рис. 1.
Из полученных данных следует, что с ростом концентрации ферментного препарата и продолжительности ферментирования в основном наблюдается увеличение количества общего и аминного азота и соответственно степени гидролиза белка. Исключение из общей закономерности составляют отдельные образцы. В максимальной степени гидролизуются белки при концентрации ферментного препарата 1,5 и 2,5 мг/г и продолжительности ферментирования 6 ч, 21 и 24,3 % соответственно.
Поскольку перед нами не стояла задача в лимитирующей глубине гидролиза белка, то для проведения последующих исследований наиболее рациональными параметрами получения бульонов с частичным ферментолизом установили концентрацию фермента 2 мг/г с продолжительностью гидролиза 4 ч, при этом степень гидролиза приближена к максимальной и составила 20,5 %.
Результаты органолептической оценки исследуемых образцов рыбных бульонов представлены в виде профилограммы (рис. 2).
Влияние концентрации ферментного препарата и продолжительности ферментолиза на качество гидролизатов The influence of concentration fermentative compounds and duration of fermentolis on the gidrolis
Концентрация фермента, мг/г Продолжительность ферментолиза, ч Общий азот, % Аминный азот, %
0,5 2 0,30 0,035
4 0,55 0,063
б 0,95 0,133
1 2 0,50 0,063
4 0,60 0,105
б 0,95 0,175
1,5 2 0,40 0,063
4 0,50 0,077
б 0,63 0,133
2 2 0,45 0,077
4 0,65 0,133
б 0,95 0,175
2,5 2 0,50 0,070
4 0,65 0,105
б 0,72 0,175
Рис. 1. Зависимость степени гидролиза от продолжительности ферментирования при различных концентрациях ферментного препарата (мг/г): 0,5(1), 1(2), 1,5(3), 2(4), 2,5(5)
Fig. 1. The dependence of gidrolis degree from the duration of fermentation in the different concentration fermentative compounds (mg/g):
0,5(1), 1(2), 1,5(3), 2(4), 2,5(5)
Из рис. 2 следует, что частичный ферментативный гидролиз заметно улучшает органолептические показатели, бульоны прозрачные с золотистым (ярко-желтым) цветом. Наличие осадка высотой 1 -2 мм в виде хлопьев не сказывалось на общем впечатлении.
В охлажденном состоянии Б-1 имел структуру жидкости, тогда как Б-2 - структуру плотного студня. Это объясняется тем, что ферментативный гидролиз коллагена, вероятно, разрушает желатиноподобные вещества, и как следствие теряется их свойство желировать бульоны.
Однако содержание сухих веществ при этом во всех образцах бульонов составило 6,46,6 %.
Рис. 2. Профилограмма органолептической оценки исследуемых образцов рыбных бульонов Fig. 2. Profillogramma of organoleptic grade in discovered fish brothes
Полученные результаты биологической оценки выражены графически и представлены на рис. 3.
Как следует из рис. 3, в первые двое суток в средах с бульоном Б-1 наблюдался интенсивный рост числа клеток инфузорий. Такой прирост можно объяснить тем, что в результате ферментативного гидролиза структура белка имеет лучшую атакуемость пищеварительными ферментами и как следствие продукт легче усваивается. Аналогичный рост наблюдался и в среде с Б-2 и мышечной тканью, но в замедленном темпе. Отсюда можно предположить, что при тепловом гидролизе белок так же, как и в нативном состоянии (сырая мышечная ткань) находится в трудно усваиваемой форме.
Сравнительная характеристика относительной биологической ценности (ОБЦ) исследуемых образцов бульонов относительно стандартного казеина и мышечной ткани горбуши представлена в виде диаграммы (рис. 4).
Рис. 3. Динамика роста инфузорий Tetrahymena pyriformis на средах с бульоном Б-1 (1), Б-2 (2), мышечной тканью горбуши (3) и казеином (4) Fig. 3. The dynamics of infusoria Tetrahymena pyriformis on the mediums with the broth B-1(1), B-2 (2), salmon’s muscle tissue (3) and kasein (4)
Рис. 4. Сравнительная характеристика ОБЦ (%) исследуемых образцов бульонов относительно стандартного казеина (і) и мышечной ткани горбуши (2)
Fig. 4. The comparative characteristic OBC (%) of discovered fish brothes concerning standard kasein (1) and salmon muscle tissue (2)
Относительная биологическая ценность исследуемых образцов бульонов достаточно высокая, составляет 75-83 % относительно казеина и превышает значения ОБЦ относительно мышечной ткани горбуши на 24 %.
Таким образом, в ходе проведенных исследований установлены рациональные условия проведения частичной ферментативной обработки пищевых отходов лососевых: концентрация фермента 2 мг/г с продолжительностью гидролиза 4 ч. Проведенная сравнительная оценка рыбных бульонов показала, что частичная ферментативная обработка сырья позволяет получать бульоны с высокими показателями качества и такие бульоны можно рекомендовать в качестве основы рыбных супов и соусов для повышения пищевой и биологической ценности.
Список литературы
1. Коновалов К.Л. Пищевые вещества животного и растительного происхождения для здорового питания [Текст] / К.Л. Коновалов, М.Т. Шулбаева, О.Н. Мусина // Пищ. пром-сть. - 2008. - № 8. - С. 10-12.
2. Богданов В.Д. Структурообразователи и рыбные композиции [Текст] / В.Д. Богданов, Т.М. Сафронова. - М.: ВНИРО, 1993. - С. 96-100.
3. Пивненко Т.Н. Биотехнологические способы переработки и направления практического применения хрящевой ткани гидробионтов [Текст] / Т.Н. Пивненко, Г.Ю. Суховерхова. - Владивосток, 2009. - 115 с.
4. Давидович В.В. Биотехнология биологически активной добавки к пище «Моллюскам» [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук по специальности 05.18.07 / ФГУП «ТИНРО-Центр». - Владивосток, 2005. - 23 с.
5. Пивненко Т.Н. Технология белковых гидролизатов и продуктов на их основе [Текст] / Т.Н. Пивненко. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2007. - С. 3-12.
6. Шульгин Ю.П. Ускоренная биотис оценка качества и безопасности сырья и продуктов из водных биоресурсов [Текст]: моногр. / Ю.П. Шульгин, Л.В. Шульгина, В.А. Петров. - Владивосток: Изд-во ТГЭУ, 2006. - С. 58-66.
Сведения об авторах: Кращенко Виктория Владимировна, кандидат технических наук, доцент, е-mail: victoriy_vl@mail.ru;
Панчишина Екатерина Мироновна, аспирант, е-mail: ekaterina.pan.8@mail.ru;
Белобородько Анна Васильевна, магистр, е-mail: anna_beloborodko@mail.ru.
