CC BY
68
УДК 664.953: [664.951.597:282.247.41+262.81)]
О. В. Чернышова, М. Е. Цибизова
ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАЛОРАЗМЕРНОГО РЫБНОГО СЫРЬЯ ВОЛГО-КАСПИЙСКОГО БАССЕЙНА В ТЕХНОЛОГИИ ПАСТООБРАЗНОЙ ПРОДУКЦИИ
O. V. Chernyshova, M. E. Tsibizova
STUDY OF THE POSSIBILITY OF THE APPLICATION OF LOW-SIZE FISH RAW MATERIAL OF THE VOLGA-CASPIAN BASIN IN THE TECHNOLOGY OF PASTE-LIKE PRODUCTS
Изучение размерно-массовых характеристик, химического состава и оценки способности маломерных частиковых рыб (серебристый карась, красноперка, густера) к созреванию показало, что они являются ценным сырьем для изготовления различных пастообразных продуктов. Исследовано влияние температуры на гидролиз белковых веществ неразделанного сырья при рН 6,6-6,7 в диапазоне значений температуры 30-60 °С. Показано, что проведение авто-протеолиза проводит к органолептическим и физико-химическим изменениям сырья. Данные процессы могут быть использованы при производстве пастообразных продуктов.
Ключевые слова: пастообразная продукция, малоразмерное сырье, автопротеолиз.
The study of size and mass characteristics, chemical composition and assessment of the maturing possibility of low-size ordinary fish (silver porgy, redeye, and silver bream) has shown that they are valuable raw material for manufacturing of various paste-like products. The influence of temperature on hydrolysis of albumens of uncut raw material is investigated at рН 6.6-6.7 and in the temperature range 30-60 °С. It is shown that carrying out of autoproteolysis leads to organoleptic and physical and chemical changes of raw material. The given processes can be used in the manufacture of pastelike products.
Key words: paste-like production, low-size raw material, autoproteolysis.
Введение
В последнее десятилетие увеличилось число людей, использующих готовые блюда и полуфабрикаты. Кроме того, существенное изменение традиционных вкусов явилось результатом всё большей осведомлённости населения о воздействии различных продуктов на здоровье и продолжительность жизни человека. Но слабость основной части новых предприятий России и отсутствие современного оборудования на большинстве старых не позволили улучшить ассортимент и начать поставку на рынок готовых полуфабрикатов и кулинарных продуктов быстрого приготовления, поэтому имеющийся спрос на эту продукцию остался неудовлетворённым. Однако развитие рыбного производства способно решить проблему комплексной переработки сырья с пониженной товарной ценностью, традиционно не используемого населением в пищу, а также вторичных продуктов переработки рыбы и выпуска из них пищевой высокопитательной, биологически полноценной продукции [1].
Росту выпуска пастообразных изделий из гидробионтов способствует прежде всего возможность использовать для их производства рыб с механическими повреждениями и пищевых отходов от разделки рыбы, что делает технологию обработки сырья малоотходной и позволяет вырабатывать дополнительно ценную пищевую продукцию. Для изготовления пастообразных продуктов можно использовать различные виды мелких рыб, встречающихся в качестве прилова [2].
Кроме того, современное состояние сырьевой базы требует от рыбоперерабатывающей промышленности акцентировать внимание на максимальном использовании рыбного сырья при производстве новых видов рыбной продукции - как комбинированной, так и обогащенной. Технология пастообразных продуктов позволяет создавать продукты с широкой гаммой вкусоаро-матики, зависящей как от дополнительного внесения ингредиентов и вкусовых добавок, так и от вида сырья. Технология приготовления пастообразных продуктов дает возможность широко использовать различные ингредиенты, позволяющие улучшать вкусоароматические и структурно-механические свойства готового продукта, а также регулировать биотехнологический
процесс созревания паст. Они являются наиболее удобной структурно-агрегатной модификацией для создания рыбных продуктов заданного состава. Получили достаточно широкое распространение пастообразные рыбные смеси, применяемые для изготовления порционных блюд, паштетов, рыбоовощных композиций. Пастообразные рыбные смеси - один из немногих продуктов на рынке рыботоваров с такой высокой степенью готовности для потребителя [3].
Проблемам ассортимента, повышения качества, разработки и внедрения новых технологических приемов производства рыбных пастообразных продуктов посвящены научные исследования таких ученых, как И. Н. Никитина, Н. Ташкевич, И. Э. Бражная, И. Н. Муравьева, И. М. Титова, В. В. Критинина, Т. П. Калиниченко, Т. Н. Слуцкая, А. А. Вородимова, Н. А. Студенцова, И. П. Леванидов, Т. П. Калиниченко, А. С. Лысова, Т. Н. Головачева, С. М. Доценко, В. А. Тильба,
О. В. Скрипко, С. А. Иванов, Н. М. Купина, Miwa Койко, Н. Как^08Ы, Б. Нко8е, А. Мопеш и др.
Использование ферментной интенсификации протеолиза с целью регулирования структуры пастообразных продуктов рассматривается в [4]. В настоящее время, на наш взгляд, расширение ассортимента пастообразных продуктов связано с решением определенных проблем, обусловленных особенностями ферментных систем сырья, используемого при получении такой продукции.
Для Астраханского региона проблема создания белковых продуктов на основе комплексной переработки гидробионтов является наиболее актуальной. Все дело в том, что в ВолгоКаспийском бассейне большую долю улова (порядка 30 %) составляют малоценные виды рыб, в частности частиковые. К ним относятся красноперка, карась, окунь, сопа, чехонь и др.
Данные Агентства по рыболовству и рыбоводству Астраханской области и ФГУ «СевероКаспийское бассейновое управление по рыболовству и сохранению водных биологических ресурсов» («Севкаспрыбвод») показывают, что за последние 7 лет наблюдается общая тенденция к снижению объемов вылова и переработки крупных пресноводных рыб или их варьирование в сторону незначительного увеличения объемов вылова.
Добыча крупных пресноводных (судак, сом, щука, лещ) после некоторого постоянного объемов вылова, составляющих более 29 629,9 т, с 2005 до 2006 г. снизилась до 24 259,4 т. С 2007 по 2008 г. происходило увеличение объемов вылова судака, щуки, леща - на 8-9 %, но снизились объемы добычи сазана, сома - на 4,5-6,0 %, а с 2008 по 2009 г. наблюдалась обратная тенденция. В 2010 г. объемы добычи крупных пресноводных по сравнению с 2009 г. снизились с 28 609,104 до 18 405,162 т.
Объемы добычи мелких пресноводных (красноперка, карась, густера, чехонь, синец, окунь) имеют положительную тенденцию к увеличению. С 2007 по 2010 г. объемы вылова увеличились с 10 620,2 до 15 501,096 т. Хотя эти виды рыб в промысловой статистике входят в группу мелкого частика, их значение в промысле, на наш взгляд, возросло настолько, что требует поиска технологических решений для их максимального использования при получении пищевой продукции. Создание качественных рыбных продуктов невозможно без исследования технохимического состава, пищевой и биологической ценности, а также функциональных свойств сырья, направляемого на производство продукции пищевого назначения.
В соответствии с вышеизложенным целью исследований являлось изучение технологических свойств мелкого пресноводного сырья Волго-Каспийского бассейна как потенциального сырья для производства пастообразной продукции повышенной биологической ценности и с улучшенными функционально-технологическими характеристиками.
Материалы и методы исследования
В качестве объектов исследования использовались малоразмерное рыбное сырье - густера, красноперка и недоиспользуемые объекты - серебристый карась осеннего вылова. Сырье направлялось на отделение мышечной ткани. Изучение химического состава сырья проводилось стандартными методами [5]. Для оценки способности сырья к созреванию рассчитывались: коэффициент созревания (КС = Ж/Б), коэффициент обводнения белка (КБВ = Б/В • 100 %), а также коэффициент пищевой насыщенности:
Кпищ.насыщ = (Б + Ж + У)/В,
где Б - белки; Ж - жиры; У - углеводы; В - вода [6]. Содержание небелкового азота (НБА), водорастворимого азота (ВА) определяли по ГОСТ 7636-85 [3]. Содержание тирозина определяли по ГОСТ 20264.2-88 [7]. Азот концевых аминогрупп - по методу определения формольнотитруемого азота (модификация А. П. Черногорцева) [8].
Результаты исследований и их обсуждение
Одним из аспектов технологического подхода к получению различных видов пищевой продукции является изучение химического состава, который не отличается постоянством и зависит от периода вылова сырья [9], что, в свою очередь, оказывает влияние на коэффициенты обводнения белка и созревания (табл.).
Химический состав рыбного сырья осеннего вылова
Сырье Соде] ржание, % Кс Кбв Кпищ.насыщ
воды белка жира минеральных веществ
Неразделанное сырье
Г устера 74,9 ± 0,5 20,1 ± 0,1 3,9 ± 0,2 1,5 ± 0,1 0,19 26,7 0,32
Красноперка 76,4 ± 0,2 18,5 ± 0,2 3,6 ± 0,1 1,7 ± 0,1 0,19 24,2 0,29
Карась серебристый 74,6 ± 0,3 19,4 ± 0,1 5,8 ± 0,3 1,6 ± 0,1 0,29 26,0 0,34
Мышечная ткань
Г устера 76,7 ± 0,2 18,9 ± 0,1 3,2 ± 0,1 1,2 ± 0,1 0,16 24,6 0,29
Красноперка 78,1 ± 0,3 17,6 ± 0,2 2,6 ± 0,1 1,5 ± 0,1 0,15 22,6 0,27
Карась серебристый 77,6 ± 0,2 17,4 ± 0,1 4,8 ± 0,2 1,3 ± 0,1 0,28 22,4 0,30
Согласно полученным экспериментальным данным (табл.), химический состав неразделан-ного сырья отличается от химического состава мышечной ткани более высоким содержанием жира, но содержание белка остается практически без изменений. Мышечная ткань исследуемых объектов по содержанию белка может быть отнесена к группе белкового сырья, для которого характерно достаточно высокое его содержание, варьирующее от 17,4 до 18,9 %. По содержанию жира густеру и красноперку можно отнести к группе тощих рыб (содержание жира до 3,5 %), а серебряного карася - к объектам со средней жирностью (содержание жира от 3 до 5 %). Содержанием минеральных веществ неразделанное сырье Волго-Каспийского бассейна и мышечная ткань практически не отличаются.
По данным о химическом составе объектов исследований (табл.) была проведена оценка способности разделанного и неразделанного сырья к созреванию. Расчеты коэффициента созревания разделанного и неразделанного сырья показали, что неразделанное сырье должно отличаться более высокой способностью к созреванию. Удаление внутренних органов в процессе разделки на филе приводит к снижению коэффициента созревания на 20-22 %. Оценка способности исследуемого сырья к созреванию также показала, что серебряный карась является слабо-созревающим сырьем, т. к. КС находится в области от 0,2 до 0,6, а красноперка и густера -несозревающим.
По степени обводнения белка изученные объекты относятся к нормально обводненному сырью. Расчеты коэффициента пищевой насыщенности показывают, что мышечная ткань изученных объектов является средненасыщенным сырьем (Кдищ.насыщ = 0,3-0,6) и может быть использована для получения продукции различного назначения, в том числе пастообразной.
По ряду причин малоразмерное сырье Волго-Каспийского бассейна не может быть обработано по традиционной технологии, поэтому его большая часть просто утилизируется на кормовые цели. В то же время мелкая частиковая рыба служит источником полноценного рыбного белка, который может быть получен и после ферментативной обработки [9, 10].
Общеизвестно, что протеолитические ферменты формируют структуру и консистенцию пастообразных рыбных продуктов, поэтому необходимо рассмотреть возможность повышения активности ферментной системы исследуемых объектов. Протеолиз осуществляется при участии целой системы протеиназ и пептидаз, огромное разнообразие которых обусловлено большим количеством различных белков, имеющих свою субстратную конформацию, особенности аминокислотного состава, доступность пептидных связей для расщепления. Кроме того, для каждого фермента характерна субстратная специфичность, свой оптимум рН, зависимость от температуры, а также от места локализации - в клетке или во внеклеточном пространстве.
Максимум активности пищеварительных ферментов рыбного сырья зависит от места их локализации: в желудке преобладают кислые протеиназы, в кишечнике - активные и в нейтральной, и в слабокислой. Изучение активности ферментов рыбного сырья и факторов, влияющих на их активность, имеет значение для практического использования ферментных систем в биотехнологическом процессе созревания рыбных паст.
В связи с этим нами было изучено влияние температуры на автопротеолиз белковых веществ реакционной смеси, состоящей из мышечной ткани объектов исследования при соотношении 1 : 1 : 1, при естественном рН 6,6-6,7 в диапазоне значений температуры 30-60 °С. Скорость протеолиза сырья оценивалась по динамике накопления ВА, НБА, тирозина (Т) и азота концевых аминогрупп (ФТА).
На рис. 1 представлена динамика содержания ВА при автопротеолизе реакционной смеси в диапазоне значений температуры 30-60 °С при естественном рН среды в асептических условиях.
Продолжительность, ч
—ВА, мг/100 г (3 о °С) —ВА, мг/100 г (40 °С)
ВА,мг/100г (50 °С) —*—ВА,мг/100 г (60 °С)
Рис. 1. Динамика содержания ВА в реакционной смеси при варьировании температуры автопротеолиза
Характер кривых, приведённых на рис. 1, свидетельствует о том, что оптимальной температурой автопротеолиза реакционной смеси, состоящей из мышечной ткани объектов исследования при соотношении 1 : 1 : 1, является температура 50 °С при естественном рН. При данной температуре в течение 6 часов наблюдается увеличение содержания ВА с 420,2 до 1 026,7 мг/100 г, т. е. в 2,4 раза. Повышение температуры автопротеолиза до 60 °С, как и ее понижение до 30-40 °С, влияет на динамику накопления ВА, но скорость процесса при данных значениях температуры ниже. Так, через 6 часов автопротеолиза при температуре 30 °С увеличение сожержания ВА составляет 1,5 раза, при 40 °С - 1,75 раза, при 60 °С - 2,1 раза. Таким образом, наиболее активно процесс накопления водорастворимых азотистых веществ в реакционной смеси наблюдается при температуре 50 °С.
На рис. 2 представлена динамика накопления НБА при автопротеолизе реакционной смеси, состоящей из мышечной ткани объектов исследования при соотношении 1 : 1 : 1, при естественном рН в диапазоне значений температуры 30-60 °С в асептических условиях.
Продолжительность гидролиза, ч —НБА, мг/100 г (30 °) НБА, мг/100 г (40 °)
—НБА, мг/100 г (50 °) -----НБА, мг/100 г (60 °)
Рис. 2. Динамика содержания НБА в реакционной смеси при варьировании температуры автопротеолиза
Анализ данных, представленных на рис. 2, показал, что динамика накопления НБА в реакционной смеси из выбранных объектов исследования остается практически без изменений. Оптимальной температурой, при которой наблюдается максимальное накопление НБА, также является температура 50 °С, при которой содержание НБА увеличивается в 3 раза, при температуре 40 °С - в 2,3 раза, 60 °С - 2,7 раза, 30 °С - 1,7 раза.
На рис. 3 представлена динамика содержания ФТА в реакционной смеси, состоящей из мышечной ткани объектов исследования при соотношении 1 : 1 : 1, в диапазоне значений температуры 30-60 °С при естественном рН среды в асептических условиях.
Продолжительность, ч
ФТА, мг/100 г (30 °) — ФТА, мг/100 г (50 °) ФТА, мг/100 г (40 °) ФТА, мг/100 г (60 °)
Рис. 3. Динамика содержания ФТА в реакционной смеси при варьировании температуры автопротеолиза
Как видно из рис. 3, оптимальной температурой, при которой наблюдается максимальное накопление ФТА, также является температура 50 °С - содержание ФТА увеличивается в 2,8 раза, при температуре 40 °С - в 1,9 раза, при 60 °С - 2,4 раза, при 30 °С - в 1,5 раза.
На рис. 4 представлена графическая зависимость накопления тирозина при автопротеолизе тарани в диапазоне значений температуры 30-60 °С при естественном рН среды в асептических условиях.
Продолжительность гидролиза, ч —Т, мг/100 г (30 °) Т, мг/100 г (40 °)
Т, мг/100 г (50 °) ----Т, мг/100 г (60 °)
Рис. 4. Динамика содержания Т в реакционной смеси при варьировании температуры автопротеолиза
Как следует из данных на рис. 4, оптимальной температурой, при которой наблюдается максимальное накопление тирозина, также является температура 50 °С - содержание Т увеличивается в 4 раза, при температуре 40 °С - в 2 раза, при 60 °С - 3,4 раза, при 30 °С - 1,7 раза.
Кроме того, анализируя скорость накопления экстрактивных азотистых веществ в реакционной смеси, состоящей из мышечной ткани объектов исследования при соотношении 1 : 1 : 1, можно сделать вывод, что динамика накопления различных форм экстрактивных азотистых веществ неоднозначна (рис. 5).
ВА
ФТА
Рис. 5. Динамика содержания экстрактивных азотистых веществ в реакционной смеси при варьировании температуры автопротеолиза
Согласно данным на рис. 5, повышение температуры автопротеолиза до 50 °С приводит к более интенсивному накоплению НБА и тирозина. Повышение температуры автопротеолиза до 60 °С сохраняет тенденцию к увеличению количества НБА и тирозина в реакционной смеси. Понижение температуры процесса до 40 и 30 °С способствует равномерному накоплению экстрактивных азотистых веществ.
Заключение
Изучение химического состава малоразмерного сырья Волго-Каспийского бассейна (серебристый карась, красноперка и густера), коэффициентов обводнения и созревания, коэффициента пищевой насыщенности показало, что это сырье является ценным источником для производства пастообразной продукции.
В результате исследований было установлено, что оптимум действия катепсинов мышечной ткани реакционной смеси, состоящей из мышечной ткани объектов исследования, при соотношении 1 : 1 : 1 и при естественном рН наблюдается при температуре 50 °С, т. к. общее количество водорастворимого азота в течение 6 часов при температуре 50 °С возрастает до 1 026,7 мг/100 г, небелкового азота - до 925,2 мг/100 г, тирозина - до 195,3 мг/100 г, азота концевых аминогрупп -до 230,8 мг/100 г. В дальнейшем нами будут продолжены работы по изучению возможности использования ферментативных технологий в технологии пастообразной продукции и расширению ассортимента рыбных паст из мелкого пресноводного сырья Волго-Каспийского бассейна.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лебедев Е. И. Безотходные технологии пищевых производств. - М.: Пищепромиздат, 2002. - 347 с.
2. Шепелев А. Ф., Печенежская И. А. Совершенствование ассортимента рыбных продуктов // Учен. зап. Инфраструктура рынка: проблемы и перспективы / Ростов. гос. экон. ун-т (РИНХ). - 2004. - № 10. -Ч. 2. - С. 125-131.
3. Технология рыбы и рыбных продуктов / под ред. А. М. Ершова. - СПб.: Гиорд, 2006. - 940 с.
4. Калиниченко Т. П. Ферментная интенсификация протеолиза с целью регулирования структуры пастообразных продуктов // Изв. ТИНРО. - 2003. - С. 334-339.
5. ГОСТ 7636-85. Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа / Взамен ГОСТ 7636-55; ГОСТ 13893-68; ГОСТ 13929-68; введ. 01.01.86. -М.: Изд-во стандартов. - 87 с.
6. Биотехнология морепродуктов / Л. С. Байдалинова, А. С. Лысова. О. Я. Мезенова и др. -М.: Мир, 2006. - 560 с.
7. ГОСТ 20264.2-88. Препараты ферментные. Методы определения протеолитической активности / Взамен ГОСТ 20264.2-74; введ. 01.01.1989. - М.: Изд-во стандартов. - 15 с.
8. Разумовская Р. Г. Контроль производства аналогов и комбинированных пищевых продуктов из гидробионтов: учеб.-метод. пособие. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2007. - 130 с.
9. Цибизова М. Е. Маломерное рыбное сырье и отходы от разделки промысловых рыб - потенциальное сырье для получения функционально значимых компонентов пищи // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Рыбное хозяйство. - 2010. - № 2. - С. 130-137.
10. Функциональная значимость продуктов переработки пресноводного рыбного сырья ВолгоКаспийского бассейна / М. Е. Цибизова, К. В. Костюрина, Д. С. Язенкова, Н. Д. Аверьянова // РЫБПРОМ. - 2010. - № 4. - С. 69-72.
Статья поступила в редакцию 25.05.2011
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Чернышова Олеся Владимировна - Астраханский государственный технический университет; аспирант кафедры «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания»; m.e.zibizova@mail.ru.
Chernyshova Olesya Vladimirovna - Astrakhan State Technical University; Postgraduate Student of the Department "Food Biotechnology and Technology of Food Products"; m.e.zibizova@mail.ru.
Цибизова Мария Евгеньевна - Астраханский государственный технический университет; канд. техн. наук, доцент; зав. кафедрой «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания»; m.e.zibizova@mail.ru.
Tsibizova Maria Evgenievna - Astrakhan State Technical University; Candidate of Technical Science, Assistant Professor; Head of the Department "Food Biotechnology and Technology of Food Products"; m.e.zibizova@mail.ru.
