CC BY
100
морской, %: раковина 72,6; мясные части 10,2; полостная жидкость 17,2.
ЛИТЕРАТУРА
1. Буяновский А. И. Морские двустворчатые моллюски Камчатки и перспективы их использования. - М.: Изд-во ВНИРО, 1994. - С. 8-9.
2. Золотарев В.Н., Золотарев П.Н. Двустворчатый мол-люс к Cunearca cornea - новый элемент фауны Черного моря // Докл. АН СССР. - 1987. - 297. - № 2. С. 501-503.
3. Садыхова И.А. Биология мидий (Обзор иностранной литературы). - М.: ВНИРО, 1964. - 44 с.
4. Лагунов Л.Л. Пищевая ценность мидии и их использование // Промысловые двустворчатые моллюски - мидии и их роль в экосистемах. - Л.: Зоолог. ин-т АН СССР, 1979. - С. 80-81.
5. Иванов А.И. Применение механизированных линий для добычи и очистки мидий // Рыбное хоз-во. - 1966. - № 3. -С. 52-58.
6. Гусев А.П. Выращивание мидий и ее переработка // Рыбное хоз-во. - 1983. - № 11. - С. 75-76.
7. Борисочкина Л .И. Безотходная и малоотходная техно -логия производства продукции из нерыбных объектов. - М.: ЦНИИТЭРХ, 1988. - 51 с.
8. Получение мяса мидии без биссуса / Н.И. Жилин, С.И. Новиков, В.И. Федосеенко и др. // Рыбное хоз-во. - 1988. - № 9. -С. 91-92.
9. Трухин Н.В., Комисарова Н.Ю. Современная обработка моллюсков. - М.: ЦНИИТЭРХ, 1988. - 51 с.
10. Справочник по химическому составу и технологиче -ским свойствам водорослей, беспозвоночных и морских млекопи -тающих / Под ред. В.П. Быкова. - М.: Изд-во ВНИРО, 1999. -С. 77-105.
11. Бабушкина К.И., Бабенко Л.А. Использование мидии некондиционного размера на пищевые цели // Рыбное хоз-во. - 1986.
- № 11. - С. 71.
12. Гордиевская В.С., Белоусова Г .А. Анализ научно-технических требований стандартов к гребешку мороженому // Исследования по технологии рыбных продуктов. - Владивосток: ТИНРО, 1977. - Вып. 7. - С. 52-57.
13. Тишин В.Е. Обработка морского гребешка // Сб. на-уч.-техн. информ. ВНИРО. - 1966. - № 7. - С. 115-116.
14. Оводов Ю.С. Химия и биохимия морских организмов // Биологически активные вещества морских организмов. - М.: ИО АН СССР, 1989. - Вып. 1. - С. 5-19.
Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов
Поступила 07.02.07 г.
664.959
ПРОТЕОЛИТИЧЕСКАЯАКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ИЗ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ РЫБ АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКОГО БАССЕЙНА
М.Е. ЦИБИЗОВА, О.С. ЯКУБОВА, А.А. КРАМАРЕВ,
А.Н. ПЕТРЕНКО
Астраханский государственный технический университет
В настоящее время перед рыбоперерабатывающей отраслью стоит задача максимального использования имеющихся ресурсов и применения в производстве пищевой продукции нетрадиционного сырья. Внутренние органы и ткани гидробионтов в основном не используются или идут на изготовление кормовой рыбной муки. В реальных условиях производства не исключены периодические выбросы отходов, что приводит к потерям белоксодержащего сырья и ухудшению экологической обстановки в зонах вылова [1]. Такая ситуация складывается и в районах Азово-Черноморского бассейна.
Еще одной проблемой является продолжающее снижение объемов вылова традиционных объектов промысла. В Азовском и Черном морях продолжают промышлять кефалевых, шпрота, хамсу, тюльку, ценные виды рыб (осетровые, судак и др.), но уловы последних и рыбопродуктивность морей в целом снижаются. Из-за этого многие рыбоперерабатывающие предприятия работают на привозном сырье или ориентируются на прудовое рыбоводство.
В последнее десятилетие в Азово-Черноморском бассейне в большом количестве появилась новая рыба - пиленгас (Mugil ^'оту), относящаяся к семейству кефалевых, представители которого ранее здесь были столь многочисленны [2].
На основе перевезенной с Дальнего Востока молоди пиленгаса в этом регионе было создано маточное стадо, разработана биотехника и проведены мероприятия по размножению рыбы и выпуску подрощенной молоди в естественные водоемы. Вследствие этого образовалась самовоспроизводящаяся популяция в этом бассейне.
Длина взрослых особей пиленгаса достигает 30-50 см, у отдельных экземпляров 60 см, масса 3 кг; средняя масса в промысловых уловах составляет 1,7 кг, что позволило включить данный вид сырья в реестр промысловых рыб.
Исследования, проведенные в учебных лабораториях кафедры технологии и экспертизы товаров АГТУ, подтвердили данные [2], определив массовый состав пиленгаса, %:
Тушка 68-73
Внутренние органы 10,5-16,8
Голова 14,8-15,2
Цель данной работы - изучение протеолитической активности ферментов внутренних органов пиленгаса с целью определения возможных путей использования отходов от глубокой разделки этого сырья для выпуска широкого ассортимента пищевой и кормовой продукции, получения ферментных препаратов. Для этого необходимо решить следующие задачи:
изучить протеолитическую способность внутренних органов и мышечной ткани пиленгаса;
рассмотреть известные способы получения ферментных препаратов из вторичных ресурсов рыбной промышленности;
разработать режимы получения ферментного препарата из внутренних органов пиленгаса и мышечной ткани;
предложить возможные пути использования полученного ферментного препарата для производства пищевой, кормовой и технической продукции.
В тканях рыбного сырья находится в малых количествах множество ферментов, выполняющих роль биологических катализаторов химического превращения веществ при белковом, липидном и углеводном обмене [3, 4]. Гидролитические ферменты - важнейший класс ферментов, используемых при переработке органического сырья преимущественно в начальной, наиболее трудоемкой стадии переработки, когда необходимо расщепить структурные или запасные полимеры, фрагменты которых далее подвергаются трансформации под действием других ферментов. Такие задачи решаются в технологии продуктов брожения, при получении сахаристых продуктов из крахмала, различных видов кормов и пищевого белка.
В мышечных тканях и внутренних органах рыб обнаружен широкий спектр протеолитических ферментов: катепсины (ферменты мышечной ткани), пепсины и трипсины (ферменты пищеварительного тракта рыбы). Рыбное сырье также является источником амило-литических и липолитических ферментов.
Ферментация - направленное использование ферментных реакций - во многих случаях приводит к существенному повышению качества готовых продуктов и созданию новых. Так, в результате созревания слабосоленой рыбы под действием протеолитических ферментов тканей и пищеварительных органов рыбы или ферментных препаратов, искусственно вводимых в продукт, рыба приобретает нежную консистенцию [5-7]. Применяемые ферментные препараты могут быть получены непосредственно из самого сырья [8]. Уже используются протеолитические ферментные препараты (ПФП) широкого спектра действия, полученные из внутренних органов океанических рыб, для производства формованных изделий из слабосозре-вающего сырья [9].
Таким образом, применение ферментов, выделенных из отходов переработки гидробионтов, позволит придать продукту те или иные заранее заданные свойства, повысить его качество, расширить ассортимент.
Практическое использование биологически активных веществ гидробионтов значительно повышает эффективность производства, так как стоимость этих веществ зачастую составляет более весомую величину, чем стоимость традиционно выпускаемой пищевой, кормовой и технической продукции.
В качестве дополнительного источника белкового сырья могут использоваться отходы от разделки пиленгаса, занявшего в Азово-Черноморском бассейне опустевшую экологическую нишу аборигенных кефалей.
В настоящее время наиболее изучаемы технологии, предусматривающие получение протеолитических
ферментов из рыбного сырья и отходов переработки гидробионтов на основе автопротеолиза, т. е. проведения гидролиза под действием собственных ферментов сырья [10].
В 1960-х гг. отечественными исследователями предприняты первые попытки приготовления ПФП из калянусной сельди путем настаивания смеси измельченной рыбы с водой и тузлуком для получения раствора с содержанием поваренной соли 12-15%. Добавление такой вытяжки в количестве 6% заметно ускоряло созревание соленой сельди.
Для получения ферментного препарата Океан из внутренностей скумбрии, ставриды и сардинеллы использовали эффект активации ферментов при частичном гидролизе ферментсодержащего сырья с максимальным выходом раствора пептидгидролаз. В качестве сырья брали внутренние органы названных рыб целиком, но при условии, что масса ожирков и гонад не превышала 20% от массы внутренностей. Консервировали сырье добавлением поваренной соли в количестве 10% к массе внутренностей. Такая дозировка предотвращает развитие Cl. Botulinum и незначительно влияет на активность получаемого ПФП [11].
Известна схема выделения ферментов из быстро-созревающих рыб, включающая измельчение сырья, настаивание с водой при 0 °С, центрифугирование, осаждение белков сульфатом аммония, промывку осадка и его сушку [12, 13].
Проведение автопротеолиза положено в основу по -лучения ПФП из внутренностей свежих или мороженых рыб океанического промысла (скумбрии, ставриды), включающего измельчение сырья, консервирование его хлористым натрием и отделение жидкой фракции фермента центрифугированием. В результате выработан ферментный препарат с повышенной протео-литической активностью за счет расширения рН-диапазона его действия [8].
Известны исследования по получению ПФП широкого спектра действия из внутренних органов частиковых видов рыб, основанные на проведении автопроте-олиза при температуре, оптимальной для названных объектов переработки [14]. Аналогичные исследования проводились по выработке технического ПФП из внутренних органов прудовых рыб Волго-Каспийско-го бассейна [15, 16].
Активность ферментов, как правило, оценивают по скорости появления продуктов реакции или исчезновения субстрата. Для измерения количества образовавшихся продуктов реакции или непревращенного субстрата используют различные методы: химические, вискозометрические, хроматографические, фотометрические и т. д. Активность определяют в отношении стандартного образца субстрата, специфического для данного фермента, в строго определенных условиях: концентрация субстрата, рН и ионный состав среды, температура, длительность реакции. Величина рН, ионный состав среды (буферная система), ионная сила должны быть оптимальными для действия фермента. При необходимости в реакционную среду вводят микродобавки активаторов фермента. В соответствии с рекомендациями Международного биохимического
1,6
1,4
1,2
| 0,8
0
03
1 0,6
о
о.
с
0,4
0,2
I Г 3 4
7 х, ч
Рис. 1
г, % 12
10 -
6 -
2 -
щг
I I I I I I I “
0 1 2 3 4 5 6 7 т, ч
Рис. 2
союза стандартные определения активности ферментов должны выполняться при 30°С, если особенность фермента не требует иных условий. Активность может измеряться при фиксированной продолжительности реакции (обычно 10-60 мин), при периодических или непрерывных измерениях концентрации продуктов реакции или субстрата [3, 17].
Таким образом, обзор литературных данных по получению ПФП из внутренних органов океанических и частиковых рыб на основе автопротеолиза и их использованию свидетельствует о возможности применения этого метода для выработки ферментов из других объектов промысла.
Химический состав внутренних органов пиленгаса и полученных автолизатов характеризовался содержанием влаги, общего (ОА) и небелкового азота (НБА), азота летучих оснований (АЛО), аминного азота (АА) или ФТА, жира и золы. Определение содержания влаги, ОА, АЛО, жира, минеральных веществ (золы) проводили стандартными методами [18]. Количество НБА определяли методом Кьельдаля [19]. Общие липиды извлекались бинарным растворителем (хлороформом с метанолом) модифицированным методом Блайя и Дайера [20]. Содержание АА или ФТ А определяли модифицированным методом Черногорцева [21]. Эффективность процесса гидролиза оценивали по количеству гидролизованного белка - отношению количества выделившегося АА к ОА, выраженному в процентах [6].
Эффективность процесса гидролиза рассчитывали по формуле
N - N
дд дд
Z= _АА-------АА^ " Ш0,
N общ - ^А0
где ^дАо и NАА - аминный азот в начале и в конце ферментативной реакции, мг /100 г; ^бщ - общий азот смеси, мг/100 г; % - количество гидролизованного белка, %.
Определение ферментативной способности внутренних органов и автолизатов проводили модифицированным методом Ансона; в качестве субстрата, под-
вергаемого расщеплению полученным ферментным препаратом, использовали казеинат натрия [22].
Гидролиз проводили в течение 7 ч при естествен -ном рН органов, температуре 40°С и соотношении внутренние органы : вода 1 : 1. Отделение жидкой части - автолизата - осуществляли центрифугированием при частоте вращения ротора 3000 об/мин в течение 20 мин. Параллельно определяли %.
Согласно полученным данным, протеолитическая активность внутренних органов изменяется в зависимости от продолжительности гидролиза х. Максимального значения - 1,46 ед/г - она достигала после 4 ч гидролиза, после чего несколько снижалась (рис. 1).
Изучение динамики изменения количества гидро -лизованного белка в процессе автолиза (рис. 2) показало устойчивое увеличение % с течением времени. Но увеличение х не приводит к заметному повышению глубины гидролиза, а продолжение процесса автолиза может привести к порче гидролизата, что вызывает необходимость его консервирования.
Снижение активности ферментов внутренних органов пиленгаса, по-видимому, вызвано тем, что в процессе выделения ферментов и их активизации происходит денатурация ферментных молекул, имеющих белковую природу, хотя протеолиз частично денатурированных молекул не всегда связан с потерей ферментативной активности, которая может сохраняться и после удаления значительной части аминокислотных остатков. Но дальнейшая денатурация ферментов и про-теолиз приводят к полной утрате активности фермента. Об этом свидетельствует динамика изменения ферментативной активности внутренних органов сырья в процессе гидролиза, которая показывает, что с увеличением продолжительности гидролиза ферментная система сырья претерпевает значительные изменения в интервале от 1 до 4 ч гидролиза. Дальнейшее продолжение процесса не оказывает значительного влияния на активность ферментной системы сырья.
Известно, что при выделении ПФП и применении их в технологических процессах необходимо макси-
мально уменьшать возможность денатурации ферментных белков. Следует соблюдать параметры стабильности ферментов, не допускать резких локальных изменений температуры и рН среды, контролировать концентрацию стабилизирующих агентов - ионов металлов, субстратов или продуктов их расщепления и др.
Таким образом, обоснована целесообразность использования внутренних органов пиленгаса для получения протеолитических ферментов широкого спектра действия при проведении автолиза в рекомендуемом режиме.
ЛИТЕРАТУРА
1. Новые направления в технологии переработки гидро -бионтов / Л.М. Эпштейн и др. // Морские прибрежные экосистемы: водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки: 1 Между -нар. конф. - Голицыно, 2002. - С. 72.
2. Чехомов М.Л. Разработка технологии производства ры -борастительных пресервных изделий из пиленгаса: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Краснодар, 2001. - 24 с.
3. Кислухина О.В. Ферменты в производстве пищи и кор -мов. - М.: ДеЛи-принт, 2002. - 335 с.
4. Якуш Е.В. Разработка комплексных технологий переработки некоторых массовых видов гидробионтов / Рыбное хоз-во. -2003. - № 2. - С. 52-55.
5. Разумовская Р.Г., Черногорцев А. П. Технология при -готовления и использования белковой массы из малоценных видов рыб // ЦНИИТЭИРХ. Сер. «Обработка рыбы и морепродуктов». Вып. 11. - М., 1972. - С. 10-13.
6. Разумовская Р.Г. Получение гидролизатов, белковой массы и концентратов из мелкой рыбы // Рыбное хоз-во. - 1973. -№ 6. - С. 66-69.
7. Черногорцев А.П., Разумовская Р.Г. Технология получения новых белковых продуктов. - Мурманск, 1990. - 97 с.
8. Слуцкая Т.Н., Калиниченко Т.П., Купина Н.М. Влияние способа получения протеолитического комплекса из внутренностей рыб на его активность // Исследования по технологии гидробио -нтов Дальневосточных морей: Сб. науч. тр. ТИНРО. - 1987. -С. 30-37.
9. Лысова А.С. Исследование процесса ферментации кас -пийской кильки с целью получения белкового концентрата: Авто -реф. дис. ... канд. техн. наук. - Калининград, 1971. - 32 с.
10. Константинова Л.П. Исследование активности протео-литических ферментов традиционных и новых для промысла рыб Северного бассейна, разработка способов регулирования процесса созревания соленой рыбы: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Мур -манск, 2001. - 30 с.
11. Голенкова В.В., Некрасова Г.Т. Технология ферментного препарата «Океан» и его модификации // Прогрессивная техно -логия производства пресервов, соленой и копченой рыбопродукции: Сб. науч. тр. АтлантНИРО. - 1988. - С. 67-90.
12. Грачева И.М., Кривова А.Ю. Технология ферментных препаратов. - М.: Элевар, 2000. - 242 с.
13. Шульман М.С. Физико-химические основы производства ферментных препаратов. - М.: Пищевая пром-сть, 1967. - 182 с.
14. Цибизова М.Е. Получение протеолитических ферментов из внутренних органов частиковых видов рыб и их использова -ние // Наука: поиск 2002: Сб. науч. ст. - Астрахань: Изд-во ООО «ЦНТЭП», 2002. - С. 372.
15. Цибизова М.Е. Аспекты получения пищевых автолизатов из внутренних органов прудовых видов рыб и их использование // Инновации в науке и образовании - 2003: Материалы Межцунар. науч конф., посв. 90-летию высшего рыбохозяйственного образова -ния в России, 13-15 октября. - Калининград, 2003. - С. 137.
16. Цибизова М.Е. Технология протеолитических ферментов широкого спектра действия внутренних органов прудовых видов рыб // Вестник АГТУ. - 2(21). - Астрахань, 2004.
17. Голубев В.Н., Жиганов И.Н. Пищевая биотехнология.
- М.: ДеЛи-принт, 2001. - 122 с.
18. ГОСТ 7636-85. Рыба, морские млекопитающие, мор -ские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа.
- М.: Изд-во стандартов, 1985.
19. Головин А.Н. Контроль производства рыбной продукции. Ч. 1. - М.: Пищевая пром-сть, 1992. - 348 с.
20. Ржавская Ф.М., Дубровская Т.А., Макарова А.М. Методика выделения липидов из тканей рыб. - М.: ОНТИ ВНИРО, 1973. - 9 с.
21. Черногорцев А.П. Переработка мелкой рыбы на основе ферментирования сырья. - М.: Пищевая пром-сть, 1973. - 90 с.
22. ТУ 15-188-76. Внутренности рыбные консервирован -
ные.
Кафедра технологии и экспертизы товаров
Поступила 22.11.04 г.
