CC BY
52
4,2004
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, Ха 4, 2004
17
акткв-
харак-
очным
'-ВИДИ-
маран-
змель-юй ли-(бство-кисло-
'ОПсрс-
:твами
гсобст-
ментов
аиясе-
юсвязь
юобом
аранта шхле-•в пше-
даетиче-
ШЬНЫМЙ
ва, 1993.
(водстве Б-кадля сти: об-с.
Новые рских и ).-87 с. №
;айош //
ютки и ранта // 0-33. Пищевой хя-Красно-
дования
5 мето-1977.-
637.517.31.577.152
ФЕРМЕНТАТИВНЫЙГИДРОЛИЗ ВОДО- И СОЛЕРАСТВОРИМОЙ ФРАКЦИЙ БЕЛКОВ БАРАНИНЫ 11 КА ТЕГОРИИ
Л.В. АНТИПОВА, Ч.Ю. ШАМХАНОВ, М.М. ДАНЫЛИВ
Воронежская государственная технологическая академия
Возможности низкосортного сырья в мясной промышленности могут быть значительно расширены за счет применения ферментов [1]. Особенно это относится к протео-лигическим ферментам, расщепляющим, коагулирующим и трансформирующим белкам [2,3].
Использование ферментных препаратов (ФП) для мягчения низкосортного мяса в большей степени затрагивает мышечную ткань, в связи с чем количественная оценка действия ферментов на ее составные фракции является весьма актуальной [4].
Белки мяса и мясопродуктов делят на растворимые в воде - белки саркоплазмы, в солевых растворах -белки миофибрилл и нерастворимые - белки стромы. Водорастворимая фракция саркоплазмы включает миоген, миоглобин, миоальбумин, глобулин X К солерастворимым белкам относятся миозин, актин, тропо-миозин и тропониновый комплекс. В колбасном производстве структура фарша определяется состоянием солерастворимой фракции белков мясного сырья.
Цель работы - в оценке качественной и количественной характеристик водо- и солерасгворимой фракций белков баранины П категории при действии ФП мегатерии ПОх.
Объектом исследования служила мышечная ткань задней части охлажденных бараньих полутуш II категории упитанности со сроком автолиза 4-6 сут при температуре 2-4°С, полученная при промышленной переработке скота в условиях мясоперерабатывающих предприятий Воронежской области.
В качестве субстратов для определения динамики гидролиза использовали водо- и солерастворимые белковые фракции мяса, получаемые путем последовательного экстрагирования соответственно дистиллированной водой и солевым раствором Вебера [5]. Ферментный препарат мегатерии ПОх (ТУ 00479942-002-94) применяли в концентрации 50 ед. протеолитической активности (ПС) [5] на 1 г белка в экстракте, обеспечивающей достижение максимальной степени гидролиза исследуемых фракций. Ферментативный гидролиз проводили на установке УВМТ-12-250 при температуре 40°С, pH 7,2-7,6 и непрерывном перемешивании (п = 180 об/мин) в течение 6 ч. В качалочные колбы объемом 250 см3 вносили по 100 см3 экстрактов белков, после достижения заданной температуры - ФП,
В процессе ферментативного гидролиза определяли массовые доли белка по биуретовой реакции и аминокислот по модифицированному нами нинщдриновому методу [5], а также протеолитическую активность ФП и массо-
вую долю аминокислоты тирозина [5] в свободном виде как показатель степени деструкции фракций белков и проявления специфичности действия ФП мегатерии ПОх на. разрыв боковых связей в белке, образованных фенольным кольцом тирозина (реакция Фолина на тирозиновые и цистеиновые радикалы) [6].
Аминокислотный состав белковых фракций определяли методом ионообменной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе Т 339 Микротехна (Чехия). Гидролиз образцов проводили в 6 N НС1 с предварительным окислением муравьиной кислотой в соотношении 1 : 9. Разделение аминокислот осуществляли на аналитической колонке, заполненной ионообменной смолой ОбЦоп ЬСРА со ступенчатым элюированием тремя на-трий-цшратными буферами с различными значениями pH (3,50; 4,25; 9,50).
Как известно, биологическая ценность мясных продуктов и их составных фракций определяется их аминокислотным составом, перевариваемостью и усвояемостью.
Для выявления биологической ценности отдельных фракций белков баранины II категории проводили их выделение описанным методом в виде сухих порошкообразных продуктов (при температуре 60°С до постоянной массы) и определяли суммарный аминокислотный состав (табл. 1).
Как показывают данные табл. 1, водорастворимая фракция белков баранины Д категории представлена (в порядке убывания) следующими аминокислотами: глутаминовая кислота > фенилаланин > аспарагиновая кислота > лизин > аланин. Следует отметить значительную массовую долю аминокислот этой фракции - 81,801% по отношению к общей массе, а также высокое содержание незаменимых аминокислот - 40,96% от общего их количества
Солерастворимая фракция белков баранины П категории отличалась более низкой массовой долей аминокислот по сравнению с водорастворимой фракцией: суммарные - 46,364% по отношению к общей массе, незаменимые - 42,62%. В их качественном составе превалировали аминокислоты, %: глутаминовая кислота - 6,604, аспарагиновая кислота - 4,864, лейцин - 4,092, лизин - 3,652, фенилаланин - 3,456.
Необходимо подчеркнуть преимущественное распределение в обеих фракциях белков баранины П категории лизина, фенилаланина, глутаминовой и аспарагиновой кислот. Количественное соотношение массовых долей аминокислот по фракциям (водорастворимая/солерастворимая) находилось в пропорции 1,76 : 1. Процентное содержание незаменимых аминокислот в обеих фракциях примерно одинаково - 40,96-42,62%.
18
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 4, 2004
Таблица 1
Аминокислота Фракции аминокислот
водорастворимая солерастворимая
% к массе г/100 г белка % к массе г/100 г белка
Аспарагиновая
кислота 7,232 8,841 4,864 10,491
Треонин 4,064 4,968 2,336 5,038
Серии 3,432 4,196 2,064 4,452
Глутаминовая
кислота 9,900 12,103 6,604 14,244
Пролин 4,324 5,286 3,072 6,626
Глицин 5,400 6,601 1,848 3,986
Аланин 6,816 8,332 2,976 6,419
Цистин 0,840 1,027 0,336 0,725
Валин 6,048 7,394 3,312 7,143
Метионин 1,116 1,364 0,432 0,932
Изолейцин, ■ 2,976 3,638 2,480 5,349
Лейцин 4,152 5,076 4,092 8,826
Тирозин 1,660 2,029 0,552 1,191
Фенилаланин 8,241 10,074 3,456 7,454
Гистидин 4,660 5,697 1,696 3,658
Лизин 6,908 8,445 3,652 7,877
Аргинин 4,032 4,929 2,592 5,591
Общее содержание 81,801 100,000 46,364 100,000
Незаменимые, % 40,96 42,62
1100
й Я 1000
Еп 3 900
& в 800
с § 700
и § 600
к 3 л 500
м £ Я 400
о. £ <3 300
о и. 200
1 1 __ І і
У
1
и——< >- -с 0
->-1
-0-2
ни, 54,4% для водорастворимой фракции, наибольшее отличие от эталона отмечено для солерастворимой фракции - 76,0%. Таким образом, наибольшей биологической ценностью обладает цельная мышечная ткань - 58,2%, а из ее исследуемых фракций - водорастворимая - 45,6%. Аналогичный показатель для солерастворимой фракции составляет не более 24,0%. Такая же закономерность сохраняется и по показателям утилитарности и сопоставимой избыточности.
Таблица 2
Полное представление о биологической ценности исследуемых фракций белка, определенной химическим методом, сводится к сопоставлению его аминокислотного состава с идеальной шкалой аминокислот (шкала ФАО/ВОЗ) - расчет аминокислотного скора, КРАС, показателя утилитарности и показателя сопоставимой избыточности [5]. В табл. 2 представлены показатели биологической ценности мышечной ткани баранины II категории и ее фракций. Аминокислотные скоры ватина, лейцина и треонина цельной мышечной ткани, а также скоры изолейцина и треонина водорастворимой фракции близки к эталонным показателям. Аминокислотный скор солерастворимой фракции существенно отличается от эталона - от 26,0% для грео-нина до 52,7% для метионина + цистин. В связи с этим значения КРАС составляют 41,8% для мышечной тка-
Содержание, г/100 белка г Скор, %
Незаменимая Эта- Баранина
аминокислота лон II категории МТ ВФ СФ
ФАО /ВОЗ МТ ВФ СФ
Валин 5,0 5,5 7,4 7,1 109,0 147,9 142,9
Изолейцин 4,0 4,8 3,6 5,4 120,4 91,0 133,7
Лейцин 7,0 7,6 5,1 8,8 108,5 72,5 126,1
Лизин ^ * 8,3 8,5 7,9 150,5 153,5 143,2
Метионин+цис- тин 3,5 2,3 2,4 1,7 64,3 68,3 47,3
Треонин 4,0 4,3 5,0 5,0 108,1 124,2 126,0
Триптофан 1,0 1,2 - - 118,0 - -
Фенилаланин
+тирозин 6,0 4,2 12,1 8,7 70,1 201,7 144,1
Примечание: МТ -- мышечная ткань, ВФ - водорастворимая фракция, СФ - солерастворимая с
Полученные данные по аминокислотным составам различных фракций белков мясного сырья дают четкое представление об их потенциальной биологической ценности, о направлении возможных изменений и характере конечных продуктов ферментативного гидролиза прогео-литическими препаратами.
Как показали исследования, ферментативный гидролиз водо- и солерастворимых фракций белков баранины П категории происходил наиболее интенсивно в первые 4 ч. Концентрация белка в водо- и солерастворимой фракциях баранины уменьшилась с 6,10 и 6,60 мг/см3 в начальный момент до 3,95 и 4,54 мг/см3 к 4-му часу гидролиза. Даль-
1,7
1,6
1,5
£
% 1,4
щ 1,3
М
■м
0,9
0,8
-о 1
-о ■2
<т
Рис. 1
Рис. 2
Рис.. 3
нейшая ишубация субстратов с препаратом существенных результатов не дата. Концентрация белка в обеих фракциях незначительно уменьшилась - до 3,65 и 4,15 мг/см3 - к концу эксперимента (на 7,6 и 8,6%). Ферментный препарат мегатерии ПОх примерно одинаково эффективно гидролизует водо- и солерастворимую фракции белков баранины - на 40 и 37%.
Наличие аминокислот в начальный момент времени гидролиза обусловливалось содержанием их в свободном виде в сырье, а также накоплением в процессе подготовки (измельчение, растирание, экстрагирование). Гидролиз с образованием аминокислот проходил на протяжении всего времени эксперимента (рис. 1: кривая 1 - водорастворимая фракция, 2 - солерастворимая). Основной прирост аминокислот наблюдался в первые 3-4 ч, как и в случае изменения концентрации белка. При ферментативном гидролизе различных фракций белков концентрация аминокислот увеличивалась для водо- и солерастворимой фракций белков баранины соответственно с 444 и 345 до 1042 и 880 мкг/см3 (на 235 и 255%).
В первые часы также наблюдалось увеличение концентрации аминокислоты тирозина в результате действия ФП на исследуемые субстраты (рис. 2). Существенный прирост этого показателя отмечался для водорастворимой фракции (кривая 1) - с 0,920 в начальный момент и до 1,210 мкмоль/см3 к концу гидролиза (132%). Аналогичный показатель для солерастворимой фракции (кривая 2) составил не более 124%.
Сопоставление результатов по гидролизу белка исследуемых фракций, увеличению концентрации аминокислот и тирозина свидетельствовало о неравномерном характере расщепления субстратов - интенсивный гидролиз в первые часы, незначительный, начиная с 3-4 ч, до полного прекращения к концу эксперимента. Этот факт может быть вызван либо полной инактивацией ФП, либо ограничением его специфичности к гидролизу исследуемых субстратов.
Данное предположение было проверено определением протеолитической активности препарата в ходе ферментативного гидролиза водо- и солерастворимых фракций белков баранины (рис. 3). Из рисунка видно, что ПС ферментного препарата дня исследуемых фракций к 6 ч составляла 76,19% для водорастворимой и 86,24% для солерастворимой. Следовательно, полной инактивации ФП не наблюдалось. Снижение протеолитической активности произошло всего лишь на 14-24% в обеих фракциях. Гидролиз белков в субстратах не превышая 37-40% вследствие ограничения действия ФП по его специфичности к разрыву каких-либо определенных пептидных связей.
Из рис. 1 следует, что концентрация аминокислот различных фракций белков баранины П категории увеличилась за счет применения ФП более чем в 2 раза. Возможно, за счет этого произошло снижение функционально-технологических свойств обрабатываемого сырья.
Прикладной аспект полученных экспериментальных данных заключается в том, что варьируя продолжительностью ферментативного гидролиза можно регулировать соотношение между' функционально-технологическими свойствами и биологической ценностью мясного сырья за счет изменения концентраций белка и аминокислот.
Таким образом, проведенные исследования позволяют давать более объективную оценку действия ФП на составные фракции белков мышечной ткани по сравнению с известными методами определения биохимических и структурно-механических свойств. Направленно воздействуя на входящие в состав мясного сырья белковые фракции, можно получать разнообразные технологические и пищевые формы с заданными функционально-технологическими свойствами, что позволит расширить ассортимент выпускаемых продуктов, придать им профилактические свойства.
ЛИТЕРАТУРА
1. Купина П. М., Герасимова Н.А., Новаляева Н.Т. Биохимический способ удаления кожи с мантии и щупалец кальмара // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2001. - № 1. - С. 25-28.
2. Боресков В.Г., Докучаев С.А. Использование комплексов ферментных препаратов при производстве деликатесной продукции// Мясная индустрия. - 2001. -№ 7. - С. 38-40,
3. Ксенз М.В. Применение протеиназ для повышения усвояемости пищевых белков // Изв. вузов. Пищевая технология. -2002. -№ 1.-С. 52-55.
4. Антипова Л.В., Решетник О.А., Пономарев В.Я. Еио-каталитические свойства препарата Мегатерии Г20х при обработке белков мяса// Изв. вузов. Пищевая технология. - 2002. -№ 2-3. -С. 17-19.
5. Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. - М.: Колос, 2001, - 376 с.
6. Землянухин А.А., Землянухин Л.А. Большой практикум по физиологии и биохимии растений: Учеб. пособие. - Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та. - 1996. - 188 с.
Кафедра технологии мяса и мясных проуктов
Поступила 29.01.03 г.
