CC BY
27
УДК 664.951.2
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОРЕГУЛЯТОРОВ ПРОТЕОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПРЕСЕРВОВ
С. Н. Максимова, Т. Н. Слуцкая, Д. В. Полещук, С. Ю. Пономаренко,
В. И. Полещук
USE OF PROTEOLYSIS BIOREGULATORS OF PLANT ORIGIN IN CANNED
FOOD TECHNOLOGY
S. N. Maksimova, T. N. Slutskaya, D. V. Poleschuk, S. Yu. Ponomarenko,
V. I. Poleschuk
Постоянно увеличивающийся вылов сардины тихоокеанской ставит перед рыбной отраслью задачу - обеспечить выпуск из этого объекта высококачественной пищевой продукции с повышенными товарными свойствами [1].
С учетом биохимических особенностей и химического состава сардины тихоокеанской наиболее целесообразным будет производство из нее соленой (пресервной) продукции [2].
При производстве пресервной продукции возможно рассчитать и спланировать ее биологическую и пищевую ценность, уменьшить или устранить недостатки используемого сырья, а также привести их в соответствие с формулой сбалансированного питания.
Одной из особенностей сардины тихоокеанской является высокая активность ферментов тканей и внутренних органов исходного сырья, что может привести не только к окислению липидов и размягчению консистенции мяса, но и потере качественных характеристик данной продукции [3, 4].
Решить эту проблему можно использованием в технологии стабилизирующих компонентов растительного происхождения, способных к ингибированию ферментов, размягчающих структуру тканей [5].
В статье представлен белковый состав ингибиторов растительного происхождения протеолиза, а также выход ингибитора при его получении. Выявлено молекулярно-массовое распределение белковой части ингибитора. Изучены физико-химические и биохимические показатели пресервов из сардины тихоокеанской (иваси), изготовленных с применением в составе посольной смеси ингибиторов растительного происхождения, в течение срока хранения.
На основании полученных результатов исследования сделан вывод о том, что ингибиторы растительного происхождения оказывают положительный технологический эффект в течение созревания и хранения пресервов из сардины тихоокеанской (иваси) за счет сохранения структуры миофибрилл мышечной ткани.
сардина тихоокеанская, ингибиторы растительного происхождения, технология, посол, буферность, степень протеолиза
Constantly increasing catch of the Pacific sardine offers the fishing industry a challenge - to ensure release of high-quality food products with increased commercial properties.
Given the biochemical features and chemical composition of the Pacific sardine, the production of salted (preserved) products will be most appropriate [2].
When producing canned food products, it is possible to calculate and plan biological and nutritional value, reduce or eliminate shortcomings of the raw materials used, and also bring them into line with the balanced nutrition formula.
One of the features of the Pacific sardine is high activity of the tissue enzymes and internal organs of the raw material, which can lead not only to the oxidation of lipids and softening of meat consistency, but also to the loss of quality characteristics of this product.
This problem can be solved by the use in of stabilizing components of plant origin, capable of inhibiting enzymes that soften the tissue structure.
The paper presents protein composition of the proteolysis inhibitors of plant origin, as well as the yield of the inhibitor when it is prepared. Molecular weight distribution of the protein part of the inhibitor is determined. Physical- chemical and biochemical parameters of the preserves from the Pacific sardine, with the use of a saline mixture of plant-derived inhibitors during the shelf life have been examined.
Based on the obtained data, it was concluded that the received plant inhibitors had a positive technological effect during maturation and storage of preserves from the Pacific sardine due to the preservation of the myofibril structure of the muscle tissue.
pacific sardine, inhibitors of plan origin, technology, salting, buffer state, proteolysis degree
ВВЕДЕНИЕ
Анализ современных литературных источников показал, что в настоящее время вопросу совершенствования технологии соленой продукции из сардины тихоокеанской (иваси) уделяется недостаточно внимания. Основные научно обоснованные работы по данной теме проводились учеными ТИНРО-Центра [6, 7].
Нами были проанализированы способы повышения качественных характеристик, а также хранимоспособности соленой продукции из сардины тихоокеанской (иваси), и наиболее предпочтительным из них было внесение в продукт веществ, обладающих свойствами, ингибирующими протеолитические ферменты сардины тихоокеанской (иваси).
В качестве ингибиторов протеолиза нами было предложено использовать ингибиторы природного происхождения из картофеля и рисовой половы (шелухи).
Целью настоящей работы являлось исследование влияния ингибиторов растительного происхождения на качественные характеристики пресервов из сардины тихоокеанской (иваси).
Исследования проводили в лабораториях Института пищевых производств ФГБОУ ВО «Дальрыбвтуз».
В качестве объектов исследования использовали рисовый и картофельный ингибиторы, соответствующие требованиям ТУ 15-01 160292-97 «Ингибитор протеаз», и мороженую сардину тихоокеанскую (иваси), соответствующую требованиям ТУ 9261-368-00472012-2015 «Сардина тихоокеанская (иваси)».
Отбор проб сырья и подготовку их к анализу проводили по стандартным методикам (ГОСТ 31339-2006, ГОСТ 7631-2008).
Общее содержание белков определяли по методу Лоури с реактивом Фолина-Чекольте на спектрофотометре Shimadzu UV-1800.
Исследование фракционного состава белков и пептидов проводили с использованием колонки Sephadex G-25 (10 mm x 600 mm, Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA), буфер 0,1 N NaCi-20 mM Tris-HCI, pH 8,0, скорость потока 0,3 мл/мин, X = 280 нм. Молекулярную массу белков и пептидов рассчитывали с помощью маркеров молекулярной массы (Sigma): апротинин (6,5 кДа), цитохром (12,5 кДа), миоглобин (18,0 кДа), яичный альбумин (42,0 кДа), бычий сывороточный альбумин (68,0 кДа) и используя сравнение времени удержания.
Содержание небелкового азота ^нб), белкового азота (N6) вычисляли по методикам, принятым для исследования указанных веществ.
Степень созревания соленого полуфабриката и пресервов определяли по показателю буферности согласно ГОСТ 19182-89.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ На первом этапе были проведены эксперименты по получению ингибиторов протеолиза, источниками при этом являлись картофель и рисовая полова. Обоснованы основные операции: экстракция соляной или серной кислотой измельченного сырья, осаждение хлоридом натрия (40-60% насыщения), формирование осадка, центрифугирование, хранение при температуре 0 - минус 4 - минус 6°С.
Результаты по определению выхода ингибиторов представлены в табл. 1.
Таблица 1. Определение выхода ингибиторов
Table 1. Inhibitors yield determination
Образец Исходная масса, г Масса ингибитора, г Выход, % Количество белка, % Выход по белку, %
Рисовая полова 300 - 640 54,1 - 66,1 18,0-10,3 1,06 - 1,25 12,8 - 19,1
Картофель 1000-2000 131,2-172,9 8,6 - 13,1 3,96 - 7,95 51,9 - 65,8
Анализ данных (табл. 1) показывает, что, несмотря на кажущийся более высокий выход ингибитора из рисовой половы, количество собственно белков ингибитора в случае применения в качестве сырья картофеля выше.
Полученные ингибиторы были исследованы с целью определения молекулярно-массового состава белковой части. Результаты представлены в табл. 2.
Таблица 2. Фракционный состав водорастворимой фракции белков ингибиторов
Table 2. Fractional composition of water-soluble fraction oi * inhibitor proteins
Образец Молекулярная масса, кДа Содержание,%
Ингибитор из рисовой половы 24,3 41,5
19,6 15,3
17,0 6,2
14,7 10,3
5 < 12,6
Ингибитор из картофеля 25,8 24,5
19,7 8,6
18,0 25,3
11,7 28,6
5 < 10,5
Из табл. 2 видно, что основное количество белков ингибитора из рисовой половы (около 85%) представлено низкомолекулярными фракциями. Эти же фракции составляют большую часть водорастворимых белков и пептидов в ингибиторе из картофеля. Так, количество фракций с молекулярной массой от менее 5 до 25,8 составляет до 97,5% от общего количества водорастворимых белков и пептидов.
На основе предварительно проведенных экспериментов полученные ингибиторы растительного происхождения предложено было внести в посольную смесь, используемую при производстве пресервов специального посола.
Посол сардины тихоокеанской (иваси) осуществляли следующим образом. Сырье размораживали при комнатной температуре, промывали в проточной воде, далее отправляли на стекание. Одновременно готовили посольную смесь из расчета 55 г посольной смеси на 1 кг рыбы (из них 50 г поваренной соли, 5 г сахара, 0,1 г БКН). Рыбу перемешивали с посольной смесью и укладывали в полимерную тару емкостью 1300 мл. Заливали тузлуком плотностью 1120, предварительно в нем растворяли 12,5 г ингибитора (картофельного, рисового).
В дальнейшем для определения качественных характеристик полуфабриката и соленой продукции был проведен комплекс исследований физико-химических, биохимических показателей в течение 6-месячного периода хранения. Их определяли через каждые 1,5 мес., что позволило проследить динамику формирования качества по основным параметрам.
Динамика показателя буферности, характеризующего уровень биохимических изменений образцов соленой рыбе в хранении, представлена на рисунке.
250
CÖ
л
U
200
150
л н о о К
<и 100 W
50
■ 1- Контрольный образец ■ 2- Образец с картофельным ингибитором 1
3 -Образец с рисовым ингибитором 1 I .
1 2 3 L'
1
1 2 3
1
1,5 3 4,5 6
Продолжительность хранения, мес.
0
Рис. Динамика показателя буферности соленой продукции из сардины
тихоокеанской (иваси), град Fig. Dynamics of the buffer state of salted products from the Pacific sardine (Ivasi),
deg
Как видно из представленных данных, значения буферности образцов, полученных при посоле с применением белковых ингибиторов, картофельного и рисового, заметно отличаются в меньшую сторону от остальных. На шестом месяце хранения образцы соленой рыбы характеризовались биохимическими показателями, характерными для стадии «активного дозревания», тогда как для образцов, изготовленных без добавления ингибиторов, установлен уровень буферности, соответствующий для «перезревшей» рыбы.
Сравнительная характеристика протеолитических изменений в соленой продукции из сардины тихоокеанской приведена в табл. 3.
Таблица 3. Показатели протеолиза соленой продукции из сардины тихоокеанской в течение хранения (N^/N^), %
Table 3. Proteolysis indices of salted products from the Pacific sardine during storage
(Nnp/Ntp) , % _
Образец Время хранения, мес.
1,5 3 4,5 6
Контрольный 5,7 11,0 15,0 23,7
С картофельным ингибитором 7,2 7,1 10,4 11,2
С рисовым ингибитором 8,6 7,1 12,7 14,9
Результаты табл. 3 показывают, что в первый период хранения процесс протеолиза происходит почти независимо от внесенных добавок. После трех
месяцев хранения можно наблюдать, что ингибиторы растительного происхождения начинают оказывать стабилизирующий эффект в отношении протеолитических ферментов, и с увеличением продолжительности хранения этот эффект носит все более выраженный характер. Замедление протеолиза миофибриллярных белков позволяет сохранять целостность рыбы на всем протяжении хранения за счет того, что ингибиторы существенно влияют на сохранность миофибрилл мышечной ткани, ограничивая их протеолиз ферментами пищеварительных органов [3].
ВЫВОДЫ
Осуществлена экспериментальная работа по исследованию молекулярно-массового состава ингибиторов протеолиза, примененных в технологии пресервов. Результаты исследования состава двух партий ингибиторов, полученных из картофеля и рисовой половы, показали сходство этих партий по относительному количеству низкомолекулярных белковых и пептидных компонентов.
Изучение качественных характеристик пресервов из сардины тихоокеанской (иваси) свидетельствует о способности ингибиторов растительного происхождения оказывать тормозящий эффект в отношении разрушения белковых молекул, что позволяет рекомендовать полученные ингибиторы при производстве пищевой продукции из рыбного сырья, в том числе пресервов из сардины тихоокеанской (иваси).
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Сардина (иваси) и скумбрия на горизонте / А. П. Ярочкин [и др.] // Рыбное хозяйство. - 2015. - № 6. - С. 78-82.
2. Антипова, Л. В. Возможность использования рыбного сырья в продуктах для функционального питания / Л. В. Антипова, Д. В. Паничкин // Известия вузов. Пищевая технология. - 2009. - №1. - С. 25-27.
3. Виняр, Т. Н. Активность протеиназ соленой неразделанной сельди иваси и ультраструктура ее тканей / Т. Н. Виняр, Э. Н. Костина, Т. Н. Слуцкая // Известия Тихоокеанского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии. - 1992. - Т. 114. - С. 38 - 47.
4. Технологическая характеристика мороженой сардины тихоокеанской как сырья в технологии соленой продукции / С. Н. Максимова [и др.] // Известия КГТУ. - 2017. - № 46. - С. 81-89.
5. Слуцкая, Т. Н. Торможение протеолиза в пресервах из сельди иваси и тихоокеанской сельди / Т. Н. Слуцкая, Н. И. Миленина, С. В. Синюкова // Рыбное хозяйство. - 1991.- № 7. - С. 75 - 78.
6. Подавление активности протеиназ из внутренних органов рыб природными ингибиторами протеолитических ферментов / Т. Н. Слуцкая [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. - 1991. Т.27. - С. 529-532.
7. Теоретические и практические аспекты применения биологически активных регуляторов протеолиза в технологии рыбных продуктов //
Т. Н. Слуцкая [и др.] // Технология переработки гидробионтов: междунар. конф. -1994. - С. 147-149.
REFERENCES
1. Jarochkin A.P., Akulin V.N., Jakush E.V., Dudarev V.A., Kruchinin O.N., Kupina N.M. Sardina (ivasi) i skumbrija na gorizonte [Sardine (Ivasi) and mackerel on the horizon]. Rybnoe hozjajstvo, 2015, no. 6, pp. 78-82.
2. Antipova L.V., Panichkin D.V. Vozmozhnost' ispol'zovanija rybnogo syr'ja v produktah dlja funkcional'nogo pitanija [Uses of fish raw material in products for functional nutrition]. Izvestija vuzov. Pishhevaja Tehnologija, 2009, no. 1, pp. 25-27.
3. Vinyar T.N., Kostina E.N., Slutskaya T.N. Aktivnost' proteinaz solenoy nerazdelannoy sel'di ivasi i ul'trastruktura ee tkaney [Activity of proteinases of whole salted herring and ultrastructure of its tissues]. Izvestiya Tikhookeanskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta rybnogo khozyaystva i okeanografii, 1992, vol.114, pp. 38-47.
4. Maksimova S.N., Slutskaya T.N., Poleshchuk D.V., Ponomarenko S.Yu. Tekhnologicheskaya kharakteristika morozhenoy sardiny tikhookeanskoy kak syr'ya v tekhnologii solenoy produktsii [Technological characteristics of frozen Pacific sardine of as a raw material in salted products technology]. Izvestiya Kaliningradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2017, no. 46, pp. 81-89.
5. Slutskaya T.N., Milenina N.I., Sinyukova S.V. Tormozhenie proteoliza v preservakh iz sel'di ivasi i tikhookeanskoy sel'di [Inhibition of proteolysis in preserves from Ivasi herring and Pacific herring]. Rybnoe hozjajstvo, 1991, no. 7, pp. 75-78.
6. Slutskaya T.N., Milenina N.I., Romashkin V.I., Mosolov V.V. Podavlenie aktivnosti proteinaz iz vnutrennikh organov ryb prirodnymi ingibitorami proteoliticheskikh fermentov [Suppression of the activity of proteinases from the internal organs of fish by natural inhibitors of proteolytic enzymes]. Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya, 1991, vol. 27, pp. 529-532.
7. Slutskaya T.N., Mileniia N.I., Logacheva O.V., Vinyar T.N. Teoreticheskie i prakticheskie aspekty primeneniya biologicheski aktivnykh regulyatorov proteoliza v tekhnologii rybnykh produktov [Theoretical and practical aspects of application of biologically active regulators of proteolysis in fish products technology]. Mezhdunarodnaya konferentsiya "Tekhnologiya pererabotki gidrobiontov" [International conferences "Technology of Processing Hydrobionts"].1994, pp. 147-149.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Максимова Светлана Николаевна - Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет (г. Владивосток); доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой «Технология продуктов питания»; E-mail: [email protected]
Maksimova Svetlana Nikolaevna - Far Eastern state technical fisheries university (Vladivostok); Doctor of Engineering, Professor, Head of the department of food products technology; E-mail: [email protected]
Слуцкая Татьяна Ноевна - Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет (г. Владивосток); доктор технических наук, профессор кафедры «Технология продуктов питания»
Slutskaya Tatiana Noevna - Far Eastern state technical fisheries university (Vladivostok); Doctor of Engineering, Professor of the department of food products
technology
Полещук Денис Владимирович - Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет (г. Владивосток); кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология продуктов питания»; E-mail: [email protected]
Poleschuk Denis Vladimirovich - Far Eastern state technical fisheries university (Vladivostok); PhD in Engineering, Associated professor of the department of food products technology; E-mail: [email protected]
Пономаренко Светлана Юрьевна - Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет (г. Владивосток); аспирант кафедры «Технология продуктов питания»; E-mail: [email protected]
Ponomarenko Svetlana Yuryevna - Far Eastern state technical fisheries university (Vladivostok); postgraduate student of the department of food products technology;
E-mail: [email protected]
Полещук Виктория Игоревна - Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет (г. Владивосток); аспирант кафедры «Технология продуктов питания»; E-mail: [email protected]
Poleschuk Viktoriya Igorevna - Far Eastern state technical fisheries university (Vladivostok); postgraduate student of the department of food products technology;
E-mail: [email protected]
