CC BY
59
УДК 664.951
ИССЛЕДОВАНИЕ АЗОТИСТЫХ ВЕЩЕСТВ КАЛЬМАРА КАК СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕСЕРВОВ
А.В. Жуков1, М.В. Ефимова2
12Камчатский государственный технический университет, г. Петропавловск-Камчатский, 683003
e-mail:efimoff-a@mail.ru
В статье приведена краткая характеристика химического состава кальмара как ценного объекта промысла, а также данные исследования азотистых веществ кальмара мороженого.
Ключевые слова: кальмары, азотистые вещества, белковые вещества, фракционный состав, азот летучих оснований.
Research of nitrogenous compounds of squid used as a raw product for preserves production.
A.V. Zhukov1, M.V. Efimova2 (u 2Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatskiy, Russia, 683003)
Chemical composition of squid as a valuable object of fishery is presented. Research of nitrogenous compounds of frozen squid is considered.
Key words: squid, nitrogenous compound, protein substance, fractional composition, azote of volatile bases.
В последнее время резко возрос интерес к головоногим моллюскам. Вызван он неблагоприятным состоянием рыбных запасов и необходимостью изыскивать дополнительные биоресурсы, не используемые пока промыслом, которые могли бы восполнить дефицит белковой пищи. Целый комплекс особенностей ставит головоногих моллюсков в разряд ценных промысловых животных. Широкое распространение и способность образовывать плотные скопления, дающие возможность вести эффективный лов, короткий жизненный цикл и быстрый рост определяют высокий уровень промыслового изъятия. Но самое главное - отличные вкусовые качества и высокая пищевая ценность.
Химический состав головоногих моллюсков характеризуется высоким содержанием белков (13-22%), низким содержанием липидов (0,5-2,2%) и минеральных веществ (0,7-1,5%) [1]. По основным показателям питательности - энергетической ценности и белковому составу - кальмары и другие головоногие превосходят остальных употребляемых в пищу моллюсков и даже некоторых рыб и лишь незначительно уступают говяжьему мясу и телятине. К этому следует добавить также и высокий выход продукции - 80% массы моллюска используется в пищу. Причем даже внутренности головоногих представляют ценность, так как содержат большое количество различных веществ, из которых могут быть приготовлены фармацевтические препараты. Таким образом, головоногие моллюски могут использоваться полностью, на 100%.
Из головоногих моллюсков во всем мире вырабатывают широкий ассортимент пищевой продукции, пользующейся практически неограниченным спросом, многие виды которой относятся к деликатесным. Весьма популярны, например, консервы и пресервы, а также кулинарные изделия и полуфабрикаты.
Основной технологической проблемой производства пищевой продукции из моллюсков является подбор температурно-временных режимов, обеспечивающих нежность и сочность консистенции мышечной ткани. Особенности химического состава мантии и щупалец (высокое содержание белка - до 18%, низкое содержание липидов - до 0,4%), низкая активность их протеолитических
и липолитических ферментов обусловливают высокую лабильность мышечной ткани к воздействию растворов солей, маринадов, коптильных агентов при производстве продукции.
В настоящее время вырабатывается широкий ассортимент пресервов из моллюсков. Однако особенностью продукции является плотная, часто резиноподобная консистенция мяса, оно трудноразжевываемо.
Целью наших исследований являлось определение важнейших азотистых веществ кальмара (белка, его фракционного состава, азота летучих оснований), обусловливающих его структурномеханические свойства и качество как сырья для производства пресервов, оценки возможностей повышения пищевой и энергетической ценности готовой продукции.
46
Объектом исследования являлся кальмар командорский мороженый, соответствующий требованиям ГОСТ 20414, изготовленный в условиях моря ОАО «Океанрыбфлот».
Массовую долю белка определяли макрометодом по ГОСТ 7636, фракционный состав белков определяли биуретовым методом [2]. Оптическую плотность исследуемых растворов белков (фракции: водорастворимая, солерастворимая и щелочерастворимая) определяли с помощью спектрофотометра Leki SS2109UV. Азот летучих оснований определяли титриметрическим методом по ГОСТ 7636.
Определение белковых веществ. Макрометод определения массовой доли белковых веществ основан на окислении органического вещества при сжигании его в серной кислоте в присутствии катализатора, отгонке образующегося аммиака паром, улавливании его раствором серной кислоты и определении содержания азота титрованием.
Для проведения определения филе кальмара разморозили до температуры в толще минус 1°С и измельчили на бытовом куттере. К навеске образца добавили несколько кристаллов медного купороса в качестве катализатора и прилили концентрированную серную кислоту. Смесь осторожно нагревали в колбе Кьельдаля в вытяжном шкафу на колбонагревателе ЛАБ-КН-250 (рис. 1) при температуре 250°С. При достижении однородности содержимого колбы добавили кристаллы сернокислого калия в качестве катализатора и продолжали нагревание при 250°С до тех пор, пока жидкость в колбе не стала прозрачной, зеленовато-голубой окраски без бурого оттенка (рис. 2).
Рис. 1. Нагревание содержимого колбы Кьельдаля Рис. 2. Вид содержимого колбы Кьельдаля в конце
в колбонагревателе при определении массовой доли белка нагревания при определении массовой доли белка По окончании сжигания содержимое колбы охладили, количественно перенесли в отгонную колбу и отгоняли образующийся аммиак в приемную коническую колбу с раствором серной кислоты (рис. 3).
Рис. 3. Отгонная установка, применяемая при определении массовой доли белка
Отгонку вели до отсутствия посинения красной лакмусовой бумаги от капли дистиллята. Содержимое приемной колбы оттитровывали раствором гидроокиси натрия. Массовая доля белка
в исследуемом образце филе кальмара мороженого составила 14,4%.
Определение фракционного состава белков. Белки гидробионтов в зависимости от их способности растворяться в определенных условиях делят на четыре фракции [2]:
- водорастворимую, представленную главным образом белками саркоплазмы (миоген, миоглобин, глобулин X, миоальбумины, нуклеопротеиды);
- солерастворимую, представленную белками миофибрилл (миозин, актин, актомиозин, тропомиозин, нуклеотропомиозин);
- соленерастворимую (щелочерастворимую), состоящую из белков, находящихся в особом состоянии и денатурированных, перешедших в нерастворимое состояние из первых двух фракций;
- строму (соединительнотканные белки, или белки сарколеммы: коллаген, эластин, ретикулин).
По другой классификации [3] белки делят на три фракции:
- миофибриллярную, растворяющуюся при высокой ионной силе растворителя;
- саркоплазматическую, растворяющуюся при низкой ионной силе растворителя;
- строму - нерастворимую фракцию.
В свежей мышечной ткани миофибриллярные белки составляют до 60%, саркоплазматические - до 25-30%, щелочерастворимые - до 25%, стромы - до 3% их общего содержания.
Важное значение растворимость белков имеет для повышения качества пищевых продуктов, в производстве которых предусмотрен их гидролиз (автолиз) и денатурация. Потеря растворимости, как правило, сопровождается изменением и других важных функциональных свойств, что в значительной мере отражается на качестве продуктов и степени перевариваемости белка в желудочно-кишечном тракте [4].
Белковые вещества мышечной ткани не только влияют на пищевую и биологическую ценность мяса, но и предопределяют состояние физико-химических, структурно-механических и технологических показателей сырья (липкость, вязкость, водосвязывающую способность, рН и т. д.) и готовой продукции (сочность, нежность, выход) [5].
Так как объектом исследований являлся кальмар мороженый, то важно влияние замораживания и последующего холодильного хранения на фракционный состав белков. При замораживании и последующем холодильном хранении это соотношение меняется: уменьшается содержание растворимых миофибриллярных и саркоплазматических белков и увеличивается количество денатурированных. От того, в каком состоянии было заморожено сырье (до окоченения, в состоянии посмертного окоченения, его разрешения или автолиза), а также при каких температурных режимах оно хранилось, зависит содержание в мышечной ткани денатурированных (соленерастворимых) белков, что влияет на качество сырья. Растворимость белка обусловливает реологические и другие физико-химические характеристики белоксодержащих пищевых систем. Как известно, миофибриллярные белки отвечают за сохранение структуры мышечной ткани. При переходе их в денатурированное состояние нарушается связь белка с водой, целостность мышечных волокон, что при последующем размораживании сырья приводит к значительным потерям тканевого сока, получению продукции с сухой и жесткой консистенцией, не говоря уже о потерях массы сырья и готовой продукции. Быстрое замораживание сырья до состояния разрешения посмертного окоченения, хранение его при постоянной отрицательной температуре не выше минус 20°С в течение срока, указанного в технологической инструкции, замедляют денатурационные процессы в белках, способствует сохранению сырья в мороженом виде и получению высококачественной готовой продукции.
Биуретовый метод определения фракционного состава белков основан на образовании синефиолетовой окраски при воздействии на белки сульфата меди в присутствии щелочи. Природа белка почти не влияет на формирование окрашенного биуретового комплекса, который возникает за счет присоединения ионов меди к пептидным связям белка. Оптическую плотность окрашенных растворов измеряют при длине волны около 540 нм. Преимущества метода - возможность применения стандартного белка, например сывороточного альбумина, для построения калибровочного графика, воспроизводимость и точность [6].
Количество миофибриллярных белков у гидробионтов значительно больше, чем у млекопитающих, в то время как у млекопитающих больше белков саркоплазмы по сравнению с содержанием их у гидробионтов. Заметные различия наблюдаются также в содержании белков стромы - у млекопитающих их содержание значительно больше, чем у гидробионтов. Белки мяса гидробионтов выгодно отличаются по своему составу от белков мяса наземных животных высоким содержанием миофибриллярных белков и низким содержанием белков стромы [6]. В нашем исследовании белки стромы не учитывали ввиду их незначительного количества.
При проведении испытания биуретовым методом определяли содержание массовой доли белков в образцах.
Для этого к навеске размороженного измельченного кальмара приливали дистиллированную воду в соотношении 1 : 1 и вели экстракцию на холоде при температуре 0°С в течение 30 мин. Затем на центрифуге ОПН-8м отделяли осадок. Надосадочную жидкость использовали для количественного определения водорастворимых белков.
Осадок экстрагировали солевым раствором Вебера в соотношении 1 : 6 к первоначальной навеске образца. Экстракцию вели при температуре 0°С в течение 20 мин. После центрифугирования надосадочную жидкость использовали для количественного определения солерастворимых белков.
Для проведения цветной реакции к 1 см3 исследуемых растворов белковых фракций добавляли 4 см3 биуретового реактива. По истечении времени образования окрашенного комплекса (30 мин) измеряли оптическую плотность растворов при длине волны 540-560 нм.
Массовая доля водо-, соле- и щелочерастворимых белковых фракций в филе кальмара мороженом составила соответственно 21, 53 и 26%. Значение белкового коэффициента (отношения солерастворимых белков к водорастворимым) составило 2,5.
Определение азота летучих оснований (АЛО). Летучие основания получили свое название благодаря способности легко отгоняться из образца с водяным паром. Содержание летучих оснований в тканях гидробионтов, прежде всего, зависит от степени свежести сырья. Например, в мясе свежей, только что уснувшей рыбы количество АЛО достигает 0,015% [3]. По мере развития посмертных процессов количество АЛО увеличивается. На содержание АЛО оказывает влияние также технологическая обработка (в нашем случае замораживание) и условия хранения.
Метод определения азота летучих оснований (АЛО) основан на отгонке свободных и связанных летучих оснований с паром, улавливании образующегося аммиака серной кислотой и оттитровывании избытка серной кислоты щелочью.
Для проведения испытания навеску размороженного измельченного филе кальмара в дистиллированной воде в присутствии окиси магния нагревали в отгонной колбе в колбонагревателе LAB-FH-500 при температуре 250°С. По окончании отгонки избыток кислоты в приемной колбе оттитровывали раствором гидроокиси натрия в присутствии индикатора метилового красного до перехода окраски от розовой до слабо-желтой.
Содержание азота летучих оснований в исследуемом образце филе кальмара составило 2,3%.
Проведенные исследования позволили соотнести полученные результаты с литературными данными. Результаты показали высокое содержание белка в мантии кальмара (14,4%), значительную долю щелочерастворимых белков, что говорит о необходимости поиска методов снижения массовой доли этой фракции для достижения оптимальных структурно-механических свойств тканей при производстве готовой продукции, в частности пресервов.
Литература
1. Старичкова Н.В., Щеникова Н.В. Липиды головоногих моллюсков // Рыбная пром-сть. -
2006. - № 1. - С. 28-29.
2. Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. -М.: КолосС, 2004. - С. 382-285.
3. Сафронова Т.М., Дацун В.М. Сырье и материалы рыбной промышленности. - М.: Мир, 2004. - 272 с.
4. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова, В.В. Колпакова, И.С. Витол, И.Б. Кобелева; Под ред. А.П. Нечаева. - СПб.: ГИОРД, 2007. - 640 с.
5. Богданов В.Д., Дацун В.М., Ефимова М.В. Общие принципы переработки сырья и введение в технологии производства продуктов питания. - Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатГТУ,
2007. - 213 с.
6. Биотехнология морепродуктов / Л.С. Байдалинова, А.С. Лысова, О.Я. Мезенова, Н.Т. Сергеева, Т.Н. Слуцкая, Г.Е. Степанова. - М.: Мир, 2006. - 560 с.
