CC BY
57
УДК 664.951.2:639.222
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГИДРОЛИЗА И ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ СЕЛЬДИ ТИХООКЕАНСКОЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В КАЧЕСТВЕ ИНТЕНСИФИКАТОРА СОЗРЕВАНИЯ ХЛОРИДА КАЛИЯ
Н.С. Салтанова, Е.Н. Верба
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003
е-mail: Saltanova-ns@yandex. ru; е-mail: [email protected]
Приведена характеристика биохимических изменений, происходящих при посоле рыбного сырья. Охарактеризован жирнокислотный состав сельди тихоокеанской. Исследовано влияние концентрации хлорида калия на скорость процесса биохимического созревания сельди тихоокеанской. Установлена зависимость изменения химических показателей, характеризующих изменения в липидах, от способа внесения хлорида калия.
Ключевые слова: посол, биохимическое созревание, сельдь тихоокеанская, хлорид калия, липиды, окисление, гидролиз.
Study of hydrolysis processes and pacific herring fat oxidation using chloride potassium for maturation intensificator. N.S. Saltanova, E.N. Verba (Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003)
Description of biochemical changes while fish salting is given. Fatty-acid composition of pacific herring is defined. The influence of chloride potassium concentration on the rate of pacific herring biochemical maturation process is researched. The fact of chemical indicators dependence denoting lipids change on the way of chloride potassium application.
Key words: salting, biochemical maturation, pacific herring, chloride potassium, fat, oxidation, hydrolysis.
Исследования посола как одного из разделов технологии рыбы и рыбных продуктов начались в России в 20-х гг. Современного уровня теория и практика посола достигла благодаря исследованиям Л.П. Миндера, Л.С. Левиевой, H.A. Воскресенского, И.П. Леванидова, Т.Н. Слуцкой, В.И. Шендерюка и многих других [1-6]. В работах этих авторов выявлено влияние различных факторов на процесс просаливания и созревания соленых рыбных продуктов, при этом установлена целесообразность разделения процесса производства соленой рыбопродукции на два периода: первый период - процесс просаливания рыбного сырья при контакте рыбы с солью или солевым раствором; второй период - период созревания, в результате которого многие виды рыб (сельдевые, анчоусовидные, лососевые, скумбриевые) становятся пригодными к употреблению в пищу без дополнительной кулинарной обработки. Однако такое деление процесса посола весьма условно, поскольку уже на первом этапе посола в результате гидролитических расщеплений компонентов мышечной ткани происходит частичное созревание рыбы.
При созревании соленой продукции происходит формирование специфического запаха и вкуса. По мнению исследователей [1, 2, 6], характерный для соленой рыбы «букет» придают экстрактивные вещества, пептиды и аминокислоты, а также их производные. Аромат соленой рыбы придают летучие кислоты, спирты и эфиры, которые являются продуктами дальнейших превращений аминокислот и жирных кислот.
При созревании отчетливо выражены изменения белков, являющихся наиболее важными в биологическом отношении среди различных веществ, входящих в состав мяса рыбы. Характерной особенностью белковых веществ является их способность подвергаться расщеплению
на более простые азотистые вещества под действием протеолитических ферментов [1-3, 6-9].
Под действием ионов натрия и хлора изменяется характер биохимической активности ферментов рыбного сырья: чем меньше соленость, тем быстрее протекает гидролиз белковых веществ. Но при этом многочисленными исследованиями подтверждено, что хлорид натрия влияет
на формирование вкуса при производстве соленой рыбы [1-3, 6, 7].
Степень расщепления белков (протеолиз) зависит от многих факторов: содержания соли и вкусовых добавок, температурных режимов хранения, исходного состояния сырца (посмертные этапы - окоченение, автолиз), природных свойств обрабатываемого объекта (химического состава тканей, активности протеолитических ферментов), видов предварительной разделки сырья [1-14]. Среди многих причин, влияющих на гидролиз белка, можно выделить основную -природные свойства рыбы, которые определяют весь последующий технологический процесс. Особое значение здесь имеют исходная (природная) активность протеолитических ферментов, состав и особенности строения белков рыбы.
При созревании соленой рыбы также происходят сложные процессы перераспределения липидов в мышечной ткани. И.П. Леванидов рассматривает это как один из признаков созревания [1, 2]. Распределение жира на поверхности мышечных волокон, по его мнению, создает благоприятные условия для гидролиза липидов и взаимодействия с белковыми веществами или продуктами их гидролиза, что способствует образованию вкусового эффекта созревшего продукта.
При взаимодействии липидов и кислорода воздуха происходит интенсивное окисление липидов. Окислительные процессы в мясе соленой рыбы сопровождаются изменением цвета липидов от слабого золотисто-соломенного до буро-желтого. И.П. Леванидов отмечает, что чем больше в жире свободных жирных кислот, тем интенсивнее протекает его окисление [1]. При этом окислительным превращениям наиболее подвержены ненасыщенные жирные кислоты. В процессе созревания отмечается снижение йодного числа жира, уменьшение содержания ненасыщенных жирных кислот и увеличение содержания насыщенных жирных кислот [13]. Жирнокислотный состав липидов сельди тихоокеанской до созревания и после созревания приведен в табл. 1 [11, 15].
Таблица 1
Жирнокислотный состав липидов сельди тихоокеанской, % от общего содержания жирных кислот
Группа жирных кислот Сырье - сельдь после размораживания Сырье - сельдь после созревания
Насыщенные
миристиновая 14:0 6,78 7,88
изопентадекановая і-15:0 0,22 0,24
антиизопентадекановая аі-15:0 0,21 0,31
пентадекановая 15:0 0,34 0,31
изогексадекановая і-16:0 <0,1 0,11
антиизогексадекановая аі-16:0 0,63 0,6
пальмитиновая 16:0 13,43 13,56
антиизогептадекановая аі-17:0 0,12 0,24
гептадекановая 17:0 1,72 1,47
антиизооктадекановая аі-18:0 0,55 0,84
изооктадекановая і-18:0 0,14 0,15
стеариновая 18:0 1,24 0,95
нонадекановая 19:0 <0,1 <0,1
арахиновая (эйкозановая) 20:0 0,28 0,23
докозановая 22:0 <0,1 0,11
Сумма насыщенных жирных кислот 25,66 27,0
Мононенасыщенные
пальмитолеиновая 16:1п-7 8,32 6,5
гептадеценовая 17:1п-9 0,5 0,37
олеиновая 18:1п-9 19,57 17,9
октадеценовая 18:1п-7 <0,1 <0,1
октадеценовая 18:1п-5 0,2 0,26
нонадеценовая 19:1п-9 0,17 <0,1
эйкозадеценовая 20:1п-9 13,44 15,83
эйкозадеценовая 20:1п-7 <0,1 <0,1
кетолеиновая 22:1п-11 14,57 15,91
Сумма мононенасыщенных жирных кислот 56,77 56,77
Полиненасыщенные
линолевая 18:2п-6 0,73 0,81
эйкозадиеновая 20:2п-6 1,13 1,09
докозадиеновая 22:2 0,17 0,13
октадекатриеновая 18:3п-9 0,17 0,22
Y-линоленовая 18:3n-6 <0,1 <0,1
а-линоленовая 18:3n-3 0,38 0,39
октадекатетраеновая 18:4n-3 0,75 1,13
эйкозатриеновая 20:3n-9 <0,1 <0,1
арахидоновая 20:4n-6 0,32 0,24
эйкозатетраеновая 20:4n-3 0,18 0,24
эйкозапентаеновая 20:5n-3 5,46 4,27
докозапентаеновая 22:5n-3 0,56 0,35
докозагексаеновая 22:6n-3 4,78 3,87
Сумма полиненасыщенных жирных кислот 14,63 12,74
Неизвестные 2,94 3,49
Анализ качественного и количественного состава жирных кислот липидов сельди тихоокеанской показывает, что сумма важных в биологическом отношении полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в размороженной сельди составляет 14,63%, после созревания — 12,74%. Суммарные липиды сельди тихоокеанской после созревания характеризуются высокой степенью ненасыщенности (69,5%), определяемой моноеновыми (56,77%) и полиеновыми (12,74%) жирными кислотами. Из моноеновых жирных кислот доминируют пальмитолеиновая (6,5%), олеиновая (17,9%), эйкозадеценовая (15,83%) и кетолеиновая (15,91%). Полиеновые жирные кислоты представлены в основном линолевой (0,81%), эйкозадиеновой (1,09%), октадекатетраеновой (1,13%), эйкозапентаеновой (4,27%) и докозагексаеновой (3,87%).
В последнее время отмечается тенденция к снижению содержания хлорида натрия в пищевых продуктах, при этом используются безнатриевые заменители при посоле [7, 8, 10-12, 15-17]. Для интенсификации биохимического созревания можно использовать хлорид калия, так как ионы калия являются активаторами ферментов. В этом случае скорость созревания должна увеличиться. Особенно важно активизировать ферментную активность при посоле слабосозревающего сырья (например, сельди нерестовой).
Исходя из указанного выше, исследования были направлены:
- на обоснование возможности использования хлорида калия с целью интенсификации биохимического созревания;
- на исследование процессов гидролиза белков и липидов в тканях рыбы, протекающих при биохимическом созревании, при внесении хлорида калия;
- на разработку технологии пресервов из слабосозревающего сырья.
В процессе размораживания сельди нерестовой в растворе хлорида калия различной концентрации и при посоле в солевом растворе с различными концентрациями хлорида калия и хлорида натрия происходит накопление аминного азота и увеличение буферности, при этом более интенсивно процесс происходит при более высокой концентрации хлорида калия в растворах. При определении органолептических показателей установлено, что после размораживания нерестовой сельди в растворе хлорида калия рыба приобретает признаки созревшего продукта [18].
Целью данной работы является исследование процессов гидролиза и окисления липидов сельди тихоокеанской при использовании в качестве интенсификатора созревания хлорида калия.
Основным объектом исследований в настоящей работе является сельдь тихоокеанская (Clupea pallasii) мороженая, соответствующая по качеству требованиям действующего стандарта ОСТ 15403-97 [19]. По содержанию липидов в зависимости от биологического состояния использовалась нагульная - осенняя жирная сельдь (с содержанием липидов 18-26%) и нерестовая - весенняя сельдь (с содержанием липидов 9-12%). Для исследований использовалась сельдь неразделанная. Сельдь хранилась в мороженом виде при температуре не выше минус 18°С не менее 3-4 недель, но не более 3 мес.
При проведении исследований применяли два способа внесения хлорида калия: использовали размораживание сырья в растворах хлорида калия с различной его концентрацией (опытный образец 1); проводили посол размороженного сырья солевым раствором, в состав которого входил хлорид калия в различных концентрациях (опытный образец 2).
При подготовке проб к исследованиям сельдь мороженую размораживали, обесшкуривали, потрошили, филетировали и мышечную ткань измельчали на волчке.
Для обоснования возможности использования хлорида калия с целью интенсификации биохимического созревания и исследования процесса гидролиза и окисления липидов в тканях рыбы определяются такие показатели, как кислотное число и перекисное число. Для определения общего содержания липидов экстракционно-весовым способом в аппарате Сокслета, перекисного и кислотного чисел использовали стандартные методы по ГОСТ 7636-85 [20].
В табл. 2 приведены данные по изменению кислотного числа липидов сельди тихоокеанской
нагульной и нерестовой.
Таблица 2
Изменение кислотного числа (мг КОН) липидов сельди
Способ введения KCl Концентрация KCl G 1 1 1 2 | 3 | 4
Сельдь нагульная
Размораживание в течение 1 сут в растворе хлорида калия различной концентрации 3,б 4,7 5,б 7,8 9,б
Посол в солевом растворе с различными концентрациями КС1 и №С1 (общая концентрация солей 4%) 3,4 4,2 4,8 5,2 9,б
Сельдь нерестовая
Размораживание в течение 1 сут в растворе хлорида калия различной концентрации 3,2 4,8 5,7 8,б 1G,2
Посол в солевом растворе с различными концентрациями КС1 и №С1 (общая концентрация солей 4%) 3,1 3,8 4,3 4,9 1G,1
Из данных табл. 2 видно, что увеличение значений кислотного числа липидов весенней сельди протекает более интенсивно, чем осенней. Если сопоставить темп изменения значения кислотного числа с общим содержанием липидов, то обнаруживается обратная зависимость: чем меньше в мясе липидов, тем интенсивнее и глубже идет их гидролиз. Полученный результат аналогичен данным исследований других авторов [1, 2, 11, 15].
В табл. 3 приведены данные по изменению перекисного числа липидов сельди тихоокеанской нагульной и нерестовой.
Таблица 3
Изменение перекисного числа (%J2) липидов сельди
Способ введения KCl Концентрация KCl
G 1 2 3 4
Сельдь нагульная
Размораживание в течение 1 сут в растворе хлорида калия различной концентрации G,GG8 G,G11 G,G14 G,G18 G,G24
Посол в солевом растворе с различными концентрациями КС1 и №С1 (общая концентрация солей 4%) G,GG9 G,G11 G,G12 G,G16 G,G22
Сельдь нерестовая
Размораживание в течение 1 сут в растворе хлорида калия различной концентрации G,GG7 G,G9 G,G13 G,G15 G,G18
Посол в солевом растворе с различными концентрациями КС1 и №С1 (общая концентрация солей 4%) G,GG7 G,G8 G,G12 G,G15 G,G18
Как следует из данных, приведенных в табл. 3, при хранении сельди в солевых растворах в ее тканях происходит накопление перекисей, которое идет более интенсивно у нагульной сельди.
Таким образом, на основании проведенных исследований установлена зависимость изменения химических показателей, характеризующих изменения в липидах при созревании (степень гидролиза и окисления липидов), от способа внесения хлорида калия. При размораживании в растворе хлорида калия сельди нагульной и нерестовой изменения кислотного и перекисного чисел происходят быстрее, чем при посоле в солевом растворе с различными концентрациями хлорида калия и хлорида натрия.
При определении химических и органолептических показателей установлено, что после размораживания нерестовой сельди, как и нагульной, в растворе хлорида калия рыба приобретает признаки созревшего продукта. При сравнении образцов, размороженных в растворах хлорида калия различной концентрации, сделан вывод, что увеличение концентрации раствора способствует появлению более выраженных признаков созревания, но при этом установлено, что при использовании растворов с концентрацией хлорида калия более 1% проявляется горечь мяса сельди.
Литература
1. Леванидов И.П. Посол рыбы (элементы теории и практики) // Изв. ТИНРО. - 1967. Т . 63. - 196 с.
2. Леванидов И.П., Ионас Г.П., Слуцкая Т.Н. Технология соленых, копченых и вяленых
рыбных продуктов. - М.: Агропромиздат, 1987. - 160 с.
3. Левиева Л.С. Определение степени созревания сельдевых рыб по показателю буферности // Рыб. хоз-во. - 1961. - № 1 - С. 48-50.
4. Слуцкая Т.Н. Протеолитические ферменты мышечной ткани и внутренностей рыб // Технология гидробионтов: Сб. науч. трудов ТИНРО. - Владивосток, 1987. - С. 4-24.
5. Слуцкая Т.Н. Теоретическое обоснование и практические аспекты применения и получения биологически активных регуляторов протеолиза в технологии рыбных продуктов: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. - М., 1994. - 45 с.
6. Шендерюк В.И. Производство слабосоленой рыбы. - М.: Пищ. пром-сть, 1976. - 175 с.
7. Панина М.Н. Разработка технологии малосоленых пресервов из балтийской сельди с использованием ВАД: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Калининград, 2002. - 29 с.
8. Ташкевич С.Н. Разработка технологии пресервов из малосозревающих гидробионтов // Дис. ... канд. техн. наук: 05.18.04. - Мурманск, 2008. - 234 с.
9. Шендерюк В.И., Лисовая В.П. и др. Технология малосоленых деликатесных пресервов из разделанной рыбы в мелкой расфасовке // Технология деликатесных малосоленых пресервов и копченой рыбы: Сб. науч. трудов. - Калининград: Изд-во АтлантНИРО, 1991. - С. 41-61.
10. Технология комплексной переработки гидробионтов: Учеб. пособие / Т.М. Сафронова, В.Д. Богданов, Т.М. Бойцова и др.; под ред. Т.М. Сафроновой. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2002.
- 512 с.
11. Богданов В.Д., Благонравова М.В., Салтанова Н.С. Современные технологии производства соленой продукции из сельди тихоокеанской и лососевых: Моногр. - Петропавловск-Камчатский: Холдинговая компания «Новая книга», 2007. - 235 с.
12. Богданов В.Д., Карпенко В.И., Норинов Е.Г. Водные биологические ресурсы Камчатки: Биология, способы добычи, переработка. - Петропавловск-Камчатский, 2005. - 264 с.
13. Кизеветтер И.В. Технологическая и химическая характеристика промысловых рыб тихоокеанского бассейна. - Владивосток: Дальиздат, 1971. - 298 с.
14. Ким Г.Н. Разработка технологии деликатесных пресервов из слабосозревающих рыб с использованием коптильного препарата: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Калининград, 1998. -25 с.
15. Салтанова Н.С. Научное обоснование технологии производства слабосоленой сельди предварительного созревания: Дис. ... канд. техн. наук. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2006. - 176 с.
16. Блинова А.Ю. Современные тенденции производства соленой продукции // Рыб. хоз-во. -2001. - № 5. - С. 48-50.
17. Борисочкина Л.И. Современное производство пищевой продукции из сельдевых рыб // Рыб. хоз-во. - 1996. - № 5. - С. 53-56.
18. Салтанова Н.С., Верба Е.Н. Влияние различных факторов на процесс биохимического созревания при использовании в качестве интенсификатора созревания хлорида калия // Вестник КамчатГТУ. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2011. - № 18. - С. 49-53.
19. ОСТ 15-403-97. Сельдь мороженая. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1998. - 13 с.
20. ГОСТ 7636-85. Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа. Введ. 01.01.86. - М.: Госстандарт. - 1988. - 133 с.
