CC BY
14
ЛИПИДОСТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ КОМПОЗИЦИИ В ТЕХНОЛОГИИ ХОЛОДИЛЬНОГО КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПЕЧЕНИ ТРЕСКОВЫХ
В.Д. Богданов (КамчатГТУ), Д.Е. Зинюк (Дальрыбвтуз, г. Владивосток)
В период холодильного консервирования и последующего хранения мороженой печени тресковых в ее тканях развиваются химические и структурно-механические процессы. Первые связаны
с гидролитической и окислительной порчей липидов, вторые - с разрушением мест локализации липидов и выделением свободного жира при последующем размораживании. На основании данных исследования антиокислительных и криозащитных свойств некоторых химических веществ разработана комплексная липидостабилизирующая композиция для холодильного консервирования печени тресковых.
During refrigerating conservation and the subsequent storage of a frozen liver in Theragra chalcogramma its fabrics chemical and structural - mechanical processes develop. The first are connected with hudrolistic and oxidizing damage, the second - with destruction of places of lipid localization and allocation of free fat at the subsequent defreezing. On the basis of the research data of antioxidizing and crioprotectional properties of some chemical substances, the complex lipidostabilization composition for refrigeration of Theragra chalcogramma a liver is developed.
Общепринятым приоритетом технологии продукции из гидробионтов является комплексное использование сырья, основанное на всеобъемлющей информации о его составе и функциональнотехнологических свойствах, направленное на целевое изготовление пищевых продуктов, рациональную и полную переработку отходов. При этом непременным условием является экономическая целесообразность и экологическая безопасность технологии.
Количество печени, образующейся при разделке таких перспективных объектов промысла, как минтай и треска, составляет от 2,2 до 9,0 % от массы рыбы. Химический состав печени варьируется в пределах (%): вода - 12,0-84,0; белки - 8,0-28,3; липиды - 0,9-84,6; минеральные вещества -0,4-4,2 [2]. Содержание ненасыщенных жирных кислот в липидах печени минтая по отношению к их общему количеству составляет 81,3 %, причем 56,8 % приходится на жирные кислоты с одной и двумя двойными связями, 24,4 % - на долю кислот с тремя и более связями [3]. Известно, эйкозапентаеновая и докозагексаеновая кислоты участвуют в регулировании обменных процессов, положительно воздействуют на иммунную систему организма, препятствуют развитию астматических и некоторых опухолевых процессов. Такой характер воздействия рыбных жиров, богатых полиненасыщенными жирными кислотами, объясняется их участием в образовании простагландинов, выполняющих в организме защитные функции [1]. Высокое содержание ю-3 жирных кислот в продуктах питания - эффективное профилактическое средство тяжелых сердечно-сосудистых заболеваний.
Использование печени тресковых видов рыб в качестве сырья для производства пищевой продукции (консервов, формованных и паштетных изделий) ограничивается двумя факторами: узкой специализацией современного рыбообрабатывающего флота и непродолжительным сроком хранения свежей печени (не более 48 часов при 0 °С). Указанные технологии могут быть реализованы в основном в условиях плавбаз и не предусмотрены для судов-мультипроцессоров, преобладающих в настоящее время на флоте рыбной промышленности. Технически это связано прежде всего с наличием на добывающих судах типа МРКТ, БАТМ и других лишь линий по производству мороженой продукции. Что касается ограниченных сроков хранения свежей печени тресковых, то они обусловлены высокой интенсивностью гидролизных и окислительных процессов, протекающих в ее липидной фракции. В период холодильного хранения рыбной печени в ее тканях развиваются как химические (липолиз, окисление липидов), так и структурно-механические процессы, связанные прежде всего с разрушением мест локализации липидов и выделением свободного жира при последующем размораживании.
Разработка технологии мороженой печени тресковых является актуальной проблемой в наши дни, решение которой позволит консервировать высокоценное сырье в условиях добывающего судна с последующим хранением и переработкой его на пищевые цели на плавбазах или береговых предприятиях.
В связи с этим цель работы заключалась в совершенствовании технологии холодильного консервирования свежей печени минтая, предназначенной для дальнейшего производства высококачественных пищевых продуктов.
Исследование липидостабилизирующих свойств отдельно взятых химических веществ
Исследовательский интерес представляют отдельные химические вещества - аскорбиновая кислота, уротропин, сорбиновая кислота, триполифосфат натрия, сорбит, которые могут быть использованы в качестве компонентов липидостабилизирующей композиции. Для исследования
влияния этих веществ на липидоудерживающие свойства печени их добавляли к свежей печени, массу перемешивали в течение 5 мин, расфасовывали по 200 г в полиэтиленовые пакеты, удаляли воздух и направляли на замораживание, которое осуществляли в скороморозильном аппарате до температуры -26 °С. Время полного цикла замораживания составляло 235 мин. Замороженную печень хранили при температуре -25 °С, относительной влажности 90 % в течение 30 суток. Показателем липидоудерживающих свойств мороженой печени минтая являлось количество отделившегося самотеком жира от печени после размораживания. Размораживание в контрольных точках (2, 5, 10, 30 суток хранения) осуществляли при температуре окружающей среды 25 °С, продолжительность размораживания составила 185 мин, конечная температура печени равнялась 20 °С. Параллельно проводился
контрольный опыт без применения стабилизирующих добавок. Результаты исследования представлены в табл. 1.
Таблица 1
Зависимость количества отделившегося жира от концентрации стабилизирующего вещества и продолжительности хранения
Наименование добавки Концентраци я, % Количество отделившегося жира, % к массе печени
Продолжительность хранения мороженой печени, сут
2 5 10 20 30
Содержание липидов в печени 54,5 %
Контроль (без добавок) - 5,71 5,83 6,27 11,32 18,76
Аскорбиновая кислота 0,01 5,82 6,11 7,47 12,45 19,11
-||- 0,03 6,01 6,04 8,12 12,67 19,24
-||- 0,05 6,34 6,39 8,65 12,80 19,43
-||- 0,20 6,87 6,91 9,13 13,16 20,14
-||- 0,50 7,04 7,06 9,74 13,51 22,81
-||- 1,00 7,30 7,34 10,52 14,63 23,93
Уротропин 0,01 5,71 5,83 6,27 11,32 18,79
-||- 0,05 5,92 6,49 6,93 11,63 19,14
-||- 0,10 6,04 6,81 7,38 12,15 19,27
-||- 0,50 6,29 7,11 8,69 13,44 19,65
Содержание липидов в печени 60,7 %
Контроль - 6,23 6,49 8,12 13,91 21,36
Сорбиновая кислота 0,01 6,42 6,92 9,32 14,73 21,98
-||- 0,05 6,63 7,13 9,85 15,09 22,61
-||- 0,10 6,81 7,79 10,05 15,87 23,86
-||- 0,20 6,90 8,36 11,14 16,11 24,98
Триполифосфат натрия 0,01 6,11 6,37 7,84 13,02 20,11
-||- 0,05 5,97 6,13 7,52 12,82 19,62
-||- 0,10 5,83 5,96 7,08 12,14 18,27
-||- 0,50 5,67 5,76 6,93 11,27 17,83
Содержание липидов в печени 58,3 %
Контроль - 5,97 6,03 7,82 12,56 19,82
Сорбитол 0,10 5,81 6,97 7,16 11,96 19,46
-||- 0,50 5,74 5,89 7,01 11,52 18,64
-||- 1,00 5,69 5,73 6,52 11,04 18,22
-||- 1,50 5,41 5,58 6,21 10,13 17,67
Лимонная кислота 0,01 6,17 6,21 8,46 13,45 20,98
-||- 0,02 6,58 6,94 8,97 14,22 22,13
-||- 0,10 6,84 7,23 9,38 15,24 26,15
-||- 0,50 6,91 7,82 10,26 17,61 31,89
Данные табл. 1 свидетельствуют, что рост концентрации аскорбиновой кислоты приводит к увеличению отделения жира от печени. Такая зависимость может объясняться прежде всего увеличением степени денатурации белков, составляющих места локализации липидов за счет изменения рН в сторону уменьшения, вызванного добавлением аскорбиновой кислоты. Похожая зависимость наблюдается в печени с добавлением лимонной и сорбиновой кислоты (концентрации
0,5 % и 0,2 % соответственно), однако разрушительное воздействие лимонной кислоты на белки более негативно, чем аскорбиновой и сорбиновой кислот. Для уротропина такой четкой зависимости не прослеживается, следовательно, его липидостабилизирующие свойства в отношении печени минтая требуют дополнительного исследования. Положительное влияние на липидоудерживающие
свойства мороженой печени в процессе размораживания показали триполифосфата натрия (0,1-0,5 %) и сорбит, причем наибольшую эффективность проявил триполифосфат.
На основании данных табл. 1 методом линейного регрессионного анализа получена
математическая зависимость количества свободно отделившихся липидов от продолжительности хранения и исходного содержания липидов в печени, при условии отепления замороженной печени до температуры 20 °С, которая представлена на рис. 1.
г = 0,261685(х) + 0,493230(у) - 9,455785
Рис. 1. Зависимость количества свободного отделения липидов от продолжительности хранения и исходного содержания липидов в печени
Полученные коэффициенты корреляции позволяют предположить, что отделение липидов от печени в большей мере зависит от срока хранения (0,97) и в меньшей - от содержания липидов в печени (0,12). Вероятно, что композиция из веществ, проявивших положительное воздействие на свойства печени минтая, позволит усилить совокупный позитивный эффект, а исследования антиокислительных и липидостабилизирующих свойств бинарных и многокомпонентных композиций, содержащих аскорбиновую кислоту, триполифосфат натрия, сорбит, уротропин и другие вещества в уточненных концентрациях, могут явиться основой для создания эффективной липидостабилизирующей композиции.
Исследование липидостабилизирующих свойств бинарных композиций
Одним из важных факторов при составлении сложных композиций является возможность совместного использования компонентов, заключающаяся в толерантности одного вещества композиции по отношению к другому, при условии сохранения концентрации и необходимых свойств обоих.
Исследовались бинарные композиции: аскорбиновая кислота + триполифосфат натрия,
аскорбиновая кислота + сорбитол, хлорид натрия + аскорбиновая кислота, аскорбиновая кислота + уротропин. Компоненты бинарных композиций перед смешиванием дополнительно измельчали для уменьшения размера частиц, вследствие чего предполагалось увеличить поверхность контакта с печенью. Рецептуры исследуемых бинарных композиций приведены в табл. 2. Готовые бинарные композиции добавляли к свежей печени, перемешивали в течение 5 мин и выдерживали 10-15 мин для перераспределения компонентов. Затем формировали блоки по 1 кг, упаковывали в полиэтиленовые пакеты
и направляли на замораживание. Конечная температура замораживания составляла -25 °С. Параллельно проводили контрольный опыт без применения добавок.
Таблица 2
Рецептуры бинарных липидостабилизирующих композиций
Наименование компонента Содержание компонентов, % к массе печени
1 2 3 4 5
Аскорбиновая кислота 0,2 0,2 0,1 0,2 0,1
Триполифосфат натрия - 0,1 0,2 - -
Сорбитол - - - 1,0 1,5
Хлорид натрия 2,0 - - -
Степень влияния липидостабилизирующей добавки на структурные свойства печени оценивали по количеству отделяемого жира при ее отеплении до 20 °С, окислительную порчу липидов характеризовали их перекисными числами, а изменения содержания азота летучих оснований (АЛО)
и небелкового азота рассматривались как показатели белковой деструкции, обусловленной замораживанием. Зависимость количества отделившегося жира от продолжительности хранения мороженой печени и вида добавки представлена в табл. 3.
Таблица 3
Количество отделившегося жира от печени минтая при использовании бинарных липидостабилизирующих композиций (в % к общему количеству жира)
№ п/п композиции Продолжительность хранения, сут.
5 10 15 20 25 30 35 40
Контроль 2,83 4,16 6,21 10,32 15,44 18,74 20,21 24,53
1 2,56 4,22 6,78 11,44 17,23 20,13 23,54 28,06
2 1,96 3,28 5,49 9,42 14,52 17,86 19,15 22,71
3 1,22 2,96 5,02 8,37 11,82 15,02 17,54 19,61
4 2,08 3,92 5,61 9,63 14,87 17,63 19,21 22,80
5 1,38 3,03 5,16 8,79 12,21 15,33 18,01 20,07
Данные табл. 3 показывают, что при использовании бинарных липидостабилизирующих композиций отделение жира в общем случае снижается в сравнении с контрольным образцом. Это предположительно обусловливается повышением жироудерживающих свойств свежей печени перед замораживанием. Известно, что фосфаты, в особенности триполифосфат, обладают солеплавильными свойствами, обеспечивающими образование водно-белкового геля. Очевидно, при добавлении фосфатов в печень минтая белки печени образуют гель такого же типа, при этом происходит дополнительное удерживание липидов печени в местах их локализации. Обращает на себя внимание тот факт, что композиция с хлоридом натрия оказывает негативное влияние на жироудерживающие свойства мороженой печени, предположительно высокое отделение жира связано с усилением денатурации белков за счет совместного воздействия хлорида натрия и аскорбиновой кислоты.
Данные изменения содержания АЛО в образцах мороженой печени, консервированной бинарными добавками, представлены в табл. 4.
Таблица 4
Изменение содержания АЛО (в мг %) мороженой печени в зависимости от продолжительности хранения и рецептуры липидостабилизирующей композиции
№ п/п композиции Продолжительность хранения, сут.
5 10 20 30 40
Контроль 8,31 14,03 18,10 20,58 23,57
1 9,14 15,24 18,12 20,76 23,11
2 7,81 13,59 17,82 19,11 21,54
3 7,26 13,24 17,17 17,65 17,81
4 8,02 13,42 16,52 17,66 18,89
5 7,52 11,15 15,32 15,90 17,04
Полученные данные показывают, что накопление АЛО в процессе холодильного хранения печени минтая имеет минимальную динамику, свидетельствующую о некотором ингибировании протеолитических ферментов и процессов холодильной деструкции белков. Также можно отметить положительное влияние на свойства белков печени совместно используемых с аскорбиновой кислотой сорбита и триполифосфата натрия.
Графическая зависимость изменения перекисных чисел липидов печени минтая от рецептуры бинарной смеси и продолжительности срока хранения представлена на рис. 2.
см 0.16 “5
^ 0.14
а
о
Ч 0.12
0.10
5 0.04 Ф
Ф 0.02
с
1 /2 А //х
і ) Л 3 \ <.
/ >
> п
А
0.16
0,14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Продолжительность хранения, сут.
£ )
к // И И
р / 1 4 \ ; >' (
'6
1 Ї /.4
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Продолжительность хранения, сут.
а) б)
Рис. 2. Зависимость изменения перекисного числа липидов мороженой печени от продолжительности хранения и рецептуры бинарной композиции: а) 1 - контроль; 2 - АК 0,1 % + ТПФ 0,2 %; 3 - АК 0,2 % + ТПФ 0,1 б) 1 - контроль; 2 - АК 0,1 % + ТПФ 0,2 %0; 3 - АК 0,2 % + ТПФ 0,1 %; 4 - АК 0,1 % + ХН 2,0 %;
5 - АК 0,1 % + сорбитол 1,5 % ; 6 - АК 0,2 % + сорбитол 1,0 %
сл 0.08
ое 0.06
Данные рис. 2 показывают, что накопление перекисей меньше всего происходит в печени, консервированной с использованием 0,2 % аскорбиновой кислоты, очевидно, эта концентрация является оптимальной для торможения процессов окисления. Использование сорбитола и триполифосфата обусловливает антиокислительный синергизм бинарной системы, который может быть увеличен за счет применения многокомпонентной липидостабилизирующей композиции. Присутствие хлорида натрия в количестве 2,0 %, с одной стороны, негативно влияет на степень отделения жира и денатурацию белковых веществ, с другой - незначительно усиливает эффект антиокислительного действия аскорбиновой кислоты. Однако из-за негативного влияния на липидоудерживающие свойства мороженой печени использование хлорида натрия в качестве компонента липидостабилизирующей композиции должно быть ограничено.
Исследование многокомпонентных липидостабилизирующих композиций
Ранее было отмечено, что совмещение положительных эффектов нескольких веществ, входящих в антиокислительную смесь, обусловливает синергизм, выраженный в усилении свойств смеси по отношению к отдельно взятым веществам. На основании этого можно предположить, что, помимо антиокислительных свойств смеси, должны усиливаться и липидостабилизирующие свойства.
На этом основании исследовались многокомпонентные липидостабилизирующие композиции, составленные из веществ в концентрациях, обеспечивающих максимальный эффект и проявляющих положительные свойства по отношению к торможению процессов окисления липидов и разрушения мест их локализации. Рецептуры многокомпонентных липидостабилизирующих композиций представлены в табл. 5.
Для исследования влияния на процессы гидролиза, окисления липидов, а также денатурации белков, составляющих места локализации липидов, композиции в сухом виде добавляли к свежей печени минтая и готовили образцы аналогично вышеописанному.
Таблица 5
Рецептуры многокомпонентных липидостабилизирующих композиций
Номер рецептуры Наименование вещества (концентрация, % к массе печени)
аскорбиновая кислота (0,2) сорбиновая кислота (0,05) сорбит (1,5) триполифосфат натрия (0,1)
ЛК № 1 + + + -
ЛК № 2 + - + +
ЛК № 3 + + + +
Графические зависимости изменения кислотных чисел образцов мороженой печени в зависимости от срока хранения и вида липидостабилизирующей композиции представлены на рис. 3.
Из рис. 3 видно, что кислотные числа экспериментальных образцов мороженой печени на больших сроках хранения, консервированной липидостабилизирующими композициями ЛК № 1-3, существенно меньше по сравнению с контрольным опытом. Наименьшие кислотные числа на больших сроках хранения имеет образец печени, консервированный ЛК № 2. Значительный рост кислотных чисел липидов контрольного образца начинается на 19-20-е сутки, а приостанавливается на 34-е сутки хранения. Очевидно, в этот период происходит первичное накопление свободных жирных кислот, которые в дальнейшем подвергаются различным химическим трансформациям. Эффективность применения липидостабилизирующих композиций подтверждается тем, что динамика увеличения кислотных чисел с 20-х по 34-е сутки хранения имеет более пологий характер.
Продолжительность хранения, сут.
Рис. 3. Изменение кислотных чисел образцов мороженой печени в зависимости от срока хранения и вида многокомпонентной липидостабилизирующей композиции (ЛК): 1 -ЛК № 1; 2 - ЛК № 2; 3 - ЛК № 3; 4 - контроль
Значения перекисных чисел липидов образцов мороженой печени, консервированных многокомпонентными липидостабилизирующими композициями, представлены в табл. 6.
Таблица 6
Значения перекисных чисел липидов (% образцов печени, консервированных
многокомпонентными липидостабилизирующими композициями
Наименование композиции Перекисное число, % 12
Продолжительность хранения, сут
0 10 20 30 40 45
ЛК № 1 0,004 0,008 0,027 0,083 0,098 0,081
ЛК № 2 0,004 0,006 0,021 0,079 0,087 0,099
ЛК № 3 0,004 0,007 0,029 0,088 0,094 0,089
Контроль 0,004 0,015 0,059 0,126 0,112 0,097
Данные табл. 6 показывают, что динамика накопления первичных продуктов окисления липидов образцов печени, консервированных композициями ЛК № 1-3, менее экстремальна по сравнению с контрольным образцом, особенно при продолжительности хранения 20-30 суток. Сравнивая значения табл. 6 и рис. 2, можно сделать вывод, что эффективность применяемых композиций для торможения окислительных процессов ярче выражена у многокомпонентных систем, нежели у бинарных.
Графические зависимости изменения содержания АЛО в образцах мороженой печени представлены на рис. 4. В образцах печени, консервированных липидостабилизирующими композициями ЛК № 1-3, снижается степень общей денатурации белков печени минтая, в особенности это выражается для образцов с ЛК № 2. Такое защитное воздействие, по всей видимости, обусловлено наличием в композиции сорбита и триполифосфата, имеющих функции водоудерживающих и криозащитных агентов. Значения АЛО для образцов с ЛК № 1 несколько выше, чем с ЛК № 2-3. Предположительно это связано с добавлением сорбиновой кислоты, которая является жирорастворимой кислотой к аскорбиновой кислоте, являющейся водорастворимой. Такая разница, возможно, обусловлена увеличением кислотности в обеих фазах, которое влияет на денатурационные изменения белков печени в процессе холодильного хранения.
30,0
0 < Ш 5 X
1
О.
О)
ч
о
о
25.0
20.0
15.0
10.0 5,0
>
3 2
1 у— 2,07-104(х3)-0,0177(х2) + 0,687(х) + 7,78
2 у— 1,5-10-4(х3) - 0,0153(х2)+0,65(х) +7,29 3 у— 1,55-10-4(х3) - 0,0147(х2) + 0,622(х) +8,04 4 у— 3,2110-4(х3) -0,0245(х2)+ 0,869(х) +7,5 1 1 1 1 1 1 1
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Продолжительность хранения, сут.
Рис. 4. Зависимость содержания АЛО от продолжительности хранения и вида многокомпонентной липидостабилизирующей композиции: 1 - ЛК № 1; 2 - ЛК № 2; 3 - ЛК № 3; 4 - контроль
Таким образом, для осуществления достаточно эффективной защиты от окисления, гидролиза липидов, а также денатурации белковых веществ в печени, направляемой на длительное холодильное хранение, целесообразно использовать многокомпонентные липидостабилизирующие композиции, составленные из триполифосфата, сорбита, сорбиновой и аскорбиновой кислоты, совмещая их использование с физическими факторами защиты, например упаковыванием или глазированием.
Литература
1. Борисочкина Л.И. Современные тенденции в производстве и использовании рыбных жиров // Рыб. хоз-во. - 1991. - № 4. - С. 76 - 79.
2. Горшкова М.М., Шмакова С.И., Давлетшина Т.А. Печень минтая - сырье для высокопитательных продуктов // Пищ. пром-сть. - 1993. - № 6. - С. 21.
3. Крутченский Г.В., Янчева Р.Г., Овчинников В.В. и др. Хранение печени минтая и трески до переработки // Сб. науч. тр. - Владивосток: ТИНРО, 1986. - С. 61 - 64.
