CC BY
32
664.959:663.15
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОДУКТОВ ПИЩЕВОГО И КОРМОВОГО НАЗНА ЧЕНИЯ ИЗ ГИДРОБИОНТОВ ВОЛГО-КАСПИЙСКОГО БАССЕЙНА
М.Е. ЦИБИЗОВА
Астраханский государственный технический университет,
414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16; тел./факс: (8512) 25-73-68, электронная почта: [email protected]
Установлена зависимость между белково-водным коэффициентом (БВК) рыбного сырья и протеолитической активно -стью мышечной ткани гидробионтов, на основе которой можно прогнозировать параметры проведения технологических процессов в области функционального питания и кормопроизводства.
Ключевые слова: гидробионты, белково-водный коэффициент, протеолитическая активность ферментов, биодоступность.
Одно из приоритетных направлений научно-технического развития рыбной отрасли в области функционального питания и кормопроизводства - разработка комплексных ресурсосберегающих технологий переработки гидробионтов промыслового значения с утилизацией отходов от их разделки, максимального использования нетрадиционных объектов [1, 2].
По данным Института питания РАМН, у большинства россиян выявлены нарушения в питании из-за уменьшения потребления пищевых продуктов, содержащих полноценные белки, витамины, макро- и микроэлементы [3]. Поэтому приоритетным направлением в создании технологии продуктов функционального назначения является использование пищевых компонентов и биологически активных добавок, не только способствующих повышению пищевой ценности продукции, но и позволяющих придать ей заданные лечебно-профилактические свойства.
Значение животного белка, входящего в состав протеина кормов, также чрезвычайно велико. Несбалансированность рационов кормления по энергии, протеину, минеральным и биологически активным веществам приводит не только к низкой продуктивности животноводства, но и к повышенному расходу кормов, не позволяет в полной мере выявить генетический потенциал продуктивности существующих пород животных [4].
Эффективность создания кормовых продуктов с улучшенными свойствами зависит от состава сырья, вида вносимых компонентов и их технологических свойств, режимов технологической обработки, обеспечивающих получение кормовых продуктов, максимально приближенных к физиологическим особенностям потребителей кормов и кормовых добавок. В некоторых случаях требуется изменение нативной структуры белковых компонентов корма (частичная или полная деструкция) для повышения его у свояемости. Анализ научных и технических результатов, полученных в последние годы, свидетельствует об отсутствии фундаментальных исследований, связанных с разработкой методологических подходов в технологии поликомпо-нентных комбинированных продуктов, в технологии утилизации вторичных ресурсов и малоценного сырья с учетом биологических особенностей каждой группы рыбного сырья и обоснования их применения. Одним
из таких методологических подходов может быть использование процесса биотрансформации, при осуществлении которого компоненты продукта, содержащие необходимые для развития человека и животных химические и биологически активные вещества, должны быть максимально приспособлены к физиологическим потребностям объекта и удовлетворять требованиям, предъявляемым к функциональным продуктам, к кормам и кормовым добавкам. На основе изучения молекулярно-массового и минерального состава белковых продуктов с уровнем биоконверсии, соответствующей особенностям пищеварения различных живых систем, могут быть сформированы новые принципы их применения.
Цель данного исследования - разработка методологических подходов при использовании гидробионтов и отходов их переработки в составе комбинированных продуктов пищевого и кормового назначения.
Объекты исследования - пищевые отходы, полученные в результате глубокой разделки промысловых объектов Волго-Каспийского бассейна - сома, толстолобика, карася, щуки, а также маломерное сырье - чехонь, густера, сопа, красноперка, окунь.
При определении количественных и качественных показателей рыбного сырья использовали критерии классифицирования, разработанные в Кубанском государственном технологическом университете, в основу которых положен квалиметрический метод, рассматривающий качество как динамическое сочетание отдельных свойств, каждое из которых в сочетании с другими свойствами в той или иной мере влияет на формирование качества готового продукта [5]:
размерно-массовый состав: масса рыбы, процентное содержание филе к массе рыбы, содержание межмы-шечных костей;
химический состав: белково-водный коэффициент (БВК), характеризующий гидрофильность мышечной ткани рыбы; содержание липидов в мышечной ткани;
органолептические показатели: вкус и запах, консистенция;
функциональные свойства: активность протеолити-ческих ферментов мышечной ткани.
Таблица
Содержание в мясе рыбы, % Выход съедобной
Вид сырья Влага Протеин (К • 6,25) Минеральные вещества Жир БВК части (мяса) тела, % к общ. массе
Маломерное сырье Волго- Каспийского бассейна
Красноперка 80,5 17,0 1,8 0,7 0,21 39,9
Сопа 80,0 16,5 1,5 2,0 0,21 39,1
Чехонь 75,0 21,0 1,5 2,5 0,28 46,0
Окунь 80,0 16,5 2,1 1,4 0,21 49,1
Густера 75,0 21,0 1,5 Пищевые отходы 3,0 0,28 55,0
Сом 77,3 16,5 1,1 5,1 0,21 41,9
Толстолобик 75,6 18,7 1,2 4,5 0,25 42,5
Карась 81,0 16,0 1,5 1,5 0,20 44,0
Щука 79,4 18,5 1,1 1,0 0,23 41,3
Определение химического состава объектов исследования осуществляли стандартными методами по ГОСТ 7636-85, протеолитическую активность объектов исследования - модифицированным методом Ансона, основанным на определении скорости ферментативной реакции гидролиза белка (казеината натрия) по количеству образовавшегося тирозина, которое устанавливают колориметрической реакцией с реактивом Фолина.
Для выявления взаимосвязи химического состава и функциональных свойств были изучены технологические свойства объектов исследования (таблица).
Представленные данные позволяют провести классификацию сырья на определенные группы по БВК следующим образом: 1-я группа имеет БВК от 0,2 до 0,24, 2-я - от 0,25 до 0,28. К 1-й группе, отличающейся минимальным значением БВК, можно отнести густеру, чехонь; к 2-й, имеющей максимальное значение БВК, -карася, окуня, сопу и красноперку. Выход мяса у мелких частиковых рыб Волго-Каспийского бассейна колеблется от 39 до 55% к общей массе.
Динамику изменения протеолитической активности (ПА) мышечной ткани сырья, имеющего различный БВК, рассматривали на примере красноперки, имеющей минимальное значение БВК, и густеры, имеющей максимальное значение БВК (рисунок: а и б соответственно). Протеолитическая активность сырья рассматривалась при различных температурных режимах, позволяющих выявить зависимость скорости ферментативной реакции от температуры Т.
Динамика изменения ПА ферментов мышечной ткани красноперки (рисунок, а) показывает, что максимальная ПА катепсинового комплекса ферментов наблюдается при температуре 50°С, что согласуется с известными литературными данными, согласно которым скорость химической реакции зависит от температуры, поэтому катализируемые ферментами реакции также чувствительны к ее изменению. Термолабильность ферментов объясняется тем, что температура, с одной стороны, воздействует на белковую часть фермента, приводя при слишком высоких значениях к денатурации белка и снижению каталитической функции, с другой стороны, оказывает влияние на скорость реакции образования фермент-субстратного комплекса и на все последующие этапы преобразования субстрата, что ведет к усилению катализа. При температуре выше 50°С денатурация ферментного белка резко усиливается и, хотя скорость преобразования субстрата продолжает расти, активность ферментов, выражаемая количеством превращенного субстрата, падает.
Закономерности изменения ПА ферментов мышечной ткани рыбного сырья не зависят от БВ К (рисунок), а зависят от температурных режимов и рН среды. Максимум ПА мышечной ткани красноперки и густеры проявляется при рН 3,0 в интервале температур от 30 до 60°С. Согласно литературным данным, можно утверждать, что в этом случае активными являются кислые тканевые пептидгидролазы (катепсины), проявляющие максимальную активность при рН 3-4. Макси-
рН
С:
■20,
■30,
■40,
pH
50,
■60
мальная активность ферментов мышечной ткани также проявляется при температуре 50°С, что согласуется с данными [1, 6, 7].
Однако при указанных максимальных значениях ПА мышечной ткани рыбы явно просматривается зависимость от БВК. Мышечная ткань сырья, имеющего высокое значение БВК (чехонь, густера), обладает пониженной ферментативной активностью по сравнению с красноперкой (БВК 0,21). Такую обратно пропорциональную зависимость можно объяснить гидро-фильностью мышечной ткани. Чем больше гидратная оболочка белков мышечной ткани, тем труднее активному центру фермента проникнуть к субстрату. Немаловажна также избирательность действия ферментов на субстраты, высокая специфичность которых обусловлена конформационной и электростатической комплементарностью между молекулами субстрата и фермента и уникальной структурой активного центра фермента, обеспечивающими «узнавание», высокое сродство и избирательность протекания химической реакции. Фермент осуществляет свое действие через образование фермент-субстратного комплекса, который затем распадается с образованием продуктов ферментативной реакции и освобождением фермента. В результате образования фермент-субстратного комплекса субстрат изменяет свою конфигурацию, при этом преобразуемая фермент-химическая связь ослабляется и реакция протекает с меньшей начальной затратой энергии. При высоком значении БВК рыбного сырья ферментативный процесс требует большей начальной затраты энергии для образования фер-
мент-субстратного комплекса, чем при низком значении БВК.
Таким образом, по величине БВК и протеолитиче -ской активности мышечной ткани рыбного сырья можно прогнозировать параметры проведения ряда технологических процессов, осуществляемых при получении пресервных паст и формованной вяленой продукции, регулировать процессы получения аналогов рыбной продукции, комбинированных продуктов различного назначения, обладающих заданной биодоступностью.
ЛИТЕРАТУРА
1. Биотехнология морепродуктов / Л.С. Байдалинова, А.С. Лысова, О.Я. Мезенова и др. - М.: Мир, 2006. - 560 с.
2. Козлов С.Г. Проектирование структурированных продуктов сложного сырьевого состава // Пищевая пром-сть. - 2003. -№ 8. - С. 74-75.
3. Кузнецов А.Н., Калачева Е.А. Новые белковые комбинированные продукты как результат моделирования // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 4. - С. 76-78.
4. Мухин В.А., Новиков В.В. Белковые гидролизаты из отходов переработки морепродуктов // Птицеводство. - 2002. - № 2. -С. 21-23.
5. Иванова Е.Е. Принципы рационального использования рыбного сырья // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2003. - № 2-3. -С. 11-13.
6. Рогов И.А., Антипова Л.В., Дунченко Н.И. Химия пищи. - М.: КолосС, 2007. - 853 с.
7. Мухин В.А. Разработка стратегии получения ферментативных белковых гидролизатов из тканей морских гидробионтов: Дис. ... д-ра биол. наук. - М., 2003. - 283 с.
Поступила 06.11.08 г.
METHODOLOGICAL APPROACHES TO DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY OF PRODUCTS OF FOOD AND FODDER PURPOSE FROMHYDROBIONTS
OF THE VOLGA CASPIAN BASIN
М.Е. TSIBIZOVА
Astrakhan State Technical University,
16, Tatischeva st., Astrakhan, 414025; fax: (8512) 25-73-68, e-mail: [email protected]
Dependence between proteins-water factor (PWF) of fish and activity proteolytic enzymes of a muscular fabric of hydrobionts. On which basis it is can predict parameters of realization of some the technological processes which are carried out at reception functional nutrition and feed production.
Key words: hydrobionts, proteins-water factor, activity proteolytic enzymes, bioavailability.
