CC BY
1УДК 664.955
Д.В. Колесников, А.Е. Румянцев, С.Ю. Чугунков
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: [email protected]
ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ ИКРЫ ЛОСОСЕВОЙ ЗЕРНИСТОЙ КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩИМИ РАСТВОРАМИ И ЭТАНОЛОМ НА ПРОЧНОСТЬ ИКРИНКИ
Одной из основных проблем потери качества зернистой лососевой икры является слабое зерно, что, в свою очередь, провоцирует разрушение оболочки икринок при механическом воздействии в ходе технологической обработки и при хранении икры и, соответственно, вытекание желточной массы с образованием отстоя. В статье представлены результаты исследований, направленных на поиск факторов повышения механической прочности икринок. На данном этапе изучали влияние кальцийсодержащих щелочных растворов и этанола на прочностные характеристики оболочки. Полученные результаты однозначно указывали на повышение прочности при обработке икры этанолом. В то же время экспериментальные данные воздействия на икру щелочными растворами, содержащими ионы Cа2+, определили необходимость дальнейших исследований с применением растворов водорастворимых солей кальция разной концентрации.
Ключевые слова: икра лососевая зернистая, механическая прочность, ионы кальция, этиловый спирт.
D.V. Kolesnikov, A-Е. Rumyantsev, S.Yu. Chugunkov
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatskу, 683003 e-mail: [email protected]
THE EFFECT OF PROCESSING SALMON CAVIAR WITH CALCIUM-CONTAINING SOLUTIONS AND ETHANOL ON THE STRENGTH OF EGGS
One of the main problems of loss of quality of granular salmon caviar is a weak grain. In turn, it provokes the destruction of the shell of eggs under mechanical action during processing and storage of caviar and, accordingly, the outflow of yolk mass with the formation of sediment. The article presents the results of research aimed at finding factors to increase the mechanical strength of eggs. At this stage, the effect of calcium-containing alkaline solutions and ethanol on the strength characteristics of the shell was studied. The obtained results clearly indicated an increase in strength when processing caviar with ethanol. At the same time, experimental data on the effect of alkaline solutions containing Ca2+ ions on caviar have determined the need for further research using solutions of water-soluble calcium salts of different concentrations.
Key words: granular salmon roe, mechanical strength, calcium ions, ethyl alcohol.
Исследованию способов повышения механической прочности икры рыб как одного из путей повышения ее хранимоспособности посвящено немало работ отечественных и зарубежных ученых. Прочность икринок у свежевыловленных тихоокеанских лососевых рыб в среднем достигает 0,2 Н, у доброкачественной соленой зернистой икры - до 0,5 Н [1]. В процессе хранения лососевой зернистой икры ее консистенция постепенно размягчается и даже может разжижаться. Последнее объясняется ослабеванием оболочек икринок, потерей икринками упругости, разрушением оболочек (лопанец). В первую очередь это явление обусловлено активностью ферментных систем самой икры и жизнедеятельностью микроорганизмов, способных активно разлагать белки и липиды и вызывать глубокое изменение и порчу икры с течением времени. При этом вкус, запах и внешний вид икры постепенно изменяются, проявляются такие дефекты, как острота и горечь, кисловатый либо затхлый запах.
Ослабевание и разрушение оболочек икринок также может происходить при замораживании икры с последующим размораживанием в результате изменения физического состояния воды желточной массы. Наличие лопанца может быть связано с биологической стадией зрелости икры на момент вылова и разделки рыбы - у недозрелой или перезревшей икры лопанец более выражен. Также причиной лопанца может являться чрезмерное механическое воздействие на икру при проведении технологических операций ее обработки [2, 3]. Лопанец, в свою очередь, обусловливает непривлекательный внешний вид готовой продукции - икра выглядит помятой -и значительные потери при обработке икры, вызванные вытеканием из лопнувших икринок желточной массы.
Для предотвращения микробной порчи икры применяют антисептики. На протяжении истории технологии зернистой лососевой икры неоднократно наблюдалась смена одних антисептиков другими, что, как правило, было связано с обнаружением канцерогенного воздействия некоторых консервантов на организм человека. Так, применение в качестве икорного антисептика тетраборнокислого натрия и борной кислоты было запрещено еще в 70-е годы прошлого века. В 2008 г. был введен запрет на использование в икорном производстве гексаметилентетрамина (уротропина). В настоящее время достаточно широко не только в икорных технологиях, но и в производстве многих других продуктов (колбас, рыбных пресервов, хлебобулочных и кондитерских изделий, соусов, газированных и слабоалкогольных напитков и др.) применяют бензойно-кислый натрий (БКН). В организме человека БКН образует бензол, проявляющий канцерогенное действие [4].
На рис. 1 отображена динамика выявления злокачественных образований в России в 2011-2021 гг. [5].
Абсолютное число впервые в жизни установленных диагнозов злокачественных новообразовании в России в 2011-2021 гг.
Рис. 1. Динамика выявления злокачественных образований в России в 2011-2021 гг.
Приведенная на рис. 1 динамика, разумеется, не означает, что причиной всех выявленных новообразований или любых нарушений в работе организма человека являются антисептики, но несомненно то, что антисептики в числе других факторов оказывают негативное влияние на функционирование систем человеческого организма и имеют накопительный эффект.
Исходя из вышеизложенного, актуальной задачей является разработка икорных технологий, направленных на повышение сохраняемости продукта за счет блокирования разных факторов, вызывающих потерю качества икры.
Проводимые нами на данном этапе исследования были направлены на обоснование способов повышения прочности икорной оболочки, а именно возможности и целесообразности применения соединений кальция и этилового спирта для закрепления зерна, так как известно, что на прочность оболочки икринки влияют, в числе прочих показателей, содержащиеся в ней ионы Са2+ [6, 7], а этанол вызывает уплотнение оболочки за счет денатурирующего воздействия на ее белки. Увеличение прочности икорной оболочки является одним из путей решения задачи снижения количества лопанца и, соответственно, икорного отстоя.
Работу проводили на базе научной лаборатории кафедры «Технологии пищевых производств» ФГБОУ ВО «КамчатГТУ».
Сырьем для приготовления контрольного и экспериментальных образцов зернистой икры являлась икра кеты ястычная мороженая. Зернистую икру готовили в соответствии с действующей технологической инструкцией [8] после размораживания ястыков.
Измерение величины прочности икринок осуществляли на устройстве Валента и выражали как нагрузку в граммах, необходимую для разрушения икорной оболочки. Для каждого замера брали пять икринок.
Полученные экспериментальные данные обрабатывали статистически подсчетом средних значений величин и стандартной средней ошибки. Систематизировали и обобщали данные с помощью программы операционной системы Astra Linux.
Влияние обработки икры кальцийсодержащими растворами на прочность икринки. Известно, что щелочные растворы вызывают денатурацию белка [9]. При воздействии на белки растворов, содержащих ионы металлов, наблюдается ослабление силы электростатического отталкивания за счет нейтрализации ионизируемых групп, что вызывает сближение цепей белковых молекул. Это приводит к повышению механической прочности белковых структур с одновременным уменьшением водоудерживающей способности [10].
В процессе проводимого исследования изучали влияние ионов кальция в разных рН-средах на величину прочности оболочки зернистой лососевой икры.
Контрольный образец не подвергали воздействию кальций-ионов, экспериментальные образцы икры обрабатывали растворами с разной рН-характеристикой, содержащими ионы Са2+.
Для проведения экспериментальных исследований приготавливали растворы гидроксида кальция Ca(OH)2. В качестве базовой среды сравнения был принят сильнощелочной раствор с рН 13. На основе этого раствора готовили производные среды с рН 8, рН 7 и рН 6 - от щелочной до слабокислой. В процессе подготовки сред для понижения щелочности применяли лимонную кислоту C6H8O7, результатом реакции нейтрализации с которой являлись цитрат кальция Ca3(C6H5Ü7)2 и вода.
Икру кеты зернистую обрабатывали в приготовленных растворах путем выдерживания в них в течение 10 минут (рис. 2).
Измерение величины прочности икринок осуществляли на устройстве Валента (рис. 3). Результаты определения - средние значения прочности икринок образцов продукта представлены в табл. 1.
Рис. 2. Обработка икры лососевой зернистой Рис. 3. Измерение прочности икринок
в Са2+-содержащих растворах с разным рН на устройстве Валента
Таблица 1
Прочность икринок образцов зернистой икры кеты, обработанных кальцийсодержащими растворами, г
Наименование образца икры
Контрольный образец Экспериментальный образец
рН 13 рН 8 рН 7 рН 6
177 90 67 73 113
Как видно из данных табл. 1, прочность икринок образцов зернистой икры кеты, выдержанной в кальцийсодержащих растворах, оказалась значительно ниже прочности икринок контрольного образца, не подвергавшегося воздействию кальций-ионов. Более того, не прослеживается
зависимость прочности икринок экспериментальных образцов продукта от величины рН. В то же время прочность икринок образцов, обработанных в слабокислой среде (рН 6), была на 23-40 г выше прочности икринок других экспериментальных образцов икры, выдержанных в нейтральном (рН 7) и щелочных (рН 8, рН 13) растворах.
Данные, полученные при исследовании влияния кальцийсодержащих растворов на оболочку икринки, в условиях проводимого эксперимента не показали повышения прочности икры. Более того, уменьшение прочности икринки, по сравнению с икрой, не подвергавшейся воздействию ионов Са2+, в данном случае может свидетельствовать об ослаблении оболочки за счет перехода в раствор щелочерастворимых белков, по своим свойствам близких к кератину [11]. В кислой среде, вероятно, за счет частичной дегидратации белков оболочки, прочность оказалась выше оболочки икринок, обработанных щелочными растворами.
Влияние обработки икры этиловым спиртом на прочность икринки. В процессе проводимого исследования изучали влияние воздействия этиловым спиртом на величину прочности оболочки зернистой лососевой икры. Выбор этанола в качестве агента, способствующего уплотнению икорной оболочки, был связан с известной его способностью оказывать денатурирующее действие на белки.
Контрольный образец не подвергали воздействию этилового спирта, экспериментальные образцы икры обрабатывали 96%-ным водным раствором этанола (рис. 4) с экспозицией 5, 10, 15, 20, 25, 30, 60 и 120 секунд.
Измерение величины прочности икринок после обработки этанолом осуществляли на устройстве Ва-лента. Результаты определения - средние значения прочности икринок образцов продукта представлены в табл. 2.
Рис. 4. Обработка икры лососевой
зернистой в 96%-ном водном растворе этилового спирта
Таблица 2
Прочность икринок образцов зернистой икры кеты, обработанных этиловым спиртом, г
Наименование образца икры
Контрольный образец Экспериментальный образец
5 с 10 с 15 с 20 с 25 с 30 с 60 с 120 с
88,33 100,00 106,67 118,33 125,00 150,00 171,67 177,33 190,00
Как видно из данных табл. 2, прочность икринок образцов зернистой икры кеты, выдержанных в 96%-ном водном растворе этилового спирта, оказалась значительно выше прочности икринок контрольного образца, не подвергавшегося воздействию этанола. Прослеживается четкая зависимость изменения прочности икринок экспериментальных образцов продукта от продолжительности обработки этиловым спиртом. Это подтверждает данные об уплотнении белковых структур за счет денатурирующего воздействия на них спиртов.
Результаты исследований, направленных на оценку воздействия кальцийсодержащих растворов и этилового спирта на механическую прочность икринок лососевой зернистой икры, позволили заключить следующее.
Обработка лососевой зернистой икры 96%-ным раствором этанола приводит к уплотнению оболочки икринок и повышению их прочности за счет известного денатурирующего эффекта, оказываемого спиртами на белки.
Результаты, полученные при исследовании влияния кальцийсодержащих растворов на оболочку икринки, в условиях проводимого нами эксперимента явно противоречили данным других авторов. Повышения прочности икринок не наблюдалось. С учетом особенностей фракционного состава белков икорной оболочки, а именно значительного содержания щелочерастворимых
белков, можно предположить, что снижение механической прочности икры происходило в результате их щелочного гидролиза. Для дальнейших исследований влияния ионов кальция на механические свойства оболочки икринок будут применяться растворы водорастворимых солей кальция разной концентрации.
Литература
1. Дегтярёв В.Н. Прочность зерна икры лососевых рыб // Рациональное использование морских биоресурсов: Материалы конференции (25-28 марта 2002 г.). - Петропавловск-Камчатский, 2002.- С. 42-47.
2. Никитин Б.П. Повышение качества рыбных продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 368 с.
3. Никитин Б.П. Предупреждение и устранение пороков рыбных продуктов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 264 с.
4. Бензол как канцерогенный загрязнитель воздуха (обзор) [Электронный ресурс] / Е.В. Пе-ченникова, В.В. Вашкова, Е.А. Можаев и др. - 1997. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/benzol-kak-kantserogennyy-zagryaznitel-vozduha-obzor (дата обращения: 18.02.2024).
5. Злокачественные новообразования в России в 2021 году (заболеваемость и смертность) / А.О. Шахзадова, Н.А. Школяр, М.Ю. Простов и др. - М.: МНИОИ им. П.А. Герцена - филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2022. - 252 с.
6. Купина Н.М., Стародубцева Н.Б., Долматов И.Ю. Микроструктура и физико-химические свойства икры лососевой при ферментации, посоле и хранении // Известия вузов. Пищевая технология. - 2005. - № 2-3. - С. 58-60.
7. Биохимические основания создания защитных мембран на примере икры рыб [Электронный ресурс] / А.В. Строшкова, Н.А. Рачкова, Е.С. Вайнерман и др. // Вестник науки и образования Северо-Запада России. - 2018. - Т. 4, № 2. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/biohimi-cheskie-osnovaniya-sozdaniya-zaschitnyh (дата обращения: 23.02.2024).
8. Инструкция по изготовлению лососевой зернистой икры // Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. - М.: КолосС, 2003. - Т. 2. - С. 379-391.
9. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи. - М.: Агропромиздат, 1987. - 303 с.
10. Химия и химическая технология [Электронный ресурс] // Справочник химика 21. - URL: https://www.chem21.info/page/150145151046206177201188083058123201130233207088/ (дата обращения: 26.02.2024).
11. Технология обработки водного сырья / В.П. Зайцев, И.В. Кизеветтер, Л.Л. Лагунов и др. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 696 с.
