CC BY
39
УДК 664.95.097.8:582
Биорегуляторы растительного происхождения
в технологии рыбных продуктов
Сохранение качества сырья и готовой продукции - одна из важнейших проблем пищевой технологии, особенно в рыбной отрасли. При производстве продукции из гидробионтов решение этой проблемы осложняется высокой лабильностью и вариабельностью главных компонентов - белков и липидов. Поэтому, на многих этапах обработки требуется применение защитных мер (глубокое охлаждение, замораживание при низких температурах, применение консервантов и др.). При этом использование консервантов - наиболее уязвимая область, поскольку можно применять только те добавки, которые не оказывают отрицательного влияния на организм потребителя.
Хлорид натрия - наиболее приемлемый из известных консервантов. Он замедляет как микробиологические, так и нежелательные протеоли-тические процессы, что особенно важно для гидробионтов, характеризующихся высокой активностью про-теаз [1].
Однако высокая концентрация хлорида натрия при производстве пищевой продукции нежелательна, поскольку, во-первых, это снижает ее потребительские свойства, а, во-вторых, не соответствует концепции здорового питания. Поэтому при получении продукции с низким содержанием соли для подавления протеолиза целесообразно применять специфические ингибиторы, желательно растительного происхождения, не оказывающие вредного действия на организм человека [2].
Вышесказанное особенно справедливо по отношению к такой группе продукции, как соленая и малосоленая, которая, как известно, не подвергается после приготовления никакой дополнительной обработке. Качественные показатели этой продукции при ее изготовлении и последующем хранении в большей степени зависят от процессов окисления, для замедления которых все чаще применяют антиоксиданты [3].
Большинство из них - синтетические, и в ряде стран имеются ограничения по их внесению в пищевые продукты, так как выявлены побочные неблагоприятные эффекты [4]. Кроме
Т.Н. Слуцкая, д-р техн. наук, профессор, А.А. Кузнецова, канд. техн. наук Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток Л.И. Чибиряк, канд. техн. наук «ТИНРО-Центр», г. Владивосток
За единицу антитрипсиновой активности (АТЕ) принимали такую активность ингибитора, которая снижала активность протеолиза под действием трипсина на 0,1 единицу оптической плотности при 670 нм. Антиокислительную активность препарата «Лестин-1» определяли методом с реактивом Глевинда и выражали в ионольном эквиваленте [7]. В качестве теста для оценки эффективности антиокислителей использовали метод определения малонового диаль-дегида с тиобарбитуровой кислотой в присутствии смеси солей железа Fe 2+/ Fe3+ в течение 24 ч при температуре 4...6 0С. Определение малонового диальдегида в образцах продукции проводили по методу, основанному на известной методике Janero (1989) и модифицированному в части исключения выделения липидной фракции и проведению реакции непосредственно в тканевом гомогенате [8]. Количество главного каротиноид-ного пигмента тканей лососевых рассчитывали с помощью коэффициента молярной экстинции экстрактов. Опытные и производственные партии продукции готовили в соответствии с нормативной документацией, добавки вносили в водную или солевую фазу, количество рассчитывали в граммах или процентах к массе рыбы.
того, большинство из них нерастворимы в водных средах, что затрудняет их применение. Поэтому использование водорастворимых и безвредных антиоксидантов, которые могут быть эффективны при стабилизации такой гетерогенной системы, как рыба, соль и солевой раствор, может базироваться на природных источниках растительного происхождения. Относительно изученные источники антиок-сидантов - произрастающие на Дальнем Востоке представители рода Lespedeza, в частности, вид Lespedeza bicolor, служащая сырьем для препаратов лечебно-профилактического действия за счет наличия флавоноидов [5].
Таким образом, анализ литературы позволил сформулировать цель исследования, которая заключается в обосновании применения биорегуляторов растительного происхождения в технологии рыбных продуктов.
Материалы для исследования -промысловые рыбные объекты: кета (Oncorhynchus keta), горбуша (Oncorhynchus gorbuscha), анчоус (Engraulis japonicus), тихоокеанская сельдь (Clupea pallasii), фарш сури-ми, а также продукция, приготовленная из них. Ингибиторы и антиокислители получали по ранее разработанным способам [6, 7].
100
й 50
ю 40
рН 4-6 рН 7-8
Ингибирование протеолитической активности мышечной ткани кеты
препаратами растительных ингибиторов: 1 - препарат из картофеля, 20 АТЕ/г, 2 - препарат из сои, 20 АТЕ/г
ТЕХНОЛОГИИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И КАЧЕСТВА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ
Таблица 1
Рациональные дозировки ингибиторов, способствующие увеличению сроков хранения сырья и
рыбной продукции
Продукция Способ внесения ингибитора Увеличение сроков хранения, % к исходному Количество ингибитора; АТЕ, мл
Охлажденная рыба сырец (анчоус) В охлаждающую смесь морской воды и льда 38,7 25,0
Пресервы из анчоуса (содержание хлорида натрия не более 5 %) Добавление в тузлук при посоле 42,0 12,0
Слабосоленая горбуша (содержание хлорида натрия не более 5 %) То же 60,4 15,0
Пресервы из тихоокеанской сельди (содержание хлорида натрия не более 5 %) » 100,5 12,0
Пресервы из сайры (содержание хлорида натрия не более 6 %) » 80,0 14,0
Применение ингибиторов растительного происхождения. Предварительные эксперименты проводили с использованием мышечной ткани кеты (ОпсогЬупсЬиБ keta) с различной степенью идентифицированных брачных изменений: группа В - рыба, выловленная в устье реки со слабо выраженными брачными признаками; группа Г - рыба с текучими гонадами, выловленная на расстоянии 5,5 км от устья реки.
Установлена существенно более высокая активность протеаз мышечной ткани кеты группы Г в зонах рН 4-6 и рН 7-8 по сравнению с кетой, имеющей начальные признаки брачных изменений (группа В).
На рисунке показано влияние ингибиторов на активность тиоловых катепсинов (рН 4-6) и суммарную активность кальпаина и неидентифи-цированной щелочной протеазы (рН 7-8).
Активность протеаз мышечной ткани в слабокислой зоне сильнее подавляется ингибитором из картофеля, в щелочной зоне - ингибитором из сои. При одинаковой дозировке ингибиторов степень подавления активности протеаз несколько ниже в случае с мышечной тканью нерестовой кеты с более выраженными брачными изменениями (группа Г). Тем не менее, пределы замедления протеолиза, составляющие 5080 %, свидетельствуют о высокой эффективности применяемых биорегуляторов.
Отличия действия ингибиторов в зависимости от источника получения (картофель, соя) можно объяснить известной разницей в строении «активных» центров [9, 10], а также в их количестве.
Исходя из того, что степень инги-бирования, установленная путем проведения модельных экспериментов, высока, проведено исследование по определению необходимой и достаточной дозировки ингибиторов при
технологической обработке сырья. При этом исходили из того, что рациональной дозировкой является такая дозировка, при которой дальнейшее увеличение количества ингибитора не приводит к пропорциональному изменению степени ингибирования.
В табл. 1 представлены данные по рациональному количеству ингибиторов при хранении сырья и рыбной продукции.
Немаловажно и то, что применение ингибиторов позволяет увеличить сроки хранения продукции с пониженным содержанием хлорида натрия.
Ингибиторы существенно влияют на стабильность микроструктуры мышечной ткани, ограничивая протео-лиз миофибриллярных белков ферментами рыб. Так, при хранении продукции с ингибиторами сохранилась поперечная исчерченность на А и I-дисках, а миофибриллы сохранили параллельное распределение и не потеряли четких контуров. В то же время мышечная ткань контрольного образца (без ингибиторов) имеет вид гомогенной системы, продольный и поперечный ретикуллюм потерял вид четкой системы [11].
Это, в свою очередь, приводит к сохранению прочности мышечной ткани продукции. Так, при хранении сырья заметно (на 40-60 %) сокращается количество рыб с поврежденными кожными покровами, а прочность ткани соленых рыб выше по сравнению с контролем (без ингибитора).
Перспективно применение ингибиторов протеолиза при производстве промытого фарша из минтая - сури-ми. Структура сурими, в технологии которого использованы ингибиторы из картофеля, сои или соевой половы, отличается высокой стабильностью, особенно после нагревания, за счет отсутствия повреждающего действия на тяжелые цепи миозина термоактивных протеаз, образующих
комплекс с ингибиторами по конкурентному типу [12].
На практике количество добавляемых ингибиторов с учетом рациональной дозировки составляет 1-3 % к массе рыбного сырья, а технология их получения воспроизводима в производственных условиях, причем разработана технология их выделения не только из картофеля, но и из бобов и стручков сои и фасоли, а также из оболочек риса и соевого зерна [6].
Для технологии пищевого производства наибольшее значение имеет вопрос влияния ингибиторов на биологическую ценность продукта. Расчет балансовых показателей азота при биологических испытаниях на подопытных животных (крысах) показал, что использование ингибиторов протеолиза не только способствует сохранению белковой эффективности пищевой продукции, но и повышает ее [3]. Это наряду с возможностью существенного снижения дозировки хлорида натрия в рыбной продукции (не более 5-6 %, как следует из результатов табл. 1) позволяет говорить о ее высоком статусе.
Применение антиокислителей при производстве слабосоленой продукции из лососевых. Препарат из лес-педецы получен на основании экспериментальных работ, в результате которых было выбрано сырье (побеги) и обоснованы условия его хранения. Кроме того, были установлены такие параметры, как природа экстрагента, продолжительность и температура экстракции, гидромодуль. Препарат, который получил название «Лестин-1», водорастворимый, содержит флаво-ноиды, действует по антирадикальному типу [7].
Сравнение действия «Лестина-1» с другими антиокислителями (табл. 2) показало, что препарат проявляет заметно более высокую активность при меньших концентрациях. Содержание МДА в экспериментальных образцах составило в зависимости от концентрации препарата 45-51 % от контроля.
Дополнительным аргументом в пользу «Лестина-1» служит его природное происхождение, а также известное применение в качестве биологически активных добавок различных экстрактов леспедецы.
Очень интересен проявленный антиокислительный эффект ингибитора протеаз из картофеля, что может свидетельствовать о тесной взаимосвязи окислительных и протеолитических процессов в белково-липидной системе.
Антиокислительный эффект препарата «Лестин-1» был подтвержден при изготовлении партий слабосоленой горбуши (содержание соли до 6 %) и
последующем хранении (табл. 3), результаты приведены в сравнении с контрольными образцами, не содержащими препарат.
Полученные данные подтверждают существенное влияние «Лестина-1» на количество вторичных продуктов окисления. В зависимости от количества препарата замедление окисления составляет 19-58 %, а количество основного пигмента лососевых астак-сантина существенно выше. Кроме этого, установлено положительное влияние «Лестина-1» на такие немаловажные характеристики продукции, как состояние кожных покровов, цвет мышечной ткани (особенно брюшной полости) и консистенция. Хранение слабосоленой горбуши (содержание хлорида натрия до 6 %), заготовленной в производственных условиях, показало, что к 9 мес содержание МДА составило 35,4 % от контроля, а содержание астаксантина - более 130 %. Это послужило основанием для увеличения срока хранения продукции в 1,5 раза по сравнению с принятым ранее.
Таким образом, применение биорегуляторов растительного происхождения позволяет замедлить протео-лиз и окисление, а также увеличить сроки хранения продукции в 1,5-2 раза.
На основании приведенных результатов можно считать перспективным использование биорегуляторов растительного происхождения для пищевых продуктов, а также для предварительного хранения сырья животного происхождения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Слуцкая, Т.Н. Созревание соленых рыб / Т.Н. Слуцкая // Рыбное хозяйство. - 1991. - № 7. - С. 75-78.
2. Медико-биологические аспекты использования растительных ингибиторов при производстве пищевой продукции / Н.И. Миленина [и др.] // Изв. ТИНРО. - 1995. - Т. 118. - С. 41-47.
3. Булдаков, А.С. Пищевые добавки / А.С. Булдаков. - СПб., 1996. -240 с.
4. Сравнительная характеристика антиоксидантов растительного происхождения в составе жировых эмульсионных продуктов / Н.В. Печерская [и др.] // Вопросы питания. - 2006. -Т. 75. - № 4. - С. 20-23.
5. Эффективность нового гипоазоте-мического и противоспалительного препарата леспефлана в эксперименте и клинической практике / В.Г. Гуляев [и др.] // Казанский мед. журнал. - 1995. - Т. 76. - № 5. - С. 391394.
6. Миленина, Н.И. Ингибиторы протеаз из растительного сырья / Н.И. Миленина // Изв. ТИНРО. -1995. - Т. 118. - С. 88-95.
7. Чумак, А.Д. Антиокислительный препарат из леспедецы двухцветной (Lespedeza bicolor)/ А.Д. Чумак, Л.М. Чибиряк, К.Г. Павель // Изв. ТИНРО. -1999. - Т. 125. - С. 260-264.
8. Чибиряк, Л.М. Определение эффективности антиоксидантов при посоле рыбы / Л.М. Чибиряк // Изв. ТИНРО. - 1999. - Т. 125. - С. 147-151.
9. Мосолов, В.В. Ингибиторы про-теиназ и их функции у растений / В.В. Мосолов, Т.Н. Валуева // Прикладная биохимия и микробиология. - 2005. -№ 41. - С. 3261-3282.
Таблица 2
Содержание малонового диальдегида (МДА) при ускоренном (инициированном) окислении
Aнтиокисли-тель Содержание, % к массе ткани Содержание MДA, % от контроля
Ионол 0,05 57,8
Ингибитор протеолиза из картофеля 2 усл. едД 0 025 57,0 86 3
«Лестин-1» 0,05 0 075 51,0 45 2
Тартрант калия 0,1 76,5
Этоксихинил 0,05 59,1
Таблица 3
Влияние «Лестина-1» на окисление при хранении соленой горбуши в течение 3 месяцев при температуре 0...-4 0 С
Концентрация антиокислителя, % к массе рыбы MДA, мг^00 г ткани Aстаксантин, мк^ г ткани
Контроль 0,40 3,1
0,05 0,24 4,0
0,1 0,2 5,2 5,2 5,4
10. Гетероцикличная экспрессия, очистка и свойства белка-ингибитора сериновых протеаз из картофеля / А.С. Сперанская [и др.] // Биохимия. -2006. - Т. 71. - Вып. II. - С. 1451-1458.
11. Виняр, Т.Н. Активность протеаз неразделанной сельди иваси и ультраструктура ее тканей / Т.Н. Виняр, Э.Н. Костина, Т.Н. Слуцкая // Изв. ТИНРО. - 1992. - Т. 114. - С. 38-47.
12. Действие препаратов ингибиторов протеаз на термостабильные протеазы минтая / Т.Н. Виняр [и др.] // Известия ТИНРО. - 1995. - Т. 118. - С. 161-164.
Биорегуляторы растительного происхождения в технологии рыбных продуктов
Ключевые слова
ингибитор протеолиза; активность протеаз; анчоус; горбуша; сельдь; сайра; сурими.
Реферат
В результате проведенных исследований обоснована возможность замедления процессов протеолиза и окисления липидов путем применения ингибиторов и антиокислителей растительного происхождения. Установлено, что это способствует увеличению сроков хранения сырья и готовой продукции на 40-80 %. Показана возможность снижения хлорида натрия до 5-6 % при производстве соленых рыбных продуктов, а также увеличения прочности геля на основе сурими.
Авторы
Слуцкая Татьяна Ноевна, д-р техн. наук, профессор, Кузнецова Алла Алексеевна, канд. техн. наук, Дальневосточный федеральный университет, 690950, г. Владивосток, о. Русский, Школа биомедицины, корп. 5, каб. 304, [email protected] Чибиряк Л.И., канд. техн. наук,
«ТИНРО-Центр», 690080, г. Владивосток, ул. Тупик Шевченко, д. 4, [email protected]
Herbal Bioregulators in Fish Products Technology
Key words
proteolysis inhibitor, protease activity, anchovy, pink salmon, herring, saury, surimi.
Abstracts
As a result of research proved the possibility of slowing down the processes of proteolysis and lipid oxidation by antioxidants and inhibitors of plant origin. Found that it helps to increase the shelf life of raw materials and finished products by 40-80%. The possibility of reducing the sodium chloride to 5-6% in the production of salted fish products, as well as increasing the gel strength of surimi-based.
Authors
Slutskaya Tatyana Noevna, Doctor of Technical Science, Professor, Kuznetsova Alla Alekseevna, Candidate of Technical Science,
Far Eastern Federal University, korp. 5, room 304, Biomedicine School, Vladivostok, Russian Island, 690950, [email protected] Chibiryak L.I., Candidate of Technical Science, «TINRO-Center», 4, Tupik Shevchenko St., Vladivostok, 690080, [email protected]
