CC BY
85
664.956.047.25:582.26
ФЕРМЕНТАТИВНАЯ ОБРАБОТКА РЫБНОГО СЫРЬЯ КАК ОДИН ИЗ СПОСОБОВ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЫХОДА БЕЛКОВЫХ ПРОДУКТОВ
М.Е. ЦИБИЗОВА, К.В. КОСТЮРИНА, Н.Д. АВЕРЬЯНОВА
Астраханский государственный технический университет,
414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16; тел.: (8512) 61-45-94, факс: (8512) 25-73-68, электронная почта: [email protected] [email protected]
Обоснован способ рациональной переработки гидробионтов в результате изучения изменений их гистологической структуры при холодильном консервировании. Технология получения белковых продуктов из маломерного рыбного сырья после холодильного консервирования базируется на процессе его ферментирования, что актуально в условиях современного состояния сырьевой базы.
Ключевые слова: гидробионты, холодильное консервирование, гистология мышечной ткани, ферментация.
Современный этап развития прикладной биотехнологии в получении новых пищевых и кормовых рецептурных композиций основывается на совершенствовании способов переработки сырья с использованием различных процессов ферментации.
В последнее время остро ощущается дефицит рыбного сырья, одновременно появляются новые объекты промысла и рыбоводства, расширяется ассортимент рыбопродукции, возрастают требования к ее качеству. Актуален поиск новых методологий и технологических принципов, направленных на максимальное использование белковой части на пищевые цели с учетом биологических особенностей каждой группы гидро-бионтов, изменений технологических свойств сырья при осуществлении непрерывной технологической цепочки холодильного консервирования как промежуточного этапа технологий переработки, использование данных изменений при оптимизации режимов получения белковых продуктов.
Объемы вылова сырья, не имеющего промыслового значения, в настоящее время увеличиваются, а способов последующей его обработки методами биотехнологии практически нет.
Цель проводимых исследований - обоснование возможности использования ферментации как альтернативного способа переработки маломерного рыбного сырья после холодильного консервирования. В этой связи была изучена гистологическая структура мышечной ткани объектов исследования после холодильного ко нс ервирования.
Объектами исследования выбрано маломерное сырье Волго-Каспийского бассейна, входящее в группу мелких пресноводных и вылавливаемое в верхней рыбопромысловой зоне и в западной части дельты р. Волга Астраханской области: синец (Abramis ballerus (7^^)) и густера (Blicca bjoerkna (l/nne)). Это сырье по химическому составу относится к группе белкового среднежирного [1].
При организации технологической переработки рыбного сырья холодильное консервирование позволяет производить рыбную продукцию независимо от сезона вылова [2]. В тоже время замораживание рыбы перед обработкой заметно снижает ее технологическую пригодность, особенно если она хранилась довольно длительное время. Скорость замораживания не оказы-
вает столь существенного влияния на снижение технологической пригодности, как продолжительность и температура хранения.
Известно, что при осуществлении процесса замораживания, холодильного хранения и последующего размораживания изменяются структурно-механические свойства мышечной ткани рыбного сырья, функциональное состояние, в основном, миофибриллярных белков, которые придают продуктам из мяса рыбы определенную структуру, обусловливают функционально-технологические свойства полуфабриката и готовой продукции [3, 4]. При холодильном хранении основные изменения сводятся к денатурации белка, что повышает степень доступности пептидных связей субстратных белков, способствует окислительно-восстановительным превращениям и гидролизу нуклеотидов и других компонентов рыбного сырья. Кроме того, в процессе размораживания наблюдается изменение структуры мышечной ткани и таких свойств, характерных для свежей рыбы, как прочность на разрыв, эластичность, упругость тканей, которые оказываются полностью или частично утраченными. Это обусловлено тем, что наиболее подвержены изменениям в процессе холодильного консервирования миофибрилляр-ные белки рыбного сырья.
Ухудшение качества рыбы при размораживании обусловлено потерей мышечного сока в результате повышения проницаемости клеточных мембран и снижения влагоудерживающей способности белков [5, 6]. Но у каждой группы гидробионтов эти изменения имеют свою специфику, связанную с особенностями анатомического строения, физиологических функций и биохимического состава тканей. В первую очередь эти изменения зависят от активности ферментной системы гид-робионтов. Поэтому необходимо обосновать оптимальную продолжительность холодильного хранения маломерного сырья для обеспечения максимального выхода мышечной ткани за счет повышения доступности белкового субстрата протеолитическому комплексу ферментов сырья.
Влияние холодильного консервирования на гисто -логическую структуру объектов оценивали по состоянию мышечной ткани в рыбе-сырце, рыбе свежезамороженной и хранившейся при температуре -18°С в течение 4 и 8 мес.
Рис. 1
Гистологические исследования проводили по методике [7]. Изъятый материал мышечной ткани фиксировали в нейтральном формалине, затем осуществляли проводку материала в «спиртовой батарее», по окончании которой образцы заливали в парафин до его застывания и формирования блоков. Парафиновые блоки нарезали на микротоме марки МС-2 санного типа. Толщина срезов продольной (П) и полосато-поперечной мышечных тканей (ППМ) составляла 5 мкм. Срезы окрашивали красителем гемотоксилином-эозином и направляли на чтение на электронном микроскопе марки Микромед-2 с дополнительной насадкой, на которую крепили цифровой фотоаппарат марки Sony Cyber Shot 8,1 МПи при увеличении 10x10 мкм. Гистологическую оценку состояния мышечной ткани объектов исследования осуществляли на основе 5-балльной шкалы согласно [8].
Рыбное сырье можно рассматривать как структурированную систему, в которой волокна образуют непрерывную структурную сетку, внутри которой находится тканевый сок [1]. Волокна представляют собой сочета-
а б
ние мышечных клеток (мышечное волокно) с неклеточной структурой, объединенных в единую живую систему. Мышечное волокно состоит из эластичной оболочки - сарколеммы, внутри которой расположены миофибриллы, представляющие собой тончайшие ориентированные нити, построенные в основном из механоактивных белков - актина и миозина [6].
Гистологическая структура мышечного волокна по -перечного (а, б, в, г) и продольного (д, е, ж, з) срезов густеры представлена на рис. 1 в процессе холодильного консервирования следующей технологической цепи: рыба-сырец (а, д), рыба свежезамороженная (б, е), хранившаяся в замороженном состоянии в течение 4 (в, ж) и 8 мес (г, з).
Гистологические изменения мышечного волокна поперечного (а, б, в, г) и продольного (д, е, ж, з) срезов синца представлена на рис. 2 в процессе холодильного консервирования следующей технологической цепи: рыба-сырец (а, д), рыба свежемороженая (б, е), хранившаяся в замороженном состоянии в течение 4 (в, ж) и 8 мес (г, з).
в г
Рис. 2
Микрофотографии рыбы-сырца до холодильного консервирования показывают, что на поперечных срезах волокон густеры (рис.1, а) пучки волокон имеют округлую форму и плотно прилегают друг к другу. На поперечных срезах синца (рис.2, а) волокна несколько разобщены, наблюдаются незначительные микротрещины и выпадение отдельных волокон. По-видимому, это связано с влиянием стадии посмертного окоченения на гистологические изменения мышечной ткани, так как после разрешения посмертного окоченения консистенция мышечной ткани становится более мягкой и ослабленной, что согласуется с данными других исследователей [4, 6, 8].
Гистологическая структура свежезамороженной густеры и синца претерпевает некоторые изменения, характерные для изменений в гистологической структуре мороженого рыбного сырья (рис. 1, б, е; 2, б, е): некоторая искривленность волокон, изломы и разрывы, разобщенность пучков волокон по перемизию, связанная с тем, что кристаллизация воды происходила между пучками волокон с предшествовавшим выводом жидкой среды цитоплазмы в межмышечные пространства [3, 7]. У густеры гистологические изменения структуры продольных волокон более выражены (рис. 1, е): пучки волокон разобщены и частично утрачивают продольно-полосатую исчерченность.
При холодильном хранении в течение 4 мес степень гистологических изменений углубляется (рис. 1, в, ж; 2, в, ж). Данные изменения обусловлены тем, что происходят обезвоживание и более рельефные трансформации ткани, на поперечных срезах наблюдаются сотообразные пустоты, изменение толщины волокон по всей длине, увеличение межмышечного пространства. Эти процессы являются частично обратимыми, после размораживания структура мышечной ткани не восстанавливается полностью и значительно теряет свою эластичность. На поперечно-полосатых срезах наблюдаются деструкция миофибрилл, порывы волокон, но не наблюдается вакуолизации миофибриллярных полей, однако пучки волокон разобщены по перемизию, что характеризует явление перекристаллизации. Кристаллизация воды происходила между пучками волокон с предшествовавшим выводом жидкой среды цитоплазмы в межмышечные пространства. Этим можно объяснить наличие «трещин», как бы мелких разрывов в структуре миофибриллярных полей [6].
Последующее холодильное хранение объектов исследования в течение 8 мес приводит к еще более необратимым изменениям структуры мышечной ткани сырья (рис. 1, г, з; 2, г, з). Продольные волокна истончаются, наблюдаются частые порывы и рваные края на поперечных срезах, выпадение пучков волокон, деструкция соединительной ткани. Изменение свойств рыбы при длительном холодильном хранении, вероятно, обусловлено разрушением тканей более крупными кристаллами льда, образующимися в результате процессов перекристаллизации. При этом происходит перераспределение составных элементов субстрата, более сильное механическое повреждение клеток крупными кристаллами, которое приводит к увеличению потерь тканевого сока при размораживании. Конси-
60
£
к 50 Й
и
й 20 §
В ю
и
о
стенция мышечной ткани в процессе термической обработки становится более жесткой и волокнистой. Это обусловлено тем, что продолжительное холодильное хранение повышает степень денатурации и агрегации белков, несколько активизирует деятельность мышечных ферментов и ферментов желудочно-кишечного тракта рыбы в процессе размораживания [5].
Известно, что выход фарша зависит от таких факторов, как форма рыбы, доля мышц, наличие жучек на коже, способ хранения сырья и др. [3]. Влияние продолжительности холодильного хранения маломерного пресноводного сырья густеры и синца на выход фарша, полученного из рассматриваемых объектов после размораживания представлено на рис. 3 (1 - рыба-сырец, 2 - свежемороженое сырье, 3, 4 - после холодильного консервирования в течение 4 и 8 мес).
Согласно полученным данным, выход съедобной части при продолжительном холодильном консервировании повышается на 10-12% после хранения в течение 4 мес и на 18-20% после 8 мес. Это объясняется не только более легким отделением несъедобных частей от размороженного мяса, первичная структура которого нарушена замораживанием, но и активизацией деятельности тканевых ферментов сырья, также способствующих отделению мышечной ткани от скелета мышц. Поэтому сырье, хранившееся в замороженном состоянии достаточно длительное время, имеет значительные изменения в гистологической структуре мышечной ткани. Такое сырье может быть рекомендовано на получение белковых продуктов по технологии с биотехнологическими решениями (ферментация), при осуществлении которых происходят не только структурно-механические изменения, но и ускоряются химические процессы в результате освобождения ферментов из клеточных структур и их взаимодействия с субстратами. Меняются реологические характеристики тканей рыбного сырья. Из ферментируемой массы удаляются нестойкие низкомолекулярные продукты протеолиза, придающие готовым продуктам непривлекательные вкус и запах. Таким образом, данные технологические решения актуальны для маломерного сырья, прошедшего длительную стадию холодильного консервирова-
> -я
ш т
—
—
=г
12 3 4
□ Синец | Густера
Рис. 3
ния, сложности промышленной переработки которого общеизвестны.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхожде -ния. - М.: Пищевая пром-сть, 197З. - 422 с.
2. Родин Е.М. Холодильная технология рыбы и рыбных продуктов. - М.: Пищевая пром-сть, 1979. - 19S с.
3. Быков В.П. Изменение мяса рыбы при холодильной обработке: автолитические и бактериальные процессы. - М.: Агро-промиздат, 19S7. - 221 с.
4. Structural changes of hake (Merluccius merluccius L.) fillets: effects of freezing and frozen storage / M. Careche, A.M. Herrero
A. Rodrigues-Casado et al. // J. Agr. Food Chem. - 1999. - V. 47. -№ З. -P. 952-959.
5. Андрусенко П.И. Биохимические изменения рыбы при некоторых видах обработки. - Калининград: Изд-во «Калининград. правда», 1979. - 40 с.
6. Мижуева С.А. Структурно-механические характеристики гидробионтов. - Астрахань: Изд-во АТИРПиХ, 1995.- 14З с.
7. Волкова О.В., Еленицкий Ю.К. Основы гистологии с гистологической техникой. - 2-е изд. - М.: Медицина, 19S2. - З04 с.
S. Аліуфьев Ю.В. Возможности оценки степени миопа-тии русского осетра // Экологические проблемы реки Урал и пути их решения. - Гурьев, 19S9. - С. З-4.
Поступила 26.11.G9 г.
FERMENTAL PROCESSING OF FISH STUFF AS OF ONE THE INCREASING METHODS
OF ALBUMEN PRODS’ OUTPUT
M.E. TSIBIZOVA, K.V. KOSTYURINA, N.D. AVERYANOVA
Astrakhan State Technical University,
16, Tatischev st., Astrakhan, 414025;ph.: (8512) 61-45-94, fax: (8512) 25-73-68, e-mail: [email protected], [email protected]
The way of hydrocoles' rational reprocessing is substantionated in the issue of the studying of their histoligical structure changes under the refrigerator preserving. The technology of albuminous prods' production from the undersized fish raw after the fridge canning is based on the process of its fermentation what is actual in conditions of a modern status of the raw material base.
Key words: hydrocoles, refrigerator preserving, histology of a muscular tissue, fermentation.
ДЕПОНИРОВАННЫЕ Р УКОПИСИ
663.8:613.292(571+470) Развитие безалкогольной промышленности в России в направлении производства функциональных напитков / Степовой А.В.; Ред. журн. «Изв. вузов. Пищ. технолог.» - Краснодар, 2009. - 47 с. - Библиогр. 79 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 28.12.09, № 835-В2009.
Проведен обзор состояния отрасли производства безалкогольной продукции в России и за рубежом. Представлены статистические данные об уровне потребления функциональных напитков в РФ.
Рассмотрены новые тенденции в производстве функциональных напитков, применение различного пряно-ароматического сырья, новые сочетания рецептурных компонентов, современные направления развития отрасли. Кратко охарактеризована технология производства функциональных напитков с различными ингредиентами, в том числе с применением гидра-топектинов. Описаны основные принципы конструи-
рования новых функциональных напитков последнего поколения.
664.641.19 (470.62) Обоснование целесообразности использования муки тритикале как заменителя ржаной и пшеничной муки на хлебопекарных предприятиях Краснодарского края / Росляков Ю. Ф., Вершинина О.Л., Гончар В.В.; Ред. журн. «Изв. вузов. Пищ. технолог.» -Краснодар, 2009. - 17 с.: ил. - Библиогр. 6 назв. - Рус. -Деп. в ВИНИТИ 12.01.10, № 4-В2010.
Представлены данные о посевных площадях тритикале в Краснодарском крае и в мире.
Рассмотрена сравнительная характеристика зерна и муки из пшеницы, ржи и тритикале. Приведены результаты исследований по получению, изучению свойств и возможности применения в технологии хлеба муки из зерна тритикале с целью использования ее как заменителя ржаной и пшеничной муки на хлебопекарных предприятиях Краснодарского края.
