CC BY
107
УДК 664.951
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЖИ ОСЬМИНОГА Т.В. Молоткова; Э.Н. Ким, Владивосток, Дальрыбвтуз
Приведены результаты сравнительного анализа физикохимического состава кожи осьминога: выход кожи осьминога, содержание коллагена, содержание общего азота, оксипролина, гексозаминов, гексозы, воды, минеральных веществ, аминокислотный состав. Высокое содержание коллагена незаменимых аминокислот, азотистых экстрактивных веществ позволяет использовать кожу осьминога как структурообразующий компонент при производстве кулинарных изделий с высокими потребительскими свойствами.
Основной задачей рыбохозяйственной отрасли РФ является обеспечение населения страны широким ассортиментом высокачественной и безопасной пищевой продукцией на основе рационального использования ресурсов Мирового Океана.
Одним из перспективных направлений решения указанной задачи является создание пищевых продуктов из гидробионтов, максимально подготовленных для употребления. Исходя из этого особое значение в создании и производстве пищевых продуктов из гидробионтов имеют кулинарные изделия, которые по сути своей позволяют уже на стадии проектирования поликомпонентной структуры получать требуемые органолептические характеристики и пищевую ценность.
Поликомпонентность кулинарных изделий позволяет использовать различные виды сырья, в традиционных технологиях являющихся по сути отходами. Одним из таких потенциальных компонентов для изготовления кулинарных изделий является кожа осьминогов, которая по данным отдельных ученых составляет 35-37 % к массе съедобных частей и содержащая большое количество потенциально полезных веществ [1]. Пищевая ценность кожи осьминога определяется достаточно высоким содержанием азотистых веществ - до 14 %, в том числе коллагена - до 13 % [2].
Нагревание коллагена приводит к преобразованию его в глютин, который обладает высокими эмульгирующими свойствами. Физикохимические характеристики покровных тканей определяются свойствами соединительно-тканных белков, которые обусловливают прочность на разрыв, температуру коагуляции, устойчивость к действию протеаз; при этом особая роль отводится аминокислотому составу коллагена и коллагеноподобных [8]. Температура сваривания и коагуляции коллагенсодержащего материала прямо зависит от суммарного содержания в белке пролина оксипролина, стабилизирующее действие которых, как предполагается, связано,
стереохимическими особенностями пирролидиновых колец [4, 8]. В практическом аспекте это может служить обоснованием для регулирования термических параметров при солюбилизации коллагенового материала, так как сохранность структуры коллагеновых фибрилл в значительной степени влияет на такие свойства материала, как вязкость и способность к гелеобразованию [8].
Исходя из этого целью настоящих исследований явилось изучение влияния тепловой обработки на физико-химические и функциональнотехнологические свойства кожи осьминога.
В работе изучался химический состав кожи осьминога песчаного (Paractopus conispadicius), выловленного в зал. Петра Великого в период с августа по октябрь 2008 г., хранившегося при температуре минус 18 °С в течение 6 мес. Оценивались вкусообразующие и желирующие свойства кожи осьминога и влияние на них тепловой обработки.
Содержание коллагена устанавливали модифицированным методом определения оксипролина [5]. Белки фракционировали по методике Мацумото [6], количество белковых веществ и общего азота определяли общепринятыми методами по Лазаревскому [3]. Аминокислотный состав коллагена устанавливали на аминокислотном анализаторе Hitachi-835 [5, 7]. Количество гексозаминов определяли по методу Т.Н. Слуцкой [4].
Результаты исследований показали, что масса осьминога песчаного (Paractopus conispadicius), выловленного в зал. Петра Великого в период с августа по октябрь 2008 г., варьирует от 400 г до 12 кг. После первичной обработки выход кожи осьминога составлял 28-46 % от массы сырья.
Из 100 г сырой кожи осьминога различных образцов получили от 8,1 г до 9,2 г вещества. Полученный коллаген содержит Ыобщ. 13,7-15,1; оксипролина 5,2-5,9; гексоаминов 0,3-0,41; гексозы 1,4-1,7; воды 10,9-12,7; минеральных веществ 1,12-1,52 г/100 г вещества.
Полученные данные позволяют вычислить коэффициент пересчета чистого коллагена, не содержащего гексоз, воды, минеральных веществ и гексозаминов, равный 5,7 для кожи осьминога. Этот коэффициент по своему числовому значению несколько выше известных коэффициентов для мяса рыбы (минтая, трески, кеты, горбуши) 4,5-5,0, что обусловлено особенностями химического состава коллагена осьминога, в частности сравнительно низким содержанием азота и более высоким содержанием оксипролина (в рыбе содержание оксипролина 3,5-4,8) [9].
Полученные результаты позволяют вывести коэффициент К пересчета оксипролина на содержание коллагена, который в наших экспериментах для осьминога составил 14,5. Результаты расчетов показали, что вычисленный нами коэффициент пересчета оксипролина на содержание коллагена отличаются от коэффициента для кожи рыб (10,3-13,9), выведенного Д. Хвапилом и М. Гиричем [8].
Предполагается, что гексозы посредством образования поперечных внутримолекулярных связей участвуют в стабилизации структуры коллагена, что в свою очередь оказывает влияние на его растворимость. Из этого можно заключить, что растворимость
коллагенов покровных тканей осьминогов будет выше, чем у других гидробионтов.
Связывая температуру коагуляций коллагенов с особенностями их химического строения, Г. Райх приводит данные, свидетельствующие о том, что температура коагуляции нерастворимого коллагена обычно значительно выше, чем растворимого и равна соответственно 62 и 40 °С. Оценивая приведенные данные, можно предположить, что белки кожи осьминогов, не более чем на 30-50 % состоящие из
нерастворимого коллагена, должны иметь невысокую температуру сваривания и тепловой коагуляции.
Это предположение подтверждается исследованием динамики тепловой дегидратации кожи осьминога. Методика основана на измерении потери массы кусочков кожи осьминога. При контактном нагревании в воде в интервале температур от 25 до 100 °С время выдерживания при заданной температуре - 10 мин.
Температура сваривания белков кожи осьминога лежит в пределах 42-47 °С. Такая невысокая температура сваривания характерна для белков, представленных в основном (60-70 %) растворимым
коллагеном. С другой стороны, Г. Райхом доказано, что температура сваривания прямо зависит от суммарного содержания циклических аминокислот. Результаты анализа аминокислотного состава коллагенов кожи осьминога показывают, что в составе их находится 16 аминокислот (таблица).
Существенное отличие коллагенов кожи осьминога от кожи рыбы заключается в низком содержании пролина и оксипролина (таблица). В то же время известно, что температура тепловой денатурации коллагенов с таким суммарным содержанием аминокислот лежит в пределах 40-55 °С. Из этого можно предположить, что условия тепловой обработки кожи осьминогов в том случае, если поставлена задача солюбилизации коллагена, должны ограничиваться нагреванием при температуре ниже 45 °С.
Данные таблицы свидетельствуют о том, что для коллагена кожи осьминогов, как и вообще для любого коллагена, характерно наличие большого количества глицина и аланина. Обращает на себя внимание факт пониженного содержания пролина в коллагене кожи осьминога.
Аминокислотный состав коллагенов кожи осьминога и рыб
Аминокислоты Содержание, г/100 г белка
Кожа осьминога Кожа рыб
Оксипролин 5,2-5,8 7,1 -9,1
Аспарагиновая 8,4-8,9 6,9-7,3
Треонин 3,8-4,4 2,9-3,5
Серин 8,2-8,7 5,4-6,0
Глутаминовая 11,9-12,7 10,7-11,5
Пролин 0,3-0,4 12,7-13,7
Глицин 31,7-33,0 28,6-29,6
Аланин 9,9-10,2 8,2-9,2
Валин 3,3-3,9 2,1-2,5
Метионин 0,3-0,5 2,0-2,3
Изолейцин 2,1-2,5 1,4-1,7
Содержание глицина в коже осьминогов составляет 30 % и более к массе коллагена. Сравнение аминокислотного состава коллагенов различного происхождения позволяет заключить, что количество глицина значительно превышает количество других аминокислот. В то же время известно успешное использование глицина в количестве 1-2 г в сутки для лечения больных с нарушением мозгового кровообращения. Можно предположить, что пищевая продукция, приготовленная с использованием кожи осьминога, будет иметь лечебнопрофилактическое назначение благодаря содержанию этого компонента.
Возможно использование кожи рыбы, которая также богата ценными питательными веществами, но ее количество к сырью составляет незначительный процент - от 2 % до 15 %, в отличие от кожи осьминога (до 37 %). Поэтому использование кожи рыбы как отдельного сырья для производства пищевых продуктов, в качестве структурообразующих веществ, пищевых добавок нецелесообразно.
Таким образом, проведенные исследования показали, что кожа осьминогов содержит значительное количество коллагена, имеющего сравнительно низкое содержание гексоз и незначительное суммарное количество пролина и оксипролина (до 6 %), Это является причиной хорошей растворимости коллагена кожи осьминога и низкой термостабильности. Термостабильность коллагена, обусловленная его химическим составом, - фактор, определяющий изменение свойств кожи осьминогов при нагревании. Установленные температуры сваривания коллагенов осьминога (42-47 °С) являются наиболее благоприятными для проведения тепловой обработки этих объектов.
С точки зрения целесообразности можно использовать не только мясо, но и кожу осьминога (содержание которой составляет до 37 % от общего количества) как сырье для получения полноценного пищевого продукта. Так, кожу осьминога как сырье можно использовать для получения структурообразующих веществ, как пищевую добавку, повышающую биологическую ценность готового продукта с лечебнопрофилактическими свойствами. В измельченном виде ее можно добавлять при изготовлении формованных изделий, салатов и других кулинарных продуктов.
Библиографический список
1. Зюзьгина А.А., Купина Н.М. Химический состав и технологическая характеристика осьминогов Японского моря //
Известия ТИНРО.
Т. 142. Владивосток, 2005. С. 232-238.
2. Старичкова Н.В., Щеникова Н.В., Апосова Н.Ю. Свойства соединительной ткани головоногих моллюсков // Проблемы качества потребительских товаров и коммерческой деятельности в условиях рынка: Тез. докл. Междунар. конф. Владивосток, 1995. С. 20-21.
3. Лазаревский А.Л. Технохимический контроль в рыбообрабатывающей промышленности. М.: Пищепромиздат, 1961. 519 с.
4. Слуцкая Т.Н. Исследование по химии и технологии трепанга и кукумарии: Дис. ... канд. техн. наук. М., 1975. 91 с.
5. Крылова H.H., Лясковская Ю.Н. Физико-химические методы исследования продуктов животного происхождения. М.: Пищ. пром-сть, 1965.
6. Matsumoto J.J. Some aspects on the water soluble proteins of squide muscle // Bull. Tokai Reg. Fish. Res. Lab. 1958. V. 20.
7. Аюшин Н.А., Петрова И.Ю., Эпштейн Л.М. Таурин и карнозин в тканях тихоокеанских моллюсков // Вопросы питания. 1997. № 6.
8. Райх Г. Коллаген. М.: Легкая индустрия, 1969. 328 с.
9. Сафронова Т.М. Сырье и материалы рыбной промышленности. М.: Агропромиздат, 1991. 191 с.
