CC BY
45
2009
Известия ТИНРО
Том 159
УДК 664.952:577.112
К.М. Олейникова*
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, 690950, г. Владивосток, ул. Луговая, 52б
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРИРОВАНИЯ РЫБНЫХ ФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Изучено воздействие хлорида натрия и температуры на адгезионные свойства мышечной ткани гидробионтов, в качестве объектов исследования выбраны белокорый и черный палтусы. Основной задачей при разработке технологии рыбных формованных изделий является сохранение пищевой ценности и природных свойств сырья без внесения различных структурорегулирующих добавок, применяемых при производстве рыбных колбас. Обоснованы режимы процесса структурирования, благодаря которым возможно создать непрерывную монолитную структуру крупнокусковых колбасных изделий за счет выделения раствора миофибрил-лярных белков на поверхности кусков рыбного сырья.
Ключевые слова: параметры структурирования, адгезионные свойства, палтус белокорый, палтус черный, хлорид натрия, температура, монолитная структура, миофибриллярные белки.
Oleynikova K.M. Study on conditions of structuring for fish moulded products // Izv. TINRO. — 2009. — Vol. 159. — P. 346-352.
Influence of sodium chloride and ambient temperature on adhesive properties of raw material from the pacific halibut Hippoglossus stenolepis and pacific black halibut Reinhardtius hipoglossoides is investigated for the technology development of high quality sausage products without texturizing agents and other additives, preserving the food value and natural structure. Conditions are determined of the structuring process to create monolithic structure of large-piece sausage products owing to extraction of the myofibrillar proteins solution to the surface of the product large pieces.
Key words: structuring conditions, adhesive properties, pacific halibut, pacific black halibut, sodium chloride, ambient temperature, monolithic structure, myofibril-lar proteins.
Введение
В настоящее время актуальна разработка технологии рыбных формованных изделий, позволяющей сохранить природные свойства сырья без внесения в рецептуру различных добавок, применяемых при производстве рыбных колбас. Новая технология позволит получать изделия высокого качества за счет сохранения природной структуры рыбного сырья, способности его к созреванию и создания особых вкусо-ароматических свойств, а также расширить ассортимент колбасных рыбных изделий. Кроме того, немалое влияние на развитие обработки мо-
* Олейникова Ксения Михайловна, аспирант, e-mail: [email protected].
346
репродуктов оказывает утвердившееся общественное мнение о здоровом питании, которое требует ограничить применение искусственных добавок, уменьшить содержание соли, а также предъявляет особые требования к режиму и способу обработки морепродуктов, которые помогут сохранить уникальную пищевую ценность природного сырья.
Известно, что при получении формованных изделий процесс формования и структурно-механические свойства зависят от того, каким образом происходит взаимодействие между разрозненными кусками мышечной ткани (Богданов, 1993). Их соединение в монолитную структуру зависит от адгезионных свойств поверхности фрагментов мышечной ткани, поэтому возникает необходимость исследования параметров структурирования с целью регулирования этого процесса.
Целью работы являлось научное обоснование параметров структурирования рыбных крупнокусковых формованных изделий.
Материалы и методы
В соответствии с поставленной целью исследования решалась задача структурирования разрозненных кусков рыбной мышечной ткани в единый монолит за счет увеличения их адгезионных свойств путем внесения хлорида натрия и создания соответствующих температурных режимов в период хранения до формования.
Литературные источники (Дерягин, 1973; Богданов, 2005а) свидетельствуют, что адгезионная связь между разрозненными телами осуществляется или благодаря какой-либо химической реакции, протекающей между атомами на поверхности, или при помощи ван-дер-ваальсовых сил. Основными компонентами, обеспечивающими склеивание разрозненных кусков мышечной ткани, являются мышечные белки.
В данной работе использовалось известное свойство миофибриллярных белков мышечной ткани растворяться в растворах электролита, образовывая вязкий коллоидный раствор (Кизеветтер, 1973; №такига е! а1., 1987). В качестве электролита использовали хлорид натрия, который наносили на поверхность куска рыбы и выдерживали определенное время для образования на поверхности кусков вязкого коллоидного раствора, проявляющего высокие адгезионные свойства. Технологическими параметрами процесса формирования связующего вещества является количество наносимого хлорида натрия, температура выдерживания и продолжительность выдерживания с целью экстракции белков на поверхности кусков рыбы (Nishioko е! а1., 1983; Nishimoto е! а1., 1987).
В качестве объектов исследования использовали мышечную ткань свежего и мороженого палтуса белокорого Hippoglossus stenolepis, а также свежего палтуса черного Reinhardtius hipoglossoides, соответствующую по качеству требованиям нормативной документации.
В данных исследованиях в качестве материала были выбраны два вида палтуса — белокорый и черный — как основные компоненты, составляющие крупнокусковые формованные изделия. Вместе с тем проводятся исследования и разрабатывается технология крупнокусковых формованных изделий из рыб других видов, таких как минтай, треска, горбуша (Олейникова, Богданов, 2008).
Для возрастания липкости крупнокускового сырья в модельные образцы вносили хлорид натрия, выдерживая при различных температурных режимах. Разделанную на филе рыбу измельчали на кусочки массой 5-35 г, затем солили сухим способом хлоридом натрия нулевого помола в количестве 2 % от их массы, перемешивали в течение 3 мин при температуре 0 °С, после чего выдерживали при температуре 3 °С и минус 1 °С в течение 6-24 ч. Модельные образцы выдерживали в холодильной камере LG GR 419 QVQA при постоянных температурных параметрах, которые задавались и поддерживались автоматически.
347
Метод определения массовой доли хлорида натрия основан на взаимодействии хлористого натрия с азотнокислым серебром в присутствии индикатора хромовокислого калия с образованием красно-бурого осадка хромовокислого серебра (ГОСТ 7636).
Определение адгезионных свойств кускового сырья проводили методом, основанным на определении величины усилия, необходимого для разделения двух поверхностей, связанных испытуемым образцом (Антипова, 2004). Адгезия возникает при контакте двух разнородных тел, поэтому удельное усилие разделения двух тел измеряют без конкретизации вида разделения контактирующих тел (когезионного, адгезионного или смешанного), и, по предложению проф. Б.А. Николаева (Косой, 2006), этот показатель называют давлением прилипания — липкостью (Дерягин, 1973).
Адгезию определяют как удельную силу нормального отрыва пластины от продукта по формуле (погрешность опыта составляет 5 %):
P = F0/S0 = 9,81 ■ m/S0 ± А,
где F0 — сила отрыва, Н; S0 — геометрическая площадь пластины, м2; m — масса груза, кг; А — погрешность опыта (А < 0,05).
Для определения адгезионных свойств разработали лабораторную установку в соответствии с известными методами (Антипова, 2004). Основным элементом лабораторной установки для определения липкости (рис. 1) являются технические весы, над одной из чаш которых устанавливают деревянную раму так, чтобы чаша и рама не соприкасались. На раму помещают испытуемый образец и прикрывают его измерительной пластинкой, которую прикрепляют к коромыслу весов прочной ниткой. На пластину в течение заданного времени устанавливают груз определенной массы. В данном случае устанавливали груз массой 500 г на 5 мин. На другую чашу весов помещают химический стакан. Над весами устанавливают бутыль Мариотта с водой. Затем груз снимают, открывают кран бутыли Мариотта, наполняя стакан водой. Кран закрывают в
момент отрыва пластины от поверхности образца. Затем систему уравновешивают, определяя массу воды в стакане.
Рис. 1. Лабораторная установка для определения липкости: 1 — рама; 2 — испытуемый образец; 3 — измерительная пластина; 4 — технические весы; 5 — бутыль Мариотта с водой; 6 — химический стакан
Fig. 1. Laboratory setup for the adhesiveness measurement: 1 — frame; 2 — test assay; 3 — test plate; 4 — scales; 5 — Mariotts carboy with water; 6 — chemical gеass
Результаты и их обсуждение
Известно, что липкость мышечных белков увеличивается за счет введения хлорида натрия, что способствует росту эмульгирующей емкости как миофиб-риллярных, так и саркоплазматических белков. Применение электролитов, в данном случае хлорида натрия, обеспечивает повышение растворимости мышечных белков (Кизеветтер, 1973; Измайлова, 1974; Nishimoto е! а1., 1987).
348
На рис. 2 видно, что липкость несоленых образцов медленно возрастает, при этом склеивание несоленых кусков мышечной ткани происходит лучше при температуре минус 1 °С (255,2-275,4 Па). При температуре выдерживания 3 °С значение липкости невысокое (192,7-250,6 Па), процесс склеивания идет неудовлетворительно.
Рис. 2. Адгезионные свойства образцов из палтуса белокорого:
1 — образец из сырца с солью, выдерживание при минус 1 оС; 2 — образец из сырца без соли, выдерживание при минус 1 оС; 3 — образец из сырца с солью, выдерживание при 3 оС; 4 — образец из сырца без соли, выдерживание при 3 оС
Fig. 2. Adhesive properties of the specimens from fresh pacific halibut: 1 — with salt, exposition at -1 оС;
2 — without salt, exposition at -1 оС;
3 — with salt, exposition at +3 оС; 4 — without salt, exposition at +3 оС
При внесении хлорида натрия и дальнейшем перемешивании кускового сырья в течение 3 мин фиксируется увеличение липкости на поверхности мышечной ткани палтуса белокорого. Внесение хлорида натрия дает положительный эффект при выдерживании образцов с солью, т.е. влияние температуры на липкость аналогично влиянию на образцы без соли, но при температуре выдерживания 3 °С эффективнее в 1,7-2,0 раза, а при минус 1 °С — в 2,5 раза.
Привлекает внимание тот факт, что при определении липкости крупнокускового сырья с добавлением хлорида натрия наблюдается смешанный тип разделения двух контактирующих тел, а именно: пластинки и опытного образца. В процессе определения липкости у образцов без хлорида натрия наблюдается в основном адгезионный вид разделения.
Соленый образец, процесс выдерживания которого происходит при температуре минус 1 °С, имеет более высокую липкость, чем выдержанный при температуре 3 °С. Выделение солерастворимых белков на поверхности мышечной ткани гидробионтов в процессе выдерживания при отрицательной температуре способствует повышению адгезионных свойств кускового сырья, которые достигают максимального значения — 682,4 Па — по истечении 12 ч, затем начинается снижение липкости до первоначального значения в момент посола сырья (638,5 Па).
Выдерживание соленого крупнокускового сырья при 3 °С также положительно сказывается на адгезионных свойствах, липкость сырья возрастает на протяжении всего процесса выдерживания (0-24 ч) от 368,84 до 468,95 Па. Соленое кусковое сырье целесообразно выдерживать в течение 12-18 ч, так как образец обладает высокой липкостью в этот период времени в связи с высокой гелеобразующей способностью миофибриллярных белков. При более продолжительном выдерживании образца возможны автолитические процессы в мышечной ткани рыбы, что неблагоприятно отразится на качестве готового продукта.
Невысокая адгезионная способность несоленого сырья подтверждает положительное воздействие хлорида натрия, который улучшает растворимость соле-растворимых миофибриллярных белков на поверхности мышечной ткани рыбы, что способствует лучшей формуемости системы.
На рис. 3 видно, что свежее сырье имеет высокую липкость, так как мио-фибриллярные белки свежего сырья обладают большей активностью, нежели солерастворимые белки образца, полученного из мороженого сырья, вследствие снижения растворимости мышечных белков, в основном миофибриллярных, во время хранения в мороженом виде (Колаковский, 1991). Невысокие адгезионные свойства образца, полученого из мороженого сырья, указывают на недостаточное количество миофибриллярных солерастворимых белков, что, возможно, связано с денатурационными процессами, прошедшими в мышечной ткани рыбы после замораживания (Кизеветтер, 1973; Богданов, 2005а).
Рис. 3. Адгезионные свойства образцов из свежего и мороженого палтуса белоко-рого: 1 — образец из сырца с солью, выдерживание при 3 °С; 2 — образец из мороженого сырья с солью, выдерживание при 3 оС; 3 — образец из мороженого сырья без соли, выдерживание при 3 оС
Fig. 3. Adhesive properties of the specimens from fresh and frozen pacific halibut: 1 — fresh mw material with salt, exposition at +3 оС; 2 — frozen raw material with salt, exposition at +3 оС; 3 — frozen raw material without salt, exposition at +3 оС
Внесение хлорида натрия положительно влияет на липкость мороженой мышечной ткани рыб, так как происходит "оживление" миофибриллярных белков, что приближает адгезионные свойства мороженого образца к свежему сырью (Кизеветтер, 1973).
Литературные источники (Кизеветтер, 1973; Богданов, 2005б) свидетельствуют, что мышечная ткань палтуса черного сильно обводнена (67,8-85,6 % воды), но содержит от 5,4 до 18,8 % жира, содержание белка в мясе палтуса черного ниже (9,7-15,5 %), чем в мышечной ткани палтуса белокорого (14,822,9 %), что, несомненно, оказывает влияние на качественный состав миофиб-риллярных и саркоплазматических белков.
Как видно на рис. 4, адгезионные свойства мышечной ткани палтуса белоко-рого изначально в 1,5-2,0 раза выше, чем палтуса черного. Липкость соленого образца из свежего палтуса белокорого увеличивается на протяжении всего процесса выдерживания, в то время как адгезионные свойства соленого образца из свежего палтуса черного снижаются (291,47-212,47 Па).
Благодаря солерастворимым белкам, выделившимся на поверхности мышечной ткани, соленое кусковое сырье из свежего палтуса белокорого обладает высокой липкостью на протяжении 24 ч.
0 6 12 18 24
Время, ч
Рис. 4. Изменение адгезионных свойств образцов из палтуса бе-локорого и палтуса черного при выдерживании: 1 — образец из свежего палтуса белокорого с солью, выдерживание при 3 оС; 2 — образец из свежего палтуса черного с солью, выдерживание при 3 оС
Fig. 4. Adhesive properties changes during ageing for the specimens from fresh pacific halibut and pacific black halibut:
1 — pacific halibut with salt, exposition at +3 оС;
2 — pacific black halibut with salt, exposition at +3 оС
Адгезию обеспечивают белки, которые выходят на поверхность мышечной ткани гидробионтов в процессе посола сырья и его перемешивания, а также при последующем выдерживании образцов. Таким образом, низкая липкость образца из палтуса черного обусловлена недостаточным количеством миофибриллярных солерастворимых белков, а также высоким содержанием жира, который ухудшает адгезионные свойства кускового сырья.
Заключение
Таким образом, свойство миофибриллярных белков мышечной ткани растворяться в растворах электролита, в частности хлорида натрия, обеспечивает высокое склеивание кускового сырья за счет образования коллоидного раствора белков на поверхности мышечной ткани. Внесение хлорида натрия повышает липкость кускового сырья в 2,0-2,5 раза.
Продолжительность выдерживания кускового сырья перед формованием также имеет большое значение в процессе структурирования мышечной ткани гидробионтов. Наиболее высокими адгезионными свойствами образцы обладают при длительности выдерживания от 12 до 18 ч.
Температура является значимым фактором, влияющим на активность мио-фибриллярных белков. При температуре выдерживания минус 1 оС кусковое сырье обладает большей липкостью, чем сырье при температуре выдерживания 3 оС.
На адгезионные свойства мышечной ткани рыбы влияет предварительная обработка. Полученные данные свидетельствуют о том, что миофибриллярные белки свежего сырья имеют большую активность, чем образца, полученного из мороженого сырья, вследствие снижения растворимости мышечных белков во время хранения в мороженом виде, что связано с денатурационными процессами, прошедшими в мышечной ткани рыбы после замораживания.
Видовой состав кускового сырья также оказывает существенное влияние на процесс структурирования. Экспериментальные данные подтверждают, что применение мышечной ткани палтуса белокорого, адгезионные свойства которого выше в 1,5-2,0 раза, чем липкость мышечной ткани палтуса черного, положительно сказывается на адгезионных свойствах кускового сырья.
Исследования свидетельствуют о том, что рациональным режимом структурирования является применение свежей мышечной ткани палтуса белокорого с
добавлением хлорида натрия в количестве 2 % при температуре выдерживания минус 1 °С в течение 12-18 ч.
Использование крупнокускового сырья, его способности к формованию при посоле и дальнейшем выдерживании обеспечивает создание высококачественного продукта, обладающего натуральными свойствами и сохраняющего природную структуру мышечных тканей гидробионтов.
Список литературы
Антипова Л.В. Методы исследования мяса и мясопродуктов : монография / Л.В. Антипова, И.А. Глотова, И.А. Рогов. — М. : КолосС, 2004. — 571 с.
Богданов В.Д. Рыбные продукты с регулируемой структурой : монография. — М. : Мир, 2005а. — 310 с.
Богданов В.Д. Водные биологические ресурсы Камчатки: Биология, способы добычи, переработка : монография / В.Д. Богданов, В.И. Карпенко, Е.Г. Норинов. — Петропавловск-Камчатский : Новая книга, 2005б. — 260 с.
Богданов В.Д. Структурообразователи и рыбные композиции : монография / В.Д. Богданов, Т.М. Сафронова. — М. : ВНИРО, 1993. — 172 с.
ГОСТ 7636. Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа. — М. : Изд-во стандартов, 1998. — 142 с.
Дерягин Б.В. Адгезия твердых тел : монография / Б.В. Дерягин, Н.А. Кротова, В.П. Смилга. — М. : Наука, 1973. — 280 с.
Измайлова В.Н. Структурообразование в белковых системах : монография / В.Н. Измайлова, П.А. Ребиндер. — М. : Наука, 1974. — 268 с.
Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1973. — 424 с.
Колаковский Э. Технология рыбного фарша : монография. — М. : Агропромиз-дат, 1991. — 220 с.
Косой В.Д. Совершенствование производства колбас : монография / В.Д. Косой, В.П. Дорохов. — М. : ДеЛи принт, 2006. — 766 с.
Олейникова К.М., Богданов В.Д. Обоснование выбора рецептур рыбных колбасных крупнокусковых изделий // Вестн. Камчат. гос. техн. ун-та. — 2008. — Вып. № 7. — С. 157-161.
Namakura T., Seki N., Kimura I. et al. Changes in the SDS-gel filtration patterns in salted of muscle proteins in salted fish meat past during setting (suwari) // Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. — 1987. — Vol. 53, № 11. — P. 2045-2049.
Nishimoto S., Hashimoto A., Seki N. et al. Influencing factors on changes in myosin heavy chain and jelly strength of salted meat paste from Alaska Pollack during setting // Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. — 1987. — Vol. 53, № 11. — P. 2011-2020.
Nishioko F., Mashida R., Shimizu Y. Kamaboko-forming ability of dolphinfish myosin // Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. — 1983. — Vol. 49, № 8. — P. 1233-1238.
Поступила в редакцию 10.07.09 г.
