Сельское хозяйство/4. Технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

Магистрант Бажина К.А.,

магистрант Ануфриев И.П.

Южно-Уральский государственный университет, Россия

СОВРЕМЕННЫЕ И ТРАДИЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ МОДИФИКАЦИИ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Нерациональное использование вторичных белоксодержащих ресурсов является причиной создавшегося положения с продовольствием и обеспечением кормами, экологического неблагополучия на предприятиях отрасли.

Коллагенсодержащее сырье на пищевые цели в ряде стран используется лишь на 13-16% объема производства. Полученные в последние годы данные показывают, что существует возможность увеличения объема использования и расширения ассортимента производимых мясных продуктов, пищевых добавок и упаковочных материалов.

Настоящий интерес представляют субпродукты II категории, богатые соединительнотканными белками и особенно коллагеном. Помимо рубца, содержащего 6,8 % коллагена от массы сырой ткани, следует отметить сухожилия, в которых 87,6% массы суммарных белков представлено коллагеном, уши и губы, содержащие соответственно 72% и 52% коллагена от суммы всех белков.

Коллаген – белок, являющийся основным структурным компонентом в теле позвоночных, на долю которого приходится около 1/3 массы всех белков.

Основу структурной организации коллагенового волокна составляют ступенчато расположенные параллельные ряды тропоколлагеновых молекул, ориентированные в продольном и поперечном направлениях и сдвинутые на четверть, что обусловливает поперечную исчерченность фибрилл [5].

Установлено, что коллаген обладает необычным составом и последовательностью аминокислот, имея в составе около 34% остатков глицина и приблизительно 12% остатков аланина, что много для большинства известных белков [6].

Достичь оптимальных свойств сырья возможно его модификацией различными методами: щелочно-солевой, кислотной, термической и ферментативной обработкой. Химические (щелочно-солевой и кислотный гидролиз) и термический способы хорошо изучены, но неэффективны и в мировой практике используются редко. Использование данных методов приводит к разрушению ценных аминокислот и необходимости в случае химического способа нейтрализации кислотных и щелочных гидролизатов.

Известен способ обработки дермы крупного рогатого скота (КРС) 10%-ным раствором щелочи в присутствии сульфата или хлорида натрия при 20°С и последующего растворения в 0,5-1,0 М уксусной кислоте для получения коллагеновой массы или продуктов растворения коллагена [7].

Проведены исследования щелочно-солевой обработки семенников КРС. Установлено оптимальное соотношение гидроксида и хлорида натрия, длительность обработки, результатом является изменение нативности соединительнотканных белков, снижение температуры сваривания и появления способности к растворению [8].

Денисовым В.М. предложен способ обработки свиной шкурки раствором щелочи, содержащий 5% едкого натра и приливание коллагена после растворения в серной кислоте в ацетон при постоянном помешивании. Полученный коллаген можно использовать в медицине [2].

Известны технологии обработки и улучшения качества свиной шкурки с помощью средств, включающих пищевые кислоты. Разработано специальное жидкое средство для набухания и размягчения коллагена - «Абастол» (величина рН 1 %-го раствора 2,5). После его воздействия свиную шкурку эмульгируют, полученную эмульсию используют в производстве колбасных изделий [9].

Преимущество ферментативной модификации в сравнении с физико-химическими способами связаны с возможностью направленного регулирования свойств, повышения биологической ценности и усвояемости продукции. Ферментные препараты отличаются специфичностью воздействия на саркоплазматические (водорастворимые), миофибрилярные (щелочерастворимые) и белки соединительной ткани (щелочерастворимые) [10].

Волик В.Г., Исмаиловой Д.Ю. и другими предложен способ обработки вторичного коллагенсодержащего сырья протеолитическими ферментами с целью получения белкового гидролизата. Предварительно измельченное, смешанное с водой и подогретое до 37-55°С сырье обрабатывают протеолитическими ферментами животного, растительного или микробиального происхождения в течение 2-3 часов. Разработанный продукт используют в составе бульонов, супов и других первых и вторых блюдах [3].

Известен способ получения белковых препаратов из коллагенсодержащих субпродуктов II категории. Способ предусматривает измельчение сырья и его обработку для разрыхления структуры. Обработку проводят водным раствором ферментного препарата коллагеназы из гепатопанкреаса камчатского краба концентрацией 0,05-0,15% в течение 4-6 ч при температуре 12-17°С при соотношении сырье: раствор соответственно 1:1 при периодическом перемешивании. Получаемые продукты ферментативной обработки могут непосредственно вноситься в фарши вареных мясных продуктов [4].

Зининой О.В. изучено влияние ферментных препаратов пепсина и трипсина на микроструктуру коллагенсодержащих субпродуктов, а также свойства мясопродуктов с введением белковых композиций на основе ферментированного сырья. Определены оптимальные технологические приемы и параметры обработки коллагенсодержащих субпродуктов трипсином: время выдержки – 4-6 ч, степень измельчения – до размера частиц 2-3 мм, рН среды - 8, температура 39-40°С [11].

Разработан способ биотехнологической обработки субпродуктов II категории с использованием кисломолочного продукта, содержащего микробную ассоциацию кефирных грибков [12].

Имеющиеся традиционные технологии переработки коллагенсодержащего сырья не являются эффективными и рациональными. При физических и химических способах переработки могут образовываться различные токсические вещества, а также потеря белка до 75 %. В связи с этим необходимы новые пути переработки и рационального использования вторичного сырья.

Мясная промышленность располагает разнообразными способами, позволяющими целенаправленно изменять качественные характеристики белка неполноценного пищевого сырья для придания ему необходимого комплекса функциональных свойств.

Среди существующих направлений обработки коллагенсодержащего сырья на данный момент перспективным является целенаправленное использование биотехнологических методов, основанных на применении различных видов микроорганизмов.

Одним из способов проведения ферментации является обработка сырья заквасками бактерий. Наиболее часто для этих целей в мясной промышленности используют молочнокислые, пропионовокислые и бифидобактерии [13].

Молочнокислые бактерии, к примеру, Lactobacillus casei, обладают способностью интенсивно расщеплять легкоусвояемые белки мышечной ткани и параллельно расщеплять трудноусвояемые белки соединительной ткани. При этом выделяются продукты роста жизнедеятельности бактерий в виде экзоферментов, чем и обусловлен прирост массы аминного азота – в три раза интенсивнее убыли водорастворимого белка. Устойчивая динамика снижения рН свидетельствует о накоплении молочной кислоты [1].

Получены данные об улучшении консистенции готового продукта благодаря введению смеси бактериальных культур Lactobacterium acidophillum и Streptococcus thermophillus, которые обладают протеолитической активностью за счет выделения протеолитических ферментов, гидролизующих мышечную и соединительную ткани за короткий промежуток времени.

Обобщенные данные свидетельствуют о важности использования новых технологий по обработке вторичного сырья животного происхождения, функционально-технологические свойства которого реализованы не полностью.

Литература:

1. Хамагаева, И.С. Использование пробиотических культур для производства колбасных изделий [Текст]/И.С. Хамагаева, И.А. Ханхалаева, Л.И. Заиграева. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ. – 2006. – С.21,37-39.

2. Пат. 2456810 Российская Федерация, МПК A23J3/04. Способ получения коллагена из биологического материала/ В.М. Денисов, С.Н. Бугров, П.Е. Анфимов. – № 2011113370/10; заявл. 06.04.2011; опубл. 27.07.2012; Бюл. №21.

3. Пат. 2390252 Российская Федерация, МПК A23J1/10. Способ получения белковой добавки из сырья животного происхождения/ В.Г. Волик, Д.Ю. Исмаилова, О.Н. Ерохина, В.В. Бреннер, В.А. Петровичев, С.Л. Люблинский. – № 2008139915/13; заявл. 09.10.08; опубл. 27.05.10.

4. Пат. 2325814 Российская Федерация, МПК A23J1/00. Способ производства белковых препаратов из субпродуктов II категории/ Е.И. Титов, С.К. Апраксина, Л.Ф. Митасева, Р.В. Кащенко. – № 2006125384/13; заявл. 14.07.06; опубл. 10.06.08.

5. Raymond P., Danny S. Fibrillar collagen: the key to vertebrate evolution. A tale of molecular incest [Электронный документ]: http://www.meatbranch.com// Bioessays. – 2003. – Р.42-51.

6. Антипова, Л.В. Получение коллагеновых субстанций на основе ферментированной обработки вторичного сырья мясной промышленности [Электронный документ]: http://www.meatbranch.com/ Л.В. Антипова, И.А. Глотова// Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2000. - №5-6. – С.19.

7. Титов, Е.И. Использование коллагенсодержащего сырья в мясной промышленности [Электронный документ]: http://www.meatbranch.com/ Е.И. Титов, С.К. Апраксина, Л.Ф. Митасева// Мясная индустрия. – 2008. - №6. – С.49.

8. Касымов, С.К. Использование эндокринного сырья крс для производства биологически активных продуктов [Текст]/ С.К. Касымов, Е.Т. Тулеуов// Техника и технология пищевых производств. – 2009. - №4. – С.55.

9. Лукачевский, Б.П. Обработка свиной шкурки с применением Абастола 942 [Текст]/ Б.П. Лукачевский, Т. В. Верстова // Мясная индустрия. – 2001. – №5. – С 67-68.

10. Чернуха, И.М. Модификация низкосортного сырья ферментами животного происхождения при производстве мясопродуктов [Электронный документ]: http://elibrary.ru/ И.М. Чернуха, Л.Б. Сметанина, Т.Г. Кузнецова, Б.А. Лисицын, В.З. Кракова// Технология мяса. – 2005. – №46. – C.271–278.

11. Зинина, О.В. Технологические приемы модификации коллагенсодержащих субпродуктов [Текст]/ О.В. Зинина, М.Б. Ребезов// Мясная индустрия. - 2012. – №5. – C.32-3.

12. Лузан, В.Н. Рациональное использование говяжьего рубца в технологии высококачественных мясных продуктов [Электронный документ]: http://elibrary.ru/ В.Н. Лузан, Е.С. Гарифулина// Вестник ВСГУТУ. – 2010. – № 4(31). – С.76.

13. Соловьева, А.А. Актуальные биотехнологические решения в мясной промышленности [Текст]/ А.А. Соловьева, О.В. Зинина, М.Б. Ребезов, М.Л., Лакеева, Е.В. Гаврилова// Молодой ученый. – 2013. - №5. – С.102-105.