Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 11
1.1. Физико-химическая характеристика икры-сырца 11
1.2. Способы приготовления соленой зернистой лососевой икры 14
1.3. Свойства протеаз из гепатопанкреаса камчатского краба 1.4. Изменения коллагена под действием протеаз 21
1.5. Стабилизация структуры коллагена 24
1.6. Структурные изменения мембран, стабилизация структуры мембраны 27
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований 30
2.1. Методологический подход к организации исследований 30
2.2. Объекты исследований 32
2.3. Методы исследований 32
ГЛАВА 3. Исследование массового состава, структуры, физико-химических показателей ястыков лососевых рыб 39
3.1. Исследование массового состава и структуры ястыков лососевых рыб 39
3.2. Изучение физико-химических показателей ястыков лососевых рыб 44
ГЛАВА 4. Обоснование параметров процесса выделения икры из ястыков лососевых с использованием протеаз 54
4.1. Исследование влияния концентрации ферментного препарата, температуры ферментного раствора на протеолиз, физико-химические показатели икры и структуру ястыков 54
4.2. Изучение влияния посола на физико-химические свойства и структуру икры з
4.3. Исследование протеолиза белков икры и структуры оболочки икринки при хранении ястыков 77
4.4. Изучение влияния режима ферментативной обработки ястыков на органолептические, физико-химические показатели готовой продукции хранении 80
ГЛАВА 5. Обоснование способа стабилизации качества соленой ферментированной икры 85
5.1. Исследование влияния солей на физико-химические показатели и структуру соленой икры 86
5.2. Изучение влияния солей на стабильность качества соленой икры при хранении 96
5.3. Определение физико-химических и органолептических пока зателей соленой зернистой икры лососевой, изготовленной из мороженых ястыков и ястыков лососевых рыб V стадии зрелости («зубатка») биотехнологическим способом 108
5.4. Оценка экономической эффективности соленой зернистой икры лососевой, приготовленной биотехнологическим способом 114
Выводы 122
Список литературы
- Свойства протеаз из гепатопанкреаса камчатского краба 1.4. Изменения коллагена под действием протеаз
- Объекты исследований
- Изучение физико-химических показателей ястыков лососевых рыб
- Исследование протеолиза белков икры и структуры оболочки икринки при хранении ястыков
Введение к работе
Актуальность темы. Икра лососевых рыб является одним из наиболее ценных продуктов, так как отличается высоким содержанием пищевых и биологически активных веществ: белков, эссенциальных жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов. В настоящее время на рыбоперерабатывающих предприятиях используется технология изготовления соленой зернистой икры лососевой, включающая большое количество операций, основной из которых является пробивка ястыков через грохотку вручную или с помощью протирочных машин (А.С. 751377; А.с. 233197; А.с. 5021461), что сопровождается существенными потерями ценного сырья за счет повреждения зерна, в результате чего выход готового продукта не превышает 68%.
Одним из путей повышения эффективности технологии изготовления соленой зернистой икры лососевых является реализация ее на основе методов биотехнологии, в частности применения в производственном процессе разрушения пленки ястыка за счет ферментативного воздействия. При этом используют ферменты, полученные из внутренностей рыб, или их смесь с папаином (Пат. № 286745), коллагеназу микробиологического синтеза (Wray, 1987, 1988) или выделенную из гепатопанкреаса краба (Пат. № 1685249).
Использование протеолиза обеспечивает существенное снижение потерь сырья и увеличение выхода готовой продукции, позволяет механизировать трудоемкий процесс пробивки и значительно сократить трудовые и временные затраты. Однако этот принцип обработки до сих пор не используются в производственных условиях, вследствие дестабилизации качества готовой продукции при длительном хранении из-за разрушения оболочки икры.
Поэтому актуальной задачей является разработка биотехнологических приемов, не только способствующих повышению выхода готового продукта, но и обеспечивающих высокие потребительские свойства за счет стабилизации структуры оболочки икры в процессе длительного хранения.
С учетом изложенного целью настоящей работы явилось научное обоснование технологии производства соленой зернистой |
4 ферментативного способа выделения зерна из ястыков и регулирование структуры оболочки икринок.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
исследовать массовый состав, структуру и физико-химические показатели ястыков лососевых рыб;
изучить процесс гидролиза белков ястыков и оболочки икры под влиянием ферментного препарата из печени камчатского краба (ФП);
обосновать параметры процесса выделения икры из ястыков лососевых рыб с использованием ФП;
определить влияние ФП на физико-химические и органолептические показатели соленой икры;
обосновать способ стабилизации структуры оболочки путем влияния солей на физико-химические и органолептические показатели икры в процессе изготовления и хранения;
на основании результатов научных и экспериментальных исследований разработать нормативную документацию на изготовление соленой зернистой икры лососевых с использованием ФП.
Научная новизна работы. Научно обоснована биотехнология изготовления соленой зернистой икры лососевой из ястыков рыбы-сырца III стадии зрелости, из ястыков рыбы-сырца «зубатка» (с нерестовыми изменениями), из мороженых ястыков, основанная на применении ферментного препарата протео-литического действия из печени камчатского краба.
Впервые изучена структура оболочки икринки и пленки ястыка, выявлены различия в их строении.
Установлено влияние ФП на структуру и физико-химические показатели икры.
Научно обоснованы параметры процесса выделения икры из ястыков биотехнологическим способом: температура, время, фермент-субстратное соотношение.
На основании исследований гистологии и физико-химических свойств икры после ферментативной обработки и в процессе хранения сделано заключение о необходимости закрепления структуры оболочки икринки и снижения степени набухания желточной массы.
Испытано влияние нитрита натрия, алюмокалиевых квасцов, хлорида кальция на структуру оболочки, физико-химические показатели икры и установлено, что наибольший стабилизирующий эффект оказывает хлорид кальция; обоснованы его концентрации и способ внесения.
На основании результатов испытаний в Институте питания РАН показана безопасность продукции и установлены рациональные сроки хранения.
Показана универсальность технологии, которая позволяет получить качественную продукцию из мороженых ястыков и ястыков рыбы-сырца «зубатка» (с нерестовыми изменениями), а также увеличить выход икры.
Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований разработана технология изготовления соленой зернистой икры лососевых, основанная на биотехнологическом воздействии, из:
ястыков рыбы-сырца (горбуша, кета) III—IV стадий зрелости;
ястыков кеты и горбуши «зубатка» (с нерестовыми изменениями) — сырец;
- икры лососевой ястычной мороженой - полуфабрикат (Пат. РФ
№ 2060669 и Пат. РФ № 2077851).
Разработаны и утверждены 3 пакета нормативной документации на изготовление соленой зернистой икры лососевой:
- ТУ 9264-125-00472012-98 «Икра лососевая зернистая "Дальневосточная"»;
- ТУ 9264-126-00472012-98 «Икра лососевых рыб «зубатка» зернистая
"Дальневосточная"»;
- ТИ к ТУ 9264-125-00472012-98 «Икра лососевая зернистая
"Дальневосточная"» и к ТУ 9264-126-00472012-98 «Икра лососевых рыб «зубатка»
зернистая "Дальневосточная"».
Проведен расчет экономической эффективности и себестоимости готового продукта, изготовленного биохимическим способом.
Реализация результатов исследований. Разработанная продукция получила одобрение на дегустационных совещаниях в Министерстве рыбного хозяйства СССР, ГПО «Дальрыба», ТИНРО-Центра.
Выпущены производственные партии икры лососевой зернистой из рыбы-сырца на АООТ «Ясный», малом предприятии «Рыбовод» (о. Итуруп), в рыболовецких колхозах им. Кирова и им. Котовского (о. Сахалин), ЗАО «Кам-чатимпэкс» (п-ов Камчатка), из мороженых ястыков, из ястыков лососевых рыб «зубатка» на Владивостокском рыбокомбинате и на базе ООО ПКФ «Морепродукт». Общее количество выпущенной продукции составило 5,8 т.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Международном форуме «Техника и технологии в рыбной отрасли XXI века» (Владивосток, 2002), Международной конференции «Проблемы качества потребительских товаров и коммерческой деятельности в условиях рынка» (Владивосток, 1995), Российско-американской конференции «Развитие малого и среднего бизнеса в рыбопромышленном комплексе Приморья и северо-запада США» (Владивосток, 1995), Всесоюзной конференции молодых ученых ТИНРО «Биоресурсы морских и пресноводных экосистем» (Владивосток, 1995), Всесоюзной научной конференции «Биология и рациональное использование морских и пресноводных гидробионтов, их роль в структуре и функционировании водных экосистем» (Владивосток, 1993), Всесоюзной конференции «Рациональное использование биоресурсов Тихого океана» (Владивосток, 1991).
гту^лиуяци^ По теме диссертационной работы опубликовано 11 работ, в том числе 2 патента РФ.
Объем и структура тгоссертапии. Работа состоит из введения, 3 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 143 стр. основного текста, содержит 29 таблиц, 25 рисунков и 18 приложений. Список литературы включает 184 наименования отечественных и зарубежных авторов. Приложения составляют 42 стр. и содержат нормативные документы,
акты дегустационных советов, акты выпуска опытно-промышленных партий икры лососевой зернистой.
Основные положения, выносимые на зашиту. Результаты исследований структуры ястыков лососевых рыб, физико-химических показателей икры, выделенной из ястыков с использованием ферментного препарата протеолитиче-ского действия, полученного из печени камчатского краба.
Результаты изучения структуры и физико-химических показателей ястыков после ферментативной обработки, а также готового продукта при хранении.
Результаты исследования влияния минеральных солей на структуру оболочки, физико-химические показатели икры, органолептические и гигиенические показатели готового продукта, в том числе при хранении.
Технология производства соленой зернистой икры лососевой, включающая регулируемый протеолиз ястыков ферментным препаратом из печени камчатского краба, посол в насыщенном тузлуке с одновременным закреплением оболочки икринок хлоридом кальция.
Свойства протеаз из гепатопанкреаса камчатского краба 1.4. Изменения коллагена под действием протеаз
Первые ссылки в литературе на присутствие протеаз в печени королевского краба встречаются в работах японских ученых (Yasuzo, 1963; и др.). Авторы сообщали, что ферментный препарат, выделенный из печени королевского краба, гидролизует казеин и гемоглобин при рН 6,8, оптимальной температурой гидролиза при рН 6,8 является 50-55 С.
В технологии пищевой продукции важную роль играет рН-зависимость активности протеаз и их термостабильность.
Протеолитический комплекс из внутренностей краба обладает широкой субстратной специфичностью в интервале рН 3-8. Температурный оптимум ферментного комплекса при рН 3,5 и 8,0 находится при 40 С, а при рН 6 и 7 - при 60 С (Герасимова, Купина, 1996).
С точки зрения технологии изготовления соленой зернистой икры лососевых интерес представляет активность протеаз краба в слабокислой зоне рН - 5,8-6,1 (рН клеточного сока икры). В слабокислой зоне рН активность протеаз краба составляет 20% максимальной активности (Купина и др., 1991а).
Известно, что протеазы внутренностей рыб весьма чувствительны к присутствию в реакционной среде тех или иных ионов (Купина и др., 1983; Аюшин, 1987; Калиниченко и др., 1992).
Установлено, что хлорид натрий в концентрации 7-15% не влияет на активность комплекса протеаз печени краба, при концентрации хлорида натрия 15-24% протеолитическая активность препарата снижается соответственно на 50-30%. Ионы Мп2+ активируют, ионы А13+, динатриевая соль этилендиамин-КЫ,] , Ы;-тетрауксусной кислоты (ЭДТА) ингибируют действие протеаз (Герасимова, Купина, 1996).
Протеолитический комплекс внутренностей краба способен проявлять каталитические свойства при температуре ниже 0 С. С точки зрения технологии соленой зернистой икры лососевых интерес представляет диапазон температур минус 4 - минус 8 С (температура хранения соленой икры). Установлено, что в этом диапазоне температур препарат сохраняет по отношению к коллагену более 30%, а по отношению к гемоглобину -17% максимальной активности (Купина и др., 1991а).
Н.А. Герасимова и Н.М. Купина (1996) установили, что величина активности протеолитического комплекса внутренностей краба носит сезонный характер и зависит от биологического состояния краба: в нагульный период она максимальна, в период нереста и после него - минимальна.
Г.Н. Руденская с соавторами (1991, 1995, 1996) выделили из гепато-панкреаса камчатского краба карбоксипептидазу PC и коллагенолитиче-скую сериновую протеазу PC.
О.А. Климовой с соавторами (Klimowa et al., 1990; Климова и др., 1991) выделены четыре сериновых протеазы, которые, судя по их N-концевым последовательностям, принадлежат к семейству химотрипсина.
При изучении трипсинов ракообразных, в том числе камчатского краба, установлено, что их молекулярная масса варьирует от 30 до 31 кДа, пределы изменений молекулярной массы химотрипсина 24-29 кДа (Пив-ненко, 1998).
Г.Н. Руденская с соавторами (1998) из суммарного препарата гепато-панкреаса камчатского краба «морикразы» получили протеазу с субстратной специфичностью трипсина PC. Молекулярная масса трипсина PC составляла 29 кДа, что, как отмечают авторы, несколько выше, чем у трипсинов других видов крабов. По функциональным характеристикам трипсин PC камчатского краба они отнесли к типичным трипсинам. Авторы отметили также, что трипсин PC по ряду энзиматических характеристик близок к протеазе А, полученной из того же источника. Однако неспособность фермента гидролизовать нативный коллаген, различие в величине молекулярной массы не позволяют утверждать, что эти ферменты идентичны. Из гепатопанкреаса камчатского краба были выделены три изофор-мы (А, В и С) коллагенолитической протеазы (Сахаров и др., 1988, 1992; Сахаров, Литвин, 1989, 1992, 1994). Молекулярная масса коллагенолитической протеазы А равна 27 кДа, изоэлектрическая точка 2,5, рН-оптимум активности 7,9. Результаты изучения субстратной специфичности и влияния ее на активность различных ингибиторов протеаз позволили отнести коллагеназу А к группе сериновых протеаз. Она сохраняет активность в течение длительного времени в нейтральной и щелочной среде, но быстро инактивируется при значении рН меньше 6,0. При исследовании тепловой денатурации протеазы А краба при рН 7,8 обнаружен "пороговый" эффект в интервале температур от 40 до 50 С.
Протеаза С камчатского краба способна гидролизовать при физиологических значениях рН нативный коллаген. Молекулярная масса протеазы С составляет 24 кДа. Изофермент С является сериновой химотрипсинпо-добной протеазой.
Аминокислотный состав изоферментов А и С протеазы камчатского краба неидентичен. Протеаза С отличается высоким содержанием аспара-гиновой и глутаминовой кислот по сравнению с содержанием положительно заряженных аргинина и лизина, что объясняет ее кислый характер. Протеаза А имеет более высокое содержание серина, глицина, лейцина. Общее количество положительно заряженных аминокислот в обеих протеазах одинаково, хотя абсолютное количество аргинина и лизина в молекулах протеаз различно. Каталитические свойства коллагенолитической протеазы С в отличие от протеазы А, которая проявляет свою максимальную активность при значении рН 8,0, непрерывно нарастают вплоть до значения рН 9,0.
Объекты исследований
Блоки замороженных ястыков размораживали на воздухе при температуре не выше 15 С до достижения температуры в толще блока и внутри ястыков от 0 до минус 1 С.
Ястыки сортировали по качеству в зависимости от их окраски, прочности оболочки и состояния икры (зерна). В процессе сортирования ястыки ополаскивали в чистой, пресной воде, охлажденной до температуры не выше 5 С, удаляя при этом кусочки пленки, слизь и кровь. Промытые ястыки укладывали в сетчатые корзины или ящики и охлаждали до температуры 0 - плюс 3 С. Размороженные ястыки не охлаждали. Охлаждение ястыков производили в соответствии с технологической инструкцией № 80 сборника ТИ по обработке рыбы (Сборник технологических инструкций..., 19946).
Промытые ястыки обрабатывали раствором ферментного препарата с целью отделения ястычной пленки. Для приготовления раствора ферментного препарата использовали препарат протеаз из печени краба — полуфабрикат с активностью 40 Пе/г. Для приготовления 20 л раствора ферментного препарата концентрацией 5% в подготовленную емкость наливали 19 л воды и добавляли 1 л препарата протеолитических ферментов.
Ястыки икры, предельной массой 20 кг, укладывали в емкость, снабженную мешалкой, и заливали раствором ферментного препарата. Соотношение ястыков и раствора ферментного препарата составляло 1:1.
Ферментацию вели при температуре 15-40 С, время ферментации ястыков зависело от вида и качества ястыков, но не превышало 20 мин. По окончании ферментации зерно отделяли от ястычной пленки и ферментного раствора, для чего икру пропускали через сита и собирали в сетчатые корзины или на мелкоячеистое сито. После ферментации икру промывали солевым раствором плотностью 1,021 г/см , после стекания и инспектирования икру направляли на посол. Приготовление солевого раствора для посола икры проводили в соответствии с технологической инструкцией № 80 по приготовлению зернистой лососевой икры сборника ТИ по обработке рыбы (Сборник технологических инструкций..., 19946). В приготовленный солевой раствор вносили раствор хлористого кальция концентрацией 25% в соотношении на 100 л тузлука 0,2 л раствора хлористого кальция.
Икру солили в посольном аппарате в насыщенном солевом растворе температурой не выше 10 С. Посол икры проводили в соответствии с технологической инструкцией № 80 по приготовлению зернистой лососевой икры сборника ТИ по обработке рыбы. Соотношение солевого раствора и икры при посоле составляло не менее 3:1. Икру выдерживали в солевом растворе в течение 3-10 мин в зависимости от ее вида, качества и размера зерна и требуемой массовой доли соли в готовой зернистой икре.
Просолившуюся икру для отделения солевого раствора выкладывали в сетчатые корзины. Высота слоя икры в корзине не превышала 5 см. Икру выдерживали в течение 16-18 ч при температуре окружающего воздуха не выше 15 С или направляли на центрифугирование. Продолжительность центрифугирования составляла 10-15 мин. Сортирование икры, внесение в готовый продукт антисептиков и масла проводили в соответствии с требованиями технологической инструкции № 80 сборника ТИ по обработке рыбы (Сборник технологических инструкций..., 19946).
Контрольные образцы икры изготавливали по технологической инструкции № 80 сборника ТИ по обработке рыбы (Сборник технологических инструкций..., 19946).
Исследованиям подвергали ястыки, икру до и после ферментации, посола, контрольные и опытные образцы соленой икры в процессе их хранения при температуре от минус 4 до минус 8 С в металлических банках, герметично укупоренных под вакуумом.
Отбор проб для анализа проводили стандартными методами по ГОСТу 7630-96. Определение размерно-массового состава рыбы осуществляли по «Методике технохимического исследования рыб...» (1966).
Исследование химического состава икры, в том числе содержание массовой доли воды, хлорида натрия, общее содержание азотистых веществ, небелкового азота (1ЧНб), буферность, рН проводили согласно общепринятым методикам (Лазаревский, 1955; ГОСТ 7636-85).
Физические показатели икры: вязкость желточной массы определяли с помощью вискозиметра капиллярного стеклянного ВПЖ-4 по методу Ю.А.Мачихиной (Мачихина, Мачихин, 1981). Прочность оболочки икринки определяли с помощью устройства Валента и выражали массой нагрузки в граммах, необходимой для разрушения оболочки икринки. Долю (%) лопанца определяли по методике Ф.А.Литвиновой (1951а). Содержание азота свободных аминогрупп устанавливали спек-трофотометрическим методом после взаимодействия аминогрупп с три-нитробензолсульфокислотой (Satake, Okuyama, 1960). Определение количества оксипролина проводили по методу А.Л.Зайдес с соавторами (1964). Аминокислотый состав белков определяли на аминокислотном анализаторе «Хитачи-835». Гидролиз белков для исследования аминокислотного состава проводили по методу Мура и Штейна (Практикум по биохимии, 1989).
Пищевую ценность белков оценивали по аминокислотному скору, который рассчитывали в соответствии с рекомендациями шкалы ФАО/ВОЗ, принятой для классификации белка (Young, 1980).
Изучение физико-химических показателей ястыков лососевых рыб
Известно, что в зависимости от степени развития брачных изменений весовые соотношения частей тела у лососевых рыб существенно изменяются. При этом отмечено, что значительно изменяется и относительная масса ястыков (Справочник по химическому составу и технологическим свойствам ..., 1998).
Проведенные нами исследования также показали зависимость размерно-массового состава рыбы и отдельных частей ее тела от физиологического состояния рыбы (табл. 1). Наши многолетние наблюдения показали, что в период созревания гонад (июнь—сентябрь) масса ястыков в среднем увеличивается в 2 раза. Так, у горбуши (И-Ш стадий зрелости) массовая доля ястыков составляет 6,2% массы рыбы, у горбуши III стадии зрелости (серебрянки) — 8,4%, у зубатки (IV-V стадии зрелости) — 9,8%.
Масса ястыков зависит от вида рыбы. Ястыки кеты отличаются в 2,9-3,7 раза большей массой по сравнению с ястыками горбуши одной и той же стадии зрелости. У кеты серебрянки массовая доля ястыков в среднем составляет 13,3%, у зубатки — 15% (табл. 1).
Созревание ястыков сопровождается изменением соотношения массы икринок к массе соединительной пленки в ястыках.
Наши исследования показали, что в ястыках горбуши III стадии зрелости икра составляет 60,5%, а соединительная пленка 39,5%, в рыбе IV стадии зрелости доля зерна увеличивается до 80,3%, а масса соединительной ткани уменьшается до 19,7% (табл. 2). Таблица 1 Размерно-массовый состав горбуши и кеты (самка), среднее ±_о
Наблюдения показали, что в период интенсивного хода лососевых на нерест в одном и том же улове встречаются рыбы разной стадии зрелости. Следовательно, в обработку поступают одновременно ястыки, различающиеся по массе и прочности ястычной пленки.
По мере развития гонад изменяются и весовые соотношения икринки: масса оболочки икры увеличивается по отношению к общей массе икринки, а желточной массы - снижается. Так, в ястыках горбуши III стадии зрелости относительная масса оболочки икринки в среднем составляет 13%, горбуши IV стадии зрелости — 15%. Для ястыков кеты показатель относительной массы оболочки икры изменяется от 8,5% в рыбе III стадии зрелости, до 13% в рыбе IV стадии зрелости (табл. 3). Полученные нами данные согласуются с данными И.П. Леванидова, П.К. Бухряковой (1963).
Увеличение массы соединительной ткани (оболочки) по мере созревания гонад сопровождается повышением механической прочности икринок и соответственно увеличением выхода икры при пробивке ястыков.
С технологической точки зрения большое значение имеет прочность не только ястычной пленки и оболочки икры, но и связи икринки с пленкой ястыка. Наблюдения показали, что по мере развития икринок ослабевает их связь с соединительной тканью ястыка: икра рыб III стадии зрелости прочно связана с ястыком, икра рыбы V стадии зрелости уже при легком надавливании отделяется от ястычной оболочки.
Известно, что ястык состоит из наружной, сравнительно плотной пленки, соединительной ткани и икринок. Между икринками в ястыке встречаются отложения жира. Основу ястыка составляет соединительная ткань (Кизеветтер, 1976).
Проведенные нами методом электронной микроскопии гистологические исследования ястыков лососевых рыб показали различия в микроструктуре ястычной пленки и оболочки икринки. Было установлено, что соединительная ткань ястыка состоит из трех компонентов: коллагенового волокна, аморфного внеклеточного вещества и отдельных клеток (рис. 3).
Оболочка икры имеет более сложное строение и состоит из лучистой оболочки, тонкой электронноплотной оболочки, фолликулярного эпителия, базальной мембраны и наружной соединительнотканной оболочки (рис. 4). Лучистая оболочка пронизана канальцами, открывающимися на поверхности порами, толщина ее составляет 40-50 мкм. Снаружи располагается тонкая электронноплотная оболочка толщиной около 0,4 мкм. Икринки окружены фолликулярным эпителием и соединительнотканной оболочкой. Фолликулярный эпителий состоит из одного слоя кубических клеток, над которыми располагается тонкая базальная мембрана. Толщина ее составляет 2,0-2,5 мкм. Соединительнотканная оболочка содержит большое количество волокон коллагена, между которыми встречаются фибропласты (клетки соединительной ткани).
Исследование протеолиза белков икры и структуры оболочки икринки при хранении ястыков
При посоле икра набухает, увеличивается в объеме, причем у ферментированной икры изменения в объеме превосходят таковые у пробитой икры. В результате ферментирования сырья образуются множественные поры в оболочке икры и повреждения в мембранных структурах, что ускоряет процесс массопереноса и распределения соли и воды. Выявленные различия в скорости просаливания и степени набухания являются следствием обнаруженных изменений в структуре оболочки пробитой и ферментированной икры. Возникающее при набухании чрезмерное давление желточной массы приводит к разрыву оболочек отдельных икринок, вытеканию из них желточной массы и появлению лопанца - пустых оболочек икры. Лопанец образуется как при посоле пробитой, так и ферментированной икры. В последнем случае его количество находится в прямой зависимости от степени повреждения оболочки икры в процессе ферментативной обработки ястыков, т.е. от условий их обработки (табл. 14). Появление лопанца при посоле ферментированной икры являются следствием того, что разрушенная при ферментативном воздействии оболочка икры не выдерживает внутреннего осмотического давления набухшей желточной массы, теряет целостность, в результате чего появляется отстой, снижается качество, уменьшается выход.
Вышеизложенные результаты свидетельствуют, что структурные изменения в икре, протекающие в процессе ее просаливания, неразрывно связаны с изменениями оболочки икры под воздействием ферментного препарата, и позволяют сделать вывод, что в биотехнологии соленой икры основной, определяющей выход и качество продукта стадией является обработка ястыков ферментным препаратом. При этом показателем эффек 71 тивности процесса является не скорость отделения икры от ястычной пленки, а степень ферментативного повреждения оболочки и выход икры. Таблица 14 Содержание лопанца в икре в зависимости от условий выделения зерна из ястыков Способ выделе-ния зерна из ястыков Условия ферментации, время 20 мин Содержаниелопанца,% Температура, С Доза ФП, Пе/100 г ястыков Пробивка Ферментацияи и, 17 30 40 200 200 400 9,5 7,7 17,0 26,8 Исследование процесса стекания тузлука показало, что для ферментированной икры требуется более продолжительный процесс дренирования, чем для пробитой икры. Определение содержания воды в икре в процессе стекания тузлука показало, что основное отделение воды происходит в течение первых 8 ч. Однако ферментированная икра отличается более высоким содержанием воды, поэтому для максимального удаления воды необходимо увеличить время дренирования до 12-16 ч (рис. 12). Дальнейшее увеличение времени стекания, как свидетельствуют представленные данные, не приводит к изменению содержания воды в икре.
Очевидно, что изменения, которые происходят с икринкой при ферментации и дальнейшем посоле, приведут к изменению качественных характеристик готового продукта. Как показали проведенные нами исследования, изменения структуры оболочки икры под действием ферментного препарата также сказываются на физико-химических показателях соленой икры. В табл. 15 приведены показатели соленой икры, пробитой и выделенной в растворе ферментного препарата с активностью 200 Пе/100 г при температуре 17 С. 52 о
Прежде всего различия наблюдаются в химическом составе соленой пробитой и ферментированной икры. Последняя содержит на 3-5% больше воды и на 1-2% меньше белковых веществ (табл. 15).
Увеличение содержания воды и уменьшение белковых веществ приводит к снижению вязкости желточной массы готового продукта. Так, вязкость желточной массы ферментированной икры горбуши составляет 230 мм /с, а в пробитой икре этот показатель равен 560 мм7с.
Упруго-эластичные свойства ферментированной икры также отличаются от таковых пробитой икры. Прочность оболочки ферментированной икры в 1,5 раза ниже, чем пробитой (табл. 15). Таблица 15 Физико-химические показатели соленой икры горбуши, извлеченной из ястыков различными способами, среднее ± с
Способ обработки Вода, % Липид, % N6, % N„6, мг/100г N мг/100г NH6/N6,% Буфер-ность,град. Вязкость.,мм2/с Прочность,г/см2
Пробивка 44+0,1 15,3+0,2 30+0,2 330+0,6 128+0,3 11 260+2 560+0,5 120,4+0,4
Ферментирование 48+0,8 15,8+0,1 28+0,4 365+0,5 159+0,2 13 260+2 230±0,3 63+0,3 По показателям протеолиза ферментированная икра практически не отличается от пробитой. Так, содержание азота небелкового в ферментированной икре составляет 365 мг%, а в пробитой 330 мг%, содержание азота аминного — соответственно 159 и 128 мг%. Степень распада белков СМНб/Н)бщ) в ферментированной икре составляет 13%, а в контрольных образцах — 11%, что свидетельствует о том, что глубоких протеолитических процессов при просаливании икры, выделенной в мягких условиях ферментации, не происходит (Стародубцева, 1995).
Как свидетельствуют результаты исследования, показатели протеолиза и содержание воды в икре зависят от условий ферментативной обработки ястыков. Интенсификация протеолиза путем повышения температуры ферментного раствора при обработке ястыков приводит к накоплению продуктов протеолиза и повышению массовой доли воды в готовой продукции (табл. 16).
Содержание азота аминного увеличивается в 1,7 раза, показатель буферное на 30 град. При этом снижаются органолептические показатели соленого продукта.
Соленая ферментированная икра, выделенная из ястыков в мягких условиях (доза ферментного препарата 200 Пе/100 г, температура 17 С), по вкусовым свойствам не уступает икре, приготовленной по традиционной технологии, а по внешнему виду (ввиду отсутствия лопанца) превосходит ее. Микробиологическая характеристика готовой продукции представлена в табл. 17. По санитарным нормам качества соленая ферментированная икра соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01. Некоторые микробиологические показатели ферментированной икры — количество микроорганизмов, содержание плесневых грибов и дрожжей — даже ниже, чем в пробитой икре (контроль). Высокую санитарную гигиеничность ферментированной продукции отмечают и норвежские специалисты (Raa, 1985). Более высокие показатели санитарной безопасности ферментированной икры достигаются за счет того, что на протяжении всего технологического процесса изготовления продукции практически исключается непосредственный контакт персонала с сырьем.
Таким образом, результаты органолептической, микробиологической и физико-химической оценки соленой ферментированной икры позволили сделать вывод о том, что замена традиционного способа выделения икры из ястыков (пробивка) на биохимический (мацерация ястычной пленки в растворе ферментного препарата с активностью 200 Пе/100 г при соотношении ястыки-раствор 1: 1 при температуре не выше 17±3 С и времени 20 мин) позволяет получить продукт с высокими органолептическими свойствами, превосходящий по санитарно-гигиеническим показателям пробитую икру. Качество и выход икры зависят от степени изменения структуры икры в процессе обработки ястыков ферментным препаратом. Интенсификация процесса протеолиза при обработке ястыков приводит к ухудшению качества готового продукта, снижению выхода. Соленая ферментированная икра отличается от пробитой по химическому составу и физическим показателям (прочности оболочки икринки и вязкости желточной массы).
