Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 8
1.1. Структура коллагена 8
1.2. Свойства коллагена 14
1.3. Способы диспергирования коллагена
1.3.1. Химическая модификация коллагенсодвржащвго сырья 20
1.3.2. Перспективы использования ферментативного гидролиза для модификации коллагенсодвржащвго сырья
1.4. Ферменты в мясной промышленности 27
1.5. Использование коллагенсодвржащвго сырья мясной промышленности 29
Заключение по обзору литературы. Цели и задачи исследования 34
ГЛАВА 2. Объекты, методы исследований и схема постановки эксперимента 36
2.1. Объекты исследований и схема проведения эксперимента 36
2.2. Методы исследований 39
ГЛАВА 3. Изучение влияния ферментативной обработки на свойства губ крупного рогатого скота 46
3.1. Физико-химические и биологические свойства сырья 46
3.2.Изучение активности ферментных препаратов 52
3.3. Изучение влияния ферментативной обработки на свойства сырья
3.3.1. Аминокислотный состав 65
3.3.2. Жирнокислотный состав липидов исследуемого сырья 66
3.3.3.Микроструктура губ крупного рогатого скота и продукта ферментативной обработки 69
3.3.4. Дифференциально-термический анализ нативного сырья и
продукта ферментативной обработки 70
Заключение 74
ГЛАВА 4. Изучение свойств модельных мясных систем 75
Заключение 90
ГЛАВА 5. Изучение свойств вареных колбас 91
5.1. Аминокислотный состав 94
5.2. Жирнокислотный состав 96
5.3. Органолептическая оценка колбас 100
5.4. Микроструктурные исследования
5.4.1. Контрольные образцы колбас 101
5.4.2. Опытные образцы колбас 103
ГЛАВА 6. Расчет экономической эффективности производства вареной колбасы с продуктом
Ферментативной обработки 105
Основные выводы 111
Список использованных источников литературы
- Химическая модификация коллагенсодвржащвго сырья
- Объекты исследований и схема проведения эксперимента
- Изучение влияния ферментативной обработки на свойства сырья
- Органолептическая оценка колбас
Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время в стране и мире имеют место проблемы, связанные с ограниченностью ресурсов животного белка Поэтому увеличение производства белоксодержащих продуктов питания является важнейшей среди медико-социальных проблем
Состояние мясной промышленности в условиях дефицита животноводческого сырья требует внедрения новых технологий, способствующих сокращению его потерь на всех стадиях технологического процесса Вторичное сырье мясной промышленности, в частности коллагенсодержащее, представляет собой один из перспективных видов животного сырья Проблема повышения эффективности использования подобных сырьевых ресурсов актуальна и волнует специалистов отрасли
В мясной промышленности накоплен определенный опыт создания технологий, способствующих вовлечению этого сырья в производственный процесс выработки продуктов питания Однако, анализируя современное состояние использования коллагенсодержащего сырья в пищевой промышленности и, в частности, в мясоперерабатывающей отрасли, можно отметить, тем не менее, низкий уровень его промышленной переработки Применяемые сегодня технологические процессы в малой степени являются ресурсосберегающими и не способствуют развитию безотходных или малоотходных технологий
В последнее время возрос интерес к применению протеолитических ферментов при производстве мясных продуктов с повышенным содержанием соединительной ткани, что связано со структурой и свойствами коллагена, который присутствует в ней Именно наличие коллагена, характеризующегося низкими функционально-технологическими свойствами и пищевой ценностью, обосновывает применение коллагенолитических ферментных препаратов для повышения пищевой и технологической адекватности сырья с высоким содержанием указанного белка О положительных результатах использования протеолитических ферментов для ферментации сырья с высоким содержанием соединительной ткани свидетельствуют работы многих авторов (О.О Баблоян, А С Большаков, В Д Боресков, Н Н Липатов, И А Рогов, М Л Файвишевский, G В Muller, Т Okayama и др )
В связи с вышесказанным решение вопросов обработки субпродуктов II категории (на примере губ крупного рогатого скота) препаратами протеолити-ческого действия позволит приблизиться к частичному решению проблемы ликвидации дефицита животного белка в продуктах питания. Выбор данного вида сырья, являющегося маловостребованным в технологии производства высокосортных мясных продуктов, объясняется, во-первых, отсутствием систематизированных данных о его составе и свойствах, во-вторых, перспективами увеличения поголовья крупного рогатого скота в связи с развитием отечественного животноводства и, как следствие, увеличением количества этого вида субпродуктов, которые необходимо рационально перерабатывать, развивая безотходные технологии
і 1С
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка и научное обоснование способа модификации коллагенсодержащих субпродуктов II категории (на примере губ крупного рогатого скота) для получения белкового продукта, перспективного для использования в технологии фаршевьгх мясных продуктов
В соответствии с поставленной целью решали следующие задачи
исследование нутриентного состава и гистологических особенностей нативных коллагенсодержащих субпродуктов II категории (губы крупного рогатого скота),
изучение влияния ферментных препаратов на свойства коллагенсодер-жащего сырья, научное обоснование параметров его ферментативной модификации и способа получения продукта ферментативной обработки,
обоснование допустимого уровня введения продукта ферментативной обработки в мясные изделия на основании исследования свойств модельных мясных систем,
апробация технологии в опытно-промышленных условиях и экспертиза качества готовых мясных изделий,
разработка проекта технической документации на колбасу вареную с использованием продукта ферментативной обработки в качестве рецептурного компонента
Научная новизна работы
При выполнении диссертационной работы получены следующие новые данные
Научно обоснованы и экспериментально подтверждены параметры модификации коллагенсодержащего сырья, позволяющие получить продукт ферментативной обработки субпродуктов II категории с улучшенными показателями переваримости (in vitro) и функционально-технологическими свойствами
Результаты дифференциально-термического анализа и изучения функционально-технологических свойств продукта ферментативной обработки подтвердили изменение структуры коллагена под влиянием биотехнологической модификации
Получены уравнения регрессии, описывающие зависимость структурно-механических свойств и перевариваемости (in vitro) продукта ферментативной обработки от технологических факторов.
Научно обоснована возможность использования в технологии вареных колбас субпродуктов II категории (губ крупного рогатого скота) после обработки протеолитическим ферментным препаратом коллагеназы из гепатопанкреаса камчатского краба.
Научно обоснован допустимый уровень введения продукта ферментативной обработки взамен адекватного количества основного сырья в рецептуры вареных колбас.
Практическая значимость
Доказана возможность улучшения свойств субпродуктов II категории в результате их обработки протеолитическим ферментным препаратом - колла-геназой из гепатопанкреаса камчатского краба, и получения продукта ферментативной обработки
Установлено, что 15 %-ая замена мясного сырья на адекватное количество продукта ферментативной обработки в рецептурах вареных колбас не ухудшает органолептические характеристики и пищевую ценность последних, одновременно повышая их функционально-технологические свойства
Разработан проект технической документации на производство колбасы вареной «Ефимовской» с использованием продукта ферментативной обработки (ПФО) Проведена опытно-промышленная выработка колбасы в производственных условиях ЗАО «Мясокомбинат Новороссийский» Показано, что готовый продукт обладал высокими качественными показателями
Новизна технического решения, представленного в диссертационной работе, отражена в заявке на патент РФ №2006125384 от 14 07 2006
Результаты работы внедрены в учебный процесс Разработано и издано учебное пособие «Коллагенсодержащее сырье мясной промышленности и его использование», рекомендованное для студентов специальностей 260301, 240902, 260302
Работа выполнялась в рамках научно-технической программы «Развитие научного потенциала высшей школы (Фундаментальные исследования)» по теме 1 6 06 «Биотрансформация полипептидов нативного коллагена, обеспечивающая получение реакционноактивного пищевого биополимера» (№ roc per 01200606315)
Апробация работы
Основные результаты исследований представлены и доложены на конференциях Международном молодежном научном конгрессе "Молодежь Наука Общество" (Москва, 2003), Пятой международной научно-технической конференции "Пища Экология Человек" (Москва, 2003), Второй международной научной конференции студентов и молодых ученых "Живые системы и биологическая безопасность населения" (Москва, 2003), Третьем международном конгрессе "Биотехнология состояние и перспективы развития" (Москва,2005), Третьей Научно-практической конференции " Значение биотехнологии для здорового питания и решения медико-социальных проблем" (Калининград, 2005); в рамках выставки «Мир биотехнологии 2007» на Четвертом международном конгрессе "Биотехнология состояние и перспективы развития" (Моск-ва,2007) продукт ферментативной обработки коллагенсодержащего сырья награжден дипломом 1-ой степени и медалью
Публикации
По результатам исследований, изложенным в настоящей диссертационной работе, опубликовано восемь печатных работ, в том числе две статьи (одна в реферируемом журнале), и подана заявка на получение патента РФ
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на fZ $ страницах машинописного текста и включает следующие разделы введение, обзор литературы, пять глав экспериментальной части, заключение, выводы, список литературы и приложения Работа содержит 3таблиц и 2.0 рисунков Библиографический указатель содержит /^наименованияработ, втч i^зарубежных авторов
Химическая модификация коллагенсодвржащвго сырья
Высокая гидратационная способность коллагена связана с содержанием в его структуре значительных количеств диамино- и аминодикарбоновых кислот и, следовательно, большого числа боковых полярных групп молекулы. При смещении рН в кислую или щелочную сторону от изоэлектрической точки набухаемость коллагена резко увеличивается (рис. 5, прил.1), при этом масса бежа в состоянии полного набухания может достигать от 400 до 4000 % к его сухой массе.
Известны многочисленные попытки теоретического объяснения набухания белков при взаимодействии с кислотами. Коллаген, например, имеет два взаимно противоположных по знаку заряда центра, вследствие чего в нем образуются солевые связи, стабилизирующие структуру. Под действием кислот в коллагене возникает положительный избыточный заряд и его структура разрыхляется за счет расширения фибрилл в полярных областях из-за отталкивания одноименно заряженных групп. В расширенные области поступает вода, и происходит набухание.
Набухание коллагена наряду с увеличением объема сопровождается переходом белка в стекловидное состояние. Опытами установлено, что при набухании коллагеновое волокно уменьшается на 1/3 своей длины и этот эффект проявляется тем отчетливее, чем тоньше и короче волокно. И наоборот, волокнистая структура коллагена набухает тем меньше, чем толще и компактнее переплетение волокон, т. е. способность к набуханию находится в прямой зависимости от степени разрыхленности коллагеновых образований.
Установленная закономерность определила требования к сырью при производстве зельцев и студней. Способность коллагена к набуханию имеет большое значение для мясоперерабатывающего, желатинового, кожевенного производств, а также для производства искусственных колбасных оболочек типа натурин, белкозин и т.д., где важной производственной стадией является кислотная обработка сырья, придающая за счет набухания коллагена конечному продукту нужные свойства и качество. При обработке сырья принято выделять три стадии: обводнение (определяется по увеличению массы), утолщение (определяется визуально), появление упругости (устанавливается по сопротивлению спилка давлению). В набухших волокнах коллагена возникает напряжение, так как под действием электростатических сил они не только утолщаются, но и сокращаются в длине. Таким образом, в результате кислотной обработки получают набухший продукт, представляющий собой результат гидратации молекул коллагена в кислой среде, а также механической иммобилизации воды в микро- и макропоры коллагена.
Благодаря уникальности своей структуры, а также (в большой степени) наличию в составе 4-гидроксипролина коллаген проявляет свойства сорбции органических соединений. Так он способен связывать пары органических соединений, в частности алифатических спиртов, бензола, толуола и пр. [67]. Причем, при оценке фрактальной размерности поверхности коллагена выяснилось, что она значительно превышает величину фрактальной поверхности для пористых адсорбентов (D=9,3 - для коллагена по сравнению с D=3 - для пористых адсорбентов). Этот результат свидетельствует о том, что сорбция изученных веществ на коллагене осуществляется в объеме твердой фазы, а не на поверхности твердого препарата.
Коллаген — пример высокой степени организации на всех ступенях микро- и макроструктуры. Однако в результате нагревания до определенной температуры физические свойства коллагена резко изменяются. При этом резко падает вязкость раствора, что указывает на потерю волокнистой структуры. Судя по изменению оптического вращения, исчезает спиральность отдельных цепей. Тепловое движение преодолевает силы, стабилизирующие тройную спираль, в результате чего структура разрывается и образуется желатин, имеющий конфигурацию статического клубка (см. рис.6 прил.1). Этот структурный переход возникает дискретно, при определенной температуре, аналогично тому, как происходит плавление кристалла. Применение в биохимии термина «плавление» правомочно в случаях, когда потеря высокоорганизованной структуры происходит в узких пределах температур. Спираль тропоколлагена характеризуется высокой степенью упорядоченности по длине. Дискретность структурного перехода при повышении температуры указывает на то, что стабилизация тройной спирали обусловлена кооперативными взаимодействиями, т. е. образованием множества усиливающих друг друга связей, каждая из которых сама по себе относительно слаба. Образование каждой из стабилизирующих связей в большой степени зависит от того, образуются ли одновременно и соседние связи.
Критерием стабильности тройной спирали тропоколлагена служит температура плавления (Тій), при которой спирализованность структуры утрачивается наполовину (рис. 7, прил.1). Для интактных коллагеновых фибрилл сопоставимым показателем является температура сжатия (Тсж). Коллагены различных видов организмов различаются по температуре плавления. Установлено, что Тт и Т коллагенов связаны с температурой тела животного (табл. 5) и коррелируют в зависимости от содержания иминокислот (пролина и гидроксипролина) в коллагене. Чем выше содержание иминокислот, тем стабильнее коллагеновая спираль. Таким образом, стабильность спирали отдельной цепи тропоколлагена зависит от количества остатков пролина и гидроксипролина.
Объекты исследований и схема проведения эксперимента
Анализ содержания коллагена в белке образцов показал, что в образце до ферментации доля его к общему количеству протеина составляла 62,7 %, а после ферментации 57,3 %. Снижение вызвано частичной деструкцией коллагена под воздействием ферментного препарата. Таким образом, ферментативная обработка привела к гидролизу 8,61 % коллагена в составе идентифицируемого белка. Однако, в дальнейшем, тепловая обработка может привести к интенсификации этого процесса деструкции, по причине повышения активности коллагеназы и, как следствие, дальнейшему разрушению молекул коллагена.
В состав липидов входят вещества разного химического строения. Основными компонентами липидов являются жирные кислоты. Насыщенные жирные кислоты используются организмом как энергетический материал. Особое значение имеют полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), такие как линолевая, линоленовая и арахидоновая, которые входят в состав клеточных мембран и других структурных элементов тканей, и выполняют в организме ряд важных функций, в том числе обеспечивают нормальный рост и обмен веществ, эластичность сосудов [141]. При полном отсутствии ПНЖК в питании наблюдается прекращение роста, некротические поражения кожи, изменение проницаемости капилляров. Линолевая и линоленовая кислоты относятся к так называемым "эссенциальным" (незаменимым) и не синтезируются в организме высших животных и человека.
Наиболее полное представление о полноценности жира дает характеристика соотношения насыщенных и ненасыщенных кислот.
Избыток насыщенных жирных кислот в питании часто приводит к нарушению обмена жиров, повышению уровня холестерина в крови. Полиненасыщенные жирные кислоты, особенно линолевая и арахидоновая, в отличие от насыщенных, способствуют удалению холестерина из организма. В соответствии с формулой сбалансированного питания, учитывающей энергетические и биологические аспекты, суточное потребление взрослым человеком должно составлять 80-100 г (в том числе 20-25 г растительных) жиров при содержании: незаменимых полиненасыщенных жирных кислот -2-6 г, олеиновой кислоты - 35 г и насыщенных жирных кислот - 20 г. Кроме того, соотношение между количеством полиненасыщенных и насыщенных жирных кислот должно составлять 0,3-0,35.
Данные таблицы 14 свидетельствуют о незначительных колебаниях количественного соотношения жирных кислот, составляющих липидную фракцию сырья до и после ферментативной обработки, что должным образом согласуется с утверждениями об отсутствии липазной активности у коллагеназы из гепатопанкреаса.
В большем количестве по сравнению с насыщенными жирными кислотами обнаруживаются в исследуемых образцах моно- и полиненасыщенные, которые превосходят первые по биологической ценности. Их суммарное количество составляет 58,71 и 58,68 % от общего содержания жирных кислот до и после обработки, соответственно. Таблица 14
Полиненасыщенные жирные кислоты, имеющие наиболее важное значение в обменных процессах организма, представлены линолевой, эйкозодиеновой и линоленовой кислотами и составляют 5,74% и 5,35%, до и после обработки, соответственно. Данная величина близка к оптимальной. При увеличении содержания ПНЖК свыше 10 %, усиливается перекисное окисление липидов, что нежелательно для организма человека [1, 12]. В целом, соотношение насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных ЖК в составе липидов исходного коллагенсодержащего сырья - говяжьих губ, практически аналогично количеству полиненасыщенных жирных кислот в говяжьем жире (50:45:5) [132] при превышении доли насыщенных кислот. Вместе с тем отмечается недостаточное количество эйкозодиеновой и линоленовой кислот и практически полное отсутствие арахидоновой. В связи с вышесказанным, можно прогнозировать медленное протекание окисления липидов.
Изучение микроструктуры исходного сырья имеет большое значение, поскольку позволяет получить данные, характеризующие строение пучков коллагеновых волокон, эпидермиса и его производных: залегание волосяных фолликулов, корней щетины.
Губа животного (рис.7 а, б) представляет собой сложную кожную складку, нижние слои которой составляет сеть разнонаправленных пучков волокон поперечно-полосатой скелетной мускулатуры с прослойками рыхлой соединительной ткани и тканей желез. На внешней стороне губы покрыты кожей с волосами, потовыми и сальными железами, со стороны ротовой полости также располагаются слизистые и серозные железы.
В ротовой поверхности губы располагается значительное количество сосочков. Эпителий с внешней стороны и с ротовой стороны ороговевающий многослойный плоский. Под эпителием находится собственный слой слизистой оболочки, состоящий из рыхлой и ретикулярной соединительной ткани. Подслизистого слоя в области губ нет. Под собственным слоем слизистой оболочки располагаются сложные железистые секреторные отделы.
Основную часть толщи губ составляют мышечные волокна круговой мышцы рта, характеризующейся развитой системой толстых прослоек перимизия, включающей большое количество коллагеновых волокон и соединительнотканных клеток. Кроме того, в области слизистой оболочки и мышечного слоя располагается значительное число мелких кровеносных сосудов, а также нервных чувствительных окончаний (в том числе инкапсулированных).
Изучение влияния ферментативной обработки на свойства сырья
Таким образом, анализ аминокислотного состава белков опытных и контрольных образцов колбас позволил достаточно подробно охарактеризовать биологическую ценность исследованных изделий, показал, что введение в рецептуру колбасных изделий продукта ферментативной обработки снижает значение аминокислотного скора, но не ниже 100 % для любой из отдельно взятых кислот, что не приводит к ухудшению качественного состава белка.
В таблице 27 приведены результаты жирнокислотного анализа образцов колбас. Данный показатель является показателем, наравне с аминокислотным составом может дать представление о биологической ценности пищевых продуктов. Анализ жирнокислотного состава контрольного и опытного образцов (с 15% заменой основного сырья) не выявил весомых различий в изменении общего количества насыщенных и ненасыщенных кислот за исключением колебаний по отдельным жирным кислотам. Так, содержание пальмитиновой кислоты в жире опытной колбасы уменьшилось на 3,8 %, в то же время количество стеариновой увеличилось на 13,32 %. Содержание олеиновой кислоты в опытной колбасе увеличилось в 1,07 раза, а пальмитолеиновой и линолевой понизилось в 1,7 и 1,12 раз, соответственно.
Наиболее неустойчивой фракцией фарша (в том числе и содержащее коллагенсодержащее сырье взамен адекватного количества мясного сырья) с химической точки зрения, является его липидная составляющая. Химические процессы в липидах развиваются в двух направлениях: гидролитического распада и окисления.
Для оценки влияния продукта ферментативной обработки на скорость окисления липидов готовых колбасных изделий фиксировали изменения показателей пероксидного числа (характеризующего накопление первичных продуктов распада липидов или диеновых коньюгатов) и тиобарбитурового числа (характеризующего накопление вторичных продуктов распада липидов, в частности малонового альдегида).
На основании экспериментальных данных, полученных в ходе исследования, построены графики и таблицы зависимости количества образующихся в колбасах продуктов окисления липидов.
Данные, полученные при изучении процесса накопления перекисных соединений в опытных образцах, в зависимости от продолжительности хранения, представлены на рис. 18.
Динамика накопления продуктов окисления липидов в процессе хранения колбас Согласно полученным данным, процессы окисления липидов протекают быстрее в опытных образцах вареных колбас. Однако на 6 сутки эти показатели не превышают норм, и жир соответствует свежему, что позволяет говорить о нормальной хранимоспособности образцов. Кроме того, для увеличения продолжительности хранения с точки зрения снижения интенсивности процессов окисления липидов в настоящее время существует множество пищевых антиоксидантов, разрешенных к использованию в технологии мясных продуктов.
Выход контрольного и опытного образцов вареных колбасных изделий был практически одинаковым и составил 115,7 и 116,4 %, соответственно.
Однако, учитывая, что непосредственно губы КРС составляют 50% белкового полуфабриката, 50 % - вода для ферментации, принимаем, количество основного сырья 92,5 кг для опытного образца. Таким образом реальный выход опытных изделий составляет 125,8 %.
Структурно-механические свойства образцов колбас (табл.28) определяли на приборе "Instron-1140" с использованием приставки Kramer Shear Press.
Опытные образцы колбас отличались пониженными (по сравнению с контрольными) значениями напряжения среза и работы резания. Это связано с присутствием в их составе значительного количества ПФО, характеризующегося повышенным содержанием влаги. Положительный аспект снижения структурно-механических характеристик заключается в облегчении раскусываемости и разжевываемости - сенсорные характеристики, определяющие силу, которая требуется челюстям, человека для осуществления раскусывания и дальнейшего процесса пережевывания продукта.
Исследованные образцы вареных колбас оценивали по органолептическим показателям с использованием 5-ти балльной шкалы. Преимуществом органолептической оценки как метода анализа качества продукции является возможность относительно быстрого и одновременного выявления комплекса таких свойств продукта, как внешний вид, цвет на разрезе, аромат, вкус, консистенция, сочность.
Усредненные данные бальной оценки при дегустации контрольных и опытных образцов колбас представлена в табл.29.
Органолептическая оценка показала, что по таким показателям как запах, сочность, вкус опытные образцы колбас превосходили контрольные. Низкие показатели вида фарша на разрезе связаны, по-видимому, с недостаточной насыщенностью цвета фарша, вызванной спецификой действия нитрита натрия в качестве красителя. Как известно количество миоглобина и гемоглобина в мясе является одним из определяющих показателей, влияющих на интенсивность цветообразования нитритом натрия. Таким образом, добавление сырья с высоким содержанием соединительной ткани приводит к понижению общего количества мышечных белков и, как следствие менее насыщенной окраски после термообработки. Помимо этого опытная колбаса на разрезе характеризовалась присутствием незначительной доли соединительных волокон, не повлиявших, тем не менее, на органолептические характеристики продукта. В целом, по группе органолептических свойств, результаты исследования колбас из контрольной и опытной партий практически не отличались, о чем свидетельствуют средние баллы органолептической оценки.
Исследования, проведенные рядом отечественных и зарубежных ученых [10, 13, 53, 131] показали, что знание характера и направленности изменений структуры мясного сырья и изготовленной из него готовой мясной продукции должна в сочетании с данными, получаемыми такими методами анализа как физические, химические, биохимические и физико-химические дать возможность наиболее объективно оценивать качественные характеристики пищевой продукции и совершенствовать технологические процессы ее изготовления [116,131].
Органолептическая оценка колбас
Массовая доля золы, находится в допустимых пределах, ограниченных требованиями к качеству мясных продуктов, в частности, вареных колбас [102].
Данные представленные на рис. 14 позволяют проанализировать такие функционально-технологические свойства модельных систем после тепловой обработки, как водоудерживающая и жироудерживающая способность и сделать следующие выводы. Водоудерживающая способность, повышалась при введении ПФО в системы и составила 150,04 % в образце, выработанном по варианту III-15. Образец, с 20-% уровнем замены основного сырья на ПФО, напротив не продолжил данную тенденцию и показал пониженное значение ВУС - 149,18 %. Таким образом, водоудерживающая способность имеет тенденцию к росту до определенного уровня замены мясного сырья на ПФО.
Схожая картина наблюдается и при рассмотрении динамики изменения жироудерживающей способности. Наибольшей жироудерживающей способностью (132,86 %) отличались мясные системы, полученные по варианту III-15, что может свидетельствовать о том, что при данном уровне замены мясного сырья на ПФО, образуются белково-жировые системы, препятствующие потере жира при тепловой обработке. Практически аналогичное, хотя и несколько меньшее, значение жироудерживающей способности имела система IV-20, причем, также прослеживается рост показателя жироудерживающей способности с повышением уровня замены мясного сырья на ПФО. Все эти данные свидетельствуют о высоком уровне функционально-технологических свойств мясных систем, содержащих определенное количество ПФО. Контроль 1-5 ІИО ІІИ5 IV-20
Помимо вышеуказанных показателей после термообработки определялась устойчивость модельных фаршей. Устойчивость, или стабильность, фарша является обобщающим показателем и характеризует развитие как влагосвязывающей способности сырого фарша, так влагоудерживающей и жироудерживающей способностей фарша, подвергнутого термической обработке. Устойчивость фарша характеризует связанное в фарше количество влаги и жира. Значения ее для изучаемых модельных мясных систем приведены на диаграмме, представленной на рис.15.
Можно отметить, что устойчивость фаршей с увеличением уровня замены мяса на продукт ферментативной обработки повышалась, и для образцов И-10 и III-15 составила 91,01 и 90,48%, соответственно. Однако для образца IV-20 было отмечено снижение этого показателя. Таким образом, наблюдается явление пресыщения системы продуктом ферментативной обработки, приводящее к ухудшению качественных характеристик.
При изучении переваримости белка модельных мясных систем в опытах in vitro после тепловой обработки, получены следующие данные (табл, 19). Анализ полученных значений переваримости показал, что в целом переваримость модельных мясных систем после тепловой обработки выше, чем до нее.
Увеличение уровня замены мясного сырья на ПФО приводит к некоторому снижению значений переваримости, что позволяет провести достаточно четкую параллель с поведением этих показателей до тепловой обработки. Так, общая переваримость в контроле составила 21,74, а при уровне замены мясного сырья 15% - 19,19 тирозина/г белка, что показывает повышение переваримости по сравнению с фаршами модельных мясных систем на 16,4 и 33,4 %, соответственно. Таким образом, после тепловой обработки модельных фаршей переваримость образцов с заменой мясного сырья на ПФО выросла значительнее контрольного, что можно объяснить продолжающимися при тепловой обработке процессами гидролитического распада коллагена соединительной ткани под воздействием коллагеназы, поскольку, как отмечалось ранее (см. Гл.З), активность последней значительно повышается с ростом температуры. В связи с этим атакуемость коллагена соединительной ткани ферментами пищеварительной системы растет интенсивнее переваримости мышечных белков контрольного образца.
Наблюдалось снижение переваримости модельных мясных систем после тепловой обработки, составившее для образца III-15 - 11,7%, а при уровне замены 20 % - вплоть до 17,9 % относительно контроля. Такая тенденция, очевидно, обусловлена повышением массовой доли соединительнотканных белков, которые, несмотря на денатурационные изменения, в меньшей степени атакуемы ферментами желудочно-кишечного тракта, по сравнению с белками мышечной ткани. Несмотря на это присутствие определенной доли неперевариваемого белка способствует улучшению функций желудочно-кишечного тракта
Из представленных данных следует, что, несмотря на понижение переваримости, при 15%-ом уровне замены мясного сырья на ПФО, такой показатели биологической ценности изученных систем, как переваримость, соответствует критериям оценки вареных колбасных изделий, содержащих соединительнотканные компоненты (переваримость которых - примерно 20 мг тирозина/г белка [61,124]. Зависимости переваримости белков модельных образцов с ПФО in vitro, описываются уравнениями аппроксимации, решения которых сводятся к линейным зависимостям: у = -0,2856х + 18,292 - до термообработки; у = -0,1728х + 21,442 - после термообработки, где у - переваримость in vitro, мг тирозина/г бежа; х - уровень внесения ПФО взамен мясного сырья, %.
Для более полного представления о биологической ценности модельных мясных систем, был изучен их аминокислотный состав. Известна необходимость ежедневного потребления с пищей различных аминокислот, из которых наибольшее значение для биосинтеза в организме имеют незаменимые и частично заменимые аминокислоты. Помимо этого должна удовлетворяться потребность человека и в других аминокислотах, если учитывать их вклад в обеспечение организма общим белком, энергией, участие в образовании важнейших физиологически активных соединений: органических кислот, пуринов, пиримидинов и др. [65, 135, 155]. Результаты аминокислотного анализа суммарного белка образцов модельных мясных систем представлены в табл. 20.
Согласно данным таблицы, количество незаменимых аминокислот снижается при введении в модельные системы продукта ферментативной обработки. Так, по следующим аминокислотам: изолейцину, лейцину, валину, которые поддерживают баланс между естественной деструкцией и синтезом аминокислот [123],- указанное снижение составило порядка 14% для образца IV-20 по отношению к контролю. По остальным НАК выявлена аналогичная тенденция. Вместе с тем, в составе изученных образцов увеличивалось количество ЗАК, а также аргинина и гистидина, относящихся к частично заменимым аминокислотам, синтезируемым медленно.
