Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Аналитический обзор патентно-информационной литературы по проблеме совершенствования технологии получения белковых гидролизатов и их использование при производстве рыборастительных продуктов 7
1.1 Роль белка и аминокислот в жизнедеятельности человека 7
1.2 Целесообразность использования растительных компонентов в рецептурах продуктов на рыбной основе 12
1.3 Существующие способы производства гидролизатов 21
1.4 Особенности выбора ферментных препаратов для гидролиза растительного и животного белка 30
1.5 Анализ существующих технологических приемов получения рыборастительных продуктов 36
1.6 Задачи исследования
Глава 2 Объекты и методы исследований 39
2.1 Программно-целевая модель исследований 39
2.2 Объекты исследований 41
2.3 Методы исследований. Лабораторная аппаратура 49
2.4 Методы исследования ферментативного гидролиза 51
2.5 Методика проведения экспериментов по обработке биосистем электромагнитным полем 61
2.6 Определение перевариваемости рыбы и рыбных продуктов 65
2.7 Определение коллагена на основе предварительного гидролиза 68
2.8 Определение витаминного состава 72
2.9 Микробиологические исследования 72
2.10 Планирование эксперимента 73
Глава 3 Экспериментальная часть 76
3.1 Теоретическое обоснование способов совершенствования технологии получения белковых гидролизатов 76
3.2 Исследование особенностей совместного ферментативного гидролиза белков фасоли и рыбного сырья 94
3.3 Исследование воздействия ЭМП НЧ на микрофлору сырья в процессе получения белкового рыборастительного гидролизата
3.4 Совершенствование технологии получения белкового рыборастительного гидролизата 101
3.5 Подбор рационального ассортимента и исследование химического состава сырья для изготовления рыборастительных продуктов 102
3.6 Получение СОг- экстрактов из растительного сырья
3.7 Изучение влияния рН на изменение протеолитической активности КПГ мышечной ткани рыб
3.8 Изучение влияния рН на изменение протеолитической активности КПГ мышечной ткани рыб 116
Глава 4 Совершенствование технологии рыборастительных консервов с использованием рыбных гидролизатов и разработка рецептур 118
4.1 Разработка усовершенствованной технологической схемы производства рыборастительных консервов 121
4.2 Разработка рецептур рыборастительных продуктов, обогащенных белковым рыборастительным гидролизатом 123
4.3 Оценка пищевой, биологической ценности и безопасности новых видов рыборастительных консервов 125
4.4 Разработка технической документации на получение белкового рыборастительного гидролизата, на новые виды рыборастительных продуктов и оценка экономической эффективности 137
4.5 Опытно-промышленная реализация результатов исследования 138
4.6 Расчет экономической эффективности и оценка экологической безопасности новых продуктов питания 138
Выводы 142
Литература 144
Приложения 156
- Целесообразность использования растительных компонентов в рецептурах продуктов на рыбной основе
- Методика проведения экспериментов по обработке биосистем электромагнитным полем
- Исследование особенностей совместного ферментативного гидролиза белков фасоли и рыбного сырья
- Разработка рецептур рыборастительных продуктов, обогащенных белковым рыборастительным гидролизатом
Введение к работе
Рыбная промышленность страны является одним из поставщиков высокобелкового сырья для производства пищевых продуктов. Однако в период перехода к рыночным отношениям добыча и переработка рыбного сырья значительно снизились, в результате чего в большинстве регионов Российской Федерации потребность в пищевом белке удовлетворяется лишь на 78-80% от нормы. В то же время, недостаточное поступление легкоусвояемых форм белка в рационах питания приводит к нарушению процессов роста, развития и иммунной устойчивости организма человека.
Известен биотехнологический метод получения белка из вторичных ресурсов сельскохозяйственного производства. В основе биотехнологии лежат ферментативные реакции. Высокая специфичность действия протеолитических ферментов, наличие в живых организмах полиферментных систем, катализирующих последовательное превращение субстратов, позволяют получать целевые продукты заданного качества наиболее экономичным путем.
Применение ферментных препаратов в рыбоперерабатывающей промышленности являются одним из эффективных и перспективных путей увеличения производства продуктов функционального назначения, повышения их качества, биологической ценности и вкусовых достоинств.
Теорией процесса регулирования скорости протеолиза занимались известные ученые и специалисты- Андреев М.П., Антипова Л.В., Вознесенский Н.А., Глотова И.А., Леванидов И.П., Левиева А.С., Логвинов М.В., Лысова А.С., Мясоедова В.М., Палагина И.А., Разумовская Р.Г., Слуцкая Т.Н., Черногорцев А.П., Шамханов Ч.Ю., Шендерюк В.И., К. Hjelmeland, J. Koffer, Y. Lida, M. Yamashita и другие.
Определенные успехи достигнуты в области теоретической энзимологии, технологии производства ферментов и очистки гидролизатов от примесей. Обоснована целесообразность обогащения белковыми рыбными гидролизатами овощных и крупяных продуктов. Установлены закономерности функциониро-
вания полиферментных систем, участвующих в последовательных превращениях субстратов, выявлен характер влияния коллоидно-химических факторов на кинетику ферментативных реакций в полидисперсных системах, образующихся при переработке сельскохозяйственного сырья. Это привело к созданию теоретической базы ферментации сырья растительного и животного происхождения.
Пищевая биотехнология принадлежит к числу приоритетных областей человеческих знаний. Эта наука сложилась на основе достижений микробиологии, биохимии, генетики и химической технологии. Весьма желательно применить достижения пищевой биотехнологии в области биотрансформации низкосортного белка на предприятиях рыбной отрасли.
Для определения наиболее рациональных путей использования маломерного и недефицитного рыбного сырья и отходов необходима систематизация и учет вторичных ресурсов переработки гидробионтов, формирование дифференцированных подходов к видам сырья, способам и методам их переработки на пищевые цели.
Традиционные технологии не предусматривают максимальное вовлечение вторичных рыбных ресурсов и не дают желаемых результатов в связи с низкими свойствами низкокалорийных компонентов в рецептурах рыбных продуктов.
Наиболее перспективным решением для получения высокобелковой пищевой добавки в комбинированные рыборастительные продукты считаем предварительную обработку малоценного рыбного сырья с помощью методов биомодификации структуры, среди которых особо выделим метод энзиматиче-ской конверсии.
Несмотря на то, что практически расшифрован механизм действия ферментов на сложные природные субстраты и установлены закономерности функционирования полиферментных систем, участвующих в последовательных превращениях субстратов, до конца не ясен характер влияния коллоидно-химических факторов на кинетику ферментативных реакций в полидисперсных
системах, образующихся при переработке вторичного рыбного сырья. Решение этих вопросов может существенно продвинуть создание теоретической базы ферментации растительного и животного сырья и прослужить основой высокоэффективной технологии его переработки.
Рыбная промышленность длительное время была поставщиком полноценного белка в рационах питания различных групп населения, но резкое сокращение сырьевой базы привело к необходимости создания безотходных технологий переработки объектов речного и морского промыслов. В связи с этим, весьма рациональным представляется разработка технологии комбинированных рыборастительных продуктов с использованием ферментативных гидролизатов из малоценной и «сорной» рыбы, из отходов рыбоперерабатывающих производств.
В федеральных целевых программах «Здоровье» и «Развитие АПК» обоснована целесообразность создания безотходных технологий переработки объектов речного и морского промыслов. В связи с этим, весьма рациональным представляется получение ферментативных гидролизатов из малоценной и маломерной рыбы, вторичных ресурсов рыбоперерабатывающих производств, для конструирования сбалансированных по химическому составу рыборастительных продуктов.
Целью диссертационной работы явилась разработка новой технологии рыборастительных продуктов с использованием белковых рыбных гидролизатов.
Целесообразность использования растительных компонентов в рецептурах продуктов на рыбной основе
Использование растительных компонентов в сочетании с сырьем животного происхождения считается одним из важнейших направлений создания продуктов функционального назначения [21, 37,39]. Известно, что зерновое сырье содержит значительное количество белков, липидов, витаминов, микро и макроэлементов [105]. Белки семян зерновых культур дефицитны по двум незаменимым аминокислотам - лизину и треонину, белки кукурузы - по триптофану. Зато метионин и цистин содержится в больших количествах. А для семян бобовых культур лимитирующей является сумма серосодержащих аминокислот - метионина и цистина. Пользуясь различием аминокислотного состава растительных белков получаем возможность повысить их биологическую ценность за счет совместного использования в разрабатываемых рецептурах. Овощное сырье является источником углеводов, органических кислот, пектина, витаминов С, Р, Е, К, каротиноидов, вкусовых, ароматических и анти-оксидантных веществ. Фасоль (Phaseolus), род однолетних и многолетних растений семейства бобовых. Фасоль - ценный пищевой продукт. Относится к зернобобовым куль- турам. Зерна фасоли содержат большое количество легкоус- И ояемого белка, близкого по составу к животным белкам. В семенах фасоли содержится до 25% белка, который по своей Іпищевой ценности превосходит многие сорта мяса. К тому же, белок фасоли усваивается на 70-80 %. Богата фасоль и минеральными веществами: калием, магнием, железом. Наличие в плодах фасоли витаминов В2 и В6, витаминов С, Е и РР, незаменимых аминокислот, делают ее очень полезным продуктом.
Фасоль считают одним из факторов долгожительства. К примеру, ежедневное меню долгожителей Абхазии содержит не менее 50 граммов фасоли. По содержанию цинка и меди фа соль занимает первое место среди всех зерновых бобовых и овощей. Нехватку меди ощущают люди с заболеваниями желудочно-кишечного тракта. При этом они испытывают постоянные головные боли, плохое самочувствие, быструю утомляемость. Это усугубляет проблемы с сердечно-сосудистой системой, нервные и психические расстройства, ослабляет иммунитет, провоцирует бесплодие. Потребление фасоли благотворно для деятельности поджелудочной железы. Она усиливает секрецию желудочного сока. Поэтому пюре из фасоли -хорошее диетическое средство при гастритах с пониженной секрецией желудка. Фасоль в отличие от макарон и картофеля предотвращает тучность. За два-три года регулярного потребления фасоли можно избавиться от ожирения. Различают зерновую и пищевую фасоль. К зерновым относятся те сорта, у которых в пищу используют спелые зерна. К овощным - с сахарными бобами. В пищу их используют незрелыми. Зерна содержат аминокислоты (триптофан, лизин, аргинин, тирозин и метионин), углеводы, жиры, витамины группы В и витамин С, большое количество фосфора. По содержанию меди и цинка фасоль превосходит многие овощи. Картофель (лат. Solarium tuberosum) — вид многолетних клубненосных травянистых растений из Паслён {Solarium) семейства Паслёновые (Solanaceae). Клубни картофеля являются важным продуктом питания, в отличие от ядовитых плодов. В белках картофеля содержатся практически все аминокислоты, встречающиеся в растениях, в том числе и незаменимые. Химический состав клубней зависит от сорта, условий выращивания (климатических, погодных, типа почвы, применяемых удобрений, агротехники возделывания), зрелости клубней, сроков и условий хранения и др. В среднем картофель содержит (в %): воды 75 %; крахмала 18,2; азотистых веществ (сы- рой протеин) 2; Сахаров 1,5; клетчатки 1; жиров 0,1; титруемых кислот 0,2; веществ фенольной природы 0,1; пектиновых веществ 0,6; прочих органических соединений (нуклеиновых кислот, гликоалкалоидов, гемицеллюлоз и др.) 1,6; минеральных веществ 1,1. Ориентировочно различают сорта картофеля с высоким содержанием сухих веществ (более 25 %), средним (22—25 %) и низким (менее 22 %). Крахмал составляет 70—80 % всех сухих от скороспелости сортов: оно выше у позднеспелых. В процессе хранения количество крахмала в клубнях уменьшается в результате гидролитического распада его до Сахаров. В большей мере снижается содержание крахмала при низкой температуре (1— 2С). Сахара в картофеле представлены глюкозой веществ клубня; находится он в клетках в виде слоистых крахмальных зёрен размером от 1 до 100 мкм, но чаще 20—40 мкм. Содержание крахмала зависит (около 65 % к общему сахару), фруктозой (5 %) и сахарозой (30 %), в незначительном количестве встречается мальтоза, обычно при прорастании картофеля. Наряду со свободными сахарами в картофеле имеются фосфорные эфиры Сахаров (глюкозо-1-фосфат, фруктозо-6-фосфат и др.). В клубнях картофеля в среднем содержится (в мг на 100г): витамина С 12; РР 0,57; Ві 0,11; В2 0,66; В6 0,22; пантотеновой кислоты 0,32; каротина (провитамина А) следы; инозита 29. В незначительных количествах обнаружены био-тин (витамин Н) и витамины Е, К и др. Органические кислоты обусловливают кислотность клеточного сока картофеля. Значение рН для картофеля установлено в пределах 5,6—6,2. Картофель содержит лимонную, яблочную, щавелевую, изолимонную, молочную, пировиноградную, винную, хлорогеновую, хинную и другие органические кислоты. Наиболее богат картофель лимонной кислотой.
Методика проведения экспериментов по обработке биосистем электромагнитным полем
Для проведения экспериментов объекты исследования (рыба-сырец, охлажденная, белковый гидролизат, готовая продукция) помещали в экранированную камеру с находящимся внутри излучателем магнитного поля, который представлял собой катушку внутренним диаметром 3 см и площадью поперечного сечения S= 30 см , количеством витков п= 2500 и индуктивностью L=0,3 Гн. Излучатель с помощью экранированного кабеля подключали к источнику сигналов. Напряженность магнитного поля вычислялась следующим образом [9]. Импеданс излучателя рассчитывали по формуле (2.4) где: Ra - активное сопротивление катушки, L - индуктивность катушки, f-частота электромагнитных колебаний. Как известно, величина магнитной индукции соленоида связана с амплитудным значением силы тока I, протекающего по катушке с числом витков п, площадью поперечного сечения S и индуктивностью катушки L: где: U - амплитудное значение напряжения, приложенного к катушке.
Зная величину магнитной индукции МП, возможно вычислить напряженность поля вблизи катушки по формуле: где: //- магнитная проницаемость вещества, //0- магнитная проницаемость вакуума. Расчет напряженности поля на расстоянии, равном расстоянию от излучателя до исследуемого объекта, производится по формуле (2.7): где: b -расстояние от катушки до исследуемого объекта, г- радиус катушки. Измерение ослабления стенками камеры МП производили следующим образом. На расстоянии 1 м от камеры располагали многослойную катушку, имеющую 2000 витков, на которую поступали синусоидальные колебания от генератора ГЗ-118. Величину напряжения, подаваемого на катушку, фиксировали с помощью осциллографа С1-78. Активное сопротивление используемых катушек измеряли прибором В7-38. На расстоянии 1,5 м от катушки создавалось МП напряженностью Н=200А/м. В середине камеры находилась катушка с количеством витков п=2000, подключенная через экранированный кабель к анализатору спектра С4-48. Расчет напряженности МП в камере проводился по формулам 2.1-2.4. Ослабление МП в диапазоне от 3 до 20 Гц и от 30 до ЗООкГц составляло 40 и 60Д6 соответственно. Воздействие на исследуемые объекты МП КНЧ диапазона проводили на установке КНИИХП, которая состоит из генератора колебаний 1, частотомера 2, осциллографа 6, контролирующего напряжение на выходе усилителя, емкости для загрузки исследуемых объектов 3, излучателя 4 (рисунок 2.6) Блок - схема устройства для обработки исследуемых биосистем МП КНЧ диапазона Синусоидальные колебания крайне низкочастотного диапазона с выхода генератора 1 поступали на вход частотомера 2, на вход осциллографа 6 и на излучающее устройство 4, помещенное внутри емкости 3, объект исследования обозначен на схеме цифрой 5. В качестве генератора 1 синусоидальных колебаний крайне низкочастотного диапазона использовали ГЗ-118, частотомера 2- Ф5041, осциллографа 6 -С1-69. Емкость 3 и излучающее устройство 4 описаны ранее. Созданная установка позволяет генерировать синусоидальные колебания. Нестабильность частоты в диапазонах 3-30, 30-100, 100-300 Гц и 300- 20 кГц составляет 0,2, 0,1, 0,01, 0,001% соответственно. Блок-схема установки для обработки биосистем ЧМ ЭМП Устройство состоит из генератора колебаний 1, частотомера 7, генератора несущей частоты 2, осуществляющего также функцию частотно-моделирующего устройства, усилителя 3, имеющего на выходе ограничитель амплитуды сигнала, изображенный на рисунке 2.4, осциллографа 6, излучателя 4, представляющего собой многослойную катушку и емкости для загрузки исследуемых образцов 5. В качестве генератора колебаний 1 использовали ГЗ-118, частотомера 7-Ф5041, генератора несущей частоты 2- Л31, усилителя 3-«Амфитон» 25У-202С (использовался только при частоте несущей, лежащей в звуковом диапазоне), включающий ограничитель амплитуды сигнала (устройство изображено на рисунке 2.3), осциллографа 6- С1-69, излучатель 4-соленоид. В качестве излучателя и емкости для загрузки исследуемых объектов использовались излучатель 4 и емкость 5, описанные ранее.
Диапазон регулировки девиации частоты лежал в пределах от 0 до 60 кГц. С целью устранения паразитной амплитудной модуляции к базовым цепям выходных транзисторов усилителя был подключен ограничитель амплитуды сигнала, изображенный на рисунке 2.5. Который состоит из диодов D]- Dn, D r D n (Д 229 Б), переменных резисторов R{ Rn (220 кОм), R i R n и переключателей Si Sn, S i S n. Подбором величины сопротивления резистора и количеством включенных диодов выбиралось напряжение, при котором происходило открывание диодов и ограничение диодов, а также ограничение базового тока выходных транзисторов. Изменение девиации частоты производилось с помощью анализатора спектра С4-48. При частотной модуляции частота изменяется по закону изменения модулирующего сигнала в соответствии с формулой: где: А - максимальное значение отклонения частоты от ее среднего значения (девиация частоты), Q- частота моделирующего сигнала, со0- угловая частота несущего колебания, г - время При частотной модуляции, девиация частоты пропорциональна амплитуде модулирующего напряжения: где: Un -амплитуда моделирующего напряжения, k-коэффициент пропорциональности. Само же частотно-моделирующее колебание можно представить в виде: где: /чц(г)-амплитуда частотно моделированного колебания, Um- амплитуда несущего колебания, ти1- индекс частотной модуляции, показывающий максимальное отклонение фазы колебания при частотной модуляции {тчм =Aco/Q). Индекс частотной модуляции при использовании модулирующей частоты крайне низкочастотного диапазона в проводимых экспериментах лежал в пределах от 37600 до 5.
Исследование особенностей совместного ферментативного гидролиза белков фасоли и рыбного сырья
Используемая в качестве объекта исследований фасоль содержала 21% белка, состоящего из двух основных глобулинов с коэффициентом седиментации 11-13S (легуминоподобные белки с молекулярной массой ЗбОкДа) и 7-8S (вицилинподобные белки с молекулярной массой 167кДа). Альбуминовая фракция белков фасоли состояла из белков с массой ЗбкДа.
Для получения белкового гидролизата использовали муку из фасоли или предварительно подготовленные очищенные и измельченные зерна фасоли. Ферментативную биоконверсию белка фасоли и рыбного сырья осуществили в герметичном биореакторе с металлокерамическими стенками с возможностью непрерывного отбора продуктов гидролиза. Соотношение растительного и рыбного сырья в биореакторе составляло: мука из фасоли 30%, разделанная тушка плотвы 30%, вторичные ресурсы разделки карпа, сига и форели 40%.
Для глубокого гидролиза белков фасоли и рыбы использовали мультиэн-зимный протеолитический комплекс (МЭПК), содержащий в равных отношениях ферменты амилоризин ШОХ, пепсин, каталазу, химотрипсин и коллагена-зу, что связано с большим разнообразием типов пептидной связи.
Регулирование величины рН осуществляли с помощью газообразного диоксида углерода под давлением до 4 МПа. При использовании МЭПК учитывали, что условия активации и оптимумы действия отдельных ферментов различны, что потребовало применения специального режима гидролиза. Например сериновая карбоксипептидаза фасоли также имеет широкую специфичность в отношении типов пептидной связи. На рисунке 3.8 приведена схема регулирования скорости гидролиза при совмещенной биоконверсии фасолевого и рыбного белка. Поэтому можно предположить, что использование таких технологических приемов и способов, которые позволяют при производстве белковых рыборастительных гидролиза Из рисунка 3.9 следует, что максимальное значение степени гидролиза белков фасоли наблюдается через 550 минут при рН 3,5, при температуре 45С.
На рисунке ЗЛО представлены сравнительные данные по гидролизу белка фасоли, малоценного рыбного сырья и ВР протеолитическими ферментами и
МЭПК. Полученные данные свидетельствует о том, что максимальные значения растворимого белка, а также редуцирующих веществ в белковом рыбора-стительном гидролизате наблюдается при использовании МЭПК в процессе гидролиза. Дальнейшее увеличение глубины протеолиза возможно при условии непрерывного удаления продуктов распада белка (аминокислот) с помощью микроультрафильтрации и
консервирования ферментируемой смеси обработкой электромагнитным полем низкой частоты (ЭМП НЧ).
Для изучения биологической стабильности гидролизата в период ферменто-лиза использовали методику сравнения МАФАнМ проб образцов с консервантом (изопропанолом), проб обработанных ЭМП НЧ и контрольных проб. Обработка образца ЭМП НЧ проводилась в диапазоне модулирующих частот от 27 до 32 Гц с несущей частотой 26,9 МГц в течение 20 мин. В результате исследований установлено, что при воздействии на гидроли-зат в течение 25 мин электромагнитным полем в диапазоне частот от 27 до 32 ГЦ меняется структура воды и увеличивается водоудерживающей способности белка.
В настоящее время нет достоверных данных по изменению скорости ферментативного катализа, вызываемым ЭМП НЧ, для оценки влияния электромагнитной обработки на молекулу фермента.
При изучении действия ЭМП на белковую структуру, мы учитывали воздействие водной среды, в которой, благодаря воздействию пространственно направленных Y - связей, макромолекулы приобретают необходимую конформа-цию и способность выполнять свои дифференцированные функции. При определенной влажности белок становится лабильным за счет образования на поверхности белка связанной воды. При достижении критического значения влажности резко увеличивается среднеквадратичная амплитуда колебаний неводородных атомов, а также изменяются механические свойства белка.
В случае воздействия на биосистему модулированной электромагнитной волны (при её распространении в гидролизате), она способна вызвать поляризацию молекулбелка. Причем на низких частотах присутствуют все виды поляризации (ионная упругая, ионная тепловая, электронная тепловая и т.д.). С увеличением частоты внешнего ЭМП происходит запаздывание отдельных видов поляризации и поляризуемость молекул уменьшается. Внешнее ЭМП создаст дополнительные колебания в рассматриваемой системе, то есть поляризацию, частота изменения которой будет отставать от изменения частоты внешнего ЭМП, причем отставание это будет возрастать с увеличением частоты. Амплитудно-частотная характеристика этого процесса будет иметь наклонный, спадающий вид. При этом в случае воздействия ЧМ ЭМП будет осуществляться процесс преобразования ЧМ колебаний в AM колебания. Если зависимость изменения поляризации от амплитуды внешнего воздействия нелинейная, то линейное увеличение энергии внешнего ЭМП будет преобразовываться в нелинейное изменение поляризации, то есть будет осуществляться процесс детектирования колебаний и на молекулу будут действовать силы с комбинационными частотами, выделенными в результате детектирования.
Согласно нашим исследованиям изменения полного сопротивления исследуемых нами объектов носят монотонно спадающий вид характерный для уменьшения емкостного сопротивления с увеличением частоты поля. Преобразование ЧМ колебаний в AM колебания возможно за счет того, что зависимость проводимости гидролизата от частоты электрических колебаний имеет монотонный спад.
В отличие от амплитудной модуляции при частотной модуляции даже чистым тоном модулированное колебание содержит бесконечный ряд боковых колебаний, частоты которых отличаются от несущей частоты на ±nf, где п = 1, 2, 3 и т.д. Следовательно, спектр частот, излучаемых в пространство, получается бесконечно широким.
Амплитуды боковых колебаний определяются величиной индекса модуляции и по мере увеличения частоты боковых колебаний довольно быстро убывают. Скорость убывания амплитуды боковых колебаний зависит от индекса модуляции. При малых значениях индекса модуляции Мчм (отношение девиации частоты к частоте модулирующего напряжения называется "индексом частотной модуляции" Мчм = Лю//м = Afd/н) амплитуды боковых колебаний убывают быстро и ширина спектра практически получается равной 2/ЫйКС, как и при амплитудной модуляции. При увеличении индекса модуляции спектр частот, занимаемых частотно-модулированным сигналом, значительно расширяется.
Разработка рецептур рыборастительных продуктов, обогащенных белковым рыборастительным гидролизатом
Применение гидролизатов в технологии рыбных продуктов - это одно из наиболее перспективных направлений в области создания изделий с заданным химическим составом. Из растительного и рыбного сырья были изготовлены консервированные продукты. Для выработки рыборастительных консервов использовали следующие виды сырья: Рыба охлажденная ГОСТ 814-96; Картофель ГОСТ 7176-85; Мука пшеничная ГОСТ 51415-99; Капуста ГОСТ 1724-85; Шпик ГОСТ 5238 81; Морковь ГОСТ 1721-85; Масло растительное ГОСТ 7824-80; Фасоль ГОСТ 7758-75; Гречневая крупа ГОСТ 5550-74; Чеснок ГОСТ 27569-87; Лук репчатый жареный по ГОСТ 27166; Гидролизат белковый по ТУ 9234-156-0480-1546-07; Томатная паста ГОСТ 3349-89; Вода ГОСТ 4245-72; Соль поваренная пищевая по ГОСТ 13830; С02-экстракт перца кубеба ТУ 9234-156-0480-1546-07; С02-экстракт лаврового листа ТУ 9234-156-0480-1546-07; С02-экстракт укропа ТУ ТУ 9424-156-0370-1546-07; Упаковка типа Ламистер ГОСТ 5981-88. Нами сконструированы сбалансированные по основным питательным веществам консервированные продукты, биохимический состав которых оценен с помощью обобщенной функции желательности Харрингтона (таблица 4.1). Рецептурный состав рыборастительных консервов, сбалансирован по химическому составу, с использованием компьютерной программы моделирования продуктов Generic 2,0 и представлен в таблице 4.1. Представленные рецептуры сбалансированы по химическому составу и соответствуют функции желательности Харрингтона со значением 0,87 с оценкой «хорошо». На способы производства новых рыборастительных консервированных продуктов получено 5 патентов РФ на изобретения. Направленное применение растительного сырья при производстве рыборастительных консервов позволяет: сбалансировать общехимический и аминокислотный составы, улучшить качественные характеристики готовой продукции, снизить себестоимость вырабатываемой продукции. Оценку биологической сбалансированности и биологической ценности продуктов проводили по следующим показателям: аминокислотный скор про дуктов; коэффициент различия аминокислотного скора; биологическая цен ность пищевого белка; коэффициент утилитарности аминокислотного состава.
Значение аминокислотного скора определяли по формуле (3.4): где Aj - массовая доля j-той незаменимой аминокислоты в исследуемом продукте; A aj - массовая доля j -той незаменимой кислоты, соответствующая физиологически необходимой норме (эталону), г/100 г белка. Коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС) рассчитывали по формуле (3.5). Величина показывает среднюю величину избытка аминокислотного скора, незаменимых аминокислот по сравнению с наименьшим уровнем скора какой-либо незаменимой аминокислоты. КРАС показывает избыточное количество аминокислот, не используемых на пластические нужды: где Cj - скор j - той незаменимой аминокислоты оцениваемого белка по отношению к физиологической норме (эталону); С min - минимальный скор аминокислоты, оцениваемого белка по отношению к физиологической норме (эталону). Биологическая ценность пищевого белка (БЦ) определяли по формуле (3.8): Коэффициент утилитарности j - той незаменимой аминокислоты, доли единицы, рассчитывали по формуле (3.8): Коэффициент утилитарности аминокислотного состава имеет практическое значение, так как возможность утилизации организмом аминокислот предопределена минимальным сроком одной из них. Как известно, под биологической ценностью понимают степень удерживания и использования азота, поступающего с пищей, в растущем организме или эффективность его утилизации при поддержании азотистого равновесия в организме. Она зависит от аминокислотного состава белков и их структурных особенностей. Экспериментальное определение относительной биологической ценности белковых веществ может быть проведено не только на высших животных, но и на различных микроорганизмах. Одним из таких микроорганизмов является реснитчатая инфузория Tetrachimena pyryphormus. Tetrachimena имеет двойной цикл пищеварения — кислотный и щелочной. Эта смена реакций алогична пепсинной и трипсинной стадиям пищеварения высших животных и человека. Многие ее ферментные системы адекватны ферментным системам высших животных, и для ее роста требуются все незаменимые аминокислоты. Быстрый рост в благоприятных условиях и микроскопические размеры Tetrachimena pyryphormus позволяют получать в большом количестве за короткое время статистически достоверные данные, совпадающими с экспериментальными данными исследований, проводимых на высших животных. Поэтому мы сочли возможным использовать микроскопическую инфузорию Tetrachimena pyryphormus для определения относительной биологической ценности рыборастительных консервов. Испытуемые пробы и стандартный казеин растирали раздельно в ступках до размеров частиц не более 200 нм. В сухие и чистые пробирки вносили навески (в трех повторностях) испытуемых белковых продуктов и параллельно в другие пробирки - контрольные навески стандартного казеина из расчета 0,4 мг/г общего азота. В пробирки добавляли 0,4 мл основного раствора и 0,5 мл дистиллированной воды. Пробирки в штативе термостатировали при 85 С в течение 15-20 мин для инактивации посторонней микрофлоры.
После охлаждения пробирок до комна той температуры производили посев 0,02 мл трехдневной культуры Tetrachi-тепа pyryphormus и затем термостатировали при 25 С в течение 4 суток, периодически встряхивая пробирки (через 3- 6 ч). По окончании термостатирования содержимое пробирок фиксировали раствором Люголя, брали пробу суспензии и производили подсчет микроорганизмов в счетной камере Горяева. Относительную биологическую ценность рассчитывали в соответствии с формулой (3.9): где ОБЦ— относительная биологическая ценность; Кб — количество микроорганизмов, выросших на изучаемом белке; у- количество микроорганизмов, выросших на стандартном белке. Контролем служила не обработанная мышечная ткань рыбы. Образцы рыбы и контроль исследовали по микробиологическим показателям. Статистическую обработку данных проводили с помощью программы Statistica-7. При обработке цифрового массива рассчитывали следующие показатели: средняя арифметическая величина (М); среднеквадратичное отклонение от средней арифметической (+ с); ошибка среднего арифметического значения (± т) достоверность одного и разница между двумя показателями (t и р); доверительный интервал (I) при заданном уровне вероятности (р). Среднюю арифметическую величину (М) вычисляли при работе с абсолютными числами. Расчет производили по формуле: где: Х- абсолютное значение индивидуального показателя; п - число наблюдений. Среднее квадратичное отклонение (± а) рассчитывали по формуле: где: (X(i)-M(x)) - квадраты отклонений результатов i-тых измерений от среднего арифметического значения; п - число наблюдений. Определение средней ошибки (± т) проводили по формуле: Оценку достоверности (t) вычисленной средней величины и ошибки определяли по формуле: Установление достоверности выявленных различий между сравниваемыми величинами разницы (t) проводили по формуле: где: Mi иМ2- сопоставляемые средние величины; mj и т2 - их средние ошибки. при этом считали величину достоверной при t 2, не достоверной при t 2. Окончательную достоверность показателей устанавливали по показателям доверительного коэффициента Стьюдента-Фишера (Р) с учетом числа степеней свободы. Достоверным считали величины при р 0,05.
