ВЛИЯНИЕ ВИБРОПЕРЕМЕШИВАНИЯ ФАРША НА КАЧЕСТВО КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ

 

Ранее проведенными исследованиями было установлено, что вибрационное перемешивание фарша при оптимальных режимах позволяет улучшить структурообразование и интенсивность окраски готового продукта, повысить его водосвязывающую способность и выход, что зависит в основном от изменений белков  процессе технологической обработки (1, 2).
В данной статье показаны изменения содержания белка, нуклеиновых кислот, протеазной активности и свободных SH-групп в  колбасном фарше после виброперемешивания, а также определена пищевая ценность готового продукта.
Фарш, приготовленный без выдержки сырья в посоле, обрабатывали на экспериментальном вибрационном смесителе при 17 Гц, амплитуде 0,3·10ֿ ² м. Исследовали фарш и готовую колбасу столовую (вареную) и одесскую (полукопченую) 1 сорта. Повторность опытов – 5-кратная, анализов – 3-кратная.
Число свободных сульфгидрильных групп определяли по методике G. Bruckman и 
E. Wertheimer (3); содержание белка в фарше – по методу O. Lowry в модификации E. Hartree (4); содержание нуклеиновых кислот в образцах – по методу G. Brawerman (5); протеазную активность – по методике радиоактивных субстратов; аминокислотный состав – на автоматическом кислотном анализаторе «KLA-5»; перевариваемость белков пищеварительными ферментами in vitro – по методике А. Покровского и Н. Ертанова в модификации ВНИИМП.
Экспериментальные данные обрабатывали на вычислительном комплексе «Искра-1256» с использованием регрессионного и дисперсионного анализов.
Результаты исследования приведены в таблице 1.

        Таблица 1

Образец фарша колбасы

Содержание, мкг к массе навески

Число SH-групп, моль на 1 мг белка

Протеазная активность, %

белка

нуклеиновых кислот

x

S

x

S

x

S

x

S

Столовой
контрольный

опытный

66,5

0,11

6,0

0,12

8,79

0,17

4,50

1,56

64,0

0,12

6,8

0,09

9,15

0,14

8,70

2,08

Одесской
контрольный

опытный    

84,0

0,14

4,3

0,08

8,12

0,11

6,33

1,25

80,5

0,13

4,6

0,02

8,32

0,07

7,89

0,34

 
Установлено что при вибрационном перемешивании, как и при выдержке сырья в посоле, происходит гидролитический распад белковых веществ, но только более интенсивно. Причина этого заключается, во-первых, в усталостных механических разрушениях пептидных связей под действием знакопеременных нагрузок. Механическому разрушению подвергаются и ядра мышечного волокна, о чем свидетельствует увеличение содержания нуклеиновых кислот под действием вибрационного перемешивания. Во-вторых, гидролитическое расщепление происходит при действии на белок протеолитических ферментов, катализирующих разрыв пептидной связи. В литературе есть сведения, что при деформации белковой системы могут изменяться ферментативные свойства белков, в частности увеличивается активность ферментов. Некоторые авторы объясняют это разрушением мембран лизосом под действием вибрации (6). Аналогичный процесс происходит и при вибрационном перемешивании фарша, что подтверждают наши исследования по определению протеазной активности ферментов.
После вибрационного перемешивания активность протеолитических ферментов фарша выше, чем у контрольных образцов. Сильные и длительные механические воздействия нарушают складчатость белковых молекул ферментов, растягивают полипептидную цепь (7). Под действием вибрации происходит механическая деструкция и, как следствие ее, протеолитическая деструкция белков, в результате повышаются их растворимость, доступность реакционных групп, водосвязывающая способность, пластичность и нежность.
Исследователи изменения только сульфгидрильных групп под действием вибрационного перемешивания, так как среди функциональных групп белковых молекул они характеризуются высокой реакционной способностью и разнообразием химических реакций.
Число свободных SH-групп в опытных образцах фарша повышается по мере увеличения продолжительности обработки. При оптимальном времени вибрационного перемешивания (1,8х10² с для вареной колбасы и 3,0·10² с для полукопченой) число свободных  SH-групп в опытных образцах фарша увеличивается по сравнению с контрольными на 4,6 % у вареной колбасы и на 11,2 % у полукопченой. Вероятно, при мелком измельчении в куттере часть SH-групп уже высвободилась и при вибрационной обработке эта разница заметна меньше.
При перемешивании фарша в течении времени, больше оптимального, число свободных SH-групп продолжает повышаться, так как при денатурации белка число SH-групп также увеличивается, но реакционная способность их снижается, что, в свою очередь, резко уменьшает гидратацию белков.
Таким образом, при вибрационном перемешивании фарш претерпевает ряд биохимических изменений, аналогичных тем, которые происходят в нем при выдержке в посоле. Поэтому необходимо было определить влияние вибрационного перемешивания на биологическую ценность готового продукта, которая зависит, как правило, от аминокислотного состава и степени перевариваемости. Установлено, что аминокислотный состав белковых веществ в образцах, полученных после вибрационного перемешивания, и в контрольных одинаков (таблица 2). Отсутствие изменений аминокислотного состава – важнейший показатель сохранения биологической ценности продуктов.        

Таблица 2

Аминокислоты

Содержание, %, в фарше колбасы

столовой

одесской

контроль

опыт

контроль

опыт

x

S

x

S

x

S

x

S

Лизин

5,00

0,01

5,24

0,01

7,72

0,05

7,86

0,09

Гистидин

1,81

0,02

1,99

0,01

3,65

0,06

3,67

0,12

Аргинин

4,06

0,04

4,07

0,05

5,75

0,02

4,43

0,03

Аспарагиновая

9,66

0,03

9,69

0,02

8,89

0,02

9,04

0,04

Треонин

3,31

0,01

3,07

0,06

4,49

0,03

4,16

0,02

Серин

2,54

0,05

2,84

0,02

3,75

0,02

4,27

0,02

Глутаминовая

13,61

0,03

13,70

0,01

15,03

0,02

16,22

0,02

Пролин

6,66

0,05

6,00

0,05

3,89

0,01

2,40

0,03

Глицин

12,97

0,02

12,40

0,02

13,02

0,04

13,59

0,02

Аланин

7,64

0,11

7,34

0,13

4,93

0,01

4,27

0,01

Цистин

5,60

0,02

5,57

0,02

1,95

0,09

1,30

0,01

Валин

7,82

0,06

7,86

0,01

6,73

0,02

6,82

0,06

Метионин

2,23

0,21

2,39

0,01

2,22

0,01

2,26

0,07

Изолейцин

4,75

0,12

4,03

0,07

3,80

0,06

3,78

0,02

Лейцин

7,19

0,08

8,71

0,04

7,23

0,04

7,70

0,03

Тирозин

2,03

0,01

2,09

0,08

3,23

0,02

3,38

0,04

Фенилаланин 

3,12

0,05

3,00

0,12

3,72

0,06

4,85

0,04

 
Для характеристики биохимических изменений, происходящих с белками при вибрационном перемешивании фарша вареных и полукопченых колбас, определяли скорость переваривания
in vitro мышечных белков готовой продукции (таблица 3). Полученные данные показывают, что протеолиз белков колбасных изделий происходит постепенно в течение всего времени воздействия ферментов.

       Таблица 3

Образец колбас

Степень протеолиза, %

пепсином

трипсином

при продолжительности инкубации, τ·10ֿ ³ с

3,6

7,2

10,8

3,6

7,2

10,8

Столовый
контрольный
x

S
опытный
x

S

 

9,8

 

10,1

 

11,4

 

20,8

 

21,9

 

10,8

 

0,9

 

0,2

 

0,1

 

0,2

 

0,1

 

0,2

 

12,1

 

9,6

 

7,6

 

27,8

 

22,8

 

20,6

 

0,1

 

0,1

 

0,1

 

0,1

 

0,1

 

0,2

Одесский
контрольный
x

S
опытный
x

S

 

9,1

 

11,8

 

9,8

 

22,7

 

24,5

 

22,1

0,2

0,2

0,1

0,1

0,2

0,1

14,1

13,9

24,4

24,4

23,7

22,6

0,1

0,2

0,1

0,1

0,1

0,2

Сравнивая между собой контрольные и опытные образцы столовой и одесской колбас, можно отметить, что скорость протеолиза опытных образцов больше, чем контрольных, особенно в первые два часа, и степень атакуемости белков повышается. Это можно объяснить тем, что во время виброперемешивания повышается протеолитическая активность ферментов. В результате их действия на белки образуется смесь полипептидов с короткими цепями – олигомеров, которые быстрее и полнее перевариваются в желудочно-кишечном тракте (8).       
Таким образом, специфические процессы, происходящие при вибрационном перемешивании в колбасном фарше, позволяют судить об интенсифицирующем воздействии вибрации на улучшение качества готовых изделий.      

 

 

Канд. техн. наук Г.Е. Лимонов,
канд. техн. наук Л.В. Смирнова,
канд. техн. наук Р.А. Хромова
Всесоюзный научно-исследовательский и
конструкторский институт мясной промышленности