Использование коллагенового гидролизата в производстве мясного хлеба

М.Б. РЕБЕЗОВ, А.А. ЛУКИН,

Н.Л. НАУМОВА, О.В. ЗИНИНА,

С.Г. ПИРОЖИНСКИЙ

Использование коллагенового гидролизата в технологии производства мясного хлеба

Рассмотрены различные виды гидролиза белкового сырья. Разработана технология производства мясного хлеба с добавлением коллагенового гидролизата. Показано, что полученный мясной хлеб содержит меньше жира и больше белка по сравнению с мясным хлебом, выработанным по традиционной технологии, и обладает высокими органолептическими показателями.

Ключевые слова: коллаген, мясной хлеб, коллагеновый гидролизат, ферментативный гидролиз.

Usage of collagenous hydrolyzate in producing meat bread. M.B. REBEZOV, A.A. LUKIN, N.L. NAUMOVA, O.V. ZININA, S.G. PIROZHINSKIY.

Different kinds of hydrolysis of protein primary product are considered. The technology of producing meat bread with collagenous hydrolyzate is elaborated. It is shown that the meat bread produced contains less fat and more protein in comparison with meat bread, made according to traditional technology and possesses high organoleptic indices.

Key words: collagen, meat bread, collagenous hydrolizate, enzymatic hydrolysis.

Коллаген - белок специфического аминокислотного состава, входящий почти во все соединительные ткани, включая хрящевую. Основной функцией данного протеина является придание тканям прочностных и упругих свойств. Человеческий организм получает коллаген из продуктов питания и специализированных пищевых продуктов.

Поступающий с пищей, в том числе в виде желатина коллаген, практически не усваивается - требуется предварительная переработка -сильный гидролиз - один из методов деструкции белков с разрывом пептидных связей молекул. Процесс идет с присоединением воды и образованием азотистых соединений.

Благодаря современной технологии переработки коллагена животного происхождения в результате процесса расщепления образуется высокоэффективный гидролизат этого белка («активный» коллаген) - уникальный природно-сбалансированный комплекс свободных аминокислот, не нуждающихся в переваривании и поступающих непосредственно в кровеносную систему. Рассмотрим подробнее достоинства и недостатки различных видов гидролиза.

1. Кислотный гидролиз. В процессе жесткого кислотного гидролиза происходит значительное искажение белковых структурных единиц.

Полностью разрушается триптофан, подвергаются разрушению и рацемизации (образование стереоизомеров, не усваивающихся организмом), хотя и в меньшей степени, оксикислоты, дикарбоновые кислоты и про-лин. Имеются сообщения, что в низкомолекулярных пептидах, которые являются биологически активными соединениями, образуются концевые структурные деформации, в результате чего они перестают узнаваться рецепторами клеток. Происходит расщепление и других биологических полимеров: нуклеиновых кислот, полисахаридов. При разрушении аминокислот образуются альдегиды, аммиак и углекислый газ, при разрушении сахара - гексозы и оксиметилфурфурол. Альдегиды и оксиметил-фурфурол взаимодействуют с новыми молекулами аминокислот, образуя меланоиды, оказывающие токсическое действие на чувствительные клеточные системы. В результате кислотного гидролиза возникают Б-изомеры некоторых заменимых аминокислот, которые не усваиваются клеткой и могут выступать как ингибиторы клеточного роста. Концентрированная кислота, используемая для проведения гидролиза, требует последующей нейтрализации по окончании процесса, что приводит к высокому содержанию солей хлоридов и сульфатов, токсичных для организма. Такие гидролизаты имеют высокое содержание золы за счет соединений азота.

2. Щелочной гидролиз. При данном гидролизе происходит рацемизация большинства аминокислот и полное разрушение аргинина, лизина, цистина и цистеина. В результате образуется комплекс дефектных, чуждых организму компонентов.

3. Ферментативный гидролиз. Осуществляется с помощью протео-литических ферментов, лишен всех перечисленных недостатков кислотного и щелочного гидролиза. В ходе его не отмечается патологических изменений образующихся продуктов, и хотя этот тип гидролиза проходит не более чем на 70-80 %, полученные в результате расщепления компоненты физиологичны, легко проникают в клетку и включаются в процессы клеточного метаболизма. В этом случае мы имеем дело с техническим моделированием функции ЖКТ, в частности с функцией гидролитического расщепления потребляемых организмом белков с помощью проте-олитических ферментов животного происхождения.

При сравнительной оценке действия ферментативные гидролизаты проявляют большую активность, нежели кислотные и щелочные, полученные из аналогичного белкового сырья. Являясь низкокалорийным продуктом питания, что особенно важно для спортсменов и лиц с нарушением обмена веществ, гидролизат коллагена хорошо переносится организмом. Следует также отметить его положительное влияние на состояние кожи, волос и ногтей.

Прямое стимулирующее влияние коллагенового гидролизата на синтез коллагена в хондроцитах научно доказано. Гидролизат коллагена представляет собой продукт ферментативного гидролиза коллагеносодержащих тканей (кости, кожа животных), в большом количестве содержащий глицин и пролин, особенно необходимых для синтеза коллагена II типа, составляющего основу хрящевой ткани. В отличие от желатина -также продукта гидролиза коллагеносодержащих тканей, но не фермен-

тативного, а кислотного или щелочного, - гидролизат коллагена не образует геля, а растворяется в воде и состоит из белков молекулярной массой от 3 до 6 кД (в желатине масса протеинов около 100 кД), что обеспечивает хорошее всасывание из пищеварительного тракта и дальнейшее проникновение к органам-мишеням (хрящевая ткань, кожа и ее дериваты и т. д.).

Таким образом, технология изготовления биологически активных препаратов ферментативным способом гидролиза белкового сырья является экологически чистой, доступной и щадящей [1].

Гидролизат коллагена уже много лет оправдывает себя в борьбе против артроза, остеопороза, повреждений межпозвоночных дисков. Обогащение питания гидролизатом коллагена помогает восстановить его баланс в организме. Белковые гидролизаты входят в состав специального питания для детей, не воспринимающих лактозу, для детей, больных фе-нилкетонурией. Выпускаются также гидролизаты из морепродуктов, чаще всего из мяса мидий, выращенных на морских плантациях, которые относятся к иммуномодуляторам, т. е. применяются как общеукрепляющие средства.

Основными задачами государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 г. является:

- расширение отечественного производства основных видов продовольственного сырья, отвечающего современным требованиям качества и безопасности;

- развитие производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми компонентами, специализированных продуктов детского питания, продуктов функционального назначения, диетических (лечебных и профилактических) пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище;

- разработка и внедрение в сельское хозяйство и пищевую промышленность инновационных технологий, включая био- и нанотехнологии и т. д. [5].

В связи с вышеизложенным на кафедре прикладной биотехнологии НИУ ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» проведены исследования по созданию мясопродуктов с использованием коллагенового гидролизата.

Сотрудники кафедры разработали технологию производства мясного хлеба с добавлением коллагенового гидролизата (далее - белковый полуфабрикат). Белковый полуфабрикат вырабатывали из субпродуктов II категории (губы и уши крупного рогатого скота), обработанных ферментным препаратом Протепсин (производитель - ЗАО «Завод эндокринных ферментов») [4]. Поученный ферментным гидролизом белковый полуфабрикат использовали в качестве заменителя мясного сырья в рецептуре мясного хлеба «Любительский». Замену мясного сырья белковым полуфабрикатом производили в количестве от 0 до 30 % (табл. 1).

Модельный фарш с добавлением 20 % белкового полуфабриката взамен мясного сырья обладает мажущей консистенцией, приближающейся к фаршам для рецептур паштетов.

Таблица 1

Рецептуры модельных фаршей с использованием белкового полуфабриката при производстве мясного хлеба «Любительский»

Образец Говядина жилованная I сорта, % Свинина жилованная п/ж, % Белковый полуфабрикат, %

Контроль 47,0 53,0 -

5 %-ная замена 43,5 51,5 5

10 %-ная замена 40,0 50,0 10

15 %-ная замена 36,5 48,5 15

20 %-ная замена 33,0 47,0 20

25 %-ная замена 29,5 45,5 25

30 %-ная замена 26 44 30

Наиболее оптимальным следует признать добавление в рецептуру мясного хлеба «Любительский» белкового полуфабриката в количестве 15 % (табл. 2, 3).

Мясной хлеб «Любительский», выработанный с указанным количеством мясного сырья, содержит меньше жира и больше белка (табл. 2).

Таблица 2

Показатели пищевой ценности мясных хлебов, в 100 г продукта

Показатель Мясной хлеб «Любительский», выработанный

по традиционной технологии с 15 %-ной заменой мясного сырья

Влага, массовая доля % 53,75 56,98

Белок, массовая доля % 13,56 17,76

Жир, массовая доля % 27,75 21,85

Энергетическая ценность, ккал 303,99 267,69

Таблица 3

Органолептические показатели мясных хлебов

Показатель Характеристика мясного хлеба «Любительский», выработанного

по традиционной технологии с 15 %-ной заменой мясного сырья

Внешний вид Хлебы с чистой, гладкой, сухой, равномерно обжаренной поверхностью

Консистенция Упругая

Вид фарша на разрезе Розовый, кусочки шпика белого цвета, с размером сторон не более 6 мм Светло-розовый, кусочки шпика белого цвета, с размером сторон не более 6 мм

Запах и вкус Свойственный данному виду продукта, с ароматом пряностей, без посторонних привкуса и запаха

Замена мясного сырья белковым полуфабрикатом при производстве мясного хлеба приводит к снижению общего количества мышечных белков (миоглобина и гемоглобина, определяющих интенсивность цвето-

образования нитритом натрия) и как следствие к менее насыщенной окраске фарша на разрезе после термообработки.

Определение микробиологических показателей и показателей безопасности (табл. 4) свидетельствует о том, что исследуемые образцы соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 (с изменениями и дополнениями).

Таблица 4

Микробиологические показатели и показатели безопасности мясных хлебов

Показатель Образец мясного хлеба «Любительский», выработанного

по традиционной технологии с 15 %-ной заменой мясного сырья

Микробиологические показатели

КМАФАнМ, КОЕ/г 1,5хЮ2 2,5 хЮ2

БГКП, в 1,0 г Не обнар. Не обнар.

Патогенные, в т. ч. сальмонел- // //

лы, в 25 г

Сульфитредуцирующие клост- // //

ридии, в 0,01 г

S. aureus, в 1 г // //

Показатели безопасности

Токсические элементы, мг/кг

свинец 0,12 0,05

мышьяк 0,0025 0,0015

кадмий 0,02 0,02

ртуть 0,0015 0,0013

Антибиотики, мг/кг

левомицетин Не обнар. Не обнар.

тетрациклиновая группа // //

гризин 0,1 0,1

бацитрацин 0,02 0,02

Пестициды, мг/кг

гексахлорциклогексан 0,004 0,003

ДДГ и его метаболиты 0,004 0,004

Диоксины, мг/кг 0,00000124 0,00000121

Радионуклиды (бк/кг):

цезий-137 7 7

Рассматриваемые образцы мясных хлебов оценивали по органолептическим показателям с использованием 10-балльной шкалы (см. рисунок).

Экспертов отбирали из числа сотрудников факультета (внутренний набор) в количестве 35 чел. [2,3].

Внешний вид

Органолептическая оценка мясного хлеба «Любителький», выработанного: 1 - по традиционной технологии, 2 - с 15 %-ной заменой мясного сырья

Органолептическая оценка выявила, что исследованные мясные хлеба, выработанные по традиционной технологии и по предложенной технологии с заменой мясного сырья на белковый полуфабрикат, практически не отличались по изученным показателям.

Проведенные комплексные исследования качества и безопасности разработанного мясного хлеба с заменой мясного сырья белковым полуфабрикатом показали, что полученный мясной хлеб содержит меньше жира и больше белка по сравнению с мясным хлебом, выработанным по традиционной технологии.

Литература

1. Глотова И.А. Развитие научных и практических основ рационального использования коллагенсодержащих ресурсов в получении функциональных добавок, продуктов и пищевых покрытий : дис. ... д-ра техн. наук : 05.18.04, 05.18.07. - Воронеж, 2003. - 458 с.

2. ГОСТ Р ИСО 8586-1-2008. Общее руководство по отбору, обучению и контролю испытателей. Ч 1. Отобранные испытатели. -Введ. 01.01.2010. - М.: Стандартинформ, 2010. - 23 с. (Национальный стандарт Российской Федерации).

3. ГОСТ Р ИСО 8586-2-2008. Органолептический анализ. Общее руководство по отбору, обучению испытателей и контролю за их деятельностью. Ч. 2. Эксперты по сенсорной оценке. - Введ. 01.01.2010. - М.: Стандартинформ, 2010. - 12 с. (Национальный стандарт Российской Федерации).

4. Лукин А.А. и др. Разработка технологии мясного хлеба с использованием биомодифицированного сырья // Качество продукции, технологий и образования: материалы VI Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участ. / ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова». Магнитогорск, 2011. С. 255-257.

5. Ребезов М.Б. и др. Изучение отношения потребителей к обогащенным продуктам питания // Пищ. пром-сть. 2011. № 5. С. 13-15.

© Ребезов М.Б., Лукин А.А., Наумова Н.Л., Зинина О.В., Пирожинский С.Г., 2011 г.