Гелеобразование в системах фарш минтая соевое или коровье молоко с добавлением культур молочнокислых бактерий

2001

Известия Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра

Том 129

Л.И.Дроздова, Е.В.Якуш, М.В.Орлова

ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМАХ ФАРШ МИНТАЯ -СОЕВОЕ ИЛИ КОРОВЬЕ МОЛОКО С ДОБАВЛЕНИЕМ КУЛЬТУР МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ

В последние годы, по данным статистических организаций, население испытывает значительный дефицит белка (Зобкова и др., 1996). Как полагают специалисты, он будет сохраняться для народонаселения России еще долгое время. Поэтому особенно актуальной является проблема создания технологий получения пищевых продуктов питания, обогащенных белком, с выраженными лечебно-профилактическими свойствами.

Известно, что продукты на основе бактериального брожения, в особенности кисломолочные, обладают комплексным оздоравливающим эффектом: они легко усвояемы, содержат биологически активные вещества и живые клетки лактобактерий, обладают антибиотическими свойствами.

Особую ценность представляют пробиотические продукты, ферментированные лакто- и бифидобактериями, стабилизирующие состав естественной микрофлоры кишечника.

Повышенный интерес исследователей вызывают продукты, вырабатываемые из соевых бобов: соевое молоко, соевый творог - тофу, согурт (аналог йогурта), соевая паста, текстурированные продукты, имитирующие мясопродукты и морепродукты (Салаватулина, 1996). Такое отношение к соевым продуктам объясняется тем, что соя содержит до 40 % белковых веществ, биологическая ценность которых не уступает белкам коровьего молока и приближается к белкам животного происхождения. В то же время усвояемость белков сои близка к молочным и мясным белкам (Зобкова и др., 1996). Кроме того, продукты, получаемые на основе соевого молока, имеют, как правило, гелеобразную структуру и обладают высокой прочностью, эластичностью, термоустойчивостью (Kang е! а1., 1991).

У продуктов, получаемых из соевых бобов, отмечен противораковый эффект, который обусловлен присутствием изофлавонов (генестин), оли-госахаридов (раффиноза, стахноза). Они проявляют также противодиа-бетические, антиостеопорозные, гипоаллергенные свойства (Прянишников и др., 1999).

В ТИНРО-центре проведены комплексные исследования и установлена способность к структурообразованию в сложных смесях, содержащих рыбные, растительные и животные белки (Дроздова и др., 1997, 1998). Это позволяет определить пути получения продуктов питания общего и специального назначения, структурирование в которых протекает в смесях с добавлением соевого или коровьего белка и культур молочнокис-

296

лых бактерий. К ним относятся продукты с заданными органолептичес-кими, структурно-механическими и физико-химическими свойствами, в том числе с выраженными диетическими и лечебно-профилактическими свойствами.

Целью нашей работы является исследование процессов гелеобра-зования, протекающих в системах рыбных, животных и растительных белков (соевого и молочного) с использованием культур молочнокислых бактерий.

В качестве основных компонентов в экспериментах использовали фарш минтая сурими, сухое молоко, соевые бобы и казеинат натрия.

Гелеобразование проводили в смесях вышеперечисленных компонентов с добавлением традиционно используемых в технологии молочнокислых продуктов лактобактерий (Lac. lactis, Lac. cremoris, Lac. diacetilactis и др.).

В экспериментальных образцах варьировали количество основных исходных компонентов: фарша минтая - от 30 до 40 %, коровьего или соевого молока - от 45 до 57 %, казеината натрия - от 3 до 5 %. Количество закваски составляет 10 % во всех экспериментах.

Для приготовления смеси мороженый фарш сурими размораживали, нарезали на пласты и измельчали в куттере 5-7 мин. Сухое молоко восстанавливали по общепринятой методике (Казанский и др., 1960). Соевое молоко готовили в лабораторных условиях и пастеризовали (Wang, 1967). Подготовленный фарш (Ф), восстановленное коровье (ВКМ) или соевое молоко (СМ), казеинат натрия (Кн№) и бактериальные культуры (БК) гомогенизировали 5-7 мин при скорости 166-250 с-1 в гомогенизаторе AM-10 (Nihonseiki Kaisha Ltd). Смесь переносили в стеклянные стаканы и термостатировали в суховоздушном термостате 7-8 ч при температуре 36-38 "С. При термостатировании через каждый час отбирали пробы для определения pH и химических и реологических показателей. Часть проб использовали для контрольных и микробиологических исследований. В пробах определяли небелковый азот (Nrf), азот водо-(N ) и солерастворимой (N) фракций белка по A.А.Лазаревскому (1976). Содержание азота во фракциях белков (N^, NHp, N) определяли на приборе Kjeltec Auto Analyzer (Tecator), pH среды - при помощи pH-метра типа pH-673.M.

Реологические показатели - динамические модуль сохранения и модуль потерь (G' и G") - определяли на приборе Rheolograph sol (Toyo Seiki Seisaku-Sho, Ltd).

При этом к образцу прилагали гармонически изменяемые колебательные неразрушающие деформации (3 Гц). Динамическую вязкость рассчитывали по данным динамических измерений по формуле: Nu = = G"/2 . 3,14 . 3, где 3 - частота колебания ножа, Гц.

Mикpoбиoлoгичecкиe показатели определяли по CaнПиH 2.3.2.560-96.

Известно, что фарш минтая сурими является прекрасным сырьем для создания имитированных продуктов (крабовые палочки, рыбо-мяс-ная колбаса и т.д.), поскольку обладает высокой гелеобразующей способностью, содержит до 18 % белковых веществ и незначительное количество липидов (до 0,1 %), не имеет вкуса и запаха рыбы. Это позволяет получать на его основе комбинированные продукты диетического, лечебно-профилактического назначения, полноценные в питательном отношении (Бояркина и др., 1995).

Миофибриллярные белки фарша минтая содержат до 60 % миозина и легко образуют гели под действием тканевой трансглутаминазы (Seki et al., 1990; Kumazama et al., 1995). При этом происходит образование высокополимерных тяжелых цепей миозина (МТЦ) за счет поперечного сшивания по остаткам глутаминовой кислоты и лизина.

На полимеризацию МТЦ влияет рН среды, температура, концентрация белков и т.п. (Nishimoto et al., 1987; Akahane, Shimizu, 1989; Funatsu, Arai, 1992; Park, 1994).

Белки молока состоят в основном из глобулярных казеинов (81,9 %). Гелеобразование в молоке происходит под влиянием молочной кислоты, образующейся в процессе жизнедеятельности молочнокислых бактерий (кислотные гели типа кефира, йогурта), или под воздействием сычужного фермента (сычужные гели типа сыра).

Основная доля водорастворимых белков сои приходится на 7s (бет-та-конглицинин) и 11s (глицинин) фракции белков, ответственные за ге-леобразующие свойства соевого молока за счет формирования межмолекулярных дисульфидных связей (Barraguio and Voort, 1988).

Изоэлектрическая точка белков молока казеина находится в области рН = 4,6. Белки фарша минтая (миозин) имеют изоэлектрическую точку при рН = 4,6-5,4. Изоэлектрическая точка основных белков соевого молока - бетта-конглицинина и глицинина - рН = 4,8. Следовательно, белки фарша минтая, восстановленное коровье молоко и соевое молоко должны подвергаться денатурации под действием молочной кислоты в близком диапазоне значений рН.

Эксперименты проводили на смесях с различным количеством исходных компонентов. Полученные смеси после гомогенизации представляли собой однородную жидкую массу различной консистенции. Во всех вариантах при инкубировании добивались получения однородной геле-образной структуры типа йогурта или густой застывшей сметаны. Наилучшие результаты были получены в вариантах, указанных в таблице.

Состав смесей, % Structure of mixes, %

Компонент 1 Варианты 2 3 4 Контроль 1 2

Фарш 40 30 40 30 - -

Молоко коровье 45 57 - - 90 -

Молоко соевое - - 45 57 - 90

Казеинат натрия 5 3 5 3 - -

Бактериальные культуры 10 10 10 10 10 10

Во всех вариантах полученные образцы имели гелеобразную однородную консистенцию типа густого йогурта (в 1 и 2-м вариантах -более плотная консистенция), приятный кисломолочный вкус. Общее содержание белковых веществ составляет от 9,0 до 11,0 % в опытных образцах и 3,4-3,6 % - в контрольных. В вариантах 3, 4 отмечался незначительный привкус сырых соевых бобов. В контрольных пробах продукт имел более жидкую однородную консистенцию типа жидкой сметаны.

Начало гелеобразования в варианте 1 было отмечено через 3 ч инкубации, а к 5 ч наблюдали полное формирование геля. Через 6 ч происходило уплотнение структуры и отделение незначительного количества жидкости.

Кривые изменения модулей сохранения и потерь, характеризующие фазовые переходы в системах, представлены на рис. 1 и 2. Действительно, как следует из данных кривых (рис. 1, линия 1, 2), до 3 ч величина модулей сохранения и потерь изменялась незначительно, а затем резко увеличивалась (начало формирования геля) и достигала максимальной величины к 5 ч, далее незначительно снижалась. Характер изменения кривых модулей сохранения и потерь в варианте 2 аналогичен, но полное формирование геля произошло к 6 ч, и величина модулей имеет несколько меньшее значение.

Рис. 1. Изменение модулей эластичности (1, 3) и вязкости (2, 4) при инкубации фарша с молоком

Fig. 1. Ch ange of modules of elasticity (1, 3) and viscosity (2, 4) at i ncubation of forcemeat with milk

Рис. 2. Изменение модулей эластичности (1, 3) и вязкости (2, 4) при инкубации фарша с соевым молоком

Fig. 2. Ch ange of modules of elasticity (1, 3) and viscosity (2, 4) at i ncubation of forcemeat with soymilk

Дроздова Л.И., Якуш Е.В., Ерошкина М.В. Исследование процесса гелеобразования в системе рыбного, соевого и молочных белков // Изв. ТИН-РО. - 1997. - Т. 120. - С. 240-243.

Зобкова З.С., Фурсова Т.П., Мырников В.Н. Молочные продукты с соевым молоком // Молоч. пром-сть. - 1996. - № 7. - C. 17-20.

Казанский М.М., Коваленко М.С. Воробьева А.И. и др. Технология молока и молочных продуктов. - М.: Пищепромиздат, 1960. - 439 с.

Лазаревский А.А. Технохимический контроль в рыбообрабатывающей промышленности. - М.: Пищепромиздат, 1976. - 515 с.

Прянишников В.В., Микляшевски П., Ладд X. и др. Функциональные добавки направленного действия для пищевой промышленности // Пищ. пром-сть. - 1999. - № 1. - С. 54-56.

Салаватулина Р.М. Мясные продукты для здорового питания на основе соевых белков // Мясная индустрия. - 1996. - № 4. - С. 21-25.

Гигиенические т ребования к качеству и б езопасности п родоволь-ственного сырья и пищевых продуктов // СанПиН 2.3.2.560-96. - М., 1967. - С. 43-44.

Akahane Y., Shimizu Y. Effects of pH and sodium chloride on the water holding capacity of surimi and its gel // Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. - 1989. - Vol. 55, № 10. - P. 1827-1832.

Barraguio V.L. and Voort F.R. Milk and soy proteins: their status in review // J. Inst. Can. Technol. Aliment. - 1988. - Vol. 21, № 5. - P. 447-493.

Funatsu Y., Arai K. Changes in gel forming ability and myosin heavy-chain of salt-ground meat by acid treatment of surimi from Walleye Pollack // Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. - 1992. - Vol. 58, № 2. - P. 349-357.

Kang J., Matsumura J. and Mori T. Characterization of texture and mechanical properties of heat - induced soy protein gels // JAOCS. - 1991. -Vol. 68, № 5. - P. 339-412.

Kumazama Y., Numazawa T., Seguro K. Suppression of surimi gel setting by trasglutaminase inhibitors // J. Food Sci. - 1995. - Vol. 69, № 4. - P. 715-728.

Nishimoto S., Hashimoto A., Seki N. Influencing factors on changes in myosin heavy chain and jelly strength in salted meat paste from Alaska Pollack during setting // Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. - 1987. - Vol. 53, № 11. - P. 105109.

Park J.W. Functional protein additives in surimi gels // J. Food Sci. -1994. - Vol. 59, № 3. - P. 525-527.

Seki N., Uno H., Lee N.H. Transglutaminase activity in Alaska Pollack muscle and surimi and reaction with myosin B // Bul. Jap. Soc. Fish. - 1990. -Vol. 56, № 1. - P. 125-132.

Wang H.L. Products from soybeans // Food Technology. - 1967. - Vol. 21, № 0. - P. 11 5.

Поступила в редакцию 18.05.2001 г.