Пути интенсификации ферментативного гидролиза рыбного сырья

УДК 664.951.001.5

А. А. Кильмаев, Р. Г. Разумовская

ПУТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ГИДРОЛИЗА

РЫБНОГО СЫРЬЯ

Как известно, скорость ферментативного гидролиза зависит от ряда факторов: природы фермента и субстрата, их соотношения, наличия продуктов реакции, условий проведения процесса (реакционная среда, температура, продолжительность). Оказывая влияние на тот или иной фактор, можно изменять скорость проведения процесса.

Необходимым условием проведения гидролиза является наличие реакционной среды, которой в большинстве случаев является вода. Еще в 80-е гг. XX в. появились первые упоминания об электрохимически активированной воде (ЭХА-воде). В настоящее время уже доказано её положительное влияние на организм, и, благодаря научным исследованиям, она находит широкое применение в различных областях промышленности.

Целью исследований было изучение возможности применения ферментного препарата и ЭХА-воды с целью интенсификации процесса ферментативного гидролиза рыбного сырья.

Материал и методы исследований

В качестве объектов исследования было выбрано малоценное сырье - красноперка ^саг-dinius enythrophthalmus) и серебряный карась (Carassius auratus). ЭХА-вода была получена путем электролиза; её фракции имеют следующие показатели: католит - рН 8, анолит - рН 4.

Оценку влияния ЭХА-воды производили по изменению количества продуктов протеоли-за: тирозина (Т), небелкового азота (НБА), водорастворимого азота (ВА).

Было установлено, что оптимальной для проведения ферментативного гидролиза исследуемого рыбного сырья является температура 55 °С (рис. 1), а увеличение дозы воды от 30 до 50 % не приводит к резкому увеличению глубины протеолиза [1].

Рис. 1. Изменение НБА в процессе автопротеолиза

Как видно из рис. 1, наибольшая скорость протеолиза наблюдается при температуре 55 °С за 24 часа, при этом количество НБА достигает 935 мг/100 г при гидролизе красноперки и 977 мг/100 г при гидролизе карася. За 6 часов при той же температуре НБА накапливается в количестве 748 мг/100 г при гидролизе красноперки и 790 мг/100 г - при гидролизе карася.

Для интенсификации процесса гидролиза при оптимальной температуре 55 °С применяли ферментный препарат протосубтилин Г20х с протеолитической активностью 140 ед/г в количестве 0,05 % от массы рыбного фарша (рис. 2).

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Продолжительность, ч —♦—Красноперка Красноперка

Рис. 2. Ферментолиз в присутствии ферментного препарата

Полученные данные показывают, что внесение ферментного препарата позволяет резко интенсифицировать процесс гидролиза указанного сырья. Так, при ферментативном гидролизе красноперки количество НБА достигает 1 456 мг/100 г за 24 часа и 1 268 мг/100 г за 6 часов; при ферментативном гидролизе карася количество НБА достигает 1 705 мг/100 г за 24 часа и 1 456 мг/100 г за 6 часов.

Для установления возможности применения ЭХА-воды в процессе гидролиза указанного рыбного сырья определяли влияние температурного фактора на ферментолиз сырья с использованием ЭХА-воды (рис. 3, 4).

60 °С

pH 4

Рис. 3. Изменение НБА красноперки в процессе автопротеолиза

1 200 1 000 800 600

400

200

0

ч

о

«

о

а

с

Рис. 4. Изменение НБА карася в процессе автопротеолиза

Из рис. 3, 4 видно, что оптимальной для проведения автопротеолиза с использованием ЭХА-воды является температура 55 °С. Так, при гидролизе красноперки при рН 8 за 24 часа количество НБА достигает 1 352 мг/100 г, а за 6 часов - 977 мг/100 г; при рН 4 - 1 311 мг/100 г за 24 часа и 1 082 мг/100 г за 6 часов. При этом в течение 6 часов скорость выше в кислой среде, но постепенно в щелочных условиях скорость увеличивается, и к 24 часам в этой среде наблюдается наибольшее количество НБА.

При гидролизе карася при рН 8 образуется 1 123 мг/100 г НБА за 24 часа и 811 -за 6 часов; при рН 4 - 978 мг/100 г за 24 часа и 749 мг/100 г за 6 часов.

Кроме того, применение ЭХА-воды позволяет интенсифицировать процесс гидролиза, причем в щелочной фракции (католите) скорость реакции выше. Это говорит о возможности использования ЭХА-воды для проведения процесса ферментативного гидролиза исследуемого рыбного сырья.

Влияние щелочной и кислой фракций ЭХА-воды на ферментолиз под действием ферментного препарата показано на рис. 5.

Красноперка - автопротеолиз3 Красноперка - pH 4 Красноперка - pH 8 Красноперка - автопротеолиз Красноперка - pH 4 Красноперка - pH 8

Продолжительность, ч

Рис. 5. Ферментолиз под действием протосубтилина и различных фракций ЭХА-воды

Из рис. 5 видно, что ферментолиз в щелочной фракции идет интенсивнее, чем в кислой. Это может быть объяснено природой ферментного препарата - протосубтилин является нейтрально-щелочной протеазой, поэтому его активность наиболее высока именно в щелочной среде.

Таким образом, в ходе исследований установлена возможность применения ЭХА-воды в процессе ферментативного гидролиза выбранного рыбного сырья и определена оптимальная температура проведения процесса.

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

1. Черногорцев А. П., Разумовская Р. Г. Технология получения новых белковых продуктов: Учеб. пособие. - Мурманск: МВИМУ, 1990. - 76 с.

2. Васильев Р. А. Возможности использования активированной воды в колбасном производстве: Экспресс-информация // Мясная и холодильная промышленность. - М.: АгроНИИТЭН мясомолочной пром-сти, 1988. - Вып. 6. - С. 7-10.

3. Борисенко А. А. Влияние активированных растворов на активность ферментов: Материалы 31 НТК, 2000-2001 гг. - Ставрополь: Сев.-КавГТУ, 2001. - С. 148.

Статья поступила в редакцию 31.03.2008

WAYS OF INTENSIFICATION OF ENZYMIC HYDROLYSIS OF FISH RAW MATERIAL

A. A. Kilmaev, R. G. Razumovskaya

The enzymic hydrolysis of not valuable fish raw material (a redeye, a crucian) with the use of the electrically activated water (ECHA-water) and en-zymatical agent is investigated. It is established, that the optimal temperature in realization of enzymic hydrolysis for the given raw material is 55 °C. Introduction of enzymatical agent and application of ECHA-water helps to intensify the process of hydrolysis, and the speed of reaction is higher in alkaline fraction (katalite), than in sour one.

Key words: hydrolysis, enzymatical agent, electrically activated water.