Влияние биотехнологической обработки на микроструктуру коллагенсодержащего сырья

Влияние биотехнологической обработки на микроструктуру

коллагенсодержащего сырья_

О. В. Зинина, канд. с.-х. наук, И. В. Тарасова,

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» М. Б. Ребезов, доктор с.-х. наук,

ФГБОУ ВПО «Южно-уральский государственный университет»

Применение побочного коллагенсодержащего сырья в мясной промышленности позволяет снизить существующий дефицит пищевого белка, способствует расширению ассортимента и увеличению объема выпуска высококачественных мясных продуктов с низкой себестоимостью, а также улучшает экологическое состояние прилегающих территорий мясоперерабатывающих предприятий.

^ Побочное коллагенсодержа-щее сырьё в настоящее время недостаточно востребовано в пищевой индустрии, несмотря на то, что составляет большой процент от общей массы белоксодержащих ресурсов животного происхождения.

Перспективным направлением выхода из сложившейся ситуации является создание новых биотехнологических способов модификации коллагенсодержащего сырья.

В последние годы с интенсивным развитием биотехнологии особой популярностью пользуется ферментная обработка сырья [1 ].

Однако самым перспективным и интенсивным способом биомодификации является обработка сырья заквасками микроорганизмов.

Эффективность воздействия микроорганизмов на ткани побочного сырья можно оценить по изменению функционально-технологических, физических свойств, биологической и пищевой ценности, и в первую очередь — их морфологического строения.

Целью данной работы является установление влияния обработки заквасками микроорганизмов на морфологическую структуру кол-лагенсодержащих субпродуктов -губ и ушей крупного рогатого скота.

Исследование микроструктуры исследуемых образцов губ и ушей проводили после обработки заквасками бифидобактерий и про-пионовокислых бактерий [2]. Для

обработки использовали закваски ВВ-12 и Р8-4, произведенные компанией Христиан Хансен (Дания).

Подготовленные образцы субпродуктов обрабатывали предварительно активизированными заквасками в количестве 20% к массе сырья и выдерживали в термостате при температуре 37 °С в течение 4 часов. Затем образцы охлаждали до температуры минус 20 °С и микротомом производили срезы толщиной 5 мкм, помещали в воду температурой 10-15 °С в чашку Петри, разравнивали и фиксировали на предметном стекле. После подсушки в течение 12-24 часов гистосрезы окрашивали гематоксилин-эозином и выявляли изменения после биомодификации отдельных структурных элементов при увеличении х200.

У контрольного образца губ (проба №1) при гистологическом исследовании отмечается хорошо выраженная наружная и внутренняя поверхность. Наружная поверхность состоит из волокнистой соединительной ткани, покрытой многослойным плоским орогове-вающим эпителием. Основой губ является поперечнополосатая мышечная ткань круговой мышцы. Мышечные волокна располагаются вдоль и поперек всей паренхимы органа, имеют хорошо выраженную удлиненную форму, плотно прилегают нитевидными соединительнотканными структурами друг к другу, интенсивно и однородно окрашены эозиновым красителем

УДК 637.514.9:577.15

Ключевые слова: губы, уши, закваска, би-фидобактерии, пропионовокислые бактерии, микроструктура.

(рис. 1). Поперечная исчерчен-ность заметна и хорошо просматривается. Соединительная опорно -трофическая строма органа представлена в большем количестве, как неоформленная рыхлая соединительная ткань, располагающаяся между мышечными пучками в свободном виде. Ее волокна имеют хорошо выраженную нитевидную структуру, перемежаются друг с другом и расположены в различном направлении. Мышечные ядра продолговатой формы с хорошо выраженными контурами и сравнительно небольшой цитоплазмой, интенсивно окрашенной в синий цвет. Миофибриллярный аппарат развит значительно лучше, чем в мышечной ткани ушей, с хорошей сократительной способностью. В некоторых местах просматриваются концевые отделы трубчато-альвеолярных слюнных желез.

На гистосрезах из фрагментов губ (проба №2) после обработки

Рисунок 1. Контрольный образец губ

тк.

Сырье / ИССЛЕДОВАНИЯ

ЙР

Рисунок 2. Образцы губ, обработанные закваской бифидобактерий

их бифидобактериями хорошо просматриваются пучки волокон поперечнополосатой мышечной ткани круговой мышцы, с обильным интенсивным эозинофильным контрастом. Соотношение мышечных пучков, их длина, размер и толщина сильно варьируют в разных местах органа. Ближе к средней части губ мышечные волокна имеют хорошо выраженную саркоплазму. Здесь поперечная исчер-ченность наиболее заметна и хорошо просматривается. Многие пучки мышечных волокон местами теряют поверхностную соединительнотканную оболочку, становятся более разрозненными по своей структуре. Заметно разрыхление отдельных волокон, некоторые принимают более удлиненную форму, вплоть до нитевидных образований, становятся уже по размеру в диаметре, чем в контрольном образце (рис. 2). Соединительная опорно-трофическая стро-ма органа, представленная как неоформленная рыхлая соединительная ткань, располагающаяся между мышечными пучками, также приобретает более разрозненный характер. Ее волокна имеют нитевидную структуру, перемежающиеся друг с другом в различном хаотичном направлении. В некоторых местах межмышечные пространства значительно расширены и заполнены аморфными, рыхлыми массами. Клеточные ядра коллагеновых волокон находятся в состоянии распада и кариолизиса, количество их уменьшено. Мио-фибриллярный аппарат также теряет свою структурированность.

При исследовании гистосрезов из губ после их обработки (пробы №3) пропионовокислыми бактериями также отмечается значительное разрыхление волокон соеди-

нительной ткани (рисунок 3). Межмышечное пространство значительно расширено, пропитано аморфным веществом, в отдельных местах хорошо выражено скопление белкового экссудата. Большинство ядер, как соединительной ткани, так и мышечной, находятся в состоянии распада (кариорексиса и кариолизиса). Мышечные волокна стали более разрознены. Многие из них теряют свою поверхностную соединительнотканную оболочку, а также поперечнополосатую исчерченность.

Помимо перечисленных структурно-функциональных изменений в мышечной паренхиме органов заметны изменения и в подслизи-стом слое, где под воздействием препаратов в том и в другом случае, также отмечается разрыхление морфологической структуры концевых отделов трубчато-альвео-лярного аппарата слюнных желез и протоков. Их соединительнотканные стенки и перегородки претерпевают также дистрофические и атрофические изменения.

На гистосрезах контрольной пробы из фрагментов ушей (рис. 4) хорошо просматриваются пучки волокон гладкомышечной ткани со слабо выраженной поперечнополосатой исчерченностью при продольном их разрезе. Мышечные

пучки плотно прилегают друг к другу соединительнотканными компонентами и имеют одинаковое направление. Клеточные ядра располагаются по периферии волокон одиночно или целыми группами в виде цепочки. Структурные компоненты стромы уха представлены плотной и рыхлой соединительной тканью с резко выраженным количественным преобладанием хорошо оформленных колла-геновых и эластических волокон удлиненной и извитой формы. Ддерные клетки интерстициальной соединительной ткани, а также межмышечной, представлены в виде гистиоцитов, фибробластов и фиброцитов, имеющих в основном удлиненную веретеновидную форму, а также группами клеток лимфоидного ряда. В некоторых пластах ушной мышечной паренхимы отмечается скопление большого количества фрагментов, состоящих из жировой ткани, которая на препарате представлена в виде ячеистых полостных образований округлой и полуокруглой формы. Стенки жировых клеток без изменений.

Хрящевая ткань лежит ровным пластом. Ее клетки плотно прилегают друг к другу. Кожный покров (эпидермис) на поперечном срезе построен из нескольких слоев, граница между ними слегка сглажена. Эозинофильность его умеренная. Граница эпидермиса с подлежащей подкожной рыхлой клетчаткой хорошо выражена, четкая, сосоч-кообразная, слои плотно прилегают друг к другу. Паренхима рыхлой соединительной ткани имеет волокнистую структуру, бедна жировой клетчаткой и сосудистыми компонентами. В отдельных частях межволокнистого про-анства отмечается очаговое

Рисунок 3. Образцы губ, обработанные закваской пропионовокислых бактерий

№ 3 июнь 2013 ВСЁ О МЯСЕ

37

скопление пролифератов из клеток лимфоидного ряда, гистиоцитов и фибробластов.

На гистосрезах из фрагментов ушей (проба №5) после обработки их бифидобактериями, хорошо просматриваются пучки волокон мышечной ткани, с незначительно выраженной поперечнополосатой исчерченностью при продольном их разрезе. Отдельные мышечные пучки имеют поперечное сечение, в которых хорошо заметны ядра мышечных клеток продолговатой удлиненной формы. Многие из клеточных ядер в состоянии частичного разрушения (кариорексис). Одновременно происходит набухание и разрыхление коллагеновых волокон, которые в дальнейшем деформируются и гомогенизируются. Клеточные ядра не выявляются и также становятся гомогенизированными. Мышечные пучки обладают повышенными тинкториальными свойствами, имеют хорошо выраженную эозинофильную интенсивную окраску, что свидетельствует о наличии большого количества белковых фракций, в частности глико-генсодержащих веществ. В некоторых местах сарколемма мышечных волокон теряет свою структуру, мышечные клетки становятся аморфными. Ядра мышечных волокон оттеснены миофибриллами к самой периферии и находятся под сарколеммой. Иногда они лежат попарно или одно за другим. Поперечная исчерченность мышечных компонентов в ушах слабо выражена. Структурные компоненты стромы уха представлены плотной соединительной тканью с резко выраженным количественным преобладанием хорошо оформленных волокон, со слегка утолщенной формой. Клетки плотной соединительной ткани, а также межмышечной, представлены в виде гистиоцитов, фибробластов и фиброцитов, имеющих в основном удлиненную веретеновидную форму, а также клетками лимфо-идного ряда. В некоторых пластах

ушной мышечной паренхимы отмечается скопление большого количества фрагментов, состоящих из жировой ткани, которая на препарате представлена в виде ячеистых полостных образований округлой и полукруглой формы. В стенках локализованных в прослойках мышечной ткани отдельных ячеек жировой ткани отмечается разрушение с деструктивным распадом, в результате чего клетки приобретают неправильную плохо очерченную форму.

Клетки хрящевой ткани особым структурным изменениям не подверглись, плотно прилегают друг к другу.

Кожный покров (эпидермис) на поперечном срезе построен из нескольких слоев. Ороговевающий слой утолщенный, однородного розовато-лилового цвета, эозино-фильность его повышена. Поверхностный эпителий, а также верхняя часть рогового слоя значительно претерпевают морфологические изменения, по сравнению с натив-ными препаратами. Поверхностные слои находятся в деструктивном состоянии в виде распада на отдельные древоподобные тяжи с разрыхлением тканей и их гомогенизацией.

В толще дермы находятся отдельные волосяные фолликулы. Некоторые из них имеют неправильную форму, слегка сжаты, деформированы и заполнены клеточными инфильтратами. Граница эпидермиса с прилегающей подкожной клетчаткой хорошо выражена, четкая, местами не ровная, что увеличивает площадь контакта между структурными компонентами дермы, которые плотно прилегают друг к другу. Паренхима рыхлой соединительной ткани разрыхлена, волокна имеют неодинаковую величину, аморфно окрашена в бледно-розовый цвет, бедна жировой клетчаткой и сосудистыми компонентами. Местами отдельные волокна деструктуриро-ваны. Клетки в состоянии кариорексиса и кариолизиса. В от-

Рисунок 4. Контрольный образец ушей КРС

дельных частях межволокнистого пространства отмечается очаговое скопление пролифератов из клеток лимфоидного ряда.

На гистопрепаратах ушей, обработанных закваской пропионо-вокислых бактерий (проба №6), картина морфоструктурных изменений идентична с пробой №5. Отличие состоит в том, что эпидермис изменил свои тинкториаль-ные свойства (повышенная базо-фильность), а волосяные фолликулы расширены, не деформированы.

По результатам проведенных микроструктурных исследований гистопрепаратов коллагенсодержа-щих субпродуктов можно сделать вывод об эффективности воздействия обработки заквасками микроорганизмов на отдельные структурные элементы тканей, в частности на коллагеновые волокна. —>|

Контакты:

Оксана Владимировна Зинина, Ирина Викторовна Тарасова, Максим Борисович Ребезов, +7(351) 267-9953

Литература

1. Ребезов М.Б., Лукин А.А., Хайруллин М.Ф., Лакеева М.Л. и др. Изменение соединительной ткани под воздействием ферментного препарата и стартовых культур // Вестник мясного скотоводства. 2011. Т. 3. № 64. С. 78 - 83.

2. Зинина О.В., Ребезов М.Б. Технологические приемы модификации коллагенсодержащих субпродуктов // Мясная индустрия. 2012. № 5. С. 34 - 36.