Раздел 3
Обоснование и разработка технологии
Полуфабриката белкового на основе
Коллагенсодержащего сырья
Оценивая целесообразность производства белковых полуфабрикатов, добавок, концентратов, изолятов и обогатителей из разнообразных источников, а также рассматривая практические аспекты их применения, следует отметить, что степень результативности использования данных разработок в технологиях мясных рубленых изделий и мясопродуктов предопределяется не только имеющимися сырьевыми ресурсами, но и тем, в какой мере специалисты отрасли владеют объективной информацией о технико-экономическом потенциале предлагаемой продукции и условиях ее использования [5, 19, 55, 67, 116].
Необходимыми являются сведения, отражающие следующие характеристики продукции:
– химический состав полуфабриката или добавки, биологическая ценность;
– функционально-технологические свойства и органолептические показатели;
– однородность состава и стабильность свойств;
– медико-биологические показатели;
– доступность сырья и его стоимость;
– экономическая эффективность применения.
Использование современных достижений биотехнологии приобретает особое значение для расширения ассортимента отечественных полуфабрикатов и добавок для мясных изделий и мясопродуктов, обеспечивающих рациональное использование белоксодержащего сырья. Следует выделить, как имеющую большое значение в процессе переработки мясного сырья, проблему ферментативной модификации белков и белковых систем упроченной структуры. Ее решение сопряжено с повышением технологической функциональности КС за счет трансформации свойств сложных биологических систем, возможностью частичной замены традиционного сырья, повышением выхода продукции и получении высококачественных мясных изделий и мясопродуктов – известного источника полноценных белков в рационах питания населения [13, 14, 18, 22, 58].
В задачу исследований, представленных в данном разделе, входило обоснование и разработка технологии белкового полуфабриката (БП) из КС, предназначенного для введения в мясные фарши, что позволит рационально использовать белоксодержащее мясное сырье, расширить сырьевую базу производства и ассортимента мясных изделий и мясопродуктов.
В качестве исходного сырья для получения БП был выбран технологически доступный и экономически целесообразный вид коллагенсодержащего сырья – смесь жилок и сухожилий, получаемых в результате жиловки крупнокусковых полуфабрикатов говядины.
Учитывая физико-химические свойства коллагена, сложность его структуры, связь с веществами неколлагеновой природы в составе соединительной ткани, устойчивость к факторам внешней среды, мы предположили, что при направленном протеолизе ферментами трехмерной структуры коллагена, обеспечивающем высвобождение функциональных групп (гидрофильных и гидрофобных) на поверхности белковых молекул, БП из КС сможет проявить свойства структурообразователя, эмульгатора и, одновременно, стабилизатора мясных систем. В основу разрабатываемой технологии получения БП нами были положены регулируемые параметры денатурации и деструкции коллагена, обеспечивающие направленное формирование его функционально-технологических свойств. В качестве фактора, направленно изменяющего свойства КС, нами был выбран ферментативный протеолиз данного сырья, в качестве ферментов – протомегатерин Г20Х и папаин в виде композиции ферментов.
Теоретическим обоснованием необходимости создания композиции ферментов, предназначенной для ферментативного протеолиза КС, послужили данные литературы, свидетельствующие о перспективности создания композиций протеолитических ферментов с направленной биохимической активностью относительно белков соединительной ткани [13, 129].
Для решения поставленной задачи необходимо было:
обосновать и разработать рецептурный состав композиции ферментов для обработки КС;
отработать режимы ферментативного протеолиза КС композицией ферментов;
разработать технологическую схему производства белкового полуфабриката (БП);
изучить функционально-технологические свойства, показатели качества и безопасности полученного БП.
Основываясь на литературных данных о потенциальных свойствах коллагеновых белков, при разработке технологии БП для обоснования целесообразности его применения в производстве мясных рубленых изделий нами были сформулированы следующие требования к его функционально-технологическим свойствам, составу и экономическим показателям, которые должны быть сформированы в результате ферментативного протеолиза:
– высокая влагосвязывающая способность (ВСС);
– способность стабилизировать мясные системы за счет проявления свойств структурообразователя (СС);
– высокая эмульгирующая способность (ЭС);
– в составе сухих веществ содержание белка – не менее 80%, жира не более 10%;
– стабильность свойств и экономическая целесообразность использования.
Перечисленные требования к свойствам и составу БП должны быть сформированы в результате ферментативного протеолиза КС.
В ходе предварительных экспериментальных исследований было установлено, что на степень изменений, происходящих при обработке ферментами КС, влияют различные факторы:
– соотношение ферментов в композиции (S);
– кооличество композиции ферментов к массе сырья (Сф);
– продолжительность ферментативного протеолиза (τ);
температура ферментативного протеолиза (t);
гидромодуль – соотношение жидкой и твердой фаз (m Н2О:m КС);
рН-среды.
Приведенные выше данные были положены в основу параметрической модели ферментативного протеолиза, рис. 3.1.
Рис. 3.1. Параметрическая модель ферментативного протеолиза КС
Таким образом, из представленной модели следует, что соотношение ферментов в композиции, количество композиции к массе сырья, продолжительность и температура ферментативного протеолиза, а также гидромодуль и рН-среды являются управляющими параметрами ферментативного протеолиза КС.