На главную

Адрес: г. Воронеж, Рабочий проспект, 101

Тел: 8 800 234 69 59 бесплатный по России

E-mail: [email protected]; [email protected]

связаться через skype
Сегодня: 20 июня 2018

Изучение влияния размягчителей на структуру и свойства коллагена.

 

Теория адекватного питания научно обосновала жизненно важную роль балластных веществ и, прежде всего, пищевых волокон в рационе сбалансированного питания человека [1].

В мясоперерабатывающей промышленности одним из широко используемых видов пищевых волокон являются коллагеновые волокна соединительной ткани свиной шкурки.

Однако, известны лимитирующие факторы, такие как высокая механическая прочность, низкие перевариваемость и органолептические показатели коллагенсодержащего сырья (коллагена), которые ограничивают широкое и полное его использование в нативном виде при производстве мясных продуктов [2].

В процессе переработки коллагенсодержащего сырья возникает задача его модификации с целью преодоления этих ограничений.

На практике одним из таких способов является механическое разрушение жесткой структуры коллагеновых волокон соединительной ткани свиной шкурки, которая предварительно подвергается обработке растворами пищевых кислот [3].

В результате кислотной обработки получают кислотонабухший продукт представляющий результат гидратации молекул коллагена в кислой среде, а также механической иммобилизации воды в микро- и макропоры коллагена [4].

Целью данной работы явилось изучение влияния размягчителей на изменение структуры и свойств коллагеновых волокон свиной шкурки для дальнейшей переработки и рационального использования её при производстве колбасных изделий.

Авторы статьи, проанализировав производственный опыт многих мясоперерабатывающих предприятий, выделили три основные группы размягчителей чаще всего используемых на практике для предварительной обработки свиной шкурки:

 

I группа - на основе винной кислоты;

II группа - на основе молочной кислоты;

III группа - на основе уксусной кислоты.

Объектом исследования служили образцы сырой свиной шкурки, взятой с бедренной и брюшной части свиной полутуши.
Для обработки свиной шкурки использовали водные растворы вышеуказанных трёх групп размягчителей, в качестве контрольного образца - необработанная сырая свиная шкурка.

Водные растворы имели PH на уровне 5, жидкостной коэффициент 1:2, выдерживали при температуре 2 ± 2 ° С в течение 24 часов.

Степень набухаемости - величина, равная отношению изменения массы исходного образца в процессе набухания, к навеске исходного образца. Степень набухаемости выражается в процентах. Динамика изменения степени набухаемости образцов представлена на рисунке 2.

Результаты исследований показывают, что степень набухаемости свиной шкурки после обработки в течении 24 часов исследуемыми растворами кислотных разрыхлителей различна и составляет с препаратом I группы (на основе винной кислоты) - 93%, II группы (на основе молочной кислоты) - 106%, III группы (на основе уксусной кислоты) - 98%.

Коллаген, как и другие белки, является амфолитом. В процессе кислотной обработки происходит подавление диссоциации карбоксильных групп, ионизируются основные группы белка, т.е. белок приобретает в целом положительный заряд, в результате чего появляются электростатические силы отталкивания [5].

Преобладание зарядов одного знака вызывает отталкивание конечных групп боковых цепей. Это способствует облегчению электростатического взаимодействия диполей воды с заряженными центрами белка, т.е. увеличению набухаемости.

Прибавление кислот проводит также к неравномерному распределению ионов внутри белка и окружающей среде, что обусловливает возникновение осмотических сил.

При суммарном действии электростатических и осмотических явлений в структуре коллагена возникают значительные напряжения, приводящие к ослаблению и частичному разрыву некоторых связей, в результате чего происходит набухание и разрыхление структуры коллагена. В большей степени указанные явления происходят при обработке свиной шкурки растворами на основе молочной кислоты.

Это подтверждается результатами микроструктурного анализа.

Для подтверждения закономерности деструктивных изменений коллагеновых волокон свиной шкурки при обработке её растворами размягчителей в течении 24 часов был произведен микроструктурный анализ.

Подготовленные образцы помещались в замораживающий микротом и охлаждались до температуры минус 20?С.

Затем производили срез образца толщиной 5 мкм, помещали в воду с температурой 10-15?С в чашку Петри, разравнивались и фиксировались на предметном стекле.

После подсушки в течение 12-24 часов проводилась окраска образцов гемотоксилин-эозином.

Результаты морфологических исследований отражены на фотоснимках гистологических срезов которые приведены на рисунках 1, 2.

Гистологически в срезах необработанной шкурки (рис. 1а, 2а) четко выявляются клеточные элементы с хорошо видимыми границами клеток, компактными, равномерно окрашенными ядрами. В межклеточном веществе просматривается волокнистая структура дермы. После обработки размягчителем на основе уксусной кислоты в виде водного раствора отмечается деструкция клеточных элементов (рис.1б, 2б). Цитоплазма клеток местами полностью разрушена, ядра деформированы, существенно уменьшены в объеме, имеют нехарактерные и размытые очертания, что указывает также на разрушение структуры.

 


Рис. 1а.
Необработанная (контроль)


Рис 2а.
Необработанная (контроль)


Рис. 1б.
Обработанная размягчителем на основе уксусной кислоты


Рис. 2б.
Обработанная размягчителем на основе уксусной кислоты

Межклеточное вещество становится более гомогенным, четко выявляется ее вакуолизация. Волокнистая структура просматривается неотчетливо.

Обработка свиной шкурки размягчителем на основе винной кислоты (рис.1г,2г) изменяет его структуру, но в значительно меньшей степени. Гистологически выявляется гомогенность межклеточного вещества за счет отсутствия выявляемой волокнистой структуры. Клеточные элементы сохраняют форму и расположение ядер. Просматривается компактное распределение хроматина. Вакуолизация межклеточного вещества практически не отмечается.


Рис 1г.
Обработанная размягчителем на основе вин. кислоты


Рис 2г.
Обработанная КР размягчителем на основе вин. кислоты

Более существенно изменялась микроструктура свиной шкурки после обработки её водным раствором размягчителя на основе молочной кислоты.

Существенной деструкции подверглись как клеточные элементы (рис.1в,2в), так и структура межклеточного вещества. Цитоплазма клеток в большинстве была разрушена. Остатки ядер обнаруживались более или менее компактными частицами хроматина. Межклеточное вещество выявлялось гомогенной структурой с большим количеством равномерно расположенных вакуолей. Это существенное разрыхление структуры возможно и определило наиболее высокую степень набухаемости шкурки при обработке данным видом размягчителя.

 


Рис 1в.
Обработанная размягчителем на основе мол. кислоты


Рис 2в.
Обработанная КР размягчителем на основе мол. кислоты

Изучение микроструктуры свиной шкурки показывает, что обработка размягчителями на основе пищевых кислот её существенно изменяет.

Выявленные структурно-морфологические особенности связаны с изменением структуры белков, составляющих соединительнотканные элементы дермы, в частности межклеточное вещество, коллагеновые, эластические и ретикулиновые волокна.

Эти изменения способствуют деструкции белковых молекул, что повышает их доступность для протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта и их усвояемость в организме.

Таким образом, учитывая результаты исследований, для размягчения свиной шкурки при производстве колбасных изделий целесообразно рекомендовать размягчитель на основе молочной кислоты как наиболее эффективный.

 

Назад
11.10.2012