Рыбные стуктурообразователи

Физические свойства гелей  желатина зависят от концентрации белка, размера молекулярного порядка компонентов, температуры, присутствия солей и других реагентов. Прочность и жесткость гелей из желатина пропорциональны концентрации белков и увеличиваются с ростом молекулярной массы полипептидов.

В водных растворах желатин  подвергается интенсивному гидролизу  до соединений с малой молекулярной массой. Гидролиз происходит интенсивнее при высоких температурах и экстремумах рН. Сухой желатин обладает склонностью к потере растворимости во время хранения, особенно при высоких температурах (около 40°С) и влажности. Он очень чувствителен к деградации протеолитическими ферментами. Поэтому его нельзя применять в сочетании с такими продуктами, как ананасы или папайя, содержащими ферменты бромелин и папаин.

Для отечественной кондитерской промышленности желатин выпускают трех марок (13, 11, 10), различающихся по качеству. Лучшим является желатин марки 13, который должен быть бесцветным, без вкуса и запаха, содержать влаги не более 16%, золы - не более 2%. Прочность студня с массовой долей желатина 10% должна быть не менее 13 H, а температура плавления не ниже 32°С. Растворы желатина должны быть прозрачными с рН (1%-ных р-ров) от 5 до 7; продолжительность растворения желатина не более 25 мин. Наличие в желатине солей тяжелых металлов, посторонних примесей не допускается.

Желатин - естественный компонент  пищевых продуктов, поэтому ограничений по его применению нет. Однако следует учитывать, что продукты, содержащие желатин, могут иметь посторонний, не свойственный им привкус; кроме того, они в большей степени подвержены микробиологической порче [22].

Желатин широко используют в  пищевой промышленности как загуститель, добавляя его в различные композиции в количестве 1,5 -2,5%. Он обладает хорошими эмульгирующими и пенообразующими свойствами. В частности, желатин используют при производстве мясных и рыбных продуктов для стабилизации их структуры. При производстве мороженого применяют 0,2-0,5%-ные растворы желатина с целью придания гладкости и контроля размеров кристаллов льда.

Казеин. Белки молока представлены в основном казеином (80-83%) и сывороточными белками. Основными компонентами казеина являются α₃₁, -β- и К-казеин, на которые приходится около 95% казеиновой фракции белков молока [23].

Известно, что белки присутствуют в молоке в виде глобул (мицелл, субмицелл) с высоколиофилизированными поверхностями. Что касается казеина, то 75-98% его находится в составе крупных коллоидных частиц - мицелл, а остальные 10-20%- в растворенном виде.

Способ получения казеина  предусматривает его осаждение  из обезжиренного молока при изоэлектрической точке (рН 4,6) и температуре 20°С. Осаждение осуществляют добавлением кислоты, солей кальция, молочнокислых бактерий, реннина. В зависимости от реагентов, используемых для осаждения, выпускают солянокислый, молочнокислый, хлорокальциевый и другие виды казеина. Осажденный казеин промывают и сушат, получая продукт в виде изоэлектрического изолята белка.

Растворы казеина при  определенных условиях переходят в  гелеобразное состояние. Причем в образовании структуры геля казеина (трехмерная) важную роль играют водородные связи, в то время как роль дисульфидных связей незначительна [13].

Процесс структурообразования геля развивается во времени и  достигает максимума при температуре 20°С через 10-12 сут. Пространственная структура геля возникает при определенной концентрации макромолекул белка, составляющей 15 г/100 мл. С повышением концентрации белка скорость гелеобразования возрастает вследствие увеличения числа контактов межмолекулярных пространственных связей. Причем низкоконцентрированные системы имеют коагуляционные структуры, а концентрированные гели - конденсационнокристаллизационные структуры, не обладающие тиксотропией [13].

В пищевой технологии казеин используют как эмульгатор и загуститель. Эмульгирующие свойства казеина обусловлены его рыхлой молекулярной структурой: на границе раздела воды и масла подвижные гидрофильные и гидрофобные радикалы аминокислот интенсивно приобретают различную направленность. Однако эмульгирующая способность казеина при рН, близком к изоэлектрической точке, низкая [6].

На основе функциональных свойств казеина разработаны  рецептуры майонезных соусов, кондитерских желейных изделий.

Белки сои. Соевые белки производятся в значительно больших количествах, чем другие пищевые белки. Среди белковых продуктов, вырабатываемых из бобов сои, широкое применение находят обезжиренная мука, белковые концентраты и изоляты.

В сое содержится свыше 30% белка, который представляет основную ценность, около 20% липидов, а также  значительное количество лецитина, витаминов и минеральных веществ. По составу белок сои близок к белку молока. В нем содержатся почти все основные аминокислоты, поэтому он обладает повышенной пищевой ценностью [16].

Технология получения  обезжиренной соевой муки включает следующие операции: измельчение бобов, удаление оболочек, экстракцию, удаление растворителя, помол. Как правило, экстракцию проводят гексаном. Удаление растворителя осуществляется тремя способами: обработкой обезжиренной соевой муки перегретыми (до 71-82°С) парами гексана, обработкой водяным паром или обжариванием. Последний способ часто называют тестированием. В зависимости от способа обработки получают продукт разной степени денатурации, а соответственно, - и различных функциональных свойств.

В состав обезжиренной соевой муки входят вода (8%), зола (5,6), липиды (2,0), клетчатка (3,3), белок (51,1), прочие безазотистые вещества (30,0%) [16].

Как структурообразователи белковые соевые концентраты и изоляты применяются в качестве загустителей и эмульгаторов. Показано, что высокими эмульгирующими свойствами обладают соевые изолированные белки (протеинаты натрия и калия, полученные распылительной сушкой). Применение этих препаратов взамен яичного порошка позволило снизить количество растительного масла в майонезе с 65 до 46% [9]. Однако следует учитывать, что эмульгирующая способность соевых белков при рН, близком к изоэлектрической точке, низкая [2].

При исследовании эмульгирующих свойств соевого белка, вносимого в эмульсионные системы совместно с казеином, установлено, что на поверхности масляных шариков адсорбируется только казеин, а соевый белок полностью остается в растворе. Объясняется это тем, что казеин, обладая подвижной рыхлой структурой, сразу же с началом эмульгирования образует на поверхности раздела фаз адсорбционные слои, в то время как соевый белок, имея сравнительно твердую молекулярную структуру, практически теряет возможность быть адсорбированным масляными шариками и остается в водной фазе [2].

1.3 Характеристика  сырья для производства ихтиожелатина

Все настоящие  рыбы имеют чешую, но степень развития ее у разных видов различна. Некоторые, например сомы утратили ее в процессе эволюции, поэтому отсутствие чешуи является вторичным явлением. Размер чешуек сильно варьирует, также разнообразна и форма чешуек (табл. 2) [2].

Чешуя костистых  рыб имеет многослойное строение. Верхний слой твердый сильно минерализованный, нижний более толстый, состоит из тонких костистых пластиночек, сцементированных органическими веществами, на 60—70% представленными проколлагеном. Основными сопутствующими компонентами коллагена в чешуе рыб являются эластин, ретикулин, полисахариды и минеральные вещества. Кроме того, в чешуе присутствует кристаллический гуанин придающий чешуе серебристый блеск. Содержание гуанина в чешуе сельдевых рыб составляет 0,2—0,4% а в чешуе пресноводных карповых рыб от 0,3 до 0,65%, Особенно велико (4—9%) содержание гуанина в коже сабли-рыбы [14]

Таблица 2

Характеристика формы чешуи  рыб

 

Форма чешуи рыб	Характеристика и основные представители
1	2
Плакоидная	Наиболее древняя, сохранилась у хрящевых рыб (акулы, скаты). Состоит из пластинки, на которой возвышается шипик. Основное компонент белковое вещество дентин. Старые чешуйки сбрасываются, на их месте возникают новые

 

 

 

 

1		2
Ганоидная		Чешуйки имеют ромбообразную форму, тесно соединены друг с другом образуя панцирь. Ганоидная чешуя состоит из толстого слоя белкового вещества ганоина и слоя изопедина сильно насыщенного солями извести. Характерна для ископаемых рыб, среди современных рыб встречается у панцирной щуки и многоперов. Кроме того, она имеется у осетровых в виде жучек.
Костная	Циклоидная	Имеет вид тонких твердых округлых пластинок с гладкими краями (карповые)
	Ктеноидная	Отличается от циклоидной чешуи зазубренным  задним краем (окуневые)

 

Ценность коллагенсодержащих вторичных  ресурсов, как сырья для получения ихтиожелатина обуславливается содержанием азота коллагена. Кроме того, важное технологическое значение имеет содержание других сопутствующих коллагену веществ и гистологическое строение сырья.

 

Таблица 3

Общий химический состав воздушно –  сухой чешуи некоторых частиковых и прудовых видов рыб

Рыба	Содержание, %
	Воды	Белка	Минеральных веществ	Азотистых веществ
Судак	11	0,1	49,5	39
Лещ	11,2	0,13	33,9	55
Карась	10,6	0,2	36,3	53
Сазан	10,1	0,19	28,5	62
Щука	11,1	0,1	38,5	50
Толстолобик	11,2	0,1	27,8	61

 

В результате дальнейшего исследования фракционного состава азотистых веществ чешуи ( табл. 4), отмечено небольшое содержание водо- и солерастворимого азота , т.е. той части азотистых веществ , которые при выделении и очистке рассматриваются как балластные – альбумины , глобулины, а также наличие 3-7% особого вещества белкового происхождения , называемого ихтилепидином , не растворяющего в воде даже при кипячении . Содержание коллагена в зависимости от вида рыб составляет 32-52%. Наибольшее количество коллагена содержится в чешуе судака -32% , но зато в его чешуе содержится больше всего минеральных веществ 49,5%.

 

Таблица 4

Содержание  различных форм азота в воздушно-сухой  чешуе частиковых и прудовых видов рыб

Рыба	Содержание, %
	Общего азота	Водорастворимого белка	Солераство-римого белка	Коллаге-на	Сопутству-ющих веществ
Судак	39	2	2	32	3
Лещ	55	2,3	2,4	43	7
Карась	53	1,5	2,5	42	7
Сазан	62	2	2	51	5,5
Щука	50	2	2	-	-
Толстоло-бик	61	2	2	52	5

 

  Элементарный состав  минеральной части чешуи представлен  ценными и необходимыми в питании как человека, так и животных макро- и микроэлементами : кальцием ( 4-4,5%), фосфором ( 2-2,5%) и в меньшей мере магнием, натрием, хлором, фтором. Основной солью является фосфорнокислый кальций ( 33-43% массы сухого вещества чешуи ), присутствует небольшое количество ( 1-1,5%) карбоната кальция , а также микроколичество фосфата магния, карбонатов калия и натрия, фтористого натрия и солей железа [14].

   Изучение микробиологических  характеристик показало , что чешуя рыбная – полуфабрикат соответствует КМФАнМ 1·10 6 КОЕ / г. Отмечено также , что КМАФАнМ в чешуе не превышает допустимых норм в течение 3 месяцев хранения. В настоящее время продолжается исследования по продлению сроков хранения чешуи.

 

1.4 Полезные  свойства желатина.

В пищевой промышленности желатин  используют для производства мясных и рыбных консервов, а также мороженого – он предотвращает свертывание белков и кристаллизацию сахара.

В непищевой индустрии он применяется  для изготовления качественных типографских красок, фотоматериалов, клеев.

Используется желатин и для  производства декоративной косметики. Особенно благоприятно он воздействует на стареющую кожу лица, устраняя ее дряблость и сохраняя упругость. Медики давно отметили пользу желатина. Многие из них считают, что люди, часто употребляющие в пищу холодцы и желе, до глубокой старости будут застрахованы от воспаления суставов и артрита. Включать эти блюда в рацион питания рекомендуют и тем, кто страдает заболеваниями желудочно-кишечного тракта. Заливное полезно употреблять в пищу при гастритах, язве желудка и двенадцатиперстной кишки. Желатин помогает избавиться от опасных для здоровья человека радионуклидов, солей тяжелых металлов, токсинов и шлаков, способствует укреплению сухожилий и связок, ускоряет расщепление жиров, помогает сбросить вес. Для здоровья: блюда с желатином и вообще с сильно концентрированным кожо/рого/костным бульоном(холодец, хаш)- незаменимое средство для ускорения сращивания костей при переломах

 

Глава II Экспериментальная часть.

2.1 Цель  и задачи исследований

Цель работы - обосновать возможность использования коллагенсодержащих структурообразователей в производстве молочных десертов.

Для реализации поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Проведен подробный анализ информационных источников по изученному вопросу.
2. Сформулированы основные положения проведения экспериментальной части работы.
3. Проведены лабораторные исследования экспериментальных групп образцов по органолептическим, физико-химическим, микробиологическим показателям.
4. На основании проведенных исследований разработана линия по выпуску молочных десертов с использованием ихтиожелатина и рассчитана экономическая эффективность данного производства.