Маноли Т.А., Памбук С.А.

Одесская Национальная Академия Пищевых Технологий

Исследование степени набухания коллагенсодержащего сырья из гидробионтов

Как известно, рыба и морепродукты являются важнейшими компонентами рациона питания человека. И перед рыбоперерабатывающей отраслью, как и перед любой другой перерабатывающей промышленностью, стоят задачи повышения эффективности использования сырья, сокращения отходов производства. Из общемировой практики известно, что в процессе переработки рыбы образуется до 30 % непищевых отходов, которые, в основном, выбрасываются (внутренности, шкуры, слизь, кости, чешуя, плавники и т.д.), что приводит к загрязнению окружающей среды [1]. Вместе с тем, некоторое вторичное сырье является источником коллагена.

В соответствии с современной теорией питания роль соединительнотканных белков пересмотрена. Установлено положительное влияние ингредиентов соединительной ткани на процесс пищеварения, состояние и функцию полезной кишечной микрофлоры. На основе коллагена создаются биологически ценные пищевые продукты и добавки с лечебно-профилактическим эффектом. Также, в последнее время, большое внимание уделяется коллагену гидробионтов, как сырью для получения структурообразующих веществ, используемых в производстве пищевых продуктов с эмульсионной структурой. Это объясняется тем, что кроме пищевой и биологической ценности, коллаген обладает свойством хорошо связывать влагу и способностью образовывать плотные сгустки и гели [2].

Теоретически объяснить способность коллагена связывать влагу можно особенностью его структуры. При низком значении рН в полипептидных цепях, составляющих тройную спираль, образуются избыточные положительные заряды, которые обуславливают взаимное отталкивание, увеличение расстояния между фибриллами коллагена. В образующиеся пустоты проникает вода, и происходит набухание коллагеновых волокон, при этом масса белка в состоянии полного набухания может достигнуть от 400 до 1000 % к массе сухого белка [3].

При производстве различных коллагеновых препаратов важным является определение максимума набухания коллагена.

Было исследовано влияние различных растворов на степень набухания коллагенсодержащего сырья. При этом в качестве растворов использовали растворы уксусной кислоты (0,5 и 0,05 н), растворы NaOH различной концентрации, растворы NaOH в насыщенных растворах NaSOи NaCl. В качестве сырья исследовали чешую, кожу, а также измельченные ткани рыб. Степень набухания определяли как количество адсорбированной влаги за определенный период времени.

При исследовании влияния щелочной обработки, кожу карпа помещали в растворы NaOH различной концентрации и выдерживали в течение пяти суток. Каждые 24 ч образцы отфильтровывали и взвешивали. По увеличению массы судили о степени набухания сырья. Проведенные исследования показали, что максимум набухания наблюдался на третьи сутки. Причем степень набухания составляла 5,5 при использовании 10 % раствора NaOH, 5 при использовании 5 % раствора NaOH и 2,6 для 2 % раствора NaOH. Затем наблюдалось снижение степени набухания, что, вероятно, связано с разрыхлением волокнистых структур и разрывом межмолекулярных связей под воздействием щелочи и, следовательно, с разрушением молекул коллагена.

Далее изучали влияние щелочно-солевой обработки на коллагенсодержащее сырье. Исследования проводили в растворах NaOH различной концентрации в насыщенных растворах солей NaSO и NaCl. Исследования показали аналогичную со щелочной обработкой динамику процесса набухания. Максимум набухания также наблюдали на третьи сутки, однако значение степени набухания несколько ниже, по сравнению со щелочью. Так, в пробах с 2 % раствором NaOH в насыщенном растворе NaSO степень набухания составляла 1,8, в 5 % растворе – 2,2, и в 10 % растворе – 2,4. В растворах щелочи в насыщенном растворе NaCl значения степени набухания были еще ниже.

Из литературы известно, что при низких значениях рН коллаген обладает высокой водосвязывающей способностью [2]. Поэтому на следующем этапе работы исследовали кислотное набухание коллагенсодержащего сырья. Для этого вначале определяли влияние уксусной кислоты различной степени разбавления на степень поглощения влаги. Исследования показали, что при обработке кожи карпа 0,05 н раствором уксусной кислоты степень набухания выше, чем при использовании 0,5 н раствора.

Также было исследовано влияние 0,05 н раствора уксусной кислоты на степень набухания различного коллагенсодержащего сырья. Оказалось, что эффект набухания в наибольшей степени проявляется при обработке кожи карпа. В гораздо меньшей степени при обработке кожи атерины и еще меньше – чешуи. Эти данные согласуются со сведениями из литературы, о том, что набухание на различных уровнях структуры коллагена протекает по-разному и по мере усложнения и уплотнения гистологической структуры эффект набухания проявляется в меньшей мере [3].

Таким образом, можно сделать выводы о том, что резкое повышение степени набухания коллагена достигается добавлением кислот или щелочей. Набухание коллагена всегда сопровождается увеличением массы и объема. Однако добавление солей при щелочной обработке препятствует набуханию. Наибольшая же степень набухания наблюдается при обработке коллагенсодержащего сырья разбавленными растворами кислот.

Литература:

1. Киладзе А.Б. Рыбные отходы – ценное сырье // Рыбное хозяйство. – 2004. – № 3. – С. 58.

2. Дунченко Н.И., Янковская В.С., Аль-Кайси Р.С., Савенкова И.П., Перминов С.И. Функционально-технологические свойства коллагенсодержащей молочной основы // Изв. вузов. Пищевая технология. – 2005. – № 4. – С. 34-36.

3. Каспарьянц С.А. Кожевенное сырье. – М., 1983. – 163 с.