Articole

  • Articol complet
  • Cifre și date
  • Referințe
  • Citații
  • Valori
  • Licențierea
  • Reimprimări și permisiuni
  • PDF

ABSTRACT

Această lucrare prezintă un studiu al procesării materiei prime care conțin colagen și al modificărilor sale în cursul procesării complexe vizate prin hidroliză, inclusiv prin uscare prin congelare. S-au determinat pH-ul, compoziția chimică, magnitudinea penetrării și stresul critic de forfecare. Probele uscate au fost examinate utilizând spectroscopie în infraroșu cu transformată Fourier, iar microstructurile lor au fost caracterizate. Proprietatea caracteristică a produsului dezvoltat a fost determinată de prezența unei structuri fibrilare relativ omogene care promovează capacitatea funcțională a fibrelor formatoare de proteinoizi în compozițiile alimentelor din diferite grupuri.

porcină

Introducere

Realizările biotehnologiei și aplicarea crescândă a acesteia în producția de alimente permit nu numai sortimente extinse, ci și respectarea unei nutriții adecvate și funcționale. Datorită situației economice actuale, întreprinderile care produc produse alimentare din materii prime de origine animală caută surse netradiționale de materii prime, și anume deșeuri obținute în procesarea, dezosarea și dezinfectarea pielii de animale. [1,2] Cercetătorii dezvoltă produse care conțin proteine ​​și, în special, înlocuitori de grăsimi pentru produsele din carne. [3-5] Această cercetare se concentrează pe o problemă conexă: se știe că derivații pielii animalelor au o structură eterogenă cu toate clasele de țesuturi (conjunctive, epiteliale, musculare netede și nervoase) reprezentate.

Pielea animalelor agricole, în special a pielii de porc, conține substanțe matriciale principale diferențiate, inclusiv celule, păr de porc, foliculi și micro-componente însoțitoare, care nu numai că determină proprietățile reologice ale materiei prime, dar se corelează și cu proprietățile de rezistență ale fibrelor și structura capilară-poroasă a matricei în curs de investigare. Formarea capilarelor materiei prime este asociată cu diferite structuri, de exemplu, lipocite, care formează benzi fibroase care se desfășoară de-a lungul întregii grosimi a materiei prime. Prin urmare, procesarea ar trebui să aibă ca scop eliminarea excesului de grăsime.

Scopul cercetării a fost de a dezvolta soluții tehnologice și rețete pentru produse de jeleu și sisteme de farsă de carne bazate pe identificarea proceselor tehnologice individuale, inclusiv prepararea de sare alcalină a materiilor prime care conțin colagen, care implică purificarea din fracțiuni nedorite (grăsimi și derivați de cheratină), liofilizarea și alte efecte asupra structurilor și proprietăților materiei prime.

Materiale și metode

În etapa de cercetare, au fost aplicate soluții tehnologice care au fost dezvoltate anterior, inclusiv metode [6-8] care implică hidroliza controlată a probelor de produse proteice. Probele de piele obținute din carcasele de porc au făcut obiectul investigației. Probele (25 × 25 mm) au fost tăiate din două porțiuni simetrice ale unei piele de porc.

Publicat online:

Tabelul 1. Modificări ale parametrilor fizico-chimici ai materiei prime în procesare.

În soluția de NaCl + NaCl, a existat o slăbire a fasciculelor de fibre de colagen și dizolvarea substanțelor organice ale structurilor de keratină, care au îmbunătățit percepția senzorială a produselor ca urmare a tratamentului termic. În plus, sunt cunoscute efectele diferitelor săruri asupra structurilor colagenului de tip I, care le permite să fie dispersate și extrase direct. [9]

Au fost determinate compoziția chimică, pH-ul și proprietățile reologice ale probelor. Prelucrarea hidrolitică a materiei prime pentru a produce un produs proteic a fost efectuată utilizând un procedeu de sare alcalină protejat prin brevet. [7.8]

La sfârșitul tratamentului hidrolitic și al neutralizării, probele au fost supuse congelării sub vid folosind banca de cercetare SVP-0.36, [10] care a fost dezvoltată la Universitatea de Stat din Moscova de Biotehnologie Aplicată/Universitatea de Stat din Moscova pentru Producția de Alimente și a fost destinată studiul proceselor de deshidratare sub vid a unei game largi de materiale termolabile, inclusiv materii prime din carne. Principalele caracteristici ale băncii sunt sistemele sale de vid și răcire. Primul permite congelarea tradițională prin vid prin tranziția de fază „gheață-abur”, iar a doua permite deshidratarea în modul de evaporare sub vid. O vedere a bancului și a probelor de materie primă este prezentată în Figura 1 (A, B). Parametrii de uscare au fost aleși folosind următoarele condiții prealabile. Din congelare, s-au obținut materiale termolabile de înaltă calitate atunci când 75-90% din umiditate a fost îndepărtată prin tranziția fazei gheață-abur. În același timp, odată cu scăderea temperaturii de sublimare, calitatea materialelor termolabile liofilizate a crescut, dar consumul specific de energie pentru uscare a crescut proporțional.

Publicat online:

Figura 1. Vedere generală a bancului de cercetare SVP-0.36 și a probelor de materii prime.

Figura 1. Vedere generală a bancului de cercetare SVP-0.36 și a probelor de materii prime.

În probele obținute s-au determinat compoziția chimică, pH-ul și proprietățile reologice. Conținutul de umiditate a fost determinat folosind o metodă gravimetrică (uscarea într-un cuptor de uscare de laborator la o temperatură de 100 ± 5 ° C). A fost utilizat un analizor semi-automat „Kjeltec” („Tecator”, Suedia) pentru a determina conținutul de proteine ​​(determinarea azotului total în eșantionul mineralizat). Metoda Soxhlet folosește mai multe extracții cu un solvent fierbinte (CCl4 pur chimic) într-un instrument de sticlă standard pentru a determina conținutul de grăsime. PH-ul a fost determinat folosind un pH-metru „pH-420” (Aquilon, Rusia) cu un interval de pH de –0,5 - 14.

Analiza microstructurală a fost efectuată conform metodelor lui Sarkisov și Perov [11] și Pchelkina și Khvilya [12], utilizând un microscop de cercetare C. Zeiss AxioImager cu sisteme foto și video pentru a studia imaginile histologice. Pentru microscopia electronică de scanare, a fost utilizat un instrument FEI VERSA 3D (Olanda) de înaltă rezoluție cu un sistem de analiză a imaginii computerizate (compania „Sisteme pentru microscopie și analiză”).

Gradul de penetrare a fost măsurat cu un penetrometru semi-automat PN 10 cu un indentor conic cântărind 70 g și un unghi de 2 α 60 grade, iar valorile au fost recalculate ca tensiune de forfecare finală conform formulei Rebinder (1): ( 1) Θ = m × k/h 2 (1)

Unde m este masa indentatorului conului, kg; k este un coeficient care ia în considerare geometria indentatorului; și h este gradul de penetrare, m. Probele uscate au fost examinate utilizând spectroscopie în infraroșu transformată Fourier [13] utilizând spectrometrul ALPHA Fourier-IR (Bruker) cu un modul de reflecție internă total atenuat cu un cristal de diamant proiectat pentru analiza spectrală de bază universală în intervalul IR mediu de la 375 la 7500 cm −1. Pregătirea probelor pentru spectroscopie IR a fost minimă: probele de pulbere de module proteice (PMs) au fost aplicate pe un cristal de diamant al interferometrului și fixate cu un dispozitiv de prindere; spectrul a fost obținut într-un mod automat. Interferometrul RockSolid a asigurat rezultate stabile și exacte și nu a necesitat ajustări. Software-ul specializat OPUS/Mentor (Bruker, Germania) a respectat standardele GLP (bune practici de laborator) și GMP (bune practici de fabricație) și a ghidat utilizatorul în analiză de la măsurarea spectrelor până la evaluarea rezultatelor acestora, inclusiv identificarea și (cantitativ) analiza componentelor unice din spectrul amestecului și vizualizarea spectrelor coincidență cu cele din bibliotecile de date ale componentelor și aditivilor alimentari.

Tehnologia de testare și rețeta erau standard [Tabelul 2 aici] și implicau prepararea materiilor prime din carne (carne de vită) timp de 3–3,5 ore. Cu o oră înainte ca materialul crud să fie gătit, morcovii, ceapa și condimentele au fost adăugate conform rețetei. Carnea gătită a fost scoasă din recipient și măcinată într-o mașină de tocat carne. Carnea tocată a fost combinată cu bulion, sărată (clorură de sodiu 2%), adusă la fierbere și agitată. La măcinarea în mașina de tocat carne, s-a adăugat un PM rehidratat pe bază de materie primă care conține colagen și preparat conform metodelor publicate [7,8].