На рынке Казахстана с развитием интереса сыроделию появились ферментные препараты. Данные ферментные препараты применяются для свертывания молока. Одним из таких ферментов является «Мейто» (пепсин).
В составе препарата «Мейто» специфические протеазы, аминокислотный состав которого схож с ферментом сычуга телят. Особенностью фермента является то, что он не содержит животных и химических компонентов. «Мейто» производится ферментацией и сушкой пищевых Mucor pusilus и Мucor miehei. Данная торговая марка производится японской фирмой «Meito Sangyo Co., Ltd». активностью не менее 300 тыс.ед./г. Данный препарат исследован на предмет использования его для обработки мясного сырья, ускорения процессов созревания и тендеризации.
Была выдвинута гипотеза, что «Мейто» в мясной системе будет работать аналогично внутриклеточным ферментам (катепсинам). Он является их синергистом и обладает дополнительными качествами, которые позволяют ему воздействовать в более широком диапазоне технологических параметров, а также влиять на те белковые системы, на которые внутриклеточные ферменты не действуют или оказывают слабое действие.
Эффективность применения ферментных препаратов для биомодификации мясного сырья тесно связаны с их физико-химической характеристикой и, прежде всего, с оценкой условий их активности и стабильности. Так как ферменты лабильны к условиям внешней среды, определяющей специфику технологических процессов, то в первую очередь представляет интерес изучение влияния температуры и рН, как основных параметров управления свойствами пищевых систем.
Влияние температуры на протеолитическую активность ферментного препарата «Мейто» показано в таблице 1 и на рисунке 1.
Таблица 1
Влияние температуры на протеолитическую активность фермента «Мейто»
|
Температура, ºС |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
|
Протеолитическая активность, ед/г |
20 |
36 |
83 |
96 |
78 |
20 |
5 |
0 |
Рис. 1. Зависимость протеолитической активности ферментного препарата от температуры
На рисунке 1 видно, что вид экстремальной кривой имеет форму «колокола» с четко выраженным максимумом, что можно объяснить высокой скоростью термоинактивации, которая, носит лавинообразный характер.
Эксперименты показали, что ферментный препарат «Мейто»», проявляет максимальную активность при средних значениях температур (35–40 °С). Известно, что в мясной промышленности наибольшее практическое значение имеет диапазон температур 0–4 °С, являющийся рабочим для многих процессов хранения и обработки мясного сырья и, в первую очередь, посола. В данном диапазоне температур «Мейто»» проявляет лишь около 15 % от своей максимальной активности. Не менее важным является высокая остаточная активность ферментного препарата при высоких температурах (60–65 °С), так как это дает возможность осуществлять ферментативное воздействие на мясное сырье в процессе некоторых видов тепловой обработки. В виду того, что тепловая обработка ограничена по времени, величина активности здесь является решающей. Как видно на рисунке, «Мейто»» практически инактивирует при температуре 70 °С и выше.
Применение фермента в пищевой промышленности возможно только при условии его полной инактивации в готовом продукте, так как употребление активных ферментов в пищу может воздействовать на стенки пищеварительного тракта, что недопустимо. В связи с тем, что для мясных продуктов степень готовности определяется достижением температуры 72 °С в толще, было исследовано время инактивации ферментного препарата «Мейто» при данной температуре (таблица 2).
|
Время, мин. |
5 |
10 |
15 |
20 |
|
Протеолитическая активность, ед/г |
10 |
0 |
0 |
0 |
Рис. 2. Термостабильность «Мейто»» при температуре 72 °С
Из рисунка 2 видно, что по истечении 5 минут при температуре 72 °С «Мейто» полностью инактивируется.
Полученные результаты дают основание считать, что при гидротермической обработке мясного сырья исследуемый препарат не будет сохранять активность, что гарантирует качество и обеспечит отсутствие негативного воздействия на белки слизистых оболочек пищеварительного тракта
Температурная стабильность подтверждает широту диапазона возможного использования ферментного препарата. Исследования в интервале температур характерных для процесса традиционного посола и созревания мяса показывают, что «Мейто» сохранил не более 40 % первоначальной активности в течение 6 часов. При температурном режиме в 10–12 °С термостабильность составляет не менее 60 % от первоначальной активности, а при температуре свыше 40 °С термостабильность «Мейто» существенно снижается (таблицы 3–8), что является следствием изменения конформационного состояния. Кинетика термоинактивации «Мейто» при различных температурах показывает, что наиболее стабилен ферментный препарат в диапазоне температур от 10 до 40 °С, а при температурах свыше 40 °С наблюдается резкое падение протеолитической активности и как следствие «Мейто» сохраняет остаточную активность не менее 20 мин при 60 °С.
Следующим этапом было исследование влияния рН на активность ферментного препарата, которое проводили в диапазоне от 3,0 до 9,0 при температуре 40 °С. Однако стоит отметить, что рабочей областью рН для ферментных препаратов в мясной промышленности следует считать интервал от 5,5 до 6,5. Как показано на рисунке 3, исследуемый фермент проявляют максимальную активность в кислой и слабокислой зоне. Общий вид экспериментальной кривой для ферментного препарата позволяет положительно оценить возможность его применения для различных целей, так как диапазон его активности охватывает различные типы развития автолиза мяса.
Рис. 3. Влияние рН на протеолитическую активность ферментного препарата
Для наиболее эффективного применения ферментного препарата нельзя не учитывать эффект взаимного ингибирования или активирования, то есть взаимодействия ферментов с другими веществами различной природы, вызывающего снижение, полное подавление или рост каталитического действия. Подобные вещества, подавляющие ферментативные реакции, называются ингибиторами. В технологическом процессе производства мясных продуктов таковыми могут являться такие обязательные компоненты посолочных смесей как поваренная соль и нитрит натрия. С целью выявления возможного эффекта ингибирования было проведено исследование влияния поваренной соли на активность ферментного препарата «Мейто».
Поваренная соль является не только вкусовой добавкой, она также используется для изменения таких важных функционально-технологических свойств мясного сырья как влагосвязывающая способность (ВСС), влагоудерживающая способность (ВУС) в процессе посола. Известно, что, являясь сильным электролитом, поваренная соль (99 % NаС1), влияя на ионную силу растворов и их осмотическое давление, могут оказывать как активирующее, так и ингибирующее действие на биологические системы и ферменты в частности. В мясной промышленности обычно применяются рассолы с концентрацией поваренной соли до 1,6–1,8 М/дм3.
Реакционную смесь инкубировали при 40 °С. Результаты показали, что поваренная соль практически не влияет на активность «Мейто» в избранном диапазоне концентраций, особенно хорошо это заметно при концентрации поваренной соли до 0,4 моль/дм3. При концентрациях поваренной соли более 0,4 наблюдается некоторое ингибирование, которое достигает 10,4 % (в 1,8 М растворе поваренной соли) от начальной активности, принятой за 100 % (рисунке 4).
Рис. 4. Влияние концентрации поваренной соли на протеолитическую активность
Таким образом, оценка свойств «Мейто» показала, что данный фермент обладает достаточно широким диапазоном температурной и рН-стабильности, при этом инактивируя при температурах свыше 70 °С. Отсутствие ингибирующего действия со стороны традиционной для технологии мясных продуктов поваренной соли позволяет использовать препарат в технологии производства мясных продуктов без ограничений и с максимальной эффективностью.
