09_Kolakowski.pdf

ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2008, 6 (61), 95 – 104

EDWARD KOŁAKOWSKI, MAREK WIANECKI, IWONA MILEWSKA

TEMPERATURA CIEPLNEJ KOAGULACJI BIAŁEK MIĘŚNIOWYCH

RYB I ZWIERZĄT RZEŹNYCH WYBRANYCH GATUNKÓW

S t r e s z c z e n i e

Posługując się wcześniej opracowaną metodą termomechaniczną wyznaczono zakresy temperatury

cieplnej koagulacji białek miofibrylarnych i sarkoplazmatycznych mięsa 5 gatunków ryb (12 partii surow-

ca) oraz wołowiny i wieprzowiny, a także graniczną temperaturę denaturacji wszystkich białek mięśnio-

wych. Wykazano, że pomimo podobnej temperatury dogrzania mięsa (ok. 77 o C), potrzebnej do pełnego

zdenaturowania wszystkich białek, temperatura pełnej koagulacji białek miofibrylarnych (bez wolnej

aktyny, która występowała sporadycznie w badanych próbach) była różna i wynosiła: w przypadku ryb

morskich ok. 48 o C, ryb słodkowodnych ok. 51 o C, a zwierząt rzeźnych ok. 56 o C. Okres tarła ryb nie miał

istotnego wpływu na zakresy temperatury koagulacji poszczególnych frakcji białek, natomiast powodował

zmniejszenie wielkości piku frakcji białek sarkoplazmatycznych.

Słowa kluczowe: temperatura, denaturacja, mięso, ryby, zwierzęta rzeźne

Wstęp

Obróbka cieplna jest jednym z podstawowych procesów jednostkowych stosowa-

nych w przetwórstwie rybnym. Służy ona zarówno do utrwalenia żywności, jej kuli-

narnego przygotowania, restytucji, jak również do uszlachetniania surowców przed ich

dalszym przerobem na gotowe wyroby [7, 8]. Na przykład w produkcji konserw ryb-

nych w zalewach olejowych wstępna obróbka cieplna (WOC: parowanie, podsuszanie,

podwędzanie lub inne) powinna zagwarantować usunięcie z surowca tyle wody, aby

podczas sterylizacji nie następowało jej dalsze uwalnianie się i mieszanie z olejem.

Jednak nadmierne usunięcie wody podczas WOC bardzo pogarsza teksturę mięsa ste-

rylizowanych ryb. Usuwanie nadmiaru wody z mięsa ryb podczas WOC jest z kolei

ściśle związane z przebiegiem denaturacji białek mięśniowych [7, 8].

Prof. dr hab. Edward Kołakowski, dr inż. Marek Wianecki, Mgr inż. Iwona Milewska, Katedra Techno-

logii Żywności, Wydz. Nauk o Żywności i Rybactwa, Akademia Rolnicza w Szczecinie, 71-459 Szczecin,

ul. Papieża Pawła VI 3

Edward Kołakowski, Marek Wianecki, Iwona Milewska

Przyjęte w instrukcjach technologicznych parametry WOC nie zawsze są opty-

malne. Zwykle są one bardziej dostosowane do zachowania bezpieczeństwa żywności

niż do celów technologicznych [8]. Nieuzasadnione zawyżanie parametrów WOC po-

woduje niepotrzebne straty składników odżywczych mięsa ryb.

Markowski i wsp. [11] wykazali, że wpływ temperatury na proces denaturacji

białka mięsa ryb jest większy niż wpływ czasu. Przy stosowaniu odpowiednio wyso-

kiej temperatury dogrzania czas obróbki jest na tyle krótki, że może być pominięty

przy wyznaczaniu zależności.

Odporność białek mięśniowych na ogrzewanie różni się w zależności od gatunku

ryby. Na przykład oczyszczona miozyna dorsza jest szczególnie niestabilna termicznie,

tworząc szybko agregaty [2], podczas gdy miozyna ryb pochodzących z wód ciepłych

(np. Lutianus seabae ) jest bardziej stabilna, chociaż mniej niż miozyna ssaków [3].

Miozyna mięsa ryb podlega szybszym i głębszym zmianom denaturacyjnym podczas

obróbki cieplnej niż miozyna zwierząt rzeźnych [3]. Większość badaczy uzasadnia tę

różnicę inną temperaturą ciała in vivo zwierząt zmienno- i stałocieplnych [5]. Ogawa

i wsp. [13] stosując DSC wykazali, że denaturacja miozyny karpia rozpoczyna się

w temp. 30 ºC, podczas gdy miozyny królika w temp. 40 ºC. Ponadto miozyna królika

wykazywała tylko jeden pik denaturacyjny, a miozyna karpia dwa piki, odpowiadające

prawdopodobnie denaturacji subfragmentu S-1 i lekkiej meromiozyny (LMM), co po-

twierdza wysoką niestabilność miozyny ryb.

Do bliższego poznania temperatury denaturacji białek znacznie przyczyniło się

wprowadzenie różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), która pozwala badać biał-

ka mięśniowe bez potrzeby ich izolowania z mięsa [4]. Aparatura ta jest bardzo kosz-

towna, co przekracza możliwości finansowe wielu laboratoriów badawczych. Ponadto,

poważną wadą tej metody jest mała wielkość próbki pobieranej do badań, nieprzekra-

czająca kilkudziesięciu miligramów. Pobranie takiej próbki z tkanki mięśniowej tak,

aby była ona reprezentatywna, nastręcza poważne trudności. Zastosowanie elektrofore-

zy białek do wyznaczania końcowej („end-point”) temperatury ogrzewania mię sa ryb

[16] jest również kłopotliwe i czasochłonne. Kołakowski i Wianecki [9] opracowali

metodę wyznaczania temperatury koagulacji podstawowych frakcji białek mięśnio-

wych ryb bezpośrednio w mięsie bez potrzeby ich wstępnej izolacji, polegającą na

dogrzewaniu dużej próby mięsa (ok. 1 kg) z szybkością ok. 1 ºC/min do ok. 90 ºC.

Metodę tę nazwano termomechaniczną.

Celem niniejszej pracy było wyznaczenia temperatury cieplnej koagulacji frakcji

białkowych mięsa ryb wybranych gatunków metodą termomechaniczną i porównanie

z wynikami temperatury koagulacji białek wieprzowiny i wołowiny.

TEMPERATURA CIEPLNEJ KOAGULACJI BIAŁEK MIĘŚNIOWYCH RYB I ZWIERZĄT RZEŹNYCH…

Materiały i metody badań

Badania wykonano na 12 partiach ryb świeżych (nie mrożonych), obejmujących 5

gatunków (płoć, leszcz, karp, śledź bałtycki i dorsz bałtycki) i 2 partiach mięsa zwie-

rząt rzeźnych, obejmujących: udziec wołowy bez kości i tłuszcz, schab wieprzowy bez

kości i tłuszcz. Wszystkie partie ryb, a szczególnie leszcza, były celowo zróżnicowane

pod względem daty połowów i stopnia dojrzałości gonad (tab. 1).

Ryby pochodziły z Zatoki Pomorskiej (śledź, dorsz), Jeziora Dąbskiego, (płoć,

leszcz), i stawów hodowlanych k/Chociwla (karp), a mięso zwierząt rzeźnych z Zakła-

dów Mięsnych w Szczecinie-Dąbiu.

Ryby, po dostarczeniu do laboratorium i oddzieleniu lodu, oprawiono ręcznie do

postaci tusz, płukano w bieżącej wodzie wodociągowej i pozostawiano do ocieknięcia

(ok. 20 min). Tusze przepuszczano przez separator bębnowy typu NF 13X (Bibun, Japo-

nia) o średnicy otworów w bębnie 4 mm, a otrzymane mechanicznie odkostnione mięso

(MOM) doczyszczano na separatorze ślimakowym (streinerze) typu SUB 420 (Bibun,

Japonia) o średnicy otworów w siatce 2,7 mm w celu usunięcia resztek ości i skóry.

Mięso zwierząt rzeźnych rozdrabniano w wilku o średnicy oczek siatki 4 mm. Po

wymieszaniu, poszczególne próby mięsa pobierano bezzwłocznie do badań.

Ogrzewanie mięsa w celu wyznaczenia krzywych termomechanicznych prowadzo-

no wg metody własnej, opisanej wcześniej [9]. Próbę rozdrobnionego mięsa (1000 g)

mieszano ze stałą prędkością 66,5 obr./ min i ogrzewano w sposób ciągły do temp. ok.

85 ºC z szybkością 1 ºC/min, w mieszadle planetarnym typu P 600, stosując zestaw fir-

my Brabender, (Niemcy) umożliwiający rejestrację temperatury i momentu obrotowego.

Temp. początkowa mięsa wynosiła 15 – 18 ºC, a końcowa temp. dogrzania 83 – 85 ºC.

Istotność różnic na poziomie p < 0,05 pomiędzy wartościami temperatury denatu-

racji białek mięśniowych leszcza w zależności od stopnia dojrzałości gonad weryfiko-

wano testem Tukey’a korzystając z programu Statistica 7.0

Wyniki badań i dyskusja

Stosując termomechaniczną metodę ogrzewania mięsa, uzyskano trzy podstawo-

we piki momentu obrotowego, odpowiadające kolejno: 1. – białkom miofibrylarnym,

2. – białkom sarkoplazmatycznym, 3. – wolnej aktynie (rys. 1).

Zakres temperatury koagulacji frakcji 1., aż do punktu przegięcia krzywej i przej-

ścia we frakcję 2., wynosił w przypadku ryb morskich 26 – 50 ºC (dorsz 26 – 43 ºC),

ryb słodkowodnych 30 – 52 ºC, a w przypadku mięsa zwierząt rzeźnych 44 – 54 ºC.

Ponadto, w obrębie frakcji 1. wyodrębniono podfrakcję 1a, w której temperatura ko-

agulacji mięsa ryb morskich, słodkowodnych i zwierząt rzeźnych mieściła się w zakre-

sie odpowiednio: 36 – 46, 44 – 45 i 50 – 54 ºC. Wyznaczone zakresy temperatury ko-

agulacji frakcji 1. są bardzo zbieżne z wartościami temperatury koagulacji białek mięsa

ryb, oznaczonymi metodą DSC [4, 13].

Edward Kołakowski, Marek Wianecki, Iwona Milewska

TEMPERATURA CIEPLNEJ KOAGULACJI BIAŁEK MIĘŚNIOWYCH RYB I ZWIERZĄT RZEŹNYCH…

Rys. 1. Zmiany momentu obrotowego mieszadła (M) podczas ogrzewania (T) rozdrobnionego mięsa.

(A- mięso wieprzowe (schab), B- wołowina (udziec), C- leszcz, D- dorsz).

Fig. 1. Changes in the mixer torque (M) while heating up (T) the minced meat. (A- pork (pork loin), B-

beef (leg), C- bream, D- cod).

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: