Действие протеолитических ферментов основано на гидролизе пептидных связей мышечных белков, размягчении грубых волокон и соединительной ткани, улучшении органолептических показателей и повышении выхода готовой продукции. Активность ферментов и полученный эффект гидролиза зависит от вида используемого сырья и ферментного препарата, температуры и рН среды, наличия солей, продолжительности воздействия, концентрации и способа внесения фермента.

Одну из первых гипотез о механизме протеолиза предложили Гизелиус и Эриксон-Квенсоль. Они предположили, что ферментативный гидролиз белков проходит по принципу «все или ничего», т.е. часть молекул белка гидролизуется сразу до конечных продуктов, а остальные молекулы остаются неизменными.

Однако, как показали дальнейшие исследования, в реакционной среде присутствовали не только начальные и конечные продукты, но и промежуточные соединения. В связи с этим было высказано предположение о постепенном гидролизе субстрата.

При частичном протеолизе происходит избирательное отщепление протеиназой от субстрата одного или нескольких пептидных фрагментов, в результате чего остается крупномолекулярный остаток белковой природы. В период протеолиза наблюдается снижение скорости реакции гидролиза за счет ингибирования фермента продуктами гидролиза. Кинетические кривые протеолиза в этом случае практически не имеют начального прямолинейного участка и скорость гидролиза начинает снижаться с самого начала процесса.

Важным резервом получения белков являются плазма крови, коллагенсодержащее сырье, включая свиную шкурку, обрезки шкур КРС, жилки и сухожилия, срезки мяса (тримминг, рис. 32).

Одним из свойств белковых добавок на основе мясного сырья является гелеобразующая способность. По гелеобразующей способности белки этой группы существенно превосходят растительные белки, образуя прочные гели при значительно меньших концентрациях.

Так для животных белков величина критической концентрации гелеобразования составляет от 1,5% до 7,5%, в то время как для наиболее функциональных соевых изолятов - от 7,5% до 12,0%. Важен тот факт, что для животных белков процесс гелеобразования в присутствии 2% соли интенсифицируется. Так как животные белки получают из мясного сырья, различающего по функциональным свойствам, то и готовые препараты имеют разные характеристики. Лучшей гелеобразующей и стабилизирующей способностью обладают белковые препараты из коллагенсодержащего, лучшей эмульгирующей - препараты на основе крови.

Белки на основе плазмы крови. Как известно, белки нативной плазмы крови обладают высокой водосвязывающей и эмульгирующей способностью, они образуют гели при нагревании. Эти достоинства нативных белков сырья при соответствующих технологиях переработки сохраняются и в белковых препаратах из плазмы крови, а потому они представляют большой интерес для производителей мясной продукции. Белки производят как из плазмы крови свиней, так и крупного рогатого скота.

Ввиду их перспективности, белковые препараты на основе плазмы крови, входят в перечень продукции, предлагаемой многими фирмами.

Серия белков ТИПРО, поставляемых компанией Могунция, включает белки на основе плазмы, в том числе:

•  ТИПРО 600 - полностью растворимый белок из плазмы крови КРС;
•  ТИПРО 600 С - белок из плазмы крови свиней с содержанием некоторого количества форменных элементов, обогащающих белок железом.

Эти белки обладают высокими функциональными свойствами, уровень гидратации 1:10 и 1:8, соответственно, что выше, чем уровень гидратации соевых белковых препаратов, в том числе изолятов.

Белки ТИПРО обладают высокой водоудерживающей способностью и образуют плотные гели, прочность которых возрастает при повышении температуры нагревания мясных изделий. Гели, в формировании которых участвуют белки плазмы, отличаются эластичностью, упругостью, плотностью. Это объясняется особенностями поведения белков плазмы при нагревании, которые денатурируют при высоких температурах. Причем плотность гелей формируется не столько в процессе нагрева продуктов, сколько при последующем охлаждении.

В результате конечный продукт приобретает монолитную структуру, легко нарезается на ломтики. Введение белков в рецептуры сарделек и способствует формированию плотной и сочной консистенции, улучшению кусаемости изделий. Ввиду особенностей свойств белков их рекомендуется использовать также при производстве консервов из-за прочности образующихся гелей.

Присутствие белков плазмы в рецептурах полуфабрикатов также положительно влияет на их качество. Это объясняется разработчиками белков образованием на поверхности полуфабрикатов в процессе жарки гелевой пленки, препятствующей потерям мясного сока и воды, а, следовательно, повышению сочности жареных изделий.

Эти белки можно отнести к универсальным препаратам, их применяют при изготовлении всех групп мясопродуктов, включая цельномышечные деликатесные изделия. Вместе с тем следует учесть плохую растворимость белков ТИПРО в процессе приготовления рассолов.

Подобно всем белкам, ТИПРО можно использовать в сухом виде, в виде геля или эмульсии. В состав эмульсий, наряду с белками плазмы, вносят белки, отличающиеся по функциональным свойствам, что позволяет добиться лучшего технологического эффекта. Это могут быть мышечные белки (например. Миогель), белки молочной сыворотки (например, ТИПРО 800) или свиная шкурка. Полученные эмульсии могут быть использованы в рецептурах всех видов колбасных изделий взамен мясного сырья. Белок ТИПРО можно использовать также на стадии подготовки мясного сырья, то есть в технологиях колбас из предварительно подготовленного сырья.

Подготовка заключается в смешивании мясного сырья, например говядины, с многокомпонентным рассолом с последующей выдержкой для созревания.

Сырье смешивают в мешалке с последовательным добавлением фосфатного препарата, белка ТИПРО, воды, в том числе частично в виде льда, и на последнем этапе соли. Продолжительность выдержки сырья на созревании 7-11 часов. Этот способ рекомендуется в технологиях производства вареных колбас. Он позволяет повысить качество мясного сырья, размягчить его, повысить экстрагируемость мышечных белков даже из сырья низкого качества, а также снизить себестоимость изделий и повысить их выход без ухудшения качества.

Таким образом, белки ТИПРО применяют при изготовлении различных видов мясопродуктов в виде геля, эмульсии, для приготовления рассола, а также для предварительной подготовки сырья для колбасных изделий. Белки Венпро - животные белки бельгийской фирмы «VEOS N.V.» на основе крови торговых марок Венпро 95 НV, Венпро 95 РНР, Венпро 75 РSС, Венпро 70 СОL Р. Белки получают из разных фракций крови (плазмы или форменных элементов), поэтому они отличаются органолептическими характеристиками, функциональными свойствами и областью применения (табл.3.2). Белки считаются полноценными заменителями мясного сырья, что объясняется не только высокими функциональными свойствами, но и повышенной пищевой и биологической ценностью исходного сырья — крови (табл. 3.3).

По содержанию белка препараты Венпро, полученные на основе форменных элементов, превосходят соевые изоляты. Препараты на основе плазмы крови отличаются более высокими функциональными свойствами, в частности, высокой жиросвязывающей способностью, что делает их особенно эффективными для стабилизации белково-жировых эмульсий.

Рыбный белок по питательной ценности не уступает белкам мяса, но не отягощен вредными насыщенными жирами. Белок рыб легче усваивается, чем мясной, быстрее переваривается. Дело в том, что мышечная ткань рыб более нежная, богата водой, которая при приготовлении сохраняется, оставляя в рыбе сок. И если на переваривание говядины наш организм тратит 5-6 часов, то рыба переваривается за 2-3 часа.

Белок Венпро 95 НV высоковязкий глобиновый порошок, благодаря своим функциональным свойствам рекомендуется как полноценная замена свинины, говядины или мяса птицы. Во всех странах ЕС этот белок официально рассматривается как мясо. При смешивании с водой, ввиду высокой гелеобразующей и эмульгирующей способности, образует устойчивые структуры. Улучшенные функциональные свойства Венпро 95 НV обусловлены высокой растворимостью его белков - 86,0%. Вязкость 15%- ного раствора соответствует аналогичному показателю высоковязкого раствора казеина. Повышенная связывающая способность обеспечивает прочное удержание воды в составе белково-жировых эмульсий, тормозит процесс миграции жира, предотвращает его отделение и образование жировых отеков.

Наиболее часто применяют животный белок из свиной шкурки. Свиная шкурка в своём составе содержит до 30% соединительно-тканных белков (коллагена), поэтому способна создавать белковые гидролизаты (гели) с 5-10 кратным количеством воды. Основное важное функциональное свойство такого геля – высокая эластичность. Важным достоинством животных белков является их многоцелевое назначение, простота в использовании, сохранение своих свойств при длительном хранении, возможность обеспечить за счет их применения увеличение выхода готовой продукции и высокую рентабельность производства.

Эффект от добавления Венпро 95 НV проявляется не только на стадии приготовления (составление фаршей, холодильная обработка), но и при кулинарной обработке, в частности, при жарении полуфабрикатов. Образование устойчивой системы жир-вода - бело крови препятствует миграции жира и воды, при этом сохраняется сочность продукта и улучшается внешний вид изделий, так как поверхностная пленка белка способствует формированию более привлекательной окраски прожаренного продукта с выраженной золотистой корочкой. Поэтому белок Венпро 95 НV рекомендовано в том числе, при производстве полуфабрикатов. Если кулинарную обработку полуфабрикатов выполнять на предприятииизготовителе, то применение белка способствует снижению потерь от жарки, то есть повышению выхода изделий. Это позволяет использовать для производства достаточно жирное сырье, что дополнительно свидетельствует в пользу применения белка. Добавление глобина в фарш пельменей (рис. 33) способствует сокращению количества жира, переходящего в бульон при варке.

Белок Венпро 95 НV не требует предварительной подготовки и изменения технологического процесса. Его вносят в мешалку в сухом виде после внесения соли и фосфатов с добавлением требуемого количества воды для гидратации. Для получения оптимального эмульгирующего эффекта достаточно 0,7% сухого препарата.

Белок Венпро 95 РНF или сухую свиную кровь, представляющую собой порошок темно-бурого цвета, рекомендуется применять при производстве кровяных колбас и зельцев или в качестве натурального красителя.

Препарат Венпро 75 PSС, порошок кремового цвета нейтрального запаха, полученный из плазмы свиной крови. Белок отличается высокими стабилизирующими и желирующими свойствами, поэтому рекомендуется к использованию для приготовления шприцовочных рассолов для цельномышечных и реструктурированных изделий.

Белок Венпро 70 СОL Р - порошок темно-красного цвета без запаха с рН 8,5 (2%-ный раствор), для стабилизации красящего компонента в состав белка введено 10% аскорбата натрия. Его рекомендуется использовать для вареных, полукопченых, варено-копченых колбас в качестве натурального красителя. Для достижения требуемого эффекта в зависимости от видовых особенностей изделий следует добавлять от 0,5 до 2,0 г красителя на кг сырья (0,5-2,0 г / кг). Другим белком на основе плазмы крови является глобулярный белок «Блутин» (Indasia, Германия), который рекомендуется использовать в составе БЖЭ при соотношении основных компонентов 1:7:7.

Компанией «Дена» (Бельгия) предлагается препарат Бета 5-Д, как альтернатива соевым концентратам и изолятам, обладающий лучшими эмульгирующими и стабилизирующими свойствами. Уровень гидратации белка составляет 1:15 или 1:20, он более термостабилен и устойчив в интервале температур от 2°С до 90°С, с повышением температуры способность к гелеобразованию увеличивается. Основу препарата Бета 5-Д составляет сухая обесцвеченная плазма крови, технологическое свойства которой усилены добавлением растительного стабилизатора (полисахарида). Кроме того, в состав Бета 5-Д включены декстроза и ароматические компоненты - приправы и экстракты специй. Белок может быть использован как в сухом виде, так и виде геля или белково-жировой эмульсии. Уровень замены мяса гелем белка составляет 5-15%, белково-жировой эмульсией - 10- 30% к массе основного сырья. Рекомендуется использовать при изготовлении вареных колбас с повышенным содержанием жирного сырья, в том числе с мясом механической обвалки, а также при производстве паштетов и ливерных колбас, пельменей. Рекомендуемый расход- 5-10 г/ кг основного сырья.

Таким образом, белки на основе плазмы крови представлены в достаточно широком ассортименте и имеют большое технологическое значение. Белки на основе коллагенсодержащего сырья обладают высокой способностью к набуханию и удержанию влаги, что объясняется свойствами основного белка (коллагена) и продукта его гидролиза - желатина. Желатин очень хорошо растворяется в воде, причем с повышением температуры растворимость возрастает, а при охлаждении белковый раствор застудневает с образованием желе, в котором удерживается очень большое количество влаги. Кроме того, благодаря особой структуре, желатин проявляет свойства стабилизатора в системе «вода-жир» и препятствует оттеканию жира при тепловой обработке.

Благодаря этим качествам, белковые препараты на основе коллагенсодержащего сырья имеют большой технологический потенциал.

Характерной особенностью белков из коллагенсодержащего сырья является несбалансированность аминокислотного состава по незаменимым аминокислотам, что связано с особенностями исходного сырья. Известно, что это сырье дефицитно по ряду аминокислот, в том числе, по особенно дефицитным, триптофану, метионину, лизину. Однако, комбинирование коллагенсодержащих белков с мышечными, избыточными по большинству незаменимых аминокислот, позволяет улучшить аминокислотный состав комбинированных продуктов, в Состав которых введены эти белки, и повысить их пищевое качество. Поэтому белки на основе коллагена можно рассматривать и как белковые наполнители, и как белковые обогатители.

Общее назначение белков из коллагенсодержащего сырья в технологии мясопродуктов можно сформулировать следующим образом: регулирование пищевой ценности мясных изделий; стабилизация консистенции готовых изделий с повышением плотности и монолитности структуры и улучшением нарезаемости продукта; усиление ощущения сочности изделий, употребляемых в горячем виде (сарделек и сосисок); эмульгирование жира в составе мясных систем; повышение выхода готовой продукции и снижение себестоимости готовых изделий; снижение потерь массы при хранении.

В целом, белки на основе коллагенсодержащего сырья существенно превосходят соевые белки по уровню гидратации, а, следовательно, имеют меньший расход, что сказывается на стоимости продукции. Преимуществом перед соевыми белками является идентичность вкусо-ароматических характеристик белковых препаратов свойствам мясного сырья, что исключает появление неспецифических вкуса и аромата при добавлении их в рецептуру.

Подобно соевым белкам они могут быть использованы в сухом виде, в виде белково-жировых эмульсий или эмульсий с добавлением свиной шкурки, а также для приготовления рассолов. Отличительным свойством является возможность гидратации или приготовления белково-жировой эмульсии с использованием горячей воды или горячего сырья (жира или шкурки), что объясняется тем, что коллаген не подвергается процессу термической денатурации. Горячий способ позволяет увеличить уровень гидратации белков и повысить прочность и стабильность образующихся гелей или эмульсий, что выгодно отличает животные белки от растительных.