ЭлБиб

Всё о МЯСЕ

→

Пищевые белковые

ингредиенты

из побочных продуктов

мясопереработки

настоящее время одной из наиболее актуальных является проблема

использования побочных продуктов мясопереработки, к которым от-

носятся спилок и шкура крупного рогатого скота, свиней, а также мясо-

костный остаток, получаемый при механической обвалке. На сегодняш-

ний день побочные продукты мясопереработки в Российской Федерации

по самым скромным подсчетам составляют более 1 миллиона тонн в год.

Они либо перерабатываются в незначительных количествах, либо утили-

зируются, чаще всего, с нарушением природоохранного законодатель-

ства. Кроме того, для утилизации на санкционированных свалках эти про-

дукты требуют предварительной термической обработки.

В.Е. Куцакова

, доктор техн. наук, СПбГУНиПТ

А.А. Семенова

, доктор техн. наук, ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии

ГЛАВНАЯ ТЕМА /

Прикладная наука - мясоперерабатывающей отрасли

№ 2 апрель 2012

Ключевые слова:

побочные продукты, ути-

лизация, гидролиз, коллаген, катализатор,

молекулярная масса

Ñïèëîê, øêóðà ÊÐÑ è ñâèíåé ñîñòîÿò â çíà÷è-

òåëüíîé ñòåïåíè èç êîëëàãåíà. Äëÿ ïðèîáðåòåíèÿ

êîëëàãåíîì òàêèõ ôóíêöèîíàëüíî-òåõíîëîãè÷åñêèõ

ñâîéñòâ (ÔÒÑ), êàê âûñîêàÿ æåëèðóþùàÿ, âëàãî- è

æèðîóäåðæèâàþùàÿ ñïîñîáíîñòè, íåîáõîäèì åãî

ãèäðîëèç â ïðèñóòñòâèè êàòàëèçàòîðîâ ïðè âûñîêèõ

òåìïåðàòóðàõ. Ïðè ýòîì ðàçíûå ìîäèôèêàöèè êîë-

ëàãåíà òðåáóþò èíäèâèäóàëüíûõ ïàðàìåòðîâ ãèäðî-

ëèçà äëÿ äîñòèæåíèÿ íàèëó÷øèõ ÔÒÑ. Êîëëàãåí –

áåëîê, îáëàäàþùèé âåñüìà ñïåöèôè÷íîé ñòðóêòóðîé,

â êîòîðîì 0,25 ñîñòàâëÿþò èìèíîêèñëîòû (ïðîëèí è

îêñèïðîëèí), íå îáðàçóþùèå âîäîðîäíîé ñâÿçè.

Ñïåöèôè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà áåëêà (êîíôîðìàöèÿ) ïðî-

ÿâëÿåòñÿ â ïåðâè÷íîé, âòîðè÷íîé, òðåòè÷íîé è ÷åòâåð-

òè÷íîé ñòðóêòóðå.

Â ïåðâè÷íîé ñòðóêòóðå áåëêîâîé ìîëåêóëû âñå

àìèíî- è èìèíîêèñëîòû ñâÿçàíû ìåæäó ñîáîé ñèëü-

íîé êîâàëåíòíîé ñâÿçüþ.

Âî âòîðè÷íîé ñòðóêòóðå âûñîêîå ñîäåðæàíèå èìè-

íîêèñëîò ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî êîëëàãåí íå îáðàçóåò

-ñïèðàëåé. Ïîä âëèÿíèåì ðåãóëÿðíî ðàñïîëîæåííûõ

îñòàòêîâ ïðîëèíà è îêñèïðîëèíà öåïü êîëëàãåíà âî

âòîðè÷íîé ñòðóêòóðå ïðèíèìàåò ôîðìó ëîìàíîé ñïè-

ðàëè. Ïîëèïåïòèäíàÿ öåïü íå ïîëíîñòüþ ñïèðàëèçî-

âàíà - ýòî êîíôèãóðàöèÿ, ïðåäñòàâëåííàÿ ñî÷åòàíèåì

ñïèðàëüíûõ è ëèíåéíûõ ó÷àñòêîâ. Èìèíîêèñëîòû íå

ìîãóò îáðàçîâûâàòü âîäîðîäíûõ ñâÿçåé, à âî âòîðè÷-

íîé ñòðóêòóðå ïðåèìóùåñòâåííî ñâÿçè âîäîðîäíûå, íî

êîëè÷åñòâåííî îáåäíåííûå.

Â òðåòè÷íîé ñòðóêòóðå, â ìîëåêóëå òðîïîêîëëà-

ãåíà ñîäåðæàòñÿ äâå

è îäíà

ñïèðàëè, ñêðó÷åí-

íûå âîêðóã îáùåé îñè. Ñóùåñòâîâàíèå ýòîé ñïèðàëè

ñâÿçàíî ñ ýëåêòðîñòàòè÷åñêèì âçàèìîäåéñòâèåì

ìåæäó COO

–

è NH

è âîäîðîäíîé ñâÿçüþ ìåæäó

ãðóïïàìè ïåïòèäíîé ñâÿçè è OH

ãðóïïàìè îê-

ñèïðîëèíà. Ýòèìè ñâÿçÿìè îáúÿñíÿþòñÿ íåðàñòâîðè-

ìîñòü êîëëàãåíà â âîäå è îðãàíè÷åñêèõ ðàñòâîðèòåëÿõ

è âûñîêàÿ óñòîé÷èâîñòü ê äåéñòâèþ ðàçâåäåííûõ êèñ-

ëîò, ùåëî÷åé è ôåðìåíòîâ [1].

Â ÷åòâåðòè÷íîé ñòðóêòóðå íàáëþäàåòñÿ àãðåãàöèÿ

ìîëåêóë òðîïîêîëëàãåíà â ïðîäîëüíîì (êîíåö ñ êîëü-

öîì) è ïîïåðå÷íîì íàïðàâëåíèÿõ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî

ïðîèñõîäèò îáðàçîâàíèå ïðîòîôèáðèëë, êîòîðûå

îáúåäèíÿþòñÿ â ôèáðèëëû. Àãðåãàöèÿ ïðîèñõîäèò çà

ñ÷åò êîâàëåíòíûõ ñâÿçåé.

Òàêèì îáðàçîì, íàáëþäàåòñÿ ñèëüíàÿ êîâàëåíòíàÿ

ñâÿçü â ïåðâè÷íîé è ÷åòâåðòè÷íîé ñòðóêòóðàõ êîëëà-

ãåíà è îáåäíåííàÿ âîäîðîäíàÿ èëè ýëåêòðîñòàòè÷åñêàÿ

– âî âòîðè÷íîé è òðåòè÷íîé ñòðóêòóðàõ.

Ñòðîåíèå êîëëàãåíà è ñèëû âçàèìîäåéñòâèÿ â

ñòðóêòóðàõ îïðåäåëÿþò ìîëåêóëÿðíóþ ìàññó è ÔÒÑ

ãèäðîëèçàòîâ, ïîëó÷åííûõ ïðè ðàçëè÷íûõ ðåæèìíûõ

ïàðàìåòðàõ ïðîöåññà è êîëè÷åñòâàõ âíåñ¸ííûõ êàòà-

ëèçàòîðîâ.

Ñóùåñòâóþò ðàçëè÷íûå äèàïàçîíû êîíöåíòðàöèé

êàòàëèçàòîðà, îïðåäåëÿþùèå ìîëåêóëÿðíóþ ìàññó

ãèäðîëèçàòîâ. Èçâåñòíî, ÷òî çàãóùåíèå èëè æåëèðî-

âàíèå ãèäðîëèçàòîâ âîçìîæíî ëèøü â ñëó÷àå ñîõðà-

íåíèÿ âûñîêîé ìîëåêóëÿðíîé ìàññû ãèäðîëèçîâàí-

íîãî êîëëàãåíà, ñîñòàâëÿþùåé îêîëî 700000 Äà, ÷òî

íàáëþäàåòñÿ â äèàïàçîíå ìàëûõ êîíöåíòðàöèé êàòà-

ëèçàòîðà C = 0,05–0,30 % ïðè òåìïåðàòóðå ãèäðîëèçà

90 – 100 °C è âðåìåíè ïðîöåññà 80 – 90 ìèíóò. Ñëå-

äóåò ïîìíèòü, ÷òî â ýòîì ñëó÷àå ïîíÿòèå ãèäðîëèçà

ÿâëÿåòñÿ óñëîâíûì, ò.ê. ýòî ëèøü ÷àñòè÷íûé ãèäðî-

ëèç. Ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà áåëêà îêàçàâøàÿñÿ âûøå,

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека