Изучение функционально-технологических свойств говяжьей печени

Состав чертежей

Описание

В дипломной работе был проведен анализ литературы. Рассмотрено гистологическое строение печение крупного рогатого скота. Разработана структурная формула холевой кислоты и ее производных. Описаны основные функции печени и её обмен веществ крупного рогатого скота. Определены физико-химические свойства говяжьей печени-сырья для местной промышленности. Рассмотрены белково-жировые эмульсии, дана общая информация. В результате проведенного анализа можно подвести следующие итоги:

1.      Говяжья печень можно считать витаминосодержащим продуктом, в котором находятся практически все витамины группы В, токоферол, ретинол и витамин РР.

2.      Говяжья печень содержит такие макроэлементы как – сера, фосфор, калий, а также микроэлементами – цинк, железо, медь.

3.      Введение печени в состав мясных продуктов (особенно вареных колбас) даст возможность увеличить пищевую ценность продукта, повысив содержание таких элементов как Fe3+, жирорастворимых и водорастворимых витаминов.

4.      Принимая во внимание проявление конкурентной адсорбции белков на поверхности частиц жира в фаршевой системе, делаем вывод о том, что разумным является вводить в состав фарша дополнительные пищевые белки в состав белково-жировой эмульсии, что обеспечит предварительное эмульгирование жира с формированием стабильной эмульсии и поможет избежать применение гелеобразующих миофибриллярных белков на эмульгирование.

5.      Функционально-технологические свойства печени сильно зависят от степени измельчения и переработки. Как компонент для производства белково-жировой эмульсии по своим функционально-технологическим свойствам подходит только термически обработанная печень.

         В экспериментальной части дипломного проекта была выполнена разработка белково-жировой эмульсии на основе говяжьей печени и рассмотрено ее использование в изготовлении вареных колбасных изделий. Определены материалы и методы, осуществлен выбор необходимых приборов и оборудования. Описаны расчетные и физико-химические способы исследования. Определены основные функционально-технологические свойства говяжьей печени. Выполнено создание белково-жировой эмульсии на основе говяжьей печени и проведено исследование ее ФТС. Рассмотрено применение многокомпонентной белково-жировой эмульсии в составе вареных колбас I сорта. По экспериментальной части дипломного проекта можно подвести следующие итоги:

• Исследование функционально-технологических свойств белково-жировой эмульсии на основе бланшированной говяжьей печени позволило сделать вывод о том, при содержании в эмульсии жировой фазы 45 % наблюдалось ее расслоение по фракциям, в следствии чего возникает необходимость дополнительного введения в ее состав ингредиентов, которые обладают повышенной эмульгирующей способностью;
• Исследование функционально-технологических свойств многокомпонентных белково-жировых эмульсии с различным сочетанием растительного (соевого) и животного белоксодержащего сырья, позволило сделать вывод о том, что в соотношении растительного и животного белоксодержащего сырья полученные белково-жировые эмульсии имеют стабильные свойства, при содержании жирового компонента 45 %.
• Сравнительная характеристика функционально-технологических свойств фарша вареной колбасы I сорта «Обыкновенной» с функционально-технологическими свойствами фаршей, изготовленных с заменой части полужирной свинины на многокомпонентную белково-жировую эмульсию показал, что замена 25 % полужирной свинины на многокомпонентную белково-жировую добавку позволяет увеличить выход готовой продукции на 3,2 %.
• Замена 25 % полужирной свинины на многокомпонентную белково-жировую эмульсию не несет отрицательного воздействия на органолептические свойства готовой продукции.

Выводы:

• белки говяжьей печени не сбалансированы по аминокислотному составу, но говяжья печень превосходит мышечную ткань по содержанию макро- и микроэлементов, а так же по содержанию водо- и жирорастворимых витаминов, поэтому мы рекомендуем использовать говяжью печень как обогатитель мясных изделий;
• в соотношении животного и растительного белоксодержащего сырья равном 50:50, полученные белково-жировые эмульсии, обладают стабильными свойствами, при содержании жирового компонента 45 %;
• замена 25 % полужирной свинины на многокомпонентную белково-жировую эмульсию позволяет увеличить выход готовой продукции на 3,2 % и не оказывает отрицательного действия на органолептические характеристики готовых изделий.

1. Анализ литературы

• Гистологическое строение печени крупного рогатого скота Желчь

Печень – самая крупная пищеварительная железа, составляющая около

1,4 – 1,5 % массы тела животного [2]. Цвет печени – красно-коричневый, темный или светлый, в зависимости от кровенаполнения органа и упитанности животного. Консистенция довольно плотная.

Поверхность печени покрыта брюшиной. Под ней лежит печеночная капсула, состоящая из плотной соединительной ткани, которая проникает внутрь органа и разделяет его на дольки. В соединительной ткани между дольками проходят кровеносные и лимфатические сосуды, а также желчные ходы.

Основная морфологическая единица печени – печеночная долька – 1

(рис. 1). Печеночные дольки располагаются на ветвях печеночных вен, называемых центральными венами – 2 печеночных долек. Концевые ветви воротной вены проникают между печеночными дольками и называются междольковыми венами – 3. Они через сеть внутридольковых капилляров переходят во внутридольковые вены – 4.

Мельчайшие желчные капилляры – 5 начинаются между клетками печеночных долек. Соединяясь, они образуют более крупные протоки и формируют общий печеночный поток желчи – 6. По выходе из ворот печени он направляется к двенадцатиперстной кишке – 7. Часть желчных протоков открывается в желчный пузырь – 8, где накапливается желчь [2,4,5].

       Желчь, накапливающаяся в желчном пузыре (так называемая пузырная желчь) отличается от печеночной желчи, находящейся в ткани печени.

Печеночная желчь представляет собой густую темно-зеленую жидкость плотностью 1,005, с щелочной реакцией – значение  рН 7,5 – 8,2. В ней содержится  96 – 97 % воды, 2,5 – 3,5 % сухих веществ, представленных неорганическими и органическими компонентами.

В желчном пузыре, вследствие всасывания воды его стенками, происходит концентрирование желчи (содержание сухих веществ может повышаться в 10 и более раз; плотность повышается до 1,040) и  значение  рН снижается до

7,0 – 5,3 , вследствие того, что слизистая оболочка пузыря выделяет в желчь ионы водорода (Н⁺) [20, 51].

Ниже представлено содержание сухих веществ в пузырной желчи (рис. 2)

Специфическими компонентами желчи являются желчные кислоты, которые придают секрету горький вкус. Они образуются в печени в результате метаболизма из холестерина. Это стероидные соединения⁵ с 24 атомами углерода, являющиеся производными холевой кислоты. Они  имеют от одной до трех α-гидроксильных групп и боковую цепь из 5 атомов углерода с карбоксильной группой на конце цепи (рис. 3) [7, 50].

 В печеночной желчи при слабощелочном значении рН холевая кислота присутствует в виде холат-аниона. Кроме холевой кислоты (рис. 3, а) в желчи содержится также хенодезоксихолевая кислота (рис. 3, с). Оба соединения принято называть первичными желчными кислотами. В количественном отношении это наиболее важные конечные продукты обмена холестерина.

В печени образуются конъюгаты желчных кислот с аминокислотами (глицином или таурином ), связанные пептидной связью:

Эти конъюгаты являются более сильными кислотами и присутствуют в желчи в форме солей (холатов и дезоксихолатов Na⁺ и К⁺, называемых солями желчных кислот) [50].

В кишечнике соли жирные кислоты обеспечивают эмульгирование жира и стабилизацию образующейся жировой эмульсии, повышают скорость всасывания трудно растворимых кальциевых солей жирных кислот, образуя с ними легко растворимые комплексы.

Одной из основных функций жирных кислот является перенос липидов в водной среде, который обеспечивается благодаря их способности образовывать мицеллярный раствор липидов в водной среде.

В печени при участии жирных кислот формируются мицеллы, в виде которых секретируемые печенью липиды переносятся в кишечник в гомогенном растворе –  желчи. За счет детергентных свойств жирных кислот в кишечнике образуются устойчивые мицеллы, содержащие продукты расщепления жиров липазой: холестерин, фосфолипиды, жирорастворимые витамины и обеспечивающие перенос этих компонентов к всасывающей поверхности кишечного эпителия.

 Если концентрация желчных кислот небольшая, они могут образовывать в воде истинный раствор. В том случае, когда концентрация желчных кислот увеличивается, они образуют простые мицеллы, то есть конгломераты, состоящие из нескольких молекул желчных кислот, ориентированных таким образом, что их гидрофобные стороны обращены друг к другу, а гидрофильные стороны направлены в воду (рис. 4). Концентрация желчной кислоты, при которой из истинного раствора начинают образовываться мицеллы, называется критической мицеллярной концентрацией [51].

Окраска желчи зависит от желчных пигментов: билирубина, имеющего золотисто-желтую окраску, и биливердина – вещества зеленого цвета (основной пигмент желчи у травоядных). Желчные пигменты образуются из гемоглобина и других гемосдержащих белков. Билирубин является продуктом распада простетической группы гемоглобина, а биливердин – продуктом окисления билирубина. Желчные пигменты обладают свойствами кислот и дают соли с металлами (иногда нерастворимые).

В среднем, у крупного рогатого скота, за сутки выделяется 2 – 6 л желчи. Желчь образуется непрерывно, а натощак – на низком уровне. Образование ее повышается при приеме корма и кишечном пищеварении [4].

1.2. Функции печени крупного рогатого скота

Важнейшими функциями печени являются метаболическая, депонирующая, барьерная и экскреторная (рис. 5).

Метаболическая – в печени протекают сложные процессы обмена белков и аминокислот, липидов, углеводов, биологически активных веществ (гормонов, биогенных аминов и витаминов), микроэлементов, регуляция водного обмена. В печени синтезируются многие вещества (например, желчи), необходимые для функционирования других органов.

Депонирующая – в печени происходит накопление углеводов (например, гликогена), белков, жиров, гормонов, витаминов, минеральных веществ. Из печени в организм постоянно поступают макроэргические соединения и структурные блоки, необходимые для синтеза сложных макромолекул.

Барьерная – в печени осуществляется обезвреживание (биохимическая трансформация) чужеродных и токсичных соединений, поступивших с пищей или образовавшихся в кишечнике.

Экскреторная – из печени различные вещества эндо- и экзогенного происхождения либо поступают в желчные протоки и выводятся с желчью (более 40 соединений), либо попадают в кровь, откуда выводятся почками.

1.3. Обмен веществ в печени крупного рогатого скота

Печень принимает участие в метаболизме почти всех классов веществ.

Метаболизм углеводов. Глюкоза и другие моносахариды поступают в печень из плазмы крови. Здесь они превращаются в глюкозо-6-фосфат и другие продукты гликолиза. Затем глюкоза депонируется в виде резервного полисахарида гликогена или превращается в жирные кислоты. При снижении уровня глюкозы печень начинает поставлять глюкозу за счет гликогена. Если запас гликогена оказывается исчерпанным, глюкоза может синтезироваться в процессе глюконеогенеза из таких предшественников, как лактат, пируват, глицерин или углеродный скелет аминокислот.

Метаболизм липидов. Жирные кислоты синтезируются в печени из ацетил-КоА, который образуется из избыточной глюкозы пищи, из полисахаридов и аминокислот, не требующихся для других функций. Триацилглицерины образуются из КоА-производных жирных кислот и поступают в кровь в форме липопротеинов.

В печени синтезируется холестерин, который в составе липопротеинов транспортируется в другие органы. Избыток холестерина превращается в желчные кислоты или выводится из организма с желчью.

Метаболизм аминокислот и белков. Уровень аминокислот в плазме крови регулируется печенью. Избыточные аминокислоты расщепляются, аммиак связывается в цикле мочевины, мочевина переносится в почки. Углеродный скелет аминокислот включается в промежуточный метаболизм как источник для синтеза глюкозы (глюконеогенез) или как источник энергии. Кроме того, в печени осуществляется синтез и расщепление многих белков плазмы крови.

Биохимическая трансформация. Стероидные гормоны и билирубин, а также лекарственные вещества, этанол и другие ксенобиотики (чужеродные вещества природного происхождения) поступают в печень, где они инактивируются в гепатоцитах на гладком эндоплазматическом ретикулуме и конвертируются в высоко полярные соединения.

Связывание и обезвреживание металлов осуществляет белок печени металлотионеин. Этот белок содержит много гидросульфитных групп и может образовывать хелатные¹⁹ соединения с большим количеством ионов металлов такими, как Cd²⁺, Cu²⁺, Hg²⁺ и Zn²⁺. Ионы таких металлов являются индукторами биосинтеза металлотионеина.

Молекулярная  масса металлотионеина равна 6,5×10³ Дальтон. Форма молекулы овальная, состоящая из двух субъединиц. В каждой молекуле содержится 7-12 ионов металла. Металлотионеин термоустойчивый белок.

Депонирование. Печень служит местом депонирования энергетических резервов организма (гликогена) и веществ-предшественников; здесь  депонируются многие минеральные вещества, в том числе железо (около 15 % всего железа, содержащегося в организме), витамины: ретинол, витамины A, D, K, B₁₂ и фолиевая кислота [50, 51].