Влияние облучения яиц на физико-химические и функциональные свойства жидкого белка

Согласно результатам исследования, проведенного Бюнгрок Мином (Byungrok Min), Ки Чхан Намом (Ki Chang Nam), Чхорун Джо (Cheorun Jo) и Донг У. Аном (Dong U. Ahn) из Университета штата Айовы, небольшая доза (2,5 кГр) облучения яиц улучшает эффективность производства яйцепродуктов, а также повышает безопасность продуктов, в которых используется жидкий белок. Отчет о проведенном ими исследовании включен в Отчет об исследованиях в сфере промышленного животноводства Университета штата Айовы за 2014 год.

Краткое содержание и выводы

Было выявлено влияние облучения яиц на физико-химические и функциональные свойства, цвет и текстуру жидкого яичного белка.

С помощью линейного ускорителя яйца подвергались облучению в 0, 2,5, 5,0 или 10 кГр. Через 0, 7 и 14 дней хранения определялась вязкость, уровень pH, мутность, пенообразование, цвет и летучие компоненты жидкого яичного белка, а также цвет и текстура приготовленного яичного белка.

Облучение повышало мутность, но снижало вязкость жидкого яичного белка. Малые дозы облучения (2,5 кГр) не влияли на пенообразование и стабильность пены, однако повышенные дозы облучения (< 5,0 кГр) ухудшали указанные свойства.

В результате облучения образовывались летучие компоненты, содержащие серу, и их количество увеличивалось при повышении дозы облучения. Однако они исчезали при хранении яиц в аэробных условиях.

В зависимости от дозы облучения яркость (значение L) и желтизна (значениеb) приготовленного яичного белка уменьшалась, а зеленоватость (значение -a) увеличивалась. При увеличении дозы облучения все параметры текстуры приготовленного яичного белка (твердость, клейкость, связующая способность, разжёвываемость и эластичность) повышались, и эти изменения имели решающее значение.

Согласно результатам исследований, низкие дозы облучения (до 2,5 кГр) оказывали минимальное негативное воздействие на физико-химические и функциональные свойства жидкого яичного белка, но повышали эффективность производства яйцепродуктов благодаря снижению его вязкости. В связи с этим существует большой потенциал использования малых доз облучения в производстве яйцепродуктов для повышения безопасности сырых яиц без ухудшения их качества.

Введение

С 1985 по 1999 годы в 80 процентах из 100 подтвержденных случаев заражения сальмонеллезом через пищу источником заражения были яйца и продукты на их основе. Кроме того, в 2010 году национальная эпидемия инфекции сальмонеллезного энтерита, источником которой были куриные яйца, вызвала около 1 900 заболеваний пищевого происхождения и привела к возврату 500 миллионов яиц.

В связи с масштабом этой эпидемии, при которой источником инфекции были куриные яйца, для предотвращения заражения яйцепродуктов при производстве, транспортировке и хранении Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в 2009 году были приняты «Правила обеспечения безопасности яйцепродуктов (окончательная версия)».

Заражение сальмонеллами может происходить как на внешних оболочках, так и в содержимом яйца (желтке и белке).

Бактерии сальмонеллы, находящиеся на скорлупе, могут проникнуть внутрь яйца через трещины и привести к заражению его содержимого. Кроме того, заражение содержимого может произойти до снесения яиц вследствие заражения репродуктивных органов птиц.

Чтобы удалить бактерии сальмонеллы с поверхности скорлупы яиц, их моют, но этот способ неэффективен, если бактерии сальмонеллы проникли внутрь.

В последнее время для снижения количества сальмонелл в сырых яйцах используется пастеризация при низкой температуре (около 55°C), однако для уменьшения количества сальмонелл в 100 000 раз необходимо более длительное воздействие.

Облучение представляет собой одну из наиболее эффективных нетепловых технологий пастеризации, которая может быть наиболее подходящей для устранения бактерий сальмонеллы из содержимого яиц.

Облучение является наиболее эффективным способом контроля численности сальмонелл и других патогенных микроорганизмов пищевого происхождения, которые заражают скорлупу и содержимое яиц. Однако облучение может также привести к существенным изменениям функциональных свойств яичного белка из-за окисления содержимого яиц гидроксильными радикалами, которые образуются в результате разложения воды при облучении.

Свободные радикалы могут привести к распаду, объединению и поперечному связыванию молекул протеинов, что вызывает изменение физико-химических и функциональных свойств яичного белка, таких как вязкость, пенообразование, связующая способность, эмульсификация, загустевание под воздействием тепла и утолщение.

Изменения физико-химических и функциональных свойств яичного белка может значительно повлиять на качество многих продуктов питания, одним из ингредиентов которых являются яйца. И все же остается много разногласий среди ученых в отношении влияния на физико-химические и функциональные свойства яичного белка.

Несколько исследований показали, что облучение приводит к окислению компонентов яйца, таких как белки, полинасыщенные жирные кислоты, холестерины и каротиноиды, ухудшает качество и вкус, изменяет цвет и снижает вязкость белка яиц. С другой стороны, другие исследования показали, что небольшая доза облучения (от 1,5 до 2,5 кГр) не приводит к существенным изменениям физико-химических и функциональных свойств яиц и яйцепродуктов.

Целью данного исследования было изучение влияния облучения яиц на физико-химические свойства и пенообразование жидкого яичного белка во время хранения. Кроме того, были выявлены изменения в цвете и текстуре приготовленного белка яиц, подвергнутых облучению.

Материалы и методы

С помощью линейного ускорителя 1 440 яиц получили дозы облучения, равные 0, 2,5, 5,0 и 10 кГр.

Затем яичный белок отделили и хранили его в холодильнике при температуре 4°C в течение 14 дней. Часть яичного белка была помещена в целлофановый пакет и варилась в кипящей воде в течение 18 минут до образования палочек циллиндрической формы.

Вязкость, уровень pH, мутность, свойства пенообразования, цвет и летучие компоненты жидкого яичного белка, а также цвет и текстура приготовленного яичного белка определялись на нулевой, седьмой и четырнадцатый дни хранения.

Результаты

В результате облучения мутность жидкого яичного белка увеличивалась, вероятно, из-за снижения растворимости протеинов яичного белка.

Вязкость жидкого яичного белка понижалась обратнопропорционально получаемой дозе облучения, поскольку облучение приводило к распаду молекул основных протеинов яичного белка, таких как овомуцин, кональбумин, овальбумин и овотрансферрин.

Характеристики водянистости облученного яичного белка могут увеличить текучесть жидкого яичного белка при его обработке на производстве, а также повысить производительность оборудования.

Малые дозы облучения (≤2,5 кГр) практически не оказывают влияния, в то время как повышенные дозы облучения (≥5 кГр) оказывают негативное влияние на пенообразование и стабильность пены жидкого яичного белка.

Малые дозы облучения (≤2,5 кГр) могут использоваться для повышения безопасности жидкого яичного белка без нарушения его способности к пенообразованию и стабильности пены.

Количество всех летучих компонентов в жидком яичном белке значительно увеличивалось при увеличении дозы облучения. Количество паров бензола, толуола и гексанала в жидком белке яйца увеличивалось под воздействием облучения.

В результате облучения образовывались такие серосодержащие летучие вещества, как метантиол, диметилсульфид, метилтиоэтан, этантиоловая кислота, диметилдисульфид и диметилтрисульфид, и их количество увеличивалось при увеличении дозы облучения.

Диметилдисульфид был основным летучим компонентом с содержанием серы, который образовывался при облучении, также при повышении дозы облучения (≥ 5 кГр) образовывались метанэтинол, диметилсульфид и метилтиоэтан. Однако облучение яиц может не оказывать влияния на запах, если перед использованием жидкий белок яйца хранился в течение одной или двух недель в аэробных условиях.

С помощью специального инструмента можно обнаружить существенные изменения цвета, но они незаметны невооруженным глазом.

Все свойства текстуры (твердость, клейкость, связующая способность, разжёвываемость и эластичность) цилиндров, приготовленных из белка необлученных яиц, контролировались. Они не отличались от свойств белка яиц, получивших дозу облучения в 2,5 и 5 кГр (за исключением клейкости при значении в 5 кГр), но все указанные свойства белка необлученных яиц были значительно ниже свойств белка яиц, получивших дозу облучения в 10 кГр (P<0,05). Однако все значения параметров текстуры, за исключением связующей способности, повышались при повышении дозы облучения.

1 Обозначение различными буквами (a-d) указывает на значительное различие проявления свойства в один и тот же день хранения в одном ряду таблицы (P<0,05). СПСЗ — стандартная погрешность среднего значения, n=4. Единица — общее количество ионов × 104.
«-» означает, что указанные соединения не были обнаружены.

Заключение

Облучение яиц привело к существенным изменениям мутности, вязкости, свойств пенообразования (если доза облучения превышала 2,5 кГр) и летучих компонентов белка яйца вследствие окисления протеинов белка яйца, степень которых зависела от дозы облучения.

Однако свойства пенообразования жидкого белка яйца были минимальными при малых дозах облучения (2,5 кГр).

Вязкость яичного белка сильно изменялась даже при малой дозе облучения (≤2.5 кГр). Благодаря эффекту снижения вязкости яичного белка, малые дозы облучения могут улучшить обработку яиц на производстве: облегчить отделение желтка от белка, движение жидкого белка по трубам, его смешивание с другими ингредиентами, распылительную сушку и тому подобное без ухудшения физико-химических и функциональных свойств яичного белка.

Кроме того, облучение яиц может снизить количество микробов в жидком яичном белке.

Малые дозы облучения улучшают качество производства яйцепродуктов, а также повышают безопасность продуктов питания, в которых используется жидкий яичный белок.