Modeling of the proteolysis process of fish collagen raw materials

Authors

  • Ніна Василівна Дуденко Kharkiv State University of Food Technology and Trade str. Klochkovskaya 333, Kharkov, Ukraine, 61 051, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-8301-9852
  • Олександр Георгійович Дьяков Kharkiv State University of Food Technology and Trade str. Klochkovskaya 333, Kharkov, Ukraine, 61051, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-8163-8019
  • Богдана Олександрівна Панікарова Kharkiv State University of Food Technology and Trade str. Klochkovskaya 333, Kharkov, Ukraine, 61 051, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-5910-8700

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23144

Keywords:

fish collagen raw materials, proteolysis, protein supplement, collagenase, bromelin, mathematical modeling

Abstract

The studies aimed at modeling the process of fish collagen raw material proteolysis by using enzyme preparations of collagenase and bromelin are given in the paper. The data for determining reasonable ranges of the proteolysis parameters, in particular, the temperature and duration of the proteolysis, pH and concentration of enzyme preparations, are given. The obtained set of data indicates the high efficiency of collagenase in relation to connective-tissue proteins. The mathematical model of the process of fish collagen raw materials proteolysis was developed and significant technological factors that provide functional and technological properties of the final product were determined. The proteolysis parameters, namely duration of (9...11).60 s, temperature of 40±2 °C, type and concentration of the enzyme preparation Сcollagenase= 0,050±0,005 % to the mass of fish raw materials, value of the pH medium 7,0±0,2 were scientifically justified. The obtained results can be used for solving the problems of control and management of the process of the fish collagen proteolysis and controlled accumulation of water-soluble fractions of connective tissue of the salmon skin, depending on the composition and type of the raw materials.

Author Biographies

Ніна Василівна Дуденко, Kharkiv State University of Food Technology and Trade str. Klochkovskaya 333, Kharkov, Ukraine, 61 051

Doctor of Medical Sciences, Professor

Department of Food Hygiene and Microbiology

Олександр Георгійович Дьяков, Kharkiv State University of Food Technology and Trade str. Klochkovskaya 333, Kharkov, Ukraine, 61051

Postulant of Technical Sciences, Lecturer

Department of Energy and Physics

Богдана Олександрівна Панікарова, Kharkiv State University of Food Technology and Trade str. Klochkovskaya 333, Kharkov, Ukraine, 61 051

Assistant

Department of Food Hygiene and Microbiology

References

  1. Петрова, И. Б. Комплексная переработка отходов рыбоперерабатывающих производств: обзор [Текст] / И. Б. Петрова, А. И. Клименко // Молодой ученый. – 2012. – № 9. – С. 61–63.
  2. Rustad, T. О. Utilisation of marine by-products [Text] / T. О. Rustad // Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry. – 2003. – № 2. – P. 458–463.
  3. Nalinanon, S. Collagen from the skin of arabesque greenling (pleurogrammus azonus) solubilized with the aid of acetic acid and pepsin from albacore tuna (thunnus alalunga) stomach [Text] / S. Nalinanon, S. Benjakul, H. Kishimura // Journal of the Science of food and Agriculture. – 2010. – Vol. 90, № 9. – P. 1492−1500.
  4. Антипова, Л. В. Оценка перспектив применения вторичных ресурсов рыбоперерабатывающей промышленности на основе микроструктурной характеристики [Текст] : сб. науч. тр. / Л. В. Антипова, О. П. Дворянинова // Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты. – М. : РАЕН-МААНОИ, 2002, – Вып. 6. – С. 83–94.
  5. Цибизова, М. Е. Практические аспекты получения структурообразователей из коллагенсодержащего рыбного сырья [Текст] / М. Е. Цибизова, Р. Г. Разумовская, Као Тхи Хуе, Г. А. Павлова // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. – 2011. − № 1. − С. 145−151.
  6. Кращенко, В. В. Исследование влияния частичной ферментативной обработки пищевых отходов лососевых на качество рыбных бульонов [Текст] : науч. тр. / В. В. Кращенко, Е. М. Панчишина, А. В. Белобородько // Дальрыбвтуза. – 2011. − Т. 23. − С. 165–169.
  7. Чудинова, Л. Л. Перспективы использования верхних покровов пресноводных рыб [Текст] / Л. Л. Чудинова, Л. В. Антипова, О. П. Дворянинова, А. В. Гребенщиков // Рыбпром. – 2009. − № 4. − С. 28–32.
  8. Takeshi, N. Fish scale collagen. Preparation and partial characterization [Text] / N. Takeshi, I. Masamil, I. Masahide // International Journal of Food Sciense & Technology. – 2004. – Vol. 39, № 3. – Р. 239−244.
  9. Nalinanon, S. Type I collagen from the skin of ornate threadfin bream (nemipterus hexodon): characteristics and effect of pepsin hydrolysis [Text] / S. Nalinanon, S. Benjakul, H. Kishimura, K. Osako // Food chemistry. – 2011. – № 2. − P. 500–507.
  10. Takeshi, N. Collagen of octopus callistoctopus arakawai arm [Text] / N. Takeshi, N. Keiko, Y. Eiji, S. Nobutaka // International Journal of Food Sciense & Technology. – 2002. – Vol. 37, № 3. – Р. 285−289.
  11. Румшинская, Л. З. Математическая обработка результатов эксперимента [Текст] / Л. З. Румшинская. – М.: Наука, 1971. – 192 с.
  12. Жванко, Ю. Н. Современные методы исследования качества пищевых продуктов [Текст] / Ю. Н. Жванко, И. А. Снегирева. – М.: Экономика, 1976. – 222 с.
  13. Грачева, И. М. Технология ферментных препаратов [Текст] / И. М. Грачева, А. Ю. Кривова. – М: Элевар, 2000. – 256 с.
  14. Косенко, И. С. Применение ферментных препаратов протеолитического действия в обработке коллагенсодержащих продуктов убоя животных [Текст]: дис. … канд. техн. наук / И. С. Косенко. − Воронеж, 2009. − 252 с.
  15. Petrova, I. B., Klimenko, A. I. (2012). Kompleksnaja pererabotka othodov rybopererabatyvajushhih proizvodstv: obzor. Molodoj uchenyj, 9, 61–63.
  16. Rustad, T. O. (2003). Utilisation of marine by-products. Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry, 2, 458–463.
  17. Nalinanon, S., Benjakul, S., Kishimura, H. (2010). Collagen from the skin of arabesque greenling (pleurogrammus azonus) solubilized with the aid of acetic acid and pepsin from albacore tuna (thunnus alalunga) stomach. Journal of the Science of food and Agriculture, Vol. 90, № 9, 1492−1500.
  18. Antipova, L. V., Dvorjaninova, O. P. (2002). Ocenka perspektiv primenenija vtorichnyh resursov rybopererabatyvajushhej promyshlennosti na osnove mikrostrukturnoj harakteristiki. Netradicionnye prirodnye resursy, innovacionnye tehnologii i produkty. RAENMAANOI, Vol. 6, 83–94.
  19. Cibizova, M. E., Razumovskaja, R. G., Kao, Thi Hue, Pavlova, G. A. (2011). Prakticheskie aspekty poluchenija strukturoobrazovatelej iz kollagensoderzhashhego rybnogo syr’ja. Vestnik Astrahanskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Serija: Rybnoe hozjajstvo, 1, 145−151.
  20. Krashhenko, V. V., Panchishina, E. M., Beloborod’ko, A. V. (2011). Issledovanie vlijanija chastichnoj fermentativnoj obrabotki pishhevyh othodov lososevyh na kachestvo rybnyh bul’onov. Dal’rybvtuza, Vol. 23, 165–169.
  21. Chudinova, L. L., Antipova, L. V., Dvorjaninova, O. P., Grebenshhikov, A. V. (2009). Perspektivy ispol’zovanija verhnih pokrovov presnovodnyh ryb. Rybprom, 4, 28–32.
  22. Takeshi, N., Masamil, I., Masahide, I. (2004). Fish scale collagen. Preparation and partial characterization. International Journal of Food Sciense & Technology, Vol. 39, № 3, 239−244.
  23. Nalinanon, S., Benjakul, S., Kishimura, H., Osako, K. (2011). Type I collagen from the skin of ornate threadfin bream (nemipterus hexodon): characteristics and effect of pepsin hydrolysis. Food chemistry, 2, 500–507.
  24. Takeshi, N., Keiko, N., Eiji, Y., Nobutaka, S. (2002). Collagen of octopus callistoctopus arakawai arm. International Journal of Food Sciense & Technology, Vol. 37, № 3, 285−289.
  25. Rumshinskaja, L. Z. (1971). Matematicheskaja obrabotka rezul’tatov jekspe-rimenta. Nauka, 192.
  26. Zhvanko, Ju. N., Snegireva, I. A. (1976). Sovremennye metody issledovanija kachestva pishhevyh produktov. Jekonomika, 222.
  27. Gracheva, I. M., Krivova, A. Ju. (2000). Tehnologija fermentnyh preparatov. Jelevar, 256.
  28. Kosenko, I. S. (2009). Primenenie fermentnyh preparatov proteoliticheskogo dejstvija v obrabotke kollagensoderzhashhih produktov uboja zhivotnyh. Voronezh, 252.

Published

2014-04-25

How to Cite

Дуденко, Н. В., Дьяков, О. Г., & Панікарова, Б. О. (2014). Modeling of the proteolysis process of fish collagen raw materials. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(12(68), 8–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.23144

Issue

Section

Technology and Equipment of Food Production