Finansowanie: Narodowe Centrum Nauki, 2012/05/D/NZ9/02282 (2013–2017)
Podstawowe informacje:
Wiedza na temat dojrzewania ryb oraz katepsyn w rybach jest obszerna, jednak nadal wiele zjawisk zachodzących podczas marynowania ryb jest nie wyjaśnione. Niemal wszystkie prace dotyczące dojrzewania ryb odnoszą się do badań tkanki, a analizę kąpieli podejmują autorzy w celu potwierdzenia zjawisk zaobserwowanych w mięsie. Kąpiel marynująca jest jeszcze w mniejszym stopniu poznana niż marynowane mięso.
Jedną z przyczyn tego stanu może być traktowanie kąpieli jako produktu ubocznego. Kąpiel marynująca to frakcja ciekła otrzymana podczas marynowania ryb po osiągnięciu dojrzałości konsumenckiej mięsa, zawierająca nadal duże stężenie kwasu i soli. Ponadto podczas marynowania z tkanki śledzia do kąpieli przechodzą duże ilości różnorodnych frakcji azotowych.
Ogólnie mówiąc projekt ma na celu odkrycie i zbadania taniego źródła katepsyn, ich pozyskanie i zastosowanie. Ma to duże znaczenie, gdyż stosowanie enzymów między innymi w przemyśle spożywczym jest coraz bardziej powszechne. Najlepsze produkty pod względem sensorycznym i odżywczym i fizjologicznym otrzymuje się stosując/wykorzystując enzymy pochodzenia naturalnego - z surowca który jest przetwarzany.
Badania:
Podstawową analizą wykorzystywaną w pojekcie było oznaczanie aktywności grupy lub wybranej proteazy wobec specyficznych fluorogenneych peptydów. Poniższe zdjęcie przedstawia jeden z pomiarów aktywności endopeptydaz aspartylowych:
Efekty:
Wykryto i potwierdzono występowanie aktywnych endopeptydaz aspartylowych w kąpieli marynującej. Wykazano, że proteazy występują w kąpieli zarówno w formie rozpuszczalnej oraz w formie lizosomalnej, co umożliwia zwiększanie aktywności proteolitycznej w kąpieli poprzez uwolnienie enzymów z lizosomów. Wykazano, że straty poszczególnych peptydaz z tkanki śledzi do kąpieli istotnie zależą od podstawowych czynników technologicznych marynowania. Porównano aktywność proteolityczną w kąpieli do aktywności w marynowanej rybie. Opracowano metody odzyskiwania aktywnych proteaz, a uzyskany preparat wykazuje stosunkowo dużą aktywność w szerokim zakresie NaCl i pH. Zregenerowaną kąpiel marynującą zastosowano do marynowania śledzi i innych ryb. Wyniki pokazują, że endopeptydazy mają zdolność do przenikania z kąpieli do mięsa ryby, co skutkuje wzrostem aktywności proteolitycznej w marynowanej rybie, większą zawartością produktów hydrolizy białek, mniejszą twardością i wyższą pożądalnością sensoryczną.
Podczas projektu opracowano metody wstępnego przygotowania kąpieli do różnych analiz, oznaczania aktywności proteolitycznej i poszczególnych katepsyn wobec naturalnych i syntetycznych substratów, oznaczanie udziału katepsyn we wfrakcji rozpuszczalnej i lizosomalnej kąpieli, chromatografie żelowe i powinowactwa dla katepsyn, metody otrzymywania preparatów katepsyn z kąpieli, meody zwiększania aktywności proteolitycznej w kąpieli.
Publikacje:
- Szymczak M. 2016. Recovery of cathepsins from marinating brine waste, International Journal of Food Science & Technology, 52, 1, 154-160, DOI: 10.1111/ijfs.13273. IF=1.384, MNiSW=25
- Szymczak M. 2016. Effect of technological factors on the activity and losses of cathepsins B, D and L during marinating of Atlantic and Baltic herrings, Journal of the Science of Food and Agriculture, DOI: 10.1002/jsfa.7889. IF=1.714, MNiSW=35
- Szymczak M. 2016. Distribution of cathepsin D activity between lysosomes and a soluble fraction of marinating brine. Journal of Food Science, 81(8), E1966-E1970. IF=1.696, MNiSW=30
- Szymczak M., Lepczyński A. 2016. Occurrence of aspartyl proteases in brine after herring marinating. Food Chemistry, 194, 470–475. MNISW=40, IF=3.399
- Szymczak M., Kołakowski E., Felisiak K. 2015. Effect of addition of different acetic acid concentrations on the quality of marinated herring. Journal of Aquatic Food Product Technology, 24(6), 566-581. MNISW=20, IF=0.688
- Sposób zwiększenia aktywności proteolitycznej w kąpieli pozostałej po marynowaniu śledzi, Szymczak M., Patent krajowy zgłoszony 25.11.2015, nr własny 118-s-15.
- Szymczak M., Szymczak B., Felisiak K. 2013. Wpływ rodzaju zalewy na jakość mięsa marynat śledziowych. XLI Sesja Naukowa Komitetu Nauk o Żywności PAN. Innowacyjność w Nauce o Żywności i Żywieniu. Kraków 2-3 lipca 2013:43.
Wykonawcy:
- dr hab. inż. Mariusz Szymczak
- prof. dr hab. inż. Edward Kołakowski
- dr inż. Katarzyna Felisiak
- mgr inż. Bożena Bednarczyk
Realizacja:
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie
Wydział Nauk o Żywności i Rybactwa
Katedra Technologii Żywności
ul. Papieża Pawła VI 3
71-459 Szczecin
e-mail: mariusz.szymczak@zut.edu.pl