atuВестник Алматинского технологического университетаThe Journal of Almaty Technological University2304-568X2710-0839АО "АТУ"10.48184/2304-568X-2022-4-76-81atu-1244Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВОЙ И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИFOOD AND PROCESSING INDUSTRY TECHNOLOGYИзучение рабочих параметров фермента протепсин и влияние его на микроструктуру говядины второго сортаStudy of the Working Parameters of the Enzyme Protepsin and Its Effect on The Microstructure of Second-Grade Beefhttps://orcid.org/0000-0003-2314-2995ЕсенгазиеваА. Н.YessengaziyevaA. N.

050012, г. Алматы, ул. Толе би, 100

050012, Almaty, Tole bi str., 100

aesengazy@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5251-8026КаймбаеваЛ. А.KaimbayevaL. A.

050021, Алматы, пр. Абая, 28

050021, 28 Abay Ave., Almaty

https://orcid.org/0000-0003-4626-2471УзаковЯ. М.UzakovY. M.

050012, г. Алматы, ул. Толе би, 100 

050012, Almaty, Tole bi str., 100

https://orcid.org/0000-0003-4298-0927ЧернухаИ. М.ChernukhaI. M.

109316, г.Москва, ул. Талалихина, 26

109316, 26 Talalikhin Str

https://orcid.org/0000-0003-0558-9531КузембаеваГ. К.KuzembaevaG. K.

050012, г. Алматы, ул. Толе би, 100

050012, Almaty, Tole bi str., 100

АО «Алматинский технологический университет»КазахстанJSC "Almaty Technological University"Kazakhstan«Казахский национальный аграрный исследовательский университет»Казахстан«Kazakh National Agrarian Research University»KazakhstanФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАНРоссия«The Gorbatov's All Russian Meat Research Institute»Russian Federation202223122022047681Copyright © Есенгазиева А.Н., Каймбаева Л.А., Узаков Я.М., Чернуха И.М., Кузембаева Г.К., 20222022Есенгазиева А.Н., Каймбаева Л.А., Узаков Я.М., Чернуха И.М., Кузембаева Г.К.Yessengaziyeva A.N., Kaimbayeva L.A., Uzakov Y.M., Chernukha I.M., Kuzembaeva G.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://atu.ejournal.kz/jour/article/view/1244

«Протепсин» – энзимный препарат животной природы, содержащий комплекс кислых протеиназ, предназначен для применения в мясной промышленности для обработки мясного сырья. Ферментный состав препарата сбалансирован по степени воздействия на различные белки мяса и мясных систем, применяющихся в технологии получения мясных продуктов. «Протепсин» работает в мясной системе аналогично внутриклеточным ферментам (катепсинам). Он является их синергистом и обладает дополнительными качествами, которые позволяют ему воздействовать в более широком диапазоне технологических параметров, а также влиять на те белковые системы, на которые внутриклеточные ферменты не действуют или оказывают действие в незначительной степени. Практическая значимость работы заключается в том, что полукопченые колбасные изделия пользуются особым спросом у населения. Снижение себестоимости при сохранении их качества в конкурентной среде является требованием времени. Поэтому применение фермента является одним из перспективных направлений в области мясопереработки. Цель работы - изучить рабочие параметры фермента протепсина и его влияние на микроструктуру говядины второго сорта. Гистологические изменения характеризуют положительное влияние фермента на развитие показателей качества мяса. В связи с этим обработка мясного сырья «Протепсином» приводит к значительному сокращению продолжительности созревания мяса, что позволяет добиться необходимых изменений в более короткие сроки по сравнению с естественным путем автолиза.

"Protepsin" is an enzyme preparation of animal nature containing a complex of acid proteinases, intended for use in the meat industry for processing meat raw materials. The enzyme composition of the preparation is balanced according to the degree of exposure to various proteins of meat and meat systems used in the technology of obtaining meat products. "Protepsin" works in the meat system similarly to intracellular enzymes (cathepsins). It is their synergist and has additional qualities that allow it to act in a wider range of technological parameters, as well as to influence those protein systems on which intracellular enzymes do not act or have an effect to an insignificant extent [1]. The practical significance of the work lies in the fact that semismoked sausage products are in particular demand among the population. Cost reduction while maintaining their quality in a competitive environment is a time requirement. Therefore, the use of the enzyme is one of the promising directions in the field of meat processing [1]. The aim of the work is to study the working parameters of the enzyme "Protepsin" and its effect on the microstructure of second-grade beef. Histological changes characterize the positive effect of the enzyme on the development of meat quality indicators. In this regard, the processing of meat raw materials with "Protepsin" leads to a significant reduction in the duration of maturation of meat, which makes it possible to achieve the necessary changes in a shorter time compared with the natural way of autolysis.

"Protepsin"proteolytic enzymedrug activitytemperature effectmicrostructureReferencesАнтипова Л.В., Горбунков М.В. Протепсин - новый ферментный препарат отечественного производства для обработки мясного и молочного сырья // В сборнике: «Перспективные ферментные препараты и биотехнологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов». ВНИИПБТ; Под редакцией В.А. Полякова, Л.В. Римаревой. - 2016. - С. 7-12.Антипова Л.В., Горбунков М.В. Протепсин - новый ферментный препарат отечественного производства для обработки мясного и молочного сырья // В сборнике: «Перспективные ферментные препараты и биотехнологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов». ВНИИПБТ; Под редакцией В.А. Полякова, Л.В. Римаревой. - 2016. - С. 7-12.Кадирбай Ж., Тюсюпова Б., Абжанова Ш. Использование ферментных препаратов для мясных продуктов. // ВЕСТНИК КазНИТУ, 2018. - №2 (126). - С. 119-123.Кадирбай Ж., Тюсюпова Б., Абжанова Ш. Использование ферментных препаратов для мясных продуктов. // ВЕСТНИК КазНИТУ, 2018. - №2 (126). - С. 119-123.Morton JD, Lee HYY, Pearson RG, Bickerstaffe R. The physical and biochemical effects of pre-rigor high pressure processing of beef. Meat Sci. 2018;143:129–136. doi: 10.1016/j.meatsci.2018.04.021.Morton JD, Lee HYY, Pearson RG, Bickerstaffe R. The physical and biochemical effects of prerigor high pressure processing of beef. Meat Sci. 2018;143:129–136. doi: 10.1016/j.meatsci.2018.04.021.Lian T, Wang L, Liu Y. A new insight into the role of calpains in post-mortem meat tenderization in domestic animals: A review. Asian-Australas J Anim Sci. 2013;26:443–454. doi: 10.5713/ajas.2012.12365.Lian T, Wang L, Liu Y. A new insight into the role of calpains in post-mortem meat tenderization in domestic animals: A review. Asian-Australas J Anim Sci. 2013;26:443–454. doi: 10.5713/ajas.2012.12365.Kaur L, Hui SX, Boland M. Changes in cathepsin activity during low-temperature storage and sous vide processing of beef brisket. Food Sci Anim Resour. 2020;40:415–425. doi: 10.5851/kosfa.2020.e21.Kaur L, Hui SX, Boland M. Changes in cathepsin activity during low-temperature storage and sous vide processing of beef brisket. Food Sci Anim Resour. 2020;40:415–425. doi: 10.5851/kosfa.2020.e21.Lovedeep Kaur, Seah Xin Hui, James D. Morton, Ramandeep Kaur, Feng Ming Chian, Mike Boland. Endogenous Proteolytic Systems and Meat Tenderness: Influence of Post-Mortem Storage and Processing. Food Sci Anim Resour. 2021 Jul; 41(4): 589-607. Published online 2021 Jul 1. doi: 10.5851/kosfa.2021.e27.Lovedeep Kaur, Seah Xin Hui, James D. Morton, Ramandeep Kaur, Feng Ming Chian, Mike Boland. Endogenous Proteolytic Systems and Meat Tenderness: Influence of Post-Mortem Storage and Processing. Food Sci Anim Resour. 2021 Jul; 41(4): 589-607. Published online 2021 Jul 1. doi: 10.5851/kosfa.2021.e27.Wang A, Kang D, Zhang W, Zhang C, Zou Y, Zhou G. Changes in calpain activity, protein degradation and microstructure of beef M. semitendinosus by the application of ultrasound. Food Chem. 2018;245:724-730. doi: 10.1016/j.foodchem.2017.12.003.Wang A, Kang D, Zhang W, Zhang C, Zou Y, Zhou G. Changes in calpain activity, protein degradation and microstructure of beef M. semitendinosus by the application of ultrasound. Food Chem. 2018;245:724- 730. doi: 10.1016/j.foodchem.2017.12.003.Wang D, Dong H, Zhang M, Liu F, Bian H, Zhu Y, Xu W. Changes in actomyosin dissociation and endogenous enzyme activities during heating and their relationship with duck meat tenderness. Food Chem. 2013;141:675-679. doi: 10.1016/j.foodchem.2013.04.034.Wang D, Dong H, Zhang M, Liu F, Bian H, Zhu Y, Xu W. Changes in actomyosin dissociation and endogenous enzyme activities during heating and their relationship with duck meat tenderness. Food Chem. 2013;141:675-679. doi: 10.1016/j.foodchem.2013.04.034.Hopkins DL, Thompson JM. Inhibition of protease activity. Part 1. The effect on tenderness and indicators of proteolysis in ovine muscle. Meat Sci. 2001;59:175–185. doi: 10.1016/S0309- 1740(01)00068-7.Hopkins DL, Thompson JM. Inhibition of protease activity. Part 1. The effect on tenderness and indicators of proteolysis in ovine muscle. Meat Sci. 2001;59:175–185. doi: 10.1016/S0309-1740(01)00068-7.Veiseth E, Shackelford SD, Wheeler TL, Koohmaraie M. Effect of postmortem storage on μcalpain and m-calpain in ovine skeletal muscle. J Anim Sci. 2001;79:1502-1508. doi: 10.2527/2001.7961502x.Veiseth E, Shackelford SD, Wheeler TL, Koohmaraie M. Effect of postmortem storage on μcalpain and m-calpain in ovine skeletal muscle. J Anim Sci. 2001;79:1502-1508. doi: 10.2527/2001.7961502x.Uttaro B, Zawadski S, McLeod B. Efficacy of multi-stage sous-vide cooking on tenderness of low value beef muscles. Meat Sci. 2019;149:40–46. doi: 10.1016/j.meatsci.2018.11.008.Uttaro B, Zawadski S, McLeod B. Efficacy of multi-stage sous-vide cooking on tenderness of low value beef muscles. Meat Sci. 2019;149:40–46. doi: 10.1016/j.meatsci.2018.11.008.Szymczak M. Distribution of cathepsin D activity between lysosomes and a soluble fraction of marinating brine. J Food Sci. 2016;81:E1966–E1970. doi: 10.1111/1750-3841.13375.Szymczak M. Distribution of cathepsin D activity between lysosomes and a soluble fraction of marinating brine. J Food Sci. 2016;81:E1966–E1970. doi: 10.1111/1750-3841.13375.Suwandy V, Carne A, van de Ven R, Bekhit AEDA, Hopkins DL. Effect of pulsed electric field on the proteolysis of cold boned beef M. longissimus lumborum and M. semimembranosus. Meat Sci. 2015b;100:222–226. doi: 10.1016/j.meatsci.2014.10.011.Suwandy V, Carne A, van de Ven R, Bekhit AEDA, Hopkins DL. Effect of pulsed electric field on the proteolysis of cold boned beef M. longissimus lumborum and M. semimembranosus. Meat Sci. 2015b;100:222–226. doi: 10.1016/j.meatsci.2014.10.011.Starkey CP, Geesink GH, Collins D, Oddy VH, Hopkins DL. Do sarcomere length, collagen content, pH, intramuscular fat and desmin degradation explain variation in the tenderness of three ovine muscles? Meat Sci. 2016;113:51–58. doi: 10.1016/j.meatsci.2015.11.013.Starkey CP, Geesink GH, Collins D, Oddy VH, Hopkins DL. Do sarcomere length, collagen content, pH, intramuscular fat and desmin degradation explain variation in the tenderness of three ovine muscles? Meat Sci. 2016;113:51–58. doi: 10.1016/j.meatsci.2015.11.013.Simonin H, Duranton F, de Lamballerie M. New insights into the high-pressure processing of meat and meat products. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2012;11:285–306. doi: 10.1111/j.1541- 4337.2012.00184.x.Simonin H, Duranton F, de Lamballerie M. New insights into the high-pressure processing of meat and meat products. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2012;11:285–306. doi: 10.1111/j.1541- 4337.2012.00184.x.Sikes AL, Warner R. Application of high hydrostatic pressure for meat tenderization. In: Knoerzer K, Juliano P, Smithers GW, editors. Innovative food processing technologies: Extraction, separation, component modification and process intensification. San Diego, CA: Elsevier; 2016. pp. 259–290.Sikes AL, Warner R. Application of high hydrostatic pressure for meat tenderization. In: Knoerzer K, Juliano P, Smithers GW, editors. Innovative food processing technologies: Extraction, separation, component modification and process intensification. San Diego, CA: Elsevier; 2016. pp. 259–290.Ohmori T, Shigehisa T, Taji S, Hayashi R. Effect of high pressure on the protease activities in meat. Agric Biol Chem. 1991;55:357–361. doi: 10.1271/bbb1961.55.357.Ohmori T, Shigehisa T, Taji S, Hayashi R. Effect of high pressure on the protease activities in meat. Agric Biol Chem. 1991;55:357–361. doi: 10.1271/bbb1961.55.357.Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. - М.: Колос, 2001. - 576 с.Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. - М. Колос, 2001. - 576 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.