Кухтарева П.А.,  Шлыков С.Н., Омаров Р.С.
https://doi.org/10.31208/2618-7353-2025-32-80-90
АННОТАЦИЯ / ABSTRACT
Цель.
Разработать рецептуру и технологию производства мясной закуски на основе филе грудки индейки с контролируемым двухступенчатым ферментативным гидролизом, направленную на увеличение доли низкомолекулярных пептидов при сохранении традиционной «жёвачной» текстуры и потребительских свойств; выполнить пилотную отработку трёх рецептурных и трёх термических вариантов и выбрать оптимальный режим для дальнейшей валидации.
Материалы и методы.
Исходная опытная партия – филе грудки индейки (10 кг), нарезанное слайсами 5-7 мм. Рассол: деминерализованная вода с NaCl (1,5%), натриевый цитрат (0,2%) и сахар (0,5%); выдержка при 4°C 30-45 мин. Двухступенчатый ферментативный гидролиз: Alcalase® – 3,0% (эндопротеаза) и Flavourzyme® – 0,75% (смесь эндо-/экзопептидаз), pH = 7,8-8,0, t = 50°C, 90 мин; остановка гидролиза – термическая инактивация в варьируемых режимах. После гидролиза – гравитационный слив на сетке, предсушка – 45-50°C, сушка в термодымовой камере по отработанному режиму. Аналитика: Кьельдаль (общий белок), OPA (DH), RP-HPLC и Tricine-SDS-PAGE (пептидный профиль), влажность (гравиметрия), aw (AquaLab), TPA (двойная компрессия), TBARS, TVB-N, микробиология (TVC, Salmonella, Listeria по ГОСТ), сенсорные тесты (обученная панель). Выполнены пилотные прогоны трёх тепловых режимов (мягкий / оптимальный / агрессивный) и трёх рецептур (A, B, C).
Результаты.
По совокупности технологических и качественных критериев выбран и рекомендован к валидации вариант B с режимом: предсушка – 45-50°C × 20-25 мин → инактивация ферментов – 85°C × 30-45 с (альтернатива – 80°C × 90-120 с) → основная сушка – 65-70°C × 60-75 мин → доводка – 60-62°C × 20-30 мин (общее время ≈2,5-3,0 ч). Пилотные средние показатели по рецептурам: DH (OPA) – A: 6,2%; B: 12,4%; C: 22,7%; доля фракций <1 kDa (HPLC) – A: 8%; B: 26%; C: 54%; in vitro усвояемость – A: 78%; B: 91%; C: 95%; сенсорная оценка (общая, 9-балльная) – A: 6,8; B: 8,2; C: 5,4; горечь (0-5) – A: 0,6; B: 1,1; C: 3,6; TPA (жевательная способность) – A: 42 у.е.; B: 38 у.е.; C: 25 у.е.; aw – A: 0,68; B: 0,66; C: 0,65; TVC (КОЕ/г) – A: 3×10²; B: 2×10²; C: 1×10²; конечная влажность – A: 17,8%; B: 16,2%; C: 15,4%. Инструментальные данные (OPA, HPLC, Tricine-SDS-PAGE) и TPA согласуются с сенсорикой: вариант B обеспечивает целевой баланс функциональности (значимая доля пептидов <1 kDa) и приемлемую текстуру и вкус.
Заключение.
Вариант B признан оптимальным для дальнейшей валидации и масштабирования: он обеспечивает требуемый компромисс между повышением доли низкомолекулярных пептидов и сохранением органолептических и микробиологических показателей в пределах нормативов при укладывании производственного цикла в рамки 3-4 ч. Рекомендуются следующие этапы дальнейшей работы: три контрольных прогона валидации с полным набором измерений, LC-MS идентификация ключевых пептидов, углублённые сенсорные испытания с репрезентативной выборкой и длительные испытания shelf-life; при положительных результатах – масштабирование и регламентирование технологического процесса.
Abstract
Purpose.
To develop a formulation and technology for a turkey-breast-based meat snack employing controlled two-step enzymatic hydrolysis, aimed at increasing the fraction of low-molecular-weight peptides while preserving the characteristic chewable texture and consumer acceptability; to perform pilot evaluation of three formulation variants and three thermal regimes and to select the optimal processing schedule for subsequent validation. After hydrolysis – gravity drainage on a grid, pre-drying – 45-50°C, drying in a thermo-smoke chamber according to the established mode.
Materials and Methods.
An experimental batch of turkey breast fillet (10 kg) was used; slices 5-7 mm thick were pre-pared. Brining was performed in demineralized water with NaCl (1.5 %), sodium citrate (0.2 %) and sugar (0.5 %) at 4 °C for 30-45 min. Enzymatic hydrolysis was carried out in two stages: Alcalase® (3.0 % w/w, endoprotease) and Flavourzyme® (0.75 % w/w, mixed endo / exopeptidase), pH = 7.8-8.0, t = 50 °C, 90 min; the reaction was stopped by thermal inactivation under the selected regimes. Analytical methods: Kjeldahl (protein), OPA assay for degree of hydrolysis (DH), RP-HPLC and Tricine-SDS-PAGE (peptide profiling), gravimetric moisture determination, aw (AquaLab), TPA (double compression), TBARS, TVB-N and microbiology (TVC; Salmonella; Listeria per relevant GOST / ISO standards), sensory tests (trained panel). Pilot runs of three thermal regimes (mild / optimal / aggressive) and three recipes (A, B, C) were performed.
Results.
Based on combined technological and quality criteria, Variant B was selected for validation: pre-drying 45-50 °C × 20-25 min → enzyme inactivation 85 °C × 30-45 s (alternative: 80 °C × 90-120 s) → main drying 65-70 °C × 60-75 min → final equilibration 60-62 °C × 20-30 min (total time ≈ 2.5-3.0 h). Pilot mean values for the formulations were: DH (OPA) – A: 6.2 %, B: 12.4 %, C: 22.7 %; fraction < 1 kDa (HPLC) – A: 8 %, B: 26 %, C: 54 %; in vitro digestibility – A: 78 %, B: 91 %, C: 95 %; overall sensory score (9-point) – A: 6.8; B: 8.2; C: 5.4; bitterness (0-5) – A: 0.6; B: 1.1; C: 3.6; TPA (chewiness, arbitrary units) – A: 42; B: 38; C: 25; aw – A: 0.68; B: 0.66; C: 0.65; TVC (CFU / g) – A: 3×10²; B: 2×10²; C: 1×10²; final moisture – A: 17.8 %; B: 16.2 %; C: 15.4 %. Instrumental (OPA, HPLC, Tricine-SDS-PAGE) and TPA corroborate sensory results: variant B provides the target balance of functionality (significant proportion of peptides < 1 kDa) and acceptable texture and taste.
Conclusion.
Variant B was recognized as optimal for further validation and scaling: it provides the required compromise between increasing the proportion of low-molecular-weight peptides and maintaining organoleptic and microbiological indicators within the standards while keeping the production cycle within 3-4 hours. The following steps are recommended for further work: three control validation runs with full set of measurements, LC-MS identification of key peptides, in-depth sensory testing with a representative sample, and long-term shelf-life testing; scaling and regulation of the technological process upon obtaining positive results.
АВТОРЫ / AUTHORS
Об авторах
С. Н. Шлыков
Ставропольский государственный аграрный университет
355035, Россия, Ставрополь, пер. Зоотехнический, д. 12
Шлыков Сергей Николаевич, доктор биологических наук, доцент, заведующий кафедрой, кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции
E-mail: segwan@rambler.ru; тел.: 8 (8652) 28-61-69
П. А. Кухтарева
Ставропольский государственный аграрный университет
355035, Россия, Ставрополь, пер. Зоотехнический, д. 12
E-mail: tppshp@stgau.ru
Кухтарева Полина Андреевна, студент, кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции
Р. С. Омаров
Ставропольский государственный аграрный университет
355035, Россия, Ставрополь, пер. Зоотехнический, д. 12
E-mail: doooctor@yandex.ru
Омаров Руслан Сафербегович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры, кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции
About the Authors
S. N. Shlykov
Stavropol State Agrarian University
12, Zootekhnicheskij lane, Stavropol, 355035, Russian Federation
Sergei N. Shlykov, Dr. Sci. (Biology), Professor, Head of the Department, Department of Technology of Production and Processing of Agricultural Products
E-mail: segwan@rambler.ru; tel.: +7 (8652) 28-61-69
P. A. Kukhtareva
Stavropol State Agrarian University
12, Zootekhnicheskij lane, Stavropol, 355035, Russian Federation
E-mail: tppshp@stgau.ru
Polina A. Kukhtareva, Student, Department of Technology of Production and Processing of Agricultural Products
R. S. Omarov
Stavropol State Agrarian University
12, Zootekhnicheskij lane, Stavropol, 355035, Russian Federation
E-mail: doooctor@yandex.ru
Ruslan S. Omarov, PhD (Technology), Associate Professor, Associate Professor of the Department, Department of Technology of Production and Processing of Agricultural Products
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES
Список источников
1. Mediani A., Hamezah H.S.H., Jam F.A., Mahadi N.F., Chan S.X.Y., Rohani E.R. A comprehensive review of drying meat products and the associated effects and changes // Frontiers in Nutrition. 2022. Vol. 9. Article number: 1057366. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.1057366.
2. Álvarez S., Álvarez C., Hamill R., Mullen A.M., O'Neill E. Drying dynamics of meat highlighting areas of relevance to dry-aging of beef // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2021. Vol. 20. No. 6. P. 5370-5392. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12845.
3. Allied Market Research. Meat Snacks Market Size, Share, Trends Analysis Report. Allied Market Research, 2025. URL: https://www.alliedmarketresearch.com/meat-snacks-market-A05947 (дата обращения: 05.11.2025).
4. López-Pedrouso M., Zaky A.A., Lorenzo J.M., Camiña M., Franco D. A review on bioactive peptides derived from meat and by-products: Extraction methods, biological activities, applications and limitations // Meat Science. 2023. Vol. 204. No. 10. Article number: 109278. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2023.109278.
5. Arihara K. Bioactivities generated from meat proteins by enzymatic hydrolysis and the Maillard reaction // Meat Science. 2021. Vol. 180. Article number: 108561. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2021.108561.
6. Xing L., Zhang X., Yu Y. Meat-protein-based bioactive peptides and their potential functional activity: a review // International Journal of Food Science and Technology. 2019. Vol. 54. No. 6. P. 1956-1970. https://doi.org/10.1111/ijfs.14404.
7. Toldrá F., Reig M., Gallego M., Mora L. Bioactive peptides in meat and meat products // Meat and Muscle Biology. 2023. Vol. 7. No. 3. Article number: 16243. https://doi.org/10.22175/mmb.16243.
8. Fu Y., Yu H., Zhao Y., Sandahl M., Olsen K., et al. Valorisation of protein hydrolysates from animal by-products: perspectives on bitter taste and debittering methods // International Journal of Food Science and Technology. 2019. Vol. 54. No. 4. P. 978-986. https://doi.org/10.1111/ijfs.14037.
9. Zhang C., Alashi A.M., Singh N., Chelikani P., Aluko R.E. Glycated beef protein hydrolysates as sources of bitter taste modifiers // Nutrients. 2019. Vol. 11. No. 9. Article number: 2166. https://doi.org/10.3390/nu11092166.
10. Adler-Nissen J. Enzymic Hydrolysis of Food Proteins. London: Elsevier Applied Science, 1986. URL: https://www.cabidigitallibrary.org/doi/full/10.5555/19870419770 (дата обращения: 05.11.2025).
11. Liu B., Li N., Chen F., Zhang J., Sun X., Xu L., Fang F. Review on the release mechanism and debittering technology of bitter peptides from protein hydrolysates // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2022. Vol. 62. No. 3. P. 560-580. https://doi.org/10.1111/1541-4337.13050.
12. Bak K.H., Kjelstrup S., Tømmerås T., Andersson L., Jensen S.T., Skibsted L.H. Flavor characterization of animal hydrolysates and their Maillard reaction products // Foods. 2021. Vol. 10. No. 12. Article number: 3008. https://doi.org/10.3390/foods10123008.
13. Nielsen P.M., Petersen D., Dambmann C. Improved method for determining food protein degree of hydrolysis // Journal of Food Science. 2001. Vol. 66. No. 5. P. 642-646. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2001.tb04614.x.
14. Kristinsson H.G., Rasco B.A. Fish protein hydrolysates: production, biochemical, and functional properties // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2000. Vol. 40. No. 1. P. 43-81. https://doi.org/10.1080/10408690091189266.
15. Church F.C., Swaisgood H.E., Porter D.H., Catignani G.L. Spectrophotometric assay using o-phthaldialdehyde for determination of proteolysis in milk and isolated milk proteins // Journal of Dairy Science. 1983. Vol. 66. No. 6. P. 1219-1227. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(83)81926-2.
16. Rutherfurd S.M. Methodology for determining degree of hydrolysis of proteins in hydrolysates: a review // Journal of AOAC International. 2010. Vol. 93. No. 5. P. 1515-1522. https://doi.org/10.1093/jaoac/93.5.1515.
References
1. Mediani A, Hamezah HSH, Jam FA, Mahadi NF, Chan SXY, Rohani ER, et al. A comprehensive review of drying meat products and the associated effects and changes. Front Nutr. 2022;(9):1057366. https://doi.org/10.3389/fnut.2022.1057366.
2. Álvarez S, Álvarez C, Hamill R, Mullen AM, O'Neill E. Drying dynamics of meat highlighting areas of relevance to dry-aging of beef. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2021;20(6):5370-5392. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12845.
3. Allied Market Research. Meat Snacks Market Size, Share, Trends Analysis Report. Allied Market Research. Available from: https://www.alliedmarketresearch.com/meat-snacks-market-A05947 (accessed: 05.11.2025).
4. López-Pedrouso M, Zaky AA, Lorenzo JM, Camiña M, Franco D. A review on bioactive peptides derived from meat and by-products: Extraction methods, biological activities, applications and limitations. Meat Sci. 2023;204(10):109278. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2023.109278.
5. Arihara K. Bioactivities generated from meat proteins by enzymatic hydrolysis and the Maillard reaction. Meat Sci. 2021;(180):108561. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2021.108561.
6. Xing L, Zhang X, Yu Y. Meat-protein-based bioactive peptides and their potential functional activity: a review. Int J Food Sci Technol. 2019;54(6):1956-1970. https://doi.org/10.1111/ijfs.14404.
7. Toldrá F, Reig M, Gallego M, Mora L. Bioactive peptides in meat and meat products. Meat Muscle Biol. 2023;7(3):16243. https://doi.org/10.22175/mmb.16243.
8. Fu Y, Yu H, Zhao Y, Sandahl M, Olsen K, et al. Valorisation of protein hydrolysates from animal by-products: perspectives on bitter taste and debittering methods. Int J Food Sci Technol. 2019;54(4):978-986. https://doi.org/10.1111/ijfs.14037.
9. Zhang C, Alashi AM, Singh N, Chelikani P, Aluko RE. Glycated beef protein hydrolysates as sources of bitter taste modifiers. Nutrients. 2019;11(9):2166. https://doi.org/10.3390/nu11092166.
10. Adler-Nissen J. Enzymic Hydrolysis of Food Proteins. London: Elsevier Applied Science; 1986. Available from: https://www.cabidigitallibrary.org/doi/full/10.5555/19870419770 (accessed: 05.11.2025).
11. Liu B, Li N, Chen F, Zhang J, Sun X, Xu L, Fang F. Review on the release mechanism and debittering technology of bitter peptides from protein hydrolysates. Crit Rev Food Sci Nutr. 2022;62(3):560-580. https://doi.org/10.1111/1541-4337.13050.
12. Bak KH, Kjelstrup S, Tømmerås T, Andersson L, Jensen ST, Skibsted LH. Flavor Characterization of Animal Hydrolysates and Their Maillard Reaction Products. Foods. 2021;10(12):3008. https://doi.org/10.3390/foods10123008.
13. Nielsen PM, Petersen D, Dambmann C. Improved method for determining food protein degree of hydrolysis. J Food Sci. 2001;66(5):642-646. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2001.tb04614.x.
14. Kristinsson HG, Rasco BA. Fish protein hydrolysates: production, biochemical, and functional properties. Crit Rev Food Sci Nutr. 2000;40(1):43-81. https://doi.org/10.1080/10408690091189266.
15. Church FC, Swaisgood HE, Porter DH, Catignani GL. Spectrophotometric assay using o-phthaldialdehyde for determination of proteolysis in milk and isolated milk proteins. J Dairy Sci. 1983;66(6):1219-1227. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(83)81926-2.
16. Rutherfurd SM. Methodology for determining degree of hydrolysis of proteins in hydrolysates: a review. J AOAC Int. 2010;93(5):1515-1522. https://doi.org/10.1093/jaoac/93.5.1515.
Ключевые слова:
индейка, джерки, ферментативный гидролиз, пептидный профиль, сушка, TPA, OPA, стабильность
Key words:
turkey, jerky, enzymatic hydrolysis, peptide profile, drying, TPA, OPA, stability
Для цитирования:
Кухтарева П.А., Шлыков С.Н., Омаров Р.С. Разработка и исследование инновационной технологии мясной закуски из филе грудки индейки с контролируемым ферментативным гидролизом // Аграрно-пищевые инновации. 2025. Т. 32. № 4. С. 80-90. https://doi.org/10.31208/2618-7353-2025-32-80-90.
For citation:
Kukhtareva PA, Shlykov SN, Omarov RS. Development and investigation of an innovative technology for turkey breast meat snack with controlled enzymatic hydrolysis. Agrarno-pishchevye innovacii = Agrarian-and-food innovations. 2025;32(4):80-90. (In Russ.). https://doi.org/10.31208/2618-7353-2025-32-80-90.
Благодарность:
Работа выполнена при финансовой поддержке Фонда содействия инновациям (Договор № 236ГССС27/108192, проект «MuscleBite»).
Аcknowledgement:
This work was supported by the Foundation for Assistance to Innovations (Grant Agreement No. 236ГССС27/108192, project “MuscleBite”). | 