CC BY
143
слоты в масле семян рапса и параметром Т2 св протонов при температуре 23°С.
На основании полученных данных построена зависимость релаксации Т2 СВ протонов ТАГ от массовой доли эруковой кислоты Рэр, % (рисунок). С помощью математической обработки экспериментальных данных получено уравнение Рэр = -1,2т св + 74,4, которое может быть использовано в качестве градуировочного при определении массовой доли эруковой кислоты в масле семян рапса методом ЯМР.
Таким образом, на основании изучения закономерностей ЯМР-характеристик протонов ТАГ масла семян рапса установлена принципиальная возможность экспрессного определения содержания эруковой кислоты в масле семян без их разрушения и применения токсичных, взрывоопасных и пожароопасных химических реактивов.
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ 30418-96. Масла растительные. Метод определе -ния жирнокислотного состава. - М., 1997.
2. ГОСТ Р 51483-99. Масла растительные и жиры живот -ные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме. -М., 1999.
3. Руководство по методам исследования, технохимиче -скому контролю и учету производства в масложировой промыш -ленности. Т. 1, кн. 1, 2 / Редкол.: В.П. Ржехин и др. - Л.: ВНИИЖ, 1967. - 1042 с.
4. Шпота В .И., Подколзина В.Е. Экспрессное определение содержания эруковой кислоты. // Масло-жировая пром-сть. -1984. - № 2. - С. 27-29.
5. МВИ № 243-1. Методика выполнения измерений мас -
личности семян масличных культур и продуктов их переработки с применением ЯМР-анализатора АМВ-1006М. - Краснодар:
ВНИИМК, 1996. - 9 с.
6. Вашман А.А., Пронин И.С. Ядерная магнитная релак -сация и ее применение в химической физике. - М.: Наука, 1979. -236 с.
7. А.с. 1173279 СССР. Способ количественного анализа веществ на основе явления ЯМР и устройство для его осуществления / С.М. Прудников. - Опубл. в БИ. - 1985. - № 30.
Кафедра безопасности жизнедеятельности
Поступила 15.02.05 г.
637.563.9.002.3:668.317
ЧЕШУЯ ЧА С ТИКОВЫХ И ПР УДОВЫХ РЫБ КАК СЫРЬЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИХТИОЖЕЛАТИНА
О.С. ЯКУБОВА, Н.В. ДОЛГАНОВА, А.Л. КОТЕНКО
Астраханский государственный технический университет
Производство рыбной продукции из разделанного сырья неизбежно связано с образованием отходов, являющихся ценным сырьем для пищевой, медицинской, технической и кормовой продукции. Рациональная и комплексная переработка рыбных отходов превращает уже существующую технологию в безотходную, позволяет расширить ассортимент выпускаемой продукции, решает экологические проблемы и повышает экономическую эффективность предприятия в целом.
Очень важно при переработке вторичных ресурсов рыбного сырья учитывать различия его видового состава, химических, технологических и физических свойств.
Рыбные отходы по факторам, обусловливающим их образование, можно разделить на объективные и субъективные. К первой группе относятся те, которые образовываются вне зависимости от ассортимента и выбранной технологической схемы средств труда, видового состава обрабатываемого сырья и определяют-
ся биологическими особенностями рыбы. К таким отходам относят внутренние органы, а также чешую и кожу рыбы [1]. В настоящее время использование чешуи - серьезная проблема для рыбокомбинатов.
Чешуя является ценным коллагенсодержащим сырьем - источником получения ихтиожелатина. Желатин широко применяется как структурообразователь в пищевой промышленности, входит в состав пищевых пленок, покрытий, съедобных оболочек, используется при культивировании микроорганизмов. В медицинской промышленности желатин применяется в качестве пролонгатора лекарственных препаратов, биологически активных компонентов, входящих в состав косметических средств, и др. В некоторых случаях именно ихтиожелатин используют в качестве клеящего вещества. Он является натуральным структурообразова-телем, поэтому ограничений в его применении нет.
Особенно актуально производство ихтиожелатина в настоящее время, так как безопасность желатина животного происхождения, вырабатываемого из непищевых отходов от разделки крупнорогатого скота, вызывает озабоченность у производителей пищевой и фар-
мацевтической продукции, в связи с губкообразным энцефалопатитом (бешенством) КРС [2].
В АГТУ была разработана и запатентована технология получения ихтиожелатина из килечной чешуи [3]. В связи с изменением сырьевой базы, возникла необходимость разработки технологии получения ихтио-желатина из чешуи частиковых и прудовых рыб, сырьевые запасы которых значительны.
Цель настоящих исследований - изучение свойств и состава чешуи частиковых и прудовых рыб и определение влияния этих факторов на технологию получения ихтиожелатина.
В связи с этим определяли химический состав и физические параметры чешуи частиковых и прудовых рыб представленных видов, исследовали микробиологические показатели охлажденной чешуи и их изменение в процессе морозильного хранения в течение 6 мес, провели также токсикологическое исследование чешуи рыб.
Одной из характерных особенностей рыб является наличие мощного наружного панциря в виде разнообразных костистых чешуек, эффективно обеспечивающих защитную функцию в водной среде. Принято выделять три морфологических типа чешуи, которые в современной литературе называются плакоидная, ганоидная и эласмоидная. Чешуя костистых рыб относится к эласмоидному типу и подразделяется на циклоидную и ктеноидную. Циклоидной чешуе свойственна преимущественно округлая форма с присутствием на переднем крае радиальных бороздок, сходящихся приблизительно к центру. Ктеноидная чешуя тоже имеет округлую форму, но лишена бороздок, и центр чешуи сдвинут к задней части, где находятся зубцы (ктенои-ды).
Чешуйки костистых рыб состоят из двух слоев: твердого верхнего (гиалодентинового) сильно минерализованного слоя, который нерастворим в кипящей воде, и толстого нижнего слоя, образованного из тонких костистых пластиночек, сцементированных органическими веществами, на 60-70% представленными проколлагеном, который гидролизуется в кипящей воде с образованием глютинов. Кроме того, в чешуе присутствует небольшое количество специфического альбуминоида - ихтиолепидина, а также кристаллический гуанин. Содержание гуанина в чешуе сельдевых рыб составляет 0,2-0,4%, а в чешуе пресноводных карповых рыб - 0,3-0,65%.
Во время формирования чешуек на белковом каркасе откладываются минеральные соли, содержание которых в сухом веществе чешуи достигает 40-60%. Элементарный состав минеральной части чешуи представлен ионами кальция (4-4,5%) и фосфора (2-2,5%), в меньшей мере магнием, натрием, хлором, фтором. Основной солью является фосфорнокислый кальций (33-43% массы сухого вещества чешуи), присутствует небольшое количество (1-1,5%) карбоната кальция, а
также микроколичество фосфата магния, карбонатов калия и натрия, фтористого натрия и солей железа [4].
Сопутствующие коллагену вещества белкового происхождения - кератин, эластин, ретикулин, а также группа глюкопротеидов, основные представители которой - мукоиды, муцины, меланины и мукополисаха-риды. Они являются главными компонентами основного вещества соединительной ткани и играют большую роль в организации структуры коллагена [5].
Объектом настоящего исследования служила чешуя частиковых и прудовых рыб: леща, карася, сазана, толстолобика, щуки, судака, собранная на рыбообрабатывающих предприятиях Астраханской области в период весенней и осенней путины 2002-03 гг. Для изучения микробиологических показателей исследовали чешую охлажденную и мороженную в течение 3 и 6 мес хранения при температуре -18°С.
Отбор проб осуществляли согласно ГОСТ 7636-85. Измерение характерного размера, за который приняли расстояние между двумя максимально удаленными точками чешуи, проводили штангенциркулем. Определяли: химический состав чешуи - согласно ГОСТ 7636-85; массовую долю жира - экстракционным методом в аппарате Сокслета; фракционный состав белковых веществ - последовательным экстрагированием белковых фракций специфическими растворителями; содержание азота в минерализатах - методом колори-метрирования с реактивом Несслера; токсичные элементы - атомно-адсорбционным методом; пестициды, радионуклиды, полихлорированные бифенилы и ДДТ
- по стандартным методикам в аккредитованной лаборатории Каспийского научно-исследовательского и аналитического центра рыбной промышленности «Каспрыбтестцентр». Микробиологические исследования осуществляли по стандартным методикам согласно ГОСТ 26668-85, сравнивали микробиологические и токсикологические показатели рыбной чешуи с нормируемыми санитарно-гигиеническими показателями для охлажденной и мороженой рыбы согласно СанПиН 2.3.2.1078-01.
Масса чешуи у разных видов рыб изменяется в пределах 2,0-9,7% массы тела, составляя у карася 6,2-9,7; леща 3,1-6,2; сазана 2,4-5,4; щуки 2,8-3,3; судака 2,0-2,8%. В зависимости от вида рыбы характерный размер чешуи значительно различается, мм: судак - 5, щука и толстолобик - 7, лещ - 11, карась - 20, сазан -23. Наиболее крупную и мощную чешую имеют сазан и карась. Значительно меньшие размеры и вес у чешуи леща, который занимает промежуточное, обособленное место среди других видов. Сходные размеры имеет чешуя судака, толстолобика и щуки.
Результаты исследования химического состава че -шуи рыб представлены в таблице.
Таблица
Вид рыбы Азотистые вещества, % Минеральные вещества, %
Судак 39 49,5
Лещ 55 33,9
Карась 53 36,3
Сазан 62 28,5
Щука 50 38,5
Толстолобик 61 27,8
Содержание жира в чешуе было незначительным, приблизительно равным у всех рыб - на уровне 0,2%. Массовая доля воды в воздушно-сухой чешуе приблизительно одинакова - 10-11%.
После определения общего азота провели исследование фракционного, количественного и качественного состава белков. Полученные данные свидетельствуют, что большую часть азотистых веществ чешуи -около 80% - составляет коллаген. Максимальное его содержание в чешуе толстолобика - 84%, сазана -83%. Чешуя всех видов рыб содержит приблизительно равные доли водо- и солерастворимых белков -1,5-2,5%, представленных в основном альбуминами и глобулинами. Содержание сопутствующих коллагену нерастворимых веществ белкового происхождения колеблется от 3 до 7%.
Изучение микробиологических показателей рыбной чешуи показало, что охлажденная чешуя, прошедшая предварительную обработку, не подвергавшаяся продолжительному холодильному хранению, имеет КМАФАнМ не более 6 • 105. После 3-месячного хранения чешуи при температуре -18° С отмечено снижение КМАФАнМ примерно на порядок - 3 • 104, а через 6 мес КМАФАнМ не превышает 1 • 103 . Бактерии группы кишечной палочки и патогенные микроорганизмы не обнаружены в чешу е на всем протяжении исследования. Уменьшение общей обсемененности мороженой чешуи происходит в связи с естественными физиологическими процессами старения и смерти микроорганизмов, так как размножения при столь низкой температуре не происходит, следует естественное отмирание.
Результаты токсикологического исследования рыбной чешуи свидетельствуют о низком, по сравнению с предельно допустимыми концентрациями, содержании токсических элементов, пестицидов, радионуклидов, полихлорированных бифенилов, ДДТ и его метаболитов. Следовательно, чешую рыб можно использовать в пищевых целях.
Технологическая схема получения ихтиожелатина состоит из следующих операций: мацерация коллагенсодержащего сырья, нейтрализация, экстракция, фильтрация, обеззоливание, очистка, концентрирование, дубление и высушивание.
Применение одной технологии переработки для чешуи всех видов рыб нерационально, так же как и переработка каждой чешуи в отдельности, поэтому необходимо , учитывая все особенности строения, объединить чешую в группы по характерному размеру: 1-я группа
- чешуя судака, щуки, толстолобика; 2-я - чешуя леща; 3-я - чешуя сазана и карася.
На рисунке показана чешуя рыб Волго-Каспийско-го бассейна: 1 - сазан, 2 - карась, 3 - лещ, 4 - судак, 5 -толстолобик.
Размер и форма чешуек являются определяющими показателями, поскольку основные операции технологического процесса получения ихтиожелатина относятся к массообменным процессам, при проведении которых важно увеличивать контактную поверхность для ускорения диффузии [6]. Одно из специфических свойств чешуи - адгезия (слипание чешуек) приводит к замедлению скорости диффузии, поэтому рационально интенсифицировать гидродинамические показатели, например перемешиванием, изменением гидромодуля, увеличением продолжительности воздействия и т. п.
Содержание коллагена является одним из основных факторов, определяющих технологическую и экономическую ценность чешуи как сырья для получения желатина. Как известно, коллаген плавится дискретно, поэтому чешую, содержащую значительное количество коллагена и обладающую прочным каркасом, лучше вываривать многоступенчато, удаляя из экстракционной среды первые фракции желатина, так как воздействие высоких температур на макромолекулярную структуру желатина вызывает его деструкцию. В результате многоступенчатой организации технологической операции экстракции увеличивается суммарный выход желатина.
Большое количество минеральных веществ в виде входящих в состав чешуи малорастворимых солей затрудняют процесс очистки ихтиожелатина.
Коллаген является природным источником получе -ния желатина. Химический состав и физико-механические свойства желатина во многом определяются предысторией и путями перехода коллагена в желатин [7]. Коллагены разного происхождения дают желатин с различными свойствами. Водородные связи являются основными межцепными связями в коллагене млекопитающих, тогда как в коллагене рыб преобладают солевые мостики, за счет чего структура коллагена рыб
менее стабильна. Свойства желатина зависят не только от структуры, аминокислотного состава, но также от молекулярной массы фрагментов коллагена, входящих в его состав. Их размер определяет природа коллагена, а также технология получения желатина.
Исследование фракционного состава белков чешуи выявило незначительное количество альбуминов и глобулинов. Появление этих белков объясняется адсорбцией на поверхности чешуи в процессе предварительной обработки небольшого количества белков слизи и мышечной ткани, которые при выделении и очистке характеризуются как балластные вещества. Они переходят в ихтиожелатин в процессе экстракции и удаляются при очистке, поэтому предварительного отделения этих белков до начала процесса мацерации не требуется.
В чешуе содержится небольшое количество веществ, сопутствующих коллагену. Причем ретикулин и эластин не переходят в ихтиожелатин в процессе экстракции, а находятся в вываренной массе чешуи. Му-каполисахариды, цементирующие фибриллярную структуру коллагена, отделяются в процессе мацерации чешуи, что очень важно для дальнейшего процесса экстракции ихтиожелатина.
Низкое содержание жира в образцах чешуи (на уровне 0,2%) позволяет исключить предварительное обезжиривание сырья, что делает значительно более привлекательным данное производство.
Исследование микробиологических показателей рыбной чешуи показало, что для пищевых целей чешую можно хранить в замороженном виде в течение 6 мес.
Таким образом, чешуя является структурно сложной многокомпонентной системой, состоящей в основном из минеральных веществ и коллагена. Чешуя раз-
личных видов рыб отличается по химическому составу, размеру и специфическим свойствам, поэтому чешую каждого вида рыбы, а в некоторых случаях группы рыб, необходимо обрабатывать отдельно.
На основании проведенных исследований чешуи рыб разработаны технологические условия и технологическая инструкция «Чешуя рыбная - полуфабрикат», а также проект технологической инструкции по производству ихтиожелатина. Получено санитарно-эпидемиологическое заключение, удостоверяющее, что требования, установленные в указанной проектной документации, соответствуют государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам СанПиН 2.3.2.1078-01 и СанПиН 2.3.4.050-96.
ЛИТЕРАТУРА
1. Андрусенко П.И. Малоотходная и безотходная технология при обработке рыбы. - М.: Агропромиздат, 1988. - 112 с.
2. Structural and physical properties of gelatin extracted from different marine species: a comparative study М.С. Gomez-Guillen, J. ^imay, M.D. Fernandez-Diaz a. o. // Food Hydrocolloids. - 2002. -54. - № 1. - Р. 25.
3. Пат. 2063411 РФ. Способ получения g-фракции желатина / Н.В. Долганова, Г.С. Кубасов, П.М. Завлин и др. - Опубл. в БИ. -1996. - № 19.
4. Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхожде -ния. - М.: Пищевая пром-сть, 1973. - 424 с.
5. Райх Г. Коллаген (Проблемы, методы исследования, ре -зультаты). - М.: Легкая индустрия, 1969. - 327 с.
6. Лысянский В.Н., Гребенюк С.М. Экстракция в пищевой промышленности. - М.: Агропромиздат, 1987. - 436 с.
7. Вейс А. Молекулярная химия желатина. - М., 1971. -478 с.
Кафедра технологии и экспертизы товаров
Поступила 22.11.04 г.
635.655.470.62.001.4
ТЫКВЕННЫЕ СЕМЕНА - ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ПИЩЕВОГО БЕЛКА
РАЭД ХАНФАР, В.Г. ЩЕРБАКОВ
Иорданский университет
Кубанский государственный технологический университет
Современное производство белка в мире ниже необходимого. В связи с этим актуален поиск новых нетрадиционных источников белкового сырья, в первую очередь за счет белоксодержащих отходов, образующихся в значительных количествах при переработке сочных плодов и овощей.
К таким вторичным сырьевым ресурсам, практически не используемым в условиях Иордании, относятся семена тыквы, остающиеся после получения из мякоти плодов пюре, соков, нектаров и других продуктов, рекомендуемых для детского и диетического питания. В Иордании производство соков - одна из динамично развивающихся отраслей пищевой промышленности,
продукты которой пользуются стабильным спросом на потребительском рынке страны.
В то же время семена тыквы, составляющие до 5% массы плода-тыквины, лишь частично используются в качестве компонента комбикормов, хотя в их составе свыше 30% белка и до 40% масла [1, 2].
В Иордании культивируют несколько видов тыкв. Крупноплодную, мускатную и твердокорую тыквы используют преимущественно для получения консервированной продукции после предварительного отделения семян. Другие виды тыквы - горькую, бутылочную, змеиную и др. - выращивают в меньших объемах и употребляют в пищу после кулинарной обработки недозрелых плодов без выделения семян.
Наиболее распространена крупноплодная тыква -однолетнее травянистое растение семейства тыквенных. Плод тыквы - сочная многосемянная тыквина с
