CC BY
4
УДК: 665.213:[664.959.5:597.551.2] DOI 10.24412/2311-6447-2023-2-140-146
Экспериментальное определение количества рыбьего жира в отходах толстолобика
Experimental determination of the amount of fish oil in carp waste
Профессор A.X.-X. Нугманов, ассистент О.В. Золотовская, профессор И.Ю. Алексанян,
Астраханский государственный технический университет, кафедра технологических машин и оборудования тел. (8512) 61-44-69, [email protected]
вед. инженер О.И. Коннова, Астраханский государственный технический университет лаборатория пищевых систем и биотехнологии, тел. 8(905)480-14-95, [email protected]
доцент К.П. Пащенко, Астраханский государственный технический университет, кафедра химии, тел. (8512) 61-42-92, [email protected] профессор А.В. Котельников Астраханский государственный технический университет, кафедра гидробиологии и общей экологии, тел. (8512) 61-43-84, [email protected]
Professor A.H.-Kh. Nugmanov, Assistant O.V. Zolotovskaya, Professor I.Yu. Aleksanyan,
Astrakhan state technical university, chair Technological Machines and Machinery, tel. (8512) 61-44-69, [email protected]
Leading engineer O.I. Konnova, Astrakhan state technical university, laboratory of the Food Systems and Biotechnologies, tel. 8(905)480-14-95, [email protected] Associate Professor K.P. Pashchenko, Astrakhan state technical university, chair Chemistry, tel. (8512) 61-42-92, [email protected]
Professor A.V. Kotelnikov Astrakhan state technical university, chair of Hydrobiology and general ecology, tel. (8512) 61-43-84, [email protected]
Аннотация. Объектом исследования выступают отходы, получаемые при разделке рыбы: голова, хвост, внутренние органы, плавники. В результате изучения научных трудов по данной тематике выяснилось, что данная тема является актуальной. В ходе эксперимента было определено, что предлагаемый способ получения рыбьего жира из толстолобика путем использования петролейного эфира с последующим его извлечением возможен. В результате расчетов выходит, что из 79,23 г перемолотых высушенных отходов рыбы получается 19,41 г жира.
Abstract. The object of the study is the waste obtained during the cutting of fish: head, tail, internal organs, fins. As a result of studying scientific papers on this topic, it turned out that this topic is relevant. During the experiment, it was determined that the proposed method of obtaining fish oil from silver carp by using petroleum ether with its subsequent extraction is possible. As a result of calculations, it turns out that from 79,23 g of ground dried fish waste, 19,41 grams of fat is obtained.
Ключевые слова: рыбий жир, пищевые отходы, толстолобик, методы определения жира, эфир, извлечение
Keywords: fish oil, food waste, silver carp, methods for determining fat, ether, extraction
©A.X.-X. Нугманов, O.B. Золотовская, И.Ю. Алексанян, О.И. Коннова, К.П. Пащенко, A.B. Котельников, 2023
В последние годы рыбная промышленность Астраханской области существенно изменилась [7, 8, 9]. Но несмотря на это Астраханская область является одним из основных поставщиков рыбы. К основным видам рыб Юга России, обладающих физической и экономической доступностью, можно отнести семейство карповых, например, толстолобик (гибридный, белый, пестрый), карась, карп и т.д. [12].
Сейчас люди активно следят за своим здоровьем, что ведет к необходимости добавления в состав продуктов полиненасыщенных жирных кислот [3]. Рыбий жир -это уникальное натуральное вещество. Он содержит многие необходимые нашему организму питательные вещества [1].
Толстолобики относятся к рыбам семейства карповых, отличаются их от других рыб крупным широким лбом, из-за которого они и получили свое название. Вес толстолобика варьируется от 20 до 35 кг, а длина может достигать 1 м. Несмотря на то, что толстолобик считается одной из жирных рыб, содержание жира в нем практически такое же, как и у морских рыб, он является ценным продуктов в диетическом питании. Мясо толстолобика может содержать в себе от 4,5 жира до 23,5 % [4].
Рыбные отходы богаты жиром, но в производстве их не используют и в основном утилизируют. На предприятиях это может вызывать некоторые проблемы. Максимальное количество отходов образуется при разделке на филе - остается почти 40 % отходов, которые включают в себя голову, плавники, кости [4].
При характеристике общего химического состава рыбного сырья толстолобика особое значение имеет содержание основных пищевых веществ и их соотношение (табл. 1) [2,10].
Таблица 1
Химический состав мышечной ткани толстолобика
Массовая доля, % Энергетическая ценность, ккал/г
влаги жира золы белка
74,0 7,4 1,7 19,5 144,6
Для проведения эксперимента по определению содержания жира в толстолобике были взяты отходы, получаемые при разделке рыбы: голова, хвост, внутренние органы, плавники. Внутренние органы толстолобика отличаются высоким содержанием жира. В костях толстолобика содержится 14,9 %жира (табл. 2) [5].
Таблица 2
Химический состав отдельных частей тела толстолобика
Исследуемый продукт Влага, % Жир, % Белок, % Зола, %
Голова 67,2 14,5 12,7 6,7
Жабры 77,1 4,8 11,4 6,7
Кости 56,7 15,0 16,5 12,7
Плавники 55,5 11,5 18,5 14,2
Части толстолобика были разделаны на элементы длиной от 5 до 10 см и на сутки оправлены на сушку в сушильный шкаф (рис. 1).
Рис. 1. Сушильный шкаф и нарубленные части отходов
После извлечения влаги части были перемолоты до мелкой крошки. Далее полученный перемолотый продукт был расформирован в фильтровальную бумагу со средним весом 5 г. В итоге было получено 16 экспериментальных навесок в фильтровальной бумаге, которые были отправлены в экстрактор Сокслета, предназначенный для экстракции труднорастворимых веществ из твердых материалов.
В табл. 3 представлены исходные данные перед началом процесса экстракции.
Таблица 3
Данные до начала процесса экстракции
Номер навески Вес фильтровальной бумаги, г Вес навески, г Общий вес, г
1,49 4,99 6,48
1,65 4,75 6,4
1,67 5,08 6,75
1,48 4,98 6,46
1,60 4,76 6,36
1,56 4,99 6,55
1,49 4,97 6,46
1,46 4,8 6,26
1,45 5,03 6,48
1,58 4,58 6,16
1,64 5,18 6,82
1,57 5,46 7,03
1,70 5,32 7,02
1,67 5,27 6,94
1,43 4,46 5,89
1,27 4,61 5,88
Общий вес показателей 24,71 79,23 103,94
В качестве экстрагента использовался петролейный эфир, который нагревался до температуры кипения 60 °С. Растворитель испарялся и, проходя по боковому отводу, попадал в гильзу, которая наполнялась испаряемым растворителем. Пока шел процесс заполнения гильзы эфиром происходила экстракция целевого вещества в этот растворитель и как только жидкость достигала необходимого уровня, гильза опустошалась, т.е. раствор вещества сливался в исходную колбу с растворителем. Затем процесс повторяется и шел до тех пор, пока в гильзе растворитель не был прозрачным (рис. 2).
а б
Рис. 2. Экстрактор Сокслета с навесками: а - до экстракции, б - после экстракции
142
После процесса экстракции навески отправляли сначала на естественную сушку, затем в сушильный шкаф (табл. 4).
Таблица 4
Данные после процесса экстракции
Номер навески Вес полученной навески, г
1 5,17
2 5,12
3 5,45
4 5,15
5 5,06
6 5,40
7 5,13
8 4,96
9 5,14
10 4,95
И 5,42
12 5,50
13 5,55
14 5,35
15 4,69
16 4,57
Общий вес показателей 82,61
В результате полученных экспериментальных данных стоит задача в определении процентного содержания жира хп в навесках. Так как мы рассматривали несколько навесок, то нам необходимо определить среднее значение. Для этого воспользуемся формулой:
(Ь.н-О*юо
*я =--(1)
где ап - масса полученной после экстракции навески, г; Ьп - масса первоначальной навески с фильтровальной бумагой, г; сп - масса первоначальной навески, г.
Для навески № 1: (6,48 - 5Д7) * 100
4,99
= 26,25%
=
Для навески № 3: (6,75 - 5,45) * 100
5,08
= 25,59%
Для навески № 5: (6,36 — 5,06) * 100
4,76
- 27,31%
Для навески № 7: (6,46 — 5,13) * 100
% с —
4,97
Для навески № 9: (6,48 - 5,14) * 100
= 27,76%
5,03
= 26,64%
Для навески № 2: (6,4-5,12) * 100
4,75
26,95%
Для навески № 4: (6,46 - 5,15) * 100
-
4,98
Для навески № 6: (6,55 - 5,4) * 100
= 26,305%
= 23,05%
4,99
Для навески № 8:
(6,26 — 4,96) * 100
= --ГБ-= 27,08%
4, о
Для навески № 10:
(6,16-4,95) *100 "»=---= 2М2%
^"и —
*13 —
^15 —
Для навески №11: (6,82 - 5,42) ж 100
5,18
Для навески №13: (7,02 - 5,55} * 100
= 27,03%
5,32
Для навески №15: (5,89 - 4,6-9) * 100
= 27,63%
4,46
= 26,91%
-^12 —
Х14 -
х16 ~
Для навески №12: (7,03 - 5,50) *100
5,46
Для навески №14: (6,94-5,35) * 100
= 28,02%
5,27
Для навески №16: (5,88-4,57) * 100
= 30,17%
4,61
Занесем полученные данные в табл. 5.
Данные после процесса экстракции
= 28,42% Таблица 5
Номер навески Содержание жира в навеске, %
1 26,25
2 26,95
3 25,59
4 26,305
5 27,31
6 23,05
7 27,76
8 27,08
9 26,64
10 26,64
11 27,03
12 28,02
13 27,63
14 30,17
15 26,91
16 28,42
Среднее значение 26,97
Следующим этапом эксперимента идет процесс извлечения петролейного эфира для получения чистого жира толстолобика. В качестве аппарата применялся вакуумный ротационный испаритель. В колбе, находящейся в водяной бане, помещали смесь жира и петролейного эфира, полученная после работы аппарата Сакслет (рис. 3).
Рис. 3. Вакуумный испаритель с раствором жира и эфира
После окончания работы испарителя полученный жир был отправлен на несколько дней в вытяжной шкаф для полного извлечения эфира из жира толстолоби-
ка, пока в колбах не останется только запах жира.
В результате проведенного эксперимента было получено 19,41 г жира (рис. 4).
а б
Рис. 4. Колбы с жиром, после процесса извлечения: а - до вытяжного шкафа, б - после вытяжного шкафа
По формуле получили расчетное значение рыбьего жира, которое мы должны получить в результате для определения погрешности между эмпирическими и расчетными данными:
пн.йизе. ЮО
—-= — (2)
ср.
ГДе И-н.д.изв. - вес навески до аппарата Сакслета, г; пж - вес полученного жира, г; хср -среднее значение содержания жира в навеске, %. 79,23 100
-—--* пж — 21,37 г
пж 26,97
Как видно из расчетов и полученных экспериментальным путем данных полученная смесь имеет погрешность в ~2 г. Таким образом было доказано, что данным способом возможно выделение рыбьего жира из отходов толстолобика.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бакатанова Е.О., Дворянинова О.П., Соколов A.B. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА РЫБЬЕГО ЖИРА ИЗ ПРУДОВЫХ РЫБ / / Международный студенческий научный вестник. - 2016. - № 3-1.
2. Дворянинова О.П., Антипова A.B. Аквакультурные биоресурсы: научные основы и инновационные решения: монография.Воронеж : ВГУИТ, 2012. 419 с
3. Золотокопова С. В., Грициенко Е. Г., Золотокопов А. В., Лебедева Е. К)., Сер-газиева О. Д. Оптимизация жирнокислотного состава рыбных фаршей из объектов аквакультуры / / Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2019. № 4. С. 140-146.
4. Кулаченко, В. П. Толстолобик - ценный объект прудовой аквакультуры / В. П. Кулаченко, И. В. Кулаченко, А. Г. Вошкин // Рыбное хозяйство. - 2016. - № 5. -С. 70-75.
5. Перспективы применения вторичных коллагенсодержащих ресурсов толстолобика в пищевых системах / М. А. Муханова, С. А. Свирина, А. А. Бекешева [и др.] // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. - 2021. - Т. 9, № 4. - С. 44-53.
6. Приказ Министерства сельского хозяйства и рыбной промышленности Астраханской области от 17.12.2018 г. № 104 «О заключении договоров пользования водными биологическими ресурсами, общий допустимый улов которых не устанав-
ливается»
7. Приказ Министерства сельского хозяйства и рыбной промышленности Астраханской области от 17.12.2019 г. № 69 «О заключении договоров пользования водными биологическими ресурсами, общий допустимый улов которых не устанавливается»
8. Приказ Министерства сельского хозяйства и рыбной промышленности Астраханской области от 15.12.2020 г. № 79 «О заключении договоров пользования водными биологическими ресурсами, общий допустимый улов которых не устанавливается»
9. Расулов, Э. М. Рыба и нерыбные объекты промысла в рационах питания / Э. М. Ра-сулов. - М.: Пищ. пром-сть, 2003. - № 1. - 56 с.
10. Тутельян В.А. Химический состав и калорийность российских продуктов питания: справ. М.: ДеЛи плюс, 2012. 284 с.
REFERENCES
1. Bakatanova Е.О., Dvoryaninova О.P., Sokolov A.V. PERSPEKTIVY PROIZVOD-STVA RYB"EGO ZhIRA IZ PRUDOVYKh RYB , [PROSPECTS FOR THE PRODUCTION OF FISH OIL FROM POND FISH] Mezhdunarodnyy studencheskiy nauchnyy vestnik. , 2016., No 3-1. (Russian)
2. Dvoryaninova O.P., Antipova L.V. Akvakul'turnye bioresursy: nauchnye о snow i innovatsionnye resheniya: monografiya.Voronezh [Aquaculture bioresources: scientific foundations and innovative solutions]: VGUIT, 2012. 419 pp. (Russian)
3. Zolotokopova S. V., Gritsienko E. G., Zolotokopov A. V., Lebedeva E. Yu., Serga-zieva O. D. Optimizatsiya zhirnokislotnogo sostava rybnykh farshey iz ob"ektov ak-vakul'tury [Optimization of fatty acid composition of minced fish from aquaculture facilities], Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Rybnoe khozyaystvo. 2019. No 4. pp. 140-146. (Russian)
4. Kulachenko, V. P. Tolstolobik, tsennvy ob"ekt prudovoy akvakul'tury [The silver carp is a valuable object of pond aquaculture], V. P. Kulachenko, I. V. Kulachenko, A. G. Voshkin , Rybnoe khozyaystvo. , 2016. , No 5. , pp. 70-75. (Russian)
5. Perspektivy primeneniya vtorichnykh kollagensoderzhashchikh resursov tol-stolobika v pishchevykh sistemakh [Prospects for the use of secondary collagen-containing resources of silver carp in food systems] , M. A. Mukhanova, S. A. Svirina, A. A. Bekesheva [i dr.] , Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Pishchevye i biotekhnologii. , 2021. , T. 9, No 4. ,pp. 44-53. (Russian)
6. Prikaz Ministerstva sel'skogo khozyaystva i rybnoy promyshlennosti Astrakhan skoy oblasti ot 17.12.2018 g. No 104 «О zaklyuchenii dogovorov pol'zovaniya vod-nymi biologicheskimi resursami, obshchiy dopustimyy ulov kotorykh ne usta-navlivaetsya» (Russian)
7. Prikaz Ministerstva sel'skogo kho2yaystva i rybnoy promyshlennosti Astra-khanskoy oblasti ot 17.12.2019 g. No 69 «О zaklyuchenii dogovorov pol'zovaniya vodny-mi biologicheskimi resursami, obshchiy dopustimyy ulov kotorykh ne usta-navlivaetsya» (Russian)
8. Prikaz Ministerstva sel'skogo khozyaystva i rybnoy promyshlennosti Astra-khanskoy oblasti ot 15.12.2020 g. No 79 «О zaklyuchenii dogovorov pol'zovaniya vodny-mi biologicheskimi resursami, obshchiy dopustimyy ulov kotorykh ne usta-navlivaetsya» (Russian)
9. Rasulov, E. M. Ryba i nerybnye ob"ekty promysla v ratsionakh pitaniya [Fish and non-fish fishing objects in food rations] , E. M. Rasulov. , M.: Pishch. prom-st', 2003. , No 1. , 56 pp. (Russian)
10. Tutel'yan V.A. Khimicheskiy sostav i kaloriynost' rossiyskikh produktov pitaniya: sprav. [Chemical composition and caloric content of Russian food] M.: DeLi plyus, 2012. 284 pp. (Russian)
