Физические методы обеззараживания зерновых компонентов рыбных кормов от токсигенных микромицетов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

.5.034

ильных

Таблица

летучих

кислот

І2,1-14,5

5.2-6,8

14.2-15,6

9,3-10,7

7,1-7,8

я хрома-стеклян-)й фазой елий) 40 чжитель-шя: t =

= 220°С,

[кта 60-

1ГВЭЯКОЛ,

и, изоэв-л карбок-1ировано

природы рую спо-приемле->щее дей-коптиль-рвкисное ости раз-шечному термохе-1 измере-

енольные [во выра-ятельную 1льную и изучения :тоды, ис-[И жидко-оддисков становле-

но, что наибольшими бактерицидными свойствами обладают коптильные экстракты, полученные экстрагированием пиролизной древесины и шрота пряностей (перца черного горького, лаврового листа) жидким диоксидом углерода.

Коптильный экстракт позволяет повысить вкусовые свойства консервов из малоценных пород рыб и рыбоовощных консервов, устраняет специфический привкус в рыбных колбасах. Рекомендуемая дозировка для придания продуктам свойств копчености 0,1-0,2 кг на 100 кг сырья. Создаются возможности интенсификации производства деликатесной продукции со вкусоароматическими свойствами копчености.

Проведенные исследования показывают, что композиция ароматообразующих веществ в продуктах, приготовленных с экстрактами, типична для традиционных копченых изделий. Некоторое

расхождение в балансе ароматообразующих веществ с различными типами запахов можно корректировать путем введения пряно-ароматических экстрактов или использовать при получении коптильного экстракта шрот пряностей, добавление которого не только улучшает качество экстрактов, но и увеличивает выход. Высокая ароматизирующая способность и отсутствие балластных веществ в экстракте позволяют экономно использовать транспортные средства, снизить трудоемкость при приготовлении масляных экстрактов. Вместе с тем решается проблема утилизации отходов коптильного производства, обеспечивается экологичность технологии копчения и применения коптильных агентов.

Кафедра инженерной экологии и природообустройства Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов

Поступила 13.07.98

639.3.043.2.002.237

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЗЕРНОВЫХ КОМПОНЕНТОВ РЫБНЫХ КОРМОВ ОТ ТОКСИГЕННЫХ МИКРОМИЦЕТОВ

Н.А. СТУДЕНЦОВА, В.А. СЕЛИВАНОВА,

А.И. ГАВРИЛОВ, Е.А. ЕСАУЛЕНКО, Е.П. ЖЕРДЕВА

Кубанский государственный технологический университет Краснодарский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства

Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений

По данным АКК "Кубаньхлебопродукт” и НИИ-зерна, в последние годы основными контаминан-тами продовольственного и фуражного зерна в Краснодарском крае являются токсинообразующие грибы, относящиеся к родам фузариев и аспергил-лов. Эти грибы продуцируют наиболее вредоносные для рыб микотоксины: афлатоксины, охраток-сины, стеригматоцистин, вомитоксин, Т-2 токсин [1-8]. Известно, что зерновое сырье и комбикорма для рыб являются прекрасным субстратом для развития токсигенных грибов и уже в процессе месячного хранения нуждаются в обеззараживании для профилактики заболевания рыб [9, 10].

В работе ставились следующие задачи: выявить видовую принадлежность микромицетов, заселяющих зерновые компоненты комбикормов, и определить количественное содержание микотоксинов; разработать оптимальные режимы физического воздействия на пораженное грибной микрофлорой зерно с целью деградации мицелия и подавления процессов токсинообразования.

Объектом микологического исследования были зерновые культуры (пшеница, кукуруза), являющиеся основными компонентами рациона карповых рыб. Отбор средней пробы зерна проводили по ГОСТ 10838-64 в различных районах Краснодарского края в период 1996-1997 гг. Полученные образцы подвергали микологическому исследованию с целью определения видовой принадлежности грибов, заселяющих семена пшеницы и кукурузы.

Для определения вида фузария через 7 дней термостатирования проводили посев мицелия. Вид фузария устанавливали по совокупности морфологических признаков и окраске на рисе [11], вид других грибов — по совокупности морфологических признаков и окраске колонии [12]. Количественное определение афлатоксинов, присутствующих в зерне, проводили в соответствии с [13].

При микотоксикологическом контроле фузари-озного зерна пшеницы вомитоксин обнаруживается значительно чаще других, поэтому он представляет наибольшую опасность для человека и животных. Содержание вомитоксина в зерне определяли согласно [14].

В качестве методов физических воздействий на пораженное грибной микрофлорой зерно с целью ограничения развития мицелия и подавления процессов токсинообразования исследовали следующие.

Статическое вакуумирование. Вакуум создавался в вакуумном шкафу, снабженном электроподогревом, с помощью форвакуумного насоса, позволяющего достигать разряжения до -102 Па. Изучалась зависимость между количеством контами-нированных различными микромицетами зерен, содержанием микотоксинов и глубиной вакуума, а также временем экспозиции.

Динамическое вакуумирование. Зерно подвергалось нескольким циклам разрежения и восстановления давления до атмосферного. Уровень грибного обсеменения, оцененный по количеству пораженных зерен, и содержание токсинов изучали в зависимости от числа циклов и времени экспозиции.

Нагрев в вакууме. Проба зерна нагревалась в вакууме до 52°С в течение 15 мин, затем нагреватель отключался и температура понижалась до комнатной постепенно за 6 ч.

Изменение атмосферы при пониженном давлении. Эксперимент проводили в парах 96%-

Таблица 1

г. ч Число циклов Asp. wentii Asp. niger Asp. flavus Fus. monilif. Penicil. sp. Mucor sp. Бактерии Наличие токсинов

24 2 0/2 5/13 5/7 24/95 19/14 5/0 0/7 Афлатоксин B1 - следы

3 0/2 0/13 3/7 51/95 5/14 0/0 0/7 Вомитоксин не обнаружен

1 4 0/2 0/13 3/7 32/95 16/14 0/0 0/7 Не обнаружены

6 0/2 0/13 0/7 32/95 37/14 11/0 5/7 » »

го этанола при давлении, близком к давлению насыщенных паров. Атмосфера создавалась в специальном металлическом стакане, помещенном в вакуумный шкаф, воздух откачивался, пары спирта заполняли стакан, давление в шкафу существенно не менялось.

Магнитное поле. Навеска зерна, заключенная в стеклянную емкость, помещалась между полюсами постоянного магнита. Индукция магнитного поля составляла =*» 0,1 Тл.

Каждый метод воздействия, включая различные варианты, сопровождался двукратным микологическим и токсикологическим контролем (до и после воздействия) обрабатываемого зерна.

циклов откачки и восстановления нормального давления. Результаты в зависимости от циклов откачки и времени экспозиции г представлены в табл. 1 (Р = 102 Па; t = 20°С).

Здесь и далее термин ’’следы” означает содержание токсина меньше 1 мкг/кг; знак ”?” — вероятное присутствие в малом количестве.

Установлено, что время экспозиции при статическом глубоком вакуумировании, приводящее к однозначно положительному эффекту, составляет не менее 4 сут. Кратковременное воздействие (24 ч) статическим вакуумом является фактором, стимулирующим рост грибов Aspergillus (табл. 2).

Таблица 2

т. ч Asp. wentii Asp. niger Asp. flavus Fus. monilif. Penicil. sp. Mucor sp. Бактерии Наличие токсинов

24 0/3 133/15 116/11 45/105 45/3 5/0 0/0 Афлатоксин В! - 0,2 мкг/ кг Вомитоксин — ?

216 0/1 8/11 0/5 21/89 8/21 3/0 13/11 Не обнаружены

Результаты микологического исследования зерна пшеницы и кукурузы показали, что в условиях Кубани основными контаминантами их являются токсинообразующие грибы, относящиеся к родам фузариев и аспергиллов.

При составлении табличного материала был сделан пересчет результатов микологического анализа на одинаковое количество зерен — 400 шт., кроме того, учитывалась динамика численности микрофлоры при длительном хранении (180 сут) в условиях комнатной температуры в целлофановой негерметичной упаковке.

Динамика оценивалась с помощью линейной интерполяции по входному и конечному состоянию сырья. В результате получены следующие скорости изменения численности грибов и бактерий в процессе хранения, шт./сут:

Aspergillus wentii Aspergillus niger Aspergillus flavus Fusarium moniliforme Penicillium sp. Бактерии

- снижение 3/180; снижение 7/180; снижение 11/180;

- снижение 29/180;

• увеличение 33/180;

- увеличение 20/180.

Проведение анализа всех испытанных в работе вариантов вакуумирования с целью снижения численности грибов-продуцентов и содержания токсинов показало, что наиболее эффективным методом является динамическое вакуумирование, при котором зерно подвергалось воздействию нескольких

Примерную оценку затрат электроэнергии на вакуумирование емкости с зерном кукурузы можно провести на основании проделанных лабораторных экспериментов. В них лабораторный форваку-умный насос с электродвигателем мощностью 0,6 кВт создавал вакуум 102 Па в емкости 70 л за 15 мин. Для 1 т зерна потребуется емкость 1,5 м3, в которой собственно зерном будет заполнен объем 1 м3, а остальные 0,5 м — воздух между зернами. На откачку воздуха потребовалось бы порядка 1,1 кВт-ч электроэнергии.

Проба зерна нагревалась в вакууме до 52°С в течение 15 мин, затем нагреватель отключался и температура понижалась до комнатной за 6 ч. В результате анализа пробы получены следующие данные (г = 96 ч; Р = 104 Па; і = 20°С), шт./сут:

Aspergillus wentii Aspergillus niger Aspergillus flavus Fusarium moniliforme Penicillium sp.

Mucor sp.

Бактерии

Наличие токсинов -

— 0/2

— 9/13

— 3/7

— 4/95

— 8/14

— 3/0

— 0/7 афлатоксин В, — следы

Изменение атмосферы при пониженном давлении проводили в парах 96%-го этилового спирта при давлении, близком к давлению насыщенных паров. Атмосфера создавалась в металлическом

5-6,1998

[абдица 1

нов

следы

гаружен

ны

іального циклов влены в

:одержа-— веро-

іи стати-дящее к ставляет твие (24 эом, сти-іл. 2). Таблица 2

^нов

,2 мкг/ кг _ ?

ЯШ

ергии на узы мож-іборатор-форваку-ктью 0,6

0 л за 15 1,5 м3, в ен объем

1

ізернами. рядка 1,1

стакане. При анализе получены следующие результаты (г = 24 ч; Р = 102 Па; £ = 30°С), шт./сут:

Aspergillus wentii Aspergillus niger Aspergillus flavus Fusarium moniliforme Penicillium sp.

Mucor sp. .■

Бактерии Наличие токсинов

-0/1 — 0/11

— 0/5

— 101/89

— 0/21 — 0/0

— 115/11

— не обнаружены

После воздействия магнитным полем получены следующие данные (г = 192 ч; £ = 20°С), шт./сут:

Aspergillus wentii Aspergillus niger Aspergillus flavus Alternaria tenuis Fusarium moniliforme Penicillium sp.

Mucor sp.

Бактерии

Наличие токсинов

— 0/1

— 3/11

— 3/5

— 3/0

— 8/89

— 3/21

— 3/0

— 8/11 афлатоксин В[ — 0,2

мкг/кг. Вомитоксин не обнаружен.

ВЫВОДЫ

1. Зерновые ингредиенты комбикормов для карпа в условиях Кубани загрязнены токсинообразующими грибами из родов фузариев и аспергиллов.

2. Вакуумирование является достаточно эффективным методом снижения численности токсинообразующих микрогрибов всех видов, причем предпочтение следует отдать динамическому вакууми-рованию.

3. Длительное воздействие статическим вакуумом (не менее 4 сут) приводит к однозначно положительному эффекту.

4. Грибы рода аспергиллов высокочувствительны к динамическому вакуумированию и состоянию атмосферы (пары спирта), а рода фузариев — к повышению температуры и магнитному полю.

5. Длительное угнетающее воздействие физических факторов блокирует развитие мицелия грибов и биосинтез токсинов.

6. Перспективным является создание технологии хранения зерна в условиях вакуума или в

сочетании вакуумирования и более мягкого, угнетающего грибы фактора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Галаш В.Т., Головина. Н.А., Соболев B.C. Реакция организма карпа на присутствие в кормах трихотеценовых микотоксинов / / Сб. науч. тр. ВНИИПРХ. Вопр. физиологии и биохимии питания рыб. — М., 1987. — Вып. 52.

— С. 120-132.

2. Кравченко Л.В., Галаш В.Т., Кранаускас А.Э. Актив-ность ферментов, метаболизирующих ксентобиотики в печени карпа в норме и при Т-2 микотоксикозе / / Там же.

— С.- 133-139.

3. Марченко А.М. Актуальность развития научных исследований о зараженности кормов для рыб микроорганизмами и продуктами их обмена / / Там же. — С. 113-120.

4. Галаш В.Т., Ильина И.Д., Марченко А.М. Экспериментальное изучение острого и подострого действия трихоте-цена и дезоксиниваленола на карпа / / Сб. науч. тр. ВНИИПРХ. Вопр. разработки качества кормов. — М., 1989. — Вып.57. — С. 121-129.

5. Таннер Р.Х. Микотоксины в рыбных кормах / / Там же.

— С. 115-120.

6. Abdelhamid A.M. Effect of Sterigmatocystin contaminated diets of fish performance // Arch.Anim.Nutrit. — 1988. — 38. — № 9. — P. 833-846.

7. Csaba G., Szakolezai J., Toth L. A pisztzang Vorosszajbeted sege Credmouth disease Magyarorszagon // Magy allatorv. Lap. — 1991. — 46. •— №7. — S. 395-401.

8. Hussain М., Gabal М.Л., Wilson Т., Summerfolt R.C.

Effect of aflatoxincontaminated feed on morbidity and resedues in walleye fish // Vet. and Human Toxicol. — 1993. — No 5. — P. 396-398.

9. Языкбаев E.C. Обеззараживание и повышение качества сырья и комбикормов на различных стадиях их переработки и потребления // Сер. Комбикормовая пром-сть. — М.: ЦНИИТЭИхлебопродуктов, 1992. — С. 35.

10. Карпенко В.М., Плотникова М.Ф. Микробиологическая характеристика рыбной муки и рыбных комбикормов // Сб. науч. тр. ’’Биологические основы рационального кормления рыб. ’ — М., 1986. — Вып. 49. — С. 83-84.

П.Райлло А.И. Грибы рода фузариев. — М.: Сельхозгиз, 1950.

12. Пидопличко Н.М. Грибы-паразиты культурных растений. Определитель. Т. 2. — Киев: Наукова думка, 1977. — 299 с.

13. Методические указания по обнаружению, идентификации и определению содержания афлатоксинов в продовольственном сырье и пищевых продуктах с помощью ТСХ и ВЭЖХ № 4082-86. — М., 1990.

14. Методические указания по обнаружению, идентификации и определению содержания дезоксиниваленола (вомиток-сина), ацетилдезоксиниваленола и зеараленона в зерне и зерновых продуктах № 5177-90. — М., 1990.

Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов

Поступила 28.04.98

(о 52°С в рчался и за 6 ч. В іедующие шт./ сут:

-0/2

— 9/13

— 3/7 -4/95 -8/14 -3/0 -0/7

— следы

ом давле-го спирта ыщенных шическом

641.002.611:517

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ МАТЕМАТИКИ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЦЕПТУР ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И ИХ ОЦЕНКИ

B.C. КОРОБИЦЫН

Кубанский государственный технологический университет

Проектирование рецептур продуктов с заданным химическим составом ведется посредством наложения ограничений на содержание того или иного компонента химического состава в продукте ^-min>^>j^mai- При этом Ценность полученного результата определяется узостью участка ограниче-

ния. Однако из-за наличия, как правило, большого количества ограничений исследователи сталкиваются с математической невозможностью нахождения в многомерном пространстве рецептур точки, которая бы удовлетворяла всем ограничениям одновременно. Приблизиться к этой точке можно посредством расширения граничных значений интервала ограничения, что неизбежно приводит к снижению ценности полученного результата, либо