CC BY
74
2008
Известия ТИНРО
Том 154
УДК 577.12:664.951
А.Н. Баштовой*
Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр, 690990, г. Владивосток, пер. Шевченко, 4
ИССЛЕДОВАНИЕ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОМЫСЛОВОГО КАЛЬМАРА И ЛОСОСЕВЫХ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙ ПРОДУКЦИИ
Разработаны и получены опытные образцы кормовых продуктов с биологически активной направленностью из отходов переработки голов лососевых рыб и кальмара по технологии получения "Артротина". Полученные продукты обладают кормовой ценностью и биологической активностью. Физико-химический анализ показал, что опытные образцы содержат аминосахара, белки и минеральные вещества.
Ключевые слова: кормовая добавка, кальмар, аминосахара, отходы.
Bashtovoy A.N. Investigation the wastes of squid and salmon processing with the purpose of fodder production receipt // Izv. TINRO. — 2008. — Vol. 154. — P. 384-389.
Fodder products with biologically active properties are developed and the samples are produced from the wastes of processing the heads of salmon and squid in the technology of Artrotin preparation. The received products have both fodder value and biological activity and contain carbohydrates, proteins, and mineral substances.
Key words: fodder additive, squid, carbohydrate, waste of fish processing.
Введение
Известно, что некоторые морские объекты представляют собой особый вид сырья, характеризующийся высоким содержанием биологически активных соединений (гексозамины, гликозиды, низкомолекулярные ДНК), витаминов, минеральных и других веществ (www.netharbour.ru). Наиболее ценными являются гидролизаты, получаемые путем ферментолиза, что позволяет сохранить в активном состоянии биологически активные вещества (БАВ) различных классов (Леб-ская, 2000). Одним из биологически активных соединений являются гексозамины, представленные галактозаминами и глюкозаминами (Степаненко, 1968). Установлено, что они проявляют лечебно-профилактические свойства, обладают противовоспалительным действием (Сафронова, 1980; www.dalmarket.ru; www.afina-pet.ru;www.health-ua.com). Определенное количество этих сахаров обнаружено в хрящевой ткани лососевых рыб и кальмара, являющейся отходами при пищевом производстве (Суховерхова, 2006; www.netharbour.ru).
В настоящее время отходы от разделки промысловых видов кальмара: головы, ганглии, хрящевая капсула — перерабатываются неполностью (www.soramn.ru), частично они используются при производстве продукции с биологически активной направленностью, такой как "Тинростим", где использу-
* Баштовой Александр Николаевич, магистр техники и технологии, аспирант, e-mail: [email protected].
ется нервная ткань (ТУ 9283-316-00472012-07), и "Артротин", получаемый из хрящевой ткани гидробионтов (ТУ 9283-243-00472012-04).
Целью работы является разработка технологии биологически активного кормового комплекса из отходов при разделке кальмара, а также при получении биологически активной добавки (БАД) "Артротин" из голов лососевых и голов тихоокеанского и командорского кальмаров.
Материалы и методы
Отходы, образующиеся при производстве Артротина, — это эмульсия (1921 % к массе системы*), которая представляет собой хитозан-липидный комплекс, образующийся после обработки ферментированного раствора хитозаном, и костный остаток (3,5-4,0 %) после гидролиза мягких тканей голов лососевых.
Из тихоокеанского кальмара после обработки ферментированного раствора хитозаном получен осадок 10 %, после сепарации гидролизата — 1 %.
Из командорского кальмара после обработки ферментированного раствора хитозаном получен осадок 6,5 %. Осадок был несформированным и после сепарирования приобрел более плотную консистенцию.
Определение химического состава отходов проводили по следующим методикам:
- массовую долю воды определяли стандартными методами (ГОСТ 7636-85);
- содержание общего азота устанавливали по методу Кьельдаля на приборе "Kjeltec auto" 10 SO Analyser (Япония);
- определение минеральных веществ проводили по стандартной методике (ГОСТ 7636-85);
- количество гексозаминов устанавливали спектрофотометрически, согласно методикам фармакопейных статей (Определение гексозаминов, 2004);
- массовую долю жира определяли экстракционно-весовым методом (ГОСТ 7636-85).
В некоторых случаях количество липидов уточняли стандартным методом в аппарате Сокслета экстракцией эфиром (Лазаревский, 1955).
Перекисное число липидов определяли по стандарту (ГОСТ 7636-85).
Экспериментальные данные получены при исследовании химического состава нескольких партий сырья.
При расчете остаточного содержания сухих веществ в отходах голов лососевых и кальмара мы определяли количество сухого вещества в общей массе сухого компонента и общее количество вещества в сухом сырье, после чего по их отношению определяли остаточное содержание сухих веществ в компоненте.
Результаты и их обсуждение
В табл. 1 представлены данные по остаточному содержанию веществ в отходах.
Оценив совокупность данных по содержанию питательных веществ и биологически активных компонентов (аминосахара) и фактических объемно-массовых характеристик полученных отходов, мы сделали следующее заключение: при переработке голов лососевых рыб по технологии производства "Артротина" в отходы с костным остатком уходит около 8 % белка, приблизительно 45 % минеральных веществ и 5 % аминосахаров.
При переработке голов тихоокеанского кальмара с отходами с осадком после осаждения теряется до 50 % белка, до 75 % липидов и до 50 % амино-сахаров, с осадком после сепарации в отходы уходит незначительное количество белка, до 20,0 % липидов, около 6,5 % минеральных веществ и 3,5 % аминосахаров.
* Система — смесь компонентов при производстве БАД "Артротин".
Таблица 1
Остаточное содержание веществ в отходах, % к сухому исходному сырью
Table 1
The residual contents of substances in the waste, % to dry initial raw material
Компонент Белок Липиды Минеральные вещества Гексозамины Галакто- Глюко-замины замины
Лососевые
Костный остаток 8,11 30,51 46,06 5,17 4,57
Кальмар тихоокеанский
Осадок после осаждения 48,64 74,70 46,12 50,20 49,43
Осадок после сепарации 3,75 20,00 6,52 3,53 3,51
Кальмар командорский
Осадок после сепарации 6,56 36,13 8,42 7,25 7,20
При переработке голов командорского кальмара с отходами уходит 6,5 % белка, более трети липидов, около 8,5 % минеральных веществ и более 7,0 % аминосахаров.
Из данных табл. 2 видно, что в эмульсии содержится большое количество белков, небольшое — липидов и малое — минеральных веществ. Количество аминосахаров в эмульсии относительно большое. В костном остатке достаточно высокое содержание белка, умеренное — липидов и высокое — минеральных веществ. Количество аминосахаров в костном остатке не столь высоко, как в эмульсии.
Таблица 2
Химический состав отходов, полученных из голов лососевых, % сухого вещества
Table 2
Chemical composition of the waste received from heads salmon, % dry substance
Компонент Вода Белок Липиды Минеральные вещества Гексозамины Gal Clc
Эмульсия Костный остаток 31,23 4,58 34,80 32,77 26,56 17,65 4,52 44,52 1,56 1,33 0,27 0,21
Как видно из данных табл. 3, содержание белка в отходах тихоокеанского кальмара значительное, количество липидов можно считать небольшим. Количество минеральных веществ находится в пределах 8-11 %. Установлено относительно высокое содержание аминосахаров.
Таблица 3
Химический состав отходов, полученных из голов тихоокеанского кальмара,
% сухого вещества
Table 3
Chemical composition of the waste received from heads of Todarodes pacificas,
% dry substance
Компонент Вода Белок Липиды Минеральные вещества Гексозамины Gal Clc
Осадок после осаждения Осадок после сепарации 5,2 5,6 79,17 67,46 4,66 13,77 8,54 11,27 1,32 1,11 1,03 0,87
Из данных табл. 4 видно, что осадок содержит большое количество белка и липидов и относительно малое количество минеральных веществ. Содержание аминосахаров сопоставимо с их содержанием в образце из тихоокеанского кальмара.
Разрабатываемая нами технология предусматривает смешивание компонентов для получения кормового комплекса с последующим высушиванием и измельчением.
Таблица 4
Химический состав отходов, полученных из голов командорского кальмара,
% сухого вещества
Table 4
Chemical composition of the waste received from heads of Berryteuthis magister,
% dry substance
Компонент Вода Белок Липиды Минеральные вещества Гексозамины Gal Clc
Осадок после сепарации 10,48 54,16 24,68 8,21 1,34 1,13
В первом эксперименте (с тихоокеанским кальмаром) для приготовления кормового комплекса были взяты смесь эмульсии, костного остатка, осадка после осаждения и сепарации в процентном соотношении, соответствующем их выходу по технологической линии.
При обосновании условий сушки нами были испытаны 2 варианта: при 70 °С в сушилке с инфракрасным излучением ("Икар" ЭСБИК-1,25/220) со скоростью воздуха 0,7 м/с и при 105 °С в сушилке без конвекции.
При идентичных условиях проведения эксперимента образец при температуре сушки 105 °С достигает постоянной массы через 14 ч, а при 70 °С — за 6 ч.
Полученные данные свидетельствуют о большей активности процесса высушивания c применением инфракрасного излучения.
Из данных табл. 5 видно, что кормовой комплекс с тихоокеанским кальмаром, высушенный при 70 °С, содержит на 5 % меньше белка, чем аналогичный комплекс, высушенный при 105 °С, и незначительно больше липидов и минеральных веществ. Количество аминосахаров в обоих вариантах комплекса высокое, но в комплексе, высушенном при 70 °С, их на 20 % больше. Объясняется это тем, что при умеренном нагреве происходит ряд химических реакций по механизму Майяра с конденсацией сахаров и аминокислот и образованием глю-козамина (Машковец, 1971; Нечаев, 2004). Применение же более высоких температур при обработке приводит к уменьшению количества аминосахаров и образованию меланоидинов (Сафронова, 1980).
Таблица 5
Химический состав смесей компонентов экспериментального кормового комплекса, %
Table 5
Chemical composition of mixes of components experimental of a fodder complex, %
№ варианта Образец Вода Белок Ли- пиды Минеральные вещества Гексо-замины Gal Clc Перекисное число, % J 2
Кормовой комплекс
1 с тихоокеанским 23,21 47,33 13,03 13,95 1,35 1,130 0,40
кальмаром, при
105 °С
2 Кормовой комплекс с тихоокеанским кальмаром, при 70 °С 24,29 42,63 15,07 14,91 1,68 1,425 0,11
В дальнейшем эмульсию как составную часть кормового комплекса было решено не использовать по причине высокого содержания липидов.
Опираясь на известные данные (Лазаревский, 1955; Кизеветтер, 1973) о негативном влиянии высокой температуры на белки, липиды и сахара, в результате чего ухудшается качественный состав продукта, а также учитывая скорость процесса, мы выбрали способ сушки с инфракрасным излучением.
Во втором эксперименте (с командорским кальмаром) для приготовления кормового комплекса были взяты смесь костного остатка и осадка после сепара-
387
ции в процентном соотношении, соответствующем их выходу по технологической линии. Высушивание образцов проводилось при 70 °С в сушилке с инфракрасным излучением.
Из литературных данных (www.carper.su) известно, что при обработке инфракрасными лучами корма приобретают приятный запах вследствие образования декстринов, повышается содержание сахара, перевариваемость увеличивается на 20-40 %. Дополнительное преимущество обработки кормов СВЧ-лучами — значительно уменьшается количество бактерий и грибковых колоний.
Из данных табл. 6 видно, что в кормовом комплексе с командорским кальмаром содержится большое количество белка и минеральных веществ, липидов относительно немного, содержание аминосахаров относительно высокое.
Таблица 6
Химический состав смеси компонентов экспериментального кормового комплекса, %
Table 6
Chemical composition of a mix of components experimental of a fodder complex, %
№ варианта Образец Вода Белок Ли- пиды Минеральные вещества Гексо-замины Gal Clc Перекисное число, % J2
3 Кормовой комплекс с командорским кальмаром 4,28 38,72 18,61 35,53 1,55 1,31 0,46
В третьем эксперименте (вариант 4) хрящевая ткань командорского кальмара после удаления ганглий была измельчена и высушена на сублимационной сушилке (температура заморозки минус 50 °С, температура сушки плюс 30 °С, в вакууме, общее время 20 ч). Средний выход хрящевой капсулы у кальмаров составляет 10 % (www.netharbour.ru). Выход готового продукта — 11,5 %.
Из данных табл. 7 видно, что в продукте значительное содержание белка, умеренное — липидов, небольшое количество минеральных веществ и высокое содержание аминосахаров. Данная кормовая добавка может служить их источником, так как известно, что для БАД достаточно, чтобы содержание глюкозами-на было не менее 2 % (www.biodobavki.narod.ru; www.dalmarket.ru).
Таблица 7
Химический состав экспериментального кормового комплекса, %
Table 7
Chemical composition experimental of a fodder complex, %
№ варианта Образец Вода Белок Ли- пиды Минеральные вещества Гексо-замины Gal Clc Перекисное число, % J2
4 Командорский кальмар 8,41 68,28 10,13 5,92 3,90 3,36 0,45
Из данных табл. 5-7 видно, что содержание белка во всех образцах кормового комплекса достаточно высокое, особенно в 4-м варианте.
Количество липидов превышает рекомендуемый уровень в 10 % (www. aqvarium.dp.ua), но находится на приемлемом уровне (Боева, 2002; www. bio.moy.su). Значительная разница в количестве минеральных веществах объясняется различным видом сырья и разным выходом по технологической линии. Количество аминосахаров можно считать достаточно высоким, особенно в варианте 4, где их содержание в 2 раза выше, чем в других образцах.
Полученные образцы легко поддаются измельчению разной степени и формованию.
Расчеты показали, что энергетическая ценность образцов 1, 2, 3 составляет 303-321 ккал, в 4-м образце она выше — 376 ккал.
388
Заключение
Учитывая физико-химические свойства отходов после высушивания, считаем, что все рассмотренные выше образцы пригодны для дальнейшего использования и получения кормовых комплексов.
Химический состав полученных образцов свидетельствует не только об энергетической ценности, но и о возможности представить полученные варианты кормовых комплексов в качестве источников белков, минеральных веществ и аминосахаров, содержание которых, как установлено, находится в пределах 1,53,0 % к сухому веществу.
Проведенные исследования показали, что использование отходов, получаемых из голов лососевых рыб и голов кальмара, для получения кормовых комплексов имеет перспективу.
Список литературы
Боева Н.П. Технология кормовой муки из мелких рыб повышенной жирности // Рыб. хоз-во. — 2002. — № 3. — С. 53-54.
ГОСТ 7636-85 Рыба и рыбные продукты. Методы анализа, маркировка, упаковка. — М. : ИПК Изд-во Стандартов, 1998.
Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1973. — 424 с.
Лазаревский A.A. Технохимический контроль в рыбообрабатывающей промышленности : монография. — М. : Пищепромиздат, 1955. — 520 с.
Лебская Т.К. Научные и практические аспекты применения биологически активных веществ из морских животных // Мат-лы отчет. сессии ПИНРО по итогам НИР в 1998-1999 гг. — Мурманск : ПИНРО, 2000. — С. 49-59.
Машковец М.Ф. Химия табака : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1971. Нечаев А.П. Пищевая химия : монография. — СПб. : ГИОРД, 2004. Определение гексозаминов // Руководство по методам контроля и качества безопасности биологически активных добавок к пище. — М. : Федеральный центр гос-санэпидемнадзора Минздрава России, 2004. — С. 169.
Сафронова Т.М. Аминосахара промысловых рыб и беспозвоночных и их роль в формировании качества продукции : монография. — М. : Пищ. пром-сть, 1980. — 112 с.
Степаненко Б.Н. Углеводы. Успехи в изучении строения и метаболизма : монография. — М., 1968.
Суховерхова Г.Ю. Биохимическая характеристика хрящевой ткани гидробионтов и технология БАД к пище : автореф. ... канд. техн. наук. — Владивосток : ТИНРО-центр, 2006. — 24 с.
ТУ 9283-243-00472012-04 Артротин. Биологически активная добавка к пище.
ТУ 9283-316-00472012-07 Тинростим-С. Биологически активная добавка к пище.
www.afina-pet.ru.
www.aqvarium.dp.ua/?cat=6.
www.bio.moy.su/forum/3-23-2.
www.biodobavki.narod.ru/rus/product/tinrostim.htm.
www.carper.su/forum/showthread.php?p=17238#post17238.
www.dalmarket.ru/main.php?onwer=bad&idp=401&idsp=403.
www.health-ua.com/articles/2532.html.
www.netharbour.ru/teoriya/fabrika/bespozv/1...
www.soramn.ru/ICCH13/Abstr_Book2.pdf.
Поступила в редакцию 9.04.08 г.
