CC BY
46
УДК 664.959.5:[636.084.413:636.5]
М. Е. Цибизова, К. В. Костюрина
ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЫБНЫХ АВТОЛИЗАТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ МАЛОМЕРНОГО СЫРЬЯ ВОЛГО-КАСПИЙСКОГО БАССЕЙНА
Введение
Развитие современного промышленного животноводства и птицеводства невозможно без использования полноценных кормов и, в частности, кормовых рыбных продуктов. При переработке отходов рыбоперерабатывающей промышленности, как правило, получают рыбную кормовую муку, являющуюся незаменимой и наиболее дорогостоящей частью рациона сельскохозяйственных животных. Это связано с тем, что кормовая рыбная мука богата полноценным белком животного происхождения (55-65 %), содержащим все незаменимые аминокислоты. В ней аккумулируются минеральные вещества (12-35 %), жир (5-12 %), содержащий в своем составе биологически активные полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК). Кроме этого, рыбная мука содержит большое количество различных микроэлементов (йод, марганец, кобальт и др.), а также витамины А, D и витамины группы В [1].
Однако в настоящее время проблемы производства рыбной муки, связанные с невозможностью производства ее на рыбопромысловых судах и береговых предприятиях из-за недостатка сырья, отсутствия рыбомучных установок большой производительности, антропогенного воздействия данного производства на окружающую среду требуют поиска новых технологических решений по переработке отходов рыбоперерабатывающей промышленности.
Кроме того, рыбная мука часто содержит более 10 % сырого жира, который легко окисляется из-за наличия ПНЖК. Рыбную муку опасно скармливать животным после шести месяцев хранения при плюсовой температуре из-за прогоркания ее жировой фракции и развития микрофлоры [1, 2]. При скармливании рыбной муки может появиться неприятный привкус у продуктов животноводства и птицеводства. Это зависит в основном от содержания жиров в муке, от продолжительности кормления животных, степени прогорклости жира в кормовой муке. Поэтому практически невозможно рекомендовать оптимальное количество рыбной муки, вводимой в корм, которое не приведет к появлению специфического привкуса у продуктов птицеводства и животноводства.
Немаловажной проблемой является также глобальная контаминация кормов микотоксинами, приводящая к проявлению микотоксикозов животных и птицы, которая растет с каждым годом. Микотоксины - вторичные метаболиты микроскопических грибов, известные своим негативным влиянием на здоровье и продуктивность сельскохозяйственной птицы, возникают чаще всего при употреблении кормов, пораженных различными токсинообразующими микромицетами, а также при тесном контакте с ними. Токсины могут образовываться при развитии грибов на различных естественных субстратах. Опасность их присутствия заключается в том, что большинство микотоксинов прямо или косвенно действует на важные внутриклеточные процессы, включая синтез протеина, дезокси- и рибонуклеиновой кислот, стимулируют липидное переокисление в тканях. В результате взаимодействия с другими переоксидантами (железо, медь и др.) в биологических системах и изменения редокс-статуса клетки возникает дисбаланс между антиоксидантами и переоксидантами. Микотоксины могут запускать апоптоз - внутреннюю программу самоуничтожения клетки. Кроме того, они долгое время присутствуют в субстрате, даже после гибели образовавших их грибов, поскольку устойчивы к действию многих физико-химических факторов и не разрушаются при обработке горячим паром, действии кислот и щелочей [1, 2].
Использование же растительных белков взамен животных имеет ряд ограничений, связанных с содержанием в растительном сырье антипитательных факторов, которые снижают переваримость питательных веществ в тех компонентах, в которых они содержатся, а также влияют на общую питательную ценность рациона.
Именно поэтому перспективным направлением в создании кормов для различных сельскохозяйственных животных и птиц, на наш взгляд, является разработка технологии кормовых белковых составляющих кормов, обладающих заданными функциональными свойствами. Такими
продуктами, которые могут конкурировать с рыбной кормовой мукой, могут быть рыбные автолизаты, получение которых основано на процессах дезагрегации рыбного белка маломерного пресноводного сырья с использованием внутренних органов промысловых рыб.
Таким образом, целью исследований являлось изучение технологических свойств полученных рыбных автолизатов, выступающих в качестве альтернативного кормовой муке белкового компонента кормов для птицеводства. В соответствии с поставленной целью задачами исследования являлись:
- изучение органолептических показателей качества и химического состава полученных рыбных автолизатов;
- определение рациональной продолжительности их хранения.
Материалы и методы исследования
В качестве объектов исследования использовались различные образцы рыбного автолизата РГ-40-О, РГ-40-Н, РГ-50-О, РГ-50-Н [3, 4]. Отбор средних проб для физико-химических исследований, их подготовку к анализу осуществляли стандартными методами [5, 6]. Определение химического состава полученных продуктов (вода, протеин, жир, зола), содержание фосфора и кальция, поваренной соли, химических показателей качества жира осуществляли стандартными методами [7].
Белково-водный коэффициент (БВК) рассчитывался по следующей формуле:
Б
БВК = -, (1)
В
где Б - содержание белка, %; В - содержание воды, %.
Для оценки энергетической питательности кормового компонента осуществляли расчет безазотистых белковых веществ (БЭВ) по формуле [8]:
БЭВ = 100 - (В + СП + СЖ - З), (2)
где В, СП, СЖ, З - содержание соответственно воды, сырого протеина, сырого жира, золы, %.
Валовую энергию (ВЭ) кормовых рыбных автолизатов рассчитывали по их химическому составу по следующей формуле:
ВЭ = (СП ■ 5,7) + (СЖ ■ 9,5) + (К + БЭВ) ■ 4,2, (3)
где СП, СЖ - содержание соответственно сырого протеина и сырого жира, %; К - содержание клетчатки, %; БЭВ - безазотистые белковые вещества, %.
Результаты исследований и их обсуждение
В результате экспериментальных исследований в лабораторных условиях нами были получены опытные образцы рыбных автолизатов РГ-40-О, РГ-40-Н, РГ-50-О, РГ-50-Н. Технологические решения изготовления рыбных автолизатов с использованием комплекса протеолитиче-ских ферментов из внутренних органов рыб предусматривали проведение процесса автолиза, инактивацию реакционной смеси, обезжиривание и сушку полученной массы при мягких температурных режимах. Для автолиза использовали маломерное рыбное сырье без предварительного разделывания и жидкий комплекс протеолитических ферментов (ЖКПФ), полученный из внутренних органов промыслового рыбного сырья. Соотношение измельченного рыбного сырья и ЖКПФ было экспериментально установлено и составляло 1 : 1, температура автолиза варьировала от 50 до 55 °С при естественном значении рН. Продолжительность автолиза составляла 2,0-2,5 часа [4]. Выход сухих автолизатов варьировал от 24,5 ± 4,3 % (РГ-40-О, РГ-50-О) до 28,5 ± 3,9 % (РГ-40-Н и РГ-50-Н).
Для оценки технологических свойств полученных продуктов проводилось изучение органолептических и химических показателей их качества. Предполагаемая область использования рыбных автолизатов - белковая составляющая кормов для сельскохозяйственной птицы [3, 4]. Поэтому обоснование режимов хранения полученных продуктов необходимо, т. к. не менее значимыми в данном технологическом процессе качественными характеристиками кормовых продуктов являются показатели окисления липидов. Кроме этого, особенностью химических свойств рыбных продуктов является ненасыщенность жиров, приводящая к существенным качественным изменениям, что отражается на продолжительности хранения кормовых продуктов.
Рассмотрим органолептические показатели качества рыбных автолизатов (табл. 1).
Таблица 1
Органолептические показатели качества опытных образцов автолизатов
Показатель Характе] ристика автолизатов
Рыбная мука (контроль) РГ-40-О РГ-40-Н РГ-50-О РГ-50-Н
Внешний вид Однородная порошкообразная масса без плотных нерассыпающихся комков Однородная порошкообразная масса без плотных нерассы-пающихся комков Однородная порошкообразная масса без плотных нерассыпающихся комков Однородная порошкообразная масса без плотных нерассы-пающихся комков Однородная порошкообразная масса без плотных нерассыпающихся комков
Цвет Серо-желтый Бежевый Темно-бежевый Бежевый Темно-бежевый
Запах Ярко выраженный рыбный запах, свойственный рыбному продукту, без постороннего запаха Свойственный рыбному продукту, без постороннего запаха Свойственный рыбному продукту, без постороннего запаха Свойственный рыбному продукту, без постороннего запаха Свойственный рыбному продукту, без постороннего запаха
Посторонние примеси Не обнаружены Не обнаружены Не обнаружены Не обнаружены Не обнаружены
* Требования нормативной документации на кормовую муку [9].
Сравнительный анализ органолептических показателей качества полученных рыбных автолизатов с показателями качества рыбной кормовой муки показал, что рыбные автолизаты отличаются от кормовой муки более светлым цветом и обладают запахом, свойственным рыбным продуктам. Технологические решения по получению рыбных автолизатов оказали влияние только на их цвет, который варьировал от бежевого - для автолизатов, полученных с использованием жидкого комплекса протеолитических ферментов с отделением непроферментированно-го остатка (РГ-40-О и РГ-50-О), до темно-бежевого - для автолизатов, полученных с использованием жидкого комплекса протеолитических ферментов без отделения непроферментирован-ного остатка (РГ-40-Н и РГ-50-Н).
Результаты анализа химического состава рыбных автолизатов и значения критериальных показателей качества сухих автолизатов представлены в табл. 2.
Таблица 2
Химический состав сухих автолизатов из рыбного сырья
Белковый кормовой продукт Содержание, % Критериальные показатели качества сухих автолизатов
воды сырого протеина минеральных веществ сырого жира БВК, ед. БЭВ,% ВЭ, ккал
РГ-40-О 12,1 ± 0,2 68,2 ± 0,7 14,3 ± 0,1 6,0 ± 0,05 5,57 27,5 ± 0,02 562,95 ± 2,5
РГ-40-Н 11,0 ± 0,1 69,3 ± 0,6 12,7 ± 0,3 7,3 ± 0,06 5,77 24,1 ± 0,01 565,58 ± 3,2
РГ-50-О 12,8 ± 0,3 67,0 ± 0,7 13,9 ± 0,2 6,1 ± 0,07 5,67 28,0 ± 0.03 557,45 ± 1,9
РГ-50-Н 10,9 ± 0,22 69,3 ± 0,5 12,2 ± 0,1 7,2 ± 0,05 5,83 23,4 ± 0,02 567,39 ± 3,0
Рыбная мука (контроль) 13,7 ± 0,5 60,4 ± 0,7 16,3 ± 0,3 9,3 ± 0,1 3,84 32,9 ± 0,04 570,81 ± 2,7
Анализ представленных данных показывает, что автолизаты отличаются от рыбной кормовой муки содержанием белка, варьирующим от 67,0 до 69,3 %. Данные значения превышают содержание белка в рыбной муке на 34-40 %. Незначительное содержание жира в продуктах автолиза, достигающее 7,3 %, позволяет регулировать сроки хранения автолизатов и не использовать антиокислители. Содержание безазотистых экстрактивных веществ в автолизатах варьирует от 23,4 до 27,5 %, что ниже их содержания в кормовой муке (32,9 %). Валовая энергия опытных образцов рыбных автолизатов РГ-40-Н, РГ-40-О, РГ-50-Н, РГ-50-Н практически не отличается от валовой энергии кормовой муки и составляет 557,5-567,4 ккал. Но рыбные автолизаты отличаются от кормовой муки более высоким содержанием сырого протеина, который, согласно разработанной технологии, был подвержен ферментативному расщеплению и обладает заданной глубиной гидролиза (12,5-14,0 %), повышающей доступность белкового компонента, а также незначительным содержанием жира, влияющим на энергопротеиновое отношение (ЭПО) кормовых смесей [8, 10]. Если предлагаемые кормовые продукты будут содержать недостаточное коли-
чество обменной энергии, то протеин будет расходоваться в организме на энергетические цели, что приведет к снижению продуктивности сельскохозяйственных животных и увеличению затрат кормов на единицу продукции. Избыток обменной энергии в комбикорме снижает потребление корма и эффективность использования питательных веществ рационов [8], поэтому ЭПО кормовых смесей играет значительную роль при оценке питательности кормов.
Определенные отличительные черты у сельскохозяйственных животных и, особенно, у птиц имеет минеральный обмен. Ключевыми макроэлементами являются кальций, фосфор, натрий. Потребность в хлоре компенсируется, как правило, введением поваренной соли. Учитывая, что потребность птицы в микроэлементах не всегда может быть удовлетворена за счет поступления их с кормами, балансирование минерального питания предполагает дополнительное введение в рационы железа, марганца, цинка, йода и кобальта [8, 10]. Поэтому в опытных образцах рыбных автолизатов было определено только содержание фосфора, кальция и поваренной соли (табл. 3).
Таблица 3
Содержание макроэлементов в рыбных автолизатах
Автолизат Содержание, %
фосфора кальция поваренной соли
РГ-40-О 3,8 ±0,3 5,8 ±0,4 0,8 ±0.09
РГ-40-Н 3,9 ±0,25 6,1 ±0,2 0,7 ±0,04
РГ-50-О 3,7 ±0,35 5,7 ±0,3 0,8 ±0,06
РГ-50-Н 3,7 ±0,27 6,6 ±0,23 0,7 ±0,05
Рыбная мука (контроль), не более* 5,0 ±0,2 13,0 ±0,5 5,0 ±0,2
Требования нормативной документации на кормовую муку [9].
Полученные данные показывают, что рыбные автолизаты не отличаются от кормовой муки по содержанию фосфора и кальция. Безусловно, содержание фосфора и кальция в муке зависит от состава исходного сырья. В муке, полученной из отходов при разделке рыбы, содержание кальция выше, чем при использовании одних внутренностей [1].
Содержание поваренной соли в кормовой муке также нормируется и не должно превышать
5 %, т. к. ее повышенное содержание приводит к ухудшению усвояемости продукта животными, нарушает водно-солевой баланс, животные начинают потреблять много воды и отказываются от корма [1]. Содержание поваренной соли в автолизатах составляет 0,7-0,8 %, что объясняется условиями их получения, основанными на автопротеолизе рыбного сырья, протекающего под действием собственных ферментов сырья и жидкого комплекса протеолитических ферментов.
Общеизвестно, что основные изменения липидов кормовой муки связаны с изменениями состава жирных кислот под воздействием кислорода воздуха. Продукты окисления липидов образуют с белками белково-липидные комплексы, снижающие кормовую ценность рыбной муки. При длительном воздействии повышенной температуры связь между продуктами окисления липидов и реакционными группами протеидов усиливается, что приводит к уменьшению растворимости белков, ферментативной расщепляемости и питательной ценности, изменению консистенции, цвета и запаха продукта [1, 2]. Оптимальными условиями для хранения кормовой муки считается температура воздуха 15-20 °С при его относительной влажности не выше 75 %. Продолжительность хранения рыбной муки составляет 12 месяцев [9].
Окисление жирных кислот липидов продукта при нарушении режимов хранения может приводить к появлению перекисных форм и, как следствие, - изменению их кислотного и пере-кисного чисел. К показателям качества кормовой рыбной муки также относятся показатели качества жира, которые характеризуются величиной кислотного и перекисного чисел [6].
Поэтому при разработке условий хранения рыбных автолизатов нами рассматривались изменения качественных показателей жиров автолизатов при температуре 20 ± 2,0 °С и относительной влажности воздуха 70 ± 5 % (рис., а, б). Продолжительность хранения опытных образцов составляла 12 месяцев, что коррелирует с нормативной продолжительностью хранения кормовой муки [9].
о4
л
й
0,2
0,18
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
Продолжительность хранения, мес.
□ РГ-40-О
□ РГ-40-Н
□ РГ-50-О
□ РГ-50-Н
□ РГ-40-О
□ РГ-40-Н
□ РГ-50-О
□ РГ-50-Н
Продолжительность хранения, мес.
б
Динамика показателей качества жира рыбных автолизатов при хранении: а - кислотного числа; б - перекисного числа
а
Согласно представленным данным, существенных изменений кислотного и перекисного чисел опытных образцов автолизатов не наблюдается в течение всего срока хранения. Постепенный рост кислотного числа, достигающего 20 мгКОН/г жира, наблюдается после 12 месяцев хранения (рис., а), что позволяет использовать данный продукт в течение всего периода хранения.
Перекисное число имеет наибольшее значение, достигающее 0,18 % 12, также через 12 месяцев хранения (рис., б). Следует отметить, что динамика кислотного и перекисного чисел жира опытных образцов рыбных автолизатов РГ-40-О, РГ-40-Н, РГ-50-О и РГ-50-Н практически одинакова.
Таким образом, кинетика изменения кислотного и перекисного чисел рыбных автолизатов, полученных по разработанным нами технологическим режимам, показывает, что данные белковые продукты могут быть использованы как белковые составляющие в полнорационных кормах для сельскохозяйственных животных и птиц мясного и яичного направления в течение всего периода хранения.
Заключение
Таким образом, исследования в области органолептических показателей качества полученных рыбных автолизатов, в основе технологии которых лежат процессы дезагрегации рыбного белка, показали, что автолизаты представляют собой однородную порошкообразную массу без плотных нерассыпающихся комков, имеющую приятный бежевый или темно-бежевый цвет и запах, свойственный рыбному продукту.
По содержанию белка, воды, жира и минеральных веществ, в том числе по содержанию фосфора, кальция и поваренной соли, опытные образцы рыбных автолизатов не уступают традиционно используемому кормовому компоненту - рыбной муке, что позволяет исследовать их как альтернативный источник белковой составляющей полнорационных кормов для сельскохозяйственной птицы. Рекомендуемая продолжительность хранения рыбных автолизатов составляет двенадцать месяцев при температуре не выше 20 ± 2,0 °С и относительной влажности воздуха 70 ± 5 %.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Боева Н. П., Бредихина О. В., Бочкарев А. И. Технология рыбы и рыбных продуктов. Кормовые продукты из водных биологических ресурсов: учеб. пособие. - М.: Изд-во ВНИРО, 2008. - 118 с.
2. Исаев В. А. Кормовая рыбная мука. - М.: Агропромиздат, 1985. - 189 с.
3. Костюрина К. В., Цибизова М. Е. Исследование возможности использования рыбных гидролизатов в составе полнорационных кормов повышенной биологической доступности для птицеводства // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. - 2009. - № 1 (48). - С. 32-37.
4. Костюрина К. В., Цибизова М. Е. Изучение ферментативной кинетики протеинсодержащего сырья как основополагающего биотехнологического процесса при получении новых продуктов // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. - 2007. - № 3 (38). - С. 125-129.
5. ГОСТ 7636-85. Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа. Технические условия. - Введ. 1986-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1985.
6. Ветеринарные правила и нормы по безопасности кормов, кормовых добавок и сырья для производства кормов. ВетПин 13-5-01/0101. - М.: Изд-во стандартов, 2001.
7. ГОСТ 7631-85. Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Правила приемки, органолептические методы оценки качества, методы отбора проб для лабораторных испытаний. - Введ. 1986-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1985.
8. Лемешева М. М. Кормление сельскохозяйственной птицы. - Сумы: Слобожанщина, 2003. - 152 с.
9. ГОСТ 2116-2000. Мука кормовая из рыбы, морских млекопитающих, ракообразных и беспозвоночных. Технические условия, утв. 9.01.2001. - М.: Госстандарт России, 2000. - 15 с.
10. ГОСТ 18221-99. Комбикорма полнорационные для сельскохозяйственной птицы. Технические условия, утв. 27.04.200. - М.: Госстандарт России, 2000. - 14 с.
Статья поступила в редакцию 19.02.2010
STUDY OF TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF FISH AUTOLYSATES RECEIVED FROM UNDERSIZED RAW MATERIAL TAKEN FROM VOLGO-CASPIAN BASIN
M. E. Tsibizova, K. V. Kostyurina
Fodder autolysates, which production technology is based on the process of disaggregation of fish protein, are fodder products with set functional properties, and thus, it causes their nutritive value. Organoleptic indicators of quality and chemical compound of the received autolysates are studied. It is established that test samples are not worse than a traditional fodder component, fish flour, on such parameters as the contents of protein, water, fat and mineral substances. It allows to use them as an alternative source of a protein component of common fodders for an agricultural bird. Rational duration of fish autolysates storage is established.
Key words: fish autolysate, technological properties, conditions of storage.
