CC BY
49УДК 664.959.5
М.В. Благонравова, А.В. Самохин
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: [email protected]
КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ КАЛЬМАРА
В статье рассмотрены направления использования отходов переработки кальмара в пищевой промышленности. Описываются существующие способы обработки голов, печени, гонад, ганглий, остатков желудочно-кишечного тракта кальмара в пищевых целях. Предложено использовать кожу кальмара для производства высокобелкового пищевого обогатителя. Установлено, что полученный из кожи продукт при употреблении его в количестве 100 г в сутки позволяет удовлетворить потребность организма в белке на 62%.
Ключевые слова: высокобелковый обогатитель, кальмар, отходы переработки, пищевая ценность, химический состав.
M.V. Blagonravova, A.V. Samokhin
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: [email protected]
MULTIPURPOSE USE OF SQUID PROCESSING WASTE
The ways of using squid processing waste in the food industry are presented in the article. The existing methods of processing heads, liver, gonads, ganglia and remains of squid gastrointestinal tract for food purposes are described. It was found that the product obtained from the skin, when consumed in an amount of 100 g per day, can satisfy the body's need for protein by 62%.
Key words: high-protein fortifier, squid, processing waste, nutritional value, chemical composition.
При переработке гидробионтов важнейшей задачей является их комплексное использование, не допускающее потери ценных компонентов, вовлечение в пищевое производство отходов, содержащих биологически активные вещества, максимальное сохранение нативных свойств сырья. Массовая доля отходов при переработке кальмара достигает 46-47%, из них кожа составляет 7-11%, чернильный мешок - 6-10%, хитиновая пластина - 0,2-0,3% [1]. Отличительной особенностью отходов кальмара является высокая биологическая ценность, обусловленная содержанием хорошо усвояемых белков, липидов, микроэлементов, витаминов и других нутриентов.
Проводимое исследование направлено на изучение перспектив комплексного использования отходов переработки кальмара.
Предметом исследований в данной работе является пищевой обогатитель, приготовленный из сушеных отходов (кожи) кальмара тихоокеанского Todarodes pacificus и кальмара командорского Berryteuthis magister.
Отбор образцов для определения химического состава обогатителя проводили согласно ГОСТ 31339-2006 «Рыба, нерыбные объекты и продукция из них. Правила приемки и методы отбора проб» [7] и ГОСТ 7631-85 «Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Правила приемки, органолептические методы оценки качества, методы отбора проб для лабораторных испытаний» [8].
При определении химического состава кожи кальмара и нового продукта использовали стандартные физико-химические методы. Массовую долю белка, жира, воды и минеральных веществ определяли согласно ГОСТ 7636-85 «Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа» [9].
Природные ресурсы, их современное состояние, охрана., промысловое и техническое использование
В результате проведенного обзора литературы и патентного поиска установлено, что направление переработки отходов кальмара развито слабо, малоизученно. В то же время актуальными являются исследования, направленные на устранение дефицита белка и повышение качества продуктов питания за счет применения нетрадиционных видов сырья, содержащего значительное количество ценных нутриентов. Кожа кальмара является источником полноценного белка. Надо отметить, что белки гидробионтов отличаются наиболее сбалансированным аминокислотным составом.
Кальмары - широко распространенные представители головоногих моллюсков. Существует более 250 видов кальмара. Промысловыми из них являются пять видов: кальмар обыкновенный (Лолиго) Бартрама, аргентинский, тихоокеанский, командорский и перуанский [2, 3]. Значительные запасы в бассейне Тихого океана имеют кальмар тихоокеанский Todorodes pacificus и кальмар командорский Berryteuthis magister [4-6]. Эти виды кальмара выбраны в качестве предмета исследования.
Стратегией развития промышленности, принятой правительством Российской Федерации, предусмотрено развитие пищевых технологий продуктов, обогащенных незаменимыми компонентами, а также более широкое использование вторичного сырья с целью максимального ресурсосбережения. Кальмары - это важнейший, глобальный, недооцененный, сравнительно недорогой резерв пищевого белка. Мантия и плавник используются для пищевых целей, а внутренности перерабатывают на кормовую муку и жир [7, 8]. Внутренности и другие отходы от переработки головоногих моллюсков используют для получения разнообразной продукции, в том числе кормового назначения - муки, белковых гидролизатов, сырой и мороженой продукции из гонад, ганглий, направляемых для выделения жира, ферментов.
Исследования многих авторов, в том числе Л.В. Антиповой, А.В. Подкорытовой, А.Н. Ба-штового, Т.Н. Слуцкой, О.Я. Мезеновой, направлены на развитие технологий комплексной переработки кальмара.
Введение отходов в производство пищевых продуктов позволит более рационально расходовать ценное сырье, повысить экономические показатели производства, снизить уровень экологической нагрузки рыбоперерабатывающих предприятий на окружающую среду [9-11]. Наличие в отходах от переработки кальмара большого количества белковых веществ позволяет использовать ферментативный гидролиз при производстве биологически активной добавки к пище «Моллюскам» [12]. Известен способ получения белкового гидролизата «Гидролизат кальмара пищевой» по ТУ 9283-025-02698170-7 [13, 14].
В голове кальмара присутствует значительное количество хрящевой ткани, что предопределило усилия исследователей по поиску в ней глюкозаминов, считающихся прекрасным средством от остеоартроза [15]. Существует способ производства препарата хондропротекторного действия из голов кальмара путем ферментативного гидролиза [16]. Для проведения гидролиза используют ферментные препараты ЦеллоЛюкс-F и Целловиридин-В Г-20-х. Использование в данной технологии препаратов амилолитического действия позволяет увеличить выход готового продукта. Для сушки используют инфракрасное излучение. Температура сушки составляет 65°С, что запускает химические реакции с образованием глюкозаминов, исключая образование меланоидинов, происходящее при более высоких температурах. В результате технологической обработки из голов кальмара получают коричневый порошок, обладающий приятным запахом, легко поддающийся прессованию; срок годности порошка составляет 12 месяцев [17]. Химический состав продукта представлен в табл. 1.
Таблица 1
Химический состав препарата хондропротекторного действия из голов кальмара
Содержание в продукте, %
Вода Белок Липиды Минеральные вещества Сухое вещество Аминосахара
Галактозамин Глюкозамин
13-14 54-58 8-13 10-13 86-87 3,5-4,5 3,0-4,0
Отходы от разделки кальмара (внутренности) содержат значительное количество липидов, полиненасыщенные жирные кислоты омега-3, витамины групп А, Д, Е. Жирность отходов достигает 30-50%. Активно ведутся разработки по использованию отходов кальмара для получения биологически активных добавок.
Так, существует технология производства биологически активной добавки к пище гипохоле-стеринемического и гемостимулирующего действия «Кальмаровое масло». Для производства масла от термически обработанных отходов кальмара отделяют жидкую часть и извлекают из нее липиды. Полученный продукт содержит значительное количество полиненасыщенных жирных кислот, в том числе более 30% эйкозапентаеновой и докозагексаеновой.
Разработана технология получения жира из печени кальмара, по показателям качества соответствующего пищевому жиру.
Существует технология получения лецитина из гонад кальмара. Гонады кальмара размораживают, измельчают, экстрагируют этиловым спиртом, получая концентрированный раствор липидов [18, 19].
Предложено использовать такие отходы от разделки кальмара, как нервная ткань (ганглии), хрящевая капсула при производстве биологически активных добавок «Тинростим» и «Артро-тин» [20]. Данные добавки являются дополнительным источником витамина С и полипептидов. Стоимость данной продукции значительно превосходит стоимость продукции из съедобных частей кальмара.
В рамках проводимого нами исследования с целью обоснования использования кожи кальмара в пищевых целях на данном этапе было проведено исследование пищевой ценности обогатителя на основе отходов кальмара. Для этого определяли химический состав продукта, полученного из кожи кальмара. С мороженого кальмара снимали кожу, сушили ее и измельчали. Полученный продукт имел приятный запах и привлекательный внешний вид. Высушивание кожи проводили с использованием инфракрасных лучей в контролируемых условиях. Массовую долю белка, жира, воды и минеральных веществ в готовом обогатителе определяли согласно ГОСТ 7636-85. Определение массовой доли белковых веществ проводили макрометодом Къель-даля. Массовую долю жира определяли по Сокслету. Содержание минеральных веществ определяли сжиганием в муфельной печи. Массовую долю воды рассчитывали по разности массы образца до и после высушивания. На основании полученных данных установили степень удовлетворения в основных веществах и энергии при употреблении 100 г продукта в день. Результаты исследований представлены в табл. 2. Установлено, что 100 г полученного продукта позволяет удовлетворить суточную потребность организма в белке на 62%, что позволяет отнести полученный продукт к высокобелковым.
Таблица 2
Степень удовлетворения в основных веществах и энергии при употреблении 100 г пищевого обогатителя
Наименование образца Степень удовлетворения, % от суточной нормы
в белке в липидах в углеводах в энергии
Кальмар командорский, мясо сушеное измельченное, содержание влаги 12% 67,1 2,4 5,9 12,5
Кальмар тихоокеанский, кожа сушеная измельченная, содержание влаги 12% 62,8 4,6 6,4 12,8
Кальмар командорский, кожа сушеная измельченная, содержание влаги 12% 62,2 4,4 6,7 12,9
Таким образом, в результате проведенного литературного обзора и патентного поиска установлено, что направление переработки отходов кальмара развито слабо и в целом малоизученно. Существующие на настоящий момент технологии переработки отходов кальмара зачастую отличаются высокой себестоимостью готовой продукции, что делает нерентабельным производство. Разработанная технология отличается простотой, нет необходимости в большом количестве дорогостоящего оборудования, что предположительно позволит получить готовый продукт с низкой себестоимостью. По результатам определения пищевой ценности пищевого обогатителя, полученного из кожи кальмара, установлено, что порция 100 г полученного продукта позволяет покрывать большую часть потребности организма в белке, при этом продукт содержит незначительное количество липидов, углеводов и имеет низкую калорийность. Полученные данные говорят о целесообразности разработки технологии высокобелкового пищевого обогатителя из кожи кальмара.
Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование
Литература
1. Мезенова О.Я. Биотехнология рационального использования гидробионтов. - СПб.: Лань, 2013. - 416 с.
2. Нгуен Тхи Чук Лоан. Разработка рыбных функциональных продуктов на основе мяса кальмара тихоокеанского и прудовых рыб: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Воронеж, 2012. -24 с.
3. Сафронова Т.М., Дацун В.М., Максимова С.Н. Сырье и материалы рыбной промышленности: Учебник. - СПб.: Лань, 2013. - 336 с.
4. Коллегия «Итоги деятельности Федерального агентства по рыболовству в 2018 г. и задачи на 2019 г.»: Материалы к заседанию от 23-24 апреля 2019 г. [Электронный ресурс]. - URL: http://fish.gov.ru/files/documents/otkrytoe_agentsvto/obshestvennyi_sovet/material_OS/itogi_2018_zad achi_2019.pdf/ (дата обращения: 01.09.2020).
5. Освоение рекомендуемых объёмов добычи водных биологических ресурсов на 2020 г. [Электронный ресурс]. - URL: свту.рф/organizatsiya-rybolovstva/rybolovstvo-v-tsifrakh/osvoenie rekomendo vannykh-ob-emov-dobychi-vylova-vbr-neoduemye.html (дата обращения: 04.03.2020).
6. Освоение рекомендуемых объёмов добычи водных биологических ресурсов на 2020 г. [Электронный ресурс]. - URL: свту.рф/organizatsiya-rybolovstva/rybolovstvo-v-tsifrakh/osvoenie rekomendo vannykh-ob-emov-dobychi-vylova-vbr-neoduemye.html (дата обращения: 04.03.2020).
7. Баштовой А.Н. Технология кормовых добавок на основе биомодификации отходов, полученных при разделке гидробионтов: Дис.... канд. техн. наук. - Владивосток, 2014. - 186 с.
8. Стратегия развития рыбохозяйственного комплекса Российской Федерации на период до 2030 года, утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 26 ноября 2019 г. № 2798-р. [Электронный ресурс]. - URL: https://ssl.mcx.ru/upload/iblock/10a/ 10a7fbcb5a2677a2231278 f12ef7882b.pdf / (дата обращения: 23.09.2020).
9. Управление качеством на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности: Учебник / А.Н. Австриевских, И.В. Кантере, И.В. Сурков, Е.О. Ермолаева и др. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2017. - 268 с.
10. Ефимов А.А., Ефимова М.В. Основы рационального питания: Учебное пособие. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2007. - 178 с.
11. Оттавей П.Б. Обогащение пищевых продуктов и биологически активные добавки: технология, безопасность и нормативная база. - СПб.: Профессия, 2010. - 312 с.
12. Баштовой А.Н., Слуцкая Т.Н. Исследование процессов ферментации мышечно-хрящевого комплекса тканей гидробионтов // Изв. ТИНРО. - 2011. - Т. 166. - С. 320-326.
13. Антипова Л.В., Нгуен Тхи Чук Лоан. Исследование физико-химических свойств туловища, головы и щупалец тихоокеанских кальмаров // Вестник ВГТА. - 2011. - № 3. - С. 40-43.
14. Антипова Л.В., Толпыгина И.Н. Гидробионты и продукты их переработки - новый взгляд на источник полноценного белка // Функциональные продукты: Доклады междунар. науч. конф. - М.: ВНИИМП, 2001. - С. 129-131.
15. Артюхова С.А., Богданов В.Д., Дацун В.М. и др. Технология продуктов из гидробионтов; Под ред. Т.М. Сафроновой и В.И. Шендерюка. - М.: Колос, 2001. - 496 с.
16. Подкорытова А. В., Слапогузова З.В. Головоногие моллюски и их переработка // Рыбное хозяйство. - 2007. - № 3. - С. 99-102.
17. Влияние способа получения белоксодержащего продукта на его состав и выход / Л.П. Пащенко, Л.В. Спивакова, И.М. Тареева, Л.Ю. Пащенко // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 2001. - № 1 - С. 17.
18. Каленик Т.К., Табакаева О.В. Биотехнологические способы модификации отходов переработки гидробионтов // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. - 2006. - Т. 2, № 4. - С. 33-34.
19. Матковская М.В. Разработка технологий продукции геродиетического питания с применением биологически активных компонентов вторичного рыбного сырья: Автореф. дис.. канд. техн. наук. - Калининград, 2016. - 24 с.
20. Баштовой А.Н., Слуцкая Т.Н., Якуш Е.В. Способ приготовления функционального пищевого продукта хондропротекторного действия: Пат. 2412 619 Рос. Федерация. № 2009131600/13 / Баштовой А Н., Слуцкая Т.Н., Якуш Е.В.; заявл. 20.08. 2009; опубл. 27.02.2011, Бюл. № 6. - 8 с.
