CC BY
60
2006
Известия ТИНРО
Том 145
УДК 639.3.043.2
Е.М.Третениченко (Дальрыбвтуз, г. Владивосток)
КОРМОВЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ ИЗ ОРГАНИЗМОВ ОБРАСТАНИЯ УСТАНОВОК МАРИКУЛЬТУРЫ
Исследован химический состав биомассы организмов обрастания установок марикультуры, расположенных в закрытой бухте Миноносок зал. Посьета и на открытой морской акватории зал. Китового, зал. Посьета (зал. Петра Великого, Японское море). Разработаны технологические режимы получения кормовых концентратов из организмов обрастания, исследован их состав, аминокислотный состав белков и количественное содержание минеральных компонентов.
Tretenichenko E.M. Feeding concentrates made of fouling organisms from mariculture constructions // Izv. TINRO. — 2006. — Vol. 145. — P. 348-362.
Chemical composition of fouling biomass from mariculture constructions is studied. The fouled mariculture constructions locate in the closed Minonosok Bay and in open waters of the Kitovy Bay, both belonged to Posyet Bay, the Japan Sea. Operating practices are developed to produce feeding concentrates out of fouling organisms. General composition of fouling biomass, aminoacid composition of its proteins, and quantitative content of mineral components are investigated.
Для хозяйств марикультуры характерна проблема обрастания гидробиотехнических сооружений, что вынуждает делать частые пересадки моллюсков и очистку установок марикультуры. Организмы обрастания существенно снижают урожайность культивируемых объектов, конкурируя с ними за пространство, пищу и кислород (Масленников, 1997; Звягинцев, 2005).
Собираемые при очистке установок марикультуры организмы обрастания в настоящий момент не используются, так и не находя практического применения ни в пищевых, ни в кормовых целях. Не представляя коммерческого интереса, они просто скапливаются на берегу, снижая рентабельность производства и загрязняя окружающую среду (Третениченко, 2003).
Объектами исследования в настоящей работе служили организмы обрастания, собранные с установок марикультуры приморского гребешка в бухте Миноносок зал. Посьета на промышленных плантациях ООО "Рыбодобывающая компания Посьетская" и в зал. Китовом зал. Посьета на плантациях ООО Научно-производственная компания аквакультуры "Нереида" (рис. 1).
Соотношение массы обрастателей и культивируемого объекта (приморский гребешок) составляет 0,2 ■ 0,8 : 1,0. Проведенные расчеты показали, что на одну тонну культивируемого гребешка приходится 0,2 ■ 0,9 т биомассы организмов обрастания (Третениченко, Масленников, 2006).
Учитывая большое количество хозяйств марикультуры на Дальнем Востоке, перспективы их развития, значительные объемы организмов обрастания, а
также наличие устойчивого спроса на объекты марикультуры, представилось необходимым исследовать возможность использования обрастателей для производства кормовых продуктов. С этой целью были исследованы технохимические характеристики организмов обрастания установок марикультуры, размещенных в разных типах акваторий (открытые, закрытые), а также разработаны режимы получения кормовых концентратов с регулируемыми свойствами.
Рис. 1. Карта-схема района исследований: a — бухта Миноносок (зал. Посьета); b — зал. Китовый (зал. Посьета)
Fig. 1. Map-scheme of study area: a — Minonosok Bay (Posyet Bay); b — Kitovy Bay (Posyet Bay)
Установлено, что массовый сбор организмов обрастания установок марикультуры возможен после подъема садков для сбора товарного гребешка и очистки садков от обрастателей.
Организмы обрастания характеризуются большим разнообразием видового состава, зависящего от района культивирования, гидрологического режима, особенностей конструкционных элементов гидробиотехнических сооружений и других факторов (Звягинцев, 2005).
Состав обрастателей садков для товарного выращивания гребешка в бухте Миноносок и зал. Китовом приведен на рис. 2.
Организмы обрастания из бухты Миноносок и зал. Китового различаются по видовому составу. Основную биомассу обрастания установок марикультуры, размещенных в бухте Миноносок, составляют асцидии (52 %) и двустворчатые моллюски (43 %) (рис. 2, а). В обрастании установок зал. Китового преобладают двустворчатые моллюски (41-54 %), затем гидроидные полипы (12-32 %) и актинии (9-15 %) (рис. 2, b). Установлено, что организмы обрастания во всех случаях представлены молодью гидробионтов.
Ascidiacea 52,2%
a
Amphipoda 3,5%
Echinodermata 1,0%
Рис. 2. Состав организмов обрастания садков в бухте Миноносок (a) и зал. Китовом (b)
Fig. 2. Composition of fouling organisms on lantern nets at Minonosok Bay (a) and at Kitovy Bay (b)
При определении технологической ценности организмов обрастания проводилась их органолептическая оценка, определялся общий химический состав, аминокислотный состав, макро- и микроэлементный состав и ряд других показателей.
Анализ организмов обрастания и кормовых концентратов на влажность, зольность и содержание белковых веществ (методом Кьельдаля) проводили в соответствии с ГОСТом 7636-1985. Количество липидов определяли экстракци-онно-весовым методом путем экстракции петролейным эфиром по ГОСТу 138931968, углеводов — антроновым методом (Крылова, Лясковская, 1965).
Аминокислотный состав белков образцов определяли на аминокислотном анализаторе "Alpha-Plus" LKB-4151 (Швеция) согласно инструкции к прибору. Подготовку проб проводили кислотным гидролизом 6 N соляной кислотой. Для определения содержания триптофана при подготовке пробы вместо 6 N соляной кислоты применяли 4-метансульфоновую кислоту и после гидролиза осуществляли не высушивание, а добавление 4 N водного раствора едкого натра, доводя pH среды до 2 (Bruggeman, Erberdobler, 1967; Баратова, Белянова, 1974; Козаренко и др., 1981; Остерман, 1985).
Определение макро- и микроэлементов проводили с использованием атом-но-абсорбционных спектрофотометров "Nippon Jarall Ash" модель АА-850 , в которых атомизатором служила однощелевая горелка, пламя ацетилен/воздух, корректор фона — дейтериевая лампа, и "Shimadzu" АА-6800, где атомизатором служила графитовая кювета, корректор фона — дейтериевая лампа (Прайс, 1976). В качестве стандартных образцов использовали государственные стандартные образцы растворов металлов. Предварительно высушенные при 80 оС пробы к атомно-абсорбционному определению металлов готовили по ГОСТу 26929-1994 методом кислотной минерализации с азотной кислотой.
Содержание фосфора определяли по ГОСТу 26657-1997 фотометрическим методом на спектрофотометре "Shimadzu" UV-1601 при длине волны 440 нм с применением градуировочного графика.
Органолептическая оценка биомассы организмов обрастания представлена в табл. 1, из данных которой следует, что биомасса организмов обрастания представляет собой неоднородную массу, цвет и запах (приятный, свежий, свойственный, без порочащих признаков) которой определяются ее составом.
Для определения химического состава организмов обрастания их тщательно измельчали, готовили среднюю пробу, в которой определяли содержание белковых, минеральных веществ, липидов, углеводов (табл. 2).
Органолептическая оценка биомассы организмов обрастания Organoleptic estimation of the fouling organisms biomass
Состав
Внешний вид
Цвет
Таблица 1 Table 1
Размер, мм
Bivalvia
Hiatella arctica (хиателла арктическая)
Mizuhopecten yessoensis (приморский гребешок)
Modiolus modiolus (модиолус длинно-щетинковый)
Mytilus trossulus (мидия тихоокеанская)
Pododesmus macrochisma (гигантская аномия)
Hydrozoa
Obelia longissima (обелия лонгиссима)
Раковина удлиненная, неправильной изменчивой формы с грубыми морщинистыми следами нарастания; макушки сдвинуты вперед; сзади и снизу у молоди 2 чешуйчатых ребра
Створки с тонкой ячеистой скульптурой; имеют ушки; нижняя немного крупнее верхней; верхняя равномерно покрыта 18-28 невысокими радиальными ребрами, промежутки между которыми шире самих ребер; нижняя равномерно покрыта более широкими радиальными ребрами
Раковина покрыта многочисленными щетинками, выступающими сзади; передний конец раковины не совпадает с более острой макушкой (раздвоенная); нижний край ровный или выпуклый Створки выпуклые одинаковые, треугольно-овальные; брюшной край раковины почти прямой, спинной круто изогнут, а задний конец закруглен
Раковина неправильно округлая, неравностворчатая; покрыта радиальными ребрами, которые на нижней слабее или отсутствуют; прилегающая к субстрату, повторяет все его неровности; иногда макушки выступают, что придает раковине грушевидную форму
Колонии, создающие густые заросли; тело состоит из гидроризы, ствола и боковых ветвей, отходящих от двух сторон ствола или идущих по спирали
Известково-белый
Желтый и темно-коричневый или даже почти черный
Длина 6-23
Коричнево-фиолетовый со светлыми радиальными полосами; нижняя белая или желтоватая, у макушек слегка фиолетовая
Светло-коричневый и коричневый; внутренний фиолетовый или розовый
Черный, темно-бурый, темно-фиолетовый, внутренний известковый
Грязно-белый, внутренний слой светлый, перламутровый
Высота 9-23
Длина 7-36
Длина 1-33
Высота 8-25
Высота 5-270
Окончание табл. 1 Table 1 finished
Состав
Внешний вид
Цвет
Размер, мм
Anthozoa
Cnidopus japonica (книдопус японский)
Ascidiacea
Styela clava (стиела булавовидная)
Тело в виде усеченного конуса с не клейкими бугорками и короной щупалец на вершине; в сократившемся состоянии оно похоже на блин
Тело продолговато-овальное, булавовидное с продольными, местами, утолщенными складками и округлой подошвой; суживающееся книзу, на ножке
Однотонный, пят- Длина нистый; щупальца 7-40 однотонные и с белыми пятнами
Розовато-корич- Высота невый, желто- 15-60
коричневый
Таблица 2
Химический состав биомассы организмов обрастания, %
Table 2
Chemical composition of the fouling organisms biomass, %
Район взятия проб N б х 6,25 общ Вода Минеральные вещества Липиды Углеводы
Бухта Миноносок Зал. Китовый 6,6 5,8 56,1 42,5 33,2 43,4 1,93 1,08 2,19 1,34
Как видно из данных табл. 2, содержание минеральных веществ у обраста-телей из бухты Миноносок меньше (33,2 %), чем у обрастателей из зал. Китового (43,4 %). В то же время обрастатели из бухты Миноносок содержат больше азотистых веществ (6,6 %) и углеводов (2,19 %). Различаются они и по содержанию воды: наибольшее содержание характерно для обрастателей из бухты Миноносок (56,1 %). Установленные различия можно объяснить видовым составом обрастания, зависящим от места расположения хозяйств.
Содержание липидов в биомассе обрастателей из бухты Миноносок и зал. Китового невелико и составляет соответственно 1,93 и 1,08 %. Вероятно, это также можно объяснить различием в видовом составе обрастания (в биомассе организмов обрастания бухты Миноносок преобладают асцидии, а в сообществе обрастания зал. Китового двустворчатые моллюски, значительную массу которых составляют раковины).
Для более полной характеристики организмов обрастания определяли качественный и количественный состав аминокислот и минеральных веществ (табл. 3).
Как видно из данных табл. 3, в состав белковых веществ организмов обрастания из бухты Миноносок и зал. Китового, входят как заменимые, так и незаменимые аминокислоты, общее количество которых составляет соответственно 14 и 11 %. На долю незаменимых приходится от 3 до 5 %.
Таким образом, по аминокислотному составу организмы обрастания являются источником аспарагиновой и глутаминовой аминокислот, пролина, глицина, которые выполняют роль медиаторов и имеют большое значение в биохимии клеток нервной ткани и мозга, участвуют в многочисленных реакциях синтеза сложных и биологически важных соединений, существенны в белковом обмене, хотя они и заменимые. Из аспарагиновой и глутаминовой аминокислот образуют-
ся биологически важные аминокислоты и другие вещества. Глутаминовая кислота в виде амида (глутамин) связывает в тканях аммиак, чем защищает организм от токсического действия последнего. Глицин и пролин являются типичными аминокислотами для белков соединительной ткани. Глицин принимает участие в процессе усвоения липидов и выводит из организма токсичную бензойную кислоту (Кизеветтер, 1973; Гурин, Ажгихин, 1981; Толоконников, 1985; Нечаев и др., 2001).
Таблица 3
Аминокислотный состав организмов обрастания, % сухой навески
Table 3
Aminoacid composition of the fouling organisms, % in dry weight
Аминокислота Бухта Миноносок Зал. Китовый
Заменимые 9,71 6,76
Аспарагиновая 1,51 1,00
Серин 0,88 0,56
Глутаминовая 1,65 1,22
Пролин 1,35 1,03
Аланин 0,71 0,49
Тирозин 0,70 0,36
Аргинин 0,84 0,78
Глицин 1,42 0,85
Цистин 0,15 0,07
Триптофан 0,50 0,40
Незаменимые 4,55 3,79
Треонин 0,69 0,54
Валин 0,80 0,59
Метионин 0,04 0,01
Изолейцин 0,56 0,50
Лейцин 0,79 0,67
Фенилаланин 0,56 0,53
Лизин 0,76 0,70
Гистидин 0,35 0,25
Всего 14,26 10,55
Минеральные вещества организмов обрастания (табл. 4) включают преимущественно кальций. В их составе превалируют биологически необходимые, важные для жизнедеятельности живых организмов макро- и микроэлементы (натрий, магний, фосфор, калий, железо, марганец, цинк) и имеющий выраженную биологическую активность стронций (Гурин, Ажгихин, 1981).
Содержание фосфора в организмах обрастания зал. Китового в 2 раза превышает аналогичный показатель у обрастателей из бухты Миноносок. Содержание железа в биомассе обрастания зал. Китового по сравнению с образцами из бухты Миноносок больше в 4 раза, марганца — в 3 раза, а магния меньше в 2 раза.
Наличие вышеперечисленных макро- и микроэлементов обусловливается селективной способностью организмов накапливать их в своих тканях из морской воды. Уровень накопления в гидробионтах зависит как от солевого состава морской воды, так и от рода тканей, их вида и особенностей процессов обмена веществ у этих организмов (Кизеветтер, 1973; Гурин, Ажгихин, 1981; Толоконников, 1985; Нечаев и др., 2001).
Кадмий, токсичный элемент для живого организма, содержится в организмах обрастания в незначительном количестве (0,0001) и не превышает допустимых норм. Свинец, сурьма в обрастателях не обнаружены. Отсутствие тяжелых металлов, токсичных элементов, пестицидов, радионуклидов объясняется соответствием среды обитания (морской воды) требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.
Таблица 4
Макро- и микроэлементный состав организмов обрастания, %
Table 4
Macro- and microelement composition of the fouling organism, %
Элемент Бухта Миноносок Зал. Китовый
Макроэлементы
Na
Mg
P
K
Ca
Fe
Sr
0,3650 0,2650 0,1650 0,1402 > 3,5000 0,0250 0,1050
0,3000 0,1750 0,2450 0,2000 > 3,5000 0,1000 0,0850
Микроэлементы
Al
Mn
Co
Ni
Cu
Zn
0,0002 0,0017 0,0002 0,0007 0,0008 0,0033
0,0004 0,0049
0,0008 0,0047
Токсичные элементы
Pb Sb Cd
Не обнаружено То же 0,0001
Не обнаружено То же 0,0001
Содержание целого ряда биогенных макро- и микроэлементов, также играющих важную роль в активации антирадикальной защиты организма (железо, цинк, медь, марганец) (Новикова, 2002), делает организмы обрастания ценным сырьем для получения кормовых продуктов.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод о ценности сырья, возможности и целесообразности его использования для производства кормовых добавок в рацион животных и птиц.
Особенностью организмов обрастания является повышенное содержание минеральных веществ, что определило подход к разработке технологии их обработки — регулированию качественного состава продукции за счет изменения параметров деминерализации.
Деминерализация позволяет частично или полностью перевести белок в легкоусвояемые живым организмом пептиды и аминокислоты (Новикова, 2003). При кислотной деминерализации происходит частичный гидролиз белка, т.е. каталитическая реакция, связанная с образованием протонизированных форм аминокислот, обладающих более высокой реакционной способностью. Такая про-тонизированная форма белка значительно легче гидролизуется водой (Кнорре,
Для деминерализации чаще всего применяют соляную кислоту; другие минеральные и органические кислоты (серная, угольная, уксусная, бромистоводород-ная, фосфорная, муравьиная) характеризуются более низкой скоростью гидролиза белков (Grinberg, Burk, 1927; Кизеветтер, Ярочкин, 1973; Ярочкин, 1975; Ярочкин и др., 1976; Jaswal, 1989; Зимина и др., 1999).
Как образец была взята технология производства кормового концентрата из леды (Дацун, 1995; Дацун, Кочнева, 2002), где повышение доли белковых веществ в продукте достигается снижением количества минеральных веществ в сырье путем его деминерализации.
Для сокращения продолжительности деминерализации сырье предварительно измельчали (рис. 3).
Собранные организмы обрастания после стекания и измельчения загружали в емкость из некорродирующего материала и обрабатывали в течение 24 ч при
1962).
температуре окружающей среды 20 ± 5 °С раствором соляной кислоты, концентрация которой изменялась от 2 до 10 %, при соотношении сырья и реагента от 1: 1 до 1: 3 и периодическом перемешивании. Время гидролиза — 24 ч — обусловлено известными данными литературы, согласно которым именно при этом условии наблюдается максимальный выход аминокислот (Jaswal, 1989).
Сырье
I
Отекание
I
Измельчение Деминерализация
I 4
Плотная часть Гидролизат
; 4
Мойка Преципитирование -
I I
Отекание Отделение преципитата
+ 4
Сушка Сушка Сточные воды
4 4 ;
Измельчение Упаковывание Очистка
4 4 4
Упаковывание Хранение Сброс
4
Хранение
Рис. 3. Технологическая схема производства кормового концентрата
Fig. 3. Technological scheme of a feeding concéntrate production
При деминерализации соляной кислотой в течение 24 ч выход аминокислот (аспарагиновой, глутаминовой, пролина, глицина, аланина, гистидина, аргинина) достигает наибольшего значения к исходному содержанию каждой аминокислоты в белке (Moore, Stein, 1963; Ярочкин, 1975). Выбор температуры 20 ± 5 °C объясняется достаточной степенью гидролиза при данных температурных условиях и отсутствием разрушительного действия на аминокислоты (Turgeon et al., 1991; Silvestre, 1997).
В результате обработки сырья получались две фракции — деминерализованные обрастатели (плотная часть) и солянокислый гидролизат (жидкая часть).
Плотную часть отделяли от солянокислого гидролизата, затем промывали водой до нейтральной реакции промывных вод. Излишки воды удаляли стекани-ем в течение 15 мин, плотную часть высушивали при температуре 90-100 °C до содержания воды не более 9 %, затем массу измельчали до порошка.
На скорость и характер деминерализации оказывают влияние несколько факторов: температура, продолжительность деминерализации, концентрация кислоты.
Выход продукта из обрастателей бухты Миноносок и зал. Китового составил 21-44 % массы сырья, поступившего на обработку (табл. 5).
Как видно из данных табл. 5, при обработке обрастателей бухты Миноносок и зал. Китового соляной кислотой концентрацией 2 % при соотношении сырья и кислоты 1: 1 выход продукта наибольший. По мере увеличения концентрации кислоты и ее количества в процессе обработки выход готового продукта снижается. Наименьший выход отмечается при использовании 10 %-ной соляной кислоты при соотношении сырья и кислоты 1: 3.
Химический состав полученных продуктов приведен в табл. 6.
Таблица 5
Влияние режимов обработки организмов обрастания на выход продукта
Table 5
Influence of the fouling organisms processing conditions on the outcoming product
Масса полуфабриката, %, после деминера- промывки до лизации нейтральной реакции
aba b
Номер образца
Соотношение сырье: соляная кислота
Концентрация соляной кислоты, %
Выход
продукта, %
1 2,0 85,7 85,7 59,6 57,9 40,2 44,4
2 4,0 68,5 68,7 50,7 53,1 36,6 43,2
3 1: 1 6,0 58,8 59,0 47,7 51,5 32,9 41,8
4 8,0 57,3 57,5 37,7 50,5 28,8 41,5
5 10,0 53,6 53,8 36,5 41,5 28,3 31,5
6 2,0 73,6 73,8 51,8 55,8 38,5 42,7
7 4,0 60,9 61,1 45,1 50,5 33,6 41,6
8 1: 2 6,0 54,2 54,4 37,8 49,5 27,8 40,3
9 8,0 49,7 49,9 31,2 48,3 21,5 38,1
10 10,0 49,2 49,4 29,6 35,9 21,2 30,4
11 2,0 67,7 67,9 48,0 49,0 35,7 41,3
12 4,0 58,1 58,3 38,6 46,2 28,2 35,0
13 1: 3 6,0 48,7 48,9 30,5 41,6 21,7 32,4
14 8,0 48,2 48,4 28,1 38,2 20,6 32,2
15 10,0 47,3 47,5 27,9 25,0 20,5 20,6
Примечание. a зал. Китового.
полуфабрикат из обрастателей бухты Миноносок и b
Таблица 6
Химический состав кормовых концентратов из организмов обрастания
Table 6
Chemical composition of the feeding concentrate made from fouling organisms
Номер Соотно- Концен- Содержание, % сухого вещества
об- шение трация N6 х общ Мине-
разца сырье: кислоты, 6,25 ральные Углеводы Липиды К I
кислота % вещества
a b a b a b a b a b
1 2,0 14,1 10,4 56,2 72,2 1,62 0,94 2,9 0,33 566,8 461,8
2 4,0 15,7 13,1 53,6 69,1 1,99 1,10 2,7 0,08 574,6 565,9
3 1: 1 6,0 17,0 17,2 50,9 65,3 2,18 1,16 2,5 0,07 559,3 719,0
4 8,0 18,7 20,3 43,1 61,2 2,48 1,31 2,4 0,04 538,6 842,5
5 10,0 20,2 23,1 41,5 58,2 2,68 1,40 2,1 0,03 571,7 727,7
6 2,0 16,2 13,7 53,0 68,7 2,08 1,23 2,6 0,22 623,7 585,0
7 4,0 21,4 17,5 49,3 62,5 2,25 1,62 2,4 0,05 719,0 728,0
8 1: 2 6,0 25,3 21,7 41,5 55,8 2,67 1,83 2,2 0,04 703,3 874,5
9 8,0 34,1 26,3 15,9 49,9 2,94 2,02 2,2 0,03 733,2 1002,0
10 10,0 43,0 29,1 15,2 44,6 3,23 2,16 2,1 0,01 911,6 884,6
11 2,0 17,2 18,4 48,6 60,3 2,48 1,59 1,8 0,11 614,0 759,9
12 4,0 26,9 24,7 41,2 53,4 3,18 2,03 1,5 0,03 758,6 864,5
13 1: 3 6,0 37,2 30,6 16,0 47,2 3,44 2,07 1,5 0,02 807,2 991,4
14 8,0 46,2 34,9 15,3 41,1 3,80 2,34 1,3 0,01 951,7 1123,8
15 10,0 51,0 40,0 11,5 33,3 4,33 2,65 1,1 0,01 1045,5 824,0
Примечание. а — бухта Миноносок, Ь — зал. Китовый, Кр — условный коэффициент.
Наибольшим содержанием азотистых веществ отличались образцы, обработанные 10 %-ной соляной кислотой при соотношении сырья и реагента 1: 3, для них характерно наименьшее количество минеральных веществ.
356
Благодаря малому содержанию липидов в концентратах из обрастателей бухты Миноносок (0,01-0,33 %) и зал. Китового (1,1-2,9 %) обеспечивается лучшее сохранение незаменимых аминокислот (Исаев, 1985).
Для установления рациональных режимов получения минерального, белко-во-минерального и белкового продукта мы вводим условный коэффициент, который рассчитали по формуле:
Кр = выход концентрата (%) х содержание белка в концентрате (%). Это дает возможность объективно оценить технологический процесс с учетом двух факторов и сравнить полученные данные между собой.
Наибольшая величина К концентрата из обрастателей бухты Миноносок (1045,5) и зал. Китового (1123,8) определила рациональный режим для получения белкового кормового концентрата при использовании соляной кислоты 810 %-ной концентрации и соотношении сырья и кислоты 1: 3.
Предпочтительно применять для получения белково-минерального концентрата из обрастателей бухты Миноносок (Кр = 911,6) и зал. Китового (Кр = 1002,0) деминерализацию 8-10 %-ной соляной кислотой при соотношении сырья и кислоты 1: 2.
Для получения минерального кормового концентрата из обрастателей бухты Миноносок (Кр = 574,6) и зал. Китового (К = 719,0) рационален следующий режим: концентрация соляной кислоты 4-6 % и соотношение сырье: кислота 1: 1.
Минеральные, белково-минеральные и белковые концентраты, полученные из обрастателей бухты Миноносок и зал. Китового характеризуются разными аминокислотным и минеральным составами (табл. 7).
Таблица 7
Аминокислотный состав кормовых концентратов из организмов обрастания, %
Table 7
Aminoacid composition of the feeding concentrate made from fouling organisms, %
Кормовой концентрат Аминокислота Минеральный Белково-минеральный Белковый
a b a b a b
Заменимые 10,74 11,92 31,21 17,61 36,34 23,26
Аспарагиновая 1,69 1,63 5,08 2,30 5,49 3,44
Серин 0,83 1,12 2,44 1,65 2,75 2,18
Глутаминовая 1,80 1,96 5,31 2,70 5,57 3,86
Пролин 1,32 1,75 4,36 2,24 4,50 3,12
Аланин 0,74 0,81 2,20 1,42 2,76 1,70
Тирозин 0,83 0,54 2,21 0,78 2,74 1,27
Аргинин 1,00 0,95 3,23 1,77 4,36 2,33
Глицин 1,69 1,96 4,56 3,18 6,15 3,65
Цистин 0,11 0,20 0,90 0,37 1,02 0,38
Триптофан 0,73 1,00 0,92 1,20 1,00 1,33
Незаменимые 4,88 4,98 14,78 8,53 16,25 11,52
Треонин 0,71 0,62 2,13 0,95 2,18 1,48
Валин 0,82 0,95 2,33 1,60 2,54 2,07
Метионин 0,09 0,16 0,61 - 0,72 -
Изолейцин 0,59 0,57 1,75 1,01 1,99 1,33
Лейцин 0,80 0,81 2,34 1,53 2,84 2,07
Фенилаланин 0,57 0,62 1,68 1,07 1,94 1,36
Лизин 0,92 0,76 3,00 1,36 3,01 2,04
Гистидин 0,38 0,49 0,94 1,01 1,03 1,17
Всего 15,62 16,90 45,99 26,14 52,59 34,78
Примечание. a — бухта Миноносок, b — зал. Китовый.
Как следует из полученных данных, аминокислотный состав продуктов зависит от режимов обработки: концентрации соляной кислоты и соотношения
сырье: кислота. В образцах кормовых концентратов из обрастателей бухты Миноносок и зал. Китового общее количество аминокислот колеблется и составляет соответственно 16-53 и 17-35 %. Наибольшее количество аминокислот характерно для концентратов из обрастателей бухты Миноносок и зал. Китового, полученных при концентрации кислоты 10 % и соотношении сырье: кислота 1: 3.
Среди аминокислот присутствуют незаменимые: треонин, валин, метионин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, лизин, гистидин, — сумма которых в среднем составляет 9-16 % общего их количества для концентрата из обрастателей бухты Миноносок и 5-11 % — для концентрата из обрастателей зал. Китового.
При сравнении белкового и минерального концентратов установлено, что содержание лизина в первом больше в 2-3 раза, что показывает ценность именно белковой составляющей в этом образце концентрата. Известно, что лизин имеет большое значение для животных организмов, так как входит в состав всех белков (Кизеветтер, 1973); большая его часть относится к их водорастворимой фракции, имеющей высокую переваримость (Нормы ..., 1991). Содержание лизина контролируется в суточном рационе животных (Толоконни-ков, 1985; Нормы ..., 1991); по его изменениям, связанным с затруднениями его отщепления под действием пищеварительных ферментов (Исаев, 1985; Артю-хов и др., 2001), судят об общих изменениях белка (Geisler, Contreras, 1967; Исаев, 1985).
Отмечено достаточно высокое содержание аспарагиновой, глутаминовой аминокислот, пролина, глицина в концентратах из обрастателей как из бухты Миноносок, так и из зал. Китового. Это характерные аминокислоты для тканей двустворчатых моллюсков (Кудряшов, Гончаренко, 1999; Давидович, Пивненко, 2001), которые являются важнейшими стимуляторами роста цыплят-бройлеров (Сравнительная физиология ..., 1977; Агеев и др., 1982; Мухин, Новиков, 2002).
В концентратах из обрастателей бухты Миноносок и зал. Китового преобладают одни и те же аминокислоты: аргинин, лизин, серин, тирозин, валин, лейцин. Присутствуют незаменимые аминокислоты, имеющие в ароматическом кольце одну или несколько гидроксильных групп: триптофан, фенилаланин и тирозин, которые играют заметную роль в антиоксидантной защите клеток (Давидович, Пивненко, 2001).
Стоит отметить, что необходимость аминокислоты определяется с учетом биохимических особенностей белкового обмена каждого вида животного и его возраста. Так, для цыплят необходимой аминокислотой является глицин, а для взрослой домашней птицы вместо глицина необходим аргинин. Лизин и триптофан особенно необходимы для растущих животных, в то время как взрослые особи менее чувствительны к недостатку этих аминокислот (Кизеветтер, 1973; Толоконников, 1985).
Разнообразный аминокислотный состав белков делает кормовые концентраты высокоэффективным компонентом сбалансированного рациона, поскольку включение в рацион одновременно незаменимых и заменимых аминокислот в определенной степени освобождает организм от необходимости пополнять недостаток незаменимых кислот путем их синтеза из заменимых.
Макро- и микроэлементный состав образцов кормовых концентратов из обрастателей приведен в табл. 8, из данных которой видно, что количественный состав макро- и микроэлементов в образцах кормовых продуктов аналогичен исходному сырью и содержит практически все необходимые для жизнедеятельности живых организмов макро- и микроэлементы.
Содержание некоторых элементов, например кальция, железа, меди, марганца, значительно ниже в кормовом концентрате из обрастателей бухты Миноносок. В кормовом концентрате из обрастателей зал. Китового значительно ниже содержание таких элементов, как кальций, стронций, натрий, магний.
Таблица 8
Макро- и микроэлементный состав концентратов из организмов обрастания, %
Table 8
Macro- and microelement composition of the feeding concentrate made from fouling organisms, %
Кормовой концентрат Элемент Минеральный Белково-минеральный Белковый
a b a b a b
Макроэлементы
Na 0,2028 0,2567 0,0486 0,2500 0,0278 0,2222
Mg 0,0850 0,2216 0,0333 0,2162 0,0333 0,1944
P 0,1720 0,1100 0,0780 0,0650 0,0750 0,0620
K 0,1388 0,0849 0,0849 0,0577 0,0694 0,0555
Ca 3,5000 3,5000 2,5000 2,8000 2,4722 2,5000
Sr 0,0850 0,1500 0,0050 0,1351 Не обн. 0,1296
Микроэлементы
Al 0,0002 0,0003 0,0001 0,0002 0,0001 0,0002
Mn 0,0019 0,0013 0,0010 0,0010 0,0009 0,0002
Fe 0,0260 0,0135 0,0833 0,0052 0,0305 0,0005
Co Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. 0,0001 Не обн.
Ni " 0,0004
Cu 0,0010 0,0007 0,0005 0,0002 0,0005 0,0001
Zn 0,0130 0,0024 0,0028 0,0015 0,0028 0,0001
Токсичные элементы
Pb Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.
БЬ " " " " " "
_са_"_"_"_"_"__
Примечание. а — бухта Миноносок, Ь — зал. Китовый.
Количественные показатели элементов в кормовых концентратах из бухты Миноносок (1) и зал. Китового (2) уменьшаются в следующем порядке:
1) Ca>Na>P>K>Mg>Sr>Fe>Zn>Mn>Cu>Al>№>Co;
2) Ca>Na>Mg>Sr>P>K>Fe>Zn>Mn>Cu>Al>Ni>Co.
Кальций является превалирующим элементом и в кормовых концентратах.
Все образцы кормовых концентратов характеризуются высоким содержанием эссенциальных (Спиричев, 2000; Хасина и др., 2001) макро- (натрий, магний, фосфор, калий) и микроэлементов (железо, цинк, медь), а также, вероятно, необходимого стронция (Нечаев и др., 2001).
Преобладание фосфора и кальция (незаменимые элементы) позволяет представить кормовые продукты из организмов обрастания как источники минеральных соединений, необходимых организму для роста костной ткани и скорлупы, а также компонентов мягких тканей; иными словами, они обеспечивают гомеостаз (постоянство внутренней среды), обмен энергии и влияют на выработку гормонов, ферментов и других биологически активных веществ (Кизеветтер, 1973; Толо-конников, 1985).
Присутствие натрия и калия необходимо для формирования плазмы крови и межтканевой жидкости, а также создания и регулирования осмотического давления (Кизеветтер, 1973).
Магний, калий, железо входят в состав некоторых белков и ряда биологически активных веществ, являются обязательными компонентами костной ткани и играют большую роль в реакции гидролиза АТФ (Кизеветтер, 1973; Нечаев и др., 2001).
Марганец влияет на активность многих гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов. Заметную роль марганец играет в белковом, углеводном, липидном и минеральном обменах животных. Он, подобно холину, повышает интенсивность утилизации жиров в организме, противодействует чрез-
мерному жироотделению в печени, улучшает использование глюкозы, усиливает синтез гликогена (Исаев, 1985).
Микроэлементы цинк, медь, кобальт и марганец оказывают благотворное влияние на рост, развитие и воспроизводство организма, на процессы кроветворения, участвуют в окислительно-восстановительных процессах, в формировании специализированных тканей. Цинк играет решающую роль в нуклеопротеидном обмене, участвует в липидном, белковом и углеводном обменах, входит в состав ферментов и гормонов (инсулин), активизирует половые гормоны и аденокорти-котропный гормон гипофиза (Кизеветтер, 1973; Лобарева и др., 1995; Нечаев и др., 2001).
Свинец, сурьма, кадмий (токсичные элементы) (Горбачев, Горбачева, 2002; Тутельян и др., 2002) в кормовых концентратах не обнаружены.
Исходя из состава концентратов по содержанию основных компонентов можно предполагать, что они обладают теми же свойствами, что и Мидиум (Пат. РФ 2097982) — побочный продукт получения мидийного гидролизата Миги-К ЛП (ТУ 15-16-28-99) — и белково-минеральный концентрат из леды (Дацун, 1995; Дацун, Кочнева, 2002).
Судя по химическому составу концентратов из организмов обрастания (см. табл. 6-8) и учитывая результаты опытов по применению Мидиума, а также белково-минерального концентрата из леды, можно с определенностью сказать, что концентраты из организмов обрастания могут служить биологически активными кормовыми добавками в рацион пушных зверей, кур-несушек и радужной форели (Дацун, Кочнева, 2002; Квартникова, Беседина, 2002; Новикова, 2003).
Таким образом, проведенные исследования позволили определить рациональные режимы деминерализации организмов обрастания для получения минерального, белково-минерального, белкового концентратов.
Полученные результаты дали возможность подтвердить перспективность организмов обрастания для получения кормовых продуктов (концентратов) с заданными свойствами и рекомендовать использовать концентраты в качестве высокоэффективной кормовой добавки в рацион животным и птицам.
Разработанная технология проста и доступна, не требует сложного и дорогостоящего оборудования и позволяет получать продукты регулируемого состава в зависимости от потребностей потребителей: минеральные, белково-минеральные и белковые концентраты.
Литература
Агеев В.Н., Квиткин П.Н., Паньков О.Д., Синцерова О.Д. Кормление сельскохозяйственной птицы. — М.: Россельхозиздат, 1982.
Артюхов С.А., Богданов В.Д., Дацун В.М. и др. Технология продуктов из гидробионтов. — М.: Колос, 2001. — 496 с.
Баратова Л.А., Белянова Л.П. Определение аминокислотного состава белков // Мат-лы метод. семин. нефакультетской лаборатории биоорганической химии МГУ им. Ломоносова. — М.: Изд-во МГУ, 1974. — С. 25-27.
Горбачев В.В., Горбачева В.Н. Витамины, микро- и макроэлементы. Справочник. — Минск: Книжный Дом, 2002. — 543 с.
ГОСТ 13893-1968. Рыба, морские млекопитающие, беспозвоночные, водоросли и продукты их переработки. Методы определения содержания жира. — М.: Изд-во стандартов, 1968. — 121 с.
ГОСТ 26657-1997. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. — М.: Изд-во стандартов, 1997. — 16 с.
ГОСТ 26929-1994. Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов. — М.: Изд-во стандартов, 1994. — 10 с.
ГОСТ 7636-1985. Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа. — М.: Изд-во стандартов, 1985. — 141 с.
Гурин И.С., Ажгихин И.С. Биологически активные вещества гидробионтов — источник новых лекарств и препаратов. — М.: Наука, 1981. — 136 с.
Давидович В.В., Пивненко Т.Н. Аминокислоты двустворчатых моллюсков: биологическая роль и применение в качестве БАД // Изв. ТИНРО. — 2001. — Т. 129. — С. 146-153.
Дацун В.М. Вторичные ресурсы рыбной промышленности (использование высокоминерализованных отходов). — М.: Колос, 1995. — 96 с.
Дацун В.М., Кочнева М.В. Leda pernula — характеристика, промысел, переработка // Мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. "Прибрежное рыболовство — XXI век": Тр. СахНИРО. — 2002. — Т. 3, ч. 1, 2. — С. 273-291.
Звягинцев А.Ю. Морское обрастание в северо-западной части Тихого океана. — Владивосток: Дальнаука, 2005. — 432 с.
Зимина Л.С., Константинова Н.Ю., Подкорытова А.В. Получение пищевых и кормовых гидролизатов из бурых водорослей // Изв. ТИНРО. — 1999. — Т. 125. — С. 300-306.
Исаев В.А. Кормовая рыбная мука. — М.: Агропромиздат, 1985. — 189 с.
Квартникова Е.Г., Беседина Т.В. Препараты из гидробионтов — эффективная кормовая добавка в рацион пушных зверей // Мат-лы 1-й междунар. науч.-практ. конф. "Морские прибрежные экосистемы: водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки". — М.: ВНИРО, 2002. — С. 199-201.
Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения. — М.: Пищ. пром-сть, 1973. — 424 с.
Кизеветтер И.В., Ярочкин А.П. Изучение кислотного гидролиза белков мяса кашалота // Исслед. по технол. рыб. продуктов. — Владивосток: ТИНРО, 1973. — Вып. 4. — С. 14-16.
Кнорре Э. Курс химической кинетики. — М.: Высш. шк., 1962. — 112 с.
Козаренко Т.Д., Зуев С.Н., Муляр Н.Р. Ионообменная хроматография аминокислот. — Новосибирск: Наука, 1981. — 159 с.
Крылова Н.Н., Лясковская Ю.Н. Физико-химические методы исследования продуктов животного происхождения. — М.: Пищ. пром-сть, 1965. — С. 34-38.
Кудряшов Ю.Б., Гончаренко Е.Н. Современные проблемы противолучевой химической защиты организмов // Радиационная биология. Радиоэкология. — 1999. — Т. 39, № 2-3. — С. 197-211.
Лобарева Л.С., Денисов Л.Н., Якушева Е.О. Витамины антиоксидантного действия и ревматические заболевания // Вопр. питания. — 1995. — № 4. — С. 24-29.
Масленников С.И. Обрастание установок марикультуры приморского гребешка в заливе Петра Великого (Японское море): Дис. ... канд. техн. наук. — Владивосток, 1997. — 178 с.
Мухин В.А., Новиков В.Ю. Кормовые белковые продукты из отходов переработки исландского гребешка Chlamys islandica // Мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. "Прибрежное рыболовство — XXI век": Тр. СахНИРО. — 2002. — Т. 3, ч. 1, 2. — С. 245-254.
Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Пищевая химия. — СПб.: ГИОРД, 2001. — 592 с.
Новикова М.В. Гидробионты и отходы их разделки как перспективное сырье для получения биологически активных добавок // Мат-лы 1-й междунар. науч.-практ. конф. "Морские прибрежные экосистемы: водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки". — М.: ВНИРО, 2002. — С. 161-164.
Новикова М.В. Разработка технологии получения биологически активных добавок из гидробионтов и отходов их разделки: Дис. ... д-ра техн. наук. — М., 2003. — 380 с.
Нормы, рационы, корма и кормление сельскохозяйственных животных в зоне Дальнего Востока / Под ред. В.И.Курдюкова. — Хабаровск, 1991. — 293 с.
Остерман Л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот. — М.: Наука, 1985.
Пат. РФ 2097982. Кормовая добавка / Т.В.Беседина, М.В.Новикова, Н.И.Рехина. Заявлено 14.02.1996; Опубл. 10.12.1997.
Прайс В. Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия. — М.: Мир, 1976. — 355 с.
СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. — М.: ФГУП "Интер СЭН", 2002. — 168 с.
Спиричев В.Б. Научные принципы обогащения пищевых продуктов микронутри-ентами // Ваше питание. — 2000. — № 4. — С. 13-19.
Сравнительная физиология животных. В 3 томах / Под ред. Л.Проссера. — М.: Мир, 1977. — Т. 1.
Толоконников Ю.А. Кормовые гидробионты. — М.: Агропромиздат, 1985. — 207 с.
Третениченко Е.М. Использование организмов биообрастания в качестве сырья для перерабатывающей промышленности // Тез. докл. 6-й регион. конф. по актуальным проблемам экологии, морской биологии и биотехнологии студентов, аспирантов, молодых преподавателей и сотрудников вузов и научных организаций Дальнего Востока России. — Владивосток: ДВГУ, 2003. — С. 106-107.
Третениченко Е.М., Масленников С.И. Обрастание садков марикультуры гребешка в заливе Китовый, залив Посьета, Японское море // Электрон. журн. "Исследовано в России". — 2006. — Т. 9. — С. 236-245: http:/zhumaLape.relam.ru/artides/ 2006/024.pdf
ТУ 15-16-28-99. Гидролизат из мидий пищевой для лечебно-профилактического применения (МИГИ-К ЛП). Технические условия.
Тутельян В.А., Спиричев В.Б., Суханов Б.П., Кудашева В.А. Микронутри-енты в питании здорового и больного человека (справочное руководство по витаминам и минеральным веществам). — М.: Колос, 2002. — 424 с.
Хасина М.А., Артюкова О.А., Беляев А.Ф., Хасина М.Ю. Витамины и минеральные вещества в жизни человека. — Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2001. — 120 с.
Ярочкин А.П. Получение пищевого белкового гидролизата из мяса кашалота: Дис. ... канд. техн. наук. — Владивосток, 1975. — 88 с.
Ярочкин А.П., Кизеветтер И.В., Дуденок Т.В. Содержание пептидов в пищевом белковом гидролизате из мяса кашалота // Изв. ТИНРО. — 1976. — Т. 99. — С. 98-101.
Bruggeman I., Erberdobler H. Analyzen den Aminosauren in Futter // Z. Tierp-fysiol. Tierernahr, Futtermittelk. — 1967. — Vol. 22, № 3. — P. 173-181.
Geisler H., Contreras E. The nature of heat dawage in anchovy meals by fat oxidation // Fish news Internet. — 1967. — Vol. 6, № 9. — P. 38-40.
Grinberg D.M., Burk N.F. The rate of hydrolysis of solutions of proteins in acids meashured by the formation of amine nitrogen // American Chem. Soc. — 1927. — Vol. 49. — P. 32-45.
Jaswal A.S. Methodology investigation for the production of amino acid hydrolysate from shrimp waste // Can. Inst. Food Sci. And Technol Journ. — 1989. — Vol. 22, № 5. — P. 460-465.
Moore S., Stein W. Chromatographic determination of amino acids by the use of automatic recording equipment // Methods in Enzymology. — 1963. — Vol. 6. — P. 819.
Silvestre M.P. Review of methods for the analysis of protein hydrolysates // J. Food Chem. — 1997. — Vol. 60, № 2. — P. 263-271.
Turgeon S.L., Bard C., Gauthier S.T. Comparaison de trios methods pour la mesure du degree d'hydrolyse de proteins laitieres modifies enzymatiqyement // Canadian Institute of Food Science and Technol. J. — 1991. — № 24. — P. 14-18.
Поступила в редакцию 17.03.06 г.
