CC BY
36
ПРОИЗВОДСТВО ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
УДК 664 DOI 10.24412/2311-6447-2021-1-08-15
Сравнительный анализ пищевой и биологической ценности мяса тилапий, выращенных в условиях аквакультуры
России и Китая
Comparative analysis of the nutritional and biological value of tilapia meat grown in the conditions of aquaculture
in Russia and China
Профессор О.П. Дворянинова, доцент А.В. Соколов, экстерн С.С. Ряднов, (Воронежский государственный университет инженерных технологий) кафедра управления качеством и технологии водных биоресурсов, тел. 8(473)253-26-30 E-mail: so к о 19 9 З^/у а п dex.ru
ст. научный сотрудник В.В. Аисовон (Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции - филиал Северо-Кавказского федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия) тел. 8(861)252-18-41 E-mail: kisp@kubannet.ru
Professor O.P. Dvoryaninova, Associate Professor A.V. Sokolov, External Student S.S. Ryadnov,
(Voronezh State University of Engineering Technologies) Department of Quality Management and Technology of Aquatic Bioresources, tel. 8 (473) 253-26-30 E-mail: so ko1993V/ yandex.ru
Senior researcher V.V. Lisovoy (Krasnodar Research Institute for the Storage and Processing of Agricultural Products -a branch of the North Caucasus Federal Scientific Center for Horticulture, Viticulture, Winemaking) tel. 8 (861) 252-18-41 E-mail: kisp@kubannet.ru
Реферат. Одним из лидеров по поставке рыбы и морепродуктов в Россию является Китай. Яркий пример - рыба тилапия. Эту относительно недорогую рыбу в связи с небольшим количеством ее выращивания в РФ практически полностью импортирует Китай. В настоящее время на продовольственном рынке страны ассортимент рыбопродуктов из тилапии, поставляемой из Китая, ограничен. Он представлен такими продуктами, как целая замороженная рыба и мороженое филе, что, в свою очередь, открывает перспективы производства тилапии, выращенной в условиях аквакультуры России. В связи с этим актуальным является оценка биотехнологического потенциала мяса тилапии, выращенной в условиях аквакультуры России. Проведенные исследования показали, что мясо тилапии, выращенной в условиях 1ГГЦ «Аквабиоресурс», имеет ряд преимуществ (содержание белка, незаменимых аминокислот и биологическая ценность (82 %), по сравнению с мясом тилапии, выращенной в условиях аквакультуры Китая. Следовательно, целесообразнее использовать мясо тилапии местного происхождения в составе разнообразных пищевых продуктов с целью регулирования их функциональных свойств, т.е. повышения или изменения свойств белка для обеспечения стабильности технологического процесса и качества получаемых продуктов, а также для расширения ассортимента получаемых продуктов.
Summary. One of the leaders in the supply offish and seafood to Russia is China. A vivid example is tilapia fish. This relatively inexpensive fish, due to the small amount of its cultivation in the Russian Federation, is almost completely imported by China. Currently, in the food market of the country, the range of fish products from tilapia supplied from China is limited. It is represented by products such as whole frozen fish and ice cream fillets, which, in turn, opens up the prospects for the production of tilapia grown under the conditions of Russian aquaculture. In this regard, it is relevant to assess the biotechnological potential of tilapia meat grown under the conditions of Russian aquaculture. Studies have shown that tilapia meat grown under the conditions of the Aquabioresurs ITC has a number of advantages (protein content, essential amino acids and biological value (82 %), compared to tilapia meat grown under the conditions of Chinese aquaculture. Therefore, it is more appropriate to use locally derived tilapia meat in a variety of food products in order to control their functional properties, i.e., to increase or change protein properties to ensure the stability of the process and the quality of the products produced, as well as to expand the range of products produced.
со О.П. Дворянинова, A.B. Соколов, С.С. Ряднов, В.В. Лисовой, 2021
8
Ключевые слова: тилапия, аминокислотный состав, биологическая ценность, химический состав, продукты разделки, аквакультура.
Keywords: tilapia, amino acid composition, biological value, chemical composition, cutting products, aquaculture.
Тилапия во всем мире является одним из основных объектов выращивания. Она быстро растет в первый год, обгоняя по этому показателю многие виды рыб, выращиваемых в промышленном рыбоводстве, является достаточно неприхотливой рыбой (требования по качеству воду значительно ниже, чем для осетра или форели, это же относится и к кормам, и к устойчивости к болезням). Тилапия прекрасно филируется и обладает диетическим мясом, лишенным мелких межмышечных костей (собственно мало чем отличается от мяса окуня) [2, 3, 4, 5]. Эта рыба является основой глобальной продовольственной безопасности и питания, поскольку ее можно выращивать в различных сельскохозяйственных системах [2, 3, 4, 5].
Таким образом, в мировом масштабе культивирование тилапии обеспечивает продукты питания, рабочие места, а также доходы на внутреннем и экспортном рынках для миллионов людей [3, 4, 5, 6]. Тилапия - популярный в России вид рыбы, завозимый в основном из Вьетнама и Китая. При этом Росрыболовство и Россель-хознадзор не раз ранее заявляли о претензиях к низкому уровню безопасности и качества рыбы, ввозимой из Юго-Восточной Азии.
Китай - один из ведущих поставщиков рыбы и морепродуктов в Россию. По данным ФТС РФ, в 2019 г. импорт мороженой рыбы из КНР составил 36,2 тыс. т (12 % в общем объеме импорта, третье место после Фарерских островов и Чили), рыбного филе - 20,3 тыс. т (28,9 %, первое место), ракообразных - 7,4 тыс. т (18 %, третье место после Индии и Гренландии), моллюсков - 13,7 тыс. т (70 %, первое место) [1, 2].
В России существует лишь одно крупное полносистемное хозяйство по выращиванию 300 т в год товарной тилапии, запущенное в 2013 г. в Сладковском районе Тюменской области. В 2014 г.было реализовано 80 т товарной тилапии (http:/ /t.-l.ru). В связи с небольшим количеством выращиваемой в РФ тилапии, она практически полностью импортируется из Китая: 2016 г. - 19,3 тыс. т.; 2017 г. -17,1 тыс. т.; 2018 г. - 21,9 тыс. т.
В настоящее время на продовольственном рынке страны ассортимент рыбопродуктов из тилапии, поставляемой из Кита, ограничен. Он представлен такими продуктами, как целая замороженная рыба и мороженое филе, что, в свою очередь, открывает перспективы производства тилапии, выращенной в условиях аквакультуры России. В связи с этим актуальным является оценка биотехнологического потенциала мяса тилапии выращенной в условиях аквакультуры России.
Целью работы является оценка совокупных свойств мяса тилапии импортного и отечественного производства, их способность обеспечить физиологические потребности организма в основных веществах и энергии, а также оценить степень соответствия пищевого белка потребностям организма.
Объектами исследования являлись: мороженое филе тилапии, выращенной в условиях аквакультуры Китая (ГОСТ 3948-2016 «Филе рыбы мороженое. Технические условия»); охлажденная тилапия, выращенная в условиях ИТЦ «Аквабиоресурс» кафедры управления качеством и технологии водных биоресурсов, (г. Воронеж, Россия) (ГОСТ 814-96 Рыба охлажденная. Технические условия). Процесс выращивания тилапии осуществляли в установке замкнутого водоснабжения (УЗВ). Продолжительность выращивания составляла 22 недели. Начальная общая масса малька тилапии составляла 1,3 кг (средняя начальная масса малька тилапии - 100 г). Плотность посадки: 1 особь тилапии на 0,05 мЗ воды. В процессе
выращивания ежедневно проводили замену 1/3 части воды в аквариуме, поддерживали фотопериод: 12 ч - свет, 12 ч- темнота. Освещенность поверхности аквариумов составляла около 600 люкс. При кормлении тилаппи пспользовалп корм для рыб LE GOUESSANT «T-SALMO 19 semi F5» (Франция) с различным размером гранул (0,2-4,5 мм). Конечная общая масса рыб составила 6,821 кг (средняя конечная масса одной особи тилапии - 524 г). Выживаемость тплапии составила 100 %;
Все сырье, применяемое в исследованиях, по органолептпческим и физико-химическим показателям соответствовало требованиям действующей нормативной или технической документации, по показателям безопасности - TP ТС 021/2011, TP ТС 029/2012, TP ЕАЭС 040/2016 и СанПпН 2.3.2.1078-01.
Методы исследования: массовые характеристики продуктов разделки тилапии определяли по ГОСТ 7636-85; массовую долю влаги, белка, жира, золы мышечной ткани тилапии определяли по ГОСТ 31795-2012; аминокислотный состав (без триптофана) мышечной ткани тплапии определяли на жидкостном хроматографе Shi-madzu LC-20 Prominence по ГОСТ 32195-2013; триптофан в мышечной ткани тилапии определяли на жидкостном хроматографе Shimadzu LC-20 Prominence по ГОСТ 32201-2013; показатель PDCAAS (уточненный расчет биологической ценности пищевых продуктов и рационов путем определения их аминокислотного числа с поправкой на усвояемость белка) мышечной ткани тилапии определяли по методике ФАО/ВОЗ.
Подготовка образцов к исследованию. Мясо тплапии № 1: мороженое филе тилапии, выращенной в условиях аквакультуры Китая размораживали на воздухе до температуры в толще продукции от 0 °С до 5 °С и направляли на исследования. Мясо тилапии № 2: охлажденную тилапию, выращенную в УЗВ ИТЦ «Аквабиоресурс» разделывали согласно установленным методам (выемка внутренностей, гонад (молоки, икра), удаление голов, с последующим удалением жабр, удаление чешуи и снятие шкурки, удаление всех видов плавников, удаление хребтовых и реберных костей). Для исследования использовали фпле.
Как известно, химический состав мышечной ткани рыб претерпевает значительные изменения в зависимости от большого количества факторов. Наиболее значительным из них является вид рыбы. К факторам, оказывающим влияние на изменения химического состава в пределах одного вида рыбы, можно отнести следующие: возраст, пол, время года, место обитания или выращивания, наличие корма и др. (Константинова, 1997; Лебская, 1998).
Проведенные нами исследования химического состава мяса тилаппй, выращенных в различных условиях, представлены в табл. 1.
Таблица 1
Химический состав мяса тилапии
Наименование продукта Массовая доля, %
Влаги Жира Белка Золы
Мясо тилапии № 1 79,00 5,57 14,20 1,23
Мясо тилапии № 2 79,60 3,31 15,90 1,19
Данные (табл. 1) свидетельствуют о том, что химический состав мяса тилапии № 1 характеризуется не только меньшим содержанием воды (79,00 %), но и большим содержанием жира (5,57 %) по сравнению с мясом тплапии № 2. В то же время, мясо тилапии № 2 отличается от мяса тилапии № 1 более высоким содержанием белка (15,90 %). В технологической практике используют классификации рыбы по химическому составу в зависимости от содержания белка или жира. По содержанию белка в мясе, рыб подразделяют на четыре группы в зависимости от белко-во-водного коэффициента (БВК), который определяется как отношение массовой доли белка к массовой доле воды: низкобелковые - (0,07-0,08); среднебелковые -(0,09-0,18); белковые - (0,19-0,26); высокобелковые - (0,27-0,37).
Расчетные данные показали, что мясо тилапии № 1 относится к группе сред-небелковые, так как БВК составляет 0,18, а мясо тилапии № 2 относится к белковым при БВК - 0,20. Следовательно, можно предположить, что мясо тилапии № 2 при различных видах тепловой обработки будет иметь более плотную и сухую консистенцию, чем мясо тилапии № 1, так как имеет больший БВК. При малой величине БВК мясо бывает дряблым и водянистым.
Соотношение белок : жир для исследованных рыб различается. Так, например, для мяса тилапии № 1 это соотношение 1:0,39, для мяса тилапии № 2 - 1:0,21. Полученная информация позволяет варьировать сырьевые ресурсы при разработке продуктов функциональной направленности. Мясо тилапии № 2, например, выгодно использовать в низкокалорийных белковых диетах, а мясо тилапии № 1 - как основу для широкого круга потребителей здорового населения, так как соотношение белок : жир приближается к рекомендуемым нормам питания (1:0,8).
В мышечной ткани тилапии для обоих образцов белки являются полноценными, так как содержат все незаменимые аминокислоты (табл. 2), т.е. такие, которые организм человека самостоятельно не вырабатывает, они должны поступать вместе с пищей. Если какая-то аминокислота отсутствует в составе продуктов, то для стимулирования функций эндокринных желез организм должен заимствовать белок из собственных тканей.
Таблица 2
Аминокислотный состав белков мяса тилаиии
Наименование аминокислоты Содержание аминокислоты, г/ 100 г белка
Мясо тилапии № 1 Мясо тилапии № 2
Незаменимые:
Валин 5,019 4,997
Изолейцин 4,743 4,757
Лейцин 8,144 8,196
Фенилаланин+тирозин 7,767 7,813
Лизин 9,272 9,482
Триптофан 0,441 0,612
Метионин+цистин 1,221 2,069
Гистидин 3,442 2,717
Треонин 4,806 4,737
Итого 44,855 45,380
Заменимые
Серии 4,250 4,142
Глицин 6,612 6,227
Алании 5,952 6,081
Аргинин 5,862 6,194
Пролин 4,113 4,070
Аспарагиновая кислота+аспарагин 12,179 11,526
Глутаминовая кислота+глутамин 16,177 16,380
Итого 55,145 54,620
Всего 100,000 100,000
Отсутствие или недостаток каких-лпбо незаменимых аминокислот приводит к задержке роста и развития организма человека, различным заболеваниям. Содержание незаменимых аминокислот в белках мяса исследованных нами рыб подвержено незначительным колебаниям (в г аминокислоты на 100 г белка): триптофана -0,441-0,612; валина - 4,997-5,019; гистпдина - 2,717-3,442; изолейцина - 4,7434,757; лейцина - 8,144-8,196; лизина - 9,272-9,482; метионина - 1,221-2,069; треонина - 4,737-4,806; фенилаланпна - 7,767-7,813 (табл. 2).
Стоит отметить, что количество незаменимых аминокислот больше в белках мяса тилапии № 2 (45,380 г/ 100 г белка), чем в белках мяса тилапип № 1.
Отношение группы незаменимых аминокислот к группе заменимых в белке исследованных рыб составляет 0,81 - 0,83.
Таким образом, исследования химического состава исследуемых образцов, показали, что мясо тилапии выращенной в условиях ИТЦ «Аквабиоресурс», (Россия) имеет ряд преимуществ (содержание белка п незаменимых аминокислот), по сравнению с мясом тилапии выращенной в условиях аквакультуры, (Китай).
Белок является наиболее дефицитной составляющей большинства пищевых рационов. Поскольку он имеет важную физиологическую роль, решению проблемы белкового дефицита посвящены работы ученых различных стран.
К сожалению, даже в наши дни как в периодической, так и в учебной литературе можно встретить использование с целью оценки биологической ценности продуктов предложенного еще в 1971 году [7, 8, 9] метода расчета аминокислотного числа (аминокислотного скора), который предусматривает простое сравнение содержания незаменимых аминокислот в исследуемом и эталонном белке. Однако применение этого метода почти сразу же после его утверждения выявило определенные различия между ожидаемыми (расчетными) и действительными (медико-биологическими) результатам. На то время уже было известно, что конфигурация белковой молекулы, наличие антппитательных и сопутствующих веществ, а также режим технологической обработки могут существенно снижать биодоступность аминокислот. Также менялись требования к самому состав эталонного белка с учетом новейших данных физиологических потребностей людей разных возрастных групп (последняя редакция формулы эталонного белка, утвержденная в 2011 году [7, 8, 9].
Поэтому в 1989 году на Консультативном собрании экспертов ФАО/ВОЗ была предложена [7, 8, 9] методика уточненного расчета биологической ценности пищевых продуктов и рационов путем определения их аминокислотного числа с поправкой на усвояемость белка (РОСЛАЯ). Она предусматривает выполнение несколько этапов:
- химический анализ продукта с определением основных составляющих (общий азот, жиры, углеводы и пищевые волокна);
- определение аминокислотного профиля белка (содержание незаменимых аминокислот, мг/1 г белка);
- определение показателя усвояемости белка (значения усвояемости белка мяса рыбы составляет 0,94 %) [7, 8, 9];
- сравнение химически определенного количества аминокислот с указанным в эталонном белке;
- умножение полученного значения для лимитирующей кислоты (имеющей наименьшее аминокислотное число) на принятый или установленный показатель усвояемости белка - это и будет показатель РБСЛАЭ.
Результаты расчетов РОСЛЛЯ для мяса тилапии № 1 представлены в табл. 3, а для мяса тилапии № 2 в табл. 4.
Таблица 3
Расчет показателя РВСААБ для белка мяса тплапип выращенной в условиях аквакультуры, (Китай)
Наименование аминокислоты Содержание аминокислот в белке мяса тилапии, мг/1 г белка Содержание аминокислот в эталонном белке ФАО, мг/ 1 г белка [7] Аминокислотное число и лимитирующая аминокислота Усвояемость белка, % [8] Показатель РПСААЙ, %
Валин 50 40 1,25
Гистидин 34 16 2,13
Изолейцин 47 30 1,57
Лейцин 81 61 1,33
Лизин 92 48 1,92 94 0,52-94=49
Метионин+цистин 12 23 0,52
Треонин 48 25 1,92
Триптофан 4,4 6,6 0,67
Фенилаланин+ тирозин 77 41 1,88
Таблица 4
Расчет показателя РОСААв для белка мяса тилапии, выращенной в УЗВ ИТЦ «Аквабиоресурс», (Россия)
Наименование аминокислоты Содержание аминокислот в белке мяса тилапии, мг/ 1 г белка Содержание аминокислот в эталонном белке ФАО, мг/1 г белка [7] Аминокислотное число и лимитирующая аминокислота Усвояемость белка, % [8] Показатель РОСААЭ, %
Валин 49 40 1,23
Гистидин 27 16 1,69
Изолейцин 47 30 1,57
Лейцин 81 61 1,33
Лизин 94 48 1,96 94 0,87-94=82
Метионин+цистин 20 23 0,87
Треонин 47 25 1,88
Триптофан 6,1 6,6 0,92
Фенилаланин+ тирозин 78 41 1,90
Из данных (табл. 3 и 4) видно, что мясо тилапии выращенной в УЗВ ИТЦ «Аквабиоресурс», (Россия) имеет более высокую биологическую ценность (82 %), чем мясо тилапии выращенной в условиях аквакультуры, (Китай) (49 %).
Таким образом, сравнивая мясо тилапии выращенной в различных условиях, можно отметить, что лучше всего по составу аминокислот сбалансированы белки тилапии выращенной в условиях УЗВ ИТЦ «Аквабиоресурс», (Россия).
Использование показателя РОСААБ для расчета биологической ценности пищевых продуктов дает возможность оптимизировать химический состав существующих изделий и создавать новые продукты, белковый и аминокислотный состав которых будут максимально приближены к физиологическим потребностям организма человека.
Таким образом, поведенные исследования показали целесообразность использования мяса тилапии местного происхождения в составе разнообразных пищевых продуктов с целью регулирования их функциональных свойств, то есть повышения или изменения свойств белка для обеспечения стабильности технологического процесса и качества получаемых продуктов, а также для расширения методов, применимых для переработки, и ассортимента получаемых продуктов.
Использование рыбного сырья, выращенного в аквакультуре нашего региона, позволит предприятиям пищевой отрасли унифицировать технологию производства и расширить ассортимент выпускаемой продукции. Использование региональных сырьевых ресурсов для производства рыбопродуктов позволит стабильно осуществлять входной контроль качества сырья, не зависеть от колебаний цен пищевых ингредиентов на мировом рынке, решать вопрос переработки и транспортировки с региональными рыбоводными хозяйствами, проводить глубокую переработку рыбы в современную продукцию, востребованную на рынке.
ЛИТЕРАТУРА
1. Астрахань могла заместить Китай по поставкам тиляпип на российский рынок. Рамблер/финансы (rambler.ru).
2. Fish-Agro [Электронный ресурс]. URL: http://fish-agro.ru/fish-main/ tilapia/ 155-promyshlennoe-vyraschivanie-tilapii-kak-obekta-rybovodstva.html
3. Гайдамака Л. Тиляпия - самый выгодный объект аквакультуры: [Электронный ресурс]. URL: http://vismar-aqua.com/tilyapiya-samyj-vygodnyj-obekt-akvakultury.html
4. Боронецкая О.И. Использование тиляпии (Tilapiinae) в мировой и отечественной аквакультуре // Известия ТСХА, 2012. выпуск 1. С. 164-173.
5. Дворянпнова О.П. Разработка высокоценных пищевых продуктов на основе объектов аквакультуры для обеспечения сбалансированного питания населения / Дворянинова О.П., Соколов A.B. // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. С. 254.
6. Дворянпнова О.П. Оценка пищевой и биологической ценности мышечной ткани тиляпип / О.П. Дворянинова, A.B. Соколов, С.С. Ряднов // Продовольственная безопасность: научное, кадровое и информационное обеспечение: сборник научных статей и докладов. - ФГБОУ ВО «ВГУИТ»: ООО «РИТМ», 2019. - С.62-69.
7. Dietary protein quality evaluation in human nutrition : Report of an FAO Expert Consultation. - Rome : FAO, 2013 - 66 p. Режим доступа: http://www.fao.org/3/ a-i3124e.pdf.
8. Protein quality evaluation: report of the Joint FAO/WHO Expert Consultation. -Rome : FAO, 1991. - 66 p. Режим доступа: http://apps.who.int/iris/ bitstream /10665/38133/1 /9251030979_eng.pdf.
9. Schaafsma, G. Advantages and limitations of the protein digestibility-corrected amino acid score (PDCAAS) as a method for evaluating protein quality in human diets // British Journal of Nutrition. - 2012. - 108 (S2). - Pp. 333 - 336. Doi: 10.1017/ S0007114512002541. Режим доступа: https://www.cambridge.org/core/services/aop -с am bridge core /con tent/vie w/B8AF22E072A9 236 C87E03EF296 0EF5EE/ S000711451200254 la.pdf/div-classtitle-advan tages-and-limitations-of-the-protein-digestibility-corrected-amino-acid-score-pdcaas-asa-method-for-evaluating-protein-quality-in-human-diets-div.pdf.
REFERENCES
1. Astrakhan could replace China for supplies not Russian. Rambler/Finance (rambler.ru).
2. Fish-Agro [Electronic Resource]. URL: http://fish-agro.ru/iish-main/ tilapia/ 155-npoMbiniAeHHO-BHpac4HBaHH-THAanHH-kak-obekta-bovodsta.html
3. Gaydamaka-L. Tilapia - object of aquaculture: [Electronic resource]. URL: http: / /vismar-aqua.com / tilyapiya-samyj-vygodnyj-obekt-akvakultury.html
4. Boronetskaya О. I. The use of tilapias (Tilapiinae) in world and domestic aqua-culture//News of TSHA, 2012. vypusk 1. Page 164-173.
5. Dvoryaninova O.P. Development of all kinds of high-value products not only about the main objects of aquaculture, To ensure a balanced nutrition of the population/Dvoryaninova O.P., Sokolov A.V.//Contemporaries of the problem of science and education. 2015. № 1-1. Page 254.
6. Dvoryaninova O.P. Evaluation of drinking and biological value tissue/O.P. Dvoryaninova A.V. Sokolov, S.S. Ryadnov//Industrial neglect: Scientific, Personnel and Information Support: a collection of science and reports. - FSBOU VGUIT: RHYTHM LLC, 2019 - S.62-69.
7. Dietary protein quality evaluation in human nutrition: Report of an FAO Expert Consultation. - Rome: FAO, 2013 - 66 p. Access Mode: http://www.fao.org/3/a-i3124e.pdf.
8. Protein quality evaluation: report of the Joint FAO/WHO Expert Consultation. -Rome: FAO, 1991. - 66 p. Access mode: http://apps.who.int/iris/ bitstream/ 10665/38133/ 1/9251030979_eng.pdf.
9. Schaafsma, G. advantages and limitations of the protein digestibility-corrected amino acid score (PDCAAS) as a method for evaluating protein quality in human diets//British Journal of Nutrition. - 2012. - 108 (S2) 333 - 336. Doi: 10.1017/ S0007114512002541. Режим доступа: https://www.cambridge.org/core/services/aop -Cambridgecore/ content/ view/ B8AF22E072 A9236C87E03EF2960EF5EE/ S0007114512002541a.pdf/div-classtitle-advantages-and-limitations-of-the-protein-digestibility-corrected-amino-acid-score-pdcaas-asa-method-for-evaluating-protein-quality-in-human-diets-div.pdf.
