CC BY
1С.Н. Максимова, д-р техн. наук, проф., e-mail: maxsvet61@mail.ru Д.В. Полещук, канд. техн. наук, доц., e-mail: tym1988@mail.ru Е.В. Суровцева, канд. техн. наук, доц., e-mail: silux@mail.ru А.В. Милованов, магистрант, e-mail: mmiliy@mail.ru К.К. Верещагина, магистрант, e-mail: syhxa55@mail.ru
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет
(Дальрыбвтуз), г. Владивосток
УДК 664.951.014:639.55
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ОТХОДОВ
ОТ РАЗДЕЛКИ КРАБА-СТРИГУНА С. OPILIO
В статье представлены результаты исследования размерно-массового и химического составов отходов от разделки краба-стригуна С. Opilio, полученных при производстве варено-мороженых конечностей. В качестве отходов использовали панцирь головогруди, жабры и внутренности краба. Экспериментально установлено, что доля панциря составляет около 50% от массы отходов, около трети приходится на внутренности, оставшаяся часть - жабры. В отходах содержатся белки (14,00 ± 0,05%), липиды (3,15 ± 0,1%), минеральные вещества (8,33 ± 0,25%) и углеводы (0,52 ± 0,05%). Биологическая ценность отходов подтверждается данными аминокислотного состава белков, жир-нокислотного состава липидов и содержанием макро- и микроэлементов. Полученные результаты обусловливают технологический потенциал отходов от разделки краба-стригуна как сырья для производства биологически ценной продукции.
Ключевые слова: краб-стригун, отходы, химический состав, биологическая ценность, технологический потенциал.
S.N. Maksimova, Dc. Sc. Engineering, Prof.
D.V. Poleschuk, Cand. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
E.V. Surovtseva, Cand. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
A.V. Milovanov, master student K.K. Vereshagina, master student
TECHNOLOGICAL POTENTIAL OF WASTE FROM CUTTING A SNOW CRAB
(Chionoecetes opilio)
The article presents the results of the study of size-mass and chemical composition of waste from cutting the snow crab opilio, obtained in the production of boiled and frozen limbs. As waste, the shell of the cephalothorax, gills, and the entrails of the crab were used. It is experimentally established that the share of the shell is about 50% of the waste mass; about a third falls on the inside, the remaining part - gills. The waste contains proteins (14,00 ± 0,05%), lipids (3,15 ± 0,1%), minerals (8,33 ± 0,25%) and carbohydrates (0,52 ± 0,05%). The biological value of waste is confirmed by the data of amino acid composition ofproteins, fatty acid composition of lipids and the content of macro-and microelements. The obtained results determine the technological potential of the waste from the cutting the snow crab opilio as a raw material for the production of biologically valuable products.
Key words: snow crab opilio, waste, chemical composition, biological value, technological potential.
Введение
В последнее время крабовый промысел находится под пристальным вниманием президента и правительства Российской Федерации. 1 мая 2019 г. был подписан Федеральный закон № 86, в который внесены изменения в процесс распределения вылова водных биоресурсов и введен новый вид квот - на добычу крабов. Данные законодательные инициативы нашли неод-
нозначные отклики в среде промышленников, которые всерьез опасаются, что изменение порядка доступа к промыслу крабов может привести к глубокому кризису в крабовой отрасли РФ [1].
По данным Федерального агентства по рыболовству, в настоящее время более 95% выловленного краба уходит за рубеж. Однако в связи с изменением законодательства и прогнозируемым увеличением ставок за сбор водных биоресурсов перед крабопромышленниками возникает задача по получению максимальной прибыли от выловленного ресурса [2].
В настоящее время при вылове и переработке краба в морских условиях согласно действующим технологическим инструкциям к отходам относят головогрудь, которая включает карапакс, абдомен, жабры, пленки, внутренности (в том числе печень). Данные отходы в большинстве случаев не сортируются, не аккумулируются и не перерабатываются.
Краб-стригун С. ОрШо является одним из наиболее распространенных видов крабов на Дальнем Востоке. Данный вид является холодолюбивым и может обитать у дна при температуре воды от -1,8 до +7 °С, что позволяет ему жить даже в районах Южной Арктики. Основным местом обитания краба-стригуна считаются холодные воды в Японском море, находящиеся на востоке от Корейского пролива. Встречается этот биологический объект на тихоокеанском побережье Японии, вплоть до о. Хонсю. Высокая численность краба отмечена в районе Берингова моря. Редкие скопления стригун образует в районах Алеутских и Курильских островов [3, 4].
В подзоне «Приморье» общедопустимый улов (ОДУ) краба-стригуна за последние 5 лет составляет в среднем около 5 тыс. т. По данным съемок 2015 и 2016 гг., численность промысловых самцов в исключительной экономической зоне (ИЭЗ) и территориальных водах За-падно-Беринговоморской зоны оценивается в 22,373 млн. экз. [5]. Состояние популяции краба-стригуна (С. ОрШо) можно считать удовлетворительным с тенденцией к небольшому увеличению промыслового запаса.
Согласно исследованиям, проведенным О.М. Мельниковой, выход мяса краба-стригуна может колебаться от 13,6 до 27,1 % от массы краба в зависимости от зоны вылова и биологического состояния [6]. Таким образом, отходы от переработки краба-стригуна составляют значительную часть от массы живого краба. Следовательно рациональное и комплексное использование отходов от разделки краба-стригуна является перспективной задачей для отрасли, особенно с учетом современных требований глубокой переработки сырья водного происхождения.
Целью настоящих исследований является оценка технологического потенциала отходов от разделки краба-стригуна (С. ОрШо).
Материалы и методы
Основным материалом в исследованиях служили замороженные отходы, полученные от разделки краба-стригуна (С. ОрШо), выловленного в Японском море. В состав отходов вошли панцирь головогруди, жабры, внутренности (в том числе печень).
Соотношение различных частей тела краба-стригуна (С. ОрШо) определяли по методическим рекомендациям ВНИРО.
Исследование химического состава образцов проводили согласно стандартным методам по ГОСТ 7636-85.
Аминокислотный состав отходов от разделки крабов оценивали на аминокислотном анализаторе в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.
Жирные кислоты определяли в виде их метиловых эфиров на капиллярном газо-жид-костном хроматографе «Shimadzu GC-16A» (Supelcowax-10) с пламенно-ионизационным детектором, снабженным капиллярной колонкой (30,0 м ' 0,3 мм), при температуре 190 Х.
Идентификация сигналов проводилась по относительному времени удержания, углеродным числам в соответствии со стандартной смесью жирных кислот и базой обработки данных «C-R4A».
Определение содержания макро- и микроэлементов и токсичных металлов в образцах осуществляли в соответствии с ГОСТ: 26927, 26929, 26930, 26932, 26933, 30178, 30538.
Результаты и их обсуждение
При оценке технологического потенциала отходов от разделки краба-стригуна первостепенной задачей являлось исследование их размерно-массового состава.
Ширина карапакса у исследуемых образцов составляла от 11 до 14 см, что согласуется с известными данными [7]. Для удобства идентификации составных частей отходов и определения их массовой доли в образцах крабы были дифференцированы по размерам карапакса на следующие размерные группы: 11-12, 12-13 и 12-14 см. Были идентифицированы три составные части отходов: панцирь головогруди (включая пленку), жабры, внутренности (включая печень). Результаты проведенных исследований по определению среднеарифметических значений пяти параллельных определений массовой доли каждой части отходов по трем размерным группам краба представлены в таблице 1.
Таблица 1
Массовая доля отходов от разделки краба-стригуна, %
Вид отходов Ширина карапакса, см
11-12 12-13 13-14
Панцирь 50,85 53,45 54,50
Жабры 13,56 12,58 10,80
Внутренности 35,59 33,97 34,70
В ходе изучения размерно-массового состава отходов от разделки краба было отмечено, что около 70% образцов краба-стригуна имеют размеры карапакса от 12 до 13 см. В дальнейших исследованиях использовали образцы отходов, полученных от разделки краба этой размерной группы.
Во всех размерных группах массовая доля панциря составляла около 50 % от массы всех отходов, около трети приходилось на внутренности, оставшаяся часть - жабры. Установлено равномерное распределение в общей массе отходов условно минерализованной части (панциря) и условно белковой (жабры и внутренности). Поскольку в условиях промысла и производства пищевой продукции из крабов сортирование отходов от разделки крабов не производится, было принято решение объединить все отходы в единую общую пробу, названную «смешанные отходы».
Дальнейшие исследования были направлены на определение общего химического состава «смешанных отходов». Предварительная подготовка образцов для исследования заключалась в измельчении панциря, жабр и внутренностей и их тщательном перемешивании.
Результаты исследований общего химического состава «смешанных отходов» представлены в таблице 2.
Таблица 2
Общий химический состав отходов от разделки краба-стригуна, %
Образец Массовая доля, %
вода/сухие вещ-ва белок липиды минеральные вещества углеводы
Отходы краба-стригуна 74,00 ± 0,83 / 26,00 14,00 ± 0,05 3,15 ± 0,1 8,33 ± 0,25 0,52 ± 0,05
Было проведено сравнение полученных результатов по определению общего химического состава отходов от разделки краба-стригуна с результатами исследования сырого мяса краба-стригуна, проведенными Ю.В. Пауловым в 2004 г.
В результате сравнительной характеристики установлено, что содержание белка в «смешанных отходах», равное 14 %, примерно соответствует содержанию белка в мясе краба-стригуна 3-й личиночной стадии - 16,4 %.
При изучении белковой составляющей отходов был обнаружен полный спектр аминокислот (табл. 3).
Таблица 3
Содержание заменимых и незаменимых аминокислот в отходах крабов, г/100 г белка
Аминокислота Содержание Шкала ФАО/ВОЗ
Thr 5,547 4,0
Ile 3,862 4,0
Leu 6,498 7
Val 4,878 5
Lys 6,051 5,5
Cys +Met 0,932+0,858 1,79 3,5
Tyr +Phe 3,631+4,251 7,882 6,0
Сумма незаменимых 36,508 35,0
His 2,822
Arg 7,173
Ser 4,744
Glu 14,666
Gly 6,781
Ala 5,432
Asp 10,250
Pro 11,624
Сумма заменимых 63,492
Следует отметить, что содержание незаменимых аминокислот в отходах от разделки краба-стригуна превышает сумму незаменимых аминокислот для идеального белка. Аминокислоты треонин, лизин, тирозин и фенилаланин соответствуют уровню, установленному ФАО/ВОЗ, остальные являются лимитирующими.
Содержание липидов в отходах существенно выше, чем в сыром мясе: 3,15 и 0,52 % соответственно, что объясняется наличием печени в составе отходов. Жирнокислотный состав липидной составляющей представлен в таблице 4.
Таблица 4
Содержание жирных кислот в липидах отходов крабов, %
Жирная кислота Содержание
1 2
Лауриновая 12:0 0,30
Миристиновая 14:0 1,87
Изо-пентадекановая i-15:0 -
а>15:0 -
Пентадекановая 15:0 0,30
Изо-пальмитиновая i-16:0 0,45
ai-16:0 0,16
Пальмитиновая 16:0 9,82
Изо-маргариновая i-17:0 0,34
ai-17:0 0,30
Продолжение таблицы 4
1 2
Маргариновая 17:0 0,25
Изо-стеариновая 1-18:0 0,27
Стеариновая 18:0 0,17
Нонадекановая 19:0 2,44
Арахиновая (Экозановая) 20:0 0,18
Бегоновая (Докозановая) 22:0 -
Насыщенные 16,55
Цис-7-Гексадекаеновая 16:1 ю7 9,30
Цис-5-Гексадекаеновая 16:1 ю5 0,13
Цис-9-Гептадекаеновая 17:1 ю 9 0,35
Цис-11-Октадекаеновая 18:1 ю 11 0,41
Олеиновая 18:1 ю 9 10,89
Вакценовая 18:1 ю 7 10,59
Цис-5-Октадекаеновая 18:1 ю 5 0,54
19:1 ю 9 0,55
Цис-5-Эйкозаеновая 20:1 ю 5 0,41
Цис-7-Эйкозаеновая 20:1 ю 7 7,58
Гондоеивая 20:1 ю 9 2,86
Гадоленовая 20:1 ю 11 3,36
Цис-11-Докозеновая (Цетолеивая) 22:1 ю 11 1,23
Цис-9-Докозеновая 22:1 ю 9 0,49
Цис-7-Докозеновая 22:1 ю 7 0,47
Цис-15-Тетракозановая 24:1 ю -9 0,45
Мононенасыщенные 49,61
Цис-4-Гексадекадиеновая 16:2 ю 4 0,56
Гексадекатриеновая 16:3 ю 3 -
Гексадекатетраеновая 16:4 ю 1 0,11
Цис-3-Гексадекатетраеновая 16:4 ю 3 0,16
Цис-4-Октадекадиеновая 18:2 ю 4 0,46
Линолевая 18:2 ю 6 0,97
Цис-9-Октадекадиеновая 18:2 ю 9 0,13
а-Линоленовая 18:3 ю 3 0,16
у-Линоленовая 18:3 ю 6 0,24
Стиоридовая 18:4 ю 3 0,57
Цис-6-Эйкозадиеновая 20:2 ю 6 1,38
Цис-9-Эйкозадиеновая 20:2 ю 9 -
Арахидоновая 20:4 ю 6 2,23
Цис-3-Эйкозатетраеновая 20:4 ю 3 0,41
Цис-3-Эйкозатриеновая 20:3 ю 3 0,16
Цис-6-Эйкозатриеновая 20:3 ю 6 0,17
Цис-9-Эйкозатриеновая 20:3 ю 9 0,34
Эйкозапентаеновая 20:5 ю 3 14,53
Гейкозапентаеновая 21:5 ю 3 0,41
22:2 НМР 0,27
Цис-6-Докозатетраеновая 22:4 ю 6 0,43
Клупанодоновая 22:5 ю 3 1,31
Цервоновая 22:6 ю 3 6,25
Полиненасыщенные 31,25
Сумма п-3 23,8
Сумма п-6 6,14
Сумма ЭПК и ДГК 20,78
п-3 / п-6 3,8762
Жир, % 3,15
Отходы от разделки краба-стригуна можно считать сырьем, богатым полиненасыщенными жирными кислотами. Среди всех полиненасыщенных жирных кислот преобладают эй-козапентаеновая и декозогексаеновая кислоты, которые характеризуются потенциально высокой ценностью, лечебной и профилактической значимостью.
В ходе изучения жирнокислотного состава липидов отходов от разделки краба отмечено, что в пробе преобладают мононенасыщенные жирные кислоты (49,61%), преимущественно олеиновая, гексадиеновая и вакценовая. Стоит отметить низкое содержание докозеновой жирной кислоты, которая, по мнению некоторых авторов, может снижать качество жира в целом, а при поступлении в организм человека способна вызвать нарушение липидного обмена [8, 9]. Среди насыщенных жирных кислот преобладает пальмитиновая кислота, содержание которой составляет более половины от суммы насыщенных жирных кислот.
Количество минеральных веществ в «смешанных отходах» преобладает в сравнении с сырым мясом за счет присутствия панциря: 8,33 и 1,52 % соответственно. По содержанию углеводов как отходы, так и сырое мясо оцениваются примерно одинаково (0,52 и 0,72 % соответственно).
Таким образом, результаты сравнительной характеристики мяса краба-стригуна и «смешанных отходов» свидетельствуют о высокой биологической ценности отходов, полученных от разделки этого объекта промысла при производстве пищевой продукции (варено-мороженых конечностей). У исследуемых образцов значения показателей общего химического состава не только не уступают, но по отдельным позициям и превышают величины изучаемых характеристик сырого мяса краба-стригуна. Прежде всего это касается минеральных веществ, содержание которых было объективно высоким за счет наличия в «смешанных отходах» панциря. Содержание макро- и микроэлементов в отходах от разделки краба-стригуна приведено в таблице 5.
Таблица 5
Содержание макро- и микроэлементов, мг/кг (в сухой ткани)
Образец № Са К Ый Ып Бе гп Си
Отходы краба-стригуна 5003 3505 660,3 609,5 6,6 45,7 148,3 20,7
Как видно из представленных результатов, в отходах от разделки краба-стригуна преобладают такие элементы, как кальций и натрий. Стоит отметить также высокое содержание калия и магния. Наличие макро- и микроэлементов в исследуемых образцах подтверждает высокую биологическую ценность «смешанных отходов».
С учетом высокого удельного веса отходов, полученных от разделки краба-стригуна, к его общей массе можно утверждать, что экспериментально полученные данные имеют не только научный, но и практический интерес.
Заключение
Размерно-массовая характеристика, оценка общего химического состава, аминокислотного состава белков, жирнокислотного состава липидов и содержания макро- и микроэлементов в отходах, полученных от разделки краба-стригуна, позволяют сделать вывод о высоком технологическом потенциале исследуемого сырья.
Общий химический состав «смешанных отходов» характеризуется высоким содержанием белков, липидов и минеральных веществ и не уступают по этим показателям сырому мясу краба.
Анализ полученных результатов свидетельствует о перспективности использования отходов от разделки краба-стригуна в технологии биологически ценной продукции.
Библиография
1. О внесении изменений в Федеральный закон «О рыболовстве и сохранении водных биологических ресурсов» в части совершенствования порядка распределения квот добычи (вылова) водных биологических ресурсов [Электронный ресурс]: Федер. закон от 01.05.2019 № 86-ФЗ. - URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_323806/(24.05.2019).
2. Fish News [Электронный ресурс]. - URL: https://fishnews.ru/news/36294/
3. Слизкин А.Г., Федотов П.А., Хен Г.В. Пространственная структура поселений и некоторые особенности биологии краба-стригуна опилио Chionoecetes opilio в российском секторе Чукотского моря // Морские промысловые беспозвоночные и водоросли: биология и промысел. К 70-летию со дня рождения Б.Г. Иванова. - М.: Изд-во ВНИРО, 2007. - Т. 147.
4. Моисеев С.И., Моисеева С.А. Материалы оперативных исследований промысловых крабов в Охотском море весной 2016 г. // Труды ВНИРО. - 2016. - Т. 163. - С. 172-178.
5. Ющик М.А. Динамика ОДУ краба-стригуна опилио в Приморье // Комплексные исследования в рыбохозяйственной отрасли: материалы IV Междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Владивосток, 2018. - С. 127-129.
6. Мельникова О.М., Репина З.С. О технохимической характеристике ракообразных // Изв. ТИНРО. - 1972. - Т. 83. - С. 132-137.
7. ПауловЮ.В., Попков А.А., Леваньков С.В. Исследование биологической ценности мяса краба-стригуна // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2004. - № 11. - С. 37-39.
8. Aherne F.X., Bowland J.P., Christian R.G. et al. Performance of myocardial and blood seral changes in pigs fed diets containing high or low erucic acid rapeseed oils // Can. J. Anim. Sci. - 1976. - Vol. 56. -P. 275-284. DOI: 10.4141/cjas76-032.
9. Sauer F.D., Kramer J.K.G. The problems associated with the feeding of high erucic acid rapeseed oils and some fish oils to experimental animals // High and Low Erucic Acid Rapeseed Oils. Production, Usage, Chemistry, and Toxicological Examination / eds J.K.G. Kramer, F.D. Sauer, W.J. Pigden. - Toronto: Academic Press, 1983. - P. 253-292.
Bibliography
1. On Amendments to the Federal Law "On Fisheries and the Conservation of Aquatic Biological Resources" in terms of improving the procedure for the distribution of quotas of extraction (catch) of aquatic biological resources [Electronic resource]: Federal law of 01.05.2019 N 86-ФЗ. - URL: https://www.consult-ant.ru/document/cons_doc_LAW_323806/(24.05.2019).
2. FishNews [Electronic resource]. - URL: https://fishnews.ru/news/36294/
3. Slizkin A.G., FedotovP.A., Hyun G.V. Spatial structure of settlements and some features of the biology of snow crab Chionoecetes opilio in the Russian sector of the Chukchi Sea // Marine commercial invertebrates and algae: biology and industry. To the 70th anniversary of the birth of B.G. Ivanov. - M.: VNIRO, 2007. - Vol. 147.
4. Moiseev S.I., Moiseeva S.A. Materials of operational research of commercial crabs in the Sea of Okhotsk in spring 2016 // Proceedings of VNIRO. - 2016. - Vol. 163. - P. 172-178.
5. Yuschik M.A. The dynamics of the ODE of the snow crab opilio in Primorye // In the collection: Complex studies in the fisheries industry. Materials of the IV International Scientific and Technical Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists. - 2018. - P. 127-129.
6. Melnikova O.M., Repina Z.S. On the techno-chemical characteristics of crustaceans // News of TINRO. - 1972. - Vol. 83. - P. 132-137.
7. Paulov Yu.V., Popkov A.A., Levankov S.V. The study of the biological value of the snow crab's meat // Storage and processing of agricultural raw materials. - 2004. - N 11. - P. 37-39.
8. Aherne F.X., Bowland J.P., Christian R.G. et al. Performance of myocardial and blood seral changes in pigs fed diets containing high or low erucic acid rapeseed oils // Can. J. Anim. Sci. - 1976. - Vol. 56. -P. 275-284. DOI: 10.4141/cjas76-032.
9. Sauer F.D., Kramer J.K.G. The problems associated with the feeding of high erucic acid rapeseed oils and some fish oils to experimental animals // High and Low Erucic Acid Rapeseed Oils. Production, Usage, Chemistry, and Toxicological Examination / eds J.K.G. Kramer, F.D. Sauer, W.J. Pigden. - Toronto: Academic Press, 1983. - P. 253-292.
