CC BY
206
УДК 597.554
Профессор Л.В. Антипова, доцент А.В. Соколов, соискатель М.Д. Горбунков, доцент С.А. Сторублевцев (Воронеж, гос. ун-т инж. технол.) кафедра технологии продуктов животного происхождения, тел. (473) 255-27-65
Выбор ферментных препаратов для обработки рыбных шкур
Произведен подбор ферментных препаратов микробного и животного происхождения для выделения и очистки функциональных биополимеров, а также кожевенных материалов. Установлена их исходная активность и обосновано оптимальное количество и условия дозировки. Предложены технологические схемы получения рыбной кожи, сухого и замороженного коллагена и препаратов гиалуроновой кислоты.
Selection of fermental preparations of a microbic and animal origin is made for allocation and purification of functional biopolymers, and also tanning materials. Their initial activity is established and optimum quantities and dosage conditions are proved. Technological schemes of receiving fish skin, the dry and frozen collagen and hyaluronic acid preparations are offered
Ключевые слова: биотехнология, ферментные препараты, протео-литическая активность, рыбное шкуросырье, коллаген, гиалуроновая кислота, технологические решения.
Комплексное и возможно более полное использование вторичных продуктов переработки прудовой рыбы при проведении различных технологических операций предполагает превращение любой ранее существующей технологии переработки сырья водного происхождения в малоотходную и безотходную технологию [5], позволяющую максимально и рационально использовать все содержащиеся в сырье (гидробионтах) полезные соединения (белок, жир, углеводы, витамины, ферменты и другие биологически активные вещества). Однако ассортимент продукции с использованием основных вторичных и малоценных продуктов переработки прудовой рыбы недостаточен; требуется обобщение имеющихся научных сведений и промышленного опыта, разработка новых нетрадиционных подходов в решении проблемы.
Выпуск нового ассортимента продуктов широкого потребительского спроса и специальных из мяса прудовых рыб позволит не только наполнить рынок полноценными продуктами питания, но и при соответствующей переориентации производства создать сегмент продуктов, корректирующих и поддерживающих здоровье человека.
Продукты функционального значения прочно вошли в рынок ведущих зарубежных стран. Методами биотехнологии получены различные средства и материалы из рыбы для нужд ветеринарии, косметологии, медицины. Впечатляют итоги реализации рыбных источников при получении технической и кормовой продукции, товаров широкого потребительского спроса. Большая часть разработок базируется на принципах инженерной энзимологии, т.е. применения ферментов [1]. Ферментные технологии все больше находят распространение в различных промышленных отраслях (рис. 1). Однако их развитие сдерживается объективными и субъективными причинами, прежде всего, связанными с резким и повсеместным падением их отечественного производства.
с Антипова Л. В., Соколов А.В, Горбунков М.Д., Сторублевцев С.А., 2014
В связи с реальными перспективами использования рыбного шкуросырья для пищевой, косметической и медицинской промышленности, весьма целесообразно использование ферментных препаратов для выделения и очистки функциональных биополимеров, а также кожевенных материалов [2, 3].
В качестве объектов исследования использовали свежеснятые в лабораторных условиях шкуры, ферментные препараты были отечественного производства с уровнем стандартной активности соответственно нормативной документации.
Цель работы - оценить перспективы использования ферментных препаратов для обработки шкур рыбы.
Ферментные препараты, применяемые для улучшения качества рыбного сырья, должны иметь следующие свойства:
- воздействовать на соединительную ткань;
- слабо действовать на мышечную ткань;
- иметь высокий температурный оптимум действия;
- действовать в слабокислой или нейтральной среде;
- быть безвредными для человека.
В процессе ферментной обработки белки сложной фибриллярной структуры превращаются в продукты деградации с высокими функционально-технологическими свойствами и пищевой ценностью.
Развитие исследований в области ферментативных систем различных видов технологического сырья, а также микроорганизмов позволило определить основные направления использования ферментов и препаратов ферментов во многих отраслях пищевой промышленности.
Наиболее изученными и востребованными являются ферменты протеолитиче-ского действия в связи с тем, что они способны трансформировать и модифицировать структуру белков и придавать новые свойства исследуемым объектам [4].
Амилосубтилин ГЗх - комплексный ферментный препарат, продуцируемый микробной культурой Bacillus subtilus. Продуктами действия Амилосубтилина ГЗх на крахмал являются декстрины различной молекулярной массы и олигосахариды [3].
Панкреатин - ферментный препарат из поджелудочной железы свиней и крупного рогатого скота оказывает протеолитическое, амилолитическое и липоли-тическое действие. Способствует расщеплению белков до аминокислот, жиров - до глицерина и жирных кислот, крахмала - до декстринов и моносахаридов [1].
Протосубтилин ГЗх - препарат микробной протеазы из Bacillus subtilus, используемый для производства белковых гидролизатов и в аналитических целях [1,3].
Бактериальное Врожденные брожение Физиологическая
нарушения обмена > . регуляция
Коферменты' аппарат
Ультраструктура
мембран
Рис. 1. Ферменты - источники промышленного получения и применения
Протепсин - энзимный препарат животной природы, содержащий комплекс кислых протеиназ, предназначен для применения в мясоперерабатывающей отрасли для обработки мясного сырья. Повышает водосвязывающую способность и гидратацию белков за счет их взаимодействия с активными центрами энзимов. Это приводит к разрыхлению структуры белков, увеличению иммобилизованной влаги в мясе и степени пенетрации [3].
В соответствии с прописями методических указаний готовили растворы ферментных препаратов и специфических субстратов, устанавливали pH и температуру сред. Результаты оценивали по изменению оптической плотности раствора на спектрофотометре СФ - 51 (табл. 1, рис. 2-3).
Таблица 1
Определение активности, оптимальной температуры и pH действия __________________________ферментных препаратов__________________________
Наименование Протеолитиче-ская активность, ед. / г Оптимум действия
pH температура, °С
Панкреатин 220 5 38
Протосубтилин ГЗх 48 7 38
Протепсин 42 5 45
Амилосубтилин ГЗх 23 5,5 50
На следующем этапе производили подбор дозировок препаратов (рис. 4). В ходе исследований показано, что необходимая концентрация зависит от уровня исходной активности и чистоты препарата. Однако каждый из них может быть использован в зависимости от конечной цели.
В ходе более глубоких исследований, результаты которых представляют коммерческую тайну, предложены технологические схемы получения рыбных кож, сухого и замороженного коллагена и препаратов гиалуроновой кислоты, которые в общем виде представлены на рис. 5, 6.
і % 2 5
с г
ІI * і
\ £ і 5
С =
II = «•
«мим
Температуро.'С
про тосу отатпнГ Яд - прптепми»
-•-зижкчупттпн Г «ч * іишфптин
ш ='
3 ° 11
зъо
200
1*0
~7_
г
X
* pH
-•-проюсубпиинГ 5х -•-амктосублсткн ГЗх
проте пет»
► панкреатин
Рис. 2. Зависимость протеолитиче-ской активности ферментных препаратов от температуры
Рис. 3. Зависимость протео-литической активности ферментных препаратов от pH среды
Дозировка фермента, ед ПА г сьфы
—-Протисубтилин ГЗх —— Протелсин —Амилосубтилин ГЗх —■*—Панкреатин
Рис. 4. Влияние дозировки ферментов на накопление водорастворимых продуктов гидролиза
Рис. 5. Модифицированная схема получения готовых рыбных кож
| Приемка, сортировка шкур прудовых рыб |
■ • -
| Очистка шк\ р п ч^щун к прирезей ы»и | Промывка холодной проточной водой (т=30 мин).
!____Измельчение на волчке I (1=2-3 мм>_____!
[Водная зкстоакшія 1Т '■тн^т: = <0- І? "СІ
I_______________Фплытювание_________________I
[
Жидкая фракция
Осаждение %11 о зппсвым спирісе. (вода : спирт = 1:1.5)
Ї
Твердая ф1
ракция
I
Фильтрование 1 ~
1
Пероксндно-шелочной паролго (3 %-й р-р ш*. 3 % -й р-р МаОН: КаОН: Ш>. = 7-3. жк. =4. т = 2 ч. і ±
Сушка на воздухе
I
Нейтрализация (3 во-й раствор сорной кислоты. 1 = 10 мин)
■*>
Конечный продукт - ГУК
Центрифугирование(г = 10 мин)
Ф
ФарЛСНТЛТИВНЫЙ гтертве пропхмтт-лижм ГЗх (Т=38-40 =С: т= 1.5- 2 чдэ» ровка 03 ° о к \вссе рыяя. ж к = 2-4)
Сушка (т —12 ч.1 = 18-20<С)
11Ьхмдіа прок*вяді^воззі (т=.Ч> >шн 11
Центрифугирование (т - 10 мин ) 1 ____________±______
Растворение в 7%-мр-ре лимонной кислоты, т = 48 -60 ч
1 ---------
Замораживание й = -18-20°С)
Гомогенизация
Конечный продукт - каїшсн
Рис. 6. Схема последовательного извлечения из одной навески рыбных шкур, ГУК и коллагена
Таким образом, реализуя преимущества ферментных технологий, возможно получать широкий спектр полезных продуктов, которые позволяют организовать экологически обеспеченные инновационные технологии на принципах ресурсосбережения и импортозамещения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антипова, Л.В. Использование новых технологий для получения кожевенного полуфабриката из шкур прудовых рыб [Текст] / Л.В. Антипова, Л.П. Чудинова, О.П. Дворянинова // Актуальные вопросы развития современной науки, техники и технологий: матер. I Всероссийской научно-практической конференции. - М., 2009. - С. 11-13.
2. Перспективы использования верхних покровов пресноводных рыб [Текст] / Л.В. Антипова, Л.П. Чудинова, А.В. Гребенщиков, О.П. Дворянинова // Рыбная промышленность. - 2009. - № 4. - С. 8-12.
3. Перспективы использования ферментных препаратов для обработки шкур прудовых рыб с целью получения кожевенного полуфабриката [Текст] / А.В. Антипова, О.П. Дворянинова, Л.П. Чудинова // Современные наукоемкие технологии : 2009. - № 11. - С. 37-38.
4. Дворянинова, О.П. Технологическая ценность шкур прудовых рыб в получении кожевенного сырья [Текст] / О.П. Дворянинова, Л.П. Чудинова, Г.А. Букай // Вестник Воронеж, гос. техн. акад. 2009. - № 3. - С. 28-33.
5. Рыбоводство. Основы вылова, разведения и переработки рыб в искусственных водоемах [Текст] : учеб. пособие / Л.В. Антипова,
О.П. Дворянинова, О.А. Василенко [и др.] ; / под ред. Л.В. Антиповой. - СПб.: Гиорд, 2009. - 427 с.
REFERENCES
1. Vorontsova, Y. N. Studying of properties of raw materials in technology of receiving a dry basis from invaluable products of cutting pond fishes [Text] / Y.N. Vorontsova, O.P Dvoryaninova // Collection of scientific works on materials of the International scientific and practical conference "Actual Problems of Science". -Tambov: TROO "Business-Nauka-Obshchestvo", - 2011. - P. 34-35.
2. Foodstuff of special appointment [Text]: manual / V.M. Poznyakovsky, L.A. Mayurnikova, G.A. Gorelikova, etc. - Novosibirsk: Sib. univ. publishing house, 2008. - 410 p.
3. Poznyakovsky, V. M. Examination of food concentrates. Quality and safety [Text] : educational handbook / V.M. Poznyakovsky. - Novosibirsk: Sib. univ. publishing house, 2010. - 232 p.
4. Fish breeding. Bases of cultivation, catch and processing of fishes in artificial reservoirs [Text]: studies, grant / L.V. Antipova, O.P. Dvoryaninova, O.A. Vasilenko, etc.
- SPb. : GIORD, 2009. - 472 p.
5. Dyomina, A. N. Of prospect of use of by-products of slaughter of rabbits for receiving a myasokostny flour of [Text] / A.N. Dyomina, A.V. Sokolov. - Achievements of modern natural sciences. - 2012. - No 6. - P. 132.
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНЖЕНЕРНЫХТЕХНОЛОГИЙ
Инженерные технологии - технологии успеха!
програллллы высшего образования (бакалавриат, специалитет, магистратура) факультет Управления и информатики в технологических системах факультет Экологии и химической технологии
факультет Пищевых машин и автоматов ^ .
факультет Экономики и управления факультет Технологический
программы высшего образования (аспирантура)
программы среднего профессионального образования
программы профессиональной переподготовки и повышения квалификации
Адрес:
г. Воронеж, просп. Революции.19 http://www.vsuet.ru
Приемная комиссия: тел : 8-800-500-1930
(звонок по РФ бесплатный) тел./факс; 8 (473) 255-28-35 эл.почта: [email protected]
