автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ АМУРСКИХ ОСЕТРОВЫХ РЫБ



На правах рукописи

СЫТОВА МАРИНА ВЛАДИМИРОВНА

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ АМУРСКИХ ОСЕТРОВЫХ РЫБ

Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2005

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийской научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО»),

Научный руководитель;

Офн цнальяые оппоненты:

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

доктор технических. наук, старший научный сотрудник

кандидат технических наук, доиент

Харенко Елена Николаевна

Новикова Маргарита Владимировна

Дубровин Сергей Юлианович

Ведущая организация: ГУ «Межведомственная

комиссия»

Ихтиологическая

Защита диссертации состоится: 15 декабря 2005 года в П00 часов на заседании диссертационного совета Д 307.004.03 при ФГУП «ВНИРО» по адресу: 107140, Москва, ул. Верхняя Красносельская, 17,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «ВНИРО».

Автореферат разослан ноября 2005 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Е.Н, Харенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Необходимость разработки и внедрения технологий комплексной переработки гидробионтов, обеспечивающих снижение потерь ценных компонентов, а также высокое качество и безопасность продукции, определены государственной политикой Правительства Российской Федерации в Концепции развития рыбного хозяйства РФ на период до 2020 г. и реализуются в рамках Отраслевой программы «Научно-техническое обеспечение развития рыбного хозяйства России», тематических планов научно-исследовательских работ ВНИРО.

Исследования в области комплексного подхода к переработке гидробионтов, развитые в работах Андреева М.П., Боевой Н.П., Одинцова А.Б„ Петриченко Л.К., Толкачевой В.Ф., Харченко O.A., Якуша Е.В. и других ученых, позволяют выявить основные аспекты решения проблем рационального использования сырья водного п роисхоишен ия.

Сокращение запасов осетровых, обусловленное влиянием ряда факторов экономического, политического, экологического и природоохранного характера, ставит задачу их максимальной переработки. В бассейне Амура одними из наиболее важных объектов промысла являются два вида осетровых — калуга Huso dauricus (Georgi) и амурский осетр Acipenser schrenckii fBrandl). промысел которых ведется в режиме контрольного лова.

Однако современные данные по размерно-массовым и технохимическим характеристикам, показателям качества, безопасности и пищевой ценности амурских осетровых рыб и технологии переработки отходов от их разделки отсутствуют. В этой связи актуальным является изучение состояния нерестовой части популяции этих уникальных представителей фауны Дальневосточного региона, определение путей комплексного и рационального использования, разработка . новых технологий и решение вопросов по технологическому нормированию при производстве продукции из них.

Цель Ii задачи. Целью исследований является обоснование комплексной переработки амурских осетровых рыб (калуга Huso dauricus), амурский осетр (Acipenser schrenckii (Brandt)} на основании исследований показателей

безопасности и пищевой ценности, с учетом их биохимических особенностей.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- исследовать технохим и чески е характеристики амурских осетровых рыб;

- изучить показатели безопасности, пищевой ценности и биохимические особенности мышечной ткани и отходов от разделки;

■ обосновать рекомендации по производству пищевой продукции из амурских осетровых рыб на основе переводных коэффициентов (норм) расхода сырья и изменений липидов мышечной ткани при холодильном хранении;

- разработать технологии выделения протаминсульфата ц3 молок и пишевого жира из печени осетровых рыб;

• исследовать состав молок по содержанию ДНК и активности эндогенных ферментов;

- обосновать возможность использования хряшевой ткани для производства БА Д хокдропротекторного типа;

- провести исследование сердец амурских осетровых рыб по содержанию шпохрома С;

- обосновать технологию комплексной переработки амурских осетровых рыб;

- оценить экономическую эффективность комплексной переработки амурских осетровых рыб.

Научная нивизна. Впервые изучены биохимические особенности, пищевая ценность амурских осетровых рыб в зависимости от сезонов лова и показатели качества, безопасности отходов от их разделки (субпродуктов).

Установлено повышенное содержание жира в молоках амурских осетровых рыб (5,0-5,8%), по сравнению с молоками сельдевых рыб (2,0%), являющимися сырьем для производства протаминсульфата. Показана необходимость их обезжиривания при выделении п ротам и на.

Показано, что обработка печени амурских осетровых рыб протеолитическими ферментами (Рго1атех) увеличивает выход жира при сохранении его качественных характеристик и установлено рациональное фермент-субстратное соотношение от 300 до 500 ПЕ/кг.

Установлено высокое содержание цитохрома в сердцах амурских осетровых рыб (358-364 мг на кг ткани), которое в 1,5 раза выше, чем в сердцах дальневосточных лососевых рыб (200 мг на кг ткани); гексозамина (5,5%), хондроитинсульфата (6,0%) и коллагена (12%) в хрящевой ткани и низкая активность эндогенных протеаэ молок при содержании ДНК на уровне 4%, что позволило рекомендовать субпродукты в качестве сырья для производства БАД кард иол роте кторного, хондропротекторного и олигонуклеатидного действия.

Практическая значимость. По результатам исследований разработаны и утверждены следующие нормативные документы: ТУ 9267-014-00472124-05 «Субпродукты амурских осетровых рыб мороженые. Технические условия» и ТИ; ТУ 9281-274-00472012-05 «Жир рыбный из печени осетровых рыб пищевой» и ТИ; ТУ 9281-164-00472093-2004 «Концентрат п ротам и н сульфата из молок амурских осетровых рыб» и ТИ; Единые нормы отходов, потерь, выхода готовой продукции и расхода сырья при производстве пищевой и консервированной продукции из осетровых рыб, утв. 2004 г.

Реализация результатов исследований. По разработанной нормативной документации выпушены опытные партии мороженых отходов от разделкк амурских осетровых рыб на базе ООО «Амуррыбпром» и опытная партия жира пищевого из печени амурских осетровых рыб на базе ООО «Биополимер».

Основные положения, выносимые па защиту.*

• результаты исследований показателей качества, безопасности, пишевой ценности и биохимических особенностей мышечной ткани и отходов от разделки амурских осетровых рыб весеннего и осеннего лова;

• технология выделения протаминсульфата из молок амурских осетровых рыб и опенка его антимикробной активности;

• технологические параметры ферментативного выделения жира из печени осетровых рыб;

• обоснование возможности использования молок, сердец и хрящевой ткани для производства БАД функционального назначения;

• рекомендации по комплексной переработке амурских осетровых рыб.

Апробация работы. Материалы диссертации были обсуждены на заседаниях Ученого совета ВН11РО. Основные положения диссертационной работы представлены на Первой международной научной конференции «Биоразнообразие рыб пресных вод реки Амур и сопредельных территорий (Хабаровск, 2002), Международной конференции «Рациональное природопользование и управление морскими бноресурсами: экосистемный подход» (Владивосток, 2003), IV Международной научно-практической конференции «Производство рыбных продуктов: проблемы, новые технологии, качество» (Калининград, 2003), Конференции «Развитие рыбохоч явственного комплекса России» (Санкт-Петербург, 2004), V Международной научно-праетн ческой конференции «Производство рыбных продуктов: проблемы, новые технологии, качество« (Калининград, 2005).

Публикации. Основные результаты исследований представлены в 9 печатных работах.

Объем к структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 131 стр., включает 38 таблиц, 16 рисунков и приложение, содержащее нормативную и техническую документацию, таблицы, акты внедрения, Слисок литературы включает 219 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы.

Глава 1. «Обюр литературы». Проведен анализ отечественной и иностранной научной и патентной литературы по вопросам перспективных технологий комплексной переработки гидробионтов, нишевых и биологически-активных добавок из вторичного сырья водного происхождения. Дан анализ традиционных технологий производства продукции из осетровых видов рыб и экологического состояния среды их обитания. Изложены технохимические и биологические характеристики амурских осетровых рыб, некоторые данные по безопасности и пищевой ценности гидробионтов.

На основании анализа литературных данных сформулированы цель и задачи настоя шей работы.

Сформулированы научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

Глава 2. «Объекты и методы исследований». Общий методический подход к аналитическим it экспериментальным исследованиям представлен на схеме (рис. 1), Объектами исследований служили осетровые виды рыб российской части Дальневосточного региона р. Амур - калуга (Huso dauricus), осетр амурский (Acipenser schrertckii (Brandt).

Отбор проб осуществлялся в местах лова и на промышленных предприятиях и количествах, необходимых для получения достоверных результатов исследований.

В весенне-летний период 2000-2002 гг. и осенний период 2003-2004 гг. были проведены опытно-контрольные работы по определению расхода сырья при производстве продукции из амурских осетровых рыб в соответствии с Методиками определения норм расхода сырья прн производстве продукции из гидробионтов», утвержденными Госкомрыболовством России [Методики, 2002],

Исследования показателей безопасности мышечной ткани, отходов от разделки амурских осетровых рыб и микробиологические исследования проводили в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01 по ГОСТ 26932-86, ГОСТ 26933-86, ГОСТ 26927-86, ГОСТ 26930-86, ГОСТ 26929-94, МУ 5778-91, МУ 5779-91, МУК 4.4.1.011, ГОСТ Р 51446-99, ГОСТ 10444.15-94, ГОСТ 30518-97, ГОСТ 10444.2-94.

Показатели, характеризующие изменение белков и липндов, анализировали общепринятыми методами по ГОСТ 7636-85. Аминокислотный состав белков определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе «Хнтачи-835». Липиды выделяли по методу Блайя-Дайера [Bligh, Dyer, 1959]. Жирные кислоты в виде метиловых эфиров (МЭЖК) анализировали на газовом хроматографе «Shimadzu GC 16А» [Кейтс, 1975). Содержание витаминов определяли методом ВЭЖХ на жидкостном хроматографе «Shimadzu LC 10» в соответствии с Методическими рекомендациями [2003],

Значение степени гидролиза белков при хранении образцов оценивали & ФГУП «ТИНРО-Центр» по накоплению амин но го азота в соответствии с методикой Jao, Ко (2002).

Рис 1 Слома проведения основчы* этапов исследований

Аминокислотный скор определяли соответствием в процентах содержания определенной незаменимой аминокислоты к аналогичной аминокислоте «идеального белка» шкалы ФАО/ВОЗ, принятой за 100% [Нечаев АЛ. и др., 2001, Петровский, 1975, Покровский, 1975, Скурихин, 1987].

Для исследования антимикробных свойств протаминсульфата в качестве тсст-культур были выбраны грамположительные микроорганизмы Staphylococcus aureus, грамположительные споровые Bacillus subiilis и грам отрицательные -Eshertchta coli. Определение чувствительности микроорганизмов проводили поверхностным методом (метод газонов) и методом предельных разведений. Антимикробную активность протаминсульфата определяли модифицированным методом двукратных разведений в ФГУП «АтлантНИРО».

Содержание ДНК в молоках определяли в ФГУП «ТИНРО-Центр» по методу Дише [Северин, Соловьева, 19891, содержание ДНК в препарате - по разнице поглощения азотистых оснований (при 270 и 290 нм), полученных в результате гидролиза ДНК раствором 0,5%-ной хлорной кислоты при 100-105°С [Карклиня и др., 1989]. Активность ДНКазы определяли по количеству кислоторастворимых олигонуклеотндов, образующихся в процессе ферментативного гидролиза нативной ДНК. Протеолитическую активность в молоках определяли по методу Е.Д.Каверзневой [Каверзнева, 1971).

Количественное определение цитохрома С в сердцах амурских осетровых рыб проводили по модифицированной методике ТИНРО-иентра. Протеолитическую активность ферментного препарата Protamex определяли по методу Аксона [ГОСТ 20164Л-gS].

Для определения в хряшевой ткани амурских осетровых рыб содержания гсксозаминов, сульфат-ионов, коллагена и общего азота мороженую хрящевую ткань подвергали ферм ентативно-кислот ному гидролизу. Определение содержания гексозаминов проводили спектрофотометрически согласно Фармакопейной статье № 42-1286-99. Содержание сульфат-ионов определяли по Фармакопейной статье „V® 42-1286-99; коллагена - по методу Крыловой Н.Н. и Лясковской Ю.Н. [Крылова, Лясковская, 1965j, основанному на цветной реакции оксипролина с параднметиламинобекзальдегидом в ФГУП «ТИНРО-Центр».

Статистическая обработка экспериментальных данных и построение графических зависимостей проводилась с использованием стандартных программ WINDOWS ХР и «Mtcrosoa Excel» - 2000.

В главе 3 представлены результаты морфологических исследований, показателей качества, безопасности, пищевой ценности, биохимических особенностей амурских осетровых рыб.

Анализ динамики размерного и весового состава нерестовых группировок калуги и амурского осетра за период 1991-2002 гг. показал относительную стабильность, при этом самки амурских осетров были классифицированы как крупные особи, а самцы - средние в соответствии с ГОСТ 1368-2003 «Рыба, Ддкна и масса» (рис. 2,3).

Рис, 2. Состав нерестовой группировки калуги по массе тела впериодс 1991 по 2002 год

Рис. 3. Состав нерестовой группировки амурского осетра по массе тела впериодс 1991 по2002 год

По содержанию регламентируемых показателей безопасности мышечная ткань к отходы от разделки амурских осетровых рыб различных периодов лова соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078. Содержание токсикантов (свинца, ртути, ДДТ) в осенней рыбе несколько ниже, чем в весенней.

В табл. 1 представлен общий химический состав амурских осетровых рыб в зависимости от сезонов лова, который позволил отнести калугу к среднежирным, а амурского осетра — к жирным рыбам согласно классификации Кизеветтера ИЗ. и Леванидова И.П. (Кнэеветтер, 1973; Леванидов, 1968).

■ ■ Таблица I

Химический состав мышечной ткани амурских осетровых рыб

Наименовали е объекта исследований Содержание. % Калорийность, кхал

Вода | Обшие 1 липиды Белок Минеральные вещества

Весенне-летний период промысла

Калуга 77,8±1,11 | 4,7±0,13 16,4±0,15 1,1 ±0,04 112

Белуга* 75,5 1 6,2 17,3 1.0 129

Осетр амурский 74,6±0,56 9,б±0,28 14,8*0,43 1,0±0,09 150

Осетр русский* 71.0 [ 12,0 15,7 1,3 176

Осенний период промысла

Калуга 73.6*1.0 і f?,4±0.3 I б,9±0,44 1.1 ±0.06 148

Белуга* 73,04 j 10,08 15,73 1,15 158

Осетр амурский 72,7± 1,26 14,5*0,65 15,8±1),62 . 1,0±0,Ш 198

Осетр русский* 68,94 12,81 17,15 1,1 188

* - Примечание: данные Ржавской Ф.М, Омароаа A.M., Павельевой Л.Г. Зуяькарияевой Р.Х., Буркаевой С.С., Харченко Е.Л., Чертовой Е.Н.

В мышечной ткани амурских осетровых рыб выявлено присутствие 19 аминокислот, из них 8 незаменимых, суммарное содержание которых на 4-7% больше, чем в идеальном белке, .

Исследования фракционного состава липидов амурских осетровых ■ рыб показали, что основную массу липидов составляют триглицериды, их содержание в калуге и амурском осетре колеблется соответственно от 79,4 до 88,1% и от 86,8 до 59,1%. Содержание фосфолипидов варьирует от сезонов лова — в

весенней рыбе фосфолипидов несколько меньше, чем в рыбе осеннего лова, но в целом меньше, особенно у амурского осетра (3,4%), чем в осетровых Волго-Каспнйского бассейна и бестере (13,2 -7,4%).

Жир коки слота ый состав липндов калуги и амурского осетра представлен более чем 30 жирными кислотами: м он онен асы шейных - 54%, насыщенных -26,0%, пол и ненасыщенных - 20,0%. Состав жирных кислот липндов амурских осетровых рыб в зависимости от сезона лова изменяется незначительно.

Полученные данные свидетельствуют о высокой пищевой и биологической ценности амурских осетровых рыб,

В главе 4 представлены результаты разработки переводных коэффициентов (норм) расхода сырья, изучения изменений показателей степени окисления и гидролиза липндов мышечной ткани при холодильном хранении, дано обоснование рекомендаций традиционного ассортимента пищевой продукции.

Установлено, что при переработке амурских осетровых рыб образуется значительное, от 36,2 до 53,9% (табл. 2), количество отходов, неиспользуемых в настоящее время.

Таблица 2

Отходы от разделки, % к неразделаиной рыбе_

Наименование отходов Калуга Амурский осетр

самки самцы самки самцы

Голова 24,4-25,8 24.4-25.8 19.0-19.5 19.0-19.5

Сердце 0.2-0.3 0,2 0.2-0,5 0.2-0.8

Печень 1,2-1.5 1.6 1.0-1.2 1.6-1.8

Молоки 3,8-5.9 6.5-10.6

Позвоночный хряш 6,2-8,4 6.2-8.4 5.8-7,] 5.8-7.1

Кишечник 3.2-3,9 3,0-3.7 3.1-3,3 3.0-3.6

Плавательный пузырь 0,8-1,3 0,8-13 0,6-0,7 0,6-0,7

Плавн ики, жучки 2.0-2.3 2.0-2.3 2,1-2.3 2.1-2.3

Кожа 3,2-4,1 3,2-4.1 3.7-4.0 3.7-4,0

Вязига 0.5-0.6 0.5-0.6 0,7-0,9 0,7-0.9

ВСЕГО неиспользуемые 41,7-48,2 45,7-53,9 36,2-39,5 43,2-51,1

Икра ! 1;5-19,4 - 15.2-25,2 -

ВСЕГО 53,2-67,6 45,7-53,9 51,4-64,7 43,2-51.1

Повышенное содержание жира на и во внутренних органах калуги и

амурского осетра осенней путины отрицательно сказывается на выходе икорной продукции, по сравнению с данным параметром, полученным в весенний- период лова, где жировых ястыков в среднем не более 3,0%. Количество жировых ястыков в рыбе осеннего периода, по нашим наблюдениям, около 50-60%, при этом потерн при пробивке нежировых ястыков составляют 16,5%, жировых - 25,7%. Соответственно выход икорной продукции осенью на 10-18% ниже, чем в весенне-летний период. По-видимому, следует рекомендовать провод 1ггь изъятие осетровых для промышленной переработки только в весенне-летний период. ' " ■

Проведены исследования при производстве на промысле соленого полуфабриката из сырца для последующего направления на балычные изделия; Потери при его производстве составили Солее 25%. При отмачивании ухудшались' исходные свойства мышечной ткани, куски рыбы становились волокнистыми в связи с потерей тканевых соков. Приходилось проводить длительное отмачивание в течение 6-7 суток до требуемого содержания соли 5,0%, Приготовленная балычная продукция из соленого полуфабриката не соответствовала требованиям нормативной документации по органолептическим показателям. Таким образом, производство соленого балычного полуфабриката из сырна для последующей промышленной переработки нецелесообразно.

Во время холодильного хранения осетровых рыб при температуре минус 1£°С процессы гидролиза и окисления тканевых липидов не прекращаются (рис. 4).

Длительность ХЇЖНС'інв. «ее —1-1 ні г» - —фиишо ріп шугш * * - рцхн.і«.,«*ніі нь осртр - - мший к* ы*г|>

Рис. 4. Изменение содержания оксикислот в тканевых лип идах амурских осетровых рыб при холодильном хранении.

Изменения перекиси ого, кислотного чисел, содержания окси кислот, фракционного и жирно кислотного состава липидов мышечной ткани в процессе холодильного хранения позволили дать рекомендации по хранению рыбы весенне-летнего периода промысла - 9 месяцев, осеннего периода - 6 месяцев,

В главе 5 представлено обоснование комплексной технологии переработки отходов от разделки амурских осетровых рыб.

Разработана технология производства про/налито* из молок амурских осетровых рыб. Установлено, что содержание жира в молоках амурских осетровых довольно высокое 5,0-5,8%, по сравнению с ранее используемым сырьем -молоками сельди, где содержание жира не превышает 2,0%, поэтому была введена операция обезжиривания. Для этого в гомогенизированные молокн добавляли смесь этилового спирта и раствора ЫаС1 в соотношении молоки : смесь - 1;3. В результате разработана технологическая схема производства протаминсульфата (рис. 5),

1'азморажи ванне

Зачистка молок

Иэмсяьчснне молок

4.

Обезжиривание Подготовка реактора

4

Центрифугирование Отделение спирта

I

Отмывка ядер <— Раствор ЫаС1

4

Центрифугирование —» Отделение раствора

Центрифугирование —» Отделение осадка

і

Осаждение протамнн-сульфатв ч— Подготовка

реактора

Центрифугирование ~> Отделение фильтрата

4

Ректификация спирта

Сушка концентрата протамин-сульфата 4.

Измельченне

I

Фасование, упаковывание, маркирование

4

Хранение

Рис, 5. Технологическая схема приготовления протамин сульфата

Выявлено снижение активности концентрата п ротам и н сульфата при замораживании и последующем хранении молок при температуре минус 1 S°C в течение 6 мес. Значительное снижение активности наблюдается после 3 мес. хранения молок, а к 6 мес. снижается почти в 15 раз. Установлен срок хранения молок не более 3 мес. при температуре не выше минус 1 S^C (рис, 6).

Рис. 6 Зависимость антимикробной активности протамш [сульфата от времени хранения сырья

•

6 7

Установлено бактериостатическое действие на рост и развитие исследованных микроорганизмов концентраций протаминсульфата; на Bacillus subtilis — 0,06 мг/мл, на Staphylococcus aureus - 0,25 мг/мл, на Esherichia сoli — 0,125 мг/мл.

Для разработки технологии производства пищевого жира из печени амурских осетровых рыб изучено влияние сроков хранения на показатели качества липидов печени. Установлено, что в мороженой печени содержание первичных продуктов окисления увеличивается в течение 3 мес, хранения, а после 4 мес. приближается к установленной норме (рис. 7), а содержание свободных жирных кислот к этому сроку хранения несколько превышает установленную норму (рис.8). Однако содержание витаминов А и D уменьшается незначительно. Срок

1Л -;-.............

g ------ .—

I р.. ' у-ол«*"*:

« : ------- ----------- r® * 0,95 ;

& £o.s --------- -.....- " ■; ■

IB •

£ I0,4....................

« 5 од • •- - ■ i

я • •

О ■

0 12 3 15 &ремя хранения, мес.

хранения мороженой печени для производства пищевого жира установлен не более 3-х мес.

В целях получения высококачественного жира с высокой биологической ценностью был выбран ферментативный способ, предусматривающий щадящие режимы технологической обработки. Для этого размороженную до температуры минус ("С - минус 5°С печень измельчали в гомогенизаторе из нержавеющей стали, обеспечивающем образование частиц размерами не более 5 мм в диаметре, загружали .в реактор, снабженныймещалкой и устройством для подогрева (объём реактора — не более 0,5 м3). Измельчённую печень при перемешивании нагревали до температуры 45-5 СС, добавляли ферментный препарат Ргоіатех с протеолитической активностью 430 ПЕ/кг- в виде водного раствора в количестве 10% к массе сырья и выдерживали при згой температуре 90 мин.

і і з

Срок хранения, мес.

> Перекиси« ччево лкпндов печени галу™

- Перекисное число лклниов печени амурского осетра

- Норма по СанПнН

Рис.7. Изменение перекисного числа липилов печени амурских

осетровых рыб при холодильном хранении (минус 18°С)

¡¿о

Ккслотиое число ! лнпнцов печени калуги -

Кислотное число

лнпндоа печену і

амурского осетра 1

НормапоСанПкН 1

1 2 3

Срок хранения, мес

Рис.8. Изменение перекисного числа липидов печени амурских осетровых рыб при холодильном хранении (минус 18°С)

Для установления рациональной степени гидролиза использовали

фермент-субстратное соотношение от 100 до 800 ПЕ/кг субстрата. Установлено, что при фермеит-субстратном соотношении от 300 до 500 ПЕ/кг достигается определенный максимум гидролитического растепления белков в 31-35%. Дальнейшее увеличение ферментативного воздействия на субстрат нецелесообразно, так как не приводит к существенному увеличению гидролитического расшепления клеточной структуры печени и выхода жира (рис. 9).

Из полученной после гидролиза эмульсии выделение жира было затруднено, в связи с чем, для отделения жира из смеси была проведена обработка хлоридом натрия в количестве 30 % к массе обрабатываемого субстрата. Продолжительность обработки составляла около 2 ч при комнатной температуре до образования границы раздела фаз, что позволило разрушить образовавшуюся после ферментолнза эмульсию и высвободить целевой продукт.

I 40

в 35 I 30

||20 S »15

Л ~10

£ г-

ё 5 S о

—Степень гмвропю»

днпилав печени калуги

—■— Степень гидролиза

липидол печени амурского осетра

О 100 300 500 еоо

Фермент-субстратное соотношение, ПРУкг

Рис, 9 Влияние фермент-субстратного соотношения на степень гидролиза печени

Отделение жира из субстрат-ферментно-солевой смеси проводили на . осадительной центрифуге периодического типа. Отделяющийся жир собирали, промывали, дистиллированной водой, отстаивали и фильтровали. Удаление остаточного количества воды, а также инактивацию возможной примеси активных форм микроорганизмов и использованного при обработке фермента осуществляли в ходе нагревания под вакуумом при 105"С в течение 15 мин г» вакуум-сушильном аппарате при 67-80 кПа.

В результате проведённых исследований разработана технологическая схема получения жира аз печени амурских осетровых рыб (рис. 10).

Размораживание І

Измельчение і.

Ферментолиз і

Солевая обработка Центри фугировал ие

Вакуум-сушка .1

Упаковывание

. . ; • . . ■

Маркирование

. 4 Хранение

Рис. 10. Схема технологического процесса

Выход жира по предложенной технологической схеме составил 26-31% от количества жира, содержащегося в сырье. При этом кислотное число жира калуга и осетра составило соответственно, в среднем 1,33 и 1,12 мг КОН/г, перекисное 1,17 и 0,55 ммоль активного кислорода/кг.

Следовательно, использование фермектолнза в этих целях можно считать успешным, так как при вытапливании жира из названных объектов классическим способом (нагреванием до 85-95%) выход продукта не превышает 10%. Кислотное число для жира калуги и осетра, полученное в этих условиях, составило соответственно 2,28 и 2,22 мг КОН/г, перекисное число 4,68 и 4,22 ммоль , активного кислорода/кг.

ПолученныП жир разливали в стеклянные флаконы вместимостью 50 см1 и хранили при температуре не выше 5°С. Определено, что перекисное число в жире из печени калуги и осетра варьировало соответственно от 1,17 и 0,55 ммоль активного кислорода/кг в исходном жире до 7,12 и 7,59 ммоль активного кислорода/кг после 14 месяцев хранения (рис. П). Однако эти показатели не превышали максимально допустимых значений, установленных СанПиН 2.3.2.1078-01.

Кислотное число жира из печени осетровых до 6 мес, хранения

практически не менялось (рис. 12). При дальнейшем хранении содержание СЖК несколько возрастало и после 14 мес. составляло в жире из печени калуги 2,07 мг КОН/г, в жире из печени амурского осетра - 1,44 мг КОН/г, что ниже установленных СанПиНом норм.

Органолептнческие показатели существенно не изменились через 14 мес. хранения. Рекомендован гарантированный срок хранения жира - 12 мес. 12

Перекис нос число жира пяшсбого т печени калуги

—■—Перекисі«« число жира лишеного из печени амурского осетра

—6—НормагтоСанПнН .

1 3 6 9 12 Срок хранения, мес.

Рис, 11. Изменение перекисного числа жира пищевого т печени амурских осетровых рыб

— кислотное чясдО жира

пищевого из печени калуги'

—■—Кислотное число жира ; лицевого иэ печени амурского осетра —й—Норма по СанЛиН

3 6 9 Срок хранения, мес.

Рис, 12. Изменение кислотного числа жира пищевого из печени амурских осетровых рыб

Дано научное обоснование возможности использования молок, сердец и

хрящевой ткани амурских осетровых рыб для производства Б АД.

Выявленное соотношение активности эндогенных ферментов и высокое содержание ДНК в молоках калуги и амурского осетра позволяет сделать заключение о перспективности использования данного вида сырья для производства БАД (табл. 3).

Получение БАД ДНК из молок амурских осетровых рыб было апробировано в соответствии с методом получения низкомолекулярной ДНК из молок тихоокеанских лососей [Пат. № 9) 5446). Способ получения включает две стадии -экстракцию водным раствором МаС1 и осаждение в этиловом спирте. Содержание ДНК в препарате и выход ее из молок амурских осетровых рыб сопоставимы с молоками лососевых рыб и составляют соответственно 71,0-78,0% и 4,2-6,5%. Несколько более высокий выход БАД ДНК (до 6,5%) возможно обусловлен пониженным содержанием влаги в сырье, по сравнению с лососевыми молоками.

Таблица 3

Сравнительные данные удельной активности нуклеаз и протеаз,

содержания ДНК в молоках гидробионтов_

Вид сырьп Активность шел очных дезо ксирибону клеаз, Е/г Активность протеаз, Е/г Содержание ДНК, %

Калуга 40Л±1.8 0.07±0,004 3.89±0,04

Осетр амурский 42,511,-4 0,08±0,003 4,25±0,241

Кета* 105,5±5,12 0.33±0.016 7,80±0,335

Горбуша* 63,0±3,05 0,27±0,012 5,00+0.200

Сельдь* 160,0±7,25 0,45±0.023 4.50±ОЛ35

Треска* 85.3±4,01 3.20+0.150 3.75±0,157

Минтай* следы* 0,13±0,00б 3,00=0.147

Лемонема* 6.7І0.32 0,82±0.037 3.60+0.170

Навага* 36,1 ±1,70 3.20±0,135 3.40+0,159

Акула-катран* 20,5±0,82 0 2,13±0.100

* - Примечание: данные Поздняковой ЮЛ1.идр„2001, 2003,

С целью определения возможности использования сердец амурских осетровых рыб для производства ВАД кардиопротекторного действия были проведены исследования по содержанию в них нитохрома С.

Установлено, что в 'сердцах калуги содержание цитохрома в среднем составляет 364 мг на кг ткани, в сердцах амурского осетра - 358 мг на кг ткани. Для сравнения, содержание цитохрома С в сердцах дальневосточных

лососевых видов рыб в 1,5 раз меньше и составляет около 200 мг в кг сырой ткани [ЭпипеГш и др., 1989]. Кроме того, выяснилось, что спектральный максимум поглощения цитохрома С калуги и амурского осетра смешен к находится в области 630 нм, Следует отметить, что цитомром С лососевых рыб имеет три выраженных максимума в спектрах поглощения - 550±3, 521 ±3 и 415=3 нм. Выявленные значительные различия в количественном содержании цитохрома С вероятно являются видосненнфическим признаком и отражают особенности биологии осетровых рыб.

Рис. 13. Изменение содержания цитохрома С в сердцах амурских осетровых рыб в процессе морозильного хранения

1 2 3 4 5 6 7 в 9 10 11 12 13 14 Срок хранения, мес

Для установления сроков хранения сырья до переработки были проведены исследования изменения содержания цитохрома С в сердцах амурских осетровых в процессе хранения при температуре минус 18с'С.

На рис, 13 приведены усредненные данные для сердец калуги и амурского осетра, так как индивидуальные показатели достоверно не различаются у этих видов. Некоторое снижение содержания цитохрома С от 339 до 365 мг на кг ткани отмечается после 9 месяцев хранения. Однако и после годового хранения содержание цитохрома составляет 358 мг на кг ткани, что практически в два раза больше, чем в сердцах лососевых рыб. Вместе с тем, хранение сырья более года представляется нецелесообразным, вследствие снижения его качества за счет ухудшения органолептических показателей.

Было изучено содержание гексозаминов, хондронтинсульфатов, коллагена в хрящевой ткани амурских осетровых рыб п сравнении с ранее исследованными гидробионтамн и известными лечебными препаратами, используемыми в

настоящее врет при воспалительных заболеваниях опорно-двигательной систем ы(тэбл, 4). Установлено, что по количеству гексозамннов хрящевые рыбы (акулы, скаты, калуга, амурский осетр) значительно (в 2-5 раз) превосходят кости стык рыб (лосось) и головоногих моллюсков (кальмар), но уступают известным коммерческим препаратам. В исследуемых препаратах содержание коллагена 12,0-12,5 % в зависимости от вида сырья. При этом содержание белка составляет 14,7-16,0%. Количество хондроитинсульфатов в исследуемых образцах составляет около 6%, что сопоставимо с ранее исследованными гндробионтами и готовыми лечебными препаратами. Соответственно хрящевую ткань амурских осетровых рыб можно рекомендовать как* источник получения биологически активных вешеств хондропротекторного действия.

Таблица 4

Сравнительные качественные характеристики хряшевой ткани _н готовых препаратов, % от сухой массы _

Наименование сырья Гексозами к ы Сульфат-ноны Коллаген Белок

Хрящевая ткань

Калуга 3,42 5.78 12,5 16,0

Осетр амурский 3.40 5,50 12.0 14,7

Полярная акула* 2.78 6,48 4,1 11,13

Скат* 6.3 4,9 не опред. не опред.

Кальмар* 1.0 6.36 8,4 11,42

Лососевые* 1,1 6,2 6.0 12.84

Калуга аквакультуры* 3,36 5,97 13.5 не опрел.

Препараты*

Структум 12,0 I1,5 ( - |

Глюк озам ин ос ул ьфат 38,4 10.36 I -

Хондрамин 0 18,0 | -

Хонсурид 20,8 7,5 І - I -

Гмалуроновая кислота 15.2 5.7 -

*- Данные Клычковой, ПО., Пнвненко Т.Н., Эгшггейна Л.М„ Ковалева Н.Н., 2003,2004

Представлена практическая реализация результатов исследований. Разработана схема комплексной переработки амурских осетровых рыб (рис. 14), которая предусматривает производство продукции пищевого, технического, кормового, лечебно-профилактического и медицинского назначения широкого ассортимента. Проведен расчет экономической эффективности от ее внедрения.

тшткшщШ

Кзяуі Амуроий (cupf га oceip Ч)

IS

t

tTtuwM

Рис. 14 Технологическая схема комплексной переработки амурских осетрошч рыб

Реализация схемы комплексного использования амурских осетровых рыб позволит значительно увеличить объем выпускаемой продукции, рационально использовать ценное вторичное сырье, недоиспользуемое в настояшее время, повысить эффективность от переработки амурских осетровых рыб.

ВЫВОДЫ

1. Обоснована технология комплексной переработки амурских осетровых рыб калуги (Huso dauricus) и амурского осетра Acipenser schrenckii (Brandt) на основании исследований показателей безопасности и пищевой ценности с учетом их биохимических особенностей.

2. Установлено, что мышечная ткань калуги и осетра весенне-летнего периода лова отличается пониженным содержанием липидов (4,7 и 9,6%) и повышенньгм содержанием влаги (77,8 и 74,6 %), в осенний период отмечено высокое содержание липидов (8,4 и 14,5%) и низкое содержание влаги (73,6 и 72,7%), Калугу следует отнести к среднежирным рыбам, а амурского осетра - к жирным.

3. Показано, что процессы гидролиза и окислительной порчи липидов мороженых неглазированных амурских осетровых рыб весеннего лова менее выражены, чем в рыбе осеннего лова, что позволяет рекомендовать срок хранения соответственно 9 и 6 месяцев nprt температуре минус 18°С.

4. Разработаны рекомендации по производству пишевой продуши и из амурских осетровых рыб по установленным переводным коэффициентам (нормам) расхода сырья.

5. Разработана технология получения протаминсульфата из молок амурских осетровых рыб. Показано, что после гомогенизации сырья необходимо проводить обезжиривание. Установлено, что бактериостатическое действие протаминсульфата в отношении Bacillus subiílis проявляется при концентрации 0,06 мг/мл, Staphylococcus aureus — 0,25 мг/мл, Esherichia coli - 0,125 мг/мл. При длительном хранении молок активность полученного из них препарата заметно снижается, поэтому срок хранения сырья при температуре минус 18°С должен быть ограничен 3 мес.

6. Разработана технологическая схема получения жира из печени осетровых, в которой для гидролиза липидно-белкового комплекса применяется обработка сырья ферментом Протамекс. Установлено рациональное фермент-субстратное соотношение от 300 до 500 ПЕ/кг, Выход конечного продукта составляет 26-31%

от содержания жира в сырье, что на 16-21% выше, чем при классическом способе.

«

На основании определения перекисиого и кислотного чисел липидов печени установлен допустимый срок хранения сырья до переработки который составляет не более 3 мес,

7. Определено содержание молок в амурском осетре и калуге до 10,6 и 5,9% соответственно, которые характеризуются низкой активностью эндогенных нротеаз при содержании ДНК на уровне 4,0%, что позволяет их рекомендовать в качестве сырья для производства БАД олигонуклеотидной природы.

8. Установлено, что содержание пито хрома в сердцах амурских осетровых в 1,5 раза выше, чем в сердцах лососевых рыб и составляет в среднем у калуги - 364, у осетра - 358 мг на кг ткани. Выявлены видоспецифические особенности цитохрома С, выделенного из.сердец амурских осетровых рыб. Установлено, что при хранении сырья в течение 9 месяцев при минус 18°С содержание цитохрома снижается незначительно,

9. Установлено наличие в хрящевой ткани амурских осетровых рыб противоспалительных компонентов, в частности хондроитинсульфатов до 6,0%, гексозаминов до 5,5% и коллагена около 12,0% при содержании белка около 15,0%.

10. Дана оценка экономической эффективности комплексного использования амурских осетровых рыб для производства продукции пишевого, технического, кормового, лечебно-профилактического и медицинского назначения широкого ассортимента. Увеличение объема выпускаемой продукции на 5,14 тонн в год повышает эффективность переработки амурских осетровых рыб за счет увеличения. поступлений в бюджет на 63,7%, чистой прибыли на 74,8% и позволяет рационально перерабатывать ценное сырье, недоиспользуемое в настоящее время на 36,2-53,9%.

11. Разработана следующая нормативная документация: ТУ 9267-01400472124-05 «Субпродукты амурских осетровых рыб мороженые.

Технические условия» и ТИ; утверждены ТУ 9281-164-00472093-2004 «Концентрат протаминсульфата из молок амурских осетровых рыб» н ТИ; ТУ 9281-27400472012-05 «Жир рыбный из печени осетровых рыб пищевой» и ТИ; Единые нормы отходов, потерь, выхода готовой продукции и расхода сырья при производстве пишевой и консервированной продукции из осетровых рыб, утв. 2004г.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Сытова М.В. Анализ экологического состояния мест обитания амурских осетровых рыб // Сборник научных трудов. Известия ТИНРО. - Влади восток.-2004. — Т. 137 — С.289-291.

2. Сытова М.В., Харенко Е.Н., Беляев В.А., Шмигирилов А.П. размерные и весовые показатели нерестовых группировок осетровых рыб в бассейне р. Амур// Вопросы рыболовства, 2004, Т.5, № 3 (19), С. 470-481

3. Сытова М.В~, Харенко Е.Н., Чернышева Н,Л. Исследование возможности использования молок амурских осетровых рыб для производства протаминсульфата// Научные основы совершенствования технологии рыбных продуктов. Сб. научных трудов АтлантНИРО, Калининград, 2004,-С 156-162.

4. Харенко Е.Н., Сытова М.В. Особенности фракционного и жирнокислотного состава ли пи до в амурских осетровых рыб // Прикладная биохимия и технология гидробионтов; Труды ВНИРО,- М.: Изд-во ВНИРО, 2004.- Т. 143.- С. 103-109.

5. Шмигирилов А.П., Беляев В.А., Сытова М.В., Харенко Е.Н. Из истории эксплуатации запасов осетровых в бассейне реки Амур// Рыбная промышленность, № 2,- М.: Пищепром из дат, 2004.- С.11-14,

6. Kharenko E.N., Sytova M.V., Yarichevsfeaya N.N. Technological rules as mefhs for natural stocks of Amur sturgeon and kaluga / Proceedings of the Ist International Symposium on Fish Biodiversity of the Amor River and adjacent rivers fresh waters, Khabarovsk, 29 October - 1 November 2002 (abstracts in English, Papers in Russian, Chinese, English), Khabarovsk: Publishing house "Magellan". 2004.- P. 72-79.

7. Сытова M.B., Харенко E.H., Касьянов С.П., Кузнецов Ю.Н. Пишевой жир из печени амурских осетровых рыб// Рыб. хоз-во, №4.-2005.-С.71-74.

8. Сытова М.В., Харенко E.H., Ковалев H.H. Использование отходов от разделки амурских осетровых рыб//Рыбная промышленность, №2,- М.: Пищелромиздат, 2005,- С.4-7.

9. Сытова М.В. Пищевая безопасность амурских осетровых рыб// Материалы V научно-практической конференции АтлантНИРО,- 2005.-С.46-51.

Подп. в печать С?, ¡¡.05 Обьш ¡¡5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ

ВНИРО. 107110, Москва, В. Красносельская, 17