Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1.. Технохимические и биологические характеристики амурских осетровых рыб
1.2. Экологическое состояние среды обитания амурских осетровых рыб 8
1.3. Безопасность и пищевая ценность гидробионтов 10
1.4. Анализ традиционных технологий производства продукции из осетровых видов рыб 13
1.5. Перспективные технологии комплексной переработки гидробионтов 15
1.6. Пищевые и биологически активные добавки из вторичного сырья водного происхождения 19
1.6.1. Функциональные добавки из молок 20
1.6.2. Способы переработки жиросодержащих отходов 24
1.6.3. Препараты из хрящевой ткани и сердец 29
1.7. Заключение по обзору литературы . 32
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований
2.1.. Объекты исследований 36
2.2. Методы исследований 37
Результаты исследований и их обсуждение
Глава 3. Изучение размерно-массовых характеристик, безопасности и пишевой ценности амурских осетровых рыб
3.1. Изучение размерно-массовых характеристик амурских осетровых рыб 42
3.2. Исследование безопасности мышечной ткани и отходов от разделки амурских осетровых рыб 48
3.3. Исследование пищевой ценности и биохимических особенностей амурских осетровых рыб 51
ГЛАВА 4. Обоснование рекомендации традиционного ассортимента пищевой продукции
4.1. Разработка переводных коэффициентов (норм) расхода сырья 59
4.2. Изучение изменений показателей степени окисления и гидролиза липидов мышечной ткани при холодильном хранении 74
4.3. Рекомендации по выработке традиционного ассортимента продукции , 81
ГЛАВА 5. Обоснование комплексной технологии переработки отходов от разделки амурских осетровых рыб
5.1.. Разработка технологии протаминов из молок амурских осетровых рыб 83
5.1.1. Технология выделения протаминов 83
5.1.2. Исследование антимикробных свойств протаминсульфата... 85
5.1.3. Исследование влияния замораживания и хранения сырья на антимикробную активность протаминсульфата 88
5.2. Разработка технологии пищевого жира из печени амурских осетровых рыб 90
5.2.1. Исследования химического состава и биохимических особенностей печени 90
5.2.2. Влияние сроков хранения на показатели безопасности и качества липидов печени 92
5.2.3. Технология производства пищевого жира из печени 94
5.2.4. Установление сроков хранения пищевого жира, показателей безопасности и качества 99
5.3. Обоснование возможности использования молок, сердец и хрящевой ткани амурских осетровых рыб для производства Б АД 101
5.3.1. БАД ДНК из молок 101
5.3.2. БАД Цитохром С из сердец 104
5.3.3. БАД из хрящевой ткани 107
5.4. Практическое использование результатов исследований 109
5.5. Расчет экономической эффективности 110
Выводы 114
Список литературы
- Технохимические и биологические характеристики амурских осетровых рыб
- Исследование безопасности мышечной ткани и отходов от разделки амурских осетровых рыб
- Изучение изменений показателей степени окисления и гидролиза липидов мышечной ткани при холодильном хранении
- Исследование влияния замораживания и хранения сырья на антимикробную активность протаминсульфата
Введение к работе
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 [Концепция, 2003; Онищенко, 2003; Тутельян, 2003].
Задача по увеличению объема выпуска рыбных продуктов, с одной стороны, направлена на внедрение передовых достижений науки по сохранению водных биоресурсов, полному и рациональному их использованию, а с другой стороны, тесно взаимодействует с решением вопросов по повышению качества и безопасности готовой продукции, которые закладываются, начиная с промысла.
В последнее время в силу ряда объективных и субъективных причин запасы основных видов гидробионтов значительно снизились, в связи с чем наиболее актуальной становится разработка технологий их комплексной переработки. В области переработки водных биоресурсов имеются потенциальные возможности увеличения выпуска, как пищевой продукции, так и продуктов целевого назначения, без увеличения вылова за счет использования отходов от переработки.
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 О,А., Якуша Е.В. и других ученых, позволяют выявить основные аспекты решения проблем рационального использования сырья водного происхождения.
При этом особое внимание уделяется ценным объектам промысла, в том числе осетровым видам рыб, которые в Российской Федерации встречаются в Азовском, Волго-Каспийском, Аральском, Балтийском бассейнах, в Байкале и некоторых водах Дальнего Востока.
Основными производителями деликатесной продукции из осетровых рыб традиционно являются предприятия Волго-Каспийского бассейна и в небольших объемах — Азово-Черноморского бассейна. Однако в силу влияния ряда факторов экономического, политического, экологического и природоохранного характера запасы осетровых этих бассейнов сокращаются. Компенсировать дефицит деликатесной продукции возможно за счет осетровых иных российских районов промысла, в частности Дальневосточного региона. Амур, входящий в десятку крупнейших рек мира, отличается богатством ресурсного потенциала, в первую очередь биологического.
В бассейне Амура одними из ценных объектов промысла являются два вида осетровых - калуга Huso dauricus (Georgi) и амурский осетр Acipenser schrenckii (Brandt),
Первые данные о промысле осетровых в Амуре известны, начиная с 1891 года [Крюков, 1894], когда вылов осетровых составлял около 1200 тонн. В период с 1909 по 1922 года учтенный вылов ежегодно составлял около 300 тонн. С 1923 по 1930 года был введен запрет на промысел осетровых. После изучения состояния запасов, проведенных А.Н. Пробатовым [1936], промысел осетровых на Амуре был возобновлен, и с 1931 по 1957 год ежегодный вылов, согласно данным официальной статистики, находился на уровне от 100 до 200 тонн и до 50 тонн в первые послевоенные годы [Пробатов, 1936; Крыхтин, 1959]. В связи с падением численности осетровых с 1958 по 1976 год вновь был введен запрет на их промысел в Амуре. Вылов проводился только в целях контроля за состоянием запасов и составлял около 30 тонн ежегодно. С 1977 года, после некоторого роста численности популяции калуги, был открыт ограниченный промысел этого вида в лимане Амура, а с 1983 года промысел был переведен в режим контрольного лова с ежегодным изъятием около 50-60 тонн.
С 1991 года контрольный лов стал проводиться как в русле, так и в лимане Амура с целью изучения состояния нерестовой части популяции осетровых. Общий объем вылова в настоящее время находится на уровне 60-136 тонн. Вместе с тем, весь исследуемый период имел место незаконный браконьерский вылов, но сведения по усилению, либо ослаблению этого пресса на популяции в какие-либо отдельные периоды отсутствуют.
Современная экологическая ситуация в бассейне р. Амур, связанная с загрязнением различными веществами, может вызвать нарушение экологии гидробионтов и отразиться на безопасности и качестве рыбы.
Анализ литературных источников показал отсутствие современных данных по размерно-массовым, технохимическим характеристикам, показателям качества, безопасности и пищевой ценности амурских осетровых рыб, в связи с чем, в настоящее время становится актуальным изучение состояния нерестовой части популяции этих уникальных представителей фауны Дальневосточного региона для определения путей их рационального и комплексного использования, разработке новых технологий и решения вопросов по технологическому нормированию при производстве продукции из них.
Технохимические и биологические характеристики амурских осетровых рыб
С принятием Федерального закона Российской Федерации «О техническом регулировании» безопасность пищевой продукции стала объектом правового регулирования. Показатели безопасности продукции, соответствующие современным требованиям санитарии и гигиены, обеспечивают безопасность людей и охрану окружающей среды. Их определение в продуктах из гидробионтов особенно актуально с точки зрения содержания химических соединений антропогенного происхождения и патогенной микрофлоры.
Амурские осетровые по показателям безопасности положительно отличаются от осетровых Волго-Каспийского бассейна. Так, по данным Харенко Е.Н., Кима Э.Н. содержание ртути в белуге составляет от 0,6 мг/кг, в калуге - 0,06 мг/кг, также в 2-3 раза меньше свинца, кадмия и других токсичных элементов. По органическим токсикантам сумма ДДТ в мышечной ткани амурских осетровых рыб составляет около 0,02 мг/кг (при норме - 0,03 мг/кг), в Волго-Каспийских осетровых содержание ДДТ и его метаболитов достигает 0,1мг/кг. Содержание изомеров гексахлорцикло-гексана (ГХЦГ) в амурских осетровых рыбах около 0,01 мг/кг (норма - 0,003 мг/кг), а в Волго-Каспийских - до 0,1 мг/кг. В тоже время содержание гистамина практически одинаково и составляет от 10 до 20 мг/кг [Ким, 2001; Харенко,2001]. Однако эти данные получены только для рыбы весеннего периода лова.
Таким образом, в мышечной ткани амурских осетровых рыб весеннего периода промысла содержание токсичных веществ ниже установленных нормативов. Данные по содержанию токсичных веществ в рыбе осеннего лова, а также во внутренних органах и отходах от разделки амурских осетровых рыб этих периодов лова в литературе отсутствуют.
Пищевая ценность рыбы, по данным Скурихина И.М., Сафроновой Т.М, Шендерюка В,И. и других исследователей, определяется содержанием в ней белков, жиров, макро- и микроэлементов, витаминов, ферментов, калорийностью, зависит от количественного и качественного состава питательных веществ мяса рыбы. Понятие «пищевая ценность» складывается из потребительских свойств, которые характеризуются размером и выходом съедобной части рыбы, консистенцией, органолептическими и биохимическими показателями мышечной ткани, а также содержанием основных пищевых веществ, необходимых для питания человека.
Современное представление о пищевой ценности дополняется оценкой его биологической ценности, которая обусловлена качеством белковых, жировых и минеральных компонентов продукта, связанных со степенью сбалансированности аминокислотного, жир но кислотно го и минерального состава, структурными особенностями и определяется оптимальной полезностью продукта, соответствием его потребностям человека. При оценке пищевых достоинств рыбы во всех случаях требуется учитывать возможность ее использования для приготовления различных пищевых продуктов, а также органолептические показатели [Технология, 2001].
Белки являются наиболее ценными компонентами пищи и их основное значение заключается в незаменимости другими пищевыми веществами. В организме человека они расщепляются до аминокислот, часть которых (заменимые) участвуют в синтезе других аминокислот и белков, а часть — не синтезируется (незаменимые) и поступает только с пищей [Скурихин, 1987]. Всего существует более 25 аминокислот, 8 из которых относятся к незаменимым.
Необходимость изучения аминокислотного состава амурских осетровых рыб диктуется не только теоретическими соображениями, но и практическими, для определения режимов обработки сырья. Для технологических характеристик важное значение имеет состав аминокислот, входящих в состав белка рыбы. Присутствие в белках сырья всего комплекса незаменимых аминокислот в физиологически необходимых соотношениях обеспечивает возможность выработки из него, безусловно, полноценных продуктов питания.
Количество и состав аминокислот в продукте является одним из объективных критериев его пищевой ценности, поэтому наиболее показательным является определение не суммарного количества аминокислот, а каждой в отдельности. Кроме того, биологическая ценность белков определяется не только содержанием аминокислот, но и их сбалансированностью, которое наилучшим образом отвечает функциональным потребностям организма человека, так называемый аминокислотный скор мышечной ткани рыб. В качестве «идеального белка» применяют шкалу ФАО/ВОЗ (1973), а биологическую ценность устанавливают по аминокислотному скору, который определяют соответствием в процентах содержания определенной незаменимой аминокислоты к аналогичной аминокислоте «идеального белка» шкалы Ф АО/ВОЗ, принятой за 100% [Петровский, 1975; Покровский, 1975; Скурихин, 1987].
Особенно важны для организма лейцин, изолейцин и валин, в связи с тем, что они работают не только как компоненты белка, но и как источники энергии для мышц, а также поставщики углеродного скелета других аминокислот. Глутаминовая кислота, хоть и является заменимой аминокислотой, должна содержаться в пище в достаточных количествах, поскольку ее недостаток вредно влияет на работу мускулатуры и иммунной системы, а при построении мышц расход этой аминокислоты увеличивается [Пилат, 2002].
Аминокислоты лизин, аргинин, глицин, аланин, очевидно, имеют самостоятельное значение в обмене веществ, тогда как остальные аминокислоты находятся в близком соотношении одна к другой, участвуя в построении молекул мышечных белков. Суммарное соотношение аминокислот в пределах одного семейства, но у разных видов различается незначительно [Мелькова, 1967; Малькольм, 1976].
Незаменимые аминокислоты должны обязательно в определенных количествах поступать с пищей. Наиболее оправданными для питания являются белки, аминокислотный состав которых близок к среднему аминокислотному составу организма. Для лучшего усвоения белка содержание незаменимых аминокислот должно быть сбалансировано.
Липиды, являющиеся одним из основных компонентов мышечной ткани, состоят, в основном, из так называемого нейтрального жира. Помимо двух главных составляющих липидов - триглицеридов и фосфолипидов -существует множество других, содержащихся в меньших пропорциях — углеводороды, стерин (холестерин) и его эфиры, свободные жирные кислоты, пигменты, витамины и прочие. В составе липидов в организме рыб они имеют важное физиологическое значение, а при выделении жира из тканей для внутреннего использования определяют биологическую активность и медицинское назначение конкретного жира [Малькольм, 1976; Технология, 2001; Сидоров, 1983].
Исследование безопасности мышечной ткани и отходов от разделки амурских осетровых рыб
В связи с отсутствием данных по показателям безопасности амурских осетровых рыб осеннего лова проведены соответствующие исследования [Сытова, 2005].
Установлено, что содержание свинца в мышечной ткани амурских осетровых рыб при норме 1,0 мг/кг осенью составляет в калуге 0, 49 мг/кг, в амурском осетре — 0,43 мг/кг, что несколько ниже, чем в рыбе весенне-летнего периода промысла (табл. 3).
Мышьяк в мышечной ткани не обнаружен как осенью, так и весной.
Содержание кадмия при норме 0,6 мг/кг составляет осенью в калуге — 0,12мг/кг, в амурском осетре — 0,11 мг/кг.
По содержанию ртути (0,05-0,07мг/кг) амурские осетровые рыбы выгодно отличаются от осетровых Вол го-Каспийского бассейна. В частности, нормируемое СанПиН 2.3.2.1078 содержание ртути в белуге составляет 2,0мг/кг.
В амурских осетровых рыбах на порядок ниже содержание нитрозаминов (норма 0,003 мг/кг) в калуге 0,0 004-0,0005 мг/кг, в амурском осетре 0,0004-0,0005мг/кг (Приложение 1).
В амурских осетровых рыбах в десять раз ниже нормы содержание гексахлорциклогексана (норма ГХЦГ - 0,2мг/кг), так в калуге - 0,01-0,03мг/кг, в амурском осетре — 0,02мг/кг, что также на порядок ниже, чем в Волго-Каспийских осетровых (0,1 мг/кг). Также ниже нормы в десять раз содержание ДЦТ и его метаболитов (норма 2,0мг/кг), в калуге составляет 0,12-0,23мг/кг, в амурском осетре 0,14-0,15мг/кг.
Содержание полихлорированных бифинилов в 20 раз ниже нормы (2,0мг/кг), так в калуге 0,04-0,06мг/кг, в амурском осетре — 0,03-0,0бмг/кг.
В мышечной ткани амурских осетровых рыб не обнаружены радионуклиды - цезий и стронций.
По микробиологическим показателям (табл. 3) мышечная ткань амурских осетровых рыб также соответствует требованиям нормативных документов. Не обнаружено наличие патогенной микрофлоры. КМАФАнМ при норме не более 1-Ю5 КОЕ/г составляет в калуге — 1,9-102 - 2,2-103, в амурском осетре — 3,2 102 — 8,6ТО2 КОЕ/г.
Сравнительный анализ рыбы осеннего и весеннего лова показал, что содержание токсикантов в осенней рыбе несколько ниже, чем в весенней по содержанию свинца, ртути, ДЦТ.
Показатели безопасности отходов от разделки амурских осетровых рыб представлены в таблице 4. Содержание неорганических и органических токсикантов в молоках, печени, сердцах, хрящевой ткани в 10-20 раз ниже требований СанПиН, особенно по ртути, мышьяку, кадмию и ГХЦГ. Нитрозамины во внутренностях не обнаружены (Приложение 1). Микробиологические показатели на 2-3 порядка ниже требований СанПиН 2.3.2.1078-01.
Установленные значения содержания всех регламентируемых показателей безопасности в объектах исследований позволили ввести в нормативную документацию ТУ 9267-014-00472124-05 «Субпродукты амурских осетровых рыб мороженые. Технические условия» на отходы от разделки амурских осетровых рыб значения, соответствующие СанПиН 2.3.2.1078.
Таким образом, мышечная ткань, внутренности и отходы от разделки амурских осетровых рыб весеннего и осеннего периодов лова по содержанию токсичных элементов, нитрозаминов, пестицидов, полихлориро ванных бифенштов, радионуклидов и микробиологическим показателям соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078 и не выходят за рамки установленных нормативов.
Для характеристики пищевой ценности определен общий химический состав амурских осетровых рыб в зависимости от сезонов лова (табл. 5). Установлено, что в весенне-летний период содержание жира в калуге невысокое - в среднем 4,7% (для сравнения, содержание жира в белуге Волго-Каспийского бассейна 6,2%), в амурском осетре - 9,6% (в русском осетре - 12,0%) [Ржавская 1979, Кириллов и др.,1990]. Содержание жира в осенний период промысла значительно выше и составляет в калуге — около 8,4% (при этом в белуге Волго-Каспийского бассейна - около 10,1%), в амурском осетре — 14,5% (в русском осетре — до 12,8%). Это позволяет отнести калугу к среднежирным, а амурского осетра - к жирным рыбам согласно классификации Кизиветтера И.В. и Леванидова И.П. [Кизиветтер И.В.1973,ЛеванидовИ.П., 1968].
Таким образом, в мышечной ткани амурских осетровых рыб весенне-летнего периода промысла отмечается пониженное содержание липидов и повышенное содержание влаги. Амурские осетровые осеннего периода промысла отличаются от рыб весенне-летнего периода более высоким содержанием липидов и меньшей обводненностью мышечной ткани.
Анализ аминокислотного состава мышечной ткани амурских осетровых рыб показал, что он представлен полным набором незаменимых и заменимых аминокислот (табл. 6). Для сравнения приведены литературные данные по другим осетровым.
В амурских осетровых рыбах весенне-летнего и осеннего периодов лова выявлено присутствие 19 аминокислот, из них 8 незаменимых (триптофан не определяли), суммарное содержание незаменимых аминокислот превышает содержание в идеальном гипотетическом белке примерно на 4-7%.
В зависимости от сезона лова аминокислотный состав несколько меняется. Согласно полученным данным, сырье весеннего периода лова, амурский осетр и калуга соответственно, незначительно лимитировано по метионину - скор составляет 75,7% и 87,4%, с преобладанием лизина -178,2% и 189,5%, изолейцина- 110,3% и 128,3%, лейцина- 125% и 126,6%, тирозина и фенилаланина - 114,7% и 129,7%.
Сырье осеннего периода лова, амурский осетр и калуга соответственно, также незначительно лимитировано по метионину - скор 96,9% и 87,7%, изолейцину - 98,8% и 94,8%, с преобладанием лизина - 209,3% и 207,6%», лейцина - 125,0%» и 118,6%», тирозина и фенилаланина - 134,0% и 130,3%. В калуге треонин содержится в количествах, приближающихся к оптимальному (аминокислотный скор - 97,0%).
Следует отметить высокое содержание незаменимых аминокислот в мышечной ткани в весенний период амурского осетра - 41,52 г/ЮОг белка и калуги - 44,98 г/ЮОг белка, в осенний период амурского осетра - 44,63 г/ЮОг белка и калуги — 43,67 г/ЮОг белка.
Из заменимых аминокислот доминирующими являются глутаминовая кислота — у амурского осетра 16,24% весной и 15,63% осенью, у калуги 16,54% весной и 15,91% осенью, аспарагиновая кислота - у амурского осетра 10,19% весной и 11,17% осенью, у калуги 10,75% весной и 11,00% осенью.
Наши исследования показали различия по количественному составу аминокислот. Так, весной содержание незаменимых аминокислот в калуге на 3,46 г/ЮОг белка выше, чем у амурского осетра, в том числе лизина, треонина, валина и тирозина, а осенью - на 0,96 г/ЮОг белка ниже, в том числе метионина, лейцина, изолейцина, лизина. Заменимых аминокислот весной и осенью у калуги меньше, чем у амурского осетра, в том числе глицина, аланина, аргинина, а содержание глутаминовой кислоты в калуге выше, чем в амурском осетре. По-видимому, это связано с особенностями обмена веществ и питания, что подтверждается заключением о составе азотистых экстрактивных веществ, отражающих видовые особенности рыб [Масленникова, 1970].
Изучение изменений показателей степени окисления и гидролиза липидов мышечной ткани при холодильном хранении
В связи с удаленностью мест лова амурских осетровых рыб от основной переработки, насущной проблемой для рыбоперерабатывающих предприятий является обоснование сроков хранения мороженой продукции. Вместе с тем, в доступных литературных источниках содержится крайне ограниченная информация о технохимических характеристиках амурских осетровых рыб. Полностью отсутствуют данные по химическому составу этих объектов лова, что существенно затрудняет отработку технологических регламентов производства пищевой продукции и определения сроков их хранения.
Для решения данной проблемы, а также установления оптимальных технологических регламентов рациональной переработки амурских осетровых рыб, актуальным является изучение химических и биохимических показателей данных видов рыб, в частности, показателей степени гидролиза и окисления липидов, а также фракционного и жирно кислотного состава, так как отличительной особенностью жиров рыб является преобладание в их составе лабильных высоконенасыщенных жирных кислот [Ржавская, 1976, Буркаева, 1978], оказывающих большое влияние на сроки хранения рыбного сырья и получаемых из него продуктов.
Установлено, что во время холодильного хранения осетровых рыб при температуре -18С процессы гидролиза и окисления тканевых липидов не прекращаются (рис.3,4,5).
Период аккумуляции первичных продуктов окисления тканевых липидов калуги составляет 9 месяцев, при этом в липидах калуги весеннего лова этот процесс выражен в меньшей степени, чем осенью - перекисное число возросло от 0,05 до 0,22 % йода в липидах весенней калуги и от 0,07 до 0,31 % йода в липидах осенней рыбы. Одновременно отмечено, что значимое увеличение содержания свободных жирных кислот в липидах калуги происходит после 9 месяцев хранения в среднем в 2 раза, по сравнению с исходным значением. Вместе с тем кислотное число тканевых липидов весенней рыбы меньше, чем липидов осенней калуги на 1,5 мг КОН на 1 г.
Характер изменения вторичных продуктов окисления (оксикислоты) следующий: в первые 6 месяцев хранения их содержание увеличивается в 2 раза, но не превышает 1,0%, что свидетельствует о незначительных окислительных процессах в тканевых липидах калуги, причем вне зависимости от сезона лова;, при дальнейшем хранении содержание оксикислот возрастает, а к 12 месяцам резко увеличивается и составляет около 5,0%, что в 4 раза больше в сравнении с исходным значением.
Степень окисления и гидролиза тканевых липидов амурского осетра при холодильном хранении отличается от зависимостей, установленных для липидов калуги. Так, индукция свободно-радикального окисления тканевых липидов осетра весеннего лова составляет 6 месяцев, а осеннего лова - месяца, о чем свидетельствует увеличение перекисного числа от 0,0 4 до 0,40 и от 0,05 до 0,49 % йода соответственно. При дальнейшем хранении содержание пероксидов уменьшается и к 9 месяцам хранения составляет 0,35 - 0,32 % йода, а к 12 месяцам 0,15 - 0,18 % йода.
Разрушение первичных продуктов окисления дает импульс к образованию свободных жирных кислот, количество которых значимо возрастает в липидах весенней рыбы при хранении в течение 9 месяцев от 6,24 до 10,93 мг КОН на 1 г, а в липидах осенней рыбы к 6 месяцам хранения от 7,95 до 12,04 мг КОН на 1 г. Причем при дальнейшем хранении до 12 месяцев величина кислотного числа липидов изменяется незначительно.
Увеличение содержания оксикислот в липидах весеннего осетра при холодильном хранении отмечается после 9 месяцев от 0,8 до 3,38%, а в липидах осенней рыбы накопление продуктов окисления, нерастворимых в петролейном эфире, происходит гораздо быстрее - к б месяцам хранения (от 0,85 до 5,01 %). При дальнейшем хранении содержание оксикислот равномерно увеличивается и составляет к 12 месяцам хранения в липидах весенней рыбы 4,02 %,ав липидах осенней рыбы - 7,24 %.
Исследования изменений фракционного и жирно кислотно го состава тканевых липидов калуги и амурского осетра при холодильном хранении осуществляли в рыбе весеннего лова, поскольку основной лов этих видов рыб проводили в весенне-летний период, а также нами установлены небольшие различия состава липидов и жирных кислот амурских осетровых весеннего и осеннего лова.
Установлено, что при хранении калуги в течение 9 месяцев значительных изменений фракционного состава липидов не происходит (табл. 18). После 12 месяцев хранения в липидах калуги увеличивается содержание свободных жирных кислот - от 2,5 до 8,2% и эфиров стеринов от 0,7 до 6,3%", при одновременном снижении содержания триглицеридов от 88,1 до 74,8%.
В процессе хранения амурского осетра фракционный состав липидов (табл. 19) изменяется аналогично установленным закономерностям изменения состава липидов калуги. Так, значимое увеличение количества свободных жирных кислот, ди- и моноглицеридов, эфиров стеринов отмечено на 12 месяц хранения, при одновременном уменьшении триглицеридов от 89,1 до 72,8% и фосфолипидов от 2,9 до 0,7% вследствие происходящих в липидах осетра гидролитических и окислительных процессов, что подтверждается также данными исследований фракционного состава липидов Волго-Каспийских осетровых при хранении [Ржавская Ф.М., Омаров A.M., 1979, Савельева Л.Г и др., 1978].
Состав и изменения количественных соотношений жирных кислот липидов амурских осетровых рыб при холодильном хранении представлены в таблицах 20 и 21.
Исследование влияния замораживания и хранения сырья на антимикробную активность протаминсульфата
Жирнокислотный состав липидов печени калуги и амурского осетра представлен соответственно насыщенными - 26,6% и 23,8%, мононенасыщенными - 59,7% и 60,8% и полиненасыщенными жирными кислотами - 13,8% и 15,4 % (табл. 28).
Среди насыщенных жирных кислот преобладает в основном пальмитиновая кислота - 17,2% в липидах печени калуги и 16,5% - амурского осетра, что подтверждается данными Касьянова СП. и других ученых, о характерно высоком содержании пальмитиновой кислоты в липидах хрящевых рыб [Касьянов и др., 1999]. Мононенасыщенные жирные кислоты представлены, в основном, олеиновой (около 43%) и пальмитолеиновой кислотами (в липидах печени калуги — 8,3%, амурского осетра - 11,5%). Среди полиненасыщенньгх кислот выделялись высоко непредельные — эйкозапентаеновая (2,7% - в липидах печени калуги,и 3,6% - амурского осетра), докозагексаеновая (соответственно 4,5% и 4,7%).
Состав жирных кислот липидов печени амурских осетровых рыб отличается от состава жирных кислот липидов печени минтая по содержанию мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот. Установлено, что содержание мононенасыщенных жирных кислот примерно на 10% выше их содержания в липидах печени минтая, в основном за счет олеиновой кислоты (18:1 7,9). Полиненасыщенных жирных кислот в липидах печени амурских осетровых рыб в 1,7-1,9 раза меньше, чем в липидах печени минтая, однако, содержание докозагексаеновои кислоты (22:бсоЗ) не на много отличалось от ее количества в печени минтая и составляло около 5,0%. Это свидетельствует о достаточно высоком биологическом потенциале печени амурских осетровых рыб как перспективного сырья для производства пищевого жира.
Для установления сроков хранения сырья до обработки образцы печени замораживали и хранили при минус 18С. Через каждый месяц хранения определяли степень гидролиза и окисления липидов.
Установлено, что в мороженой печени калуги содержание первичных продуктов окисления увеличивается от 1,17 до 7,03 ммоль активного кислорода/кг в течение 3 месяцев хранения, а после 4 месяцев составляет 9,77 ммоль активного кислорода/кг, что приближается к установленной норме 10 ммоль активного кислорода/кг (рис. 8). Содержание свободных жирных кислот возрастает от 1,33 до 3,87 мгКОН/г за 3 месяца хранения, а после 4 месяцев хранения увеличивается до 4,75 мгКОН/г, что несколько превышает установленную СанПиНом 2.3.2.1078 норму - 4 мгКОН/г (рис.9). Аналогичные изменения происходят в липидах печени амурского осетра. Таким образом, при хранении печени амурских осетровых рыб кислотное и перекисное числа равномерно увеличиваются, но не превышают установленные нормативы при 3-х месячном хранении, что в целом свидетельствует о стабильности окислительных процессов при холодильном хранении.
В процессе хранения содержание витаминов А и D незначительно уменьшается и к 4 месяцам хранения составляет: витамина А в печени калуги - 350 ME в Іг жира, печени амурского осетра - 570 ME в 1г жира, витамина D в печени калуги - 50 ME в 1г жира, в печени амурского осетра -66 ME в Ігжира.
После четырех месяцев хранения ухудшаются органолептические показатели мороженой печени амурских осетровых рыб, а именно - цвет печени после размораживания становится коричнево-красньгм, консистенция сильно размягченной. Остальные органолептические показатели (внешний вид, запах) соответствуют требованиям нормативной документации.
На основании проведенных исследований установлен срок хранения мороженой печени для производства пищевого жира, который составляет 3 месяца.
Как уже было отмечено, печень амурских осетровых рыб имеет относительно небольшое содержание жира — от 14 до 17%, и его наиболее полное извлечение технологически сложнее, чем аналогичная задача для печени тресковых видов рыб.
В целях получения высококачественного жира с высокой биологической ценностью для переработки печени амурских осетровых рыб был выбран ферментативный способ, предусматривающий щадящие режимы технологической обработки.
Для этого размороженную до температуры минус 1С - минус 5С печень измельчали в гомогенизаторе из нержавеющей стали, обеспечивающем образование частиц размерами не более 5 мм в диаметре. Измельчённую печень загружали в реактор, снабжённый мешалкой-фЦ устройством для подогрева (объём реактора — не более 0,5 м3).
Измельчённую печень при перемешивании нагревали до температуры 45-50С, добавляли ферментный препарат Protamex с протеолитической активностью 430 ПЕ/г в виде водного раствора в количестве 10% к массе сырья и выдерживали при этой температуре 90 мин.
Для установления рациональной степени гидролиза использовали фермент-субстратное соотношение от 100 до 800 ПЕ/кг субстрата. Установлено, что при фермент-субстратном соотношении от 300 до 500 ПЕ/кг достигается максимум в 31-35%. Дальнейшее увеличение ферментативного воздействия на субстрат нецелесообразно, так как не приводит к существенному увеличению гиролитического расщепления клеточной структуры печени (рис.Ю), а также выхода жира.
Из полученной после гидролиза эмульсии выделение жира было затруднено, в связи с чем, было принято решение ввести солевую обработку для отделения жира из смеси, которую осуществляли сухим 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 ферментолиза эмульсию и высвободить целевой продукт.
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 Протамекс осуществляли в ходе нагревания под вакуумом при 105С в течение 15 мин в вакуум-сушильном аппарате при 67-80 кПа.
В результате проведённых исследований разработана технологическая схема (рис. 11) получения жира из печени амурских осетровых рыб.
Выход жира по предложенной технологической схеме составил 26-31% от количества жира, содержащегося в сырье (табл. 29). При этом кислотное число жира калуги 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 ферментолиза 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.
