Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ научных и технических аспектов технологии производства ферментированной муки для стартовых кормов 11
1.1 Кормовая и биологическая ценность сырья водного происхождения для производства кормовой муки 11
1.2 Протеолитические ферменты, используемые при производстве пищевой и кормовой продукции 21
1.3. Кормовые белковые гидролизаты, в составе кормовой продукции из сырья водного происхождения . 26
1.3.1 Основные способы получения белковых гидролизатов . 26
1.3.2 Оценка степени расщепления белков гидролизатов 29
1.3.3 Использование белковых ферментолизатов в комбикормовой промышленности ... 31
1.4 Современные тенденции в использовании способов сушки и сушильного оборудования для производства пищевых и кормовых продуктов 34
1.5 Основные рекомендации рыбоводов к рыбной муке для стартовых кормов 43
1.5.1 Особенности развития пищеварительной системы лососевых рыб в раннем постэмбриогенезе 43
1.5.2 Требования к составу и качеству полноценной кормовой муки для стартовых кормов 45
ГЛАВА 2 Объекты и методы исследования. Методика постановки экспериментов 49
2.1 Характеристика объектов исследования 49
2.2 Методы исследования 54
2.3 Методика постановки экспериментов 58
2.4 Математическое планирование эксперимента 67
ГЛАВА 3. Обоснование и разработка технологии получения ферментированной рыбной муки для стартовых кормов 72
3.1 Комплексное исследование сырья для производства ферментированной рыбной кормовой муки . 72
3.2 Обоснование технологических параметров режимов варки рыбного сырья. 81
3.3 Разработка рациональных режимов ферментации рыбного жома .86
3.3.1 Обоснование выбора рационального ферментного препарата, его массовой доли и продолжительности ферментации рыбного жома . 86
3.3.2 Изучение изменения степени гидролиза ферментированной рыбной массы . 96
3.3.3 Изучение фракционного состава полипептидов ферментированной рыбной муки для стартовых кормов 100
3.4 Обоснование процесса сушки ферментированного жома при производстве ферментированной кормовой муки 103
ГЛАВА 4 Исследование кормовой и биологической ценности ферментированной рыбной кормовой муки для стартовых кормов 119
4.1 Исследование показателей качества азотсодержащих веществ ферментированной рыбной муки 119
4.2 Изучение показателей качества липидов, состава жирных кислот и показателей безопасности ферментированной рыбной муки 124
4.3 Изучение изменений показателей состава и качества липидов ферментированной рыбной кормовой муки в процессе хранения 128
4.4 Производственная проверка и биологические испытания ферментированной рыбной муки . 131
ГЛАВА 5 Экономическая эффективность разработанной технологии
Выводы
Список использованной литературы .
Приложения
- Протеолитические ферменты, используемые при производстве пищевой и кормовой продукции
- Особенности развития пищеварительной системы лососевых рыб в раннем постэмбриогенезе
- Изучение фракционного состава полипептидов ферментированной рыбной муки для стартовых кормов
- Производственная проверка и биологические испытания ферментированной рыбной муки
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Решение задачи по увеличению объёмов товарного выращивания ценных видов рыб (лососевых, осетровых) путем кх культивирования определено Концепцией развития рыбного хозяйства Российской Федерации на период до 2020 года. Для выполнения поставленной задачи необходимо создание полноценных стартовых кормов для ценных видов культивируемых рыб на основе высококачественной кормовой рыбной муки с функционально-заданными свойствами.
Национальным проектом «Ускоренное развитие аквакультуры» планируется получение к 2010 году до 300 тыс. тонн продукции аквакультуры. В том числе 40 тыс. тонн - товарной рыбы в индустриальной аквакультуре. С учётом прогнозируемых объёмов товарной рыбы, потребность в комбикормах составит к 2010 году не менее 250 тыс. тонн, в том числе порядка 50-55 тыс. тонн комбикормов, содержащих (до 45%) высококачественной рыбной муки, что потребует выпуска в год около 40-45 тис. тонн рыбной муки.
В настоящее время отмечается значительный недостаток высококачественных отечественных стартовых кормов, вызванный отсутствием производства кормовой муки с функционально-заданными свойствами, что тормозит развитие интенсивного воспроизводства ценных видов рыб. Комбикорма для молоди ценных видов рыб (лососевых, осетровых) преимущественно закупаются за рубежом (Дания, Финляндия, Германия, Голландия); объём закупок кормов составляет около 12-15 тыс. тонн в год, при этом поступающие на российский рынок импортные корма по своему качеству не всегда соответствуют требованиям, предъявляемым к ним.
Первые попытки кормления молоди рыб комбикормом на основе рыбной муки, изготовленной по традиционной технологии, были неудовлетворительны (Appelbaum S., 1973), что объясняется незавершённостью формирования пищеварительной системы молоди рыб в возрасте 25-30 суток и низкой активностью протеаз кишечника, поэтому рыбоводами были разработаны определённые рекомендации к составу азотсодержащих веществ в муке для стартовых кормов
(Пономарёв СВ., 2003). В стартовые корма ля молоди ррб.^бпудок^которых
имени К.А. Тимирязева ЦНБ имени НИ. Железно**
сформирован не полностью, необходимо введение деструктурированного белка, содержащего полипептиды с молекулярной массой от 1000 до 1500 Да.
Перспективным направлением в создании высокоэффективных стартовых кормов является процесс ферментации высокобелковых компонентов, известный в рыбной отрасли как процесс низкотемпературный и энергосберегающий, улучшающий качество кормов.
Исследованиям в области получения ферментированных гидролизатов из рыбных объектов посвящены работы Шендерюка В.II., Лысовой А.С., Черно-горцева А.ГС, Разумовской Р.Г., Боевой Н.П., Ярочкина А.П., Berge G.M. и других исследователей, в которых были рассмотрены вопросы отработки режимов ферментации рыбного сырья, применения ферментных препаратов для производства кормовых белковых гидролизатов из рыбы, однако данное направление до сих пор широкого распространения не получило за счет сложности управления процессом ферментации и получения продукта с большим содержанием свободных аминокислот, что может привести к иигибированию развития у рыб собственных протеолнтических ферментов.
В этой связи актуальным является разработка и внедрение регулируемой технологии ферментированной рыбной муки, позволяющей повысить перева-риваемость, биологическую ценность и усвояемость стартовых кормов ценных видов рыб, увеличить среднесуточный прирост моподи рыб, а также снизить их смертность.
Цель и задачи работы*
Целью исследований является обоснование и разработка технологии ферментированной рыбной муки (ФРМ) для стартовых кормов ценных видов рыб. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
изучить химический состав, показатели качества, безопасности и биологическую ценность сырья, направляемого на производство ФРМ, осуществить его выбор в соответствии с целевым направлением;
обосновать выбор ферментного препарата для производства ферментированной муки;
- исследовать и установить рациональные режимы ферментации рыбного жома;
обосновать рациональную температуру варки рыбного сырья, способ и техно
логические параметры процесса сушки ферментированного рыбного жома;
изучить кормовую и биологическую ценность, показатели качества и безопасности ФРМ;
исследовать изменения показателей состава и качества лнпидов ФРМ в процессе хранения;
апробировать разработанную технологию в производственных условиях и
провести биологические испытания полученной ФРМ на молоди рыб;
- разработать нормативную документацию на ФРМ для молоди рыб и оценить
экономическую эффективность разработанной технологии.
Научная новизна работы.
Для частичного гидролиза белка рыбного жома, с целью повышения содержания полнпептидов с молекулярной массой 1000-1500 Да (до 30%) в ферментированной рыбной муке, установлена возможность использования прото-субтилина Г20Х.
Научно обоснованы и разработаны рациональные режимы ферментации рыбного жома и выявлена зависимость степени гидролиза от массовой доли вносимого фермента и продолжительности процесса.
Изучена зависимость выхода и фракционного состава азотистых веществ рыбкой муки и подпрессового бульона от температуры варки рыбного сырья.
Установлены рациональные режимы варки н сушки ферментированного жома, повышающие показатели качества, кормовой и биологической ценности.
Обоснована целесообразность проведения двухстадийного способа сушки ферментированного рыбного жома. При этом установлена зависимость скорости сушки от толщины слоя продукта, плотности теплового потока, наличия вакуума, а также качества готового продукта от способа сушки.
Новизна технического решения подтверждена патентом J6 2266691 «Способ получения рыбной кормовой муки».
Практическая значимость работы.
Разработана технология ферментированной рыбной муки, используемой как компонент стартовых кормов для молоди ценных видов рыб, позволяющей решить проблему их воспроизводства, с качественным составом азотсодержа-
щих и жиросодержащих веществ, высокой биологической и кормовой ценностью.
Внесение 10% ферментированной муки в состав корма для молоди рыб позволяет повысить среднесуточный прирост и выживаемость личинок на 4%, по сравнению с контрольным образцом (корм без ФРМ), Одновременно снижаются затраты корма на единицу товарной продукции на 20%.
Разработан и утверждбн пакет технических документов:
ТУ 9282-023-00472124-05 «Мука рыбная ферментированная для стартовых кормов»;
ТИ К ТУ 9282-023-00472124-05 «Мука рыбная ферментированная для стартовых кормов»;
исходные требования на опытный образец твердофазного ферментатора для производства кормовой рыбной муки.
Разработанная технология ферментированной кормовой рыбной муки апробирована в производственных условиях в корпусе экспериментальных технологий ФГУП ВНИРО.
Основные положення, выносимые на защиту:
выбор сырья, направляемого для производства ФРМ;
рациональные технологические параметры варки рыбного сырья;
обоснование выбора ферментного препарата и его массовой доли;
рациональные режимы процесса ферментации рыбного жома;
обоснование двух стадийности процесса сушки ферментированного рыб-
ного жома;
кормовая и биологическая ценность ферментированной рыбной муки, по-
лученной по рациональным режимам основных процессов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на V Международной научно-практической конференции "Производство рыбных продуктов: проблемы, новые технологии, качество" Калининград, 2004; научно-практической конференции «О приоритетных задачах рыбохозяйственной науки в развитии рыбной отрасли России до 2020 года», Москва 2004; международной конференции, посвященной 75-летию со дня образования АГТУ, Астрахань 2005; научно-практической конференции «Пише-
вая и морская биотехнология: проблемы и перспективы», Калининград 2006, на заседаниях технологическое секции Учёного совета ФГУП «ВНИРО».
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 15 печатных работах, в том числе в 1 патенте РФ на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, включающих обзор литературы, методы исследования, экспериментальную часть, расчет экономической эффективности внедрения разработанной технологии, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 161 странице, содержит 51 таблицу и 16 рисунков. Список литературы включает 185 наименований, в том числе 38 иностранных авторов. Содержит 8 приложений на 50 страницах.
Протеолитические ферменты, используемые при производстве пищевой и кормовой продукции
Ферменты представляют собой каталитически активные белки. Как и все белки они состоят из аминокислот, конденсирующихся друг с другом по принципу пептида - через пептидную связь. Благодаря соединению большого числа аминокислот молекулярные массы белков достигают 10000-100000 Да (БрухманЭ.Э. 1981).
Ферменты, объединённые в группу гидролаз, были известны и изучены за много десятилетий до того, как ферментология, как наука, получила прочное обоснование. Протеолитические ферменты пищеварительной системы были в общих очерках описаны Реомюром ещё в 1752 году, а такие гидролитические ферменты, как амилазы, упоминаются уже в 1814 году. Однако современные представления о природе гидролитических процессов сложились не ранее 1940 года. Типичными гидролазами являются протеолитические ферменты.
Класс ферментов, катализирующий гидролиз внутренних концевых пептидных связей в пептидах или белках, носит название протеолитических ферментов (Proteolytic Enzymes 1950, 1951). Протеолитические ферменты уникальны в том отношении, что хотя все они расщепляют пептидные связи, однако эти связи должны быть ориентированы строго специфично в отношении к окружающим боковым цепям и полярным группам молекулы субстрата.
Поиск легкодоступных и дешёвых ферментных препаратов, которые обеспечивали бы эффективный протеолитический распад белоксодержащих субстратов, является важной задачей при разработке технологии получения ферментативных белковых гидролизатов.
Ферменты, используемые для этих целей, можно классифицировать по различным факторам. Для изучаемого нами процесса получения ферментативных белковых гидролизатов наибольшее значение имеют следующие характеристики протеиназ: источник получения, субстратная специфичность и активность по отношению к различным белкам, рН-оптимум проявления протеолитической активности.
Предпочтительность в использовании для гидролиза протеиназ того или иного типа определяется несколькими факторами: доступностью цены, активностью по отношению к расщеплению выбранного вида сырья. Последний показатель определяется желаемой степенью расщепления белков исходного сырья, которая, в свою очередь, зависит преимущественно от области применения получаемых белковых гидролизатов. Регулировать степень расщепления белков в гидролизатах можно за счет изменения температуры, продолжительности процесса, количественного соотношения ферментного препарата и субстрата, концентрации субстрата (гидромодуля). Однако фактором, лимитирующим максимальную глубину гидролиза, является субстратная специфичность ферментного препарата.
Варьированию и подбору оптимальных параметров гидролиза посвящены биохимические исследования Неклюдова А.Д. (2000), Слуцкой Т.Н. (1997).
Из ферментов микробного происхождения чаще всего используют бактериальные и грибные протеиназы. Последние, являясь в большинстве случаев смесью нескольких ферментов, обладают широкой субстратной специфичностью. В качестве примера можно назвать комплекс протеиназ типа протосубтилина. Из растительных ферментов можно назвать папаин, бромелин (Неклюдов А.Д. 2000).
Наиболее привлекательны по стоимости и доступности ферменты, вырабатываемые бактериями рода Bacillis. Они выпускаются под различными коммерческими названиями (проназа, нейтраза, протелин, алкалаза, протосубтшшны ГЗХ, ТЮХ, BNZ-720 и др.) и широко применяются для получения разного рода кормовых и пищевых добавок (Utilization of meat... 1990; Production of protein hydrolysate... 1992; Surowka K., Fik M. 1992; Preparation and characterization... 1993; Разумовская Р.Г. и др. 2000).
Однако протеиназы микробного происхождения, проявляя высокую активность по отношению к легкоперевариваемому денатурированному казеину, не расщепляют достаточно глубоко большинство нативных белков (Пивненко Т.Н. и др. 1997).
В то же время для получения гидролизатов, часто используется низкокачественное сырье, состоящее, как правило, из трудноперевариваемых белков, в частности коллагена, поэтому микробные ферменты не могут быть использованы в получении гидролизатов с высокой степенью расщепления белков. Нежелательно применение этих протеиназ и в случае приготовления продуктов парентерального и детского питания из-за высокой вероятности попадания в организм токсичных метаболитов и риска повышенной микробной обсемененности (Grirable G.K., Silk D.A. 1989).
Использование протеиназ растительного происхождения (фицин, бро-мелаин, папаин) для получения ферментативных белковых гидролизатов часто практикуется в южных странах - Индии (Chakrabarri R. 1982), Бразилии (Nunes M.L., Geromel E.J. 1982), Новой Зеландии (Sephton S.W., Clegg А.С. 1993) и не является актуальным для нашей страны в связи с их высокой стоимостью.
В настоящее время наиболее распространенным источником протеолитических ферментов для получения белковых гидролизатов различного назначения является поджелудочная железа животных - крупного рогатого скота и свиней. Используются как ферменты, выделенные из панкреатической железы, так и сама неочищенная железа. В последнем случае удается избежать дорогостоящей процедуры выделения и очистки ферментов и дополнительных потерь протеолитической активности. Однако в последние годы большая часть поджелудочной железы используется для получения инсулина, поэтому возникают проблемы с обеспечением производств белковых гидролизатов этим сырьем (Артюхин В.И. и др. 1990).
Особенности развития пищеварительной системы лососевых рыб в раннем постэмбриогенезе
Как известно из литературных данных (Пономарев СВ. 1995; Пономарёв СВ. и др. 1986, 2003) в естественной пище ранней молоди лососевых рыб содержание протеина и жира варьируется. Ранняя молодь сиговых рыб, белорыбицы, севанской форели потребляет зоопланктон с уровнем белка 50-60%, жира- 14-35%. Молодь тихоокеанских лососей, как и молодь многих других лососей, использует в пишу гамарусов, имаго насекомых, хирономид с уровнем белка (по отношению к сухому веществу) от 35 до 47%, жира - от И до 14%. Сухие компоненты животного происхождения, входящие в состав стартовых комбикормов, в отличие от естественных кормовых организмов, могут иметь иную структуру питательных веществ, что влияет на усвоение белка и жира.
Живые кормовые организмы содержат белок с относительно низкой молекулярной массой, что указывает на наличие простых белковых структур. Именно эта особенность позволяет ранней молоди рыб, потребляющей мелкий зоопланктон, эффективно усваивать белок естественных кормовых организмов и обуславливает быстрый рост и формирование пищеварительного тракта. С этой целью весьма важно изучить состав основных кормовых ингридиентов.
Источником заменимых и незаменимых аминокислот и протеина в комбикормах для лососевых рыб является преимущественно рыбная мука, количество которой в кормосмеси равно 45-50% (Гамыгин Е.А. 1987). Однако в процессе её приготовления легкоусвояемые белковые соединения в виде подпрессового бульона удаляются, что значительно снижает ценность остаточного белка для молоди лососевых рыб.
В раннем постэмбриогенезе у личинок лососевых рыб при переходе на экзогенную пишу формирование пищеварительной системы продолжается на протяжении 30-60 сут. Формируется желудок, пищеварительные железы, увеличивается количество пилорических придатков, повышается активность протеолитических ферментов, сначала трипсиноподобных, а затем пепсиноподобных. Особенно высокими требованиями к составу белка пищи отличаются личинки сиговых рыб, белорыбицы, хариуса, менее высокими -ранняя молодь тихоокеанских и благородных лососей. Именно поэтому в состав стартовых комбикормов для ранней молоди сиговых рыб начато успешное введение легкоусвояемых высокобелковых компонентов: дрожжей и гидролизатов белкового сырья (Пономарев СВ. 1995).
Другим ценным источником легкоусвояемых белковых соединений в составе стартовых комбикормов для рыб могут служить продукты микробного синтеза и их гидролизаты, а также гидролизаты белкового сырья -ферментолизаты и автолизаты (Гамыгин Е.А. 1987). Рыбоводами рекомендуется для кормления молоди ценных видов рыб применять рыбную муку с глубиной гидролиза 15-25%. Гидролизат со средней глубиной гидролиза содержит низкий уровень свободных аминокислот и оптимальный уровень олигопептидов, полипептидов, белка, растворимого в воде, что соответствует потребности ранней молоди лососевых рыб. Исследования Пономарёва показали, что гидролизаты рыбной кормовой муки могут иметь различную глубину гидролиза и состав, представленный в таблице 10. Глубина гидролиза белка в ферментированной кормовой муке зависит от протеолитической активности фермента, продолжительности и температуры процесса ферментирования. Представленные выше исследования были проведены в Астраханском государственном техническом университете д.б.н. Пономарёвым СВ. Принципиальной отличительной особенность нашей работы от работы проведённой Пономарёвым СВ. является, так называемый, «объект гидролиза». В наших исследованиях «объектом гидролиза» служит рыбный жом. Положительный эффект стартового комбикорма, включающего гидролизат с ГТ 15-25%, вероятно, достигается за счет того, что у личинок лососевых рыб в первые сутки экзогенного питания небольшое количество свободных аминокислот и олигопептидов всасывается в пищеварительном тракте непосредственно из кишечной трубки. Наличие в этом корме 12,4-22,6% полипептидов с М. м. 1000-1300 дальтон обеспечивает начало развития полостных протеаз, что делает возможным гидролиз белковых соединений с более высокой М. м. Ранние мальки имеют достаточно развитый ЖКТ с активными протеолитическими ферментами, эффективно усваивают корм с полипептидами, имеющими М. м. более 1300 дальтон, что обеспечивает их поэтапную адаптацию к более сложному и трудноперевариваемому протеину рыбной муки (Пономарёв СВ. и др. 2003). Получение ферментированной муки с высокой глубиной гидролиза до 60%, связан с переходом нерастворимых высокомолекулярных белковых соединений в водный раствор в виде свободных аминокислот. Этот корм содержит протеин в виде свободных аминокислот и отличается малой эффективностью, что, возможно, связано с отсутствием у молоди рыб пищевого белкового комплексного субстрата из разных по массе и структуре белковых компонентов, необходимых для развития протеолитического комплекса полостных ферментов (Пономарёв СВ. и др. 2003).
Жир в составе комбикорма является не только источником энергии, он должен содержать оптимальный уровень незаменимых полиненасыщенных жирных кислот, которые организм рыб не синтезирует. Рост и развитие лососевых рыб в условиях низкой температуры воды обеспечивается также благодаря высокому содержанию в пище и теле рыб высоконенасыщенных жирных кислот типа w3 и w6.
Известно, что в комбикормах для молоди лососевых рыб оптимальному уровню протеина (45-50%) должен соответствовать необходимый уровень жира (не белее 12%) (Orme L.E. 1970). Вместе с тем избыток жира может быть причиной нарушения обмена веществ и, как следствие, увеличения смертности и снижения скорости роста рыб (Halver D. 1969,1978).
Изучение фракционного состава полипептидов ферментированной рыбной муки для стартовых кормов
Экспериментальная часть работы выполнена в корпусе экспериментальных технологий ВНИРО (Коровино). Аналитические исследования были проведены в лаборатории кормовых продуктов и БАВ ФГУП «ВНИРО», в Астраханском государственном техническом университете (АГТУ) на кафедре «Технологические машины и оборудование», а также в Московском Государственном Университете им. Ломоносова (МГУ) на кафедре «Химия почв».
При проведении экспериментов была учтена широкая вариабельность химического состава сырья (рыбы и отходов от разделки рыб) в зависимости от вида. Сырьё размораживали при температуре 20-22С на воздухе. Далее отходы измельчали на волчке до размера кусочков не более 0,5см, мелкое сырьё обрабатывалось в целом виде.
Для получения ферментированного рыбного жома рыбное сырьё проваривалось на низкотемпературном варильнике. Для совершенствования процесса варки рыбного сырья был использован вертикальный теплообменник ТСВ-036 (рисі), в котором процесс варки осуществлялся глухим паром в тонком слое (до 1см). Аппарат представляет собой цилиндрическую ёмкость, снабжённую паровой рубашкой 7. Внутри аппарата расположен вращающийся вал 5 с установленными на нём скребками 6, постоянно счищающими измельчённую рыбную массу с внутренней стенки варильника, за счёт чего достигается определённое увеличение скорости прогрева сырья (Боева Н.П., Сергиенко Е.В. 2003, 2004). Измельчённое сырье подавалось в вертикальный варильник через патрубок для подачи сырья 10. Подачу пара осуществляли через патрубок 3, отвод конденсата проводили через патрубок 9. Проваренное сырьё шнековым насосом через патрубок для выхода готового продута 2 подавалось в ферментатор.
На вертикальном варильнике нагрев рыбной массы от 20 до 77С длился 3 минуты, против 8-10 мин. в варильниках обычного типа. Экспериментальный аппарат обеспечивает лучшее разваривание сырья с более эффективным дальнейшим прессованием варёной массы с отделением большей части воды и жира (Сергиенко Е.В. 2006).
Ферментацию проваренного рыбного жома проводили на макете твердофазного ферментатора, разработанного и изготовленного ФГУП «Прибор» по исходным требованиям, разработанными ВНИРО (Приложение 4). Ферментатор представляет из себя ёмкость, снабженную паровой рубашкой и мешалкой. Температурный диапазон ферментатора 30-110 С, скорость вращения мешалки от 2 до 5 оборотов в секунду. Проваренное и отжатое рыбное сырьё закладывали в макет твердофазного ферментатора и добавляли различные виды ферментов в виде раствора (ферментный раствор готовили на основе подпрессового бульона) в количестве 0,005 - 0,05% от общей массы разваренного рыбного сырья. Процесс ферментации проводили в течение 15-45 минут, при температуре 45-55С, при постоянном перемешивании мешалкой (частота вращения 2 об/мин). Конец ферментации определяли органолептическим способом. Для инактивации фермента рыбную массу нагревали до 80-85С в течение 3-5 минут. Были проведены заводские и межведомственные испытания образца твердофазного ферментатора (Приложение 5 и 6).
Сушку ферментированного рыбного жома проводили в 2 этапа: ферментированный жом предварительно обезвоживали на различных видах сушилок (см. ниже) и центрифуге, окончательно досушивали на вибрационной сушилке.
Подсушку ферментированного жома (или предварительное обезвоживание), для получения ферментированной рыбной кормовой муки проводили тремя различными способами: Нагрев сохнущего продукта осуществлялся посредством трубчатых галогенных ламп (КИ, КГ, КГТ) н спиралей из проводов OX27I05A в кварцевых трубках (предусмотрено 2-хстороннее облучение). Начальная температура пластины 10 и температура продукта регистрировалась автоматическим потенциометром КСП-4 14 в комплекте с хромель-копелевыми термопарами 9. Измерение убыли массы в процессе сушки осуществлялось с помощью обычных или модернизированных весов 12 ВЛК-500 со встроенным в них конденсатором переменной емкости, изменяющейся при варьировании веса, связанного с цифровым измерителем емкости типа Е8-4 с точностью измерения 0,01 пФ, что обеспечивало точность измерения массы ± 0,02 г. Перед опытами проводилась градуировка весов в реальных условиях сушки. Весы соединялись с вертикальной (горизонтальной) пластиной 10 или игольчатым носителем 11 и т. д.
Камера снабжена смотровыми окнами 2 для визуального наблюдения за процессом сушки. Величина остаточного давления контролируется по вакуумметру 6. Откачка воздуха проводится двумя спаренными насосами типа BH-46IM 5 или водокольцевым насосом типа ВВН. ИК-излучатели 7 располагаются на специальной раме или двух рамах при 2-хстороннем облучении и снабжены плоским, для обеспечения диффузного потока облучения, отражателем из полированного алюминия. Предусмотрена также возможность взаимного перемещения ИК-ламп, продукта и распылителя. Каждый излучатель можно включить независимо от другого, регулировка напряжения осуществлялась посредством тиристорного регулятора, связанного с приборами контроля напряжения и силы тока на щите управления.
Отработку окончательных режимов подсушки ФРЖ проводили на опытном образе вакуумной сушилки, расположенной в экспериментальном корпусе ВНИРО. Эксперименты по подсушке ферментированного рыбного жома на инфракрасной сушилке ИС-6 при атмосферном давлении в течение 35-40 минут при температуре 65-70С проводили на опытном образце сушилки представленном на рис. 3. Ферментированный жом укладывали слоем до 2см. на сетчатые поддоны 4. Непосредственно сушка проводилась с помощью ТЭНов 3, расположенных в каждой секции инфракрасной сушилки. Регулировку температуры ТЭНов проводили при помощи терморегуляторов 5, которые расположены на корпусе 1 сушилки.
Производственная проверка и биологические испытания ферментированной рыбной муки
На основании результатов проведённых исследований по изучению показателей состава и качества липидов и показателей безопасности ферментированной рыбной кормовой муки можно отметить, что она обладает уникальным жирнокислотным составом, содержит все полиненасыщенные жирные кислоты и по показателям безопасности отвечает требованиям ГОСТ 2116.
В связи с тем, что липиды кормовой рыбной муки, являясь одним из важнейших составляющих веществ муки, могут быть, с одной стороны, источником биологически активных веществ, с другой, при резком снижении качества липидов в процессе хранения отрицательно влиять на состояние птиц, животных и рыб при кормлении, нами изучалось изменение показателей состава и качества липидов в процессе двенадцатимесячного хранения.
В липидах при их окислении происходят реакции образования и превращения различных продуктов окисления: образование перекисей, их превращение в спирты, карбонильные соединения (альдегиды и кетоны, альдегидо- и кетокислоты), превращение альдегидов в оксикислоты (Ржавская Ф.М. 1976).
Анализ проведенных исследований показал (рис. 15 а,б,в), что из трёх показателей степени окисления и гидролиза только кислотное число и содержание оксикислот постоянно возрастают при хранении муки. Изменения перекисного числа носят дискретный характер, поэтому оно не может являться объективным показателем качества липидов кормовой рыбной муки (БоеваН.Пидр.2002). Качество ферментированной рыбной муки в процессе изготовления и последующего хранения зависит в большей степени от качественных показателей исходного сырья. При изготовлении ферментированной кормовой рыбной муки с добавлением антиокислителя - ионола в количестве 0,05% в производственных условиях была использована килька каспийская с кислотным числом содержащегося в нём жира 7,5 мгКОН/г, перекисным числом 23 ммоль 02/кг и содержанием оксикислот 2,95%. В изготовленной из данного сырья ферментированной рыбной муке уровень кислотного числа составил 10,2 мгКОН/г, перекисного числа - 0,3 моль Ог/кг и оксикислот - 7,9%. Через каждые 3 месяца в пробах оценивали степень окисления липидов по изменению кислотного, перекисного чисел и росту количества оксикислот. На рисунках 15 (а,б,в) приведены изменения качественных показателей ферментированной муки в процессе хранения в течении 12 месяцев при температуре 18-22 С и относительной влажности 75%. Из анализа данных рисунков 15 (а,б,в) видно, что содержание кислотного числа и оксикислот постоянно увеличивается на протяжении 12 месяцев хранения, при этом кислотное число липидов ферментированной рыбной кормовой муки за 12 месяцев хранения возросло в 2,2 раза, а содержание оксикислот в 1,5 раза.
Можно отметить, что наиболее интенсивный рост кислотного числа при хранении ферментированной рыбной кормовой муки наблюдается в период от 6-сти до 9-яти месяцев хранения (на 5,2%). В период с 9-яти до 12-ати месяцев хранения рост кислотного числа замедляется, но в конечном счёте превышает предельно допустимый уровень (20 мгКОН/г) на 10%. Значение кислотного числа в ферментированной рыбной муке, хранившейся в течении 9 месяцев, составило 19,4 мг КОН/г.
Содержание оксикислот (рис 15,6) в ферментированной рыбной кормой муке через 9 месяцев хранения не превышает предельно допустимых значений (12%) и составляет 10,9%. Через 12 месяцев хранения содержание оксикислот увеличилось по сравнению с предельно допустимым на 20%.
Изменение содержания перекисей носит синусоидальный характер (рис. 15,в). Максимальное значение перекисного числа (1,25 мольС /кг) отмечено после 6-й месяцев хранения. К 12-и месяцам хранения перекисное число снизилось и составило - 0,75 моль02/кг.
Показатели качества липидов через 12 месяцев хранения превысили предельно допустимые значения (кислотное число 22,9мг КОН/г, содержание оксикислот 12,4%), поэтому наиболее рациональным сроком хранения ферментированной рыбной кормовой муки следует считать 9 месяцев при добавлении антиокислителя - ионола, при этом показатели кислотного числа и оксикислот соответствуют требованиям ГОСТ 2116 и ТУ 9282-023-00472124-05. пробирование технологии ферментированной рыбной кормовой муки в производственных условиях проводилось в соответствии с ТИ по получению ферментированной рыбной кормовой муки к ТУ 9282-023-00472124-05, которые приведены в приложении 2 и 3.
Для наработки опытной партии использовали кильку каспийскую в количестве 950 кг.При проведении производственной проверки разработанной технологии было использовано оборудование экспериментального цеха по получению кормовой рыбной муки в корпусе экспериментальных технологий ВНИРО (табл. 40).
Была апробирована технология производства ферментированнойрыбной кормовой муки для стартовых корм рыб, с внесением фермента в количестве 0,01% в разваренную массу в виде раствора в рыбном подпрессовом бульоне и антиокислителя в количестве 0,05% от массы сырья, который добавляли в жом в процессе сушки. Выход конечного продукта составил 17% от массы исходного сырья. Акт об изготовлении ферментированной кормовой муки приведён в приложении 7.
