Введение к работе
Актуальность работы. Современное состояние отечественного разведения и переработки рыбы, что отражено в ряде правительственных документов: Концепция развития рыбного хозяйства Российской Федерации на период до 2020 года, и является частью государственной политики развития АПК. Значительное место отводится увеличению объемов отечественных аквакультурных источников, в том числе за счет прудовых хозяйств.
Необходимость роста доли пресноводной рыбы в рационе человека связана с возможностью максимального снятия дефицита полноценных белков в питании человека, что потребует расширения ассортимента вырабатываемых в промышленных масштабах продуктов. Это неизбежно повлечет накопление побочных продуктов и отходов переработки рыбы, а следовательно, создание эффективной системы их использования, отвечающей требованиям промышленной экологии. Мировой опыт показывает, что одним из эффективных способов создания таких систем является вовлечение непищевых продуктов переработки в смежные отрасли, где они приобретают статус основного сырья. Применительно к рыбному сырью весьма привлекательна идея использования шкур для выделки кож. Однако применительно к аквакультурным и, особенно, прудовым источникам, свойства шкур и полуфабрикатов из них как основы для промышленного производства кож изучены недостаточно, а известные технологии не совершенны или не реализованьїіСреди наиболее перспективных технологических приемов следует выделить применение ферментных препаратов. Экономическая эффективность и надежность ферментных технологий показана рядом авторов (Антипова Л.В., Белоусов А.А., Битуева Э.Б., Боресков В.Г., Грачева И.М., Глотова И.А., Жеребцов Н.А., Корнеева О.С., Кудряшов Л.С., Липатов Н.Н., Лисицын А.Б., Михонина В.И., Нефедова Н.В., Рогов И.А., Сколков С.А., Шамханов У.Ю., Blackmone Н„ Gudaszwski Т., Muller Н. И др.).
Диссертационное исследование является составной частью госбюджетной НИР кафедры технологии мяса и мясных продуктов ВГТА по теме: «Теоретические и практические аспекты производства биологически полноценных, лечебно-профилактических и фундаментальных продуктов питания на основе биотехнологий и рационального использования сельскохозяйственного сырья».
Цель работы - углубленные химикотморфологические исследования свойств и обоснования условий переработки шкур прудовых рыб для выделки кож с применением ферментных препаратов. В рамках поставленной цели решались следующие задачи:
- уточнение массовых и гисто-морфологических характеристик шкур прудовых рыб (карпа, щуки, толстолобика);
определение химического состава, количественного соотношения белковых фракций, качества и количества входящих в структуру белков аминокислот;
обоснование выбора и условий применения ферментных препаратов для повышения экстрагируемости балластных веществ шкуры на ранних стадиях обработки;
разработка технологической схемы, математическое моделирование и оптимизация лимитирующих стадий процесса;
комплексная оценка влияния ферментных препаратов на химический состав и структуру сырья;
получение дубленого кожевенного полуфабриката, сравнительное исследование его свойств;
разработка пакета технической документации, апробация технологии и расчет экономической эффективности технического решения.
Научная новизна. Микроструктурный и химический анализ шкур исследуемых прудовых рыб позволили дать новую информацию и уточнить особенности строения дермального слоя, идентифицировать, определить ориентированность и количество коллагена, соотношение суммарных белковых фракций и общих химических веществ. Обобщена характеристика шкур прудовых рыб как объектов для производства кож. Обоснован выбор и изучены закономерности изменения биополимерного состава и структуры шкур под действием ферментных препаратов: Протосубтилин ГЗХ, коллагеназа и Липоризин ГЗХ.
Обоснованы дозировки, условия, параметры и режимы использования препаратов в составе ферментной композиции для активного экстрагирования балластных биополимеров шкур на ранних стадиях обработки. Установлено, что липоризин значительно разрушает липидные поверхности шкур, протосубтилин за счет увеличения поверхности контакта и специфики действия активно разрушает балластные неколлагенновые белки, коллагеназа разрушает пучки коллагена.
Дано математическое описание процесса для его оптимизации и применения в технологических расчетах. Морфологическая и химическая характеристика обработанных шкур позволяет оценить глубину и характер ферментативного воздействия, как достаточного для перехода непосредственно к дублению.
Техническая новизна работы подтверждена заявкой на патент № 2009124002 и положительным решением на нее от 24.01.2010 г.
Практическая значимость. Массовые, морфологические и химические характеристики шкур прудовых рыб могут быть использованы при написании учебников и специальной литературы, имеющих отраслевое значение. Рекомендованы препараты ферментов: липоризин ГЗХ, протосубтилин ГЗХ, коллагеназа - при составлении композиции в соотношении 45,45% : 27,27% : 27,27% соответственно и доля композиции 1,4-2,2% к массе обрабатываемых шкур. Применение ферментной композиции на ранних стадиях обработки позволяет сократить время технологической обработки по сравнению с традиционными технологиями от 1 до 5 суток. Технологическая схема выделки кож из шкур прудовых рыб с применением ферментов, новизна
технического решения подтверждена заявкой на патент РФ № 2009124002 от 23.06.2009 «Способ получения дубленного полуфабриката из шкур всех видов пресноводных рыб» и положительным решением.
Разработан проект технических условий на кожевенный полуфабрикат (ТУ 9261-001-02068108-2009 «Кожи рыбьи выделанные») и технологическая инструкция его производства. Опытно-промышленная апробация, проведенная в условиях ООО «Восток» (г.Воронеж) показала воспроизводимость и эффективность нового технического решения. Практическое применение математической модели позволяет рассчитать массу обрабатываемых шкур в процессе ферментной обработки при экстрагировании балласта.
Расчет экономической эффективности на 100 м2, выпускаемой в год продукции, составил 137,99 тысяч рубле.
