Аппаратно-технологическая схема производства протеолитических ферментов из внутренностей рыб

        В теле рыбы полезные вещества распределены неравномерно – большая часть содержится во внутренних органах, что и определяет высокую биологическую ценность отходов переработки рыбы.

Отходы, образующиеся при переработке рыбы, содержат большое количество минеральных  веществ, аминокислот, липидов, витаминов  и азотистых веществ.

В настоящее  время успешно перерабатываются отходы рыбной промышленности для создания различных медицинских препаратов, технических продуктов, удобрений, кормовой муки и других веществ, нашедших свое применение в различных отраслях народного хозяйства[18].

Рыбные  отходы благодаря своему уникальному  составу являются идеальным сырьем для производства удобрений. Удобрения, полученные из отходов переработки гидробионтов, экологически чистые, не оказывают негативного воздействия на растения, но при этом обладают высокой питательной ценностью.

      Основное направление современной  переработки отходов заключается  в производстве рыбной муки. Рыбная мука используется в дальнейшем для производства комбинированных кормов или непосредственно добавляется в рацион сельскохозяйственных животных, птиц и молоди рыбы на рыборазводных заводах[7].

     Печень рыб может быть использована для производства пищевого жира, имеющего широкое пищевое и лечебно-профилактическое применение. Рыбный печеночный жир содержит не только полиненасыщенные жирные кислоты, но и жирорастворимые витамины А и D, что позволяет считать его уникальным диетическим продуктом. Разработан ферментативный способ, который предусматривает щадящие режимы технологической обработки и обеспечивает увеличение выхода жира. Печень рыб является источником высокомолекулярных полиеновых жирных кислот (предшественник простагландинов), гепарина (антикоагулянт прямого действия), сквалена (бактерицидное вещество) и препарата, обладающего способностью активировать функцию ретикулоэндотелия[4].

Молоки  морских рыб – ценное пищевое сырье с высоким содержанием биологически активных соединений – нуклеотидов и полиненасыщенных жирных кислот (арахидоновой, эйкозапентаеновой, докозагексаеновой). Содержащаяся в составе молок низкомолекулярная ДНК обладает высокой биологической активностью. Она способствует активизации умственной деятельности, замедлению процессов старения, снижению уровня холестерина в крови, повышению иммунитета, оказывает общеукрепляющее действие. Молоки рыб характеризуются высоким содержанием белка, липидов, дезоксирибонук-леиновой кислоты. Молоки реализуются главным образом в мороженом виде и используются для производства консервов (паштетов), пресервов в заливках, в кулинарии (жареные)[4].

Следует отметить, что себестоимость молок  значительно ниже, чем объектов морского промысла (рыбы и ценных морепродуктов). Кроме того, при первичной обработке молок отсутствуют отходы, что обеспечивает высокую рентабельность производства.

     Из  хрящевой ткани и костных хребтов с прирезями мяса лососевых рыб получают БАД, содержащие противовоспалительные компоненты, которые отвечают за обменные процессы в соединительной ткани и используются для профилактики и лечения остеопороза.

       Исследования биологической ценности  мяса и костей лососевых рыб  (в сумме) показали, что они отличаются хорошо сбалансированным белковым составом, незначительным содержанием липидов и, что особенно важно, сбалансированы по минеральным микронутриентам[12].

В последнее  время большое внимание уделяется  коже гидробионтов как сырью для получения структурообразующих веществ, которые используются в производстве пищевых продуктов с эмульсионной структурой.     Коллаген – структурный белок, образующий кожный покров, скелет, плавники и чешую всех видов рыб.

Как известно, коллаген является целевым сырьем для  производства желатина. На сегодняшний  день различными фирмами выпускаются  три вида желатина: пищевой, промышленный, фотографический. Желатин, предназначенный  для пищевых целей, характеризуется  экологической чистотой и высокими эстетическими свойствами.

       В пищевой промышленности коллаген  применяют для очистки алкогольных  напитков, при производстве желатина, искусственной икры. В медицине это многочисленные препараты, используемые при лечении гипертонической болезни, остеоатрита, недержания мочи. Выявлен противораковый эффект рыбного коллагена. Некоторые фармацевтические компании наладили производство различных оздоровительных напитков и коктейлей, средств по снижению веса.

Совсем  недавно стали производить контактные линзы из фибриллярного белка  рыб.

Большое будущее за рыбным коллагеном видят  в Японии, считая его полноценной  альтернативой коллагену млекопитающих, так как использование коллагена  млекопитающих небезопасно, учитывая последние события массового  падежа скота из-за бешенства. Японские ученые также предлагают ряд оригинальных технологий по производству продуктов питания, косметических средств и биомедицинских материалов из фибриллярных белков.

Ученые  считают, что коллаген может стать основой для искусственной кожи, предназначенной для людей с серьезными ожогами. Возможно, также использовать коллаген рыб для изготовления искусственных кровеносных сосудов[6].

Более рациональное применение кожи рыб заключается  в получении белков (альбуминоидов, муцинов, коллагена, проколлагена), мукополисахаридов, каротиноидов, липидов, меланиновых пигментов, ядов[7].

       Представляется  перспективным получение из сердец гидробионтов ряда препаратов различного физиологического действия: фермента тканевого дыхания цитохрома С, таурина, гистидинсодержащих дипептидов, антиоксидантов. В настоящее время ферментный препарат «Цитохром С» получают из сердец крупного рогатого скота и свиней, а также из сердец лососевых рыб. Этот препарат принимает участие в процессе тканевого дыхания, осуществляя транспортировку кислорода, ускоряет окислительные процессы в организме[6].

       Головы  и плавники рыб могут быть использованы при производстве суповых наборов, белковых гидрализатов, жира и кормовой муки. Мышечная ткань туловища, ястыки и гонады направляют для производства продуктов питания[18].

       Плавательные  пузыри используются для производства технического клея. Сырье для получения такого клея консервируют посолом, а затем направляют на клееварочные заводы.

       На  чешуе некоторых видов рыб содержится кристаллическое органическое вещество – гуанин, придающее рыбе характерный серебристый цвет (от 0,5 до 5%). Он широко применятся для изготовления ювелирных поделок, перламутровых имитаций, в химико-фармацевтической промышленности – для получения кофеина. Также чешую можно направлять на производство рыбного клея. Помимо этого она может быть источником специфического альбуминоида и проколлагена. Массовая доля чешуи рыбы достигает 10 %[18].

       Белковые  гормоны (инсулин и глюкагон) можно  получить из поджелудочных желез рыб. Почки рыб представляют собой материал для получения минеральных веществ, липолитических и протеолитических ферментов. Из надпочечников могут быть выделены кортикостероидные гормоны, адреналин и норадреналин, из гонад - незаменимые аминокислоты, половые гормоны и липидные вещества (жирорастворимые витамины, каротиноиды и фосфолипиды). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     8 Проблемы  утилизации отходов 

     Утилизация  морских гидробионтов с целью  получения биологически активных веществ, лечебно-профилактических пищевых  и кормовых продуктов, медицинских  препаратов свидетельствует о наступлении  качественно нового этапа в использовании  биологических ресурсов океана –  этапа рациональной эксплуатации на основе комплексной переработки  по приоритетным направлениям, позволяющим  обеспечить сырьем не только пищевую  и некоторые технические отрасли, но прежде всего медицинскую[6].

     Реализация  принципа комплексности утилизации гидробионтов требует в первую очередь  интенсивного изучения химического  состава метаболитов. Только знание химического состава продуктов  жизнедеятельности морских организмов, в том числе и биотоксинов, определение спектра их биологической  активности создает научную основу для рациональной переработки и  использования ценнейших сырьевых источников. Такое пристальное внимание к химическому составу метаболитов  морских организмов и использования  их по более приоритетным направлениям – в диетическом и лечебном питании, в производстве фарм- и ветпрепаратов  обусловлено влиянием ряда факторов. В частности:

• возросшей потребностью в новых химических соединениях, обладающих высокой биологической активностью;
• истощением традиционных источников биологически активных соединений флоры и фауны суши;
• усилением роли лекарственного вмешательства в различные области медицины при сужении спектра не изученных в качестве потенциальных лекарств химических соединений сухопутного генеза и повышением стоимости новых лекарств;
• видовым многообразием гидробионтов, недостаточной изученностью химического состава их метаболитов;
• огромным жизненным пространством Мирового океана, в десятки раз превышающим обитаемую часть суши, а также разнообразием условий обитания и колоссальной общей биомассой гидробионтов – производителей органического вещества нашей планеты, из которого человечество в основном использовало лишь пищевые и кормовые компоненты;
• открытием в настоящее время среди метаболитов морских организмов ряда уникальных в фармакологическом отношении соединений и созданием на их основе ценнейших и эффективных мед- и ветпрепаратов и успешным внедрением их в клиническую практику;
• и что особо важно – формированием и ростом многофакторных экологических, социальных, физических и психических нагрузок на состояние здоровья людей нашей планеты, что требует прежде всего разработки профилактических мероприятий, в том числе и за счет расширения ассортимента лечебно-профилактических пищевых добавок, препаратов, позволяющих позитивно влиять на здоровье человека, его психику, на воспроизводительные функции организма[6].

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение 

     В настоящее время ежегодно вылавливается  до 100 мил т гидробионтов. Значительная часть выловленного сырья не пригодна для выпуска пищевой продукции и в процессе переработки отделяется от наиболее ценного продукта.

     Кроме того отходы при переработке гидробионтов составляют примерно 35% от выловленного сырья.

     Отходы  от разделки гидробионтов содержат высокоактивные ферменты, витамины, незаменимые аминокислоты, полиненасыщенные эссенциальные жирные кислоты и ряд других биологически активных веществ (БАВ). Они могут использоваться, как сырье для производства деликатесной продукции, консервов, пресервов, разнообразной пищевой продукции (из голов, печени, икры, молок, сердца), технической продукции (клей особых кондиций, коллаген «Ихтиокол»»), биологически активных добавок (БАД) и др[2].

Разработан  способ переработки внутренностей  рыб для получения ферментных препаратов, используемых для ускорения  созревания рыб при посоле, а также  в качестве добавки к моющим средствам  или заменители сычужного фермента при производстве сыра. Использование несъедобных отходов переработки рыбы для получения кормовой и технической продукции не всегда можно отнести к рациональному способу их утилизации, так как из отдельных органов и тканей рыб можно, например, получать ценные препараты для медицинских целей. Внутренние органы и ткани рыб могут служить источником получения нуклеотидов, стеринов, липидов, ферментов, ядов.

     Рациональным  является использование органов пищеварения рыб, если из них кроме витаминов, медицинского жира и кормовой муки, извлекаются незаменимые аминокислоты и пищеварительные ферменты  (катепсин, пепсин, трипсин). Современная наука определила стратегическую концепцию эксплуатации биологических ресурсов Мирового океана, в основе, которой предусматривается комплексная утилизация широкого спектра метаболитов максимального разнообразия гидробионтов, как источников пищи, корма, биологически активных веществ и уникальных химических соединений[6]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 

     

1. Антипов, С.Т., Кретов, И.Т., Остриков, А.Н. Машины и аппараты пищевых прозводств/ С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков. –  М.: Высш. Шк., - 2001. – 680 с.
2. Бойцова, Т.М. Новое сырье в технологии пищевого рыбного фарша// Рыбное хозяйство. – 2005. - №5. – с. 93-94
3. Грачева, И.М. Технология ферментных препаратов/ И.М. Грачева – М.: 2000. – 512с.
4. Громова, В.А., Кутина, О.И. Обогащение консервов из лососевых рыб// Рыбная пром-сть. – 2005. - № 2. – с. 16-17
5. Кавецкий, Г. Д. Процессы и аппараты пищевой технологии: Учебник/ Г. Д. Кавецкий, Б. В. Васильев.-М.: Колос, 2000.- 551 с.
6. Король, А.П., Вахракова, Р.М. Перспективные направления рационального использования отходов гидробионтов/ А.П. Король, Р.М. Вахракова - Сборник материалов межрегиональной научно-практической конференции - Петропавловск-Камчатский, 11-13 октября 2006г.: – КамчатГТУ, 2006. – 289 с.
7. Лебедева, А.П., Колесников, В.В. Вторичное сырье при переработке гидробионтов/ А.П. Лебедева, В.В, Колесников - Сборник материалов межрегиональной научно-практической конференции - Петропавловск-Камчатский, 11-13 октября 2006г. – КамчатГТУ., 2006. – 289 с.
8. Левочкина, Л.В., Слуцкая Т.Н. Биорегуляторы в технологии пищевой продукции/ Л.В. Левочкина, Т.Н. ВСлуцкая - Учеб.пособие – Владивосток: ТГЭУ, 2007. -100с.
9. Лукьяненко, В.М., Таранец, А.В. Центрифуги/ В.М. Лукьяненко, А.В. Таранец – Спарв, изд. – М.: Химия, 1988. – 384с.
10. Мосолов, В.В. Протеолитические ферменты/ В.В. Мосолов - М.:1971. - 414с.
11. Панфилов, В. А. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 1: Учебник для вузов/С. Т. Антипов, И. Т. Кретов,  А. Н. Остряков и др.; под ред. акад. РАСХН В. А. Панфилова.-М.: Высш. шк.,2001.-703 с.
12. Радыгина, А.Ф., Абрамова Л.С. Эмульсионные продукты на основе рыбной икры// Рыбное хозяйство. – 2003. - №3. – с. 57-59
13. Сафронова, Т.М. Технология комплексной переработки гидробионтов. / Т. М. Сафронова, В. Д. Богданов, Т. М. Бойцова, В. М. Дацун, Г. Н. Ким, Э. Н. Ким, Т. Н. Слуцкая. – Уч. пос. – Владивосток: Дальрыбвтуз, 2004. – 365 с.
14. Слуцкая, Т.Н. Биохимические аспекты регулирования протеолиза/ Т.Н. Слуцкая – Владивосток: ТИНРО-центр, 1997, - 148с.
15. Шалак, М.В. Технология переработки рыбной продукции// М.В. Шалак, М.С. Шашков, Р.П. Сидоренко. – М.: Дизайн ПРО, 1998. – 240 с.
16. Декантерные центрифуги [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Альфа Лаваль, [2011].- Режим доступа: URL http://local.alfalaval.com.ru , 03.06.2011                            
17. Дефростеры [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Агрокон Ко, [2011].- Режим доступа: URL  http://www.agrokon.ru, 02.06.2011
18. Дефростер универсальный Н2-ИТА113 [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.:РЫБТЕХЦЕНТР, [2011].- Режим доступа: URL  http://www.rybtehcentr.rul, 02.06.2011
19. Размораживание гидробионтов [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Ксирон Холод, [2011].- Режим доступа: URL  http://www.xiron.ru/content/view/29165/28/, 02.06.2011
20. Сепаратор BTAX [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Альфа Лаваль, [2011].- Режим доступа: URL  http://local.alfalaval.com.ru, 03.06.2011
21. Сепаратор молокоочиститель Г9-ОЦМ-15 [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: МАШПРОМСНАБ, , [2011].- Режим доступа: URL http://www.mashpromsnab.ru, 05.06.2011
22. Химический состав и пищевая ценность рыбы [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Магазины России, [2011].- Режим доступа: URL: http://russiashops.ru, 05.06.2011
23. Калорийность Окунь морской. Химический состав и пищевая ценность [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Мой здоровый рацион, [2011].- Режим доступа: URL: http://www.health-diet.ru, 05.06.2011
24. Калорийность Сайра. Химический состав и пищевая ценность [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Мой здоровый рацион, [2011].- Режим доступа: URL: http://www.health-diet.ru, 05.06.2011
25. Калорийность Сельдь иваси. Химический состав и пищевая ценность [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Мой здоровый рацион, [2011].- Режим доступа: URL: http://www.health-diet.ru, 05.06.2011
26. Калорийность Сельдь тихоокеанская. Химический состав и пищевая ценность [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Мой здоровый рацион, [2011].- Режим доступа: URL: http://www.health-diet.ru, 05.06.2011
27. Калорийность Скумбрия дальневосточная. Химический состав и пищевая ценность [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Мой здоровый рацион, [2011].- Режим доступа: URL: http://www.health-diet.ru, 05.06.2011
28. Калорийность Ставрида океаническая. Химический состав и пищевая ценность [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Мой здоровый рацион, [2011].- Режим доступа: URL: http://www.health-diet.ru, 05.06.2011
29. Калорийность Треска. Химический состав и пищевая ценность рыбы [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Мой здоровый рацион, [2011].- Режим доступа: URL: http://health-diet.ru, 05.06.2011
30. ГОСТ 20057-96 Рыба океанического промысла мороженая. Технические условия [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: Complexdoc, [2011].- Режим доступа: URL: http://www.complexdoc.ru/scan/ГОСТ2020057-96, 05.06.2011
31. Функциональная гастроэнтерология [Электронный ресурс]: [Информация по Дальнему востоку] / Электрон. дан.: ГастроСкан, [2011].- Режим доступа: URL: http://www.gastroscan.ru/handbook/120/2894, 10.12.2011