Библиографическое описание:

Петрова И. Б., Клименко А. И. Комплексная переработка отходов рыбоперерабатывающих производств: обзор // Молодой ученый. — 2012. — №9. — С. 61-63.

Неполноценное использование отходов рыбоперерабатывающих производств является распространенной проблемой рыбной отрасли. Ежедневно в процессе переработки рыбных ресурсов производятся тонны отходов при производстве рыбного филе, фаршей, консервов и других видов рыбной продукции. Самой распространенной технологией для переработки отходов до сих пор остается производство кормовой рыбной муки, в то время, как большая часть отходов оказывается на свалках промышленного мусора [9]. Необходимость решения проблемы комплексного использования водных ресурсов очевидна, это не только снизит затраты на производство традиционных видов рыбной продукции, но и позволит заметно расширить ассортимент.

В последних работах по проблеме недоиспользования водных ресурсов, отходами принято называть конечный продукт, который не имеет дальнейшего использования. Всё то, что подлежит дальнейшей переработке, является сырьем. [8]. Состав такого сырья варьируется в зависимости от вида рыбы, из которого оно произведено, сезона и других факторов. В качестве сырья могут служить рыбные головы, части тканей рыбы, отделенные в ходе филетирования, кости, кожа, внутренние органы рыб. Головы и кости достаточно целесообразно перерабатывать по имеющейся технологии производства рыбной муки, в то время, как мягкие ткани и внутренние органы, содержащие ценные липидную и белковую фракции, остаются крайне недоиспользованными. Для эффективного использования сырья, фракции необходимо разделить, причем максимально сохраняя качество и выход обоих. В данном обзоре остановимся подробнее на этих недоиспользуемых элементах сырья, их составе и способах утилизации.

Традиционной технологией переработки отходов рыбоперерабатывающих производств с целью получения рыбного жира является переработка с использованием измельчения, нагревания, прессования и сепарации отделившегося рыбного жира. [4]. В целях комплексной переработки рыбных отходов, содержащих и белковую и липидную фракции, необходимо использовать технологию, позволяющую разделить и утилизировать обе фракции. Традиционный вид обработки сырья в данном случае вызывает ряд нежелательных последствий вследствие легкой окисляемости и нестабильности жировой фракции и небольшого выхода белковой фракции. Для эффективной переработки сырья, содержащего как белковую так и липидную фракции применяется гидролиз, который позволяет получить на выходе как рыбный жир так и рыбный белковый гидролизат (РБГ). Существуют два пути проведения гидролиза - химический и ферментативный, но из-за сравнительной опасности проведения химического гидролиза, в связи с применением опасных реагентов и небережного отношения к сырью, предпочтительной является технология ферментативного гидролиза. [2]. Технология комплексной переработки сырья включает в себя ферментативный гидролиз в диапазоне температур от 40 до 60 градусов Цельсия, инактивацию ферментов при 90 градусах Цельсия и последующую сепарацию. Но, основным недостатком этой технологии является приоритетное получение качественного РБГ, нежели рыбного жира, т.к. в ходе процесса гидролиза жировая фракция окисляется за счет присутствия фермента липазы и качество готового рыбного жира ухудшается. С целью получения обеих фракций с высокими качественными показателями используется комбинированный метод переработки, включающий нагревание сырья до 70-90 градусов Цельсия с целью получения рыбного жира высокого качества, его отделения и дальнейшей переработки оставшегося сырья методом ферментативного гидролиза, описанным выше. Таким образом, данная технология позволяет получать высококачественный рыбный жир с низкими перекисным и кислотными числами, рыбный жир более низкого качества и высокий выход РБГ, что подразумевает комплексную переработку сырья и утилизацию готовой продукции. Здесь имеет место заметить, что качество получаемых фракций зависит не только от условий переработки сырья, но и от качества сырья перед началом переработки, поэтому важно получать на переработку сырье максимально свежим.

Технология ферментативного гидролиза требует дальнейшего изучения, потому как такие ее элементы, как, например, степень измельчения сырья, температура процесса, выбор ферментного препарата, продолжительность процесса и прочие должны быть изучены и их влияние на выход готовых фракций и их свойства должны быть установлены.

Дальнейшее использование получаемого рыбного жира зависит от его органолептических, физических и химических показателей, таких как запах, вкус, цвет, прозрачность, кислотное и перекисное числа, массовая доля влаги и неомыляемых веществ, и других, и предполагает широкий спектр утилизации от применения в качестве технического рыбного жира до внедрения в пищевой рацион в качестве биологически-активной добавки.

РБГ - это продукты с большим содержанием свободных аминокислот и низших пептидов, обладающие хорошими функциональными и питательными свойствами. В последние годы производятся работы по изучению биоактивных свойств РБГ [6]. Основными направлениями изучения рыбных белковых гидролизатов являются органолептические и функциональные свойства, в большой степени, обусловленные молекулярным размером пептидов. Рыбные белковые гидролизаты широко используются в медицине, микробиологии, пищевой и комбикормовой промышленности.

Механизм получения концентратов и изолятов рыбного белка основан на аналогичных принципах.

В настоящее время разработано несколько способов получения изолята рыбного белка. Основные из них: экстракция и осаждение белка раствором солей, метод pH-сдвига.

Преимущества применения для экстракции белка и его осаждения разбавленных растворов щелочей и кислот обусловлены рядом причин, в числе которых уменьшение расхода реагентов для изменения pH по сравнению с осаждением белка раствором солей и снижение затрат на переработку стоков и регенерацию воды за счет метода нейтрализации сточных вод [3]. Также для большинства белков характерны минимальная растворимость при изоэлектрической точке и увеличение растворимости при удалении от неё. Следовательно, метод pH-сдвига можно использовать для экстракции альбуминов, глобулинов и глютелинов, что обеспечивает больший выход и меньшее фракционирование при растворении, чем солевые растворы [5].

Технологические процессы производства концентратов и изолятов белка состоят из сравнительно небольшого числа операций. Обычно они включают механическое измельчение и очистку исходного сырья, экстракцию из него целевых и антипитательных веществ, солюбилизацию белка, очистку белкового раствора, концентрирование или осаждение белка, регулирование его функциональных свойств, сушку или замораживание, или дальнейшее использование для получения продуктов питания.

Изоляты белка, полученные с помощью добавления кислоты или щёлочи, отличаются по ряду характеристик. Так солюбилизация при высоком значении pH даёт лучшие показатели по степени белизны, прочности геля и стойкости к окислению протеина. Гемопротеины денатурируют и соосаждаются, что делает полученный изолят менее стабильным и более тёмным. Тем не менее, кислотный метод обычно обеспечивает больший выход белка [7].

Основными направлениями на пути создания и оптимизации технологий изготовления изолята рыбного белка являются: выбор сырья, наиболее приемлемого для его изготовления, подготовка фарша с наиболее приемлемыми показателями, определение значений технологических параметров, обеспечивающих максимальный выход и качество изолята рыбного белка, максимальная расшифровка механизмов формирования основных свойств изолята и на их базе создание моделируемых процессов и управляемых технологий.

Изоляты рыбного белка обладают многими ценными функциональными свойствами: растворимостью в воде, эмульгирующей, пенообразующей, связующей способностями и другими. Именно они позволяют использовать ИРБ в процессе изготовления широкого диапазона пищевых продуктов. ИРБ может быть использован в качестве ингредиента для производства обогащённых и готовых к употреблению продуктов на основе рыбного фарша или сурими.

Рыбные белковые концентраты (РБК) - продукты, получаемые в процессе гидролиза, прерванного на начальной стадии образования концентрированного пептидного раствора, химическим, физико-химическим, биохимическим и комбинированным способами. К используемым промышленностью способам получения белковых препаратов из мелких пелагических рыб путем обработки их органическими растворителями относятся такие, как применяемый в Норвегии способ приготовления РБК путем однократной экстракции рыбной муки изопропанолом и применяемый в Японии и Перу способ приготовления маринбифа. Этим способам свойственны существенные недостатки. Основные недостатки норвежского способа приготовления РБК - недостаточная очистка препарата от жира и утрата белком ряда функциональных свойств. Недостатком японского способа приготовления маринбифа является низкий выход продукта и, вследствие этого, высокая его себестоимость. В частности в Перу, где маринбиф выпускается в качестве белковой основы для кулинарных формованных изделий, его стоимость превышает стоимость говядины.

Недостатки применения органических растворителей для осаждения белка обусловлены в первую очередь тем, что на этот процесс влияют присутствие солей и рН. Соли же могут поступать из исходного сырья при его экстракции водными растворами. Также эти осадители способны вызывать денатурацию белка, понижая растворимость и другие функциональные свойства белка. Также белковые концентраты, полученные этим способом, плохо набухают в воде, не проявляют эмульгирующей и пенообразующей способности, поэтому применение их в качестве структурообразователей затруднительно [1].

При ферментативном способе производства РБК применяют ферменты, которые, гидролизуя белки тканей рыбы, повышают их растворимость, а также способствуют более легкому и полному отделению липидов. При этом способе используются собственные ферментные системы рыб, а также ферменты, вырабатываемые организмами животных или микроорганизмами. Большинство технологий производства рыбных белковых концентратов имеют недостатки: использование дорогостоящих экстрагентов (для удаления жира), применение технологических процессов с высокими температурами, давлением. Некоторые из них приводят к потере ценных биологически активных компонентов - эссенциальных липидов, витаминов, минеральных веществ.

Огромное количество отходов рыбоперерабатывающих производств - потенциального сырья оказывается на свалках из-за некомплексного подхода к утилизации рыбных ресурсов. Для эффективной переработки рыбных запасов необходимо обеспечить технологию, которая позволит получать отходы от рыбного производства свежими, обеспечить как высокое качество, так и высокий выход готовой продукции из данного вида сырья, и ее эффективную утилизацию. Для эффективной утилизации продукции из отходов рыбной отрасли необходимо детально изучить ее свойства и разработать соответствующую документацию для возможности внедрения технологии в массовое производство.

Литература

  1. Богданов В.Д., Сафронова Т.М. Структурообразователи и рыбные композиции. М.: ВНИРО, 1993. - 172 с.

  2. Максимова Е.М. Разработка технологии утилизации белковых отходов методом ферментативного гидролиза.- Вестник МГТУ, том 9, N 5, 2006.- стр. 875-879

  3. Choi Y.J., Lin T.M., Tomlinson K. and Park J.W. 2007. Effect of salt concentration and temperature of storage water on the physicochemical properties of fish proteins. Elsevier LWT.

  4. FAO (1986) The production of fish meal and oil. FAO Fisheries Technical Paper.

  5. Hultin HO, Kristinsson HG, Lanier Tyre C and Park JW. 2005. Process for Recovery of Functional Proteins by PH-shifts. In Park, Surimi and surimi seafood, Boca Raton; Taylor and Francis Group. 107-139.

  6. Kim S.-K. And Mendis, E. (2006). Bioactive compounds from marine processing by-products- a review. Food Research Internetional, 39, 383-393

  7. Kristinsson HG and Liang Y. 2006. Effect of pH-shift Processing and Surimi Processing of Atlantic croaker (Micropogonias undulates) Muscle Proteins. Journal of Food Science. 71(5), C304-312.

  8. Rustad T. (2003). Utilisation of marine by-products. Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry, 2, 458-463

  9. Thorkelsson G, Sigurgisladottir S, Geirsdottir M, Jóhannsson R, Guérard F, Chabeaud A, Bourseau P, Vandanjon L, Jaouen P, Chaplain-Derouiniot M, Fouchereau-Peron M, Martinez-Alvarez O,Le Gal Y, Ravallec-Ple R, Picot L, Berge JP, Delannoy C, Jakobsen G, Johansson I, Batista I and Pires C. 2008. Mild Processing Techniques and Development of Functional Marine Protein and Peptide Ingredients. in Børresen, Improving seafood products for the consumer, Woodhead Publishing Limited.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle