Встановлено, що луска є структурно складної багатокомпонентної системою, що складається в основному з мінеральних речовин і колагену. Показано, що луска різних видів риб відрізняється за хімічним складом, розміром і специфічним властивостям. Санітарно-мікробіологічні і токсикологічні дослідження показали, що луска може служити сировиною для отримання як харчового, так і технічного іхтіожелатіна, а відходи від його отримання раціонально використовувати в якості мінеральної добавки.

Анотація наукової статті по промисловим біотехнологій, автор наукової роботи - Якубова Олеся Сергіївна, Котенко Анна Леонідівна


SCALE AS A SOURCE OF OBTAINING ICHTYOGELATINE

It is determined that scale is a structural complex and multicomponent system mainly consisting of mineral substances and collagen. It is represented that scales of different species of fish are distinguished by their chemical composition, sizes and specific qualities. Sanitary microbiological and toxicological investigations revealed that scale can be used as a source for obtaining edible and industrial ichtyogelatine and its offals can be used in the best ways as mineral additives.


Область наук:
  • промислові біотехнології
  • Рік видавництва: 2004
    Журнал: Вісник Астраханського державного технічного університету

    Наукова стаття на тему 'Луска як джерело отримання іхтіожелатіна'

    Текст наукової роботи на тему «Луска як джерело отримання іхтіожелатіна»

    ?УДК 668.39: 597-147.8

    О. С. Якубова, А. Л. Котенко Кафедра технологій і експертизи товарів

    Луска ЯК ДЖЕРЕЛО ОТРИМАННЯ ІХТІОЖЕЛАТІНА

    Намітилася тенденція до комплексного використання ресурсів передбачає повне і раціональне використання всіх корисних компонентів сировини. Виробничий процес, при якому з однієї частини сировини виробляється харчова продукція, а з іншого - кормова рибне борошно, тільки умовно можна назвати безвідходним, оскільки не використовуються всі містяться в гідробіонтах компоненти. І тільки таку технологію або виробничий процес, при якому раціонально, науково обгрунтовано та повністю використовуються всі корисні компоненти сировини, можна назвати безвідходними.

    Рибна промисловість в даний час орієнтована на виробництво продукції з обробленої риби. Неїстівна частина від загальної маси сировини часткових і ставкових видів риб становить: лящ - 39,4%, товстолобик - 47,0%, щука - 43,4%, сазан - 47,0%, судак - 33,7% (Довідник. .., 1999). При цьому серед інших відходів присутні кістки, шкіра, плавальні міхури і луска, які є коллагенсодержащего сировиною - джерелом отримання іхтіожелатіна.

    Колаген - природний полімер, що відноситься до групи склеропро-теїн. Первинною структурою колагену є поліпептидний ланцюг, що складається з чергуються залишків амінокислот. На відміну від інших білків в коллагене переважають оксипроліну, пролін і гліцин, причому оксипроліну є специфічною міткою колагену, так як не міститься більше ні в яких інших білках. Вторинна і третинна структури колагену є три спіральні пептидні ланцюга, згорнуті додатково в загальну суперспіраль. Трехспіральная молекула колагену, яка називається молекулою протоколлагена, впорядкована таким чином, що вільні бічні групи гліцину кожної пептидного ланцюга знаходяться всередині загальної спіралі, а вимагають простору кільця пролина, оксипролина і бічні групи амінокислотних залишків виступають назовні (Вейс, 1964).

    Області застосування желатину різноманітні. Він широко застосовується як структуроутворювач в харчовій промисловості, входить до складу харчових плівок, покриттів, їстівних оболонок, використовується при культивуванні мікроорганізмів, а також застосовується в медичній і фотографічної промисловості. У деяких випадках саме іхтіожелатін використовують в якості речовин, що клеять. Іхтіожелатін є натуральним Структуроутворювачі, тому обмежень в його застосуванні немає.

    В даний час розроблені раціональні технології переробки шкіри і плавальних міхурів деяких видів риб (Ооше2-Ош11еп, Мойего, 2001; Оі<1шіп<188оп, НаГ81ет88оп, 1997).

    Використання луски як вторинний ресурс обмежена внаслідок особливостей будови і відмінності хімічного складу луски інших коллагенсодержащих рибних відходів. В даний час переробка луски є для рибокомбінатів серйозною проблемою.

    Дослідження зі створення раціональної технології переробки луски на кафедрі «Технологія і експертиза товарів» Астраханського державного університету ведуться вже 10 років. В результаті розроблена і запатентована технологія отримання іхтіожелатіна з кілечним луски. У зв'язку зі зміною сировинної бази виникла необхідність розробки технології отримання іхтіожелатіна з луски часткових і ставкових видів риб, сировинні запаси яких значні.

    В даний час основною сировиною для отримання желатину є нехарчові відходи від оброблення великої рогатої худоби (ВРХ). Санітарні проблеми, що виникли в Європі в зв'язку з распространенмем Губкообразная енцефаліту (сказу) ВРХ, викликають заклопотаність у виробників харчової та фармацевтичної продукції, що не впевнених в безпеці використовуваного желатину. Саме тому розробка і впровадження технології іхтіожелатіна найбільш актуальна в даний час (ЬоЬшапп, 1997; 81гіо1; іга1 ..., 2002).

    Метою цих досліджень було вивчення фізичних властивостей, хімічного і фракційного складу луски часткових і ставкових видів риб і визначення впливу цих факторів на технологію отримання іхтіожелатіна.

    Для розробки раціональної, науково обгрунтованої, безвідходної і ефективної технології переробки луски необхідне детальне вивчення хімічного складу і специфічних властивостей сировини.

    Об'єктом даного дослідження служила луска часткових і ставкових видів риб: ляща, карася, сазана, товстолобика, щуки, судака, а також луска, яка відокремилася після засолу риби, зібрана на рибообробних підприємствах Астраханській області в період весняної та осінньої путини 2002-2003 рр.

    Хімічний склад зразків луски визначали за допомогою загальних методів: масову частку вологи і золи - Термогравіметричні за стандартними методиками, жиру - методом Сакслета, білка - фотометричним з попередніми мокрим озоленням зразків по К'ельдалю; фракційний склад білків - послідовним екстрагуванням білкових фракцій специфічними розчинниками; визначення токсичних елементів проводили атомно-адсорбційним методом; пестицидів, радіонуклідів, поліхлорованих біфенілів і ДДТ - за стандартними методиками.

    Як відомо, существуеют три типи луски: плакоідная (акули, скати), ганоідная (осетрові), циклоидная і ктеноїдна (костисті риби). Луска костистих риб складаються з двох шарів: твердого верхнього (гіалодентінового), сильно мінералізованою шару, утвореного із тонких костистих пластинок, зцементованих органічними речовинами, на 60-70% представленими протоколлагеном.

    Маса луски у різних видів риб у такій редакції: лящ - 3,1-6,2%, карась - 6,2-9,7%, щука - 3,0%, судак - 2,5%, сазан -2, 4-5,4% від маси тіла (Кизеветтер, 1973)

    Луска костистих риб має вигляд тонких твердих округлих пластинок, тому в якості характерного розміру був узятий діаметр. Залежно від виду риби луска може бути різних розмірів: у судака -5 мм, щуки і товстолобика - 7 мм, ляща - 11 мм, карася - 20 мм, сазана -23 мм. Найпотужніша луска у сазана і карася, потім у ляща, найдрібніша у щуки, судака і товстолобика.

    Розмір, форма і особливості будови лусочок є важливим фактором, що визначає подальші операції технологічного процесу отримання іхтіожелатіна, оскільки збільшення контактної поверхні забезпечує високу швидкість дифузії при проведенні масообмінних процесів.

    Одним із специфічних властивостей луски є адгезія лусочок в процесі попередньої підготовки і екстракції сировини, тому доцільно інтенсифікувати гідродинамічні показники цих масообмінних процесів деякими з відомих способів, враховуючи лабільність сировини до певних дій (Лисянський, 1987).

    Дослідження хімічного складу луски деяких видів часткових і ставкових риб (табл. 1) показало наявність в лусці в залежності від виду риби 39-62% азотистих речовин; 28,5-49,5% мінеральних речовин і незначний вміст жиру - менше 0,2%.

    Таблиця 1

    Загальний хімічний склад повітряно-сухої луски деяких часткових і ставкових видів риб

    Риба Зміст,%

    води жиру мінеральних речовин азотистих речовин (ОА * 5,55)

    Судак 11 0,1 49,5 39

    Лящ 11,2 0,13 33,9 55

    Карась 10,6 0,2 36,3 53

    Сазан 10,1 0,19 28,5 62

    Щука 11,1 0,1 38,5 50

    Товстолобик 11,2 0,1 27,8 61

    В результаті подальшого дослідження фракційного складу азотистих речовин луски (табл. 2), відзначено невелике утримання водо- і солерозчинних азоту, т. Е. Тієї частини азотистих речовин, які при виділенні і очищенні розглядаються як баластні - альбумі- ни, глобуліни, а також наявність 3-7% особливої ​​речовини білкового походження, званого іхтілепідіном, що не розчиняє в воді навіть при кип'ятінні. Зміст колагену в залежності від виду риб становить 32-52%. Найбільша кількість колагену міститься в лусці товстолобика і сазана. Найменше колагену міститься в лусці судака - 32%, але зате в його лусці міститься найбільше мінеральних речовин 49,5%.

    Таблиця 2

    Зміст різних форм азоту в повітряно-сухої лусці часткових і ставкових видів риб

    Риба Зміст,%

    загального азоту (ОА * 5,55) водорас- твориться білка солерас- твориться білка колагену сопутст- чих речовин

    Судак 39 2 2 32 3

    Лящ 55 2,3 2,4 43 7

    Карась 53 1,5 2,5 42 7

    Сазан 62 2 2 51 5,5

    Щука 50 2 + 2 - -

    Товстолобик 61 2 2 52 5

    Елементарний склад мінеральної частини луски представлений цінними і необхідними в харчуванні як людини, так і тварин макро-і мікроелементами: кальцієм (4-4,5%), фосфором (2-2,5%) і в меншій мірі магнієм, натрієм, хлором , фтором. Основний сіллю є фосфорнокислий кальцій (33-43% маси сухої речовини луски), присутня невелика кількість (1-1,5%) карбонату кальцію, а також мікрокількостей фосфату магнію, карбонатів калію і натрію, фтористого натрію і солей заліза (Кизеветтер, 1973 ).

    Вивчення мікробіологічних показників показало, що луска рибна - напівфабрикат відповідає Кмафанм 1 • 106 КУО / г. Відзначено також, що Кмафанм в лусці не перевищує допустимих норм протягом 3 місяців зберігання. В даний час тривають дослідження щодо продовження термінів зберігання луски.

    Подальше токсикологічне дослідження луски риб, спрямоване на розширення сфери її застосування, полягало у визначенні змісту токсичних елементів, пестицидів, радіонуклідів, поліхлорованих біфенілів, ДДТ і його метаболітів (табл. 3). За результатами досліджень луска відповідає вимогам СанПіН 2.3.2.1078-01.

    На підставі досліджень розроблено ТУ 9289-006-004 «Луска рибна - напівфабрикат» і отримано санітарно-епідеміологічний висновок № 30 АЦ.01.928.Т.001289.09.03 від 12.09.2003 р.

    Таблиця 3

    Вміст токсичних елементів, пестицидів, радіонуклідів, поліхлорованих біфенілів, ДДТ і його метаболітів в лусці часткових і ставкових видів риб

    Найменування показників Зміст, мг / кг

    Токсичні елементи Свинець 0,29

    миш'як 0,051

    кадмій 0,035

    ртуть 0,014

    Пестициди Г ексахлорціклогексан (а, в, у-ізомери) 0,019

    ДДТ і його метаболіти 0,036

    Поліхлоровані біфеніли 0,005

    Радіонукліди, Бк / кг Цезій-137 Менш 17,84

    Стронцій-90 Менш 27,84

    На відміну від іншого коллагенсодержащего рибного сировини, зокрема шкіри і плавальних міхурів, луска має твердий верхній, сильно мінералізований шар, утворений з тонких костистих пластинок, між якими знаходяться шари колагену. Структура колагену риб відрізняється від колагену наземних тварин відмінністю межцепних зв'язків. У коллагене ссавців межцепних є водневі зв'язки, а в коллагене риб основними межцепних зв'язками є сольові містки. У процесі попередньої підготовки луски до процесу екстракції необхідно розділити шари луски. Це можливо тільки після набухання сировини, в результаті якого відстань між елементами структури колагену збільшується, і, отже, міцність зв'язків зменшується. У процесі цих перетворень відбувається руйнування межцепних зв'язків і, як наслідок, перехід мінеральних речовин в екстракт. Що входять до складу колагену мінеральні речовини представлені в основному у вигляді малорозчинних солей, які ускладнюють очистку іхтіожелатіна в процесі виробництва. Структура колагену риб менш стабільна, що обумовлює пом'якшення умов мацерації для досягнення бажаних змін.

    В результаті експериментальних досліджень встановлено, що луска є структурно складної багатокомпонентної системою, що складається в основному з мінеральних речовин і колагену. Луска різних видів риб відрізняється за хімічним складом, розмірами і специфічним властивостям, тому луску кожного виду риби, а в деяких випадках групи риб, необхідно обробляти окремо.

    Луска риб може служити сировиною для отримання як харчового, так і технічного іхтіожелатіна, а відходи від його отримання доцільно використовувати в якості кормової мінеральної добавки.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Вейс А. Молекулярна хімія желатину., 1971. 478 з.

    2. Кизеветтер І. ​​В. Біохімія сировини водного походження. - М .: Піщ. Пром-сть, 1973. - 424 с.

    3. Лисянський В. Н., Гребенюк С. М. Екстракція в харчовій промисловості. -М .: Агропромиздат, 1987. - 436 с.

    4. Довідник по хімічному складу і технологічних властивостей риб внутрішніх водойм / Под ред. В. П. Бикова. - М .: Изд-во ВНИРО, 1999. - 206 с.

    5. Gomez-Guillen М.С.., Montero Р. Extraction of gelatin from megrim (Lepi-dorhombus boscii) skins with several organic acids. // J. Food Sci. - 2001. -Vol. 66, N 2. Р. 213-216.

    6. Gudmundsson M, Hafsteinsson H. Gelatin from cod skins as affected by chemical treatments // J. Food Sci. - 1997. - Vol. 62, N1. - Р. 37-39.

    7. Lohmann M. On the safety (with respect to BSE) of gelatin produced from raw materials originating from cattle. - 1997. - N 4. - Р.14-16.

    8. Structural and physical properties of gelatin extracted from different marine species: a comparative study / М. С. Gomez-Guillen, J. Turnay, M. D. Fernandez-Diaz, N. Ulmo, M. A. Lizarbe, P. Montero // Food Hydrocolloids. - 2002. - Vol. 54, N 1. - Р. 25-34.

    отримано 21.01.04

    SCALE AS A SOURCE OF OBTAINING ICHTYOGELATINE

    O. S. Yakubova, A. L.Kotenko

    It is determined that scale is a structural complex and multicomponent system mainly consisting of mineral substances and collagen. It is represented that scales of different species of fish are distinguished by their chemical composition, sizes and specific qualities. Sanitary microbiological and toxicological investigations revealed that scale can be used as a source for obtaining edible and industrial ichtyogelatine and its offals can be used in the best ways as mineral additives.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити