КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ
І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ
Український навчально-науковий інститут якості біоресурсів
та безпеки життя
Факультет харчових технологій та управління якістю продукції АПК
О. С. ВІННОВ, Г. М. БАНДУРЕНКО |
|
|
|
ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ РИБНОГО БОРОШНА |
Навчальний посібник
|
|
|
для студентів за напрямком підготовки 0517 «Харчові технології та інженерія» |
спеціальність – 8.05170105 «Технологія зберігання та переробки водних біоресурсів» |
|
|
|
|
Київ 2011
УДК 664.957
ББК 36.92
В - 36
(072)
Рекомендовано вченою радою Українського навчально - наукового інституту якості біоресурсів та безпеки життя
Автори: |
Віннов Олексій Сергійович, к.т.н., доцент |
|
Бандуренко Галіна Міхайлівна к.т.н., доцент |
Рецензенти: |
Лебська Тетяна Константініва, д.т.н., професор, завідувач кафедрою технології м’ясних, рибних та морепродуктів Національного університету біоресурсів і природокористування України |
|
Малежик І.Ф., д.т.н., професор, завідувач кафедрою процесів і апаратів харчових виробництв Національного університету харчових технологій |
|
Манк В.В., д.т.н., професор, завідувач кафедрою технології жиріпарфюмерно - косметичніх продуктів Національного університету харчових технологій |
Видавництво ТОВ «АГРАР МЕДІА ГРУП».
Свідотство ДК №3651 від 22.12.2009 р.
04080, м. Київ, Оболонський р-н, вул. Новокостянтинівська, будинок 4-А
Тел.: 044 361 53 06, 044 463 66 94 www.agrarmedia.com
Формат 60×84 1/16. Гарнітура «Таймс»
Папір офсетний №1.Друк офсетний. Ум.друк.арк…
Наклад …. примірників. Зам. …….
Зміст
Зміст 3
Вступ 3
Розділ 1. Характеристика сировини для виробництва кормових продуктів з гідробіонтів. 7
Розділ 2. Виробництво кормового рибного борошна 12
2.1. Стандартизація та сертифікація виробництва кормових рибних продуктів. Характеристика кормового рибного борошна 12
2.2. Виробництво кормового рибного борошна пресово-висушівальним способом. 20
2.3. Виробництво кормового рибного борошна центрифужно - висушувальним способом 55
2.4. Виробництво рибного кормового борошна із застосуванням поверхнево - активних речовин. 57
2.5. Виробництво кормового рибного борошна з сировини з ослабленою структурою тканин. 61
2.6. Виробництво рибного борошна способом електроплазмолізу 63
2.7. Виробництво рибного кормового борошна способом ELCRACK 65
2.8. Виробництво рибної кормового борошна способом прямого висушування 68
2.10. Виробництво рибного кормового борошна способом екстракції з використанням органічних розчинників. 74
2.11. Виробництво кормового рибного борошна ферментативним способом 89
Розділ 3. Технологія рибних кормових продуктів хімічного консервування. 94
3.1. Технологія кормового рибного фаршу 98
3.2. Технологія рибного силосу 102
3.3. Технологія виробництва кормового замінника цільного молока 104
3.4. Технологія виробництва рибного кормового гідролізату 107
Розділ 4. Виробництво кормових продуктів з нерибної сировини 113
4.1. Кормові продукти з крилю 113
4.1.1.Технологія сиромороженого і варено - мороженого кормового крилю 118
4.1.2. Технологія виробництва кормів хімічного консервування з крилю 121
4.1.2. Технологія кормових гідролізатів з крилю 123
4.1.3. Технологія кормового борошна з крилю 130
4.2. Кормові продукти з двостулкових молюсків 136
Висновок 139
Контрольні питання. 140
Список рекомендованої літератури 144
Вступ
Рибне господарство України є складний взаємопов'язаний виробничо-господарський комплекс з розвиненою багатогалузевою кооперацією і міжнародними зв'язками, глибоко інтегрований як в національну економіку, так і в світове рибництво. Його стан багато в чому визначається політичною і економічною ситуацією, що складається в країні та світі. В цілому це - складний виробничий механізм, що охоплює технологічні процеси від культивування, розвідування, охорони, відтворення, пошуку і вилову гідробіонтів, їх комплексної переробки, транспортування і перевантаження в рибних портах, до реалізації в оптовій та роздрібній торгівлі.
Вагоме значення продуктів з гідробіонтів полягає в тому, що вони є джерелом найбільш важливої складової частини харчування людини і годування сільськогосподарських тварин – високоякісних білків і унікальних за своїм складом жирів. Тому, харчові і кормові продукти, виготовлені рибогосподарським комплексом країни, є важливим чинником життєзабезпечення.
Водні сировинні організми - джерело білку, жиру, необхідних мінеральних речовин, а також вітамінів груп В, Н, РР, А, Е. Багато видів океанічних риб, молюсків, ракоподібних з невеликим вмістом жиру (до 2%) мають підвищену кількість білка (до 20%). Біологічна цінність білків більшості гідробіонтів не поступається білкам м'яса теплокровних тварин, але в порівнянні з ними, легше засвоюються організмом людини і тварин.
На даний час загальне виробництво світового рибного господарства досягає приблизно 130..150 млн. тонн в рік, з яких більше 90…100 мільйонів тонн складає вилов, а близько 30…50 мільйонів тонн - продукція аквакультури. Особливість розвитку світового рибного господарства останніх років - це прискорений розвиток аквакультури як в прісноводних системах, так і в морському середовищі. В області аквакультури визнаними світовими лідерами є Китай, на частку якого припадає більше 60% загального виробництва та Норвегія, де щорічно вирощують і поставляють на внутрішній і світовий ринок більше 500 тисяч тонн лососевих. Це приблизно дорівнює щорічному вилову тріски Норвегією в природному морському середовищі.
Світове рибне господарства має великий експортно - імпортний потенціал. Так, близько 38% від світового виробництва гідробіонтів експортується. Експорт з країн, що розвиваються, складає більше 50%, а більше 80% імпорту доводиться на розвинені країни (Японію, США, країни Європи). Щорічно близько 100 мільйонів тонн риби переробляється та вживається в їжу, а залишок (близько 30…50 млн. тонн) переробляється головним чином на кормові продукти.
Виробництво кормових продуктів з водної сировини має багатовікову історію. Перші згадки про виробництво жиру, кормів і добрив з рибної сировини датується 800-ми роками нашої ери. У Норвегії існує опис примітивної установки і технологічного процесу видалення жиру з норвезького оселедця пресуванням з використанням дерев'яних щитів і кам'яних вантажів. Примітивна форма рибного кормового борошна згадана також в «Подорожах» Марко Поло на початку чотирнадцятого століття.
Сучасний асортимент кормових продуктів на основі гідробіонтів дуже різноманітний. Це - кормове рибне борошно, кормові фарші, силоси, гідролізати, замінники молока, кормові крупи та ін.
Рибні кормові продукти знаходять своє застосування в птахівництві, свинарстві та вирощуванні інших тварин. Численними дослідженнями встановлено, що рибні кормові продукти покращують плодючість тварин і птахів, подовжують період лактації. Щорічно збільшується споживання рибних кормових продуктів в аквакультурі (табл. 1).
Таблиця 1. - Світове використання кормових рибних продуктів
Роки |
Розподіл споживання кормових рибних продуктів, % |
||||
Велика рогата худоба |
Свинарство |
Птахівництво |
Аквакультура |
Інше |
|
2000 |
3 |
29 |
24 |
35 |
9 |
2005 |
3 |
23 |
18 |
45 |
11 |
2010 |
0 |
20 |
12 |
56 |
12 |
В цілому, світове виробництво кормових рибних продуктів за останні 10 років зменшується в своїх обсягах. Зниження обсягів виробництва кормових продуктів з гідробіонтів пов'язане, перш за все, з різким збільшенням витрат на промисел сировини і скороченням сировинної бази внаслідок кліматичних змін.
Найбільшими світовими продуцентами кормових продуктів з водної сировини, зокрема кормового рибного борошна, на сьогоднішній день залишаються Перу, Чилі, Данія, Норвегія та Ісландія (табл.2).
Таблиця 2. - Світове виробництво кормового рибного борошна
Країна |
Виробництво кормового рибного борошна по роках, млн. т |
||||||
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
|
Перу |
1,844 |
1,929 |
1,219 |
1,983 |
2,126 |
1,456 |
0,81978 |
Чилі |
0,698 |
0,834 |
0,667 |
0,935 |
0,815 |
0,776 |
0,638 |
Данія |
0,299 |
0,311 |
0,246 |
0,259 |
0,222 |
0,213 |
0,151 |
Норвегія |
0,216 |
0,227 |
0,196 |
0,212 |
0,154 |
0,176 |
0,135 |
Ісландія |
0,283 |
0,3 |
0,271 |
0,204 |
0,179 |
0,162 |
0,193 |
Всього |
3,970 |
4,376 |
3,388 |
3,593 |
3,496 |
2,783 |
1,938 |
Спроби замінити в раціоні сільськогосподарських тварин і птахів кормових продуктів з водної сировини кормовими дріжджами, білками водоростей і злакових рослин, поки не увінчалися успіхом. Найбільш перспективною альтернативою рибних кормових продуктів вважаються продукти на основі сої. Але проведені випробування показали доцільність заміни білків риби на продукти переробки сої не більше 20-30% від маси корму. При вищому вмісті сої у комбікормах спостерігались зменшення приросту та інші небажані зміни фізіологічного та імунологічного характеру. Це пояснюється присутністю в сої лектинів, інгібіторів протеаз, термостійкого гліцину і β - конгліцитину. Теплова обробка сої приводить до інактивації інгібіторів протеаз, але значно підвищує вартість кінцевого продукту.
Зміни, що відбулися в умовах світового рибальства, скоротили число традиційних районів промислу, що зажадало раціональнішого використання малотоварної сировини водного походження, відходів від виробництва харчової продукції.
Таким чином, існує необхідність створення нових високоефективних кормових продуктів з водної сировини і технологій їх виробництва, здатних замінити дефіцитне традиційне кормове рибне борошно.
Розділ 1. Характеристика сировини для виробництва кормових продуктів з гідробіонтів.
Сьогодні в світі, на кормові цілі переробляється не менше 95% всіх відходів від переробки гідробіонтів. Поряд з малотоварною рибою і рибними відходами, на виробництво кормових продуктів направляється значна кількість ракоподібних, морських ссавців, двостулкових і головоногих молюсків, морських рослин.
Сировину, яку використовують для виготовлення кормового борошна і інших кормових продуктів, оцінюють за вмістом поживних речовин - білків, жирів, та біологічно активних речовин – вітамінів, макро- і мікроелементів.
Залежно від кількості жиру, сировина, призначена для виробництва кормових продуктів, підрозділяється на три групи:
- пісна, з жирністю менше 5%;
- середньої жирності, з вмістом жиру до 10%;
- жирна, з вмістом жиру більше 10%.
З білкових речовин найбільш важливим в кормовому відношенні є актин, міозін, альбуміни, глобуліни і нуклеопротеїди. Білки практично всіх видів риб містять всі незамінні амінокислоти. Амінокислотний склад білкових речовин риби схильний до значних коливань, що залежить від виду риби, статі, сезону промислу, віку і фізіологічного стану. У період нересту вміст аргініну, гістидіну, триптофану, тирозину, метіоніну, знижується, що приводить до погіршення кормової цінності сировини.
Кормова цінність об'єктів морського промислу багато в чому залежить від якісного складу жиру і біологічно активних жирних кислот. Співвідношення окремих жирних кислот у жирі зумовлює його ненасиченість та стійкість до окислювальних змін.
Жири риби в основному представлені тригліцеридами жирних кислот. Окрім триглицеридів у тканинах риб міститься значна кількість фосфоліпідів і стеридів. Поряд з ліпідами в жирах риб присутні речовини, які не омилюються - стерини, вітаміни групи А і D, інколи – вуглеводні. Важлива відмінна особливість жирів риб – великий вміст групи ненасичених жирних кислот ω-3 , які практично відсутні в жирах наземних тварин.
Вуглеводи
риб представлені полісахаридом глікогеном
і моносахаридами (пентозами і гексозами),
а також продуктами їх обміну. Вміст
глікогену в м'язових тканинах більшості
видів риб, як правило, не перевищує 1% і
залежить від вгодованості і фізіологічного
стану організму. У м'язах худої риби
глікогену міститься менше, а молочної
кислоти - більше, порівняно з вгодованою
рибою. Хімічний склад деяких видів
промислових риб, об'єктів аквакультури
і відходів від переробки для виробництва
кормових продуктів, наведено в таблиці
3.
Таблиця 3. - Хімічний склад деяких видів промислових риб, об'єктів аквакультури та рибних відходів.
Об'єкт |
Загальний хімічний склад,% |
|||
Волога |
Білок |
Жир |
Мінеральні речовини |
|
Акула катран (цілком) |
73,0 |
18,9 |
7,4 |
0,7 |
Анчоус електрона Карлсберга |
70,9 |
17,4 |
7,4 |
0,9 |
Відходи від оброблення канального сомика |
58,6 |
12,8 |
25,5 |
3,1 |
Відходи від оброблення камбали калкан |
74,0 |
14,6 |
8,9 |
2,5 |
Відходи від оброблення минтаю |
71,0 |
19,8 |
4,4 |
4,8 |
Відходи від оброблення окуня терпуга |
75,1 |
18,6 |
5,2 |
1,2 |
Відходи від оброблення бичка (Азовське море) |
74,2 |
16,1 |
6,1 |
2,4 |
Відходи від оброблення оселедця івасі (тихоокеанська сардина) |
51,7 |
16,0 |
16,1 |
6,5 |
Відходи від оброблення горбуші |
64,0 |
28,5 |
6,7 |
2,2 |
Відходи від оброблення культивованого лосося |
75,1 |
20,0 |
4,4 |
1,8 |
Відходи від оброблення камбали далекосхідної |
76,2 |
10,9 |
9,2 |
3,7 |
Відходи від оброблення ставриди: |
|
|
|
|
голова |
65,1 |
19,8 |
13,2 |
5,5 |
нутрощі |
59,6 |
12,1 |
26,5 |
1,8 |
У тканинах риб виявлені ферменти всіх класів, серед яких найбільш важливими в технологічному відношенні є гідролази (ліпази і протеази). Активність ферментних систем різних видів риби в різні сезони неоднакова і, як правило, підвищується в після нерестовий і нагульний період.
Найбільшу активність ферментів мають пелагічні риби (оселедець, скумбрія, сардина), а нижчу донні (тріска, сайда). Підвищення температури сприяє активації ферментів, дія низьких температур, а присутність солей і кислот приводять до гальмування їх дії. При температурі вище 70ºС практично всі ферменти втрачають активність.
Важливим джерелом кормової сировини є антарктичний криль. Вцілому, вміст білків у крилі коливається від 12,8 до 16% і залежить від району і періоду вилову. Так, криль, з моря Скотія, в лютому містить 12,8…15,3% білків, а з району Південних Оркнейських островів у квітні - 15,1…15,8% .
Амінокислотний склад білків крилю вивчений достатньо детально. Виявлено, що білки крилю характеризуються відносно високим (40…45%) вмістом незамінних амінокислот і перевершують білки багатьох традиційних видів харчової сировини та продуктів (таблиця 4).
Таблиця 4. - Порівняльний вміст незамінних амінокислот у різних продуктах (г/на 100 г білку)
Незамінні амінокислоти |
Криль |
Тріска |
Яйце куряче |
Молоко
|
Яловичина
|
Кури
|
Сир
|
Аргінін |
7,1 |
6,8 |
6,4 |
3,6 |
5,6 |
6,7 |
- |
Гистідін |
3,0 |
2,9 |
2,6 |
2,6 |
4,1 |
2,0 |
- |
Ізолейцин |
7,4 |
4,6 |
5,8 |
6,1 |
4,2 |
5,0 |
6,0 |
Лейцин |
9,6 |
9,0 |
9,0 |
9,7 |
7,8 |
7,6 |
9,2 |
Лізин |
12,8 |
10,3 |
6,7 |
7,6 |
8,4 |
7,5 |
- |
Метіонін |
3,8 |
2,8 |
3,0 |
2,3 |
2,3 |
2,6 |
2,8 |
Фенілаланін |
9,7 |
4,8 |
5,3 |
5,0 |
4,5 |
3,7 |
5,0 |
Треонін |
4,7 |
5,2 |
5,3 |
4,5 |
4,2 |
4,0 |
4,9 |
Триптофан |
1,4 |
1,3 |
1,8 |
1,4 |
1,1 |
0,8 |
1,7 |
Валін |
9,4 |
5,5 |
7,2 |
6,9 |
6,7 |
5,1 |
7,2 |
Разом |
68,9 |
53,2 |
53,1 |
49,7 |
48,9 |
45,0 |
36,9 |
Жири і ліпіди антарктичного крилю представлені на 32…52% триглицеридами і на 16…30% фосфоліпідами. До складу жирів крилю входять також моно- і дигліцериди, стерини, вільні жирні кислоти. Вміст ліпідів у крилі залежить від розміру, віку, статі, сезону року, району проживання. Для крилю високих широт, особливо наприкінці літа і восени, характерне підвищення вмісту ліпідів, тоді як для крилю низьких широт, у цей же період, притаманне зниження їх вмісту.
Високу ненасиченість ліпідів крилю слід розглядати як адаптацію до антарктичних широт. Полієнові кислоти знижують температуру замерзання протоплазми клітин, забезпечуючи тим самим високу метаболічну активність в області температур, близьких до 0ºС. У зв'язку з цим, ліпіди крилю більш схильні до інтенсивного окислення, ніж ліпіди інших видів гідробіонтів.
Особливістю ліпідів крилю є те, що вміст комплексу фосфоліпідів, переважно лецитину може досягати 58%, фракція ефірів стерину містить 4,1% каротиноїдів, а воски - відсутні.
Криль також є значним джерелом вітамінів груп А, В, Д і Е. Велика частка вітамінів групи А представлена астаксантином, що міститься головним чином в панцирі (8 мг/100г) і очах (до 170 мг/100г), який надає крилю оранжево-червоного забарвлення. Вміст β-каротину в крилі коливається від 10 до 30 міліграма на 100 г сирої маси. Вміст вітаміну В12 в крилі значно вищий, ніж у інших ракоподібних і складає 16-18 мг/ 100 г сирої маси, В12-40, В2- 100…520, В6- 100…110 мг/100 г сирої маси.
Велике значення в кормах мають мікроелементи, зокрема біогенні елементи, які входять до складу ферментів, вітамінів, гормонів. До цих елементів відносяться: кальцій, калій, фосфор, магній, залізо, кремній, йод, мідь, цинк, марганець, молібден, кобальт, фтор, алюміній, хром та інші. Слід зазначити, що концентрація багатьох елементів у гідробіонтах у багато разів перевищує їх вміст в овочах, злакових рослинах і в м'ясі теплокровних тварин.
У результаті порівняння протеолітичної активності ферментів морських організмів встановлено, що найвищу активність мають ферменти ракоподібних, зокрема, антарктичного крилю. З травних органів крилю виділені протеінази типу трипсину, оптимум дії яких лежить у зоні рН 8,0.
Великий інтерес для вироблення кормових продуктів представляють різні безхребетні і відходи від їх переробки на харчові цілі (трубач, мідія, леда, морський їжак, морський гребінець та ін.), морські водорості і трави. Хімічний склад деяких безхребетних і відходів від їх переробки, які використовують для виробництва кормових продуктів наведено в таблиці 5.
Таблиця 5. - Хімічний склад молюсків і відходів їх переробки
|
Загальний хімічний склад,% |
||||
Волога |
Білок (загальний азот N х 6,25) |
Жир
|
Мінеральні речовини |
Загальні вуглеводи |
|
Леда |
|
|
|
|
|
цілий молюск |
30,11 |
8,30 |
2,02 |
58,25 |
1,00 |
м'які тканини |
70,20 |
10,10 |
4,03 |
3,26 |
1,84 |
стулки |
11,20 |
5,20 |
д/в |
55,03 |
д/в |
Мідія чорноморська |
|
|
|
|
|
цілий молюск |
41,80 |
13,25 |
0,29 |
36,00 |
0,84 |
стулки |
3,30 |
1,00 |
д/в |
53,70 |
д/в |
відходи від очищення колекторів |
59,90 |
9,63 |
д/в |
23,90 |
д/в |
Гребінець |
|
|
|
|
|
стулки |
3,10 |
5,81 |
д/в |
50,30 |
д/в |
неїстівна м'ясна частина |
80,10 |
9,38 |
3,70 |
2,70 |
д/в |
д/в – дані відсутні |
|||||
Для всіх водоростей характерний високий вміст мінеральних речовин, помірний вміст клітковини і низький вміст білків. Перетравлюваність білків водоростей невисока – у дорослої рогатої худоби протеїн водоростей перетравлюється не більше ніж на 55%, а у свиней - на 25…50%.
Хімічний склад деяких водоростей, які використовують для виробництва кормових продуктів наведено в таблиці 6.
Таблиця 6. - Хімічний склад водоростей.
|
Загальний хімічний склад,% |
||||
Волога |
Білок (загальний азот N х 6,25) |
Жир
|
Мінеральні речовини |
Загальні вуглеводи |
|
Бурі водорості |
|
|
|
|
|
Ламінарія цукриста |
88 |
0,9 |
0,3 |
3 |
8 |
Сине - зелені водорості |
|
|
|
|
|
Спирулина |
80 |
10 |
1 |
4 |
5 |