книги из ГПНТБ / Сикорский, З. Технология продуктов морского происхождения

паха плесени. После помола и просеивания мука не должна со­ держать комочков диаметром более 4 мм.

Бактериологические исследования продукта включают опре­ деления плесени, бактерий из групп Salmonella typhi, S. paratyp­ hi, Staphylococci, Bacilli anthracis и патогенных спорообразую­ щих анаэробных микроорганизмов. Химический анализ заклю­ чается в определении содержания воды, белка, жира и минеральных солей.

Химический состав рыбной муки зависит от качества сырья и метода производства, т.е. использования подпрессовых вод, способа отделения жира и сушки. Содержание основных компо­ нентов рыбной муки приведено ниже.

Обычно суммарное содержание белка и минеральных солей бывает несколько более 80%• Доля этих компонентов зависит от вида перерабатываемого сырья. В муке из отходов от раздел- * ки трески минеральных веществ больше, чем в рыбной муке из шпрота. Содержание хлористого натрия в продукте особенно ве­ лико при переработке соленого сырья без предварительной его отмочки.

Белки. Важнейшим компонентом рыбной муки является бе­ лок. Согласно польским стандартам муку делят на семь групп качества в зависимости от содержания сырого белка (NX6.25) (табл. 64).

При оценке качества муки пока еще не принимается во вни­ мание состав и перевариваемость белков, содержащихся в про­ дуктах разного происхождения.

Азотистые соединения, находящиеся в сточных водах, состоят из растворимых азотистых веществ, таких, как креатин, карнозин, ансерин, пуриновые соединения, аминокислоты, аммоний­

ные летучие основания и карбамид, а также из хорошо раствори­ мых белков. Содержание небелковых азотистых веществ в сточ­ ных водах фабрики рыбной муки составляет в среднем около "20% к общему содержанию NX6,25 и может быть даже более 30%, если используемое сырье находилось в стадии разложения или содержало большее количество экстрактивных компонентов. В связи с этим состав азотистых веществ муки будет также за­ висеть от вида муки (цельная или из подпрессового жома.).

Большая часть изготовляемой в мире кормовой рыбной муки попадает в сельское хозяйство через фабрики кормовых кон­ центратов. В настоящее время все более подробно разрабатыва­ ются принципы физиологии кормления сельскохозяйственных животных и определяется их потребность в кормовых компонен­ тах с целью оптимизации состава кормов не только с точки зрения их калорийности и соотношения в них белков, жиров, уг­ леводов и наполнителей, но и с точки зрения аминокис­ лотного состава и усвояемости отдельных аминокислот. В связи с возможностью применения счетных машин для разработки со-' става кормовых смесей возникает потребность в очень подроб­ ной характеристике биологической ценности рыбной муки.

Аминокислотный состав белков муки зависит как от вида и качества исходного сырья, так и от способа производства муки. Некоторые аминокислоты уничтожаются во время упаривания бульонов при температуре выше 373К (100°С), особенно цистин, гистидин и триптофан. Высокая температура во время сушки рыбной муки отрицательно влияет на ценность белка и его ами­ нокислотный состав. Однако установлено, что добавление буль­ она в сушилку уменьшает потери белка в муке из жома под дей­ ствием высокой температуры [9]. Содержание отдельных ами­ нокислот в сырье, муке и бульоне приведено в табл. 65.

Изменения, происходящие в белках под действием нагрева­ ния или хранения муки, не всегда проявляются в изменении ами­ нокислотного состава ее белков. Могут образоваться только до­ полнительные связи между аминокислотами, входящими в состав молекулы белка или между аминокислотами и сахарами. В свя­ зи с этим белок, который долго нагревали, может стать непол­ ноценным, так как некоторые его аминокислоты будут с трудом отщепляться в процессе переваривания и станут недоступными для синтеза, происходящего в организме. Биологическую цен­ ность белков можно также определять по усвояемости лизина, который очень легко подвергается изменениям, затрудняющим его отщепление под действием пищеварительных ферментов. Мерой усвояемости лизина является количество свободных е-ами- ногрупп аминокислоты, связанной с пептидной цепью, а методика основана на реакции с 1-флуоро-2, 4-динитробензолом. Умень­ шение усвояемости лизина в рыбной муке происходит под влия­ нием нагревания и хранения. Этому сопутствует также умень­ шение усвояемости и других аминокислот, главным образом тре-

492

онина, ввиду чего испытание на содержание лизина интерпрети­ руется как общая мера изменений такого типа.

Показателем биологической ценности белков является также перевариваемость, определяемая in vitro при помощи перевари­ вания пепсином. Хорошая рыбная мука должна иметь перевари­ ваемость белка 92—95% по отношению к общему содержанию NX6.25, перевариваемость плохой муки бывает часто ниже 80%. Снижение перевариваемое™ может наступить вследствие про­ должительного нагревания или чрезмерно большой концентра­ ции соли в муке [33]. На влияние хранения на перевариваемость рыбной муки взгляды исследователей расходятся.

Переваривание пепсином заключается в выдерживании про­ бы муки с пепсином в разбавленном растворе соляной кислоты. После предусмотренного срока переваривания остаток отфиль­ тровывается и определяется содержание азота. В качестве пере­ вариваемое™ принимается количество азота, которое перешло в раствор под действием фермента, в процентах от общего содер­ жания азота в первоначальной пробе.

Исследования, проведенные в последние годы показали, что перевариваемость пепсином, принятая официально во многих странах в качестве показателя биологической ценности муки, не всегда определяет биологическую ценность исследуемых белков.

493

Оказалось, что если низкая перевариваемость характеризует му­ ку как продукт с низкой биологической ценностью, то высокая перевариваемость не всегда свидетельствует о высокой биологи­ ческой ценности продукта в тестах in vivo [38]. Трудно также отличить муку хорошего качества от муки худшего качества. Ус­ тановлено [27], что это может быть вызвано применением очень высоких доз пепсина (например, согласно официальной амери­ канской методике, 0 ,2 %-ный раствор пепсина в соотношении 1:10000). Во время инкубирования пробы имело место перевари­ вание всех белков за исключением некоторых очень сильно из­ мененных фракций. Отсюда трудность в определении качества образцов муки, немного различающихся по перевариваемости. Значительно большая чувствительность пепсиновой пробы по­ лучена при снижении дозы пепсина. Принимая во внимание в рас­ четах содержание небелкового азота можно сравнивать резуль­ таты определения перевариваемости муки, изготовленной разны­ ми методами [38].

Способ аналитического исследования, разработанный Иссле­ довательской станцией Торри и предложенный в качестве с т а н ­ д а р т н о г о о п р е д е л е н и я к о р р е г и р о в а н н о й п е р е в а ­ р и в а е м о с т и б е л к о в в рыбной муке [38], заключается в сле­ дующем. Отвешенную пробу муки около 1 г переносят в бутылку с пробкой и заливают 150 мл свежеприготовленного раствора пепсина в соляной кислоте, подогретого до 315—318К (42—45° С). После закупоривания бутылки встряхивают в течение 16 ч в тер­ мостате при температуре 318КРаствор пепсина в соляной кис­ лоте содержит 0,0002% пепсина — 1:10000 в 0,075 н. растворе соляной кислоты. Пепсин вносится в раствор кислоты сразу перед использованием. Перемешивание проб осуществляется на встря­ хивающем аппарате при скорости вращения 1,5—4,2 рад/с.

После инкубации в раствор добавляют около 1 г инфузорной земли и фильтруют содержимое бутылки через безазотный фильтр. Осадок трижды-промывают теплой водой, после чего в нем определяют азот как и в исходной пробе рыбной муки. Од­ новременно проводится слепой опыт, в котором вместо раствора пепсина в соляной кислоте применяется только раствор соляной кислоты той же самой концентрации.

Коррегируемую перевариваемость белка рассчитывают сле­ дующим образом: <

а — b

усвояемость = :-------- 100,

с — о

где а — азот, растворенный под действием соляной кислоты и пепсина; b — азот, растворенный под действием соляной кислоты;

с— общий азот.

Пепсин должен иметь строго определенную активность. Сила переваривания пепсином выражается количеством денатуриро­ ванного под действием тепла белка куриного яйца, которое под­

494

вергается растворению одной частью пепсина (например, 1 : 1 0 0 0 0

или 1 :1 0 0 0 ).

Определение силы переваривания осуществляется согласно Польской Фармакопеи III следующим образом. Свежее куриное яйцо кладут в кипящую воду и варят в течение 1 0 мин, после че­ го охлаждают водой, очищают от скорлупы, отделенный белок протирают через сито, изъяв первую протертую порцию. В ко­ ническую колбу отвешивают 1 0 г протертого белка, добавляют 1 0 0 мл воды температурой 323К (50°С), растирают комочки бел­ ка стеклянной трубкой с надетой на конце резиновой трубкой, к полученной взвеси добавляют 0,5 мл 25%-ной соляной кислоты и 0 , 1 г исследуемого пепсина и выдерживают при 318 К (45°С), перемешивая содержимое стеклянной палочкой через каждые 15 мин. Белок должен раствориться не ранее чем через 2,5 ч и не позже чем через 3 ч, при этом остается только незначительная часть желтовато-белых оболочек.

Оказалось, что результаты определения коррегируемой пере­ вариваемое™ методом, предложенным Исследовательской стан­ цией Торри, показывают высокую корреляцию с биологической ценностью белков, полученной in vitro и in vivo [38], причем пеп­ синовую пробу очень просто выполнить.

Жир. Рыбная мука является белковым кормом, и увеличен­ ное содержание жира снижает ее кормовую ценность и стои­ мость. Свиньи, кормленные большими дозами жирной кормовой рыбной муки, теряют торговую ценность, так как их мясо при­ обретает нежелательный рыбный привкус, а соленая свинина те­ ряет плотность. Отсюда стремление к максимальному выделению липидов из муки в процессе производства для лучшего исполь­ зования их после очистки и рафинирования.

Кислотность жира, оставшегося в продукте, несколько выше, чем содержание свободных жирных кислот в выделенном жире. Липиды муки содержат также больше лецитина и холестерина.

Во время хранения муки жир очень легко подвергается гид­ ролизу и окислению кислородом воздуха, вследствие чего ухуд­ шается запах и происходит потемнение продукта. Изменения, происходящие во время хранения муки, проявляются также в уменьшении растворимости жиров в эфире и бензине. Выделяю­ щееся в процессах реакции окисления тепло может в неблагопри­ ятных условиях привести к самовозгоранию рыбной муки, что особенно опасно при хранении ее в трюмах рыболовных судов. Опасность самовозгорания возрастает в случае высушивания муки до содержания влаги ниже 6 %, а также при недостаточном проветривании склада, особенно при хранении сыпучей муки на­ валом. Окисление и саморазогревание можно предотвратить, упаковывая муку в мешки, непроницаемые для кислорода, или добавляя антиокислители (например, ВНТ в количестве 0,02%).

Содержание продуктов окисления в муке зависит от вида сырья и условий его хранения. Во время изготовления муки сте­

495

пень прогоркания, определенная по тиобарбитуровому числу, возрастает, если сырье свежее, и уменьшается, если оно испор­ чено или мороженое. Зато хранение готовой муки всегда способ­

ствует окислению.

Окисление липидов значительно ускоряется при смешивании муки, приготовленной из разных видов сырья. Зато смешивание жирной и тощей рыбы перед переработкой на муку существенно снижает прогоркание продукта во время хранения. Хороший результат получается также при добавлении сухих растительных кормов или растительных экстрактов перед сушкой. Водные эк­ стракты лугового сена и крапивы, добавленные перед варкой

впроцессе производства муки, снижают уровень ее прогоркания

в0,2—9 раз в течение семимесячного хранения1.

Добавление сушеной мяты и хмеля в количестве 2% снижает прогоркание муки из шпрота на 20—30% в течение трехмесяч­ ного хранения. Добавление изоаскорбиновой кислоты в количест­ ве 1 % к массе рыбы снижает уровень окисления муки кислоро­ дом в течение семимесячного хранения на 40—60%. Экстракция изопропанолом муки из шпрота с добавлением 0 ,2 % смеси бутилгидроксианизолпропилгаллат — лимонная кислота приводило к снижению прогоркания в 1 2 раз в течение более чем шестимесяч­ ного хранения. В описанных исследованиях антиокислители до­ бавляли перед переработкой сырья, а приведенное процентное со­ держание относится к сухим веществам2.

Витамины. Сырье, применяемое для производства муки, со­ держит значительное количество водорастворимых и жирораст­ воримых витаминов. Вследствие удаления большей части жира в продукте остается незначительное количество витамина А и D. Воздействие повышенной температуры в процессе производства и большая чувствительность витамина А к окислению приводят к тому, что содержание его в муке к моменту ее использования минимальное. Несколько больше остается витамина D.

Значительно богаче рыбная мука витаминами группы В, дей­ ствию которых приписывают увеличение прироста массы живот­ ных, вскармливаемых кормовой рыбной мукой. В процессе про­ изводства около половины витаминов, растворимых в воде, пе­ реходит в бульон и теряется при производстве муки только из ' жома. Упаривание бульонов и усушка муки при температуре выше 373К (100° С) уничтожают часть витаминов, причем наи­ более чувствительна к этим процессам пантотеновая кислота, потери которой во время сушки могут превышать 50%. Среднее содержание витаминов в продукте хорошего качества представ­ лено в табл. 6 6 .

В муке и упаренном рыбном бульоне имеется еще добавочный фактор, ускоряющий рост сельскохозяйственных животных, на-

496

зываемый фактором роста животных. До сих пор еще не иденти­ фицированы соединения, которым можно приписать роль этого фактора роста.

Минеральные соли. Минеральные вещества, содержащиеся

в питании. В значительных количествах обнаруживается в ней также хлористый натрий, содержание которого выше 2 % неже­ лательно. От него трудно избавиться при переработке соленого сырья. Рыбная мука является также богатым источником мно­ гих других металлов, необходимых для организма животного. Среднее содержание их составляет в мг/кг: цинка 70, йода 70, же­ леза 250, меди 7, марганца 4 и кобальта 0,04.

Имеются сведения, что минеральные вещества, содержащие­ ся в упаренном бульоне, играют определенную роль в увеличе­ нии прироста массы сельскохозяйственных животных. Средний состав минеральных веществ в бульоне, упаренном до содержа­ ния сухих веществ 50% [26] приведен ниже.

КОРМ ОВАЯ МУКА И З О ТХ О Д О В ОТ РА ЗД Е Л К И БЕСПОЗВОНО ЧНЫ Х

Отходы, образующиеся при переработке креветок, являются сырьем для производства муки, используемой при выращивании свиней, рыбы и беспозвоночных. Замечено, что благодаря боль-

497

шому содержанию каротиноидного красителя астаксантина мука особенно пригодна для выращивания форели и лосося, так как улучшает цвет мяса этих ценных рыб. Средняя креветочная мука содержит около 45% общего белка и 20% минеральных веществ. Часть азота поставляется хитином, N-ацитиловым глюкозаминным сахаром, что необходимо иметь в виду при расчете содер­ жания белка. В состав золы входит главным образом углекис­ лый кальций. Большое содержание кальция и фосфора в муке при относительном недостатке цинка и марганца может вызвать нарушение кормового баланса, если при этом отсутствует другой источник белка в корме. Содержание минеральных веществ в му­ ке из беспозвоночных можно значительно снизить путем измель­ чения продукта с содержанием воды 8% и просеивания его на ситах для удаления примерно 75% материала, происходящего из скелета.

РЫБНЫЕ ГИДРОЛИЗАТЫ

Очень большие колебания в поставках сырья на фабрики рыбной кормовой муки на берегу и трудности, связанные с хра­ нением запасов, вынуждают искать новые дешевые методы обра­ ботки. Во время сезона промысла летом доставка одного только шпрота, предназначенного на производство муки, в ПНР превы­ шает иногда 500 т в сутки, в то время как общая производитель­ ность всех береговых предприятий достигает 200 т сырья в сутки.

Одним из методов использования сырья, получаемого из от­ ходов, является гидролиз белков рыбы под влиянием ферментов, содержащихся в тканях и пищеварительном тракте. Оптималь­ ные условия для такого гидролиза создают путем подкисления среды, обеспечивающего увеличение активности ферментов, на­ гревания измельченной рыбной массы до температуры, близкой- к оптимальной в отношении протеаз, а также предохранения сырья и получаемого продукта от развития болезнетворных мик­ роорганизмов. В качестве подкисляющих и консервирующих средств применяются минеральные или органические кислоты, смешанные в определенных соотношениях с измельченным мясом рыбы и сырьем, содержащим углеводы, например картофелем или мелассой, из которых во время ферментации образуется мо­ лочная кислота. Применяя чистую культуру Lactobacillus plantarum, можно снизить pH массы до 4,2 в течение 24 ч[ 11 ]. Пред­ принимались попытки применения других консервирующих средств, главным образом нитрита натрия, муравьиного альдеги­ да и даже антибиотиков [31]. Гидролизаты разводятся и при­ меняются в жидком виде или в смеси с другими сухими матери­ алами в качестве корма с содержанием влаги 40—60%.

В результате гидролиза белки, содержащиеся в сырье, дол­ жны перейти в жидкую форму, зато дальнейшие изменения об­ разующихся в этом процессе аминокислот не желательны. Пока­

498

зано, что практически при pH от 2 до 3,5, полученном путем до­ бавления серной или муравьиной кислоты, дезаминирование про­ исходит в небольшой степени. На 100 г гидролизата выделяется около 70 мг аммиака [57].

Считают, что продукт энзиматического гидролиза содержит больше кормовых и ростовых веществ, чем рыбная мука, сушив­ шаяся при высокой температуре. Однако гидролизаты могут со­ держать термолабильный фермент тиаминазу, который встреча­ ется в организмах многих рыб и часто приносит вред при выра­ щивании пушных зверей, при использовании в качестве корма сырой рыбы. Этот фермент прежде всего обнаруживается в пре­ сноводной рыбе. Исключительно высокую тиаминазную актив­ ность имеет карп. Экстракты внутренностей рыбы содержат

внесколько десятков раз больше тиаминазы, чем мышечная ткань. В атлантической сельди, выловленной у берегов Европы,

впротивоположность североамериканской сельди тиаминаза не

ные этими методами, носят названия «Силорыб» и «Пиросилорыб».

«Силорыб» приготовляют из измельченной рыбы и рыбных отходов с добавлением 0,2% концентрированной серной кислоты, которая снижает pH смеси и осаждает часть содержащегося в костях кальция в виде сернокислого кальция. Добавление 0,2% соляной кислоты приводит к дальнейшему снижению реакции сре­ ды и нейтрализует летучие азотистые основания; введение муравь­ иной кислоты доводит pH смеси до 3,5—3,8 и предотвращают рост бактерий. При температуре около 313К (40° С) происходит уско­ ренный гидролиз, в результате которого по истечении суток по­ лучается продукт, имеющий жидкую консистенцию и весьма приятный специфический запах. Тогда отделяют жир на сепара­ торе. Полученный продукт можно хранить около года без приз­ наков заметного снижения качества. Проведенные в ПНР иссле­ дования по применению «Силорыба» при кормлении свиней и кур показали [16], что он дает лучшие результаты, чем польская рыбная мука.

«Пиросилорыб» изготовляют так же, однако в качестве кон­ сервирующих средств применяют 1% серной кислоты и 1,3% пи­ росульфата натрия при pH 4—5. Пиросульфат дешевле муравь­ иной кислоты и позволяет лучше сохранить витамины в продук­ те. Вместо серной кислоты можно использовать также соляную кислоту.

В водном растворе бактерицидное действие оказывают те молекулы серной и соляной кислот, которые остались недиссоциированными. Особенно сильным бактерицидным средством явля­ ется сернистая кислота, образованная из пиросульфата. Пиро­

499

сульфат в смеси с соляной кислотой оказывает большее стерили­ зующее действие, чем в смеси с серной кислотой.

Сразу же после изготовления «Пиросилорыб» очень сильно заражен микроорганизмами и содержит около 3-106 бактерий в 1 мл. Во время хранения пульпы происходит постепенное сни­ жение численности микроорганизмов. После 50 суток хранения при температуре 277К. (4° С) обсемененность уменьшается-до 5— 10-104 микроорганизмов в 1 мл, а через шесть месяцев гидроли­ зат становится почти стерильным. При комнатной температуре процесс отмирания микроорганизмов происходит гораздо скорее, что, вероятно, связано со скоростью диффузии бактерицидных веществ в глубь ткани. В связи с этим требуется тщательное из­ мельчение массы сырья при изготовлении «Пиросилорыба». Ус­ ловия, существующие в гидролизате, оказывают бактерицидное действие на палочки Salmonella typhi murium. Гибель этих бакте­ рий происходит после хранения в течение месяца при темпера­ туре 277К (4°С).

Качество гидролизата оценивается на основании содержания белка, хлористого натрия и жира (табл. 67).

Т а б л и ц а 67. Стандартное содержание белка, жира и хлористого натрия в рыбных гидролизатах, %

К ом п о н ен т С орт I С орт II

Изготовление жидкой рыбной массы очень популярно в ПНР и имеет тенденцию к расширению благодаря простоте техноло­ гии и низким производственным расходам [9]. На некоторых предприятиях производство «Пиросилорыба» в значительной сте­ пени механизировано. Гидролизаты реализуют в жидком виде. Их можно также применять в качестве сырья для производства рыбной муки или упаривать с растительными материалами для изготовления кормов с содержанием влаги 40—60%. Хорошие результаты дает сгущение гиролизата при помощи лузги зерен какао и муки из цветков кукурузы [14]. Гидролизаты можно, повидимому, применять в смеси с мукой из морских водорослей. Части водорослей, оставшиеся от экстракции растворимых поли­ сахаридов, во многих странах после высушивания используются в качестве корма для сельскохозяйственных животных. Они яв­ ляются хорошим источником минеральных веществ, каротиноид­ ных красителей, витаминов и белка [43].

500