Обоснование технологии белкового гидролизата из вторичного сырья трески атлантической для микробиологических питательных сред тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Живлянцева Юлия Вячеславовна

• Живлянцева Юлия Вячеславовна
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Живлянцева Юлия Вячеславовна

Реферат

Synopsis

Введение

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Понятие белкового рыбного гидролизата

1.2 Современные способы гидролиза белка, их достоинства и недостатки

1.3 Новое в области сушки белкового рыбного гидролизата

1.4 Использование гидролизатов в качестве белковой составляющей

питательных сред

1.5 Заключение по первой главе

1.6 Цель и задачи диссертационной работы

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА БЕЛКОВОГО РЫБНОГО ГИДРОЛИЗАТА В КАЧЕСТВЕ БЕЛКОВОГО КОМПОНЕНТА ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД

3.1 Научное обоснование использования отходов от разделки рыбы для производства гидролизата

3.2 Обоснование выбора ферментных препаратов

5.3 Производство белковых рыбных гидролизатов с использованием

ферментных препаратов: смеси бромелина и папаина и протосубтилина Г3х

3.4 Выбор способа сушки белкового рыбного гидролизата

3.5 Оптимизация технологии производства белкового рыбного гидролизата с использованием ферментного препарата протосубтилин Г3х

3.7 Определение биологической ценности белкового рыбного гидролизата

3.8 Оценка качества белкового рыбного гидролизата как основного компонента питательных сред

3.9 Научное обоснование срока годности белкового рыбного гидролизата, полученного с использованием фермента протосубтилина Г3х

5.10 Разработка нормативно-технической документации на выпуск

белкового рыбного гидролизата

3.11 Экономическое обоснование технологического процесса

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

ПРИЛОЖЕНИЕ З

ПРИЛОЖЕНИЕ И

ПРИЛОЖЕНИЕ К

ПРИЛОЖЕНИЕ Л

ПРИЛОЖЕНИЕ М

ПРИЛОЖЕНИЕ Н

ПРИЛОЖЕНИЕ О

ПРИЛОЖЕНИЕ П

ПРИЛОЖЕНИЕ Р

ПРИЛОЖЕНИЕ С

ПРИЛОЖЕНИЕ Т

ПРИЛОЖЕНИЕ У

ТЕКСТЫ ПУБЛИКАЦИЙ

Реферат

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование технологии белкового гидролизата из вторичного сырья трески атлантической для микробиологических питательных сред»

Актуальность темы

В Правительстве Российской Федерации особое внимание уделяют созданию новых технологий глубокой переработки сырья, позволяющих комплексно и безотходно использовать вторичное рыбное сырье.

Одним из видов такого сырья являются рыбные отходы от разделки трески на филе. При переработке рыбы по традиционным пищевым технологиям остается очень много отходов, например, при разделке трески на полуфабрикат «потрошеная обезглавленная» составляют 32-35 %, при разделке на филе - 53-55 % [3]. Вторичное рыбное сырье - это головы, кожа, кости, внутренности, которые идут либо на кормовые цели, либо на утилизацию. Отходы от разделки рыбы представляют собой ценное белоксодержащее сырье, которое содержит все незаменимые аминокислоты и находится в основном в труднорастворимой форме (коллагенсодержащие ткани). Данное сырье рационально обрабатывать ферментными препаратами с целью получения рыбных белковых гидролизатов.

Белковые рыбные гидролизаты, полученные в процессе ферментативного гидролиза, являются источниками азотистых соединений. Это позволяет использовать их в качестве компонента питательных сред, широко используемых при проведении микробиологических исследований.

Вовлечение вторичного рыбного сырья в переработку дает возможность расширить ассортимент микробиологических питательных сред, позволит снизить себестоимость питательных сред, снизить импортозависимость по данному виду продукции за счет использования доступного сырья и недорогого ферментного препарата, снизить количество вторичного рыбного сырья, что в свою очередь, позволит решить экологические проблемы. Таким образом, использование вторичного рыбного сырья для производства белкового рыбного гидролизата с целью получения белковой основы для питательных сред является актуальным направлением исследований.

Цель диссертационной работы - обоснование технологии белкового рыбного гидролизата из вторичного сырья трески атлантической для получения микробиологических питательных сред.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

Задача 1. Научно обосновать использование вторичного сырья трески атлантической для получения микробиологических питательных сред.

Задача 2. Определить ферментный препарат, обеспечивающий глубокий гидролиз вторичного сырья трески атлантической и способ сушки белкового рыбного гидролизата;

Задача 3. Исследовать зависимость глубины гидролиза вторичного сырья трески атлантической от концентрации фермента, температуры и длительности ферментации, определить оптимальный режим получения белкового рыбного гид-ролизата;

Задача 4. Определить эффективность питательной среды, приготовленной с использованием белкового рыбного гидролизата по ГОСТ ISO 11133-2016. Оценить производительность, селективность и специфичность полученных питательных сред;

Задача 5. Определить химический состав белкового рыбного гидролизата, определить его биологическую ценность;

Задача 6. Определить срок годности полученного белкового рыбного гидро-лизата;

Задача 7. Разработать техническую документацию на производство белкового рыбного гидролизата; рассчитать экономическую эффективность производства белкового рыбного гидролизата.

Методы исследования. Для характеристики сырья и опытных образцов белкового рыбного гидролизата определяли общий химический состав по ГОСТ 763685 [21]. Микробиологические показатели определяли согласно нормативным документам по каждому микроорганизму. Растворимость, прозрачность, цветность, температура плавления студня среды, температура застудневания среды, продолжительность плавления определяли по МУК 4.2.2316-08 [53].

Глубину гидролиза определяли как отношение массовой доли аминного азота к массовой доле общего азота в гидролизате, выражается в процентах [33].

Для того чтобы установить оптимальные условия гидролиза с использованием ферментных препаратов использовали рототабельный композиционный план второго порядка для двух факторов [68]. Данные были обработаны с использованием программы DataFit, версия 9.1.

Статистический анализ: эксперименты проводили в трёхкратной повторно-сти, полученные данные подвергали однофакторному дисперсионному анализу (ANOVA) с использованием программы Origin Pro 8.0. Различия между средними считались значимыми при p < 0,05.

Для проведения распылительного способа сушки использовали распылительную сушилку GB 22 (Yamato Scientific America Inc.). Процесс сушки проводили при температуре 200 °С.

Для проведения сублимационного способа сушки использовали лиофильную сушилку Free Zone компании Labconco (США). Процесс сушки проводили при следующих условиях: начальный этап сушки проводили при температуре минус 50°, давлении 4,5 Па; основной режим проводили при температуре минус 52 °С, давлении - 2,8 Па.

Для проведения инфракрасного способа использовали сушилку, изготовленную специалистами МГТУ (Россия, Мурманск). Полный цикл сушки проводили с использованием инфракрасного излучения при постоянной температуре поверхности гидролизата 80 ° до постоянной массы.

Измерения активности воды были выполнены для всех высушенных образцов с помощью прибора AquaLab CX-2 (Decagon Devices, Pullman, WA, США), обработка экспериментальных данных - общепринятыми статистическими методами в программе Exсel.

Питательные среды, которые были исследованы в процессе экспериментальной работы были приготовлены по рецептурам коммерческих питательных сред (производители ФБУН ГНЦ ПМБ, г. Оболенск, Россия, ООО «Биотехновации», г. Электрогорск, Россия).

Производительность питательных сред (процент всхожести микроорганизмов для количественных методов анализов оценивали согласно ГОСТ ISO 111332016 [7].

Для определения селективности и специфичности среды использовали тест-культуры, полученные из специализированных коллекций: Salmonella enteriditis № 5765, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922 DSM1103. Суспензии тест-культур готовили с использованием стандарта мутности бактерийных взвесей (ООО «ОРМЕТ», г. Екатеринбург, Россия).

Инкубирование питательных сред проводили в термостатах электрических суховоздушных ТВ-80-1 (Россия, АО «ГРПЗ»-филиал «Касимовский приборный завод») при температурах, указанных в нормативных документах на каждый род микроорганизма.

Для того чтобы определить аминокислотный состав опытных образцов гид-ролизата, проводили хроматографическое разделение модифицированных с помощью ортофталевого альдегида и Р-меркаптоэтанола аминокислот и таурина с последующей регистрацией спектрофлуориметрическим детектором на хроматографе Shimadzu (Япония) [109].

Биологическую ценность определяли путем расчёта аминокислотного скора

[83].

Научная новизна диссертации.

1. Научно обоснован и получен альтернативный источник белка для питательных сред, позволяющий заменить другие используемые источники белка без изменения характеристик;

2. Подтверждена эффективность применения ферментного препарата протосубтилина Г3х в технологии белкового рыбного гидролизата. Использование данного ферментного препарата позволяет провести глубокий гидролиз вторичного сырья трески атлантической;

3. Установлена зависимость между глубиной гидролиза, концентрацией ферментного препарата и продолжительностью процесса гидролиза, что позволяет

провести глубокий гидролиз вторичного сырья трески атлантической и снизить затраты на получение белкового рыбного гидролизата.

4. Установлена идентичность питательных сред, приготовленных на основе белкового рыбного гидролизата и готовых коммерческих питательных сред для подсчета колоний (питательный агар) по накоплению массы микроорганизмов Salmonella enteriditis № 5765, Staphylococcus aureus ATCC 25923, по физико-химическим и органолептическим показателям.

5. Установлена селективность и специфичность жидкий питательных сред, приготовленных на основе белкового рыбного гидролизата (Гисса, Кесслер, Кода). Целевые микроорганизмы (Escherichia coli ATCC 25922 DSM1103) проявляют стабильные биологические ростовые свойства микроорганизмов. Нецелые микроорганизмы (Staphylococcus aureus ATCC 25923) проявляли ингибирующие свойства.

Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в комплексной оценке результатов исследования рыбных белковых гидролизатов. Это позволяет разработать алгоритм получения белкового рыбного гидролизата из вторичного сырья трески атлантической методом ферментативного гидролиза с использованием ферментного препарата протосубтилина Г3х, обеспечивая реализацию комплексного подхода к переработке ценного водного биологического ресурса.

Практическая значимость.

Показано, что распылительный способ сушки гидролизата является наиболее предпочтительным, так как позволяет сохранять минеральный комплекс по сравнению с сублимационной и инфракрасной сушки.

Определен срок годности полученного белкового рыбного гидролизата. Разработана техническая документация на новую продукцию - ТУ 10.20.42-11900471633-2023 «Белковый рыбный гидролизат «Атлантика». Технические условия», технологическая инструкция ТИ 119-2023 по изготовлению белкового рыбного гидролизата «Атлантика». Произведён расчет экономической эффективности производства белкового рыбного гидролизата.

Разработан комплект технической документации на технологию белкового рыбного гидролизата. Промышленное апробирование технологии выполнено на производственной площадке ООО «БИОНИКА» (г. Мурманск). По результатам промышленного испытания технология рекомендована предприятиям, выполняющих переработку рыбных отходов, которые образуются в процессе филетирования.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты оценки эффективности питательных сред, приготовленных на основе белкового рыбного гидролизата;

2. Результаты исследований по обоснованию выбора ферментного препарата и способа сушки белкового рыбного гидролизата;

3. Результаты оптимизации показателя глубины гидролиза от концентрации ферментного препарата и продолжительности процесса гидролиза;

4. Результаты оценки качества питательных сред, приготовленных с использованием белкового рыбного гидролизата;

5. Результаты обоснования срока годности полученного гидролизата.

Апробация результатов работы.

Апробация результатов диссертационной работы была представлена на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Морские биологические исследования: достижения и перспективы», приуроченной к 145-летию Севастопольской биологической станции (2016, г. Севастополь); V Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана» (2018, г. Владивосток); Международной научно-практической междисциплинарной конференция: SCIT 2021 «Парадигма научно-технологического развития и проблемы современного научного знания», посвященной Году науки и технологий в России (2021, г. Мурманск); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Наука и инновации в Арктике» (2023, г. Мурманск); II Всероссийской научно-практической конференции (2024, г. Мурманск); II Всероссийском научно-практическом конгрессе с международным участием «Биотехнология и устойчивое развитие» (2024, г. Москва).

Опытные образцы разработанного белкового рыбного гидролизата были представлены на выставке инновационных проектов Мурманской области. Инновационный проект по разработке рыбного белкового гидролизата получил поддержку федерального гранта по программе «Умник» от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (2014-2015 гг.). В 2015 г проект стал полуфиналистом Всероссийского стартап-тура 2015 в Санкт-Петербурге. В 2021 г. проект занял 2 место в программе «Навигатор инноватора. Архангельск». С целью апробации производства рыбного белкового гидролизата была создана компания ООО «Бионика» при поддержке «Фонда развития малого и среднего предпринимательства Мурманской области» (НМКК «ФОРМАП» (Фонд)). ООО «Бионика» являлась участником проекта «Сколково» 2021-2022 гг.

Достоверность полученных результатов подтверждена использованием стандартизованных физико-химических и микробиологических методов исследования. Все исследования проводили в трехкратной повторности для подтверждения воспроизводимости экспериментальных данных. Полученные данные были обработаны и проанализированы с использованием методов математической статистики при доверительной вероятности 95%

Внедрение результатов работы.

Разработанная технология внедрена в учебный процесс для повышения уровня профессиональной подготовки бакалавров и магистров, обучающихся на базе Естественно-технологического института (ЕТИ) ФГАОУ ВО «МАУ».

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, приложений. Работа изложена на 248 страницах, содержит 26 таблиц, 22 рисунка и 19 приложений. Список литературы включает 119 наименований, из них 39 на иностранном языке.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 работ, включая 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 1 статья опубликована в журнале, входящем в базу данных

Scopus, 4 статьи в журналах и по материалам докладов на всероссийских и международных конференциях.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение обосновывает важность выбранной темы, формулирует цель и задачи исследования. Кроме того, представлена теоретическая и практическая значимость работы, научная новизна и выносимые на защиту научные положения, приведена апробация результатов работы.

В первой главе проведена оценка недоиспользуемого рыбного сырья Северного бассейна. Рассмотрены современные методы гидролиза белка, их достоинства и недостатки. Наиболее предпочтительным способом гидролиза вторичного сырья трески атлантической является ферментативный. Определены наиболее перспективные ферментные препараты: смесь бромелина и папаина, протосубтилин Г3х. Выбран наиболее экономичный метод распылительной сушки для рыбоперерабатывающих предприятий. Рассмотрены аналоги российских питательных сред. По результатам анализа научной информации сформулирована цель и определены задачи исследования.

Во второй главе приведена схема исследований (рисунок 1), дана характеристика объектов и методов исследований. Объектами исследований являлись вторичное сырье трески атлантической, опытные образцы белкового рыбного гидролизата, полученные с использованием ферментных препаратов смеси бромелина и папа-ина, протосубтилина Г3х, а также экспериментальные партии питательных сред, приготовленные с использованием полученных белковых рыбных гидролизатов.

Анализ научной, нормативной. технической минера ту ры

1 1

Проблема утилизации вторичного рыбного сырья Производство белкового рыбного пиролиза!а -перспективное направление Расширение ассортнменга россзшских питательных сред, снижение и мл ор т о завис и мост

Формулирование цели н задач исследования

I

Разработка алгоритма производства белкового рыбного пиролиза га

Вторичное Ферментные препараты: Сушка: 1 (К.

сырье грески сыесь оромслииа и нанаина. Гидролиз распылительном;

атлантической протосубтнлнн ГЗх сублимационная

Проювадггво белковы* рыбных пиролнлатов гш выбранной с »ем с получения с использованием фермеззгиых препаратов: смеси броыелинл и пяшшш,

ирсгтасубгилнна ГЗх

1

Сравнительная оценка фпзико-хнхшчеекзгх показазелей качества получении', гндролнзатов. выбор метола с\шки

1 -

Оптимизация теиюлоши производства с целью эффективного использования фермента протосубтнлнна ГЗх. определения продолжительности процесса гидролиза

I

Технологическая схема получения белкового рыбного пиролнзата

I

Определение биологической ценности гндролнзата. полученного с использованием

фермеша протос\бтшшн ГЗх

ь -

Приготовление питательных сред с использованием полученных пиролтазов н коммерческого питательного ш ара

Определить эффективность питательных сред 1

Санитарно-гигиеническое обоснование срока годности гидролнзаза

1

Разработка технической документации Расчет экономической эффективности производства гндролнзага

Рисунок 1. Схема проведения экспериментальной работы.

Исследования проводили на экспериментальной базе Мурманского государственного технического университета, а также на базе аккредитованного испытательного центра продукции, сырья и материалов ФБУ «Мурманский ЦСМ», аккредитованной лаборатории ФГБУ «НЦБРСП». Протеолитическую активность фермента протосубтилин Г3х определяли на базе ФГБНУ «ВНИРО» («ПИНРО») им. Н.М. Книповича (Россия, Мурманск). Сушку опытных образцов белкового рыбного гидролизата распылительной и сублимационной сушкой проводили совместно с Норвежским университетом естественных и технических наук (г. Тронхейм).

Испытания белкового рыбного гидролизата на сроке хранения 24 месяцев проводили в аккредитованной испытательной лаборатории «Испытательного центра контроля», г. Железнодорожный (Московская обл.).

В третьей главе проведен анализ вторичного сырья трески атлантической (головы, хребты) с целью обоснования их использования в качестве сырья для получения белкового рыбного гидролизата. Результаты химических и микробиологических испытаний подтверждают безопасность вторичного сырья трески атлантической (содержание белка от 15 %, содержание жира - 0,9 %) [119].

На первом этапе работ был определен ферментный препарат, который обеспечивает глубокий гидролиз вторичного сырья трески атлантической.

В качестве ферментных препаратов использовали смесь бромелина и папаина (Enzybel Intl. SA, Бельгия), протосубтилин Г3х («Сиббиофарм», Россия). Бромелин и папаин - это протеолитические ферменты растительного происхождения, относятся к классу ферментов гидролаз. Смесь данных ферментов, согласно данным зарубежных исследователей, обеспечивает эффективный распад белоксодержащих субстратов и является наиболее эффективным ферментным препаратом для гидролиза рыбного сырья.

В России наиболее перспективным ферментом является протосубтилин Г3х. Протосубтилин Г3х - фермент бактериального происхождения, продуцируемый штаммом Bacillus subtilis. Выбор ферментного препарата отечественного производства протосубтилина Г3х обусловлен его широкой специфичностью, стабильной

активностью при рН от 6,0 до 11,0, а также низкой стоимостью по сравнению с дорогостоящими ферментами растительного происхождения.

Для ферментных препаратов бромелин и папаин характерен диапазон рН среды 5,5-8,0, протосубтилина Г3х 6,0-7,5, оптимальная температура для ферментных препаратов бромелин и папаин - 40-60 °С, протосубтилина Г3х 45-55 °С согласно паспорту (спецификации) ферментных препаратов.

Для сравнения действия выбранных ферментных препаратов на субстрат (вторичное сырье трески атлантической) были приготовлены белковые рыбные гид-ролизаты с использованием двух ферментных препаратов: смеси бромелина и па-паина и протосубтилина Г3х по технологии, рекомендованной зарубежными исследователями Beddows и Ardeshir. Концентрация ферментного препарата (1,5 %), гидромодуль (1:1), продолжительность (5 часов). Общий диапазон активности ферментов был выбран от 40 до 60 °.

С этой целью был поставлен эксперимент, в ходе которого была определена зависимость глубины гидролиза от температуры реакционной среды. В процессе получения белкового рыбного гидролизата постепенно увеличивали температуру реакционной смеси до 60 °С, отбирая образцы для исследования начиная с 35 °С через каждые 5 °С. Температура начала эксперимента на 5 °С ниже выбранного диапазона активности ферментов.

Установлено, что при повышении температуры до (45 - 46) °С глубина гидролиза возрастает, а затем начинает снижаться (рисунок 2).

21,6

26,8

ФП бромелин и папаин

19

30

20,3

35

40

45

50

55

60

65

Температура реакционной среды, °С

Рисунок 2. Зависимость глубины гидролиза белков вторичного сырья трески атлантической от температуры реакционной среды.

Результаты исследований показали, что внешний вид полученных белковых рыбных гидролизатов идентичен, порошок светло-желтого цвета, хорошо растворим в воде. В процессе ферментативного гидролиза при использовании ферментного препарата протосубтилина Г3х была достигнута глубина гидролиза выше, чем при использовании смеси ферментных препаратов бромелина и папаина, что позволяет провести более глубокий гидролиз вторичного рыбного сырья трески атлантической.

Температура процесса ферментативного гидролиза (45±1) °С является оптимальной для ферментных препаратов: смеси бромелина и папаина, протосубтилина Г3х. Глубина гидролиза с использованием фермента протосубтилина Г3х составляет 33,31 %, глубина гидролиза с использованием смеси бромелина и папаина -23,63 %.

Ферментный препарат отечественного производства протосубтилин Г3х показал эффективное взаимодействие с субстратом вторичным сырьем трески атлантической. Это подтверждает выбор данного ферментного препарата.

Качество сушки при производстве белкового рыбного гидролизата определяет его стойкость при хранении, а также возможность использования.

Полученные белковые гидролизаты были высушены тремя видами сушки: распылительной, сублимационной и инфракрасной.

Химический состав сырья и гидролизатов, высушенных тремя видами сушки представлены в таблице 1.

В образцах, полученных с использованием смеси бромелина и папаина (№ 1,

3, 5) содержание общего азота выше по сравнению с образцами (№ 2, 4, 6), полученными с использованием протосубтилина Г3х. Для образцов гидролизата (№ 2,

4, 6), полученных с использованием протосубтилина Г3х характерно наименьшее количество жира. Наибольшее количество золы определялось в образцах (№ 2, 4, 6) с использованием протосубтилина Г3х по сравнению с образцами (№ 1, 3, 5), полученных с использованием смеси ферментов бромелина и папаина.

Таблица 1. Глубина гидролиза, химический состав сырья и гидролизатов, высушенных различными способами, %.

№ Фермент, Влага Общий азот Жир Зола Аминный

п/п вид сушки азот

1 Смесь бро-мелина и папаина, ИК сушка 7,19±0,20 13,30±0,06 3,46±0,13 8,06±0,06 3,60±0,01

2 Протосуб-тилин Г3х, ИК сушка 5,50±0,11 12,42±0,06 1,40±0,08 13,06±0,07 3,21±0,03

3 Смесь бро-мелина и папаина распылительная 4,06±0,14 13,84±0,16 11,10±0,14 11,86±0,15 3,27±0,02

Продолжение таблицы 1

4 Протосуб-тилин Г3х (распылительная) 4,81±0,29 12,22±0,15 2,59±0,23 16,19±0,15 4,07±0,08

5 Смесь бро-мелина и папаина (сублимационная) 1,76±0,82 14,21±0,08 9,12±0,14 9,14±0,29 3,37±0,12

6 Протосуб-тилин Г3х (сублимационная) 4,73±2,47 13,08±0,04 3,24±0,13 15,25±0,22 3,67±0,03

Самое высокое содержание минеральных веществ характерно для распылительной сушки по сравнению с другими способами. Важным химическим показателем для питательных сред является аминный азот, который включает в себя азот аминокислот и пептидов. Данные источники азота необходимы для развития микробной клетки (построение клеточных структур - белков), функционирования (ферментативный аппарат, энергетический обмен) и размножения (репликация ДНК, деление). Содержание аминного азота в питательном агаре с использованием фермента протосубтилина Г3х составляет 4,07, в питательном агаре с использованием смеси бромелина и папаина 3,27. Условия для роста и развития микробных клеток более благоприятны в питательной среде, приготовленной с использованием фермента протосубтилин Г3х.

Показатель активности воды определяет стойкость рыбного белкового гидро-лизата при хранении (рисунок 3).

Чем меньше содержание влаги, тем более стойким при хранении будет гид-ролизат. Белковый рыбный гидролизат относится к продуктам с низкой влажностью (0,6^0). Пороговое значение для данной группы продуктов составляет 0,6.

Согласно ГОСТ 13805-76 [22] по органолептическим показателям: внешний вид, растворимость, прозрачность и цветность раствора гидролизат должен быть мелкодисперсным, хорошо растворимым в воде, прозрачным желтого цвета. Белковый рыбный гидролизат, приготовленный с использованием инфракрасной сушки, не может быть использован для приготовления питательных сред, так как характеризуется низкой растворимостью в воде, имеет кристаллическую форму частиц.

ы

д

о в

и т с о н в и

тиак

е и н е чеа

н

сп

0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0

0,1841

протосубтилин Г3х

0,1844

смесь бромелайна и папаина

ИК сушка

Распылительная сушка

Сублимационная сушка

Рисунок 3. Значения активности воды в исследуемых образцах.

Гидролизаты, высушенные методом сублимационной и распылительной сушки, соответствуют требованиям ГОСТ 13805-76 по органолептическим показателям. Значение по показателю «активности воды» для трех видов сушки не превышает максимально допустимое значение (0,6).

Учитывая экономические затраты (стоимость электроэнергии, самих установок и производительности), продолжительность процесса и степень сложности и, соответственно, эксплуатации оборудования предпочтение было отдано распылительной сушке.

Разработанную технологию предполагается внедрить на рыбоперерабатывающие предприятия Мурманской области. С целью эффективности производства, снижению энергозатрат, экономичного использования сырья и фермента необходимо оптимизировать технологию с учетом используемого ферментного препарата (протосубтилин Г3х).

Основными параметрами, которые влияют на технологический процесс производства рыбного белкового гидролизата являются: температура, концентрация ферментного препарата и продолжительность процесса гидролиза.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Живлянцева Юлия Вячеславовна, 2025 год

Литература

1. Итоги деятельности Федерального агентства по рыболовству в 2017 году и задачи на 2018 год [Электронный ресурс]: материалы к заседанию от 29 марта 2018. - М. - 131 с. - URL: http://fish.gov .m/files/documents/ob_agentstve/kollegiya/itogi_2017_zadachi_2018.pdf

2. Единые нормы отходов, потерь, выхода готовой продукции и расхода сырья при производстве пищевой продукции из морских гидробионтов (утв. Госкомрыболовством РФ 29.04.2002) [Электронный ресурс]. - URL: www.consultant.ni/docnment/cons_doc_LAW_60924/

3. ГОСТ 7636-85. Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа. - М., 2010. - 86 с.

4. Артюхин В.И., Шепелин А.П., Киселева Н.В. Белковые гидролизаты в производстве питательных сред. Обзорная информация. - М.: ВНИИСЭНТИ Минмедпрома СССР, 1990. -Вып. 9-10. - С. 52.

5. Ачексеенко Л.П. Определение активности протеиназ по расщеплению белковых субстратов // Современные методы в биохимии. Т. 2. - М.: Медицина, 1968. - 112 с.

6. ГОСТ 31904-2012. Продукты пищевые. Методы отбора проб для микробиологических испытаний. -М., 2014. - 12 с.

7. ГОСТ 10444.15-94. Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов. - М., 2010. - 7 с.

8. ГОСТ 31747-2012. Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий). - М., 2013. - 16 с.

9. ГОСТ 31746-2012. Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества коагулазоположительных стафилококков и Staphylococcus aureus. - М., 2013. - 23 с.

10. ГОСТ 31659-2012. Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella. -М„ 2014.-21 с.

11. ГОСТ 32031-2012. Продукты пищевые. Методы выявления бактерий Listeria monocytogenes. — М., 2014. -26 с.

12. ГОСТ 10444.12-2013. Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Методы выявления и подсчета количества дрожжей и плесневых грибов. - М., 2014. - 11 с.

13. Решетников М.Т. Планирование эксперимента и статистическая обработка данных: учеб. пособие. - Томск: Изд-во Томск, гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники, 2000. - 231 с.

14. Максимюк Н.Н., Марьяновская Ю.В. О преимуществах ферментативного способа получения белковых гидролизатов // Российская Академия Естествознания. - 2009. - № 1. - С. 34-35.

15. Живлянцева Ю.В., Куранова JI.K. Оценка пригодности костно-мышечных отходов трески для получения белкового гидролизата // PontusEuxinus 2017: тезисы X всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых по проблемам водных экосистем, в рамках проведения Года экологии в Российской Федерации (11-16 сентября 2017 г.) - Севастополь: DigitPrint, 2017. - С. 78-80.

16. Рогулев А.И., Голубева О.А. Способ измельчения биологических продуктов: пат №: 2031583 С1 Рос. Федерация от 27.03.95, бюл. № 9.

17. Голубева О.А. Экструзия как способ повышения качества продуктов // Процессы и аппараты пищевых производств: электрон, науч. журн. / НИУ ИТМО Институт холода и биотехнологий.-URL: http://processes.open-mechanics.com/aiticles/96.pdf (дата обращения: 10.01.2015).

18. Способ получения пептона: пат. № 2010855 Рос. Федерация МПК C12N / Зубцов В.А., Осипова Л.Л., Салова Т.Ю., Мипородова ЕЛ.\ заявл. 19.03.91; опубл. 15.04.94.

19. Способ получения пептона «Каспий»: пат №: 2235770 Рос. Федерация МПК A23J C12N / Султанов 3.3., Меджинов М.М., Ачиев А.З., Какулина Е.А., Степанова Э.Д.; заявл. 13.02.02; опубл. 10.09.04.

20. Enzyme peptone for microbiological puiposes, obtained from extracted calfskin / E. Dimora, S. Nikolova, A. Gousterova, P. Nedkov II Biotechnology & Biotechnological Equipment, 2001. - T. 15, № l.-P. 99-102.

21. Антипова, Л.В., Дворянинова О.П. Перспективность методов биотехнологии в получении рыбных белковых гидролизатов пищевого назначения // Актуальная биотехнология. - 2013. -№3.-С. 4-7.

22. Кинетические закономерности ферментативного гидролиза белков тканей гидробионтов: эффект способа внесения фермента / В.Ю. Новиков, СР. Деркач, А.Ю. Широнина, В.А. Мухин П Вестник МГТУ,-2015.-Т. 18, № 1.-С. 100-109.

23. Куранова Л.К., Жи&тянцева Ю.В., Гроховский В.А. Изучение биологической ценности пептона, полученного из вторичного рыбного сырья // Вестник МГТУ. - 2016. - Т. 19, № 3. -С. 577-584.

24. Липатов Н.Н, Рогов H.A. Методология проектирования продуктов питания с требуемым комплексом показателей пищевой ценности // Известия вузов «Пищевая технология». - 1987. -№2.-С. 9-15.

25. Живлянцева Ю.В., Куранова Л.К. Переработка малоценного рыбного сырья северного бассейна и отходов от его разделки для использования в качестве основ микробиологических сред // Современные эколого-биологические и химические исследования, техника и технология производств: материалы междунар. науч.-практ. конф., Мурманск, 7 апреля 2015 г.: в 2 ч. -Мурманск: МГТУ, 2015. -Ч. 2. - С. 124-125.

26. Криштафович В.И. и др. Товароведение и экспертиза продовольственных товаров: метод. рекомендации по подготовке и защите выпускной квалификационной работы / под ред.В. И. Криштанович. -2-е изд.-М.: Дашков и К°, 2011. - 181 с.

27. Шокина Ю.В. Практикум по разработке новых продуктов питания и проектной деятельности на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности: учеб.-метод, пособие. -Мурманск: МГТУ, 2018. - 126 с.

Информация об авторах Information about the authors

Живлянцева Юлия Вячеславовна - Мурманский государственный технический университет; 183010, Россия, Мурманск; аспирант; [e-mail]

Zhh'lyantseva Yulia Viacheslavovna - Murmansk State Technical University; 183010, Russia, Murmansk, postgraduate student; [e-mail]

Куранова Людмила Казимировна - Мурманский государственный технический университет; 183010, Россия, Мурманск; кандидат технических наук, заведующий научно-исследовательской лабораторией кафедры технологий пищевых производств; [e-mail]

Ktiranova Lyudmila Kaziniirovna - Murmansk State Technical University; 183010, Murmansk, Russia; Candidate of Technical Sciences, Head of Research Laboratory of the Food Production Technology Chair; [e-mail]

Волченко Василий Игоревич - Мурманский государственный технический университет; 183010, Россия, Мурманск; кандидат технических наук, доцент кафедры технологий пищевых производств; [e-mail]

Volchenko Vasily Igorevich - Murmansk State Technical University; 183010, Murmansk, Russia; Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Food Production Technology Chair; [e-mail]

Гроховский Владимир Александрович - Мурманский государственный технический университет; 183010, Россия, Мурманск; доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологий пищевых производств; [e-mail]

Grokhovsky Vladimir Alexandre vieil - Murmansk State Technical University; 183010, Murmansk, Russia; Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Food Production Technology Chair; [e-mail]

УДК 664.959.5:597.555.51

Article info

Received

21.03.2024;

accepted 08.05.2024

Kev words:

fish protein hydrolysate, fish wastes, ■ recycle fish materials, culture medium, ■ coefficient of productivity of culture medium, identifying test microorganisms

The use of protein hydrolysate from fish waste as part of microbiological culture media

Iuliia V. Zliivlyantseva*, Lyudmila K. Kuranova, Vladimir A. Grokhovsky *NationaI Center for the Safety ofAquatic Products and Aquaculture, Murmansk, Russia; e-mail:[e-mail], ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4957-297X

Abstract

The need to involve in the processing of significant amount of secondary protein-containing raw materials formed during fish cutting, on the one hand, and on the other hand, the shortage of a source of the protein component of microbiological nutrient media determines the relevance of the work. The goal was to study the possibility of using fish protein hydrolyzate obtained by enzymatic hydrolysis from secondary fish raw materials in microbiological nutrient media. Microbiological and physicocheinical methods were used to conduct research. When optimizing the developed algorithm for the fermentation process, a mathematical model of the experiment was used with a minimum number of experiments. An algorithm has been developed for obtaining fish protein hydrolyzate from meat and bone waste from cutting pelagic fish (cod). The hydrolysis parameters were optimized: the concentration of the enzyme preparation is 1.33 % of the total mass of waste, the duration of the fermentation process - 3 hours. The characteristics of the resulting fish hydrolyzate are determined: the mass fraction of total nitrogen - 13 %, amine - 3.6 %, water - 4.6 %, sodium chloride - 2.7 %, fat - 0.3 %. An experimental fish hydrolyzate has been studied as a source of protein nitrogen in accordance with the formulation of a microbiological medium used for counting when growing colonies of microorganisms. The effectiveness of the prepared nutrient media was assessed by comparing the performance coefficients of the experimental and control nutrient media, as well as by identifying test microorganisms grown on the experimental medium It was established that the growth pattern of test cultures both on the studied nutrient medium and on the control medium was almost the same. Test microorganisms retained their biochemical, morphological and cultural characteristics. The research results showed the possibility of using fish protein hydrolyzate obtained by enzymatic hydrolysis from secondary fish raw materials in microbiological nutrient media.

For citation Zhivliantceva, I. V. et al. 2024. The use of protein hydrolysate from fish waste as pait of

microbiological culture media. Vestnik of MSTU, 27(3), pp. 294-301. (In Engl.) DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2024-27-3-294-301.

Использование белкового гидролизата из вторичного рыбного сырья в составе микробиологических питательных сред

Ю. В. Живлянцева*, JL К. Куранова, В. А. Гроховский *Националъный центр безопасности продукции водного промысла и аквакулыпуры, г. Мурманск, Россия; e-mail:[e-mail], ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4957-297X

Реферат

Необходимость вовлечения в переработку значительного количества вторичного белоксодержащего сырья, образующегося при разделке рыбы, с одной стороны, н с другой - дефицит источника белковой составляющей микробиологических питательных сред определяет актуальность работы. Целью являлось исследование возможности использования в составе микробиологических питательных сред рыбного белкового гидролизата, полученного методом ферментативного гидролиза из вторичного рыбного сырья. Для проведения исследований применялись микробиологические и физико-химические методы. При оптимизации разработанного алгоритма процесса ферментации использовали математическую модель эксперимента при минимальном числе опытов. Разработан алгоритм получения рыбного белкового гидролизата из мясокостных отходов от разделки пелагических рыб (трески). Оптимизированы параметры пиролиза: концентрация ферменгного препарата - 1,33 % к суммарной массе отходов, продолжительность процесса ферментации - 3 ч. Определены характеристики полученного рыбного гидролизата: массовая доля общего азота составила 13 %, аминного — 3,6 %, воды — 4,6 %, хлористого натрия - 2,7 %, жира - 0,3 %. Опытный рыбный гидролизат исследован в качестве источника белкового азота в соответствии с рецептурой микробиологической среды, используемой для подсчета при выращивании колоний микроорганизмов. Эффективность приготовленных питательных сред оценивали путем сравнения коэффициентов производительности опытной и контрольной питательной среды, а также методом идентификации выросших на экспериментальной среде тест-микроорганизмов. Установлено, что характер роста тест-культур как на исследуемой питательной среде, так и на контрольной практически одинаковый. Тест-микроорганюмы сохранили свои биохимические, морфологические и культуральные признаки. Результаты исследований показали возможность использования в составе микробиологических питательных сред рыбного белкового гидролизата. полученного методом ферментативного гидролиза из вторичного рыбного сырья.

Живлянцева Ю. В. и др. Использование белкового гидролизата из вторичного рыбного сырья в составе микробиологических питательных сред. Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 3. С. 294-301. DOI: https://doi.org/10.21443/! 560-9278-2024-27-3-294-301.

Информация о статье Поступила в редакцию 21.03.2024;

принята к публикации 08.05.2024

Ключевые слова: рыбный белковый гидролизат,

вторичное рыбное сырье, питательные среды, коэффициент производительности питательной среды, идентификация тест-микроорганизмов

Для цитирования

Introduction

The fundamental "tool" in microbiology is culture media. They are used for research purposes, selection and research of isolated types of microorganisms, creation of new vaccines and medicines, for other purposes related to pharmaceuticals, biology, and medicine. Today on the market there is a very large number of liquid and powder media for microbiology from the world's largest manufacturers "Pronadisa" laboratories Conda, S. A (Spain), Merck (Germany), bioMerieux (BioMerieux, France), Neogen (America). They have the appropriate quality certificates, but their cost is quite high. In this regard, the development of technologies for the production of import-substituting culture media is urgent. The main component of most culture media are the products of protein hydrolysis of plant and animal origin. Until now, pancreatic hydrolysate of fish meal (State research center for applied biotechnology and microbiology, Russia, Obolensk), enzymatic hydrolysate of casein (Pronadisa Conda, Spain), casein and soy peptones (Merck, Germany), pancreatic hydrolysate of casein have been widely used as protein bases, papain hydrolysate of soybeans (BioMemer, France), gelatinous peptone and meat extract (Neogen, America), etc. However, due to the cessation of fishmeal production as well as the introduction of sanctions on the import of imported raw materials, there is a shortage of this type of product. For the production of protein hydrolysate - a source of nitrogen in the composition of microbiological culture media -we used an alternative source of raw materials: recycle fish materials, namely, meat and bone waste from cutting pelagic fish. Fish waste is an important underestimated reserve of raw materials. Research into the use of protein from fish waste as a component of culture media has been carried out by the research team for a number of years since 2016. Waste from cutting pelagic fish species on fillets makes up 57-64 % on average of the mass of fish received for cutting, and the share of musculoskeletal waste accounts for up to 30-35 % (Derkach et al., 2017; Дровянинова и др., 2015a). At the same time, they contain a significant amount of complete animal protein. Analysis of information sources {Дровянинова и др., 20156; Касьянов, 2015; Максимок и др., 2009) had showed that it was the rationality of the use of recycle materials and waste that would reduce the raw material shortage in the production of microbiological nutrient media. The involvement of this source of raw materials in processing is a promising direction for the development of the most important branch of modem agriculture (Ломовцева и др., 2019).

Materials and methods

The purpose of the work was to study the possibility of utilization a hydrolysate from fish waste as a protein component of microbiological media. To achieve this goal, the following tasks were solved: to optimize the previously developed algorithm for the fermentation of fish waste; to study the physicochemical and biochemical parameters of a prototype of fish protein hydrolysate; to evaluate the quality of culture media used for growing microorganisms prepared using a prototype hydrolysate.

In the developed algorithm for obtaining a prototype fish protein hydrolysate, the objects of study were musculoskeletal waste of cod fillets (cod caught by the "Public Joint-Stock Company Murmansk Trailing Fleet" in the fishing areas of the Barents Sea), an enzyme prepar ation - protosubtilin G3X - a product of the activity of bacteria of the Bacillus subtilis strain (Sibbiopharm, Russia), an experimental sample of fish protein hydrolysate obtained in the process of enzymatic hydrolysis.

Physical and chemical indicators such as content of water, fat, proteins, amine nitrogen and minerals were determined by standard methods GOST 7636-85 "Fish, marine mammals, marine invertebrates and products of their processing. Analysis methods"1. The protein content was determined by the Kjeldalil method using equipment consisting of two elements: BLOCK-DIGEST 12 for sample mineralization and an automatic distillation unit PRO-NITRO A (J.P. Selekta, Spain). The fat content was determined by the Soxhlet method using a Selecta DET-gras extractor (Spain).

The degree of hydrolysis was defined by the calculation method as the ratio of the mass fr action of amine nitrogen to the mass fraction of total nitrogen in the hydrolysate (Производство..., 1990).

For establishing the optimal parameters of enzymatic hydrolysis two factors rotatable compositional plan was used. Mathematical data processing was carried out using the DataFit program, version 9.1 (Решетников, 2000).

The experiments were carried out in triplicate, the data obtained were subjected to one-way analysis of variance (ANOVA) using Origin Pro 8.0. Differences between the means were considered significant atp< 0.05.

We prepared culture media using the obtained fish protein hydrolysate according to the formulation of the control culture medium. The pancreatic fishmeal hydrolysate was replaced with a prototype fish protein hydrolysate. As a control medium, we used "Nutrient agar for the cultivation of microorganisms GRM" (manufactured by State research center for applied biotechnology and microbiology, Russia, Obolensk).

To control the efficiency of culture media, test microorganisms with stable characteristics were used.

The work used microorganisms with stable characteristics, which are the causative agents of the most dangerous food poisoning.

1 Information on regulations and GOSTs is presented in the Appendix.

Test microorganisms were obtained from specialized collections: Staphylococcus aureus АГСС 25923 ROSENBLiCH 1884; Salmonella eiiteridm No. 5765 (exKauffmann & Ed\ards 1952) le minor & Popov 1987,

For the prepared culture media: control and test (containing a test sample of fish protein hydrolysate), coefficient of productivity of culture medium was calculated according to GOST ISO 11133-2016 "Microbiology of food products, animal feed and water. Preparation, production, storage and determination of the working characteristics of nutrient media". After cultivation on the studied culture media, biochemical signs during the identification of microorganisms were determined using test systems (Diagnostic kit No. 2, Scientific and Production Association "Microgen", Russia).

Results

A prototype of fish protein hydrolysate was obtained by enzymatic hydrolysis of cod musculoskeletal waste. As an enzyme preparation, we used protocubtilin G'X - a product of the activity of bacteria of the Bacillus subtilis strain (Sibbiopharm, Russia). The proteolytic activity of the enzyme is 560.77 pmol TYR'g.

One of the quality parameters offish protein hydrolysate is the degree of hydrolysis determined in various ways. The most common indicator is the ratio of the mass fracnon of amine nitrogen to the mass fraction of total nitrogen in the hydrolysate.

The degree of hydrolysis of the obtained fish protein hydrolysate is 28.06 % (Куранова и др., 2016). According to the literature data the degree of hydrolysis of the most promising enzymes - bromelain and papain - is 23.74 %.

In addition, the choice of the enzyme was due to its lower cost compared to other enzymes, for example, trypsin, pancreatin, pepsin, bromelain and papain, etc., which are used in the production of industrial fish protein hydrolysates.

When optimizing the fermentation parameters, the dosage of the enzyme preparation was varied in relation to the mass of the hydrolyzed raw material (A'i, %) and the duration of exposure ГАл, hour) at the previously specified temperature of 45 °C. The numerical characteristic of the value of the achieved degree of hydrolysis (Y, %) was chosen as an optimized parameter. We used a rotatable composite plan (Живлянцева и др., 2018) for a two-factor experiment (Table 1).

Table 1. Results of experimental data processing on optimization of the fermentation stage of hydrolysis of cod waste Таблица 1. Результаты обработки данных экспериментов по оптимизации стадии ферментации гидролиза отходов трески

Parameter 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Xh % 0.6 0.6 1.5 1.5 1.05 1.69 0.41 1.05 1.05

X2, hour 2 5 2 5 3.5 3.5 3.5 1.38 5.62

y,% 23.5 23.9 26.5 27.0 27.5 27.6 22.8 24.3 27.6

As a result of processing experimental data the following equation describing die influence of the studied factors on the optimization option was received (JKu&viHijeea u dp 2018)

Y= a.Xi + bx* + c.t2 + dy t- ex2\ (1)

where Y- the value of the achieved degree of hydrolysis, %; .tj - the dosage of enzyme preparation, %; x2- the duration of hydrolysis, hour; a, b, c,d,e - the regression coefficients: a = 17.08; b = -6.42; c = 14.14; d = -3.80; e = 0.32.

Fisher's criterion for this equation is 80.84, it means that with the given confidence level (0.99), the regression equation reliably describes die change in the optimization parameter depending on the change in factors X\ and X2.

To find the optimal values of the factors Xl and J determining the optimal parameters of the hydiolysis process, we used the methods of mathematical processing (differentiauon).

The values of these optimal factors are as follows: X\ (concentration of the enzyme preparation) - 1.33 % by weight of raw maierials; X2 (duration of the hydrolysis process) - 3 hours (JKuzviHiieea u dp., 2018). Considering the research carried out, an algorithm for obtaining a fish protein hydrolysate has been developed.

For further research, we used a hydrolysate prepared according to the developed algorithm, considering the optimized fermentation conditions. The quality indicators of the prototype fish protein hydrolysate are presented in Table 2.

Fish protein hydrolysate is an amorphous, light yellowish powder with a weak mushroom aroma. It has the ability to emulsify, foaming, «lien dissolved in water gives opalescent solutions, which confirms the preservation of the properties of the native protein in the product. Studies of the biological value of the product had found that the hydrolysate contained all protein amino acids, including essential ones, the minimum amount contains tryptophan (4.0 mg/g protein), the maximum amount contains hydroxyproline (150.6 mg/g protein) (KypaHoea u dp., 2016).

Table 2. Quality indicators of a fish protein hydiolysate prototype Таблица 2. Показатели качества опытного образца рыбного белкового гндролизата

The name of indicators Value

Consistence Amorphous homogeneous powder

Colour Light beige

Aroma Typical lor this type of product

Active acidity, pH 6.75 ±0.10

Moisture content, % 4.60 ± 0.26

Mass fraction of amine nitrogen, % 3.60 ±0.09

Mass fraction of total nitrosen, % 12.97 ±0.04

Mass fraction of fat, % 0.26 ± 0.02

Mass fraction ot sodium chloride, % 2.70 ±0.12

The experimental sample of fish protein hydiolysate received according to an optimized fermentation mode was used to make a culture medium in a control nutrient agar formulation, in which pancreatic fish meal hydrolysate is used as a nitrogen source. In the experimental culture medium, the pancreatic fishmeal hydrolysate was completely replaced by the experimental fish protein hydiolysate. As a control, we used "Nutrient agar for the cultivation of microorganisms, dry GRM". The formulations of the test and control culture media are presented in Table 3.

Table 3. Recipes of culture media Таблица 3. Рецептуры питательных сред

Name Amount, g (ml)/l 1 of distilled water

Nutrient agar for the cultivation of microorganisms, dry GRM

Peptone for bacteriological culture media 12

Fishmeal Pancreatic Hydrolysate 12

Sodium chloride 6

Agar 10

Study culture medium based on a prototype fish protein hydrolysate

Peptone for bacteriological culture media 12

Prototype fish protein hydiolysate 12

Sodium chloride 6

Agar 10

То control the quality of culture media, test microorganisms with stable characteristics was used.

The prepared culture media were intended for counting the column of microorganisms. To control the quality of the prepared culture media, the coefficient of productivity of the culture medium was calculated.

The productivity of the culture medium is the degree of growth of the target microorganism on the culture medium under certain conditions. Sowing test-cultures on the control and test media was performed by direct inoculation. Crops were incubated in a thermostat at a temperature of 37 ± 1 °C for 18-24 hours. Microorganisms were counted using GOST ISO 7218-2015 "Microbiology of food and animal feed. General requirements and guidance for microbiological examinations".

Comparative characteristics of the growth performance of test microorganisms on the studied culture medium based on fish protein hydrolysate and nutrient agar GRM are presented in Table 4.

Table \. The growth form of test microorganisms on the studied culture medium based on fish protein

hydiolysate and nutrient agar GRM Таблица 4. Сравнительная характеристика роста тест-микроорганизмов на исследуемой питательной среде на основе рыбного белкового гчдролизата и питательном агаре ГРМ

Tested culture media Dilution Staphylococcus aureus ATCC 25923 Salmonella enteriditis № 5765

Tested culture medium oased on a prototype fish protem hydrolysate (Nc) 10"6 1.3xl|5 3.8x10®

Nutrient agar for the cultivation of microorganisms, dry GRM (Ay 10""6 1.3x10® 3.5x10®

ihe productivity of culture medium was assessed as the degree of growth of the target microorganism on the culture medium when compared with culture agar for the cultivation of microorganisms GRM (GOST ISO 11133-2016) under certain conditions and was calculated by the formula

Pr = Nc/N0, (2)

where Pr - the coefficient of productivity of culture medium; Nc - the arithmetic mean of the number obtained on the culture medium subjected to the test (for example, the number of colonies in plates); N0 - the arithmetic mean of the amount obtained on a certain control culture medium.

The coefficients of productivity of culture medium are presented in Table 5.

Table 5. Coefficient of productivity of culture medium Таблиц? 5. Коэффициенты производительности

Name Salmonella enteriditis № Staphylococcus aureus ATCC 25923

Tested culture medium based on a prototype fish protein hydrolysate 1.00 1.09

Nutnent agar for Uie cultivation of microorganisms, dry GRM 1 1

Description of the obtained results

The results are considered valid when the following conditions are met: - a positive quantitative result (target bacterial growth) must be obtained for each plate; -each individual declared result falls within the standard assay range (no more than 100 colonies for methods with filtration and no more than 150 colonies for surface methods). PR should be at least 0.70 when comparing non-selective media with non-selective control media according to GOST ISO 11133-2016.

The biochemical characteristics of colonies of microorganisms grown, on the studied media were investigated. The work used microorganisms with stable characteristics, which are the causative agents of the most dangerous food poisoning.

The most common analogue of fish protein hydrolysate is pancreatic fish meal hydrolysate. According to GOST 29311-92 "Pancreatic hydrolysates for bacterial culture media. General specifications" the main defining indicators of this type of products aie the mass fraction of total and amine nitrogen, confirming the presence of the required number of nitrogenous compound? necessary for the life of microorganisms. For pancreatic fish meal hydrolysate, which is used for the preparation of culture media, the value of the mass fraction of amine nitrogen should be at least 0.3 %, total nitrogen - at least 0.75 %. According to TU 480-00001927 "Pancreatic hydrolysate of fish meal. Specifications" the mass fraction of amine nitrogen must be at least 2.8 %, total nitrogen - at least 8 %. According to Table 2, it can be seen that the corresponding values of the experimental fish protein hydrolysate aie higher (3.60 and 12.9"' %, respectively). It indicated the sufficiency of nitrogenous nutrients in the sample under study.

Microbiological studies have established that the nature of the growth of test cultures on the studied culture medium using a test sample of fish protein hydrolysate as a protein component and control nutrient agar aie identical.

Discussion

Coefficient of productivity of culture media has shown an efficiency of microbiological culture media. The studied culture medium showed high productivity ratio (Pr = I, Pr = 1.09) when cultivating Salmonella enteriditis No. 5765 and Staphylococcus aureus ATCC 25923, respectively, which was at the level and even slightly higher than the performance values of the control medium and significantly exceeded the requirements for productivity (PR more than 0.7) established in GOST ISO 11133-2016.

The test microorganisms after cultivation on the studied nutrient media based on fish protein hydiolysate retained their biochemical characteristics during the identification of microorganisms using test systems (Scientific and Production Association "Microgen", Russia).

Bacteria of the genus Salmonella retained their gram-negative Gamma colour, the growth pattern on three-sugar ferruginous agar did not change (they ferment glucose and do not ferment lactose and sucrose, form hydrogen sulphide). Bacteria of the genus Salmonella do not form acetoin (Voges-Proskauer reaction is negative). Salmonella bacteria ferment mannitol. Agglutination (presence of O-antigens) is manifested in tire form of sticking of the bacterial mass and full or partial clarification of the liquid (according to GOST 31659-2012 "Food products. Method for detecting bacteria of the genus Salmonella").

Bacteria of the genus Staphylococcus aureus retain a gram-positive Giam colour, give a positive reaction to catalase, form acetoin and ferment maltose under aerobic conditions. They have the ability to coagulate rabbit

blood plasma (according to GGST 31746-2012 "Food products. Methods for detecting and quantifying coagulase-positive staphylococci and Staphylococcus aureus").

Colonies of microorganisms retain their morphological and cultural properties. Therefore, for these test cultures, nutrients were sufficient on all studied media. The results of microbiological studies confirm the possibility of using fish protein hydrolysate obtained in the process of hydrolysis from cod musculoskeletal waste as a component of general-purpose nutrient media for counting colonies of microorganisms.

Conclusion

Thus, as a result of the conducted research:

- the parameters of the fermentolysis are optimized: duration - 3 hours, enzyme concentration - 1.33 %;

- there are determined chemical and biochemical parameters of the prototype fish protein hydrolysate (mass fraction of amine nitrogen must be at least 3.6 %, total nitrogen - at least 13.0 %), which meet the requirements for the indicators of protein components of nutrient media;

- the quality of nutrient media using a prototype fish protein hydrolysate as a protein component to the operational criteria of GOST ISO 11133-2016 is established;

- the developed fish protein hydrolysate can be recommended for the preparation of general-purpose culture media for counting colonies of microorganisms.

It has been also determined that in the culture medium "Nutrient agar for the cultivation of microorganisms diy GRM" the developed product could completely replace "Pancreatic hydrolysate offish meal".

Conflict of interest

The authors declare no conflict of inter est.

Acknowledgments

The study was carried out through proactive R&D of Murmansk Arctic University "Development and improvement of technologies for the production of food, feed and technical products of a wide range from animal and plant raw materials of the Arctic region".

References

Derkach, S. R„ Grokhovsky, V. A., Kuranova, L. K., Volchenko, V. I. 2017. Nutrient analysis of underutilized fish species for the production of protein food. Foods and Raw Materials, 5(2), pp. 15-23. DPI: https://doi.org/10.21603/2308-4057-2017-2-15-23. EDN: YQZBYK. Dvoryaninova, P. P., Sokolov, A. V. 20156. Secondary products of fish cutting: Sources, properties and application in the production of natural biopolymers. Proceedings of V Intern, conf Innovative food technologies in the storage and processing of agricultural raw materials: fundamental and applied aspects, Krasnodar, 28-29 May, 2015. Voronezh, pp. 186-190. (InRuss.) Dvoryaninova, O. P., Sokolov, A V., Spiiidonova, M. V. 2015a. By-products of fish cutting: Composition, properties and application. Sovremennyye Tendentsii Ra^iriya Nauki i Tekhnologiy, 5-2, pp. 17-21. EDN: UHWLQX. (In Russ.)

Kasyanov, G. I. 2015. Modem breakthrough technologies in the meat, daily and fish industries. Proceedings of Intern, conf Innovative technologies for processing raw materials of animal origin, Krasnodar, 20 February, 2015. Krasnodar, pp. 8-11. EDN: UXUJBV. (InRuss.) Kuranova, L. K., Zhivlyantseva, I. V. 2016. Study of the biological value of peptone obtained from secondary fish raw materials of the Arctic region. Coll. of articles of AU-Russ. scientific-practical conf. with international participation dedicated to the 145th anniversary of the Sevastopol Biological Station Marine biological research: Achievements and prospects, 19-24 September, 2016. Sevastopol. In 3 vol., 3 VoL, pp. 401—403. EDN: XEYIZN. (InRuss.) Lomovtseva, A. V., Kulikova, Т. V. 2019. Development of the fishery complex in the context of import substitution. Proceedings of the national scientific and technical conf. Scientific and practical issues of fisheries regulation, Vladivostok, 22-23 May, 2019. Vladivostok, pp. 74-79. EDN: KZVCHJ. (In Russ.) Maksimyuk, N. N., Maryanovskaya, Yu. V. 2009. On the advantages of the enzymatic method for obtaining

protein hydrolysates. Fundamental Research, 1, pp. 34-35. EDN: KVFGDT. (In Russ.) Production and use of microbiological products: A review information. 1990. Inform, provision of industry

scientific and technical programs and main directions of industry development. Moscow, (hi Russ.) Reshetnikov, M. T. 2000. Experiment planning and statistical data processing. Tomsk. (In Russ.) Zhivlyantseva, I. V., Kuranova, L. K„ Volchenko, V. I., Grokhovsky, V. A. 2018. Peptone fiom by-products of Atlantic cod processing: Technology, quality, use. Bulletin of Kamchatka State Technical University, 45, pp. 28-36. DOI: https://doi.org/10.17217/2079-0333-2018-45-28-36. EDN: YAAMBN. (InRuss.)

Библиографический список

Derkach S. R., Grokliovsky V. A, Kuranova L. K., Volchenko V. I. Nutrient analysis of underutilized fish species for the production of protein food // Foods and Raw Materials. 2017. Vol. 5, Iss. 2. P. 15-23. DOI: https://doi.org/10.21603/2308-4057-2017-2-15-23. EDN: YQZBYK. Дворянинова О. И, Соколов А. В. Вторичные продукты разделки рыб: источники, свойства и применение в производстве природных биополимеров // Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья: фундаментальные и прикладные аспекты : V междунар. науч.-практич. конф., Краснодар, 28-29 мая 2015 г. Воронеж : Ассоциация "ТППП АПК", 20156. С. 186-190.

Дровянинова О. П., Соколов А В., Спиридонова М. В. Побочные продукты разделки рыб: состав, свойства и применение // Современные тенденции развития науки и технологий. 2015а. № 5-2. С. 17-21. EDN: UHWLQX.

Касьянов Г. И. Современные прорывные технологии в мясной, молочной и рыбной промышленности // Инновационные технологии переработки сырья животного происхождения: сб. материалов междунар. науч.-практ. конф., Краснодар, 20 февраля 2015 г. Краснодар : Изд-во КубГТУ, 2015. С. 8-11. EDN: UXUJBV.

Куранова Л. К., Живлянцева Ю. В. Исследование биологической ценности пептона, полученного из отходов переработки водных биоресурсов Арктического региона // Морские биологические исследования: достижения и перспективы: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, приуроченной к 145-легию Севастопольской биологической станции, Севастополь, 19-24 сентября 2016 г. : в 3 т. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2016. Т. 3. С. 401-403. EDN: XEVIZN. Ломовцева А. В., Куликова Т. В. Развитие рыбохозяйственного комплекса в условиях импортозамещения // Научно-практические вопросы регулирования рыболовства : материалы национальной науч.-техн. конф., Владивосток, 22-23 мая 2019 г. Владивосток, 2019. С. 74-79. EDN: KZVCHJ. Максимюк H. Н., Марьяновская Ю. В. О преимуществах ферментативного способа получения белковых

гидролизатов // Фундаментальные исследования. 2009. № 1. С. 34-35. EDN: KVFGDT. Производство и применение продуктов микробиологических производств : обзор, информ. : Информ. обеспечение отраслевых науч.-техн. программ и основных направлений развития отрасли / ВНИИСЭНТИ. M : ВНИИСЭНТИ, 1990. 50 с. (Белковые гидролизаты в производстве питательных сред ; вып. 9-10). Решетников М. Т. Планирование эксперимента и статистическая обработка данных. Томск : Изд-во

Томск, гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники, 2000. 231 с. Живлянцева Ю. В., Куранова Л. К., Волченко В. И., Гроховский В. А. Пептон из вторичных продуктов переработки атлантической трески: технология, качество, использование // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2018. № 45. С. 28-36. DOI: https://doi.org/10.17217/ 2079-0333-2018-45-28-36. EDN: YAAMBN.

Information about the authors

Iuliia V. Zhh lyantseva - 47A Tralovaya Str., Murmansk, Russia, 183001; National Center for

the Safety of Aquatic Products and Aquaculture (NCBRP), Head of the Microbiological Research Department;

e-mail: [e-mail], ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4957-297X

Живляицева Юлия Вячеславовна - ул. Траловая, 47А, г. Мурманск, Россия, 183001; Национальный центр безопасности продукции водного промысла и аквакультуры, начальник отдела микробиологических исследований; e-mail: [e-mail], ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4957-297X

Lyudiiiila К. Kuranova - 13 Sportinaya Str., Murmansk, Russia, 183010; Murmansk Arctic University, Cand. Sei. (Engineering); e-mail: [e-mail], ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6899-6076

Куранова Людмила Казимировна - ул. Спортивная, 13, г. Мурманск, Россия, 183010;

Мурманский арктический университет, канд. техн. наук;

e-mail: [e-mail], ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6899-6076

Vladimir A. Grokliovsky - 13 Sponinaya Str., Murmansk, Russia, 183010;

Murmansk Arctic University, Dr Sei. (Engineering), Professor;

e-mail: [e-mail], ORCID: https://orcid.oig/0000-0002-1892-0257

Гроховский Владимир Александрович - ул. Спортивная, 13, г. Мурманск, Россия, 183010;

Мурманский арктический университет, д-р техн. наук, профессор;

e-mail: [e-mail], ORCID: https://orcid.oig/0000-0002-1892-0257

Appendix Regulatory documents used in the paper

ГРСТ 29311-92 Гидролизаты панкреатические для бактериальных питательных сред. Рбщие технические условия. = Pancreatic hydrolysates for bacterial culture media. General technical conditions. M„ 1993.

ГОСТ 31659-2012 Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella. = Food products. Method for detecting bacteria of the genus Salmonella. M., 2014.

ГРСТ 31746-2012 Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества коагулазоположнтельных стафилококков и Staplnlococcus aureus. - Food products. Methods for detecting and determining the number of coagulase-positive staphylococci and Staphylococcus aureus. M„ 2013.

ГРСТ 7636-85 Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа: межгосударственный стандарт. = Fish, marine mammals, marine invertebrates and products of their processing. Analysis methods. M., 2010.

ГРСТ ISP 11133-2016 Микробиология пищевых продуктов, кормов для животных и воды. Приготовление, производство, хранение и определение рабочих характеристик питательные сред : межгосударственный стандарт. = Microbiology of food products, animal feed and water. Preparation, production, storage and determination of die working characteristics of nutrient media. M., 2016.

ГРСТ ISP 7218-2015 Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Рбщие требования и рекомендации по микробиологическим исследованиям межгосударственный стандарт. = Microbiology of food and animal feed. General requirements and guidance for microbiological examinations. M., 2016.

Использование метода криоэкструзии в производстве пептона из костно-мышечных отходов трески

Живлянцева Ю. В.1, Кура нова JI. К.1, Голубева O.A.2 (г. Мурманск, ФГБОУ ВО "Мурманский государственный технический университет", 'кафедра технологий пищевых производств, 2кафедра технологического и холодильного оборудования)

Аннотация. В статье определена возможность применения метода криоэкструзии в технологии производства пептона из костно-мышечных отходов трески. Abstract. The article reveals the possibility of using technology in krioextrusion in the technology of peptone production from bone-muscle cod waste.

Ключевые слова: пептоны, костно-мышечных отходов трески, криоэкструзия. Key words: peptone, bone-muscle cod waste, krioextrusion

Пептоны представляют собой крупные белковые фрагменты, которые образуются в процессе гидролиза. На основе гидролиза белков получают различные препараты, широко применяемые в практике: как кровозамени-тели и для парентерального питания в медицине; для компенсации белкового дефицита, повышения резистентности молодняка животных в ветеринарии; как источник аминокислот и пептидов для бактериальных и культуральных питательных сред в биотехнологии; в пищевой промышленности, парфюмерии [1].

Рыбные отходы составляют важный резерв продовольственного сырья, который часто недооценивают. Отходы от разделки на филе тресковых видов рыб составляют в среднем 57-64 % от массы промытой рыбы, поступившей на разделку. В то же время они содержат значительное количество белка, который является полноценным животным белком, содержащим все белковые аминокислоты, в том числе и незаменимые.

Авторами была разработана технология получения пептонов из костно-мышечных отходов трески [2]. Гидролиз белка осуществляют ферментативным способов. Ферменты, гидролизуя белки тканей рыбы, повышают их растворимость, а также способствуют более легкому и полному отделению липи-дов. При этом способе используются ферменты, вырабатываемые микроорганизмами.

Одной из стадий технологического процесса является получение измельчённой массы, которую направляют на гидролиз. С этой целью традиционно сырье подвергают размораживанию и механическому измельчению на волчках. В ходе исследований установлено, что размороженная костно-мышечная ткань трудно поддаётся измельчению. Кроме того, это достаточно длительный процесс, в ходе которого происходит снижение содержания протеина за счет потерь клеточного сока. Также при измельчении происходят процессы денатурации протеина. Физическая денатурация происходит в результате нагревания белоксодержащего сырья рабочими органами измельчителя в процессе его работы, а механическая - в результате механических воздействий рабочих органов измельчителя, приводящих к отжиму клеточного сока и крови. Т. е. на величину потерь протеина в значительной мере влияют режимы работы и конструктивные параметры оборудования для измельчения [3; 4]. Взамен этих стадий технологического процесса предлагается использовать метод криоэкструзии, применение которого позволит облегчить проведение процессса измельчения, а также исключить как потери сырья на этой стадии, так и потери ценных питательных веществ.

При использовании метода криоэкструзии измельчение происходит путём продавливанием мороженых костно-мышечных отходов трески сквозь отверстие охлаждаемой фильеры определённой формы и диаметра и разрезанием волокон сырья кристалликами льда. Использование режущей способности внутриклеточного и межклеточного льда возможно ввиду отсутствия размораживания исходного продукта.

Схема рассматриваемого технологического процесса включает в себя следующее. Подготовка блока к измельчению может осуществляться путем распила стандартного блока мороженых рыбных отходов весом 10-12 кг на 4-6 частей с использованием дисковой пилы. Начальная температура сырья может составлять как -18 °С, так и -25 °С. Дефростации не требуется.

Переработка подготовленного сырья производится с использованием плунжерной установки с фильерой, диаметром 50 мм, охлаждаемой до температуры сырья. Сырье продавливается через фильеру с отверстием в форме конус-цилиндр (возможно использование фильер с отверстиями в форме песочных часов, а также конус и перевернутый конус). Длительность процесса продавливания составляет от 40 с до 1 мин.

Измельченная масса имеет вид и консистенцию мороженого фарша. Температура продукта на выходе не изменяется и равна температуре сырья

до начала переработки. Фактические потери сырья в процессе переработки с помощью криоэкструзии составляют от 1 % до 2,5 %, не считая потерь при подготовке сырья (при распиле блока). Полученную измельчённую массу можно непосредственно направлять на гидролиз, либо хранить (мороженый полуфабрикат для промпереработки) в течение определённого времени с целью дальнейшего использования для получения пептона.

С использованием метода криоэкструзии была получена партия пептона. Выход готового продукта был на 8 % выше, чем при использовании механического измельчения костно-мышечных отходов трески. Содержание белка в полученном сухом пептоне - 92,27 %, массовая доля влаги - 4,7 %, массовая доля хлористого натрия - 2,6 %, массовая доля жира - 0,3 %.

Белки пептона характеризуются полным набором белковых аминокислот, в том числе и незаменимых. Сумма заменимых и незаменимых аминокислот составляет 1026,0 мг/г белка [6].

Таким образом, процесс криоэкструзии является перспективным методом измельчения мороженого сырья, в том числе и такого трудно-поддающегося измельчению, как костно-мышечные отходы тресковых рыб, за счёт существенного снижения потерь сырья на подготовительной стадии, экономии времени и энергозатрат .

Использование криоэкструзии в технологии производства пептонов позволяет получать продукт высокого качества и значительно увеличить выход готового продукта.

Библиографический список

1. Максимюк, Н. Н. О преимуществах ферментативного способа получения белковых гидролизатов / Н. Н. Максимюк, Ю. В. Марьяновская // Российская Академия Естествознания. - 2009. - № 1. - С. 34-35.

2. Живлянцева Ю. В., Куранова Л. К. Переработка отходов от разделки тресковых рыб для использования в качестве белковой основы продуктов спортивного питания // Науков1 здобутки у виршенш актуальних проблем виробництва та переробки сировини, стандартизацн 1 безпеки продоволь-ства : зб1рник праць за пщсумками V М1жнародноТ науково-практичноТ конференцн вчених, асшранпв 1 студенев (Сборник трудов IV МПК молодых учёных, аспирантов и студентов), Киев, 2015, секция 2, стр. 123.

3. Рогулев А. И., Голубева О. А. Способ измельчения биологических продуктов. Патент Российской Федерации И.и 2031583 С1 от 27.03.95 бюл. № 9.

4. Голубева О. А. Экструзия как способ повышения качества продуктов [Электронный ресурс] : Процессы и аппараты пищевых производств : электронный научный журнал НИУ ИТМО Институт холода и биотехнологий. Режим доступа: http://processes.open-mechanics.com/articles/96.pdf. Дата рецепции материала: 10.01.2015г.

5. Куранова Л. К. Живлянцева Ю. В. Исследование биологической ценности пептона, полученного из отходов переработки водных биоресурсов Арктического региона // Морские биологические исследования: достижения и перспективы : в 3-х т. : сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, приуроченной к 145-летию Севастопольской биологической станции (Севастополь, 19-24 сентября 2016 г.) / под общ. ред. А. В. Гаевской. - Севастополь : ЭКОСИ-Гидро-физика, 2016. - Т. 3,- С. 401-403.

УДК 664.951.6:[664.955:597.555.51]; 613.1; 664.959.2

В.А. Гроховский, JI.K. Куранова, В.В. Мищенко, А.Ю. Глухарев, Ю.В. Живлянцева ФГБОУ ВО «МГТУ», Мурманск, Россия

СОЗДАНИЕ СПЕКТРА ВЫСОКОЦЕННЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ ИЗ НЕДОИСПОЛЬЗУЕМЫХ С ЫРЬЕВЫХ ИСТОЧНИКОВ АРКТИЧЕСКОГО РЕГИОНА

Усовершенствована технология изолята рыбного бежа (НРБ) из путассу с использованием лиофилизагцш. На основе НРБ созданы формованные рыбные продукты с добавлением растительных компонентов. Получены пищевые пептоны из костно-мышечных отходов от разделки трески. Созданы продукты геродиетического назначения с использованием гонад и печени трески.

Проблема обеспечения населения России продуктами питания, обладающими повышенной пищевой и биологической ценностью, сбалансированных по микронутриентам и содержащих биологически активные вещества, положительно влияющих на функции органов и тканей человека, в настоящее время как никогда очень актуальна.

Нельзя не учитывать и того, что в начале XXI столетия сформировалась новая глобальная проблема для человечества - старение. Наиболее быстро растёт доля людей, имеющих возраст 80 и более лет [1]. Так, за прошедшие 10 лет в России численность населения старше трудоспособного возраста выросла на 3 млн человек, а доля населения в возрасте 65 лет и старше составляет почти 13 % [2]. В то же время известно, что непременным условием долголетия, сохранения здоровья и трудоспособности является правильное питание, поэтому особую актуальность приобретают разработка и производство функциональных продуктов питания геродиетического назначения.

В связи с этим трудно переоценить научную и прикладную значимость и актуальность исследований, направленных на разработку нового поколения безопасной пищевой продукции с заданными качественными характеристиками из гидробионтов, предполагающих вовлечение в переработку неиспользуемых и недоиспользуемых объектов промысла (путассу, сайка), а также вторичные сырьевые источники, образующиеся в процессе разделки рыбы: гонады, костно-мышечные ткани нерационально используемых в процессах традиционной переработки гидробионтов Арктического региона.

Предлагаемые к переработке сырьевые источники содержат такие необходимые для человека соединения, как незаменимые аминокислоты, эссенциальные жирные кислоты, включая уникальные эйкозопентаеновую и докозогексаеновую; жирорастворимые витамины (А, Д); микро- и макроэлементы в благоприятных для усвоения организмом человека соотношениях.

Наиболее перспективным технологическим приёмом переработки является извлечение из такого сырья полезных ингредиентов (методом гидролиза, изолирования, экстракции) с последующим их использованием при создании пищевых продуктов с заданными свойствами.

Объектами исследований были северная путассу, костно-мышечные отходы от разделки рыбы, гонады (икра, молоки) и печень трески, изолят рыбного белка, пептон, а также такие продукты, как слоёный деликатес, паштетные консервы.

В работе использованы принятые в научных исследованиях химические и биохимические методы. Массовую долю воды, липидов, белка, минеральных веществ сырья определяли по ГОСТ 7636-85. Содержание бежа определяли с помощью автоматического анализатора азота/белка «Pro-Nitro А» по методу Къельдаля. Содержание жира определяли на аппарате «Det-gras N» по методу Сокслета. Аминокислотный состав пептона определяли методом, основанном на хроматографическом разделении модифицированных с помощью ортофталевого альдегида и p-меркаптоэтанола аминокислот и таурина с последующей регистрацией спектрофлуориметрическим детектором на хроматографе Sliimadzu.

Как уже отмечалось, расширение ассортимента рыбной продукции путём создания новых видов продуктов из гидробионтов, обогащенных углеводными и белковыми добавками, является одним из перспективных направлений в пищевой промышленности страны [3].

В частности, представляет немалый научный интерес совершенствование технологии получения изолята рыбного белка (ИРБ) и использование его в качестве добавки при изготовлении нового вида формованного рыбного продукта с растительными и другими пищевыми ингредиентами.

В изолятах, изготовленных из рыбного сырья, и подвергнутых сушке, содержание бежа достигает от 88 до 93,5 %. Отношение количества незаменимых аминокислот к общему содержанию аминокислот в изолятах выше, чем в аналогичных продуктах.

Получение белковых изолятов из рыбы состоит из четырех основных стадий: растворение белка в водной среде с определенным значением рН; удаление нерастворимого осадка (костей, чешуи и т.д.) из раствора; выделение бежа из раствора в виде творожистого сгустка путем изменения рН среды; высушивание белковой фракции методом лиофили-зации [4].

В качестве сырья для изготовления изолята рыбного белка использовали путассу мороженую неразделанную, которую подвергали соответствующей обработке (размораживание, разделка на филе, мойка, измельчение и приготовление фарша).

Изолят рыбного бежа сушили при помощи лиофильной сушилки Егеегопе в течение 7 ч при давлении 3,5 Ра и температуре в рабочей камере минус 50 °С.

В высушенном лиофилизате - ИРБ - определили физико-химический состав и показатели безопасности. Результаты исследований ИРБ подтвердили его пищевую, биологическую ценность и безопасность этого продукта, а также целесообразность использования его для изготовления слоёного рыбного деликатеса.

Разработанная технология изготовления формованного слоеного рыбного продукта на основе филе путассу, растительных добавок и ИРБ заключается в приемке мороженого сырья, хранении, размораживании, разделки рыбы на филе, мойке, посоле в пряно-солевом растворе, получении изолята рыбного белка, подготовке растительного сырья, измельчении ингредиентов из растительного сырья, формовании, созревании и хранении в полимерных емкостях.

Посол осуществляли в специальной емкости в слабом пряно-солевом растворе, в состав которого входили соль, гвоздика, имбирь, кардамон, кориандр, корица, мускатный орех, перец душистый, перец черный, сахар. Продолжительность посола филе путассу составляла двое суток при температуре +2-1 °С.

В качестве дополнительного сырья при изготовлении формованного продукта использовались такие продукты растительного происхождения, как морковь, морская капуста, имитированная икра и грецкий орех.

Выбор данных ингредиентов не случаен, поскольку известно, что морковь содержит 1,3 % белков, 7 % углеводов, витамины РР, С, Е, К, ряд витаминов группы В, а также большое количество ценных микроэлементов. Морская капуста в своем химическом составе содержит уникальный и жизненно необходимый микроэлемент - йод. Кроме того, в морской капусте имеется богатый набор калия, магния, брома, железа и других микро- и макроэлементов. Еще в морской капусте присутствуют фолиевая и пантотеновая кислоты. Большую ценность имеет и грецкий орех, в состав которого входят более 77 % жиров, белков и углеводов, витамин С и Е, калий, магний, фосфор, железо и другие полезные для здоровья компоненты.

Подготовка растительного сырья заключалась в следующем: морковь подвергали термической обработке до полуготовности. Грецкий орех измельчали на кухонной терке. Таким образом, было подготовлено сырье (малосолёное ароматизированное рыбное филе) и ингредиенты для создания трех видов нового формованного рыбного продукта:

1) филе путассу + грецкий орех + ИРБ + морковь вареная;

2) филе путассу + грецкий орех + ИРБ + морская капуста;

3) филе путассу + грецкий орех + ИРБ имитированная икра.

После подготовки основного и дополнительного сырья приступали к формованию продукта.

На дно полимерной емкости вместимостью 230-250 г (100 х 75 х 45) укладывали слой филе слабосоленой рыбы (путассу) толщиной примерно 1-1,2 см, затем слой измельченного грецкого ореха толщиной 0,3 см, смешанного с высушенным изолятом рыбного белка в пропорции 10 % к общей массе продукта, и в трех вариациях растительное сырье - морковь, морскую капусту, имитированную икру толщиной около 0,8-1 см и в завершение снова слой филе путассу той же толщины.

В результате получился ассортимент из трёх видов нового формованного рыбного продукта. Масса каждого слоя филе путассу составила 90 г, моркови, морской капусты и имитированной икры - 50, 50, 30 соответственно, грецкого ореха 20 г, изолята рыбного белка 25 г. Все опытные образцы выдерживали в холодильной камере при температуре +1-3 °С. После трехсуточного хранения образцы были подвергнуты органолептическим и физико-химическим исследованиям.

По результатам сенсорных исследований наиболее высокую оценку (18,4 баллов из 20 максимальных) получил формованный продукт с морковью, менее предпочтительными оказались образцы с добавлением морской капусты и имитированной икрой (соответственно 17,2 и 16,8 баллов).

Кроме того, в готовом продукте были определены содержание хлорида натрия и бу-ферность, характеризующая степень созревания рыбы. Соленость продуктов составила от 2 до 3,5 %, что вполне приемлемо для слабосолёного рыбного продукта. Буферность продукта оказалась в пределах от 60 до 100 что свидетельствует о начальной стадии созревания.

Разработанный новый вид рыбного продукта получил высокую органолептическую оценку, а после проведения исследований по ряду физико-химических показателей признан высококачественным и микробиологически безопасным.

Стоит также отметить, что для населения России также остро стоит вопрос о недостаточном количестве полноценного легкоусвояемого белка в рационе питания, поэтому разработка новых нетрадиционных для рыбной промышленности технологий белковых продуктов - пептонов, которые с успехом могут быть использованы в качестве бежового компонента продуктов питания, кормов сельскохозяйственных животных, птиц, и объектов аквакультуры, питательных и диагностических микробиологических сред, фармацевтической и косметической продукции, безусловно, имеет особую актуальность.

Проведёнными исследованиями изучена возможность использования вторичного рыбного сырья, в частности, костно-мышечных отходов от разделки на филе тресковых видов рыб, в качестве сырьевой базы для получения пищевых пептонов. Рыбные отходы составляют важный резерв продовольственного сырья, который часто недооценивают. Отходы от разделки на филе тресковых видов рыб составляют в среднем 57-64 % от массы промытой рыбы, поступившей на разделку. В то же время они содержат значительное количество белка, который является полноценным животным белком, содержащим все белковые аминокислоты, в том числе и незаменимые.

Всё это позволило разработать технологию получения пептонов из костно-мышечных отходов трески [5]. Гидролиз бежа осуществляют ферментативным способом. В связи с отсутствием в используемом сырье собственного протеолитического комплекса в технологии использован фермент протосубтилин - продукт деятельности бактерий штамма Bacillus subtilis.

Одной из стадий технологического процесса является получение измельчённой массы, которую направляют на гидролиз. С этой целью традиционно сырье подвергают размораживанию и механическому измельчению на волчках. В ходе исследований установлено, что размороженная костно-мышечная ткань трудно поддаётся измельчению. Кроме того, это достаточно длительный процесс, в ходе которого происходит снижение содержания протеина за счет потерь клеточного сока. Также при измельчении происходят процессы денатура-

ции протеина. Физическая денатурация происходит в результате нагревания белоксодержа-щего сырья рабочими органами измельчителя в процессе его работы, а механическая - в результате механических воздействий рабочих органов измельчителя, приводящих к отжиму клеточного сока и крови, т.е. на величину потерь протеина в значительной мере влияют режимы работы и конструктивные параметры оборудования для измельчения [6]. Взамен этих стадий технологического процесса предлагается использовать метод криоэкструзии, применение которого позволит облегчить проведение процессса измельчения, а также исключить как потери сырья на этой стадии, так и потери ценных питательных веществ.

При использовании метода криоэкструзии измельчение происходит путём продавли-ванием мороженых костно-мышечных отходов трески сквозь отверстие охлаждаемой фильеры определённой формы и диаметра и разрезанием волокон сырья кристалликами льда. Использование режущей способности внутриклеточного и межклеточного льда возможно ввиду отсутствия размораживания исходного продукта. Фактические потери сырья в процессе переработки с помощью криоэкструзии составляют от 1 % до 2,5 %, не считая потерь при подготовке сырья (при распиле блока). Измельченная масса имеет вид и консистенцию мороженого фарша. Температура продукта на выходе не изменяется и равна температуре сырья до начала переработки. Из измельчённых методом криоэкструзии костно-мышечных отходов трески по разработанной технологии был получен пептона. Выход готового продукта был на 8 % выше, чем при использовании механического измельчения ко-стно-мышечных отходов трески.

Полученный рыбный пептон представляет собой аморфный, мелкодисперсный порошок светло-бежевого цвета, без запаха. В результате исследований химического состава установлено, что содержание бежа в полученном пептоне составляет 92,27 %, массовая доля воды - 4,7 %, массовая доля хлористого натрия - 2,6 %, массовая доля жира - 0,3 %.

Белки пептона характеризуются полным набором белковых аминокислот, в том числе и незаменимых. Сумма заменимых и незаменимых аминокислот составляет 1026,0 мг/г бежа [7].

Проведённые исследования показали, что пептон, полученный из вторичных сырьевых рыбных ресурсов, является полноценным бежовым продуктом животного происхождения с достаточно с высоким содержанием незаменимых аминокислот, наличием одной лимитирующей аминокислоты - триптофана, обладающим высокой биологической ценностью. Рыбный пептон характеризуется высоким содержанием аминокислот, сбалансированностью по семи незаменимым аминокислотам и наличием одной лимитирующей аминокислоты - триптофана. Пептон может быть рекомендован для использования в пищевых целях: в качестве бежовой добавки в продукты питания, в частности, для изготовления соусов, а также полноценной бежовой составляющей в продуктах спортивного питания.

Следующим направлением исследований стало установление возможности создания геродиетических продуктов из вторичных сырьевых источников, образующихся в процессе разделки рыбы. Таким сырьем могут служить отходы от разделки атлантической трески -молоки и икра. Масса отдельных частей тела трески - величина непостоянная и зависит от многочисленных факторов, таких, как возраст, темп роста, сезон, состояние кормовой базы. Гонады (икра и молоки) составляют от 0,18 до 2,5 % к массе тела целой трески.

По данным Полярного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии (ПИНРО) за 2016 г. вылов трески в Баренцевом море составил около 580 тыс. т. Учитывая массовую долю гонад к массе тела целой трески в производство можно возвратить до 8 тыс. т ценного сырья (гонад) [8].

Химический состав молок и икры трески характеризуется большим количеством белка, который достигает 13-16 %, низким содержание жира, обычно не больше 2 %. В состав молок входят такие микроэлементы, как фосфор, натрий, магний, калий, железо. Кроме того, они содержат водорастворимые (Вь В2, В12, РР, С) и жирорастворимые (А, Д) витамины, а также ДНК, обладающие свойствами иммуномодулятора, что крайне важно для укрепления иммунной защиты организма пожилого человека.

В состав азотистых веществ икры входят солерастворимые белки. Содержание минеральных веществ - в икре больше, чем в мясе рыбы, и составляет в среднем от 1,8 до 2 %. А в связи с легкой усвояемостью и высоким содержанием полезных веществ использование икры в рецептуре разрабатываемых продуктов позволит улучшить состав, пищевую и биологическую ценность.

Присутствие в молоках и икре трески витаминов в сочетании с наличием макро- и микроэлементов, а также антиоксидантов не вызывают сомнения в использовании данного вида сырья для выработки продукции геродиетического назначения.

С целью исследования расширения ассортимента продуктов геродиетического направления были разработаны новые виды паштетных консервов из мороженых гонад атлантической трески с добавлением печени трески с условным наименованием «Энергия Заполярья». При разработке данного вида консервов использована технологическая схема, включающая в себя следующие операции: прием сырья, хранение, размораживание (до температуры не выше минус 2 °С), зачистка и мойка икры, молок, печени трески, подготовка поваренной соли, взвешивание сырья и соли, измельчение и смешивание компонентов на эмульситаторе до получения однородной массы, внесение в банку (фасование), эксгаустиро-вание и герметизация, мойка банок, стерилизация, мойка и сушка банок, хранение [9].

Для данного вида консервов была выбрана формула стерилизации 5-15-45-20/112 °С. Стерилизацию консервов проводили в учебно-экспериментальном цехе (УЭЦ) МГТУ. Консервы стерилизовались в вертикальном автоклаве Н-2 ИТ\ 602, стерилизация - паром, охлаждение водой с противодавлением.

На первых этапах исследования в качестве жирового компонента разрабатываемых паштетных консервов была выбрана мороженая печень трески. Печень трески использовалась как источник рыбьего жира. Она содержит незаменимые со-3 полиненасыщенные жирные кислоты, жирорастворимые витамины А, Б, Е, и водорастворимые витамины С и В, поэтому целесообразно использование данного сырья в продуктах лечебного и профилактического назначения и, в первую очередь, для пожилых людей.

Для повышения эффективности исследований проводилась оптимизация рецептуры паште _ных консервов с помощью центрального композиционного плана эксперимента. Отработка рецептуры заключалась в нахождении соотношения основных ингредиентов консервов, которое бы удовлетворяло по органолептическим показателям требованиям, предъявляемым к данному виду продукции. В качестве е тияющих факторов были выбраны: дозировка икры и дозировка печени; дополнительным фактором, была выбрана дозировка молок.

В результате проведенных экспериментов была найдена базисная рецептура консервов.

Базисный вариант рецетуры паштетных консервов из мороженых гонад и печени трески представлен в табл. 1.

Таблица 1

Базисная рецептура изготовления данного вида консервов

№ п/п Наименование компонента Масса компонента на 1 учетную банку, г Масса компонента на 1 физическую банку (№ 2), г

1 Икра трески 172,74 83,90

2 Молоки трески 103,64 50,34

3 Печень трески 69,09 33,56

4 Соль 4,53 2,20

В ходе проведенной органолептической оценки модельных образцов паштетных консервов отмечался значительный привкус горечи в рецептурах, где добавлялось более 20 % печени к фаршевой массе, поскольку мороженая печень трески имела довольно длительный срок хранения.

На дальнейших этапах исследований предложено использовать мороженый бланшированный методом сверхвысоких частот (СВЧ) полуфабрикат охлажденной печени трески, который более стойкий в морозильном хранении [10].

Были проведены исследования химического состава консервов. Химический состав готовых консервов представлен в табл. 2.

Таблица 2

Химический состав готовых консервов

Показатель Массовая доля, %

Вода 69,11

Белок 19,82

Углеводы 0,48

Минеральные вешеств; 2,41

Жиры 7,55

Энергетическая ценность 100 г продукта, ккал 149

Разработанный продукт характеризуется привлекательным светло-бежевым цветом, нежной и мажущейся консистенцией, приятым вкусом и запахом, обладает легкой усвояемостью, содержит значительное количество полноценного белка и полезного рыбьего жира, поэтому его можно рекомендовать для питания всех групп населения, в том числе для пожилых и престарелых людей.

Таким образом, результаты проведённых исследований показывают возможность создания целого спектра высокоценных продуктов питания как из недоиспользуемых объектов промысла Арктического региона, так и из вторичных сырьевых источников.

Выводы

1. Рассмотрены основные направления переработки неиспользуемых объектов промысла, а также вторичных сырьевых источников Арктического региона.

2. Проведены исследования по совершенствованию технологии получения изолята рыбного белка (НРБ) из путассу с использованием лиофилизации, и на основе ИРБ созданы формованные рыбные продукты с добавлением растительных компонентов.

3. Изучена возможность использования костно-мышечных отходов от разделки трески, в качестве сырьевой базы для получения пищевых пептонов.

4. Установлена возможность расширения ассортимента паштетных консервов и создания продуктов геродиетического назначения с использованием гонад и печени трески.

Благодарность

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, проект 16-16-00076.

Библиографический список

1. Лычкина, JI.B. Пищевые функциональные продукты геродиетического назначения / Л.В. Лычкина, Н. В. Юрченко, H.H. Корастилева [и др.] // Новые технологии. 2014. № 1. С. 16-22.

2. Число пожилых людей в России за 10 лет выросло на 3 млн // РИА Новости. URL: https://iia.rn/society/20130925'965712660.html/ (дата обращения: 19.12.2017).

3. Козырев А. Современные тенденции на рынке рыбопродуктов // Пищевая промышленность. 2002. № 11. С. 42-43.

4. Борисочкина Л.И. Современная технология приготовления белковых препаратов из рыбы и морепродуктов // Обработка рыбы и морепродуктов: обзорн. информ. / ЦНИИТ ИРХ.М., 1987. С. 51-56.

5. Живлянцева Ю.В., Куранова JI.K. Переработка отходов от разделки тресковых рыб для использования в качестве белковой основы продуктов спортивного питания: збфник праць за пщсумками V М1жнародно'1 науково-практично!' конференцп вчених, астранпв i студент IB «HayKOBi здобутки у виршенш актуальних проблем виробництва та переробки сировини, стандартизацп i безпеки продовольства» (Сборник трудов IV МПК молодых учёных, аспирантов и студентов), Киев, 2015. С. 123.

6. Пат. Российской Федерации RU 2031583 С1 Способ измельчения биологических продуктов / А.И. Рогулев, О.А. Голубева. 27.03.95, бюл. № 9.

7. Куранова JI.K. Живлянцева Ю.В. Исследование биологической ценности пептона, полученного из отходов переработки водных биоресурсов Арктического региона // Морские биологические исследования: достижения и перспективы :3т.: сб. материалов Всероссийской науч.-практ. конф. с междунар. участием, приуроченной к 145-летию Севастопольской биологической станции (Севастополь, 19-24 сентября 2016 г.) / под общ. ред.

A.В. Гаевской. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2016. Т. 3. С. 401-403.

8. Глухарев, А.Ю. Исследование возможности использования мороженых гонад и печени трески для выработки стерилизованной продукции / А.Ю. Глухарев, JI.K. Куранова,

B.И. Волченко // Современные эколого-биологические и химические исследования, техника и технология производств: материалы междунар. науч.-практ. конф.: в 2 ч. Мурманск: МГТУ, 2017. 4.2. С. 44-50.

9. Гроховский, В.А. Разработка нового ассортимента консервов-паштетов из мороженых гонад и печени трески / В.А. Гроховский, JI.K. Куранова, А.Ю. Глухарев [и др.] // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2016. Т. 19. № 3.

C. 603-609.

10. Гроховский В.А., Волченко В.И. Консервы из мороженого печеночного полуфабриката // Рыбное хозяйство. 2003. № 4. С. 54-56.

V.A. Grokhovsky, L.K. Kuranova, V.V. Mishclienko, A.Yu. Glukliarev, Yu.V. Zhivyantseva FSBEI of HE «MSTU», Murmansk, Russia

THE CREATION OF HIGH-VALUE SPECTRUM OF FOOD PRODUCTS FROM NEDIS-BEST RAW MATERIAL SOURCES IN THE ARCTIC REGION

Improved technology offish protein isolate (IRB) of blue whiting using lyophilization. On the basis of the IRB is created of molded fish products with vegetable components. Received food Peptones from musculoskeletal waste from cutting cod. Created products gerodietetic use of gonads of cod and cod liver oil.

Оценка экономической эффективности производства пептонов из недоиспользованных костно-мышечных отходов переработки рыб семейства тресковых

Живлянцева Ю. В. (г. Мурманск, ФГБОУ ВО "Мурманский государственный технический университет", кафедра технологий пищевых производств)

Аннотация. В статье проведена оценка экономической эффективности производства ферментативного пептона из костно-мышечных отходов переработки рыб семейства тресковых. Abstract. The article evaluates the economic efficiency of peptone production from bone-muscle cod waste.

Ключевые слова: пептоны, костно-мышечные отходы трески, экономическая эффективность.

Key words: peptone, bone-muscle cod waste, economic efficiency

Разработана технология конкурентоспособных рыбных пептонов из малоценного рыбного сырья и отходов от разделки тресковых [1].

Пептоны с успехом могут быть использованы в качестве легкоусвояемого белкового компонента пищевых продуктов питания, в том числе, спортивного, а также в качестве белковой основы кормов сельскохозяйственных животных, птиц, объектов аквакультуры, питательных и диагностических микробиологических сред, фармацевтической и косметической продукции.

С целью обоснования целесообразности внедрения разработки в производство проведён расчёт экономической эффективности выпуска продукции "Пептон ферментативный".

В связи с тем, что выпуск пептона планируется организовать на площадях учебно-экспериментального цеха МГТУ и, частично, с использованием имеющегося оборудования, капитальные затраты на строительство в расчёте не учитывались.

Для расчета экономического эффекта использованы данные экспериментов, а также нормы, нормативы и цены 2017 года

Принятая к расчету себестоимости готовой продукции технологическая схема представлена на рис. 1.

костно-мышечные отходы ^

измельчение

I

добавление воды и ферментного препарата

I

ферментация подкисление

I

центрифугирование

I

по дщ е лач ив а ни е

I

фильтрация

I

сублимационная сушка Рисунок 1 - Технологическая схема производства продукта "Пептон ферментативный"

Для односменного режима работы производственного участка (продолжительность смены 8 часов), годовой фонд рабочего времени 250 дня, выпуск продукции (из расчёта 4 кг/сутки ферментативного пептона) составит:

4 • 250= 1000 кг = 1,0 т

Таблица 1 - Исходные данные для расчета экономической эффективности

Показатели Единицы измерения Содержание показателя

Годовой расход сырья тонны 11,8

Расход воды на технологические м' 13000

цели, годовой

Расход электроэнергии мВт/час 3,220

на технологические цели, годовой

Водоотведение, годовой объем м3/т 20,6

Г одовой фонд рабочего времени ДНИ 250

Годовой выпуск готовой продукции тонны 1

В качестве сырья используется костные отходы фески. Закупочная цена: 1,17 руб./кг.

Стоимость сырья с учетом его годового расхода составит, гыс. руб.

Б * В = 1,17 * 11800- 13806 руб. (1)

где: Б - оптовая закупочная цена за 1 кг сырья, рубли В - годовой расход сырья, кг.

Таблица 2 - Затраты на сырье и материалы на 1 т пептона

Сырьё, материалы, тара Единицы измерения Нормы расхода на 1000 кг пептона Стоимость за единиц), руб./кг Сумма, РУб-

Ферментный препарат -протосубтилин кг 157 660 103620

Натрий едкий сухой кг 80 80 6400

Кислота соляная

(концентрированная) кг 531 30 15930

Этикетка маркировочная шт 4000 2 8000

Пластиковая банка по 0,25 кг шт 4000 4 16000

Итого 149950

Таблица 3 - Расчет заработной платы персонала

Количество Размер Районный Месячный Годовой

Наименование штатных должностного коэффициент фонд фонд

должностей единиц, оклада, и северная зарплаты, зарплаты,

чел. руб. надбавка руб. тыс. руб.

Ведущий инженер 1 10500 2,3 24150 289,8

Технолог 2 10000 46000 552

Уборщица 1 9500 21850 262,2

Итого 92000 1104

Резерв на отпуска, праздничные, т. е. полная заработная плата Зпп, руб., опредетяется по формуле:

Ъп = Зп О. (2)

где О - коэффициент, учитывающий отчисления на отпуска, праздничные.

Зпп = 1104 * 1,2 = 1324800 руб.

Гумма единого социального налога ЕСН, руб., определяется по формуле:

Ф = 1Чс"Зпп/100, (3)

где N0 - социальный налог, %.

Ф = 30 * 1324800/100 = 397440 руб.

Фонд оплаты труда в год ФОТ руб., определяется по формуле:

ФОТ - Зпп + Ф (4)

ФОТ = 1324800 + 39^440 = 1324800 руб.

Итого, фонд оплаты труда работников, занятых на производстве ферментативного пептона, составляет 1324800 рублей.

Таблица 4 - Расчет коммунальных платежей

Наименование Стоимость ПотреОление Стоимость Стоимость

платежа единицы в мес. в мес., руб. в год, руб.

Отопление, Гкал/м2 2367,77 0,0219 1814,9 21778.8

Водоснабжение, руб./м3 26,8 1083 29024,4 348292,8

Водоотведение, т 20,01 1,72 34,42 413

Электроснабжение, мВт 5373,38 0,27 - 17334,5

Вывоз мусора, руб./т 1590,96 0,5 795,48 9545,76

Итого 397440,12

Таблица 5 - Перечень устанавливаемого оборудования

Наименование оборудования Количество единиц Стоимость единицы оборудования, руб. Балансовая стоимость оборудования, руб

Ориентировочная оптовая цена Транспортные расходы (15 % от оптовых цен) Стоимость монтажа (10 % от оптовых цен)

Экструдер-измельчитель поршневого типа 1 350000 52500 35000 437500

Реактор с мешалкой 1 О0000 9000 6000 75000

Центрифуга осадительная 1 400000 60000 40000 500000

Вакуум - сублимационная установка 1 1400000 210000 140000 1750000

Итого 2762500