Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Решение проблемы по увеличению объемов производства кормовых продуктов из водных биологических ресурсов, используемых в животноводстве, птицеводстве, пушном звероводстве и товарном рыбоводстве определено Концепцией развития рыбного хозяйства Российской Федерации на период до 2020 года. В настоящее время отмечается значительный недостаток отечественного кормового белка. По данным Минсельхоза Российской Федерации за 2010г. потребность в кормовой рыбной муке, традиционно используемой в качестве белкового компонента комбикормов, составляет не менее 400-500 тыс. тонн в год при объемах выпуска 120 тыс.
Для увеличения выпуска кормовой муки необходимо расширение сырьевой базы, в основном за счет объектов, характеризующихся крупномасштабными запасами и использующихся нерационально. Одним из таких объектов являются морские млекопитающие (тюлени). Экономическая эффективность переработки тюленей очень низка, так как в настоящее время они используются только для получения шкур и покровного сала, оставшаяся мясокостная часть туши не используется. В то же время морские млекопитающие (тюлени) являются одним из перспективных и биологически ценных объектов промысла для получения кормовых продуктов. Они содержат около 40% мясокостных тканей, характеризующихся полноценными белками, высоким содержанием легкоусвояемого железа и минеральных веществ и могут служить сырьем для производства кормовой муки.
Мониторинг популяций морских млекопитающих, проводившийся за последние несколько лет, не показал принципиальных изменений в состоянии стад ластоногих, обитающих в Российских водах. На последующие годы прогнозируется сохранение данного уровня промыслового изъятия ледовых тюленей, в связи с чем можно утверждать о надежной и устойчивой ресурсной базе промысла и развивать технологии переработки ластоногих млекопитающих.
Исследованиям в области получения пищевых, кормовых продуктов, жиров и БАД из морских млекопитающих посвящены работы В.А. Бодрова, Н.П. Боевой, Р.Г. Бородина, И.В. Кизеветтера, А.А. Магомаева, М.Д.
Мукатовой, А.В. Привезенцева, Л.В. Строковой, М.С. Петровой, А.П.
Ярочкина, C. Burton, N. Fusetani, C. Johan, G. Stenson и других ученых.
Работы приведенных авторов были направлены на изучение возможности использования сырья тюленей на пищевые и кормовые цели, разработку технологий по получению пищевого и ветеринарного жиров, БАД к пище из покровного сала и внутренних органов ластоногих. Исследованиям в области переработки мясокостного сырья ластоногих посвящены работы В.А. Бодрова (1958г.), И.В. Кизеветтера (1966г.), А.А. Магомаева (1970г.) однако в настоящее время они устарели и не учитывают современные достижения наук
и и техники.
В связи с вышеизложенным разработка и внедрение технологии кормовой муки из мясокостных тканей тюленей является актуальной, так как позволит повысить экономическую эффективность переработки ластоногих, расширить ассортимент отечественных кормовых продуктов и снизить антропогенную нагрузку на окружающую среду.
Целью работы является повышение эффективности использования ценного сырья ластоногих за счет разработки технологии кормовой муки из мясокостных тканей тюленей, уровень промыслового изъятия которых устойчив и сохраняется в течение нескольких лет.
В рамках поставленной цели решались следующие задачи:
1. Изучить общий химический состав, показатели качества и безопасности, кормовую и биологическую ценность мясокостных тканей промысловых видов тюленей как сырья для получения кормовой муки.
2. Выбрать способ производства кормовой муки из мясокостных тканей тюленей.
3. Обосновать способ сушки мясокостных тканей тюленей в технологии производства кормовой муки.
4. Разработать и обосновать рациональные технологические режимы прямой сушки мясокостных тканей тюленей под вакуумом с инфракрасным энергоподводом.
5. Изучить общий химический состав, показатели качества и безопасности, кормовую и биологическую ценность муки, полученной из мясокостных тканей тюленей, способом прямой сушки под вакуумом с инфракрасным энергоподводом.
6. Исследовать изменения показателей качества и состава липидов кормовой муки из мясокостных тканей тюленей в процессе хранения с различными антиокислителями. Обосновать срок хранения кормовой муки.
7. Разработать техническую документацию на мясокостные ткани ластоногих мороженые и кормовую муку, полученную из них способом прямой сушки под вакуумом с инфракрасным энергоподводом.
8. Рассчитать экономическую эффективность от внедрения разработанной технологии кормовой муки из мясокостных тканей тюленей.
Научная новизна работы. 1. Обоснован наиболее рациональный способ производства кормовой муки из мясокостных тканей тюленей - прямой сушки под вакуумом, позволяющий увеличить выход кормовой муки на 5,5% и содержание белка в ней на 4,5% по сравнению с прессово-сушильным способом.
2. Установлено влияние температуры и продолжительности тепловой обработки при различных способах сушки на качество азотистых веществ кормовой муки из мясокостных тканей тюленей: повышение температуры и продолжительности снижает содержание белкового азота и увеличивает содержание азота аминокислот.
3. Обосновано использование антиокислителя Эндокс в количестве 0,01% при производстве кормовой муки из мясокостных тканей тюленей, позволяющего увеличить срок хранения муки на 75% в сравнении с образцом без антиокислителя.
4. Установлено, что одновременное определение показателей качества липидов кормовой муки из мясокостных тканей тюленей перекисного числа и содержания оксикислот позволяет наиболее точно характеризовать процесс окисления липидов муки.
Практическая значимость работы. Разработана и апробирована на экспериментальной базе ФГУП ВНИРО и ООО Рыбпромпереработка (Астраханская обл., пгт Володарский) технология кормовой муки из мясокостных тканей тюленей.
Разработана, согласована и утверждена техническая документация на производство сырья кормового из ластоногих, включающая технические условия ТУ 9283-027-00472124-12 Сырье кормовое из ластоногих мороженое и технологическую инструкцию к ним (ТИ к ТУ).
Разработано, согласовано и утверждено дополнение к ТИ №"Инструкция по изготовлению кормовой муки" (Сборник технологических инструкций по обработке рыбы, т.2), предусматривающее порядок изготовления кормовой муки из кормового сырья ластоногих способом прямой сушки под вакуумом с инфракрасным энергоподводом.
Научная новизна технологии защищена патентом РФ на изобретение № 2336725 от 15.05.2007 А23К 1/10 Способ получения цельной кормовой муки из ластоногих млекопитающих БИ №30 от 27.10.2008.
Разработан и обоснован способ и режимы сушки мясокостных тканей тюленей при производстве кормовой муки. Подана заявка на изобретение в институт Промышленной собственности (ФИПС) №2012103508/13 от 02.02.2012 "Способ получения кормовой муки из мясокостных тканей тюленей". Технология прошла производственную проверку на береговом предприятии ООО Рыбпромпереработка (Астраханская обл.).
Разработаны рекомендации по усовершенствованию конструкции вакуумной установки для сушки мясокостных тканей тюленей. Подана заявка на полезную модель в институт Промышленной собственности (ФИПС) №2012115224 (023000) от 18.04.2012. Решение о выдаче патента от 04.06.2012.
Основные положения, выносимые на защиту 1. Рациональные технологические режимы получения кормовой муки из мясокостных тканей тюленей способом прямой сушки под вакуумом с инфракрасным энергоподводом.
2. Показатели безопасности, качества, биологической ценности кормовой муки из мясокостных тканей тюленей, обосновывающие ее кормовую эффективность при использовании в рационе питания птиц и сельскохозяйственных животных.
3. Изменения показателей качества и состава липидов кормовой муки из мясокостных тканей тюленя в процессе хранения с различными антиокислителями, позволяющие обосновать оптимальный режим и срок хранения муки.
Апробация работы. Основные результаты исследований обсуждены на научно-практической конференции Биотехнологические процессы и продукты переработки биоресурсов, Астрахань, 2008; Третьей международной научнопрактической конференции Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки, Владивосток, 2008;
Международной научно-технической конференции Наука и образование - 2009, Мурманск, 2009; Международной научно-техническая конференция Актуальные проблемы освоения биоресурсов Мирового океана, Владивосток, 2010; IV Международной конференции Морские прибрежные экосистемы.
Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки, Южно-Сахалинск, 2011.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе - 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 патент РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. В приложениях приведены акты производственных испытаний, Патент РФ на изобретение, заявка на Патент РФ, протоколы испытаний, заявка на полезную модель и решение о выдаче патента, титульные листы технической документации.
Работа изложена на 142 страницах основного текста, содержит 48 таблиц, 21 рисунок. Список литературы включает 201 наименование, в том числе зарубежных изданий.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель, научная новизна и практическая значимость работы.
В первой главе "Состояние и перспективы развития комплексной переработки ластоногих млекопитающих" представлено состояние запасов, размерно-массовый состав, особенности биологической ценности основных промышленных объектов зверобойного промысла ластоногих, проведен анализ современных способов сушки белковых продуктов, рассмотрена роль антиокислителей в стабилизации липидов кормовой муки в процессе хранения, приведены современные используемые антиокислители. Представлена схема проведения исследований (рис. 1), определены основные задачи работы.
Во второй главе "Объекты и методы исследований. Методика постановки экспериментов" приведена характеристика исследованных объектов, описаны условия постановки экспериментов и методы исследований.
Объектами исследования являлись мясокостные ткани (доля мяса 75-80%, костей - 20-25%) морского зайца (лахтака) и каспийского тюленя; жом, полученный при обезвоживании разваренной массы мясокостных тканей;
кормовая мука из мясокостных тканей тюленей, полученная прессовосушильным и способом прямой сушки (высушенная при атмосферном давлении, под вакуумом, при инфракрасном излучении).
В работе использованы стандартные и общепринятые в научных исследованиях рыбной отрасли химические, физико-химические, органолептические и микробиологические методы.
Кормовую (доля доступного лизина, перевариваемость белка) и биологическую ценность (жирнокислотный, аминокислотный, минеральный состав) объектов исследований, показатели безопасности, перекисное, кислотное числа, содержание оксикислот, микробиологические показатели определяли по методикам в соответствии с ГОСТ 7636-85, ГОСТ 26933-86, ГОСТ 26932-86, ГОСТ 26930-86, ГОСТ 26927-86, МР23-03/12-402, п.1, МЗ СССР 11.07.90, ГОСТ 26657-97, ГОСТ 26570-95, ГОСТ 30502-97, ГОСТ 13496.1-98, МУК 4.1.763-4.1.799-99, ГОСТ Р 51637-00, ГОСТ 10444.15-94, ГОСТ 30726-01. Перевариваемость белка определяли после ферментирования навесок образцов пепсином (Сборник методических инструкций по проведению анализа кормовых и технических продуктов, Москва, ВНИРО, 1970г). Содержание в муке доступного лизина определяли по разнице между общим и недоступным лизином, определяемыми при условиях, установленных ГОСТ Р 51416-99.
Рисунок 1 - Программно-целевая модель исследования Выбор рациональных режимов технологических операций при разработке технологии кормовой муки проводили путем построения соответствующих математических моделей с последующим их анализом [Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. 1985]. При статистической обработке результатов исследований и построении графических зависимостей использована стандартная программа MathCAD Professional 2001.
В третьей главе "Обоснование и разработка технологии получения кормовой муки из мясокостных тканей тюленей" изучена кормовая и биологическая ценность, показатели качества, безопасности мясокостных тканей тюленей, выбран и обоснован способ получения кормовой муки из мясокостных тканей тюленей, исследованы изменения биологической ценности белка муки в зависимости от способа ее получения, разработаны рациональные режимы вакуумной сушки мясокостных тканей тюленей при инфракрасном энергоподводе.
Таблица 1 - Общий химический состав мясокостных тканей основных промысловых видов тюленей Виды тюленей Содержание, % влага жир белок зола (азот. в-ва*6,25) Охотоморский тюлень (лахтак)* 65,30,1 3,30,3 18,10,5 12,50,Гренландский тюлень** 65,00,8 2,70,2 18,50,1 13,10,Каспийский тюлень* 64,20,2 3,10,4 18,20,6 14,10,Пятнистый тюлень (ларга)** 65,90,5 2,80,4 18,40,5 12,00,Кольчатая нерпа (акиба)** 65,40,1 3,00,5 18,20,3 13,10,*данные собственных исследований; **литературные данные Проведенными исследованиями (табл. 1) установлено, что общий химический состав мясокостных тканей различных видов тюленей отличается незначительно и характеризуется высоким содержанием белка (около 18%) и низким содержанием жира (до 3,3%).аСледовательно, данное сырье перспективно для получения кормовой муки как высокобелкового компонента кормов для животных и птиц.аКоличество минеральных веществ в мясокостных тканях тюленей также характеризуется повышенными значениями (до 14%), вследствие высокого содержания костей в сырье (20-25%).
Фракционный состав азотистых веществ белка мясокостных тканей тюленей на 80,5% представлен белковым азотом и на 36,5% азотом аминокислот, что подтверждает высокое качество сырья. Аминокислотный состав белка является полноценным, так как содержит все незаменимые аминокислоты. Особенностью мясокостных тканей является высокое содержание ценной в кормовом отношении аминокислоты - лизина (8,01-10,г/100г белка). Жирнокислотный состав липидов мясокостных тканей тюленей содержит 18,6-22,2% насыщенных жирных кислот, 51,4-55,2% мононенасыщенных жирных кислот, 31,5-36,2% полиненасыщенных жирных кислот, в том числе 26,6-32,4% биологически активных кислот омега три.
Исследования минерального состава мясокостных тканей тюленей свидетельствуют о содержании в них основных макро- и микроэлементов, причем такие, как кальций, фосфор, хлор, йод, железо содержатся в значительном количестве. Следовательно, кормовая мука из мясокостных тканей тюленей может являться дополнительным источником минеральных веществ, необходимых для птиц и сельскохозяйственных животных.
По показателям безопасности (микробиологическим, содержанию хлорорганических пестицидов, токсичных элементов и радионуклидов) мясокостные ткани тюленей соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы.
Проведенными исследованиями установлено, что мясокостные ткани тюленей обладают высокой кормовой и биологической ценностью, безопасны в кормовом отношении, поэтому являются перспективным сырьем для производства кормовой муки.
С целью обоснования рационального способа производства кормовой муки из мясокостных тканей тюленей проведены сравнительные исследования прессово-сушильного способа, способа прямой сушки под вакуумом и при атмосферном давлении. В сырье, жоме, бульоне и образцах муки был изучен общий химический состав (табл. 2).
Установлено, что при прессовании разваренной мясокостной ткани тюленей выделяется незначительное количество подпрессового бульона - до 15% от массы сырья с незначительным содержанием белка - до 1,3% и жира - 0,3%.
Традиционно при производстве кормовой муки из рыбного сырья выделяется 50-60% подпрессового бульона. Переработка небольшого количества подпрессового бульона, полученного из мясокостных тканей млекопитающих, приведет к повышению энергозатрат, стоимости технологического оборудования и снижению качества продукта.
Таблица 2 - Химический состав сырья, жома, бульона и муки Содержание, % Выход Наименование образца Белок (азот.
Вода Жир Зола % в-ва*6,25) Сырьё (мясокостные ткани тюленя) 65,30,3 3,30,1 18,10,2 12,50,1 100,Жом 60,00,3 2,50,1 22,00,2 12,00,2 85,Бульон, полученный после 96,00,3 0,30,1 1,30,1 0,40,1 15,прессования Мука, полученная прессово7,20,1 6,50,2 60,40,4 22,40,2 17,сушильным способом Кормовая мука, полученная способом прямой сушки при атмосферном 6,50,2 62,40,1 22,90,3 23,6,90,давлении Кормовая мука, полученная способом 5,20,1 6,70,6 65,00,4 22,70,2 24,прямой сушки под вакуумом Выход кормовой муки, полученной прессово-сушильным способом без использования подпрессового бульона, составляет 17,5%, что объясняется частичным переходом растворенных азотосодержащих веществ, минеральных веществ и липидов в подпрессовые бульоны. Выход кормовой муки, полученной способом прямой сушки на 5,5-6,5% выше, чем муки, полученной прессово-сушильным способом. Содержание белка в образцах муки, полученных способом прямой сушки, на 2,0-4,6% больше, чем в муке, полученной прессово-сушильным способом. Поэтому считаем, что получать кормовую муку из мясокостных тканей тюленя целесообразно способом прямой сушки.
Для обоснования наиболее эффективного способа получения кормовой муки были изучены изменения азотосодержащих веществ сырья при ее получении разными способами (табл. 3).
Установлено, что в процессе получения кормовой муки прессовосушильным способом высокая температура сушки и продолжительное время процесса интенсифицируют гидролитический распад белков до полипептидов, а полипептидов до аминокислот, что приводит к получению муки с низкими показателями качества белка: содержание небелкового азота 37,7% от общего азота, азота аминокислот 31,0% от небелкового азота. Лучшие показатели качества белка имеют образцы муки, полученные способом прямой сушки, вследствие более мягких температурных режимов и применения пониженного давления.
Таблица 3 - Фракционный состав азотистых веществ сырья и образцов кормовой муки, полученной различными способами Наименование объекта Содержание фракций азота, %* исследования общий белковый небелков полипептид азот азот азот* ый азот* ный азот** аминокислот ** Мясокостные ткани 2,90/100 2,42/83,6 0,48/16,4 0,31/64,5 0,17/35,каспийского тюленя Способ получения Прессово-сушильный способ 9,5/100 5,9/62,3 3,6/37,7 2,5/69,0 1,1/31,Способ прямой сушки при 9,9/100 6,7/67,5 3,2/32,5 2,4/75,1 0,8/24,атмосферном давлении Способ прямой сушки под 10,4/100 7,5/72,0 2,9/28,0 2,2/77,2 0,7/22,вакуумом * в числителе представлено количественное содержание фракций азота, выраженное в %, в знаменателе - процентное содержание фракций относительно общего азота; ** в числителе представлено количественное содержание фракций азота, выраженное в %, в знаменателе - процентное содержание фракции относительно фракции небелкового азота Для обоснования и выбора наиболее эффективного способа сушки мясокостных тканей тюленей были проведены сравнительные исследования трех способов сушки: сушки под вакуумом в вакуумном сушильном шкафу Yamato DP32, сушки при атмосферном давлении в сушильном шкафу LOIP TR LF 120/300-VS1 и инфракрасной сушки при атмосферном давлении в сушилке ИС-6.
В таблице 4 приведены технологические режимы тепловой обработки сырья различными способами сушки.
Таблица 4 - Технологические режимы различных способов сушки Вид применяемого Способ обработки Режимы тепловой обработки оборудования Температура 65-70C Сушка измельчённого сырья Вакуумный сушильный Продолжительность 75 мин под вакуумом (0,04 МПа) шкаф Yamato DP32 Давление 0,04МПа Выход готового продукта 24% Температура 80-85C Сушка измельченного сырья Сушильный шкаф LOIP Продолжительность 150 мин при атмосферном давлении TR LF 120/300-VSВыход готового продукта 23% Сушка измельченного сырья Температура 70-75C при инфракрасном Сушилка ИС-6 Продолжительность 55-60 мин излучении Выход готового продукта 24% При сравнении режимов различных способов тепловой обработки процесс сушки под вакуумом и при инфракрасном излучении характеризовался более низкой температурой и меньшим временем обработки по сравнению с сушкой при атмосферном давлении. При этом температура сушки под вакуумом колебалась в интервале 65-70С и при инфракрасном излучении 7075С, что было на 10-15С ниже, чем температура сушки при атмосферном давлении. Продолжительность сушки при инфракрасном излучении на минут, а при сушке в вакууме на 75 минут меньше продолжительности сушки при атмосферном давлении.
Исследованиями кормовой ценности белка муки (содержание доступного лизина и перевариваемость белковых веществ муки), полученной разными способами сушки, установлено, что повышенными значениями перевариваемости муки (88,6 - 87,3%) и содержания доступного лизина (3,4 - 3,5 г/16г N) характеризуются образцы кормовой муки, полученные способом прямой сушки под вакуумом и сушки при инфракрасном излучении, что свидетельствует о высокой кормовой ценности продуктов.
На основании экспериментальных исследований технологических режимов сушки, анализа кормовой ценности муки наиболее перспективными способами являются способ сушки под вакуумом и способ сушки при инфракрасном излучении. Выявлена целесообразность создания вакуума для обеспечения мягких режимов процесса сушки, в результате чего удаление влаги возможно при невысоких температурах (40-60С), что позволяет сохранить кормовую ценность сырья. Не менее перспективно использование современной технологии инфракрасной сушки. Высокая плотность инфракрасного излучения позволяет уничтожить вредную микрофлору, сохранить содержание биологически активных веществ в готовом продукте на уровне 80-90% от исходного сырья, осуществлять сушку в больших объемах с высокой скоростью. Для повышения эффективности процесса сушки и получения кормовой муки высокого качества нами предложен способ прямой вакуумной сушки в тонком слое при объемном инфракрасном энергоподводе.
Для сравнительного анализа влияния способов сушки на качество продукта и разработки рациональных режимов процесса выбран способ прямой сушки при атмосферном давлении. За целевую функцию выбран съем сухого продукта с единицы площади рабочей поверхности в единицу времени П, кг/(м2ч):
mсп где mсп - масса высушенного продукта, кг; S - площадь поверхности П = S подложки, занимаемой продуктом, м2; - экспериментальное время сушки, ч.
Проведение исследований осуществлялось по полному многоуровневому многофакторному плану с помощью вероятностно-статистических методов планирования и обработки экспериментальных данных. Компьютерная обработка полученных данных позволила получить адекватные аппроксимирующие зависимости целевой функции от варьируемых факторов.
На рисунке 2 представлены поля значений удельного съема сухого продукта с единицы площади: а - вакуумная инфракрасная сушка; б - сушка при атмосферном давлении В сравнении со способом прямой сушки при атмосферном давлении интенсивность процесса ИК- сушки в вакууме при мягких режимных параметрах способствует увеличению удельного съема сухого продукта в 2-раза, что при прочих равных условиях (начальной влажности исходного продукта 66,3% и толщине слоя 3-5мм) продолжительность процесса сокращается в 2,5-3 раза, температура продукта снижается на 10-15С, а высушенный материал обладает высокими качественными показателями и полностью соответствует требованиям ГОСТ 2116-00 на кормовую муку. Съем сухого продукта, полученного вакуумной сушкой при инфракрасном энергоподводе:
П = К [(1,76Е'2 - 7,15Е' + 6,0)h'2 + (11,07Е'2 + 45,77Е' - 38,99)h' + (18,62Е'2 - 74,04Е' + 66,95)], кг/(м2ч) где П - съем сухого продукта (выход), кг/(м2ч); К - эмпирический коэффициент, имеющий размерность кг/м2ч и равный единице 1; Е' и h' - относительные величины:
Е'=Еист/Е, (Е=1); h' = hист/h, (h = 1).
Установлено, что использование инфракрасного излучения и создание низкого давления (0,08МПа) в технологии получения кормовой муки из мясокостных тканей морских млекопитающих по отношению к способу прямой сушки при атмосферном давлении способствует значительной интенсификации этого процесса. Съем сухого продукта, полученного сушкой при атмосферном давлении:
П = F [ (-0,06V - 0,07)h2 + (0,64V + 0,52)h - 1,33V - 0,21], кг/(м2ч) где П - съем сухого продукта (выход), кг/(м2ч); F - эмпирический коэффициент, имеющий размерность кг/м2ч и равный единице 1; V' и h' - относительные величины:
V'= Vист/V, (V = 1); h' = hист/h, (h = 1).
В результате экспериментов, проведенных по многоуровневому многофакторному плану и математической обработки данных определены и обоснованы рациональные режимы проведения процесса инфракрасной сушки под вакуумом: температура сушки 60-70С;
толщина слоя 3-5 мм;
продолжительность 15-20 минут;
давление 0,08МПа, плотность теплового потока 1,55-2,23кВт/м2; удельный съем сухого продукта от 4,2 до 7,5 кг/м2час.
Разработана технологическая схема производства кормовой муки из мясокостных тканей ластоногих (рис. 3) и дополнение к технологической инструкции №99 Инструкция по изготовлению кормовой муки (Сборник технологических инструкций по обработке рыбы, т.2 1994г.) Рисунок 3 - Технологическая схема производства кормовой муки из мясокостных тканей тюленей В четвертой главе "Изучение кормовой и биологической ценности муки из мясокостных тканей тюленей" изучены общий химический состав, показатели качества белка и липидов, состав жирных кислот, содержание минеральных веществ, микробиологические показатели и показатели безопасности продукта, исследованы изменения качества и состава липидов кормовой муки в процессе хранения с различными антиокислителями.
Содержание белка в кормовой муке характеризуется повышенными значениями (66,2%), а жира - пониженными (5,5%) и соответствует требованиям ГОСТ 2116-00 на кормовую муку. Содержание золы в муке составляет 21,7% ввиду ее высокого содержания в сырье - 12,0%.
Исследованиями фракционного состава азотистых веществ кормовой муки установлено, что кормовая мука, полученная способом инфракрасной сушки под вакуумом, характеризуется высоким качеством азотистых веществ:
содержанием белкового азота 75,0% от общего азота, полипептидного - 59,9% от небелкового.
Результаты проведенных исследований перевариваемости и содержания в кормовой муке доступного лизина показали, что содержание лизина в кормовой муке из мясокостных тканей тюленя (3,5 г/16 г N), в 1,6 раз больше, чем в рыбной кормовой муке (2,2 г/16 г N). Перевариваемость белковых веществ кормовой муки из мясокостных тканей тюленей выше на 6,3%, чем рыбной кормовой муки, что говорит о высокой усвояемости белка кормовой муки.
Результаты исследований аминокислотного состава белка полученной кормовой муки свидетельствуют о том, что он содержит все незаменимые аминокислоты и является полноценным. Суммарное содержание незаменимых аминокислот в кормовой муке составляет 31,11%, что на 3,12% ниже, чем в сырье, вследствие их разрушения в процессе сушки. Следует отметить, что содержание наиболее важных аминокислот для кормления птицы соответствует рекомендациям специалистов Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства.
Исследованиями качественных показателей липидов кормовой муки установлено, что значения кислотного числа (14,2 мг КОН/г) отвечают требованиям ГОСТ 2116-2000. Выявлено, что в процессе тепловой обработки содержание жирных кислот в кормовой муке изменилось по сравнению с их содержанием в сырье: сумма насыщенных жирных кислот увеличилась на 2,3%, сумма полиненасыщенных жирных кислот уменьшилась на 12,6%. Не смотря на это, липиды кормовой муки характеризуются высоким содержанием ПНЖК - 29,0% от общей суммы кислот, причем на долю ПНЖК омега три приходится 25,9%.
Особенностью кормовой муки из мясокостных тканей тюленей является высокое содержание фосфора (3,4%), кальция (8,5%) и железа (460,0 мг/кг), эти элементы являются обязательным компонентом корма животных, поскольку участвуют во многих обменных процессах, а также йода (2,91%), что характерно только для кормовых продуктов из морских млекопитающих.
Изучением микробиологических показателей и показателей безопасности кормовой муки установлено, что содержание всех контролируемых показателей в продукте ниже требований, установленных ГОСТ 2116-2000, а значит, готовый продукт является безопасным для животных и птиц.
Высокая кормовая (содержание доступного лизина, перевариваемость белка), биологическая ценность (аминокислотный, жирнокислотный, минеральный состав) и безопасность в кормовом отношении дают основание рекомендовать кормовую муку из мясокостных тканей тюленей к использованию в составе кормов для птиц и сельскохозяйственных животных.
Опытные образцы кормовой муки были заложены на хранение при температуре 18-22С и относительной влажности 75% с различными антиокислителями: Ионолом в концентрации 0,04%, Эндоксом 0,01%, GRINDOX 109 0,1% и контрольный образец без антиокислителя. Через каждые 3 месяца в образцах определяли показатели степени окисления липидов:
кислотное, перекисное числа и содержание оксикислот; через 6 и 14 месяцев - жирнокислотный состав липидов кормовой муки. За период хранения в течение четырнадцати месяцев кормовая мука с добавлением антиокислителей по органолептическим показателям представляла собой рассыпчатый порошок коричневого цвета, без плотных комков, плесени и характеризовалась запахом сушеного мяса, то есть соответствовала требованиям ГОСТ 2116-2000, а контрольный образец отличался темным цветом и запахом прогорклого жира.
Результаты изменения кислотного, перекисного чисел и содержания оксикислот в липидах кормовой муки в течение четырнадцати месяцев хранения представлены на рисунке 4.
Рисунок 4 - Данные по изменению кислотных (а), перекисных чисел (б) и оксикислот (в) в липидах кормовой муки в процессе четырнадцати месяцев хранения -- Эндокс 0,01% -- Ионол 0,04% -- GRINDOX 109 0,1% -- контроль В процессе четырнадцати месяцев хранения во всех образцах кормовой муки произошло увеличение кислотного числа (рис. 4а), при этом максимальное увеличение наблюдается в контрольном образце - 55,5 мг КОН/г.
Наименьшее значение кислотного числа, соответствующее требованиям ГОСТ 2116-2000 (55 мг КОН/г), наблюдается по истечении четырнадцати месяцев в образце с Эндоксом в концентрации 0,01% - 28,8 мг КОН/г.
Изучение изменений перекисных чисел (рис. 4б) образцов кормовой муки в течение четырнадцати месяцев показало, что индукционный период окисления контрольного образца кормовой муки наименьший и составляет месяца в связи с тем, что образец хранился без антиокислителя, образца муки с GRINDOX 109 - 6 месяцев, а образцов с Эндоксом и Ионолом - 9 месяцев, что подтверждает утверждение о различных периодах окисления жира в процессе хранения кормовой муки [Ржавская 1970, Тютюнников 1974]. Затем количество перекисей снижается вследствие разрушения и вовлечения их в более глубокие процессы автоокисления жира с образованием вторичных продуктов окисления.
Наши исследования подтвердили выводы о том, что изменения перекисного числа в липидах кормовой муки при ее хранении носят синусоидальный характер [Боева 2001, 2002; Харенко, Боева 1994]. Значение перекисного числа в образце с Эндоксом в концентрации 0,01% по истечении четырнадцати месяцев хранения наименьшее и составляет 11,4 моль О2/кг.
Во всех образцах кормовой муки содержание оксикислот (рис. 4в) постоянно увеличивается в процессе четырнадцати месяцев хранения, при этом наибольшее увеличение (на 4,9%) наблюдается в контрольном образце, а наименьшее (на 2,7 и 3,5%) - в образцах с Эндоксом 0,01% и Ионолом 0,04%.
Рисунок 5 - Суммарный состав основных жирных кислот образцов кормовой муки: а) 6 месяцев хранения; б) 14 месяцев хранения Результаты исследований изменений жирнокислотного состава образцов кормовой муки в течение 6 и 14 месяцев хранения (рис. 5а, 5б) показали, что контрольный образец муки претерпел наибольшие изменения: увеличились суммы насыщенных жирных кислот на 4,5% и мононенасыщенных кислот на 10,9%, а сумма полиненасыщенных жирных кислот уменьшилась на 13,1%, в том числе снизилась сумма ПНЖК омега три на 9,6%. Минимальные изменения наблюдались в образце с Эндоксом 0,01%: сумма насыщенных жирных кислот увеличилась на 1,3%, мононенасыщенных кислот на 2,2%, сумма полиненасыщенных жирных кислот уменьшилась на 2,8%, в том числе ПНЖК омега три на 1,2%. Установлено, что добавление Эндокса в концентрации 0,01% позволяет максимально сохранить биологическую ценность кормовой муки в процессе длительного хранения.
Установлен срок хранения кормовой муки из мясокостных тканей тюленей с антиокислителем Эндокс 0,01% при температуре 18-22С и относительной влажности 75% в течение одного года, при котором мука имеет высокие органолептические показатели, а значение кислотного числа соответствует требованиям ГОСТ 2116-2000 Мука кормовая из рыбы, морских млекопитающих, ракообразных и беспозвоночных.
В пятой главе "Оценка экономической эффективности разработанной технологии" представлены результаты апробации технологии получения кормовой муки из мясокостных тканей тюленей в производственных условиях на предприятии ООО "Рыбпромпереработка" (Астраханская обл. пгт Володарский) и в корпусе экспериментальных технологий ФГУП ВНИРО.
Максимальные различия в показателях общего химического состава, выходе кормовой муки на стадии отработки технологических режимов в научно-исследовательской работе и в производственных условиях составляют не более 2%, что свидетельствует об удовлетворительной воспроизводимости результатов проведенных научных исследований на практике.
Расчет экономической эффективности разработанной технологии кормовой муки из мясокостных тканей тюленей показал, что при внедрении данной технологии на предприятии производительностью по сырью 2 тонны в сутки возможно получение прибыли 1,01 млн. руб. в год при рентабельности продукции 19,2% и сроке окупаемости реализуемой технологии 2,26 года.
Выводы 1. Обоснована и разработана ресурсосберегающая технология кормовой муки из мясокостных тканей тюленей способом прямой сушки под вакуумом с инфракрасным энергоподводом, позволяющая получить продукт повышенной кормовой ценности: содержание протеина свыше 65%, доступного лизина 3,г/16г N, биологически активных ПНЖК омега три свыше 18%, и способствующая повышению эффективности использования ластоногих.
2. Установлено, что мясокостные ткани тюленей характеризуются повышенным содержанием полноценных по аминокислотному составу азотистых веществ (20,3%), полным составом микро- и макроэлементов, липидов с высоким содержанием ПНЖК омега три - 26,6%, безопасны в кормовом отношении, значит, являются перспективным сырьем для получения кормовой муки.
3. Выбран способ производства кормовой муки из мясокостных тканей тюленей - способ прямой сушки, позволяющий получить высокий выход готового продукта (24%) с повышенным содержанием белка (66,5%) в сравнении с прессово-сушильным способом.
4. Обоснован способ прямой сушки мясокостных тканей тюленей под вакуумом при инфракрасном энергоподводе, позволяющий снизить температуру сушки на 10-15С, ее продолжительность на 60% в сравнении с традиционным способом прямой сушки при атмосферном давлении.
5. Разработаны и обоснованы рациональные технологические режимы процесса сушки мясокостных тканей тюленей под вакуумом при инфракрасном энергоподводе в технологии получения кормовой муки: температура продукта в процессе сушки 60-70С, толщина слоя 3-5 мм, давление 0,08МПа, плотность теплового потока 1,55-2,23кВт/м2, продолжительность процесса 15-20 минут.
6. Установлено, что кормовая мука из мясокостных тканей тюленей характеризуется высоким содержанием белка (до 66,5%) с полноценным аминокислотным составом, перевариваемостью белковых веществ (88,6%) и содержанием доступного лизина (3,51г/16г N), липидов с долей ПНЖК омега три 19,6% и безопасна для кормления птиц и с/х животных.
7. Исследованы изменения показателей качества и состава липидов кормовой муки в процессе хранения с различными антиокислителями. Установлен срок хранения кормовой муки из мясокостных тканей тюленей - двенадцать месяцев при температуре 18-22С, относительной влажности 75% с наиболее эффективным антиокислителем Эндокс в количестве 0,01% к массе.
8. Разработана и утверждена техническая документация на сырье ТУ № 9283027-00472124-12 Сырье кормовое из ластоногих мороженое и ТИ к ним;
Дополнение №1 к технологической инструкции №99 "Инструкция по изготовлению кормовой муки" (Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Т 2).
9. Расчет экономической эффективности внедрения технологии кормовой муки из мясокостных тканей тюленей показал, что при работе предприятия производительностью по сырью 2 тонны в сутки срок окупаемости реализуемой технологии составляет 2,26 года, рентабельность выпуска продукции - 19,2%.
Список работ, опубликованных по теме диссертации в изданиях перечня ВАК 1. Ильченко М.М. (Дяченко М.М.), Боева Н.П., Максименко Ю.А., Дяченко Э.П. Технология получения кормовой муки способом прямой сушки под вакуумом при ИК-энергоподводе // Рыбпром, 2009. - №3 - С. 46-2. Ильченко М.М. (Дяченко М.М.), Боева Н.П., Сергиенко Е.В., Болтнев А.И. Мясокостные ткани каспийского тюленя как перспективное сырье для получения кормовой муки // Вестник АГТУ. Сер.: Рыбное хозяйство, 2011. - №2. - С. 148-13. Дяченко М.М., Боева Н.П., Сергиенко Е.В. Кормовая и биологическая ценность кормовой муки из мясокостных тканей каспийского тюленя // Рыбное хозяйство, 2012. - №1. - С. 83-Патент и заявка 4. Патент РФ № 2336725 от 15.05.2007 А23К 1/10 Способ получения цельной кормовой муки из ластоногих млекопитающих БИ №30 от 27.10.20Боева Н.П., Сергиенко Е.В., Ильченко М.М. (Дяченко М.М.) 5. Заявка № 2012115224 (023000) Вакуумная установка для сушки высокоадгезионных вязких пастообразных и жидких продуктов от 18.04.20Дяченко М.М., Дяченко Э.П., Боева Н.П., Сергиенко Е.В. Решение о выдаче патента от 04.06.2012.
Работы, опубликованные в других изданиях 6. Боева Н.П., Ильченко М.М. (Дяченко М.М.) Выбор способа температурной обработки мясокостных тканей тюленя при производстве кормовой муки // Материалы третьей международной научно-практической конференции Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки. - Владивосток: Изд-во Дальрыбвтуз, 2008. - С.
289-27. Ильченко М.М. (Дяченко М.М.), Боева Н.П. Использование инфракрасной сушки в технологии получения кормовой муки из мясокостных тканей ластоногих млекопитающих // Материалы международной научнотехнической конференции Актуальные проблемы освоения биоресурсов Мирового океана. - Владивосток: Изд-во Дальрыбвтуз, 2010. - С. 43-8. Ильченко М.М. (Дяченко М.М.), Боева Н.П. Кормовая и биологическая ценность муки из мясокостных тканей тюленей // Материалы первой научно-практической конференции Биотехнологические процессы и продукты переработки биоресурсов водных и наземных экосистем. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008. - С. 125-19. Ильченко М.М. (Дяченко М.М.), Боева Н.П. Способ получения цельной кормовой муки из ластоногих млекопитающих // Материалы международной научно-технической конференции Наука и образование - 2009. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2009. - С. 400-410. Ильченко М.М. (Дяченко М.М.), Боева Н.П., Сергиенко Е.В.
Разработка способа сушки мясокостных тканей тюленя в технологии получения кормовой муки // Материалы четвертой международной научно-практической конференции Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки. - Южно-Сахалинск: Изд-во СахНИРО, 2011. - С.
216-211. Сергиенко Е.В., Боева Н.П., Дяченко М.М. О нормировании показателей качества и безопасности рыбной муки // Комбикорма. - 2012. - №1.
Ц С. 81-83.
12. Ильченко М.М. (Дяченко М.М.), Боева Н.П., Сергиенко Е.В.
Способ получения кормовой муки из мясокостных тканей тюленей // Материалы конференции Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование. - ПетропавловскКамчатский: Изд-во КамчатАГТУ, 2011. - С. 101-1
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям