Определены оптимальные способы консервирования биосубстанций костного сырья пятнистого оленя с последующим исследованием биохимических и биологических свойств. Объектом исследований являлись плоские кости черепа и трубчатые кости конечностей пятнистого оленя. Возраст животного был от 1 года до 7 лет. Консервирование костей осуществляли двумя способами: СВЧ-сушка в режиме «микроволновый» и инфракрасная сушка при 45 °С с последующим измельчением полученной биосубстанции на мельнице до порошка. Выход порошка из плоских и трубчатых костей пятнистого оленя после ИФС составил 82,1–91,9 % с затраченным временем сушки от 6 до 9 часов, после СВЧ-сушки выход полученного порошка был 41–55,8 % с временем консервирования 55 и 60 минут. Биохимический анализ полученного порошка из костей пятнистого оленя показал, что содержание белка в опытных образцах достоверных отличий не имело и находилось в пределах 26,3–30,1 %. Количество жира колебалось от 5,4 до 11,4 %. Минеральный состав сухого остатка представлен комплексом макро- и микроэлементов: кальция – 18,4 г/кг, фосфора – 9,0 г/ кг, железа – 7,4 мг/кг и цинка – 17,8 мг/кг. При использовании тест-культур Stylonychia mytilus дана оценка общей биологической ценности нативного порошка костей пятнистого оленя. При оценке формы и движения инфузорий не выявлено изменений. Гибель стилонихий не наблюдалась, что свидетельствует об отсутствии токсичности полученных биосубстанций из плоских и трубчатых костей пятнистого оленя. Тонизирующий эффект провели на лабораторных мышах-аналогах по методике Брехмана. Результат испытаний показал, что скармливание костей пятнистого оленя, консервированных в инфракрасной сушке, лабораторным животным увеличило время плавания в 1,56–3,5 раза в сравнении с контролем.
плоские кости черепа, трубчатые кости конечностей, биосубстанция, инфракрасная сушка, СВЧ-сушка, биохимический состав, общая биологическая ценность, тонизирующее действие.
Введение. Алтайский край занимает второе место в стране по поголовью пятнистых оленей и маралов. В 26 хозяйствах шести горных районов Алтайского края, где развито пантовое оленеводство, содержат более 25 тысяч животных (марал, пятнистый олень). Численность пятнистого оленя по Алтайскому краю за последние годы характеризуется положительной динамикой. В 2019 г. она была оценена в 2,5 тыс. животных, в 2020 г. численность выросла на 8 % и составила 2,7 тыс. особей.
В настоящее время актуальным является вопрос о глубокой и безотходной переработке сырья пятнистых оленей с минимальными энерго- и трудозатратами [1].
Немаловажное значение приобретает использование кости убойных животных, внедрение в производство безотходных и малоотходных технологических процессов, позволяющих на всех стадиях переработки исключить или свести до минимума потери и обеспечить высокое качество получаемой продукции пантового оленеводства.
Известно, что при переработке туши сельскохозяйственных животных костная ткань как сырье используется в основном в качестве мясокостной муки, пищевого желатина, костного жира и т.д. Основная масса костей используется на технические и кормовые цели [2, 3]. При этом в получаемой кости убойных животных отмечено высокое содержание высокоусвояемого жира, белка и фосфорно-кальциевых солей [4], что определяет потенциальные возможности ее использования на пищевые цели.
Согласно литературным данным, установлено, что абсолютный вес очищенных от мякоти костей в тушах марала варьирует в пределах от 22,7 до 27,1 %, у пятнистого оленя 16,8–20,7 % [5].
Для консервирования костного сырья существует множество технологических решений, которые отличаются между собой оборудованием, продолжительностью процесса, а также технологическими параметрами [6, 7].
Основными апробированными методами консервирования второстепенной продукции пантового оленеводства являются ИФС (инфракрасная сушка) и СВЧ-сушка с отработанными технологическими режимами [8]. В доступной литературе отсутствует информация о наиболее эффективных способах, параметрах консервирования костей пятнистого оленя и возможности дальнейшего использования их в питании людей, в частности для обогащения продуктов.
Цель исследования. Сравнить ИФС и СВЧ-сушку в процессе консервирования костного сырья пятнистого оленя.
Задачи исследования: консервирование ИФС и СВЧ-сушкой костей пятнистого оленя; оценка биохимического состава и биологических свойств порошков из консервированных костей пятнистых оленей.
Материалы и методы исследования. Изучение способов консервирования костного сырья проводилось в период 2018–2020 гг. в лаборатории переработки и сертификации пантовой продукции отдела «ВНИИПО» (ФГБНУ ФАНЦА).
Материалом для исследований служили плоские кости черепа и трубчатые кости конечностей пятнистого оленя в возрасте 1–7 лет.
В опыте по консервированию костного сырья пятнистого оленя использовали ранее отработанные параметры консервирования основной и побочной продукции [8].
В первом опыте очищенный и предварительно измельченный на костедробилке один килограмм костей помещали в инфракрасную сушилку, высушивали до влажности 10–12 % при температуре 45 °С и плотности потока E = 4,5–8,5 кВт/м2 с дальнейшим измельчением в порошок.
Во втором опыте измельченный один килограмм костей пятнистого оленя консервировали в СВЧ-печи при температуре 110 °С, частоте микроволн 2,450 Мгц. Консервирование осуществляли до влажности 10–12 % с последующим измельчением в порошок.
Биохимический состав порошка из плоских костей черепа и трубчатой кости конечностей пятнистого оленя определяли в лаборатории аналитических исследований ФГБНУ ФАНЦА по общепринятым методикам [9–13].
Токсические свойства и общую биологическую ценность (ОБЦ) полученных порошков оценивали с помощью тест-культуры инфузорий по ГОСТ 31674-2012 [14].
Оценку тонизирующего действия проводили на лабораторных белых мышах по методике Брехмана путем определения продолжительности плавания животных с грузом после семидневного перорального приема биосубстанции из костей пятнистого оленя. Масса груза составляла 7 % от массы тела лабораторных мышей [15]. Опытные группы (n = 2) находились на общем рационе с добавлением в корм 1,0 г костной биосубстанции, консервированной при инфракрасной и СВЧ-сушках. Контрольная группа получала только основной рацион.
Результаты исследования и их обсуждение. Анализ экспериментальных данных консервирования одного килограмма костей пятнистого оленя показал, что максимальный выход порошка от 82,1 % (плоские кости черепа) до 91,9 % (трубчатая кость конечностей) наблюдался при инфракрасной сушке. В СВЧ-сушке выход сухих веществ от 41 % (трубчатая кость конечностей) до 55,8 % (плоские кости черепа), что связано с высоким обугливанием органических веществ костной ткани.
Продолжительность консервирования при ИФС составила от 6 (плоские кости черепа) до 9 часов (трубчатая кость конечностей), при СВЧ-сушке 55 (плоские кости черепа) и 60 минут (трубчатая кость конечностей).
При органолептической оценке костная биосубстанция после СВЧ-сушки имела темно-коричневый цвет, запах жженой кости. При консервировании в ИФС был получен костный порошок с присущим костной ткани запахом мяса, светло-коричневого цвета.
Результаты исследования биохимического состава нативного порошка костей пятнистого оленя наглядно отображены на рисунках 1–3 и в таблице 1.
Рис. 1. Содержание жира в порошках
из кости пятнистого оленя, %
Рис. 2. Содержание белка в порошках
из кости пятнистого оленя, %
Как показали биохимические исследования, количество белка в порошках из костей пятнистого оленя, полученных разными технологиями, достоверно не имело отличий. Доминирующее содержание жира отмечено в пробах из СВЧ-сушки, которое в 3–5 раза превышало показатель жира в пробах, полученных с применением ИФС, что обусловлено кратковременным воздействием микроволн, это позволило жиру максимально сохраняться в костной биосубстанции. Так как жир пятнистого оленя отличается высокой тугоплавкостью, энергии СВЧ-излучения недостаточно для полного расплавления жировой ткани, что способствует ее удержанию внутри кости. Исходя из данных, по содержанию золы в исследуемых образцах порошка из костей пятнистого оленя достоверных отличий нет.
Рис. 3. Содержание золы в порошке из кости пятнистого оленя
разными способами консервирования, %
Таблица 1
Биохимический состав минеральных веществ костей пятнистого оленя
|
Показатель |
ИФС |
СВЧ-сушка |
||
|
плоские кости |
трубчатые кости |
плоские кости |
трубчатые кости |
|
|
Кальций, г/кг |
18,3 |
18,4 |
18,4 |
18,4 |
|
Фосфор, г/кг |
8,9 |
9,0 |
9,1 |
9,2 |
|
Магний, г/кг |
1,3 |
1,2 |
1,4 |
1,3 |
|
Хлор, г/кг |
3,4 |
3,1 |
3,0 |
3,3 |
|
Сера, г/кг |
2,2 |
2,4 |
2,3 |
2,1 |
|
Железо, мг/кг |
7,3 |
7,1 |
7,3 |
7,4 |
|
Цинк, мг/кг |
16,4 |
16,1 |
17,8 |
16,6 |
Кости пятнистого оленя, высушенные при помощи ИФС и СВЧ-сушки, имели практически одинаковое содержание макро- и микроэлементного состава. Выявленную тенденцию можно объяснить тем, что количественный состав полученных элементов не зависит от способов и режимов консервирования биосубстанций.
Исследована динамика роста и развития простейших Stylonychia mytilus в пробах из костей пятнистого оленя. Полученные данные представлены в таблице 2, на рисунках 4, 5.
Таблица 2
Оценка роста и развития инфузорий в исследуемых образцах
|
Номер образца |
Исследуемый образец порошка |
ОБЦ, % |
|
Контроль |
Эталонный белок |
100 |
|
1 |
Порошок из плоских костей после ИФС |
28,8 |
|
2 |
Порошок из трубчатых костей после ИФС |
26,6 |
|
3 |
Порошок из плоских костей после СВЧ-сушки |
20,5 |
|
4 |
Порошок из трубчатых костей после СВЧ-сушки |
21,8 |
Изучая общую биологическую ценность образцов из костей пятнистых оленей, установили, что наибольший процент по отношению к контрольному образцу получен в образцах 1 и 2 (порошок из плоских и трубчатых костей после ИФС). Высокое значение общей биологической ценности объясняется максимальным содержанием органических компонентов, являющихся кормом для инфузорий.
Рис. 4. Оценка роста Stylonychia mytilus в образце 1
Рис. 5. Оценка роста Stylonychia mytilus в образце 3
Минимальные значения ОБЦ определены в образцах 3 и 4 (нативный порошок плоских и трубчатых костей пятнистого оленя), которые получены в результате СВЧ-сушки (рис. 5).
Высокий рост простейших в образцах свидетельствует о питательной ценности и возможности использования в пищевых целях кости пятнистого оленя.
Все полученные биосубстанции из костей пятнистого оленя имели выраженный тонизирующий эффект. Все опытные группы превосходили контроль в 1,56–3,5 раза. Порошок из костей пятнистого оленя, полученный после консервирования в инфракрасной сушке, имел наилучшие показатели, в результате его применения продолжительность плавания лабораторных мышей увеличилась в 3,5 раза относительно контроля.
Заключение. Продолжительность консервирования костного сырья пятнистого оленя в инфракрасной сушке составляла 6–9 часов, при этом полученная биосубстанция имела светло-коричневый цвет и присущий костной ткани запах мяса.
Продолжительность консервирования костей костного сырья пятнистого оленя составила в СВЧ-сушке 55–60 минут, однако такой способ вызывает неравномерную сушку разных по размеру частиц, что приводит к пережогу внутренней части кости.
В результате биохимического анализа определено, что в 100 г нативного порошка костей пятнистого оленя содержится от 2,2 до 11,4 % жира, от 26,3 до 30,1 % белка, 55,1–56,2 % золы, до 9,2 г/кг фосфора, до 18,4 г/кг кальция, при этом в пробах костного сырья, консервированного СВЧ-сушкой, содержание жира в 3–5 раз больше.
Высокие значения роста простейших с преобладающим тонизирующим эффектом биосубстанции, полученной в результате переработки из костей пятнистого оленя, свидетельствуют о наличии белковых веществ в легкоусвояемой форме, что в дальнейшем может быть рекомендовано как добавка к пищевым продуктам для обогащения не только комплексом минеральных, но и органических веществ.
1. Кротова М.Г. Переработка кератинсодержащего сырья маралов // Вестник КрасГАУ. 2019. № 4 (145). С. 126–130.
2. Какимов А.К. Переработка мясокостного сырья на пищевые цели: монография. Семипалатинск, 2006. 130 с.
3. Кудеринова Н.А. Разработка технологии получения и использования пищевого компонента из костного сырья: дис. … канд. техн. наук. Семипалатинск, 2004. 123 с.
4. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Пищевая химия. СПб.: Гиорд, 2001. 592 с.
5. Луницын В.Г., Охременко В.А., Ушаков В.Д. Мясная продуктивность и качество мяса оленевых Алтайского края и Республики Алтай: монография / РАСХН, Сиб. отд-ние ВНИИПО. Барнаул, 2008. 146 с.
6. Мотовилов К.Я., Углов В.А., Бородай Е.В. и др. Глубокая переработка кости убойных животных в современных условиях // Пища. Экология. Качество: сб. мат-лов XVI Междунар. науч.-практ. конф. Барнаул, 2019. С. 78–81.
7. Кроха Ю.А., Александрова Н.А., Степанова А.Э. Рациональное использование кости за рубежом. М.: АгроНИИТЭИИММП, 1985. 40 с.
8. Луницын В.Г., Неприятель А.А. Современные способы переработки продукции мараловодства / ВНИИПО. Барнаул, 2015. 25 с.
9. ГОСТ Р 51479-99. Мясо и мясные продукты. Метод определения массовой доли влаги. М.: Стандартинформ, 2006.
10. ГОСТ 23042-86. Мясо и мясные продукты. Метод определения массовой доли жира. М.: Стандартинформ, 2010.
11. ГОСТ 31727-2012. Мясо и мясные продукты. Метод определения массовой дои золы. М.: Стандартинформ, 2013.
12. М-02-902-142-07. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методика выполнения измерений массовой доли аминокислот методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. М.: Стандартинформ, 2007.
13. ПНД Ф 16.1:2.3:3.11-98. Методика выполнения измерений содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. М., 2005. 30 с.
14. ГОСТ 31674-2012. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения общей токсичности. М.: Стандартинформ, 2013. С. 8–10.
15. Александров В.В., Кудрявский С.И. Лечебно-профилактическое использование продуктов пантового оленеводства. Барнаул, 2003. 126 с.
