сотрудник
Ставрополь, Россия
Россия
ВАК 4.1.2 Селекция, семеноводство и биотехнология растений
ВАК 4.1.3 Агрохимия, агропочвоведение
ВАК 4.1.4 Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
ВАК 4.1.5 Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика
ВАК 4.2.1 Патология животных, морфология, физиология, фармакология и токсикология
ВАК 4.2.2 Санитария, гигиена, экология, ветеринарно-санитарная экспертиза и биобезопасность
ВАК 4.2.3 Инфекционные болезни и иммунология животных
ВАК 4.2.4 Частная зоотехния, кормление, технологии приготовления кормов и производства продукции животноводства
ВАК 4.2.5 Разведение, селекция, генетика и биотехнология животных
ВАК 4.3.3 Пищевые системы
ВАК 4.3.5 Биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
УДК 636.036.8 Животные для получения продукции, выделяемой железами: цибет, мускус и т. п.
УДК 636.45 Итальянские, неаполитанские, тосканские породы свиней
УДК 636.087.25 Отходы пищевой промышленности. Пищевые отходы
Цель исследования – изучение возможных перспектив использования жидкой фракции отходов производства продукции улитководства и ее переработки для уменьшения степени вреда, наносимого окружающей среде согласно Федеральному закону от 24.06.1998 № 89-ФЗ (ред. от 14.07.2022) «Об отходах производства и потребления». Повторное включение данного вида сырья в технологический процесс позволяет производству получить дополнительную прибыль, исключив затратную статью расходов на очистку и утилизацию отходов, с соблюдением законодательства Российской Федерации и одновременной организацией замкнутого цикла производства. Задачи: определение химического, аминокислотного состава изучаемого образца и изучение его биологической ценности. Объект исследования – жидкая фракция отходов производства, которая представляет собой комплекс смывных вод и стоков, остаточного содержимого желудочно-кишечного тракта и слизи. Полученные в 2023 г. жидкие отходы в процессе переработки сырья (извлечение тела улитки из раковины, отделение ноги от твердых отходов производства) были заморожены в морозильной камере при температурном режиме –1…–25 °С в условиях ВНИИОК – филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ». В данном исследовании не применяли общепринятой промышленной технологии, включающей поступление изучаемого сырья в резервуар-усреднитель с миксером, прохождение его через погружной насос с режущим механизмом в шнековый сепаратор, так как структура биологической массы была однородной. Все исследования проводили согласно общепринятым методикам в аккредитованной лаборатории «Корма и обмен веществ», расположенной в Ставропольском крае. Полученные результаты демонстрируют содержание протеина 53,9 %; жира – 0,4; золы – 4,9 и безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) – 40,8 %, что свидетельствует о целесообразности использования жидкой фракции отходов производства продукции улитководства. Представленная разработка способствует формированию замкнутого цикла производства продукции улитководства, отражает возможное и перспективное решение проблемы отходов производства как твердой, так и жидкой фракции.
улитка, брюхоногий моллюск, отходы производства улитководства, сырой протеин
Введение. Из всего существующего разнообразия улиток, которое включает более 100 тысяч, общепризнанными съедобными являются только 115 видов [1–3].
Ассортимент блюд, приготовленных из улиток, впечатляет: эскарго, крем-супы, салаты, отварные, тушеные, запеченные, фарш. При этом самой вкусной из сухопутных улиток считается Helix pomatia, или виноградная улитка. Также популярными видами являются Helix Aspersa, Helix Lucorum, Achatina Fulica и Achatina achatina [4, 5].
При изготовлении продукции из улиток образуются отходы производства твердой и жидкой фракций, которые могут составлять до 50–70 % от общего объема [6–10]. Ученые ВНИИОК – филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» задались целью максимально изучить все виды отходов при технологическом процессе переработки улиточной массы. Они представляют собой резервное сырье для кормовой промышленности, что составляет дополнительную статью дохода и расширение отечественного рынка сырья [11–14].
При ранее проведенных исследованиях была выявлена возможность перспективного использования отходов производства продукции улитководства, содержащих печень, желудок, кишечник, сердце, легкое и другое в качестве источника белка и биологически активных веществ в кормлении сельскохозяйственных животных [15].
Разработанные и предлагаемые варианты способствуют созданию технологического процесса замкнутого цикла производства улиточной продукции, что соответствует утвержденному закону «Об отходах производства и потребления». Руководствуясь принятым законодательством Российской Федерации, производитель обязан утилизировать отходы. При несоблюдении законодательства РФ наносится вред окружающей среде и угроза жизнедеятельности животных.
В данной работе акцентировали внимание на жидких и полужидких отходах, полученных при производстве продукции улитководства (эскарго).
К жидким и полужидким отходам относятся: сточные воды от промывки сырья и оборудования; высококонцентрированные стоки, включающие частицы ткани (мяса); остатки содержимого и сами фрагменты желудочно-кишечного тракта, и остаточный секрет (слизь) [16, 17].
Цель исследования – изучение возможных перспектив использования жидкой фракции отходов производства продукции улитководства и ее переработки для уменьшения степени вреда, наносимого окружающей среде согласно Федеральному закону от 24.06.1998 № 89-ФЗ (ред. от 14.07.2022) «Об отходах производства и потребления».
Объекты и методы. Полученные в 2023 г. жидкие отходы в процессе переработки сырья (извлечение тела улитки из раковины, отделение ноги от твердых отходов производства) были заморожены в морозильной камере при температурном режиме в диапазоне –1…–25) °С в условиях ВНИИОК – филиала ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» (рис. 1). В данной работе не применяли общепринятой промышленной технологии, включающей поступление изучаемого сырья в резервуар-усреднитель с миксером, прохождение его через погружной насос с режущим механизмом в шнековый сепаратор, так как структура биологической массы была однородной.
Объектом исследований в данной научной работе выступали жидкие отходы, образующиеся при переработке тела улитки и включающие в себя сточные воды и высококонцентрированные стоки, слизь.
Рис. 1. Жидкие отходы в замороженном состоянии
Liquid waste in the frozen state
Для дальнейшего исследования жидких отходов с целью определения качественных показателей замороженная биологическая масса подвергалась размораживанию при температуре от 0 до +20 °С (рис. 2).
Качественные исследования размороженных жидких отходов проводили в лаборатории Ставропольского государственного аграрного университета «Корма и обмен веществ» по нескольким направлениям согласно методическим указаниям: 1 – определение химического состава (содержание количества сырого протеина, сырого жира и сырой золы); 2 – определение аминокислотного состава на анализаторе ААА 400 (INGOS, Чехия).
Рис. 2. Отходы производства в жидком состоянии
Production waste in liquid state
Результаты и их обсуждение. Результаты проведенного исследования на определение химического и аминокислотного состава сырья, представляющего собой разновидность отходов производства – жидкую фракцию (сточные воды, высококонцентрированные стоки, остатки содержимого пищеварительной системы и слизь) продемонстрированы на рисунках 3–5.
Рис. 3. Химический состав образца в абсолютно сухом веществе, %
Chemical composition of the sample in a completely dry substance, %
Как видно из рисунка 3, сухой остаток жидкой фракции отходов производства продукции улитководства в пересчете на абсолютно сухое вещество характеризуется содержанием сырого протеина 53,9 %, на втором месте по количественному выражению безазотистых экстрактивных веществ – 40,8 %, сырой золы – 4,9 % и сырого жира – 0,4 %.
В первоначальном веществе содержание влаги составляет 86,6 %; сырого протеина – 7,3; сырого жира – 0,1; сырой золы – 0,7 и безазотистых экстрактивных веществ – 5,5 %.
Полученные данные свидетельствуют о том, что изучаемое сырье в высушенном состоянии может выступать в роли источника белка, который необходим для обеспечения жизненно важных функций, и безазотистых экстрактивных веществ, обеспечивающих в организме обменные процессы энергией и необходимыми компонентами для синтеза жира у животного. Все белки (протеины) качественно различны, поэтому необходим аминокислотный анализ.
Среди всех незаменимых аминокислот, как показано на диаграмме 4, преобладает лейцин – 5,2 %, на втором месте изолейцин и фенилаланин – по 3,0 % соответственно, на третьем валин – 2,9 %. Содержание лизина и метионина составило соответственно 2,5 и 0,8 %. Наличие данных аминокислот является важным, так как именно они представляются особенно дефицитными в кормлении сельскохозяйственных животных и относятся к критическим или лимитирующим.
На рисунке 5 представлено содержание заменимых аминокислот, то есть тех, которые могут синтезироваться организмом из других имеющихся азотистых соединений, содержащихся в кормовых средствах.
Был произведен расчет биологической ценности белка жидкой фракции отходов производства продукции улитководства в высушенном состоянии (табл.).
Рис. 4. Незаменимые аминокислоты в абсолютно сухом веществе, %
Essential amino acids in a completely dry substance, %
Рис. 5. Содержание заменимых аминокислот в абсолютно сухом веществе, %
The content of non-essential amino acids in absolutely dry matter, %
Биологическая ценность изучаемого образца
Biological value of the studied sample
|
Показатель |
Эталонный белок ФАО/ВОЗ, г/100 г белка |
Образец продукции, г/100 г белка |
Аминокислотный скор |
|
Лизин |
5,5 |
4,62 |
0,84 |
|
Треонин |
4,0 |
4,30 |
1,08 |
|
Метионин+цистин |
3,5 |
2,89 |
0,83 |
|
Фенилаланин+тирозин |
6,0 |
9,96 |
1,66 |
|
Валин |
5,0 |
5,36 |
1,07 |
|
Лейцин |
7,0 |
9,68 |
1,38 |
|
Изолейцин |
4,0 |
5,58 |
1,40 |
|
Триптофан |
1,0 |
– |
– |
Ценность изучаемого белка сравнивали с эталонным белком, который характеризуется сбалансированным аминокислотным составом (рис. 6).
Рис. 6. Сравнительное содержание аминокислот, г/100 г белка
Comparative amino acid content of g/100 g of protein
Из представленного рисунка 6 четко видно, что белок изучаемой жидкой фракции отходов производства продукции улитководства по содержанию пяти аминокислот превосходит эталонный белок, но по двум показателям имеет недостаточное содержание.
Первой лимитирующей аминокислотой выступает сочетание серосодержащих аминокислот метионина и цистина, так как скор выражен низким значением – 0,83. Помимо этого, также низкое значение скора имеет аминокислота лизин – 0,84.
Следовательно, изучаемое сырье характеризуется недостаточным уровнем лизина, метионина и цистина.
Заключение. Таким образом, как демонстрируют полученные данные, жидкая фракция отходов производства продукции улитководства в высушенном состоянии представляет собой перспективное (содержание протеина – 53,9; жира – 0,4; золы – 4,9 и БЭВ – 40,8 %), резервное и неизученное сырье, способное в будущем, послужить основой для практического применения в производстве высококачественных кормовых добавок.
Определение химического, аминокислотного состава и биологической ценности содержащегося белка в изучаемом сырье свидетельствует о широком потенциале его возможного использования от сельскохозяйственного производства до фармакологических технологий.
1. Okafor A.C., Ogbo F.C. Virulence potentials of Bacillus strains recovered from edible snails and survival during culinary preparation // Food Control. 2020. Vol. 108. P. 106834. DOI:https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2019. 106834. EDN: https://elibrary.ru/YUQWTK.
2. Nontasan S., Nammatra R., Wangkahart E. Nutritional profile of the land snail Cyclophorus saturnus, a rich-in-nutrients food item from Thailand // Heliyon. 2023. Vol. 9. P. e17020. DOI:https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e17020. EDN: https://elibrary.ru/SZHCQY.
3. Pissia M.Α., Matsakidou A., Kiosseoglou V. Raw materials from snails for food preparation // Future Foods. 2021. Vol. 3. P. 100034. DOI:https://doi.org/10.1016/j.fufo.2021.100034. EDN: https://elibrary.ru/BUJXVV.
4. Wojcieszak M, Backwell L, d`Errico F, et al. Evidence for large land snail cooking and consumption at Border Cave c. 170–70 ka ago. Implications for the evolution of human diet and social behavior // Quaternary Science Reviews. 2023. Vol. 306. P. 108030. DOI:https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2023.108030. EDN: https://elibrary.ru/USZJAJ.
5. Zhu K, Zhang Zh, Li J, et al. Extraction, structure, pharmacological activities and applications of polysaccharides and proteins isolated from snail mucus // International Journal of Biological Macromolecules. 2024. Vol. 258 (1). P. 128878. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.128878. EDN: https://elibrary.ru/ABVWKX.
6. Mohammed A.K., Alkhafaje Z.A., Rashid I.M. Heterogeneously catalyzed transesterification reaction using waste snail shell for biodiesel production // Heliyon. 2023. Vol. 9, N 6. P. e17094. DOI:https://doi.org/10.1016/j.heliyon. 2023.e17094. EDN: https://elibrary.ru/EXKAIQ.
7. Deng X, Wang A, Su Ch, et al. Impacts of river snails rice noodle ingredients addition on the kitchen waste anaerobic digestion performances, microbial communities and metabolic pathways // Biochemical Engineering Journal. 2023. Vol. 200. P. 109093. DOI:https://doi.org/10.1016/j.bej.2023.109093. EDN: https://elibrary.ru/EIZWPZ.
8. Islam MB, Dian M, Riya NA, et al. Production of abrasive materials recycled from glass cullet and snail // Waste Management Bulletin. 2024. Vol. 2 (1). P. 89–96. DOI:https://doi.org/10.1016/j.wmb.2024.01.001. EDN: https://elibrary.ru/JWDPQE.
9. Zuliantoni Z, Suprapto W, Setyarini PH, et al. Extraction and characterization of snail waste hydroxyapatite // Results in Engineering. 2022. Vol. 14. P. 100390. DOI:https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100390. EDN: https://elibrary.ru/RJCVUW.
10. Benzekri Z, Sibous S, El Hajri F, et al. Investigation of snail waste as potential and eco-friendly heterogeneous catalyst for synthesis of 1-(benzothiazolylamino) methyl-2-naphthols derivatives // Chemical Data Collections. 2021. Vol. 31. P. 100599. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cdc.2020.100599. EDN: https://elibrary.ru/MSWBKR.
11. Diarra SS, Kantt R, Tanhimana J, et al. Utilisation of Giant African snail (Achatina fulica) meal as protein source for laying hens // Journal of Agriculture and Rural Development in the Tropics and Subtropics. 2015. Vol. 116 (1). P. 85–90.
12. Ghosh S., Jung C., Meyer-Rochowc V.B. Snail as mini-livestock: nutritional potential of farmed pomacea canaliculata (Ampullariidae) // Agriculture and Natural Resources. 2018. Vol. 56 (6). P. 1-8. DOI:https://doi.org/10.1016/J.ANRES.2017.12.007.
13. Chandaragi MK, Patil RK, Rafee CM, et al. Effect of dietary supplementation of giant African snail juveniles (Achatina fulica Ferussac) to local chicken breeds under deep litter system // Journal of Entomology and Zoology Studies. 2019. Vol. 7(6). P. 781–783.
14. Tsakanova G, Ayvazyan V, Arakelova E, et al. Helix pomatia albumen gland water soluble protein extract as powerful antiaging agent // Experimental Gerontology. 2021. Vol. 146 (2). P. 111244. DOI:https://doi.org/10.1016/j.exger.2021. 111244. EDN: https://elibrary.ru/WGTICK.
15. Голембовский В.В., Пашкова Л.А., Суров А.И., и др. Лиофилизат виноградной улитки и способ его получения. Патент 2788715 РФ, МПК A 23 L 3/52.; заявитель и патентообладатель Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр, Храмов А.К. № 2022104123; заявл. 17.02.2022; опубл. 24.01.2023, Бюл. № 3. 5 с.
16. Saafi I. The current consumption of land snails in Tunisia: An ethnographic study // Journal of Archaeological Science: Reports. 2022. Vol. 45. P. 103631. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2022.103631. EDN: https://elibrary.ru/YCGQCO.
17. Djikeng FT, Ndambwe CMM, Ngangoum ES, et al. Effect of different processing methods on the proximate composition, mineral content and functional properties of snail (Archachatina marginata) meat // Journal of Agriculture and Food Research. 2022. Vol. 8. P. 100298. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jafr.2022.100298. EDN: https://elibrary.ru/WYMBOE.
