Производство рыбной муки — сырье

Доклад FAO, 1986. Главы 1-2

Общемировой объем вылова рыбы составляет порядка 75 млн. тонн ежегодно и лишь 1% непосредственно используется в пищу человеком. Тем не менее, доля животного белка от поедания рыбы в рационе человека достигает 10%. Примерно 1/3 часть всего улова поступает на переработку и производство рыбной муки и жира.

Индустрия производства рыбной муки и жира зародилась в северной Европе и Северной Америке в начале 19 века. В основном, она строилась на избыточном сезонном промысле сельди в прибрежной зоне. Это было особенно важно для производства жира, который применялся в жировании кожи, изготовлении мыла, глицерола и других непищевых сферах. Отходы рыбного промысла изначально шли на удобрения, но в 19 веке их стали сушить и перерабатывать в рыбную муку на корм животным. Фактически, мука является твердым продуктом, который получается после выпаривания воды и значительной доли жира из остатков и потрохов рыб. Основное назначение муки заключается в приготовлении кормов для птиц, свиней и рыб, нуждающихся в высокобелковом рационе. Другим сельскохозяйственным животным, крупному рогатому скоту и овцам такой корм не требуется.

Возникают сомнения по поводу существенного повышения объемов мирового улова. Ожидается максимум 100 млн. тонн.

Первостепенной задачей является получение рыбы для употребления в пищу. При возрастающих потребностях людей это создаст серьезное давление на естественную популяцию. Только в областях, где рыболовство непрактично и экономически невыгодно, оно должно работать на производство рыбной муки и жира. Тем не менее, на сегодня 90% всего общемирового улова поступает на переработку в муку и жир. Так называемые, промышленные виды (менхаден, песчанка, сардины, анчоусы, бельдюга и т.д.) в больших количествах не употребляются в пищу, и, в этом плане, они экономически не выгодны. Успехи рыболовства обусловлены освоением неизведанных земель. Вероятно, новые области включают сорные виды рыб, которые можно пускать на переработку. Помимо отнесения рыб к непищевым видам, причиной, по которой часть улова непосредственно не употребляется в пищу, заключается в малом размере рыб, их скорой порче, не позволяющей хранить и затем потрошить, очищать и готовить. Сорные виды целесообразно пускать на производство субпродуктов и изготавливать из них корм для сельскохозяйственных животных. С другой стороны, переработка ценных видов рыб в муку и жир не должна поощряться.

Мелкие жирные виды рыб (анчоусы, килька, сардины) составляют сырьевую базу для производства муки и жира. Даже в замороженном состоянии, несмотря на принятые специальные дорогостоящие меры сохранения качества, эти виды быстро портятся. Современный уровень знаний позволяет перерабатывать их до рыбной муки и использовать на корм животным, и пускать на производство жира, с последующим получением маргарина. Существует высокий спрос на качественную рыбную муку и жир, и в условиях доступного сырья производство является доходным. Предприятие может перерабатывать отходы филетирования и потрошения.

Наиболее эффективным вариантом использования непищевой рыбы является непосредственное употребление порошкообразных продуктов из неё в пищу человеком. Например, технология изготовления рыбного белкового концентрата исключает потери в пищевой цепи, вызванные выращиванием птицы или свиней. На прирост 1 килограмма курицы или свинины расходуется 3 килограмма рыбы. Филе, полученное после потрошения рыбы, может содержать только половину белка от начального количества.

Производство рыбного белкового концентрата реализуемо на предприятиях, выпускающих муку и жир. Однако существуют гигиенические проблемы, потому что фабрика должна удовлетворять требованиям пищевого производства. Рыба должна быть свежей и здоровой, а производственные мощности легко чиститься и стерилизоваться после работы. Имеются технологические проблемы, и, хотя решение дорого, индустрия уже обладает планом и опытом организации такой фабрики. Выпускается два типа концентратов: тип A, с содержанием жира менее 0.5%, и тип B, с содержанием жира менее 10%. Основная проблема широкого внедрения рыбного белкового концентрата не технологическая, а социальная. Сложно добиться популярности употребления в пищу порошкообразного продукта. Концентрат типа B непосредственно после выпуска имеет вкус рыбы, но после хранения уже напоминает рыбную муку или имеет прогорклый вкус, потому что значительная долю аромата вносит жировая фракция. Продукт типа A не имеет вкуса, однако удаление жира путем экстракции в растворителе обходится дорого. В некоторых областях земного шара прогорклый вкус допустим, так как он свойственен традиционным продуктам питания.

Концентрат необходимо мелко измельчить, так как он содержит мало воды и при добавлении в пищу имеет вкус песка. Существует надежда, что технологические решения позволят употреблять его в пищу человеком и сделают цену на него конкурентоспособной. Тем временем, должны продолжаться поиски социально приемлемых методов добавления концентрата в пищу. Например, продукт типа A можно химически очистить и передать порошку новые свойства (водоудерживающая способность, гелеобразование). Это повысит стоимость концентрата, которая, тем не менее, останется ниже стоимости мяса, а сам концентрат будет более выгоден, чем колбасы. Резюмируя вышесказанное, производство этого продукта необходимо начинать только, когда рынок готов его принять.

Индустрия может напрямую и опосредованно внести значимый вклад в питание человека. В любом случае, существует изобилие рыб, которых, по той или иной причине, нельзя непосредственно употреблять в пищу. Поэтому производство рыбной муки необходимо поощрять и поддерживать, по крайней мере, в качестве отправной точки на пути к рациональному использованию. Однако стоит опасаться попыток создания предприятия без должного планирования, с вовлечением неквалифицированного персонала и плохого оборудования.

Целью данной статьи является объяснение сложности индустрии и обеспечение информацией для планирования производства рыбной муки и жира. Это сложный процесс, требующий знаний и опыта. Продукт соответствует коммерческим и международным стандартам только, когда он изготовлен в гигиенических, контролируемых условиях.

2. Сырье

2.1. Ресурсы

Поступающую на производство муки и жира рыбу относят к одной из трех категорий:

  1. Рыбу ловят только для производства муки (Чили, Перу, Норвегия, Дания, Южная Африка и США);
  2. В качестве прилова в ходе основного промысла (в большинстве стран);
  3. Обрезки и потроха рыб, отходы производства. Великобритания и Германия используют эти отходы для производства белой рыбной муки. Южная Африка производит муку лангуста из карапакса и других неиспользуемых частей ракообразного.

Эта индустрия требует регулярных поставок сырья. При планировании производства рыбной муки важно знать типы доступного сырья, продолжительность промыслового сезона, местонахождения рыбы, продуктивность различных орудий улова и, если возможно, ежегодные объемы вылова на длительный период.

2.2. Состав рыб

Практически все виды рыб, также как и других гидробионтов, можно перерабатывать в рыбную муку. В различных странах на производство этих продуктов поступает широкое множество видов рыб. Таблица 1 включает некоторые примеры.

Состав и качество сырья имеет решающее влияние на свойства и выход продукта. Отделение жирных продуктов (липидов) от других составляющих жиросодержащих морских животных является основной задачей в производстве муки и жира.

Тресковые (Gadidae) включают ряд видов рыб, которые считаются «тощими». Они содержат значительную часть жира в печени. Рыбная мука из них называется белой мукой.

Сельдевые (Clupeidae) являются основным сырьем для производства рыбной муки и жира. Их можно охарактеризовать как «жирные», хотя доля жира в зависимости от вида и сезона варьирует от 2 до 30%. Жир сконцентрирован не в печени, а равномерно распределен по всему телу.

Скумбриевые (Scombridae) также жирная рыба.

Подкласс Пластиножаберные рыбы (Elasmobranchii), акулы и скаты, специально не вылавливают для производства муки и жира. Но особи некоторых видов, в качестве сорных или субпродуктов, выступают сырьем для этого процесса.

Лососевые (Salmonidae) (лось и другие родственные виды) обычно не вылавливают для производства муки, но используются продукты переработки лосося. Однако один вид, мойва, становится важным сырьем для производства муки и жира.

Ракообразные. Используются карапакс и раковины, а также непригодные для употребления в пищу мелкие ракообразные.

Таблица 1. Состав цельной рыбы; средняя пищевая ценность за ряд лет (%)

ВидБелокЖирзолаВода
Тресковые
Северная путассу. Северное море17.05.04.075.0
Килька. Атлантика16.011.02.071.0
Мерлузы. Южная Африка17.02,03.079.0
Тресочка Эсмарка16.05.53.073.0
Сельдевые
Перуанский анчоус18.06.02.578.0
Сельдь. Весной18.08.02.072.0
Сельдь. Зимой18.211.02.070.0
Сардина. Южная Африка18.09.03.069.0
Анчоусовые. Южная Африка17.010.03.070.0
Скумбриевые
Скумбрия, весной, Северное море18.05.51.675.0
Скумбрия, осенью, Северное море15.027.01.456.5
Обыкновенная ставрида, Северное море16.017.03.862.7
Обыкновенная ставрида, Южная Африка17.08.04.072.0
Пластиножаберные
Катран19.08.92.370.0
Лососевые
Мойва, Норвегия14.010.02.075.0

2.3. Образцы сырья

Так как состав рыб сильно варьирует в течение года, систематический отлов рыб на пробу и анализ сезонных изменений дает важную информацию для организации производства.

2.4. Экономическая оценка сырья

Тщательный анализ сырья позволит оценить объемы рыбной муки и жира, которые можно произвести, и отсюда оценить стоимость сырья. Содержание воды дает представления о стоимоси высушивания. Существует взаимосвязь между содержанием жира и воды в рыбе: жир и вода взаимозаменяемые компоненты, сезонные вариации ведут к замещению жировой ткани водой и наоборот. Для заданного количества сырья возрастание содержания жира повышает продуктивность, снижает затраты на высушивание.

В некоторых странах, где рыболовецкий флот и индустрия производства рыбной муки находятся в ведении отдельных организаций, состав и степень порчи сырья часто используется для оценки его стоимости. Где рыболовецкий флот интегрирован в индустрию, такая оценка поможет прогнозировать объем производства, качество и управлять эффективностью производства.

Оценка требует отправки репрезентативных образцов от каждого улова в лабораторию. Отбор образцов сложное занятие, потому что рыба отличается по размеру и качеству даже внутри одного улова.

Например, при ловле неводом более мелкая рыба находится на дне, а крупная – ближе к поверхности сетей. Когда всю массу рыбы вытаскивают, происходит их смешивание. По этой причине необходимо внимательно подбирать образцы для анализа.

Удобнее отбирать образцы при загрузке рыболовецкого судна. Рекомендуется устанавливать автоматическое устройство пробоотбора непосредственно после весов. Тем не менее, образцы можно отбирать руками.

Точечный забор образцов 4-5 килограммов рыбы должен проводиться не менее 30 раз в течение загрузки рыболовецкого судна. Контейнер с образцами вмещает примерно 250 кг рыбы, которую измельчают и перемешивают. Окончательный, поступающий в лабораторию, образец имеет массу примерно 500 граммов.

2.5. Методы анализа

Оценка сырья требует ряд приближенных методов анализа, преимущественно, для определения содержания белка, жира, воды и золы, определения азота летучих оснований (обычно выражается в мг-N/100 граммов измельченной рыбы) (Раздел 2.6.3). С практической точки зрения, часто достаточно определить в образце содержание воды и азота летучих оснований.

2.6. Порча сырья

Быстрая порча рыбы происходит под влиянием бактерий с поверхности тела и пищеварительного тракта рыб, и аутолитического распада под влиянием ферментов в тканях и тракте. Бактериальное и аутолитическое разложение приводит к разрушению липидов и белков.

2.6.1. Аутолитическое разложение

У ряда видов рыб, используемых в производстве муки, в частности, мелких пелагических видов, сардин, анчоусов и сельди, пищеварительные ферменты могут вызывать активный аутолиз. Этот процесс приводит к размягчению мяса, повреждению брюшной стенки и скоплению значительных количеств воды с кровью, содержащей белок и жир. Аутолиз усугубляется образованием больших количеств ферментов желудка во время кормления. Такое размягчение осложняет обращение с сырьем и его обработку, и ведет к серьезным потерям белка и жира.

Разрушение жира (липолиз)

Липолиз происходит под влиянием расщепляющих жир ферментов (липазы), главным образом, у «жирных» видов рыб. Жиры рыб состоят, по большей части, из глицерола, связанного с жирными кислотами, т.е. глицеридов. Расщепление глицеридов и формирование свободных жирных кислот снижает качество жира с соответствующим экономическим исходом.

2.6.2. Окисление

Окисление липидов (прогоркание жиров) происходит в аэробных условиях хранения (в присутствии кислорода); но в транспортировочном судне и бункерах для хранения условия во внутри массы рыбы анаэробные (отсутствие кислорода).

2.6.3. Микробная порча

Анаэробные условия хранения цельной рыбы насыпью создает сложную среду для развития бактерий, которые образуют химические продукты распада. Некоторыми важными конечными продуктами являются азот летучие основания (аммоний и триметиламин). Количество общих азот летучих оснований (TVB-N) часто используется для оценки порчи сырья. Некоторые летучие основания образуются в ходе микробного расщепления аминокислот, из которых состоят белки. Однако триметиламин образуется в процессе микробного метаболизма триметиламиноксида. Активное выделение аммония в массу порченной рыбы приводит к значительным потерям белка. Аммоний эласмобранхий также образуется из мочи, которая содержится в крови и мышцах этих хрящевых рыб.

Химические вещества, выделяемые в процессе жизнедеятельности микробов, разнообразны. Некоторые их этих веществ не определены, но значительная их часть, образуемая в анаэробных условиях, содержит серу. В бункерах для хранения и рыболовецких судах гниение рыбы может приводить к образованию летальных концентраций сероводорода и тиола. В Дании, например, принудительно проводится проветривание перед и после разгрузки рыбы.

Другой особенностью микробной порчи является переход серы от серосодержащих аминокислот в вещества, которые являются ингибиторами катализаторов. Этот процесс инактивирует катализатлоры, используемые в последующем гидрировании жира в жиры для производства маргарина.

При производстве муки водная фаза особенно чувствительна к микробному гниению. Микробный распад, помимо влияния на количество и качество конечного продукта и сам процесс производства, также приводит к формированию зловонных веществ. Поэтому необходимо направить усилия на предотвращение микробной порчи сырья.

2.7. Сохранение сырья

Производство рыбной муки и жира из свежего сырья дает максимальный объем и наилучшее качество конечного продукта.

Однако во многих случаях, сложно избежать частичной порчи рыбы в ходе длительной транспортировки. Перманентным вызовом для индустрии является поиск путей сохранения качества сырья во время транспортировки и хранения более 30 часов. Так как разрушение белков и жира происходит в результате аутолитической и микробной активности, методы сохранения должны быть направлены на подавление роста микробов и аутолиза пищеварительными и тканевыми ферментами. Срок хранения рыбы можно увеличить физическими и химическими мерами.

2.7.1. Дренаж

Правильное осушение тушек, на борту судна или на суше, простая и эффективная мера продления короткого срока хранения рыбы. Дренаж на борту судна снизит трение и разрушение рыбы во время качки. Более того, распространение и быстрый рост бактерий снижается ограничением присутствия слизи, содержащей свободную воду, содержимого кишечника и бактерий в нем.

2.7.2 Сохранение путем замораживания

Когда не потрошеная рыба хранится насыпью, степень порчи, вызванная бактериями, удваивается при увеличении температуры на 4°C. Это ведет к потери белков и жира, снижает качество сырья. При температуре выше 5°C бактерии образуют сероводород, количество которого быстро возрастает с ростом температуры. При 0°C сероводород не образуется, пока срок хранения не превышает 9-10 дней (Petersen, 1971).

В тропиках и умеренных широтах, где рыбу вылавливают из теплой воды и долго доставляют до предприятия по переработке, охлаждение самая эффективная мера сохранения сырья. Во многих случаях, затраты на охлаждение рыбы окупаются снижением потерь белка и жира.

В принципе, можно рассмотреть два метода охлаждения: система охлаждения воды и смешивание рыбы со льдом.

2.7.3. Система охлаждения воды

Морская воды доступна, но длительное хранение рыбы в ней ограничено абсорбцией соли; высокая концентрация соли нежелательна в рыбной муке. Поэтому лучше разбавлять морскую воду пресной. Метод основан на циркуляции охлажденной воды через массу рыбы. Простое пропускание воды над поверхностью массы неэффективно, потому что вода с трудом проходит между тушками и значительная её часть проходит по периферии. Современные системы основаны на пропускании охлажденной воды через рыбу снизу вверх. Этот метод дорог и вряд ли практичен, за исключением дальних перевозок.

2.7.4. Хранение во льду

Смешивание рыбы со льдом в правильной пропорции охлаждает её до 0°C и является эффективным методом хранения. Рыбу и лед смешивают до заполнения трюма. Тающая вода уходит через дренаж на дне, оставляя рыбу сухой и компактной. Использование этого метода зависит от развития систем быстрого, предпочтительно, автоматизированного перемешивания больших объемов рыбы со льдом.

В Скандинавских странах, особенно, Дании, следующая система смешивания льда (и сортировки) установлена на более чем 100 судов (Рисунок 1).

Технологическая лаборатория министерства рыболовства Дании участвует в разработке принимающего окна на палубе, оборудованного конвейером непрерывной подачи во вращающийся барабан. Барабан сортирует рыбу по двум категориям: промышленная, которая имеет толщину менее 35 мм, и, более толстую, пищевую.

Принимающее окно имеет устройство удаления немногочисленных крупных рыб и других крупных объектов перед попаданием улова в конвейер и на сортировку. Окно позволяет загружать до 2 тонн рыбы, которую переводят в непрерывный поток 1200 кг/мин. Пищевую рыбу пропускают через всю длину цилиндра. Индустриальная рыба проходит через сортировочную машину, оборудованную устройством непрерывной подачи небольших кусочков льда для охлаждения тушек до 0°C и поддержания этой температуры во время перевозки. Конвейер проходит вдоль желоба, забирает смесь рыбы и льда, и несет до вертикального конвейера, который поднимает смесь на 2 метра выше палубы и выпускает её в воронку. Широкие пластиковые трубы соединяют воронку с бункером льда на палубе над секцией, где хранится охлажденная индустриальная рыба.

Непрерывное поступление льда к желобу под сортировщиком ведется из (a) хранилища со льдом. На дне хранилища горизонтальный конвейер питает льдом вертикальный конвейер до желоба. Скорость конвейера регулируется так, чтобы поступление льда варьировало. При загрузке не должно быть мало или излишек льда. Рыба вначале имеет температуру 15°C. Она нуждается в 23% льда от массы для охлаждения и поддержания температуры 0°C в течение 4 дней в изолированном трюме.

2.7.5. Химическое сохранение

Химическое сохранение сырья немедленно воздействует на бактерий поверхности тела рыб, но с некоторой задержкой на бактерии желудка и кишечника.

Оценивалась эффективность нитрита натрия, сульфита натрия, аскорбиновой кислоты, бензойной кислоты и многих других химических веществ. Однако их использование ограничено. Нитрит натрия имеет преимущества для сохранения сельди, потому что существенно тормозит развитие микробов и снижает формирование свободных жирных кислот. Тем не менее, введение сверхнормативных доз нитрита (как в случае Норвегии) влияет на другие компоненты сырья и формирует нитрозамины, которые являются опасными карциногенами.

Рисунок 1. Аппарат сортировки индустриальной рыбы от пищевой
Рисунок 1. Аппарат сортировки индустриальной рыбы от пищевой

Приемочный ящик имеет металлические пластины для недопущения крупных объектов. Конвейер непрерывно захватывает рыбу в сортировщик (3) со скоростью 1200 кг/мин. Ротационный сортировщик отделяет мелкую индустриальную от пищевой рыбы. Желоб принимает мелкую рыбу и лед, поступающий со склада (5) через конвейер (6). Захват льда ведется в горизонтальной части конвейера (6). Конвейер для льда построен в центральном отделе склада для хранения рыбы. Горизонтальная его часть имеет решетки безопасности с полосами, удаленными на 80 мм. Эти решетки ломают лед во время его продвижения. Вертикальная часть приносит лед в смешивающий желоб (4) под сортировщиком (3). Конвейер непрерывно переносит различное количество льда (0-250 кг/мин). Он поднимает смесь льда и индустриальной рыбы на 2 метра выше палубы и сбрасывает её в воронку (8). Воронка и пластиковые трубы направляют смесь в люк на палубе (9). Один из ряда люков установлены над хранилищем индустриальной рыбы. Выгрузка пищевой рыбы из ротационного сортировщика (3).

Когда рыба хранилась с использованием нитрита, необходимо провести некоторые измерения перед производством муки. Поэтому нитрит стоит применять под особым контролем, и эту практику не стоит поощрять.

Широко распространен консервант формальдегид. В некоторых обстоятельствах он оказывает благоприятный эффект на сохранение сырья, делает его более податливым при прессовании и удалении жира после готовки. Формальдегид связывается с белком по механизму, напоминающему дубление, реактивирует аминокислоту лизин. Однако в небольших количествах (0.05% от массы сырья) неблагоприятное влияние на качество белка отсутствует.

Раздел: Продукция аквакультуры
Метки: ,
Похожие статьи:

ФАО — Наметился прогресс в выращивании рыбы на рисовых полях

Рыбий жир

Рыбная мука

Инвестиции и операционные затраты при производстве рыбной муки

Персонал на производстве рыбной муки

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *