izvkgtuИзвестия КГТУKSTU News1997-3071Калининградский государственный технический университет10.46845/1997-3071-2024-74-78-91izvkgtu-140Research ArticleТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВPROCESSES AND TECHNOLOGY OF FOOD MANUFACTURINGОценка потенциала липидов вторичного рыбного сырья в качестве биотехнологического субстрата для синтеза целевых продуктовAssessment of the potential of lipids of secondary fish raw materials as a biotechnological substrate for the synthesis of target productshttps://orcid.org/0000-0002-4716-2571МезеноваО. Я.MezenovaO. Ya.

Ольга Яковлевна Мезенова – доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой пищевой биотехнологии

Калининград

Ol’ga Ya. Mezenova – Doctor of Engineering, Professor, Head of the Department of Food Biotechnology

Kaliningrad

mezenova@klgtu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5992-414XАгафоноваС. В.AgafonovaS. V.

Светлана Викторовна Агафонова – кандидат технических наук, доцент кафедры пищевой биотехнологии

Калининград

Svetlana V. Agafonova – PhD in Engineering, Associate Professor of the Department of Food Biotechnology

Kaliningrad

svetlana.agafonova@klgtu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7433-7189РоманенкоН. Ю.RomanenkoN. Yu.

Наталья Юрьевна Романенко – кандидат технических наук, доцент кафедры пищевой биотехнологии

Калининград

Natalya Yu. Romanenko – PhD in Engineering, Associate Professor of the Department of Food Biotechnology

Kaliningrad

nataliya.mezenova@klgtu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0942-5411КалининаН. С.KalininaN. S.

Наталья Сергеевна Калинина – заведующая лабораториями

Калининград

Natalya S. Kalinina – Head of Laboratories

Kaliningrad

natalya.kalinina@klgtu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5560-7131ВолковВ. В.VolkovV. V.

Владимир Владимирович Волков – директор Центра передовых технологий использования белков

Калининград

Vladimir V. Volkov – Director of the Center for Advanced Technologies in the Use of Protein

Kaliningrad

vladimir.volkov@klgtu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4472-7087КиселевЕ. Г.KiselevE. G.

Евгений Геннадьевич Киселев – кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Красноярск

Evgeniy G. Kiselev – PhD in Engineering, Senior Researcher

Krasnoyarsk

evgeniygek@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6256-0025ЖилаН. О.ZhilaN. O.

Наталья Олеговна Жила – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Красноярск

Natalya O. Zhila – Ph.D. in Biology, Senior Researcher

Krasnoyarsk

nzhila@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6015-1869ДамбаровичЛ. В.DambarovichL. V.

Леонид Васильевич Дамбарович – аспирант

Калининград

Leonid V. Dambarovich – Postgraduate Student

Kaliningrad

leodambarovich@yandex.ruКалининградский государственный технический университетРоссияKaliningrad State Technical UniversityRussian FederationИнститут биофизики Сибирского отделения РАНРоссияThe Institute of Biophysics of the Siberian Branch of the RASRussian Federation2024230320250747891Copyright © Мезенова О.Я., Агафонова С.В., Романенко Н.Ю., Калинина Н.С., Волков В.В., Киселев Е.Г., Жила Н.О., Дамбарович Л.В., 20252025Мезенова О.Я., Агафонова С.В., Романенко Н.Ю., Калинина Н.С., Волков В.В., Киселев Е.Г., Жила Н.О., Дамбарович Л.В.Mezenova O.Y., Agafonova S.V., Romanenko N.Y., Kalinina N.S., Volkov V.V., Kiselev E.G., Zhila N.O., Dambarovich L.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.klgtu.ru/jour/article/view/140

Актуальность использования жира вторичного рыбного сырья обусловлена его высокой биологической ценностью. Проблемой применения такого жира в пищевых и кормовых целях является нестойкость в хранении в результате гидролитических и окислительных процессов. Новое направление – использование жиросодержащих отходов рыбопереработки в качестве источника углерода для микробного синтеза продуктов с высокой добавленной стоимостью. Цель работы – изучение качества и биологической ценности жира, выделенного термическим способом из голов копченой кильки и свежей скумбрии, внутренностей судака. В рыбных жирах установлены: кислотное число (7,6–12,3мг КОН/г жира), перекисное число (5,1–25,7 ммоль активного кислорода / кг), йодное число (129,2–148,7 г йода / 100 г жира), число омыления (185,1–201,3 мг КОН / г жира), содержание неомыляемых веществ (0,91–3,12 %) и примесей нежирового характера (0,77–2,12 %), анизидиновое число (2,8–15,4 у.е.), тиобарбитуровое число (0,26–1,61 ед. опт. пл.), массовая доля влаги (0,28–0,81 %). В липидах определен состав жирных кислот (ЖК) и показано содержание ненасыщенных кислот (66,25–73,69 %), полиненасыщенных (21,72–38,45 %), длинноцепочечных (17,87– 47,27 %), длинноцепочечных полиненасыщенных ЖК группы омега-3 (ЭПК 6,26– 12,31 % и ДГК 6,67–25,02 %). Результаты свидетельствуют о благоприятном составе ЖК липидов исследованных жиров в качестве нового углеродного субстрата для биотехнологического синтеза целевых продуктов.

The relevance of using secondary fish oil is stipulated by its high bio-logical value. Fish waste is a promising source of valuable biologically active sub-stances contained in lipids. The problem with using such oil for food and feed purposes is instability in storage as a result of hydrolytic and oxidative processes. A new direction in the use of oil-containing fish processing waste is its use as a carbon source for the microbial synthesis of products with high added value. The purpose of the work is to study the chemical composition of the quality and biological value of oil isolated by thermal method from large-scale fish processing waste of the Kaliningrad region - smoked sprat heads and fresh mackerel, pike perch entrails. The following values have been established in fish oils: acid value (7.6–12.3 mg KOH / g oil), peroxide value (5.1– 25.7 peroxide oxygen / kg oil), iodine value (129.2–148.7 g I / 100 g oil), saponification value (185.1–201.3 mg KOH / g oil), content of unsaponifiable matter (0.91–3.12%) and non-fat impurities (0.77–2.12%), anisidine value (2.8–15.4 units), thiobarbituric acid value (0.26–1.61 optical unit); mass fraction of moisture (0.28–0.81%). The com-position of fatty acids (FA) in the composition of lipids has been determined and it has been shown that the content of unsaturated acids is 66.25–73.69%; polyunsaturated 21.72–38.45%; long-chain 17.87–47.27%; long-chain polyunsaturated fatty acids of the omega 3 class (EPA 6.26–12.31% and DHA 6.67–25.02%). The results indicate a fa-vorable composition of FA lipids of the studied fats as a new carbon substrate for the biotechnological synthesis of target products.

биопотенциалрыбный жиржирнокислотный составкислотное числоперекисное числотиобарбитуровое числоанизидиновое числойодное числочисло омылениянеомыляемые веществапримеси нежирового характераbiopotentialfish oilfatty acid compositionacid valueperoxide valuethiobarbituric acid valueanisidine valueiodine valuesaponification valueunsaponifiable matternon-fat impuritiesисследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-64-10007.The study was supported by the Russian Science Foundation grant No. 23-64-10007.ReferencesMaddikeri G. L., Pandit A. B., Gogate P. R. Adsorptive Removal of Saturated and Unsaturated Fatty Acids Using Ion-Exchange Resins // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2012. V. 51. N 19. P. 6869–6876.Maddikeri G. L., Pandit A. B., Gogate P. R. Adsorptive Removal of Saturated and Unsaturated Fatty Acids Using Ion-Exchange Resins. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2012, vol. 51, no. 19, pp. 6869–6876.Биотехнология рационального использования гидробионтов / Т. М. Сафронова [и др.]. СПб: Лань, 2013. 412 с.Safronova T. M. [i dr.]. Biotekhnologiya ratsional'nogo ispol'zovaniya gidrobiontov [Biotechnology of rational use of hydrobionts]. Saint-Petersburg, Lan' Publ., 2013, 412 p.Advantages of techniques to fortify food products with the benefits of fish oil / A. Jamshidi, H. Cao, J. Xiao, J. Simal-Gandara // Food Research International. 2020. V. 137. Р. 109353.Jamshidi A., Cao H., Xiao J., Simal-Gandara J. Advantages of techniques to fortify food products with the benefits of fish oil. Food Research International. 2020, vol. 137, p. 109353.Биотехнология морепродуктов / О. Я. Мезенова [и др.]. М.: Мир, 2006. 560 с.Mezenova O. Ya. [i dr.]. Biotekhnologiya moreproduktov [Seafood biotechnology]. Moscow, Mir Publ., 2006, 560 p.Omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids, EPA and DHA: Bridging the gap between supply and demand / D. R. Tocher et al. // Nutrients. 2019. V. 11. Р. 89.Tocher D. R. [et al.] Omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids, EPA and DHA: Bridging the gap between supply and demand. Nutrients, 2019, vol. 11, pp. 89.Технология жиров из водных биологических ресурсов: монография / Н. П. Боева, О. В. Бредихина, М. С. Петрова, Ю. А. Баскакова. М.: Изд-во ВНИРО, 2016. 107 с.Boeva N. P., Bredikhina O. V., Petrova M. S., Baskakova Yu. A. Tekhnologiya zhirov iz vodnykh biologicheskikh resursov [Technology of fats from aquatic biological resources]. Moscow, VNIRO Publ., 2016, 107 p.De Carvalho C. C., Caramujo M. J. The various roles of fatty acids // Molecules. 2018. V. 23. N 10. Р. 2583.De Carvalho C. C., Caramujo M. J. The various roles of fatty acids. Molecules, 2018, vol. 23, no. 10, p. 2583.Мезенова О. Я. Потенциал вторичного рыбного сырья // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2018. № 1. С. 11–18.Mezenova O. Ya. Potentsial vtorichnogo rybnogo syr'ya [Secondary fish raw materials potential]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Pishchevaya tekhnologiya, 2018, no. 1, pp. 11–18.Исследование и рациональное применение пептидных и липидных композиций, получаемых при гидролизной переработке коллагенсодержащих тканей / О. Я. Мезенова, Д. Тишлер, С. В. Агафонова, Н. Ю. Мезенова [и др.] // Вестник Международной академии холода. 2021. № 1. С. 46–58.Mezenova O. Ya., Tishler D., Agafonova S. V., Mezenova N. Yu. [i dr.] Issledovanie i ratsional'noe primenenie peptidnykh i lipidnykh kompozitsiy, poluchaemykh pri gidroliznoy pererabotke kollagensoderzhashchikh tkaney [Research and rational use of peptide and lipid compositions obtained by hydrolysis processing of collagen- containing tissues]. Vestnik Mezhdunarodnoy akademii kholoda, 2021, no. 1, pp. 46–58.Дамбарович Л. В., Агафонова С. В. Ферментативная экстракция жира из вторичного сырья атлантической скумбрии и его использование в функциональном питании // Вестник Международной академии холода. 2022. № 2. С. 48–55.Dambarovich L. V., Agafonova S. V. Fermentativnaya ekstraktsiya zhira iz vtorichnogo syr'ya atlanticheskoy skumbrii i ego ispol'zovanie v funktsional'nom pitanii [Enzymatic extraction of oil from Atlantic mackerel waste and its use in functional nutrition]. Vestnik Mezhdunarodnoy akademii kholoda, 2022, no. 2, pp. 48–55.Новые подходы к технологии рыбьего жира из голов лососевых рыб / Н. П. Боева, М. С. Петрова, А. Г. Артемова, Ю. А. Баскакова // Труды ВНИРО. Технология переработки водных биоресурсов. 2015. Т. 158. С. 162–166.Boeva N. P., Petrova M. S., Artemova A. G., Baskakova Yu. A. Novye podkhody k tekhnologii ryb'ego zhira iz golov lososevykh ryb [New approaches to the technology of fish oil from salmon heads]. Trudy VNIRO. Tekhnologiya pererabotki vodnykh bioresursov, 2015, vol. 2, pp. 48–55.Альраджаб М., Касьянов С. П., Шульгина Л. В. Пищевой жир из сардины иваси, характеристика качества и безопасности // Международная научная конференция «Наука. Исследования. Практика» (25 апр. 2020 г.): материалы. СПб, 2020. С. 212–217.Al'radzhab M., Kas'yanov S. P., Shul'gina L. V. Pishchevoy zhir iz sardiny ivasi, kharakteristika kachestva i bezopasnosti [Edible oil from sardine ivasi, quality and safety characteristics]. Materialy Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii «Nauka. Issledovaniya. Praktika» [Materials of the International Scientific Conference "Science. Researches. Practice"]. Saint-Petersburg, 2020, pp. 212–217.Разработка технологии получения жира из жиросодержащих отходов переработки промысловых рыб Волжско-Каспийского бассейна / М. Д. Мукатова, Н. А. Киричко, М. С. Моисеенко, С. А. Соколов // Известия ТИНРО. 2018. Т. 193. С. 211–222.Mukatova M. D., Kirichko N. A., Moiseenko M. S., Sokolov S. A. Razrabotka tekhnologii polucheniya zhira iz zhirosoderzhashchikh otkhodov pererabotki promyslovykh ryb Volzhsko-Kaspiyskogo basseyna [Development of technology for the production of oil from oil-containing waste from the processing of commercial fish in the Volga-Caspian basin]. Izvestiya TINRO, 2018, vol. 193, pp. 211–222.Соколов А. В. Современное состояние и тенденции развития рыбохозяйственного комплекса России // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. 2019. № 4. С. 36–48.Sokolov A. V. Sovremennoe sostoyanie i tendentsii razvitiya rybokhozyaystvennogo kompleksa Rossii [The current state and trends in the development of the Russian fisheries sector]. Tekhnologii pishchevoy i pererabatyvayushchey promyshlennosti APK – produkty zdorovogo pitaniya, 2019, no. 4, pp. 36–48.Пищевые технологии. Технологии рыбной промышленности: энциклопедия. В 2-х ч. Ч. 2 / под ред. Л. С. Абрамовой. М.: Изд-во ВНИРО, 2019. 468 с.Abramova L. S. (ed.) Pishchevye tekhnologii. Tekhnologii rybnoj promyshlennosti [Food technology. Fishing industry technologies]. Moscow, VNIRO Publ., 2019, 468 p.Sc-CO2 extraction of fish and fish by-products in the production of fish oil and enzyme / N. A. Jamalluddin, N. Ismail, S. R. Mutalib, A. M. Sikin // Bioresources and Bioprocessing. 2022. 9:21.Jamalluddin N. A., Ismail N., Mutalib S. R., Sikin A. M. Sc-CO2 extraction of fish and fish by-products in the production of fish oil and enzyme. Bioresources and Bioprocessing, 2022, 9:21.Мезенова О. Я., Максимова С. Н. Получение биодизеля из жира вторичного крабового сырья // Известия ТИНРО. 2023. Т. 203. № 3. С. 686–694.Mezenova O. Ya., Maksimova S. N. Poluchenie biodizelya iz zhira vtorichnogo krabovogo syr'ya [Production of biodiesel from the oil of secondary crab raw materials]. Izvestiya TINRO, 2023, vol. 203, no. 3, pp. 686–694.Петров Б. Ф. Антифрикционная смазка на основе жировых отходов рыбообрабатывающих предприятий // Хранение и переработка сельхозсырья. 2012. № 7. С. 49–51.Petrov B. F. Antifriktsionnaya smazka na osnove zhirovykh otkhodov ryboobrabatyvayushchikh predpriyatiy [Antifriction lubricant based on fatty waste from fish processing enterprises]. Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya, 2012, no. 7, pp. 49–51.Обоснование рациональных режимов термического выделения липидов из жиросодержащих рыбных отходов / О. Я. Мезенова, С. В. Агафонова, Н. Ю. Романенко, Н. С. Калинина [и др.] // Рыбное хозяйство. 2023. № 4. С. 103–110.Mezenova O. Ya., Agafonova S. V., Romanenko N. Yu., Kalinina N. S. [i dr.]. Obosnovanie ratsional'nykh rezhimov termicheskogo vydeleniya lipidov iz zhirosoderzhashchikh rybnykh otkhodov [Substantiation of rational modes of thermal isolation of lipids from fatty fish waste]. Rybnoe khozyaystvo, 2023, no. 4, pp. 103–110.Volova T., Sapozhnikova K., Zhila N. Cupriavidus necator B-10646 growth and polyhydroxyalkanoates production on different plant oils // Int. Journal Biol Macromol. 2020. V. 164. Р. 121–130.Volova T., Sapozhnikova K., Zhila N. Cupriavidus necator B-10646 growth and polyhydroxyalkanoates production on different plant oils. Int. Journal Biol Macromol, 2020, vol. 164, pp. 121–130.Synthesis of Polyhydroxyalkanoates from Oleic Acid by Cupriavidus necator B-10646 / N. O. Zhila, G. S. Kalacheva, E. G. Kiselev, T. G. Volova // Journal of Siberian Federal University. Biology. 2020. V. 13. N 2. Р. 208–217.Zhila N. O., Kalacheva G. S., Kiselev E. G., Volova T. G. Synthesis of Polyhydroxyalkanoates from Oleic Acid by Cupriavidus necator B-10646. Journal of Siberian Federal University. Biology, 2020, vol. 13, no. 2, pp. 208–217.Biosynthesis of Poly(3-Hydroxybutyrate-co-3-Hydroxyvalerate) by Cupriavidus necator B-10646 from Mixtures of Oleic Acid and 3-Hydroxyvalerate Precursors / N. O. Zhila, G. S. Kalacheva, V. V. Fokht, S. S. Bubnova et al. // Journal of Siberian Federal University. Biology. 2020. V. 13. N 3. P. 1–11.Zhila N. O., Kalacheva G. S., Fokht V. V., Bubnova S. S. [et al.] Biosynthesis of Poly (3-Hydroxybutyrate-co-3-Hydroxyvalerate) by Cupriavidus necator B-10646 from Mixtures of Oleic Acid and 3-Hydroxyvalerate Precursors. Journal of Siberian Federal University. Biology, 2020, vol. 13, no. 3, pp. 1–11.Zhila N., Kalacheva G., Volova T. Fatty acid composition and polyhydroxyalkanoates production by Cupriavidus eutrophus B-10646 cells grown on different carbon sources // Process Biochemistry. 2015. V. 50. Р. 69–78.Zhila N., Kalacheva G., Volova T. Fatty acid composition and polyhydroxyalkanoates production by Cupriavidus eutrophus B-10646 cells grown on different carbon sources, Process Biochemistry, 2015, vol. 50, pp. 69–78.Properties of degradable polyhydroxyalkanoates synthesized from new waster fish oils (WFO) / N. O. Zhila, E. G. Kiselev, V. V. Volkov, O. Ya. Mezenova et al. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. N 16. Р. 1–18.Zhila N. O., Kiselev E. G., Volkov V. V., Mezenova O. Ya. [et al.] Properties of degradable polyhydroxyalkanoates synthesized from new waster fish oils (WFO). Int. J. Mol. Sci., 2023, vol. 24, no. 16, pp. 1–18.Waste Fish Oil is a Promising Substrate for the Synthesis of Target Products of Biotechnology / N. O. Zhila, V. V. Volkov, O. Ya. Mezenova, E. G. Kiselev et al. // Journal of Siberian Federal University. Biology. 2023. V. 16. N 3. Р. 386–397.Zhila N. O., Volkov V. V., Mezenova O. Ya., Kiselev E. G. [et al.] Waste Fish Oil is a Promising Substrate for the Synthesis of Target Products of Biotechnology. Journal of Siberian Federal University. Biology, 2023, vol. 16, no 3, pp. 386–397.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.