Straipsniai

2012 02 07

Darniosios žuvų perdirbimo inovacijos: bioaktyvių žuvų ingredientų gamyba ir panaudojimas produktuose

Lektorė Irina Koscelkovskienė (Kauno kolegija), 2012 m. sausis

Maisto produktų gamybos metu visada lieka atliekų (tame tarpe ir antrinių žaliavų), tai - maisto pramonės specifika. Susidarantis atliekų kiekis yra labai įvairus, kartais siekia 50 procentų ir daugiau nuo perdirbamos žaliavos.

Maisto pramonėje susidarančios biologiškai skaidžios atliekos, veikiamos mikroorganizmų, suyra išsiskiriant dujoms: metanui, anglies dvideginiui, sieros vandeniliui, merkaptanams ir kt. Šie junginiai teršia vandenį, dirvožemį, atmosferą sukeldami šiltnamio efektą.

Maisto pramonės atliekos (tame tarpe ir antrinės žaliavos) pasaulyje tvarkomi šiais būdais: produkto gamyba, naudojimas pašarams, biodujoms, kompostui, energijos gamybai (deginant). Vadovaujantis pasauline ir Europos Sąjungos valstybių patirtimi, ekonominiu ir aplinkosaugos požiūriais efektyviausias biologiškai skaidžių atliekų tvarkymas - biodujų gamyba ir likutinių substratų naudojimas. Maisto pramonėje susidarančios atliekos yra drėgnos, tiesioginiam deginimui netinkamos, ir deklaruojama, kad produktų gamyba iš daugumos atliekų neperspektyvi. Siūlomi šie tinkamiausi metodai biologinėms atliekoms tvarkyti: anaerobinis (nereikalaujantis deguonies) pūdymas, išgaunant biodujas ir likutinius substratus panaudojant tręšimui, ir aerobinis (reikalaujantis deguonies) kompostavimas, gautą produktą naudojant tręšimui.

Tačiau naujausiais mokslo duomenis, iš antrinių maisto pramonės žaliavų (ypač žuvų pramonės) galima išgauti biologiškai vertingas maisto sudedamąsias dalis (aukštos mitybinės vertės baltymus bei riebalus) tinkamas žmonių mitybai.

Kai kurios žuvų dalys naudojamos tiesiogiai žmonių maistui: ikrai (sūdyti, marinuoti arba ikrų emulsija), kepenėlės, išvalyti skrandžiai, džiovinti pieniai (kaip traškučiai) ir žuvų galvų produktai (džiovintos galvos, liežuviai ir skruostai). Kitos žuvų antrinės žaliavos galėtų būti panaudotos [3; 8]:

  • augalų trąšų gamyboje,
  • pašarams,
  • specializuotoms maisto sudedamosioms dalims (pasižyminčioms padidinta biologine ir maistine verte) išgauti:
           - maisto priedų gamyboje (skoninės ir aromatinės medžiagos iš krabų bei omarų vandens surišimo, putų, emulsijų ir gelių sudarymo medžiagos),
           - funkcionaliųjų maisto priedų1 gamyboje (baltymai, riebalai, mineralinės medžiagos ir vitaminai,
            - farmacijos ir specialios paskirties gamyboje (baltymų hidrolizatai (baltymai), žuvų taukai, hormonai, gliukozaminas2, chitinas/chitozanas3, fermentai4 ir fiziologiškai aktyvios medžiagos).

 

Žuvyse yra aukštos vertės baltymų, gera vitaminų ir mineralinių medžiagų pusiausvyra, bei gaunami palyginus mažai kaloringi produktai, lyginant su tokiais pačiais mėsos žaliavos kiekiais. Tačiau vienas iš svarbiausių veiksnių, apibūdinant žuvies produktų vertę, yra tai, kad žuvys puikus ω-3 polinesočių riebiųjų rūgščių šaltinis. Perdirbant žuvies produktus, dideli kiekiai baltymų ir žuvų riebalų produktų yra nepanaudojami ir išmetami kaip atliekos. 1 paveiksle pavaizduotos menkių subproduktų panaudojimo galimybės.
 
1 paveikslas. Menkės subproduktų panaudojimo galimybės (skaičiavimai paremti 2008 metų Norvegijoje išmestų menkės subproduktų kiekiu) [9].


    
Šiai dienai plačiausiai taikoma antrinių žaliavų perdirbimo technologija - siloso gamyba. Siloso gamybai žaliava skaidoma fermentų ir rūgščių pagalba. Šis procesas trunka vidutinėje aplinkos temperatūroje keletą savaičių.  Silosavimo metu atskiriama aliejaus frakcija bei susidaro baltyminė dalis, kuri paprastai turi kartų skonį. Dėl gana aukštos silosavimo temperatūros ir ilgo proceso laiko atskirti riebalai gali apkarsti, turėti nepageidaujamą skonį ir kvapą, bei netikti tolimesnių vertingų produktų gamyboje.

Todėl kaip alternatyvą minėtai technologijai naudojama fermentinė hidrolizė (žaliavos skaldymas naudojant tik fermentus). Tokiu būdu gaunami aukštos kokybės produktai, kurie gali būti naudojami maisto bei farmacijos pramonėje.

Šiuolaikinės technologijos leidžia naudoti komercinius fermentus (pramoniniu būdu išgauti ir išgryninti fermentai), kurie leidžia pagreitinti hidrolizę ir kontroliuoti procesą (galima pasirinkti fermentus, hidrolizės laiką bei sąlygas) ir tuo pačiu gauti norimą produktą su pageidaujamomis savybėmis. Tokiu būdu gautas aliejus yra mažiau apkartęs lyginant su silosavimo metu išgautu aliejumi. Tirpūs baltymai pasižymi geromis funkcinėmis, bioaktyviomis bei antioksidacinėmis savybėmis.

Kad būtų galima naudoti žaliavinius žuvų taukus žmonių mitybai, jie turi būti rafinuojami. Rafinavimas apjungia eilę technologinių procesų, kurių metu yra pašalinamos priemaišos ir šalutinės medžiagos suteikiančios riebalams blogą skonį, kvapą, spalvą [3].

Norint pagerinti ir padidinti funkcionaliąsias1 ir maistines žuvų baltymų savybes, vis plačiau naudojama - fermentinė hidrolizė [5]. Šiame procese gauti hidrolizatai (baltymai), kurie cheminiu arba fermentiniu būdu suskaldyti iki įvairaus dydžio peptidų (baltymų sudedamųjų dalių).

Dabartiniu metu dauguma žuvies skoninių ar aromatinių medžiagų, žuvies sriubų ir pastų produktų gaminami iš fermentinių būdu gautų hidrolizėtų (baltymų). Baltymų hidrolizatai (baltymai) gali būti naudojami kaip emulsifikuojančios5 medžiagos salotų padažų, užtepų, mėsos ir žuvies dešrelių bei užkandžių gamyboje.

Menkių antrinės žaliavos yra plačiausiai naudojamos bioaktyvių medžiagų gamybai, o ypatingai protamino. Protaminas yra peptidas, turintis daugiau kaip 80 % arginino6. Jis randamas daugiau kaip 50 % žuvų sėklidėse. Nustatyta, kad protaminas sustabdo bakterijų Bacillus sporų dauginimąsi ir gali būti naudojamas kaip antibakterinė medžiaga maisto produktų gamyboje ir saugojime. Taip pat nustatyta, kad dauguma žuvų baltymų hidrolizatai (baltymai) pasižymi antioksidacinėmis savybėmis.

Reikėtų prisiminti, jog skiriamos dvi riebalų rūšys: taip vadinami „gerieji", turintys mononesočiųjų ir polinesočiųjų riebalų rūgščių, ir „blogieji", turintys sočiųjų ir transriebalų rūgščių. Viena iš svarbiausių „gerųjų" riebalų rūgščių dalių - polinesočiosios riebalų rūgštys, dar vadinamos nepakeičiamosiomis riebalų rūgštimis ir yra sutinkamos žuvų riebaluose. Būtent iš šių labiausiai paplitusių omega-3 ir omega-6 riebalų rūgščių sintetinamos rūgštys dalyvaujančios tolesnių medžiagų apykaitos produktų - eikosanoidinų sintezėje. Eikosanoidai - tai medžiagos, svarbios žmogaus imunitetui, mažinančios sistolinį arterinį spaudimą, gerinančios kalcio įsisavinimą ir didinančios jo kiekį kauliniame audinyje, mažinančios kraujo krešėjimą ir „blogojo" cholesterolio kiekį kraujyje.

Polinesočiųjų riebalų rūgščių sudėtis gali skirtis esant skirtingoms žuvų rūšims, tačiau parenkant žuvis žmonių maistui, į tai nekreipiamas dėmesys. Buvo ilgą laiką manoma, kad visos žuvys yra panašios maistinės vertės, tik skiriasi įsisavinimas, šviežumas, kvapas, skonis, spalva ir tekstūra. Tyrimai parodė, kad gėlavandenės žuvys turi mažiau polinesočių riebiųjų rūgščių, lyginant su jūros žuvimis [3]. Priežastis yra tai, kad gėlavandenės žuvys minta dažniausiai augalais, kai tuo tarpu jūros žuvys minta zooplanktonu, kuriam gausu polinesočių riebiųjų rūgščių.

Žuvys daugiausia sukaupia riebalų rūgščių riebaliniuose audiniuose, raumenyse ir vidaus organuose. Todėl kuo riebesnė žuvis, tuo didesnis omega-3 rūgščių kiekis. Jūros produktų riebalai greitai apkarsta, todėl jų perdirbimui naudojami „švelnūs" technologiniai režimai ir stabilizavimas rafinavimo7 ir balinimo8 metu.

Žuvies pramonės vystymosi tendencijos įmanomos tik akvakultūros dėka. Didinant auginamų žuvų kiekius, reikės vis daugiau žuvų maisto. Dalis žuvų maisto gaminama žemės ūkyje, auginant planktoną, taip pat panaudojant žuvų antrines žaliavas, ypatingai žuvų aliejaus gamybai. Didėjantis auginamos žuvies kiekis yra šviežios antrinės žaliavos šaltinis, kurį lengviau rūšiuoti ir laikyti, bei utilizuoti praturtintų produktų gamybai žmonių poreikiams, t.y. maisto priedų ir vaistų gamybai. Šis žaliavų panaudojimas yra perspektyvus. Tokių produktų gamybą paspartintų griežtesni nacionaliniai ir tarptautiniai reguliavimo mechanizmai, kad antrinės žuvų žaliavos nebūtų išmetamos.

Specifinių terminų žodynėlis

1 funkcionalieji maisto priedai palaiko optimalią žmonių sveikatą bei gerą savijautą.
2 gliukozaminas - natūraliai organizme besigaminanti medžiaga, svarbi normaliai sąnarių funkcijai. Jis gaminamas iš krevečių, krabų ir omarų kiautų.
3 chitinas/chitozanas - organinė medžiaga iš kurios susideda nariuotakojų gyvūnų griaučiai.
4 fermentai - baltyminės medžiagos reguliuojančios medžiagų apykaitos procesus.
5 emulsifikuojančios medžiagos - medžiagos leidžiančios sumaišyti ir neatsiskirti dviem nesimaišančioms skysčiams (pvz. aliejus ir vanduo).
6 argininas - tai amino rūgštis (baltymo sudedamoji dalis), kurių vaikų organizmas negali pat gaminti, todėl jie būtinai turi būti gaunami su maistu.
7 rafinavimas - aliejaus valymas, siekiant pašalinti priemaišas, drumzles ir padaryti aliejų skaidriu.
8 balinimas - aliejaus apdorojimas siekiant pašalinti pašalinius pigmentus ir stabilizuoti aliejaus spalvą.



Naudota literatūra:

1.ADLER-NISSEN J (1982), `Limited enzymic degradation of proteins : a new approach in the industrial application of hydrolases', Chem Tech Biotechnol, 32, 138±156.
2.Egidijus Daukšas, Rasa Šlizyte, Turid Rustad, Ivar Storrø, (2004), Bitterness in Fish Protein Hydrolysates and Methods for Removal, Journal of Aquatic Food Products Technology, 13(2), 101-114.  
3.Fereidoon Shahidi. Maximising the value of marine by-products (2007). CRC, USA.
4.GILDBERG A, SIMPSON B, HAARD N (2000), `Uses of enzymes from marine organisms', in Haard NF and Simpson BK, Seafood enzymes, New York, Marcel Dekker, pp. 619±639. ined effects of pH, temperature and E/S ratio on the hydrolysis of dogfish GILDBERG A, ARNESEN JA, CARLEHOG M (2002), `Utilisation of cod backbone by biochemical fractionation', Process Biochem, 38, 475±480.
5.LIASET B, LIED E, ESPE M (2000), `Enzymatic hydrolysis of by-products from the fish-filleting industry; chemical characterisation and nutritional evaluation', J Sci Food Agric, 80, 581±589.
6.Norvegijos žuvininkystės ministerijos ataskaita „Facts about Fisheries and Aquaculture 2009", prieiga per internetą < http://www.fisheries.no > [žiūrėta 2011 11 10] .
7.Rasa Šližytė, Egidijus Daukšas, Eva Falch, Ivar Storrø, Turid Rustad, (2005). Characteristics of protein fractions generated from hydrolysed cod (Gadus morhua) by-products. Process Biochemistry. Process Biochemistry, 40 (6), 2021-2033.
8.RUBIN statistikos duomenys, prieiga per internetą < http://www.rubin.no> [žiūrėta 2012 01 12] .
9.Sigrun Bekkevold, Trude Olafsen. Marine by-products (2007). RUBIN, Norway. [ISBN: 978-82-993089-2-2].

Atgal 0

Rašyti komentarą