Биопотенциал вторичного хитинсодержащего сырья и рациональные направления его использования

Хитинсодержащее сырье представлено в основном ракообразными, это крабы, креветки, раки, криль, гаммарус и др. Россия является мировым лидером по добыче камчатских крабов премиум-класса и северных креветок, которые пользуются высоким спросом у населения. После разделки данного сырья остается до 50 % массы хитинсодержащих отходов, которые в нашей стране практически не перерабатываются и утилизируются. Ценное хитинсодержащее сы- рье – мелкий антарктический криль, вылов которого в России должен начаться в ближайшее время в соответствии со Стратегией развития рыбного хозяйства РФ до 2030 года. Россия также богата мелким рачком-бокоплавом гаммарусом, но лишь его незначительная часть используется в аквариумных кормах. Вторичное хитинсодержащее сырье (отходы от разделки крабов, креветок), а также мелкие рачки (криль и гаммарус) являются ценным органическим сырьем для получения кормовых продуктов. Актуально оценить потенциал сырья с учетом возможности переработки на кормовые добавки методом высокотемпературного гидролиза. Показано, что оно содержит полноценные белки с незаменимыми аминокислотами, липиды с полиненасыщенными жирными кислотами, минеральные вещества, углеводы (гликоген и аминополисахарид хитин), каротиноиды и другие биологически активные вещества. В работе представлен анализ вылова сырья, его химический состав, описаны области использования, предложены рациональные направления переработки в пищевых, кормовых и технических целях. Приведены результаты экспериментов по применению высокотемпературного гидролиза для обработки крабовых и креветочных отходов, антарктического криля с получением пептидно-протеиновых и белково-минеральных добавок. Показана рациональность применения продуктов гидролиза в качестве компонентов в специализированном питании, комбикормах для рыбоводства и животноводства, удобрениях. 

1. Потенциал вторичных ресурсов камчатского краба как технологически ценного сырья / С. Н. Максимова, Д. В. Полещук, Е. В. Суровцева, К. К. Верещагина, А. В. Милованов // Пищевая промышленность. 2019. Т. 4. № 4. С. 30–36.

2. Перспективы биомодификации отходов от разделки синего краба Paralithodes platypus / С. Н. Максимова, Д. В. Полещук, К. К. Верещагина, Е. М. Панчишина, Е. В. Суровцева // Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления. 2020. № 3 (78). С. 14–23.

3. Подкорытова А. В., Строгова Н. Г., Семикова Н. В. Комплексная переработка камчатского краба при производстве пищевой продукции и биологически активных веществ // Труды ВНИРО. Серия «Технология переработки водных биоресурсов». 2018. Т. 172. С. 198–212.

4. Игнатова Т. А., Родина Т. В., Подкорытова А. В. Биотехнологическая конверсия отходов от разделки краба Paralithodes camtschaticus при получении кормовой добавки с хитином // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии имени Ю. А. Овчинникова. 2015. Т. 11. № 1. С. 20–27.

5. Шевченко Д. Г., Передня А. А. Отходы переработки сырья крабового промысла как перспективный компонент комбикормов. ФГУП «ВНИРО», ЗАО "Рыболовецкий колхоз "Восток-1". URL: https://akvarium-moskva.ru/science/rubbish.html (дата обращения: 25.02.2023).

6. Перспективы переработки гепатопанкреаса камчатского краба / Т. Пономарева, М. Тимченко, М. Филиппов, С. Лапаев, Е. Согорин // Фундаментальная и прикладная биохимия ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований РАН». Опубл. 2.01.2021. URL: https://www.mdpi.com/2313-4321/6/1/3 (дата обращения: 25.02.2023).

7. Биотехнология переработки мелких креветок для использования в пищевых продуктах / А. П. Ярочкин, Г. Н. Тимчишина, В. Н. Акулин и др. // Известия ТИНРО. 2020. Т. 200. Вып. 2. С. 460–485.

8. Исследование возможности применения отходов креветки северной Pandalus borealis для обогащения продуктов питания / М. В. Киселева, О. В. Табакаева, Г. С. Татаренко, С. А. Комлев // Пищевая промышленность. 2017. № 1. С. 20–24.

9. Исследование процесса автопротеолиза отходов от разделки синего краба (Paralithodes platypus) / С. Н. Максимова, Д. В. Полещук, К. К. Верещагина [и др.]. // Пищевая промышленность. 2021. № 7. С. 20–23.

10. Seafood waste: a source for preparation of commercially employable chitin/chitosan materials / M.Yadav, P.Goswami, K.Paritosh et al. // Bioresour. Bioprocess. 2019. V. 6. N 8, https://doi.org/10.1186/s40643-019-0243-y.

11. Процесс получения ферментативных гидролизатов из отходов переработки креветки северной / М. В. Киселева, О. В. Табакаева, Т. К. Каленик [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 4. С. 635–642, https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-4-635-642.

12. Самсонов М. В., Винокур М. Л., Андреев М. П. Сравнительный анализ выделения астаксантина из панцирных отходов ракообразных с использованием ферментных препаратов трипсин, химотрипсин, протосубтилин // Известия КГТУ. 2017. № 44. С. 150–160.

13. Самсонов М. В., Винокур М. Л., Андреев М. П. Исследование процесса гидролиза панцирных отходов вареной креветки с использованием протосубтилина // Известия КГТУ. 2017. № 46. С. 90–101.

14. Благодуров И. С. Современные технологии добычи антарктического криля и перспективы их развития // Современные научные исследования и инновации. 2020. № 8. URL: https://web.snauka.ru/issues/2020/08/92985 (дата обращения: 25.02.2023).

15. Андреев М. П. Антарктический криль (Euphausia superba) – прошлое, настоящее и будущее. Развитие технологии переработки // Вопросы рыболовства. 2021. Т. 22. № 1. С. 5–15.

16. Винокур М. Л. Использование гидролизата антарктического криля (Euphausia superba) в технологии имитированного фарша // Известия КГТУ. 2021. № 63. С. 58–65.

17. Корляков К. А., Шапошников В. В. Некоторые данные по химическому составу гаммаруса из озера Кадкуль (Челябинская область) // Вестник совета молодых ученых и специалистов Челябинской области. 2017. Т. 1. № 4 (19). С. 3–4.

18. Гартман О. Р., Воробьева В. М. Технология и свойства хитозана из рачка гаммарус // Фундаментальные исследования. Фармацевтические науки. 2013. № 6. Ч. 5. С. 1188–1192.

19. Григорьева Е. В., Мезенова О. Я. Комплексная переработка балтийского гаммаруса с целью получения хитина, хитозана и белкового гидролизата // Известия вузов. Пищевая технология. 2007. № 3. С. 30–32.

20. Инновационные пищевые биотехнологии водных биологических ресурсов: учебное пособие / О. Я. Мезенова, Л. С. Байдалинова, Н. Ю. Ключко, Е. С. Землякова, С. В. Агафонова, Н. Ю. Мезенова, Е. В. Лютова; отв. ред. О. Я. Мезенова. Калининград: Изд-во ФГБОУ ВО «КГТУ». 2021. 323 с.

21. Способ получения пищевых добавок из вторичного рыбного сырья с применением гидролиза: пат. 2681352 Рос. Федерация. № 2018103795/10 / Мезенова О. Я., Агафонова С. В., Байдалинова Л. С., Городниченко Л. В., Волков В. В., Мезенова Н. Ю., Гримм Т., Хелинг А.; заявл. 31.01.2018; опубл. 06.03.2019. Бюл. № 12. 18 с.

22. Применение пептидных и липидных композиций, получаемых при гидролизной переработке коллагенсодержащих тканей / О. Я. Мезенова, Д. Тишлер, С. В. Агафонова, Н. Ю. Мезенова, В. В. Волков, Д. А. Бараненко, Т. Гримм, С. Ридель // Вестник Международной академии холода. 2021. № 1. С. 46–58.

23. Применение продуктов гидролиза шпротных отходов при кормлении европейского сига Coregonus lavaretus в аквакультуре / О. Я. Мезенова, Д. С. Пьянов, С. В. Агафонова, Н. Ю. Романенко, В. В. Волков, Н. С. Калинина // Рыбное хозяйство. 2022. № 3. С. 54–61.

24. Оценка питательной ценности комбикормов для лососевых с добавлением продуктов гидролиза шпротных отходов / О. Я. Мезенова, Д. С. Пьянов, С. В. Агафонова, Н. Ю. Романенко, В. В. Волков, Н. С. Калинина, Т. Мерзель // Известия КГТУ. 2022. № 67. С. 32–47. DOI 10.46845/1997-3071-2022-67- 32-4.

25. Максимова С. Н., Сафронова Т. М., Полещук Д. В. Хитиновые материалы в технологии водных биоресурсов. СПб: Лань, 2017. 176 с.

26. Хитозансодержащие биологически активные добавки к пище в рационализации питания населения / А. И. Албулов, М. А. Фролова, О. В. Буханцев, В. М. Быкова, С. В. Немцев, Б. А. Комаров // Рыбпром. 2010. № 2. С. 25–28.

27. Philibert T., Lee B. H. Fabien N. Current status and new perspectives on chitin and chitosan as functional biopolymers // Appl Biochem Biotechnol. 2017. V. 181. P. 1314–1337.

28. Novel biological and chemical methods of chitin extraction from crustacean waste using saline water / V. L. Pachapur, K. Guemiza, T. Rouissi, S. J. Sarma, S. K. Brar // J. Chem Technol Biotechnol. 2016. V 91(8). P. 2331–2339.

29. Автопротеолизаты из креветок и их использование / И. М. Виговская, А. Н. Баштовой, Г. Н. Тимчишина [и др.] // Инновации в биотехнологии аквакультуры и водных биоресурсов Японского моря: Материалы международной научной конференции. ДФУ. Владивосток, 2016. C. 67–72.

30. Bioconversion of shrimp waste Penaeus merguiensis using lactic acid fermentation: an alternative procedure for chemical extraction of chitin and chitosan / F. Sedaghat, M. Yousefzadi, H. Toiserkani, S. Najafipour // Int. J. Biol Macromol. 2017. V. 104. P. 883–888.