Новые аспекты безотходного использования вторичного сырья коневодства в Якутии

РезюмеВ питании населения Якутии особо ценится мясо 6-месячного молодняка и местных табунных лошадей за высокую пищевую ценность, отличные вкусовые качества и диетические свойства. Помимо мяса при первичной переработке получают ряд других продуктов убоя - субпродукты, кишечное сырье, внутренний жир, кровь и др. Многие из них не используются полностью. Актуальность данной работы заключается в исследовании возможностей безотходного использования продукции из якутской лошади. Проведены биохимические исследования состава вторичных продуктов убоя (жир, кровь, субпродукты, кишечное сырье), получен концентрат из внутреннего жира жеребят, сухая кровь. Внутренний жир якутской лошади по содержанию полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) превосходит показатели ПНЖК подкожных жиров. Содержание линолевой кислоты составило 10,91-12,25%. Испытан низкотемпературный способ выделения жира, получено жиросодержащее сырье с содержанием ПНЖК около 23%. Убойная кровь является ценным сырьем для производства пищевых продуктов диетического (профилактического) назначения в качестве источника железа, аминокислот и других компонентов. Содержание железа в высушенной в инфракрасной сушилке крови лошадей колебалось в незначительных пределах от 216,8 до 242,0 мг/кг, что говорит о стабильном уровне обеспеченности лошадей этим элементом. Массовая доля белка в сухой крови половозрелых кобыл (8-19 лет) составила 87%. Результаты исследования субпродуктов молодняка якутской лошади показали, что из субпродуктов I категории белком богаты печень, сердце, почки (от 19,1±0,1 до 22,0±0,1%). Высоким содержанием жира отличается пищевод (22,3±0,1%). Желудок и кишечник отличаются высоким содержанием золы (от 3,2±0,2 до 8,0±0,7%).

Ключевые слова:якутская лошадь,внутренний жир,полиненасыщенные жирные кислоты, убойная кровь, инфракрасная сушка, сухая кровь

Вопр. питания. 2018. Т. 87, № 4. С. 87-92. doi: 10.24411/0042-8833-2018-10046.

Табунное коневодство в Якутии - традиционная отрасль животноводства, специализирующаяся на производстве мяса. Помимо мясных туш, при пер­вичной переработке получают субпродукты, внутрен­ний жир, кровь и другие продукты убоя. Наибольший интерес представляет внутренний жир. Выход внутрен­него жира в зависимости от возраста, породы и типа якутской лошади варьирует: у кобылы старше 5 лет -7,66-15,3 кг, у молодняка 2,5 года - 1,9-3,5 кг, у 6-месячных жеребят - до 2,9 кг. Внутренний жир якутской лошади представлен уникальным составом, отлича­ется от жиров других животных низкой температурой плавления, высокой усвояемостью, что определяется высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот. Холестерин и фракция ненасыщенных жирных кислот находятся в выгодном сбалансированном состоянии. Конские жиры имеют высокое йодное число, легко­плавки, содержат полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), витамин А [1, 2]. Якутские лошади способны переносить колебания температуры в широком диапа­зоне: от -70 до +45 °C. Способность выживать при таких амплитудах обусловлена биохимическими изменениями обмена веществ в сторону накопления ПНЖК.

Убойная кровь также является высокоценным сырьем и может служить ингредиентом для производства пище­вых продуктов в качестве источника железа, аминокис­лот и других компонентов. Наблюдаются существенные сезонные изменения качественных и количественных показателей крови, большинство компонентов которой достигают своего максимального значения в зимний период [3].

Цель работы - исследовать возможности использова­ния продукции табунного коневодства для производства продуктов функционального назначения.

Материал и методы

Для исследования были отобраны пробы жира ло­шади янского и коренного типов якутской породы с разных частей туши - подкожный, внутренний, шейный, брюшной. Пробы жира были отобраны во время массо­вого забоя лошадей при достижении стабильной низкой температуры от -20 до -30 °C в конце октября - начале ноября. Сразу после убоя жировое сырье очищали от загрязнений, сгустков крови и бахромок мышечной ткани и замораживали при температуре от -25 до -30 °С. Для выделения жира из жира-сырца выбрали низко­температурный способ, имеющий следующие техноло­гические параметры: измельчение сала температурой -10...-5 °C до размера частиц 3-4 мм, центрифугирова­ние при 600g в течение 45 мин с последующим сепари­рованием [4]. Состав жирных кислот определяли в лабо­ратории ФГБНУ "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова" РАН (Москва). Липиды из об­разцов выделяли экстракцией хлороформ/метанолом по методу Фолча. Чистоту выделенных липидов проверяли методом тонкослойной хроматографии. Состав жирных кислот определяли, используя газовый хроматограф НР 6890 ("Hewlett Packard", США) [5, 6].

Пробы крови на пищевые цели отбирали только от здоровых животных. Убойная кровь была заготов­лена в стационарных условиях в пунктах заготовки крови в специальные стандартные полимерные кон­тейнеры объемом 250, 500 см3. Каждая партия крови была дефибринирована. Набранное количество крови замораживали естественным холодом или в моро­зильных камерах. Биохимический состав крови ис­следовали в аккредитованном испытательном центре ФГБНУ "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова" РАН стандартизованными анали­тическими методами [6]. Сушку проводили с исполь­зованием инфракрасной сушилки для обеспечения максимального сохранения свойств и биологической пол­ноценности белков крови. Полная сушка крови с исполь­зованием инфракрасного излучения достигается через 140 мин. Для определения макро- и микроэлементов цельную кровь высушивали при 70-80 °C до постоянной массы. Высушенную кровь измельчали в мельнице.

Биохимический состав субпродуктов и кишечного сырья исследовали с использованием спектрального анализатора ближней инфракрасной спектроскопии NIR SCANNER model 4250 ("Пацифик Сайентифик", США).

Статистическую обработку данных проводили с ис­пользованием программного пакета Excel for Windows XP 2002, данные выражали как M±m, где M - среднее арифметическое, m - ошибка среднего. Степень досто­верности выявленных различий определяли с использо­ванием f-критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение

Изучен биохимический состав жира лошади якутс­кой породы по различным анатомо-топографическим частям туши. Выявлено содержание 38 жирных кислот, из них 10 жирных кислот обнаружены в наибольшем количестве. На долю насыщенных жирных кислот прихо­дится от 32,88 до 38,65%, на долю мононенасыщенных -29,11-34,48%, ПНЖК - от 20,40 до 29,14% от общего со­держания кислот.

Состав жирных кислот в различных анатомо-топографических частях туши якутской лошади существенно ва­рьирует. Так, наибольшая доля атерогенно действующих насыщенных кислот сконцентрирована в брюшном жире у янского типа якутской лошади (38,65%) и у коренного типа лошади (37,18%), а наименьшая - в шейном жире янского типа якутской лошади (33,22%) и в подкожном жире коренного типа якутской лошади (32,82%). Среди них преобладает пальмитиновая кислота, ее особенно много в подкожном (19,34%) и брюшном (20,82%) жире.

Для животных жиров характерно высокое содержа­ние пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот, суммарное количество которых может превышать 3/4 от общей суммы жирных кислот, входящих в состав жира [2]. В жирах якутской лошади наибольшую долю составляют пальмитиновая - от 15,15-16,43 до 19,34­20,82%, олеиновая - от 19,14-20,4 до 21,95-23,22% и линоленовая - от 10,91-12,25 до 17,35-18,91% кислоты в разных частях туши, сумма которых превышает поло­вину от суммы жирных кислот.

Наибольшую ценность представляют ПНЖК, которые крайне необходимы для поддержания нормального здо­ровья человека. Содержание ПНЖК в жире якутской ло­шади в 3,5 и 2,2 раза превышает уровни ПНЖК оленьего и свиного жиров соответственно [2].

Содержание ПНЖК в жировой части мяса якутских лошадей, как правило, выше, чем в говяжьем жире, особенно в мясе 6-месячных жеребят (5-кратная разница). Причем ПНЖК представлены в основном α-линоленовой и линолевой кислотой [7].

Известно, что в жирах наземных животных из ПНЖК обычно преобладают жирные кислоты семейства ω-6, а представители семейства ω-3, как правило, преобла­дают в жирах морских организмов и в масличных куль­турах [3, 8, 9]. В жире якутской лошади по сравнению с оленьим и свиным жиром отмечается довольно высо­кое содержание ПНЖК семейства ω-6, концентрация которых составляет от 15,49 до 21,07% от суммы жирных кислот. При этом следует отметить, что из всех исследо­ванных образцов жира только внутренний жир якутской лошади имеет наибольшую концентрацию α-линолено-вой (ПНЖК семейства ω-3) кислоты - 3,7-3,87%. В олень­ем и свином жирах она составляет 0,6 и 1,5%, что в 6,3 и 2,5 раза меньше, чем в жире якутской лошади [2].

Таким образом, жир лошади якутской породы обла­дает широким спектром жирных кислот, со значитель­ной концентрацией ПНЖК семейства ω-6 в брюшном жире туши и семейства ω-3 - во внутреннем жире.

Помимо изучения биохимического состава жира якут­ской лошади были сделаны первые попытки по выделе­нию липидов из жира с целью получения содержащего ПНЖК сырья. Для выделения жира из жира-сырца был выбран низкотемпературный способ. В табл. 1 представ­лены основные жирные кислоты, которые присутствуют в составе жира в наибольшем количестве.

Из данных табл. 1 видно, что в составе жирового сырья якутской лошади, полученного низкотемпера­турным способом, из ПНЖК в достаточном количестве присутствуют линолевая и γ-линоленовая кислоты. На­ибольшее количество линолевой кислоты содержалось во внутреннем и брюшном жире молодняка. Максималь­ное содержание γ-линоленовой кислоты наблюдалось в составе жира, выделенного из внутреннего жира-сырца молодняка якутской лошади, а наименьшее -в жире, выделенном из подкожного жира взрослой ло­шади якутской породы [10].

При сравнении показателей внутреннего жира, полу­ченного низкотемпературным способом, и жира-сырца, видно, что содержание α-линоленовой кислоты снизи­лось. Это объясняется тем, что α-линоленовая кислота -3) очень неустойчива по отношению к технологичес­ким процессам.

При низкотемпературном способе получения жира общая сумма ПНЖК не меняется, но сумма эссенциальных жирных кислот семейства ω-3 уменьшается.

Таким образом, внутренний жир лошади якутской породы может служить высокоценным сырьем, содер­жащим ПНЖК.

Кровь якутских лошадей является источником железа и аминокислот. Отобранные для анализа пробы крови после размораживания были высушены в инфракрас­ной сушилке до постоянной массы. Содержание железа в сухой крови лошадей колебалось в незначительных пределах от 216,8 до 242,0 мг/кг, что говорит о стабильном уровне обеспеченности лошадей этим микроэлементом.

Содержание белка в сухой крови кобыл зависит в ос­новном от их возраста и физиологического состояния. По данным табл. 2, существенных колебаний в массовой доле белка крови не отмечалось, так как все исследо­ванные животные были одного возрастного состава -половозрелые кобылы 8-19 лет.

Сухая кровь якутских лошадей содержит пептиды, аминокислоты, гормоны, нуклеотиды, минеральные ве­щества и витамины [11]. Сравнительно высокое содер­жание железа в крови позволяет отнести его к перспек­тивному сырью как дополнительный источник железа.

Был определен выход сырья и продукта от 1 головы животного [12]. Установлено, что от 1 головы лошади якутской породы можно получить в зависимости от возраста, упитанности и породы от 3 до 6 кг внут­реннего жира, содержащего 23% ПНЖК. Таким обра­зом, от молодняка можно получить 2400-2700 г жира и, соответственно, 690 г ПНЖК и от взрослой лошади -4800-5400 г жира и, соответственно, 1380 г ПНЖК.

От 1 головы лошади якутской породы можно получить от 800 до 1600 г сухой крови.

Результаты исследования субпродуктов якутской лошади показали, что из субпродуктов I категории белком богаты печень, сердце, почки (от 19,1 ±0,1 до 22,0±0,1%), а в языке его меньше в 2 раза. Другие субпродукты (пищевод, желудок, кишечник) содержат мало белка. В субпродуктах I категории мало жира, а кишечник содержал в 2 раза меньше жира, чем пище­вод и желудок. Высоким содержанием жира отличался пищевод (22,3±0,1%). По содержанию золы субпродукты I категории не отличаются от мяса якутской лошади, а желудок и кишечник отличаются высоким содержа­нием золы (от 3,15±0,21 до 8,02±0,73%). По энергети­ческой ценности субпродукты I категории, кишечник уступают мясу, а пищевод, пилорическая часть желудка, желудок по энергетической ценности не уступают, так как богаты жирами. Содержание кальция в субпродук­тах варьировало от 0,14 до 0,23%, а фосфора - от 0,54 до 0,82%. Это указывает на то, что в субпродуктах кальция и фосфора в 2 раза больше, чем в конине, поэтому они являются одним из источников восполнения дефицита этих элементов в рационе человека. Из субпродуктов печень, пищевод, пилорическая часть желудка богаче цинком, чем диафрагма, желудок и кишечник. Все суб­продукты туши 6-месячного молодняка богаты железом и особенно хромом [13].

Заключение

Проведенные исследования выявили новые аспекты безотходного использования вторичного сырья коне­водства Якутии. Полученные результаты позволяют сде­лать вывод о том, что жир и кровь можно использовать в качестве функциональных ингредиентов, а разрабо­танные способы переработки дают возможность исполь­зования ранее невостребованного вторичного сырья продуктов убоя якутской лошади. Данные разработки способствуют ресурсосбережению и безотходному ис­пользованию убойного сырья и отвечают потребитель­ским предпочтениям местного населения республики, являются одним из путей восполнения дефицита живот­ного белка, ПНЖК и железа.

Финансирование. Научно-исследовательская ра­бота проведена в рамках выполнения государствен­ных заданий Минобрнауки России № 0821-2016-0005 и 17.6344.2017/БЧ, Госконтракта № 1148 и научного про­екта РГНФ №17-21-08001-ОГН.

Литература

1. Абрамов А.Ф., Петрова Л.В. Содержание жирных кислот в мясе жеребят якутской лошади // Докл. Рос. акад. с.-х. наук. 2010. № 3. С. 56-57.

2. Иванкин А.Н. Жиры в составе современных мясных продуктов // Мяс. индустрия. 2007. № 5. С. 8-13.

3. Алексеев Н.Д., Неустроев М.П., Иванов Р.В. Биологические осно­вы повышения продуктивности лошадей : монография. Якутск : ГНУ ЯНИИСХ СО РАСХН, 2006. 280 с.

4. Петрова М.С. Обоснование и разработка технологии биологи­чески активной добавки к пище "Лецитин в тюленьем жире" : автореф. дис. ... канд. тех. наук, М., 2009.

5. Лисицын А.Б., Иванкин А.Н., Неклюдов А.Д. Методы практи­ческой биотехнологии. Анализ компонентов и микропримесей в мясных и других пищевых продуктах : монография. М. : ВНИИМП, 2002. 402 с.

6. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов / под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. М. : Брандес-Медицина, 1998. С. 84-93.

7. Кривошапкин В.Г., Мордовская В.И. Роль полиненасыщенных жирных кислот ω (омега)-3 жеребятины в профилактике ате­росклероза среди коренного населения Севера // Устойчивое развитие табунного коневодства : материалы научно-практической конференции I международного конгресса по табунному коневодству. Якутск, 2008. С. 93-97.

8. Кайзер А.А., Шелепов В.Г. Биохимические показатели жира кольчатой нерпы Таймыра // Сибир. вестн. с.-х. науки. 2010. № 3. С. 59-63.

9. Шмаков П.Ф., Чаунина Е.А., Лошкомойников И.А., Пузиков А.Н., Амиранашвили Е.И. Жирнокислотный состав масел семян раз­личных сортов масличных культур сибирской селекции // Глав­ный зоотехник. 2014. № 3. С. 18-27.

10. Васильева В.Т., Иванов Р.В., Слободчикова М.Н., Ильин А.Н. Жирнокислотный состав липидов жировой ткани якутской лошади // Липидология - наука XXI века : материалы I Международной научно-практической Интернет-конференции. 2014. С. 54-58.

11. Васильева Р.Е., Васильева В.Т., Иванов Р.В. Переработка вто­ричного сырья (крови) убоя якутской лошади // Вестн. Бурят. гос. с.-х. акад. им. В.Р. Филиппова. 2014. № 3 (36). С. 128-132.

12. Slobodchikova M.N., Vasileva V.T., Ivanov R.V., Vasileva R.E., Stepanov K.M., Permyakova P.F. Possibility of using internal fat of young Yakut horse // Biosci. Biotechnol. Res. Asia. 2015. Vol. 12, N 2. P. 1281-1285.

13. Абрамов А.Ф., Степанов К.М. Качество мяса, субпродуктов и молока у якутской лошади // Коневодство и конный спорт. 2006. № 2. С. 31-34.

References

1. Abramov A.F., Petrova L.V. The content of fatty acids in the meat of the Yakut horse foals. Doklady Rossiyskoy akademii sel'skokhozyaystvennykh nauk [Reports of the Russian Academy of Agricultural Sciences]. 2010; (3): 56-7. (in Russian)

2. Ivankin A.N. Fats as part of today's meat products. Myasnaya industriya [Meat Industry]. 2007; (5): 8-13. (in Russian)

3. Alekseev N.D., Neustroev M.P., Ivanov R.V. Biological bases of increasing productivity of horses: Monograph. Yakutsk: GNU YaNIISKh SO RASKhN, 2006: 280 p. (in Russian)

4. Petrova M.S. Justification and development of technology of biologi­cally active food additives "Lecithin in seal fat": Autoabstract of Diss. Moscow, 2009. (in Russian)

5. Lisicyn A.B., Ivankin A.N., Neklyudov A.D. Methods of practical biotech­nology. Analysis of components and micro-impurities in meat and other food products: monograph. Moscow: VNIIMP, 2002: 402 p. (in Russian)

6. Guidance on food quality and safety analysis methods. In: I.M. Skurikhin, V.A. Tutel'yan. Moscow: Brandes-Meditsina, 1998: 84-93. (in Russian)

7. Krivoshapkin V.G., Mordovskaya V.I. The role of polyunsaturated fatty acids ω (omega)-3 foals in the prevention of atherosclerosis among the indigenous population of the North. In: Sustainable Development of Horse Breeding: Materials of Scientific Practice Conference of I International Congress on Horse Breeding. Yakutsk, 2008: 93-7. (in Russian)

8. Kayzer A.A., Shelepov V.G. Biochemical parameters of fat of ringed seal Taimyr. Sibirskiy vestnik sel'skokhozyaystvennoy nauki [Sibe­rian Bulletin of Agricultural Science]. 2010; (3): 59-63. (in Russian)

9. Shmakov P.F., Chaunina E.A., Loshkomojnikov I.A., Puzikov A.N., Amiranashvili E.I. Fatty acid composition of seed oils of different varieties of oil crops of Siberian selection. Glavniy zootekhnik [Chief Zootechnician]. 2014; (3): 18-27. (in Russian)

10. Vasil'eva V.T., Ivanov R.V., Slobodchikova M.N., Il'in A.N. Fatty acid composition of fatty tissue lipids of Yakut horse. In: Lipidology - Sci­ence of the XXI Century: Materials of the I International Scientific and Practical Internet Conference. 2014: 54-8. (in Russian)

11. Vasil'eva R.E., Vasil'eva V.T., Ivanov R.V. Processing of second­ary raw materials (blood) of the Yakut horse slaughter. Vestnik Buryatskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaystvennoy akademii im. V.R. Filippova [Bulletin of the Buryat State Agricultural Academy named after V.R. Filippov]. 2014; 3 (36): 128-32. (in Russian)

12. Slobodchikova M.N., Vasileva V.T., Ivanov R.V., Vasileva R.E., Stepanov K.M., Permyakova P.F. Possibility of using internal fat of young Yakut horse. Biosci Biotechnol Res Asia. 2015; 12 (2): 1281-5.

13. Abramov A.F., Stepanov K.M. The quality of meat, offal and milk from the Yakut horse. Konevodstvo i konniy sport [Horse Breading and Equestrian Sport]. 2006; (2): 31-4. (in Russian)