CC BY
0УДК 637.5.03
ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ К ПЕРЕРАБОТКЕ СУБПРОДУКТОВ: БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ УСТОЙЧИВОГО ПРОИЗВОДСТВА
Академик, Доктор Технических наук, Профессор, Алматинский Технологический
Университет, Алматы, Казахстан.
АВЫЛОВ ЧОЛПОНКУЛ КЫДЫРМЫШЕВИЧ
Доктор ветеринарных наук, Профессор, Российский биотехнологический университет,
Москва, Российская Федерация
Докторант кафедры ТПП, Алматинский Технологический Университет,
Алматы, Казахстан.
ТОРТАЙ АРСЕН НУРСУЛТАНОВИЧ
Докторант кафедры ТПП, Алматинский Технологический Университет,
Алматы, Казахстан.
ОНГАРБЕК ДИЛЬНАЗ АМИРХАНОВНА
Магистрант кафедры ТПП, Алматинский Технологический Университет,
Алматы, Казахстан.
Аннотация: В статье исследуется инновационные подходы к переработке малоценных мясных субпродуктов, для устойчивого развития мясоперерабатывающей промышленности. В условиях роста населения и увеличения потребления мяса, использование субпродуктов становится важным для обеспечения продовольственной безопасности страны и предоставления населению качественных мясных продуктов. Обсуждается их биологическая и пищевая ценность. Рассматриваются современные методы переработки, такие как ферментация и использование микроорганизмов, которые повышают качество продукции. Подчеркивается необходимость продвижения информации о пользе субпродуктов для преодоления культурных барьеров и оптимизации использования ресурсов, что способствует снижению пищевых отходов.
Кючевые слова: субпродукты, малоценные субпродукты, переработка субпрдуктов, печень, гидролиз.
Введение: Мясоперерабатывающая промышленность играет ключевую роль в поддержке производства животноводческой продукции, обеспечении занятости в сельской местности и снабжении населения не только мясом, но и субпродуктами. В условиях роста мирового населения и повышения уровня доходов потребление мяса продолжает увеличиваться, что требует усиленной работы перерабатывающих предприятий для удовлетворения спроса.
Мясо и мясные продукты являются важным источником полноценного белка, содержащего все необходимые аминокислоты в достаточных количествах для человеческого организма [1]. Длительное воздержание от мяса и мясных продуктов, а также других источников животного белка в рационе человека может привести к белковым дефицитам в организме, что сопровождается нарушениями кроветворения, жирового обмена и уязвимостью к инфекционным и простудным заболеваниям [2]. Суточное потребление животного белка должно составлять около 55% от общего количества белка. [3]
УЗАКОВ ЯСИН МАЛИКОВИЧ
АИТБАЕВА АЗИЗА МУРАТОВНА
Одним из важнейших аспектов решения проблемы дефицита белка в рационе питания является использование не только мяса и мясных продуктов, но и вторичного сырья мясоперерабатывающей отрасли. [4]
Цель статьи: Литературный обзор и анализ научных исследований, посвященных питательной ценности субпродуктов и инновационным биотехнологическим подходам к переработке малоценных мясных субпродуктов, для нахождения исследовательского пробела для проведения дальнейших исследовательских работ.
Субпродукты представляют собой важный компонент продовольственного ресурса, который зачастую недооценивается. В последние годы растет интерес к их рациональному использованию в условиях глобальных экологических и экономических вызовов. Исследования подтверждают их высокую пищевую ценность, обусловленную богатым содержанием белков, липидов, витаминов и минеральных веществ. В то же время субпродукты обладают значительным потенциалом как сырье для производства функциональных и лечебно-профилактических продуктов питания. [5]
Субпродукты первой категории обладают высокой питательной ценностью и могут использоваться для производства лечебно-профилактических продуктов, благодаря содержанию биологически активных веществ. Питательная ценность субпродуктов первой категории равна таковой у «обычного» мяса; однако содержание витаминов и минералов выше.
Пищевая ценность у субпродуктов второй категории ниже из-за высокого содержания соединительных тканей, но они служат так же важным дополнительным источником животного белка. [6]
._1 Субп родукты
1 1
В зависимости от морфологической ценност и
Мясные субпродукты: печень, сердце, легкие, диафрагма, трахея, почки, селезенка, мясные обрезки, вымя, язык, мозг
Мясокостные субпродукты: головы крупного рогатого скота, хвосты.
Слизистые субпродукты: желудки крупного и мелкого рогатого скота, свиные желудки.
Шерстные субпродукты: конечности, губы, уши, хвосты.
В зависимости от пищевой ценност
Первая категория: язык, печень, почки, мозг, сердце, диафрагма, мясные обрезки, мясо головы, хвосты.
Вторая категория: вымя КРС и молочные железы других видов животных, головы, ноги свиные, ноги и путовый сустав говяжьи, конские, верблюжьи; легкие, уши,
желудки, мясо пищевода, губы, рубцы с сетками; калтыкн, сычуги, селезенки, трахеи, книжки, шкурка свиная
Рисунок 1 - Классификация субпродуктов
Белковая составляющая субпродуктов отличается высоким содержанием незаменимых аминокислот, включая лизин, треонин и валин, что делает их полноценным источником белка. Например, содержание белка в печени достигает 18-21%, а в сердце и почках - 1518%. Согласно исследованию, белки субпродуктов характеризуются высокой биодоступностью, что позволяет эффективно использовать их для коррекции белкового дефицита в рационе. Более того, ферментативная обработка субпродуктов, такая как гидролиз, повышает усвояемость белков и способствует образованию пептидов с антиоксидантной и антигипертензивной активностью. [7]
Липидный состав субпродуктов варьируется в зависимости от вида органа и включает как насыщенные, так и ненасыщенные жирные кислоты. Например, печень богата фосфолипидами и жирорастворимыми витаминами A и D, а мозг - источником омега-3-полиненасыщенных жирных кислот (EPA и DHA), необходимых для поддержания работы нервной системы. Однако высокое содержание холестерина в некоторых субпродуктах, таких как мозг и печень, вызывает вопросы относительно их использования в рационе людей с предрасположенностью к гиперхолестеринемии. При этом современные методы переработки, включая ферментацию и экстракцию, позволяют снижать концентрацию холестерина и повышать полезность конечного продукта. [8]
Субпродукты являются уникальным источником биодоступных микроэлементов. Печень содержит до 7 мг железа на 100 г продукта, что делает её идеальным ингредиентом для профилактики железодефицитной анемии, особенно среди женщин и детей. Почечные ткани характеризуются высоким содержанием цинка (4,2-5 мг/100 г), который необходим для функционирования иммунной системы и регуляции гормональной активности. Более того, в сердце и легких выявлены высокие концентрации селена, антиоксидантные свойства которого обеспечивают защиту клеток от окислительного стресса. [9]
Использование субпродуктов в пищевой промышленности позволяет снизить объемы пищевых отходов, что соответствует принципам устойчивого развития. По данным FAO (2022), ежегодно около 20% субпродуктов не используется, что приводит к значительным экономическим потерям. Интеграция субпродуктов в цепочку производства продуктов с высокой добавленной стоимостью способствует оптимизации использования сырьевых ресурсов и снижению себестоимости производства. [10]
Научные исследовании о внедрении субпродуктов в состав мясных продуктов показаны в таблице 1.
Таблица 1 - Исследовании о внедрении субпродуктов в состав мясных продуктов
Наименование мясного продукта и использованные субпродукты Обоснование использования субпродуктов Выводы авторов Источник
Рубленый мясной полуфабрикат (говяжье сердце, печень, почки и язык) Повышение содержания белка и расширение ассортимента продукции. Субпродукты обладают высокой биологической ценностью, что позволяет разрабатывать функциональные и лечебные продукты [11]
Колбасы (говяжьи и птичьи субпродукты) Устранение потери питательных веществ при замораживании и использование высокоценных компонентов пищи. При правильной обработке субпродукты сохраняют значительную питательную ценность [12]
Мясные продукты с белковыми экстрактами из субпродуктов Использование высококачественного белка в виде субпродуктов, одновременно решая проблему приемлемости для потребителей. Протеин, извлеченный из субпродуктов, демонстрирует потенциал, но для его принятия необходимо [13]
просвещение потребителей.
Сосиски и хот-доги Использование Субпродукты [14]
(свиные и говяжьи субпродукты) экономической эффективности и питательных свойств субпродуктов. повышают доступность и устойчивость продукта
Порошкообразный Сокращение количества Богатые белком [15]
белок из отходов и создание порошки из
субпродуктов высокобелковых субпродуктов находят
(побочные продукты компонентов блюд. промышленное и
крупного рогатого диетическое
скота) применение.
Мясные продукты, Повышение экологической Продукты на основе [16]
безопасные для устойчивости и улучшение субпродуктов получают
потребителя питательных свойств. признание благодаря
(говяжьи и свиные просвещению и
субпродукты) прозрачности.
Функциональные Используйте побочные Биоактивные пептиды, [17]
продукты с добавленной продукты убоя для здоровья и устойчивого развития. получаемые из субпродуктов, обладают
стоимостью (различные терапевтическими и питательными
субпродукты) свойствами.
Колбасные изделия Использование крови и Переработка улучшает [18]
(малоценные коллагена для улучшения экономическую и
субпродукты) рецептуры. экологическую устойчивость.
В современном мире актуальной остается проблема переработки побочных продуктов, образующихся в процессе производства продуктов питания. Побочные продукты мясной промышленности включают внутренние органы и части тел сельскохозяйственных животных, получаемые при переработке крупного рогатого скота, мелкого рогатого скота и свиней. Эти субпродукты отличаются структурой, составом, пищевой ценностью, а также термическим состоянием и содержанием основных тканей. Выход субпродуктов составляет в среднем 22% от живой массы крупного рогатого скота, 17% от свиней и 20% от овец и коз
[19].
Переработка субпродуктов животного происхождения в настоящее время является одним из ключевых направлений устойчивого развития мясоперерабатывающей промышленности. Современные методы переработки направлены на снижение экологической нагрузки, повышение экономической эффективности и расширение ассортимента производимой продукции. Инновационные подходы включают биотехнологические, ферментативные и физико-химические методы обработки, позволяющие получить продукты с высокой добавленной стоимостью.
Одним из наиболее перспективных направлений является использование консорциумов микроорганизмов для обработки вторичных мясных материалов. Исследования показали, что применение таких культур, как Lactobacillus bulgaricus, Bifidumbacterium siccum и Staphylococcus carnosus, позволяет улучшить органолептические, физико-химические и микробиологические характеристики готовых мясных продуктов. Например, использование данных консорциумов в производстве колбасных изделий способствует ферментации
коллагенсодержащих материалов, повышая их биологическую ценность и снижая себестоимость производства. Это демонстрирует эффективность биотехнологических методов для переработки вторичных мясных материалов, таких как конина, брюшина и малоценные субпродукты сельскохозяйственных животных. [20]
Ферментативная обработка занимает важное место в переработке субпродуктов. Использование ферментных препаратов, таких как Протепсин, позволяет значительно изменить структуру плотных соединительных тканей. Так, исследования показали, что обработка субпродуктов, таких как губы и уши крупного рогатого скота, приводит к разрушению соединительнотканных мембран, размягчению мышечной ткани и увеличению внутримышечного пространства. Этот метод особенно эффективен для получения сырья, пригодного для дальнейшего использования в производстве коллагенсодержащих гидролизатов, которые востребованы в пищевой и фармацевтической промышленности. [21] Гидролиз коллагенсодержащих субпродуктов, таких как кожа, кости и хрящи, позволяет получать высококачественные белковые гидролизаты, используемые в производстве функциональных продуктов питания. Этот метод предполагает использование кислотно-щелочных и ферментативных процессов для разрушения коллагеновых связей. Полученные гидролизаты характеризуются высокой биодоступностью и могут использоваться как компоненты диетического и лечебно-профилактического питания. [22]
Переработка субпродуктов также играет важную роль в снижении экологической нагрузки. Применение круговой экономики позволяет использовать отходы в качестве сырья для получения новых продуктов, таких как биогаз, биоуголь и удобрения. Это не только уменьшает объемы утилизации, но и снижает риск загрязнения окружающей среды. [23]
Заключение: Методы переработки субпродуктов животного происхождения демонстрируют значительный потенциал для повышения экономической и экологической устойчивости мясоперерабатывающей промышленности. Интеграция инновационных технологий в производственные процессы позволяет максимально эффективно использовать ресурсы и создавать продукты с высокой добавленной стоимостью.
Несмотря на очевидные преимущества, использование субпродуктов в массовом производстве ограничивается культурными и вкусовыми предпочтениями потребителей. Для преодоления этих барьеров требуется активное продвижение научно обоснованных данных о пользе субпродуктов и их роли в здоровом питании. Важным направлением становится разработка продуктов, ориентированных на специфические группы населения, включая детей, пожилых людей и лиц с хроническими заболеваниями.
Субпродукты обладают высоким потенциалом для использования в пищевой промышленности благодаря их уникальному химическому составу и биологической ценности. Развитие технологий переработки и популяризация их преимуществ могут превратить этот источник в важный компонент глобальной продовольственной системы. В условиях роста мирового населения и увеличения нагрузки на ресурсы рациональное использование субпродуктов становится необходимым шагом на пути к обеспечению продовольственной безопасности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лисицын А. Б., Небурчилова Н. Ф., Петрунина И. В. Комплексное использование сырья в мясной отрасли АПК //Пищевая промышленность. - 2016. - №. 5. - С. 58-62.
2. Кузлякина Ю. А., Юрчак З. А., Крюченко Е. В. Экологическая безопасность в мясной отрасли //Электронный сетевой политематический журнал" Научные труды КубГТУ". -2019. - №. 3. - С. 984-992.
3. Небурчилова Н. Ф., Петрунина И. В., Щербинина Е. О. Эффективное использование сырья животного происхождения на предприятиях мясной промышленности //Все о мясе. - 2016. - №. 6. - С. 18-21.
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
4. Журавлева И. Н., Волощенко Л. В. Новое направление использования субпродуктов //ские чтения. Инновационные решения для АПК»(29-30 марта 2022 года): в. - 2022. - С. 92.
5. Smith N. W. et al. Modeling the contribution of meat to global nutrient availability //Frontiers in Nutrition. - 2022. - Т. 9. - С. 766796.
6. Сысоев В. Н. Влияние субпродуктов первой категории на качество колбасы варено-копченой //Актуальные проблемы аграрной науки и пути их решения: материалы конференции (08 декабря 2014 г.).-Самара: Изд-во Самарской ГСХА. - 2015. - С. 288-292.
7. Babicz M. et al. Analysis of technological and consumption quality of offal and offal products obtained from pulawska and polish landrace pigs //Animals. - 2020. - Т. 10. - №. 6. - С. 964.
8. Razmaite V. et al. Fatty acid composition of meat and edible offal from free-living red deer (Cervus elaphus) //Foods. - 2020. - Т. 9. - №. 7. - С. 923.
9. Biel W., Czerniawska-Pi^tkowska E., Kowalczyk A. Offal chemical composition from veal, beef, and lamb maintained in organic production systems //Animals. - 2019. - Т. 9. - №. 8. - С. 489.
10. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO). Состояние пищевых отходов и потерь. - Рим: FAO, 2022. - 148 с. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.fao.org, свободный. - Дата обращения: 25.11.2024.
11. Алибеков Р. С. и др. Исследование новых рубленных полуфабрикатов из субпродуктов //Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. - 2024. - Т. 1. - №. 2 (14).
- С. 105-113.
12. Калюжная Т. В., Орлова Д. А. Зависимость пищевой ценности субпродуктов от термического состояния //Международный вестник ветеринарии. - 2024. - №. 2. - С. 172179.
13. Lavranou G. et al. Valorizing meat by-products for human consumption: understanding consumer attitude formation processes //Frontiers in Animal Science. - 2023. - Т. 4. - С. 1129241.
14. Marti D. L., Johnson R. J., Mathews Jr K. H. Beef and Pork Byproducts: Enhancing the US Meat Industry's Bottom Line //Amber Waves. - 2016. - Т. 9. - №. 3. - С. 3.
15. Daniel, L., Marti., Rachel, J., Johnson., Kenneth, H., Mathews. (2017). Beef and Pork Byproducts: Enhancing the U.S. Meat Industry's Bottom Line. Amber Waves, 3-3. doi: 10.22004/AG.EC0N.121016
16. Llauger M. et al. Consumer attitudes toward consumption of meat products containing offal and offal extracts //Foods. - 2021. - Т. 10. - №. 7. - С. 1454.
17. Alibekov R. S. et al. Review of the slaughter wastes and the meat by-products recycling opportunities //Frontiers in Sustainable Food Systems. - 2024. - Т. 8. - С. 1410640.
18. Joachim, W., Hertrampf., Felicitas, Piedad-Pascual. (2000). Meat By-Product Meals. 291-301. doi: 10.1007/978-94-011 -4018-8_30
19. Лебедева Л. И., Насонова В. В., Веревкина М. И. Использование субпродуктов в России и за рубежом //Все о мясе. - 2016. - №. 5. - С. 8-13.
20. Kobylyatsky, P.S., & Vasyutina, M. (2023). The effect of lactobacilli on the quality characteristics of raw meat for smoked sausages. Collection of scientific papers.
21. Криштафович В. И., Минивалеева Э. И. Ферментативная обработка субпродуктов второй категории //Товаровед продовольственных товаров. - 2014. - №. 3. - С. 45-49.
22. Гиро Т. М. и др. Биомодификация коллагенсодержащих субпродуктов методом ферментативного гидролиза //Техника и технология пищевых производств. - 2019. - Т. 49.
- №. 2. - С. 262-269.
23. Логинов С. В., Луккен А. А., Кузнецова И. Н. Физико-химические основы и экологические аспекты производства черней из отходов и субпродуктов животноводства //дизайн. Материалы. Технология. - 2013. - №. 1. - С. 71-78.
