Использование продуктов лососевых рыб в качестве биотехнологического сырья

Использование продуктов лососевых рыб в качестве биотехнологического сырья

Введение

Лососи (лат. Salmonidae) - единственное семейство рыб в отряде лососеобразных (Salmoniformes).

Лососевые - одни из важнейших промысловых рыб мира. Мясо всех лососевых нежное, жирное, превосходно на вкус. Из рыб семейства лососевых приготовляют ценные гастрономические товары: икру, балычные изделия, натуральные консервы, слабосоленую рыбу. В кулинарии эти товары используют для приготовления деликатесных холодных закусок, а свежую рыбу - для первых и вторых блюд. Икра лососевых благодаря содержащимся в ней витаминам и минеральным веществам является одним из самых полезных продуктов на земле.

Кроме того, благодаря оптимальному жирнокислотному составу липидов и наличию в тканях активных протеаз, мясо лососевых является важным биотехнологическим сырьем.

Целью данной работы является: изучить использование продуктов лососевых рыб в качестве биотехнологического сырья .

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1.    Рассмотреть научную систематику рыб семейства Лососевые.

2.      Изучить образ жизни и жизненный цикл лососевых рыб.

.        Описать биохимическую ценность красной икры.

.        Изучить биохимическую ценность липидов лососевых рыб.

.        Изучить способы получения и применение биологически активных веществ из мышечной ткани и молок лососевых рыб (препаратов ПНЖК, ДНК, протеаз).

1. Лососёвые рыбы

Научная классификация:

Царство: Животные

Тип: Хордовые

Класс: Лучепёрые рыбы

Отряд: Лососеобразные (Salmoniformes)

Семейство: Лососёвые (Salmonidae)

К семейству лососевых относятся рыбы, имеющие один настоящий спинной плавник и один жировой. В спинном плавнике бывает от 10 до 16 лучей. Второй, жировой плавник не имеет лучей. Лососевые - проходные и пресноводные рыбы северного полушария; они обитают в Европе, Северной Азии (на юг до верхнего течения р. Янцзы), в горных ручьях Северной Африки и в Северной Америке. В южном полушарии лососевых, кроме акклиматизированных человеком, нет. Лососевые - рыбы, легко изменяющие образ жизни, внешний вид, окраску в зависимости от внешних условий. [3]

Рис. 1. Представители семейства лососевых : 1 - нельма; 2 - муксун; 3 -чир

1.1 Классификация

Семейство делится на 3 подсемейста: сиговые (3рода), собственно лососевые (7 родов) и хариусовые (1 род). [4]

Подсемейство Лососевые (лат. Salmoninae). К подсемейству Лососевые относятся рыбы крупной или средней величины, с мелкой чешуей, большой пастью с хорошо развитыми зубами. Питание у лососевых хищное или смешанное. Рыбы этого подсемейства имеют вне периодов брачного наряда очень красивое по цвету мясо.

Роды:

§ Ленок (Brachymystax)

§  Таймень (Hucho)

§  Тихоокеанский лосось (Oncorhynchus)

вид: - O. keta - кета;

O. masu - сима.

§ Сахалинский таймень (Parahucho)

§  Благородные лососи (Salmo)

вид: - S. salar - атлантический лосось;

S. gairdneri - стальноголовый лосось.

§ Голец (Salvelinus)

вид: - S. fontinalis - американская палия;

S. malma - мальма.

§ Длинноперая палия (Salvethymus)

Икра у рыб этого семейства очень крупная (от2 до 7 мм в диаметре), красно-оранжевая или оранжевая.

Ленок - пресноводная рыба. Род содержит только один вид, но есть две ярко выраженные формы - острорылая и тупорылая. Распространена в реках и горных озёрах Сибири и Дальнего Востока, Китая, Монголии а также в Западной Корее, западнее Óðàëà <#"807813.files/image002.jpg">

Рис 2. Белорыбица, нельма (Stenodus leucichthys)

Подсемейство Хариусовые (лат. Thymallinae). Хариусовые очень близки к подсемейству лососевых. От собственно лососевых хариусы отличаются очень длинным и высоким спинным плавником, содержащим от 17 до 24 лучей. У некоторых видов он принимает форму шлейфа и нередко очень ярко окрашен. В подсемействе хариусовых лишь один род Хариусы (Thumallus). Все хариусы - пресноводные рыбы, обитающие в небольших быстрых речках и холодных озерах Европы, Азии и Северной Америки. [4]

Рис 3. Хариус сибирский (Thymallus arcticus)

.2 Происхождение

Лососеобразные рыбы известны с мелового периода <#"807813.files/image004.jpg">

Основная биологическая роль ПНЖК - структурно-функциональная организация клеточных мембран, биосинтез эйкозаноидов - медиаторов реакций метаболизма. Под термином эйкозаноиды объединяют простагландины, простациклины, тромбоксаны, образующиеся из ПНЖК под действием фермента циклооксигеназы, и лейкотриены, образующиеся под действием липоксигеназы. Эйкозаноиды обладают чрезвычайно широким спектром действия.[2]

Образующиеся из эйкозапентаеновой кислоты (ПНЖК Ω-З) - расширяют сосуды, способствуют снижению артериального давления и свертываемости крови, препятствуют развитию бронхоспазма, воспалительных и аллергических реакций. Докозагексаеновая кислота (ПНЖК Ω-3) трансформируется в эйкозаноиды медленнее, чем эйкозапентаеновая кислота. Однако она является важным компонентом мембран клеток ЦНС, накапливается в синапсах, фоторецепторах, сперматозоидах. ПНЖК Ω-6, также как и ПНЖК Ω-3, участвуют в биосинтезе эйкозаноидов, способствуют улучшению обмена веществ.[2]

В таблице 4 приведено содержание в жире лососевых эйкозапентаеновой (ЭПК), докозагексаеновой (ДГК) кислот, а также коэффициент биологической значимости жира (Кбзж).

Таблица 4

Содержание ЭПК, ДГК, массовая доля жира и коэффициент его биологической значимости [1]

Кбзж вычисляется по отношению суммы ω-3 полиненасыщенных жирных кислот ЭПК и ДГК к массовой доле жира (общих липидов) в пищевом сырье или продукте в процентах или долях единицы. У дальневосточных лососевых зафиксированы средние значения коэффициента биологической значимости жира. [1]

Назначение ПНЖК эффективно для снижения риска возникновения атеросклероза (благодаря гипохолестеринемическому и гипотриглицеридемическому действию), гипертонической болезни и других сердечно-сосудистых заболеваний, предотвращения тромбообразования, нарушения мозгового кровообращения, укрепления иммунной системы, нормализации работы желез внутренней секреции, в частности, надпочечников и половых желез, при онкопатологии, бронхиальной астме, ревматоидном артрите, язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, дисбактериозе, сахарном диабете, рассеянном склерозе, заболеваниях печени, для улучшения состояния кожи и волос.[5]

.3.3 Производство концентратов ПНЖК из жира лососевых рыб

Жирнокислотный состав лососевых рыб зависит от нерестовых изменений. В таблице 1 приведен жирнокислотный состав липидов тихоокеанских лососей.

Таблица 5

Жирнокислотный состав липидов тихоокеанских лососей во время нерестовой миграции, % [1]

Содержание липидов в мясе кеты 6,4 и 5,0%, горбуши - 6,5 и 5,2% (первые цифры - без брачного наряда, последние - с брачным нарядом).

У нерестовых дальневосточных лососевых рыб до нереста уменьшается в общем содержание полиненасыщенных жирных кислот.

Как видно из таблицы 1, липиды лососевых рыб богаты жирными кислотами, при этом содержание ω-3 жирных кислот значительно превосходит содержание ω-6 жирных кислот.

В связи с особой биологической ценностью рыбных жиров во всем мире возрос интерес не только к их очистке для пищевого использования, но и к получению из рыбных жиров дорогостоящих концентратов эйкозапентаеновой (ЭПК) и докозагексаеновой (ДГК) кислот. В связи с успешным применением этих кислот для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, неврологических и обменных нарушений, а также других расстройств и ряде зарубежных стран (США, Японии, Норвегии) разработаны методы получения концентратов ЭПК и ДГК.

J. Spinelly (Center Utilization Research Division, США) предложил метод, позволяющий получать концентрат ω-3 жирных кислот. По этому методу рыбный жир, богатый ω-3 жирными кислотами, обрабатывают противотоком в 6-футовой колонке из нержавеющей стали надкритическим диоксидом углерода. В процессе обработки температуру варьируют до 121,1ºС и давление до 176 кгс/см2. Эта опытная система позволяет получать 40 г в день концентрата с содержанием 90% чистой ДГК (22:6ω3).

Препараты, обогащенные ω-3 жирными кислотами обладают ярко выраженным иммуностимулирующим и гипохолестеринемическим действием. Также смесь ω-3 жирных кислот и их производных может проявлять противоожоговою активность. [1]

3.3.4 Производство витамина D

Витамин D3 содержится в организме животных. Обычно в виде провитамина - холестерина. Только печеночные жиры, в том числе и жиры лососевых рыб, содержат витамин D3 в биологически активной форме.

Исходный витамин D3 является регулятором образования гидроксилорованной формы D3, ингибируя активность фермента 1-α-гидроксилазы. Биологические функции витамина D в основном связаны с действием его метаболитов. Физиологические концентрации кальция в крови поддеоживаются системой, составной частью которой являются гидроксилированные формы D3. Гидроксилированные формы витамина D3 способствуют минерализации тканей, а также нормальному функционированию паращитовидных желез, связанного с действием гормонов тиреокальцитонина и паратгормона. [2]

Витамин D регулирует транспорт ионов кальция и фосфора через клеточные мембраны и тем самым их уровень в крови. Эта регуляция основана на трех процессах, в которых участвует витамин D:

1)      транспорт ионов кальция и фосфора через эпителий слизистойтонкого кишечника при их всасывании;

)        реадсорбция кальция и фосфора в почечных канальцах.

Витамин D способствует обратному всасыванию в почках некоторых аминокислот, особенно оксипролина - важной составной части коллагена. Влияет на процессы тканевого дыхания, в частности, он регулирует обмен лимонной кислоты и сопряженные с ним реакции цикла трикарбоновых кислот. Также оксипроизводные витамина D влияют на ядра клеток-мишеней и стимулируют транскрипцию ДНК и РНК. [1]

Недостаток витамина D приводит к заболеванию рахитом. Это заболевание связано с замедлением процессов минерализации и нарушением костеобразования у детей. D-авитаминоз взрослых характеризуется развитием остеопороза вследствие удаления кальция из костной ткани. [6]

Содержание витамина D3 в печеночном жире кеты составляет 400-800 МЕ/г. [1]

У большинства жиров после облучения ультрафиолетовыми лучами возрастает биологическая активность, что указывает на содержание в них провитамина, кроме витамина D3. Аппаратом для получения витамина является трубчатый аппарат, в котором кварцевая лампа помещена в кварцевую трубку, предназначенную для облучения. Источником света для облучения служат кварцевые ртутные лампы.

Лекарственная форма витамина D3 представляет собой масляный раствор, применяемый per os или парантерально для профилактики рахита, при спазмофилии, гипокальциемии, остеомаляции и остеопорозе. В дозах, превышающих 15-20 мкг в день, витамин D3 оказывает токсическое действие на почки и сердечно-сосудистую систему. [1]

Заключение

В результате проделанной работы были сделаны следующие выводы:

. Лососевые рыбы относятся к царству Животные, типу Хордовые, классу Лучеперые рыбы, отряду Лососеобразных, семейству Лососевых.

. Жизненный цикл лососевых включает в себя 3 фазы:

первая фаза, как и у всех рыб, начинается с икры, которая откладывается в конце лета или осенью в бугры из гальки в текучей воде на мелководье;

вторая фаза - период адаптации лососей к жизни в океане, в этот период их называют смолтами;

третья, заключительная, фаза - возвращение лососей в реки на нерест.

. Красная икра - ценнейший пищевой продукт, содержащая целый комплекс биологически активных веществ - витамины, аминокислоты, белки, жирные кислоты, липиды.

. Липиды лососевых рыб характеризуются оптимальным соотношением ω-3 и ω-6 жирных кислот (ЭПК и ДГК).

. Из мышечной ткани и гонад лососевых рыб получают ферментативные препараты, препараты нуклеиновых кислот, ПНЖК, витамина D, которые находят широкое применение в пищевой промышленности, медицине и косметологии.

Список использованной литературы

1.       Байдалинова Л.С., Киселев В.И., Лысова А.С., Мезенова О.Я., Сергеева Н.Т., Степанцова Г.Е., Терещенко В.П. Биотехнология гидробионтов/ под ред. О.Я. Мезеновой, В.П. Терещенко. - Калининград., 2004. - 461 с.

2.      Комов В.П. Биохимия: учеб. для вузов/ В.П. Комов, В.Н. Шведова. - М., 2004 - 638 с.

.        Моисеев П. А., Вавилкин А. С., Куранова И. И. Ихтиология и рыбоводство. М., 1975.

.        Павлов Д.С. Лососевые (биология развития и воспроизводства). - М., 1979. - 214 с.

.        Ленинджер А. основы биохимии: в 3-х т. Т.3. Пер. с англ. - М., 1985. - 320 с.