Кинетические закономерности экстракции целевых компонентов из икорно-ястычного комплекса и его рафината

Икорно-ястычный комплекс составляет почти 20 % от всех получаемых рыбных отходов. Ввиду его высокой пищевой и биологической ценности из него получают белковые концентраты и фракционированный лецитин. К числу основных технологических операций, сложных по своей организации и аппаратурному обеспечению, следует отнести процессы экстракции исходного икорного сырья и рафината, что обусловило актуальность настоящего исследования. Цель – выявить кинетические закономерности процессов экстракции целевых компонентов из икорно-ястычного комплекса и его рафината, полученного после проведения первой ступени селективного экстрагирования.

Объекты исследования – содержимое ястыков толстолобика, сазана, судака и сома, их рафинат, а также ацетоновый и спиртовой экстракты. В качестве основных методов экспериментального исследования в работе применялись тензометрический, колориметрический и пикнометрический методы, для обработки полученных экспериментальных данных –  методы математической статистики, для анализа полученных результатов – системный подход.

Исследование кинетических закономерностей процесса экстрагирования проводилось при атмосферном давлении, посто янной температуре в воздушном термостате, позволяющем поддерживать заданную температуру экстрагента, а также  с использованием лабораторного шейкера для трех фиксированных вариантов его проведения. Установили, что продолжительность экстрагирования ацетоном сухой икры составила 45 мин, экстрагирования ацетоном нативной икры – 65 мин,  продолжительность процесса экстрагирования спиртом икорного рафината – 35 мин.

Анализ данных скорости экстракции, полученных на основе экспериментальных кривых массопереноса, выявил, что продолжительность процесса можно сократить до рациональных значений. Присутствие на кинетических кривых характерных стадий массопереноса не входит в конфликт с известными положениями теории экстракции, поэтому полученные данные могут использоваться в инженерной практике.

1. Арабова З. М., Алексанян И. Ю., Нугманов А. Х.-Х., Бакин И. А., Коннова О. И. и др. Изучение химического состава и оценка энергетической ценности смеси ястыков и икры ряда пресноводных рыб. Новые технологии. 2023. Т. 19. № 4. С. 20–30. https://doi.org/10.47370/2072-0920-2023-19-4-20-30

2. Rana S, Singh A, Surasani VKR, Kapoor S, Desai A, et al. Fish processing waste: A novel source of non-conventional functional proteins. International Journal of Food Science & Technology. 2023;58(5):2637–2644. https://doi.org/10.1111/ijfs.16104

3. Mohanty B, Mohanty U, Pattanaik SS, Panda A, Jena AK. Future prospects and trends for effective utilization of fish processing wastes in India. Innovative Farming. 2018;3(1):1–5.

4. Gorbatovskiy AA, Rakityanskaya IL, Kaledina MV. Minced products from undersized sea fish: New industrial techno logy. Foods and Raw Materials. 2021;9(1):87–94. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2021-1-87-94

5. Лазарева О. И., Сытов А. М. Оценка биологической безопасности антарктического криля Euphausia superba (Dana, 1852) из вод Атлантического океана. Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 3. С. 449–457. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-3-2378

6. Углова Н. Ю., Мукатова М. Д. Ястыки частиковых видов рыб как потенциальное сырье для производства пищевых белковых продуктов. Труды ВНИРО. 2019. Т. 176. С. 72–80. https://doi.org/10.36038/2307-3497-2019-176-72-80

7. Afreen M, Ucak I. Fish processing wastes used as feed ingredient for animal feed and aquaculture feed. Journal of Survey in Fisheries Sciences. 2020;6(2):55–64. https://doi.org/10.18331/SFS2020.6.2.7

8. Mohanty B, Hauzoukim SS, Swain S. A review on fish processing wastes generation in India and its further utilization prospects into different value-added compounds. Indian Journal of Natural Sciences. 2020;10(60):24177–24182.

9. Молибога Е. А., Сухостав Е. В., Козлова О. А., Зинич А. В. Анализ рынка функционального питания: российский и международный аспект. Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 4. С. 775–786. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-4-2405

10. Arabova ZM, Konnova OI, Aleksanyan IYu, Nugmanov AH-H, Arabov MSh, et al. Comparative characteristics of the nutritional value of big carp, catfish, carp and piece caviar. Modern Science and Innovations. 2023;1(41):65–71. https://doi.org/10.37493/2307-910X.2023.1.6

11. Halavach TM, Kurchenko VP, Tarun EI, Romanovich RV, Mushkevich NV, et al. Chitosan complexes with amino acids and whey peptides: Sensory and antioxidant properties. Foods and Raw Materials. 2024;12(1):13–21. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2024-1-584

12. Покровский Б. И., Шабельский Д. Л., Кайко А. М., Шаповалов М. Е. Оптимальные оценки повышения глу бины переработки рыбного сырья ресурсов пресноводных водоемов в целях развития внутреннего рынка рыбопро дукции РФ. International Agricultural Journal. 2022. T. 65. № 5. С. 223–262. https://doi.org/10.55186/25876740_2022_6_5_14

13. Бородина А. В., Веляев Ю. О., Осокин А. Р. Комплексный методический подход в определении липидов моллюсков. Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 4. С. 662–671. http://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-4-2464

14. Лисовая E. В., Викторова Е. П., Свердличенко А. В., Жане М. Р. Влияние ультразвукового воздействия на эффективность процесса обезжиривания жидких лецитинов. Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 3. С. 445–454. http://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-3-2447

15. Zakharenko AM, Kirichenko KYu, Vakhniuk IA, Golokhvast KS. Supercritical extraction technology of obtaining polyunsaturated acids from starfish (Lysastrosoma anthosticta Fisher, 1922). Food Processing: Techniques and Technology. 2021;51(4):753–758. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-4-753-758

16. Дементьева Н. В., Богданов В. Д. Исследование пищевой ценности икры промысловых видов рыб. Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана: материалы V Междунар. науч.-техн. конф. Владивосток, 2018. Ч. II. С. 28–33. https://elibrary.ru/YNEADB

17. Nebogina NA, Yudina NV. Effect of phase transitions in high-wax crude oil and emulsions on structural-and-rheo logical properties. Petroleum Chemistry. 2020;60(7):794–801. https://doi.org/10.1134/S0965544120070105

18. Loskutova YuV, Yudina NV. Destruction of a water-in-oil emulsion under combined action of a low-frequency acoustic field and a demulsifier. Petroleum Chemistry. 2022;62(5):506–514. https://doi.org/10.1134/S0965544122020220

19. Li Yu, Cheng J, Zhao D, Chen X, Sun G, et al. Inhibiting zinc dendrites and side reactions enabled by solvation structure regulation and facile de-solvation process. Energy Storage Materials. 2023;63:102997. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.102997

20. Фоменко Е. В., Запорожец Е. Ю., Котельников А. В., Алексанян И. Ю., Нугманов А. Х.-Х. Статика и кине тика операции экстракции целевых компонентов из сухого эктокарпуса водно-спиртовой композицией. Вестник Астра ханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2023. № 2. С. 118–126. https://doi.org/10.24143/2073-5529-2023-2-118-126

21. Mostofa S, Jahan SA, Saha B, Sharmin N, Ahmed S. Kinetic and thermodynamic investigation on adsorption of lead onto apatite extracted from mixed fish bone. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management. 2022;18:100738. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2022.100738

22. Khan MA, Moradipour M, Obeidullah Md, Quader A. Heat and mass transport analysis of the drying of freshwater fishes by a forced convective air-dryer. Journal of Food Process Engineering. 2021;44(1):e13574. https://doi.org/10.1111/jfpe.13574

23. Евсеева С. С. Разработка способа получения экстракта из тутовых плодов и совершенствование процесса его сушки: дис. … канд. техн. наук: 05.18.12. Астрахань, 2022. 203 с. https://elibrary.ru/KLPGYC

24. Андреева Е. В. Научное обоснование процессов комплексной сушильно-экстракционной обработки баклажан ной кожуры: дис. … канд. техн. наук: 05.18.12. Астрахань, 2022. 211 с. https://elibrary.ru/ICSSKA

25. Аксельруд Г. А., Лысянский В. М. Экстрагирование: Система твердое тело – жидкость. Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1974. 254 c.

26. Welty J, Rorrer GL, Foster DG. Fundamentals of momentum, heat, and mass transfer. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2020. 784 p.