RESEARCH OF MICROBIOLOGICAL STABILITY OF GRANULATED FEED MADE FROM SMALL FISH OF THE AZOV AND BLACK SEAS USING FERMENTOLISATE
Abstract and keywords
Abstract (English):
In granulated feed production for fermentolysis of fish stuff (anchovy ( Engraulis encrasicolus ) caught in December 2016 in the Black Sea) there was used enzymatic agent protosubtiline G3x (0.5% to a minced stuff mass) with proteolytic activity 120 items/g. Feed chemical composition has been determined: mass of nitrogenous substances - 15.7%, fat - 12.9%, water content - 7.3%. Feed organoleptic and physical parameters (grain length and size, crumbling, passing through a sieve, swelling) corresponded to the requirements of GOST R 51899-2002. Investigation of water content dynamics in feed packed in plastic bags (plastic trademark 15803-020 (CT) 40 mkm thick, GOST 16337-77) and paper bags (wrapping, unimpregnated paper, GOST 8273-75) showed that water mass fraction in the feed during storage fluctuated within 3-10% depending on type of package and terms of storage. Indices of total bacterial and mycotic semenation of feed depended on packaging, but didn’t exceed the established standards. The most intensive decrease of the number of mesophilic aerobic and facultatively-anaerobic microorganisms was registered during the first 45 days of storage; this parameter decreased 10-12 times to the expiry date. Feed microbiological safety in relation to such microorganisms as coliform bacteria, staphylococci, Proteus, spore forming anaerobic microorganisms (including sulfite-reducing clostridia) and salmonella has been proved as well as their microbiological stability of storing feed in polyethylene and paper package during 75 days. It was found that microbiological indicators of unpacked feed after 7 months storage do not exceed the norm. Concentration of plumbum, cadmium and mercury in feed also didn’t exceed the norm established for complete combined feed of productive poultry, swine, fish, fur-bearing animals, rabbits and nutria, as well as for unproductive animals.

Keywords:
anchovy, enzymatic agent protosubtiline G3x, package of polyethylene and paper, bacterial and mycotic semenation, pathogenic microorganisms, coliform bacteria, staphylococci, Proteidae, spore forming anaerobic microorganisms, salmonella
Text
Возможные допустимые уловы мелких рыб Черного и Азовского морей (хамсы, шпрота, тюльки) в настоящее время значительно превышают их объемы, направляемые на производство пищевой продукции. В этой связи разработка новых направлений использования этого вида сырья является актуальной и имеет большое практическое значение. Один из перспективных вариантов использования хамсы - технология сухого гранулированного корма, разработанная Керченским филиалом («ЮгНИРО») ФГБНУ «Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства». Особенностью этой технологии является отсутствие необходимости использовать дефицитную и дорогостоящую рыбную муку. В качестве источника полноценного белка, полиненасыщенных жирных кислот омега-3 и омега-6 используется ферментированная хамса, а в качестве источника углеводов - один из наиболее распространенных в Российской Федерации видов растительного сырья - пшеница [1-3]. Важным и до настоящего времени нерешенным вопросом технологии кормов на основе ферментированной хамсы является динамика микробиологических показателей продукта, что в значительной мере определяет его безопасность и стабильность при хранении. С учетом вышеизложенного целью исследования являлось изучение динамики микробиологических показателей гранулированного корма на основе ферментолизата хамсы. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: - уточнить химический состав разработанного гранулированного корма; - определить его органолептические и физические показатели; - определить общую бактериальную и микозную обсемененность гранулированного корма в процессе хранения; - установить наличие/отсутствие в корме бактерий группы кишечной палочки (БГКП), стафилококков, протеев, спорообразующих анаэробных микроорганизмов, сальмонелл; - определить содержание токсичных элементов (кадмия, свинца, ртути) в корме. Материалы и методы исследования В качестве рыбного сырья для производства корма использовалась хамса (Engraulis encrasicolus), выловленная в декабре 2016 г. в Черном море. Сырье было заморожено и хранилось при температуре минус 25°С. Для ферментолиза рыбного сырья использовался ферментный препарат протосубтилин Г3х с протеолитической активностью 120 ед./г по ТУ 9291-029-13684916-2010 производства ООО «ПО «Сиббиофарм» (г. Бердск, Новосибирская обл.). В качестве растительных компонентов корма использовались продукты переработки пшеницы - мука пшеничная по ГОСТ Р 52189-2003 [4] и отруби пшеничные по ГОСТ 7169-66 [5]. Производство гранулированного корма осуществляли следующим образом: рыбное сырье (хамсу) после размораживания на воздухе измельчали на волчке с диаметром отверстий решетки 5 мм и добавляли 0,5% ферментного препарата протосубтилин Г3х к массе фарша, тщательно перемешивали и выдерживали при температуре 54 °С в течение 240 минут при периодическом перемешивании. В приготовленный ферментолизат в процессе инактивации ферментов кипячением в течение 10-15 минут добавляли при перемешивании пшеничную муку согласно рецептуре. В клейстеризованную массу (крахмал, содержащийся в муке, при высокой температуре подвергается частичной клейстеризации) при дальнейшем перемешивании добавляли отруби. Консерванты, антиокислители, красители и усилители вкуса в корме не использовали. Полученную рыборастительную смесь направляли на гранулирование в опытно-лабораторный шнековый гранулятор, позволяющий получать плотные влажные гранулы длиной не более двух диаметров гранулы. Сушку полученных влажных гранул корма проводили при температуре 55 °С, затем охлаждали и просеивали. Готовый гранулированный корм упаковывали в пакеты из оберточной бумаги (непропитанной) по ГОСТ 8273-75 [6] и в пакеты, изготовленные из пленки полиэтиленовой марки 15803-020 (СТ) толщиной 40 мкм по ГОСТ 16337-77 [7]. Данный полиэтилен (полиэтилен высокого давления) характеризуется универсальностью, надежностью, эластичностью, водонепроницаемостью, низкой паро- и газопроницаемостью, морозоустойчивостью и высокой устойчивостью к химическому воздействию. Полученные образцы корма хранили при температуре 20 ± 2 оС и относительной влажности воздуха не более 75 %. Исследования проводились также для корма, который хранился в неупакованном виде в течение 7 месяцев. Химический состав корма и рыбного сырья определяли стандартными методами [8-11]. Органолептические характеристики корма определяли по ГОСТ Р 51899-2002 [12] и ГОСТ 13496.13-75 [13]. Физические параметры корма также оценивали в соответствии с определенными стандартами: крошимость гранул - по ГОСТ 23513-79 [14]; проход через сито с отверстиями диаметром 2 мм и разбухаемость гранул - по ГОСТ Р 51899-2002 [12]. Длину гранул измеряли с помощью линейки, диаметр - с помощью штангенциркуля. Измерения проводили на десяти гранулах, взятых подряд. По полученным данным вычисляли среднеарифметическое значение диаметра и длины гранул. Микробиологические исследования гранулированного корма проводили стандартными методами по показателям, нормируемым едиными ветеринарно-санитарными требованиями и другими документами [15, 16]. Определяли количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), микроскопических грибов - дрожжей и плесеней (расчет производили в колониеобразующих единицах (КОЕ) на 1 г продукции), наличие БГКП, стафилококков, протеев, сульфитредуцирующих клостридий и сальмонелл. Содержание токсичных элементов (кадмия, свинца, ртути) определяли по ГОСТ 26929-94, ГОСТ 30178-96, ГОСТ 26927-86 [17-19] стандартными методами на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS 30 Carl Zeiss Jena (Германия) и анализаторе ртути HG-1 «Hiranuma» (Япония). Все исследования проводили в трехкратной повторности. Статистическая обработка полученных экспериментальных данных осуществлялась с использованием программного пакета Microsoft Office 2007. Результаты исследований и их обсуждение Согласно данным исследования химического состава высушенного гранулированного корма, в продукте, полученном на основе ферментированной хамсы, массовая доля азотистых веществ составляет 15,7 %, жира - 12,9 %, при массовой доле воды 7,3 %. Характеристики органолептических и физических показателей гранулированного корма, изготовленного на основе ферментолизата хамсы, приведены в табл. 1. Таблица 1 Органолептические и физические показатели гранулированного корма на основе ферментолизата хамсы Показатель Характеристика Внешний вид Гранулы цилиндрической формы с матовой поверхностью Цвет От светло-коричневого до коричневого Запах Легкий рыбный, без затхлого, плесневелого и запаха окисленного жира Диаметр гранул, мм 5,5 Длина гранул, мм 8,1 Крошимость гранул, % 5,0 Проход через сито с отверстиями диаметром 2 мм, % 2,1 Разбухаемость гранул, мин 28 Согласно экспериментальным данным из табл. 1, крошимость (корма для рыб - не более 5 %, лошадей - 7 %, кроликов, нутрий и пушных зверей - 8 %, сельскохозяйственных животных - 22 %), проход через сито (для прудовых карповых рыб - не более 5 %, сельскохозяйственных животных, кроликов и нутрий - 10 %) и разбухаемость гранул корма (для рыб - не менее 25 минут) соответствуют требованиям ГОСТ Р 51899-2002 «Комбикорма гранулированные. Общие технические условия» [12]. Диаметр и длина гранул также отвечают требованиям действующего стандарта. Исследование динамики содержания влаги в корме, упакованном в пакеты из полиэтилена и бумаги (оберточной, непропитанной), показало, что массовая доля воды в корме во время хранения колебалась в пределах 3-10 % в зависимости от вида упаковочного материала и продолжительности хранения (рис. 1). Так, в течение 30-45 суток хранения в корме, хранившемся в бумажных пакетах, содержание воды увеличилось до 10 %, в полиэтиленовых - уменьшилось до 3 %; в конце хранения (60-75 суток) содержание воды стабилизировалось на уровне 8 и 4 % соответственно. Необходимо отметить, что содержание воды в гранулированном корме на протяжении всего периода хранения не превышало норму - 12,0-14,5 % [12]. Результаты исследований общей бактериальной обсемененности гранулированного корма в зависимости от вида упаковки и продолжительности хранения представлены табл. 2. Таблица 2 Общая бактериальная обсемененность гранулированного корма в зависимости от вида упаковки и продолжительности хранения Продолжительность хранения, сут Допустимый уровень, КОЕ/г Образцы в полиэтиленовых пакетах Образцы в бумажных пакетах КМАФАнМ, КОЕ/г Всего В том числе Bacillus sp. Всего В том числе Bacillus sp. 1 Не более 500·103 [15, 16] 1,2·103 0,02·103 1,8·103 0,9·103 30 0,9·103 0,03·103 1,1·103 0,6·103 45 0,11·103 0,04·103 0,4·103 0,05·103 60 0,16·103 0,03·103 0,14·103 0,04·103 75 0,12·103 0,02·103 0,15·103 0,04·103 Из данных табл. 2 следует, что КМАФАнМ на протяжении всего срока хранения корма не превышало норму для кормов и кормовых добавок [15, 16]. Небольшие значения КМАФАнМ обусловлены, вероятно, низким содержанием воды в корме. Достоверной разницы между образцами, упакованными в бумажные и полиэтиленовые пакеты, не выявлено. Наиболее интенсивное снижение КМАФАнМ происходило в течение первых 45 суток хранения. В целом к концу хранения значение этого показателя сократилось в 10-12 раз (рис. 2). Рис. 2. Изменение КМАФАнМ в образцах корма, упакованных в бумажные и полиэтиленовые пакеты, на протяжении 75 суток хранения Результаты исследований микозной обсемененности гранулированного корма в зависимости от вида упаковки и продолжительности хранения представлены в табл. 3. Таблица 3 Общая микозная обсемененность гранулированного корма в зависимости от вида упаковки и продолжительности хранения Продолжительность хранения, сут Допустимый уровень, КОЕ/г Образцы в полиэтиленовых пакетах Образцы в бумажных пакетах Микроскопические грибы, КОЕ/г Всего В том числе Всего В том числе дрожжи плесени дрожжи плесени 1 Не более 50·103 [16] -* - - - - - 30 - - - 40 40 - 45 20 20 - 60 50 10 60 30 30 - 120 100 20 75 20 20 - 40 40 - * «-» - отсутствие роста в 0,1 г продукции. Из данных табл. 3 следует, что количество микроскопических грибов в корме не превышало норму. В корме, упакованном в полиэтиленовые пакеты, плесеней обнаружено не было, а общее количество микроскопических грибов, с учетом дрожжей, было ниже, чем в корме, хранившемся в бумажной упаковке. Это обусловлено, вероятно, более низким содержанием воды в корме в полиэтиленовых пакетах (2,9-3,5 %) по сравнению с кормом в бумажных пакетах (7,6-9,8 %). Содержание БГКП и патогенной микрофлоры в корме, упакованном в полиэтиленовые и бумажные пакеты, в начале хранения представлено в табл. 4. Таблица 4 Содержание бактерий группы кишечной палочки и патогенной микрофлоры в корме, упакованном в полиэтиленовые и бумажные пакеты, в начале хранения Показатель Допустимый уровень Содержание БГКП Отсутствие в 1 г Отсутствие Стафилококки Отсутствие в 1 г Отсутствие Протеи Отсутствие в 1 г Отсутствие Спорообразующие анаэробные микроорганизмы (в том числе сульфитредуцирующие клостридии) Отсутствие в 1 г Отсутствие Сальмонеллы Отсутствие в 25 г Отсутствие Данные табл. 4 доказывают микробиологическую безопасность кормов в начале хранения в отношении таких микроорганизмов, как БГКП, стафилококки, протеи, спорообразующие анаэробные микроорганизмы (в том числе сульфитредуцирующие клостридии) и сальмонеллы. Таким образом, хранение гранулированного корма, упакованного в пакеты из пленки полиэтиленовой и бумаги, обеспечивает его микробиологическую стабильность на протяжении 75 суток. Этот срок соответствует рекомендуемой продолжительности хранения, установленной для комбикорма молодняка свиней, крупного рогатого скота, сельскохозяйственной птицы и остальных видов комбикормов [20]. Результаты исследований микробиологических показателей корма, хранившегося в неупакованном виде в течение 7 месяцев, представлены в табл. 5. Таблица 5 Микробиологические показатели корма, хранившегося в неупакованном виде в течение 7 месяцев Показатель Допустимый уровень Значения показателей КМАФАнМ, КОЕ/г Не более 500·103 [15, 16] (0,07-0,12)·103 Микроскопические грибы, КОЕ/г Не более 50·103 [16] (0,04-0,08)·103 БГКП Отсутствие в 1 г Отсутствие Стафилококки Отсутствие в 1 г Отсутствие Протеи Отсутствие в 1 г Отсутствие Спорообразующие анаэробные микроорганизмы (клостридии) Отсутствие в 1 г Отсутствие Сальмонеллы Отсутствие в 25 г Отсутствие Согласно данным табл. 5, после хранения корма в течение 7 месяцев без упаковки микробиологические показатели продукта также не превышают норму. Мезофильные аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы на 15-25 % представлены спорообразующими аэробными бактериями (преимущественно Bacillus subtilis). Микроскопические грибы на 75-100 % представлены осмотолерантными дрожжами, плесневые грибы встречались в единичных случаях в количествах, не превышающих 30 КОЕ/г. Результаты исследования содержания в корме токсичных элементов (кадмия, свинца, ртути) представлены в табл. 6. Таблица 6 Содержание токсичных элементов в гранулированном корме на основе ферментолизата из мелкой азово-черноморской рыбы - хамсы Токсичный элемент, мг/кг Допустимый уровень [12] Значение показателя Свинец Не более 3,0/5,0* 1,7 Кадмий Не более 0,3/0,4* 0,3 Ртуть Не более 0,05/0,1* 0,05 *В зависимости от вида животного. В соответствии с данными табл. 6, содержание свинца, кадмия и ртути в корме не превышает допустимые уровни, установленные на полнорационные комбикорма для продуктивной птицы, свиней, рыб, пушных зверей, кроликов и нутрии, а также для непродуктивных животных [12, 16, 21]. Выводы Таким образом, в ходе исследования получены следующие результаты: 1. Установлено, что в разработанном гранулированном корме на основе ферментолизата из мелкой азово-черноморской рыбы - хамсы массовая доля азотистых веществ составляет 15,7 %, жира - 12,9 %, при содержании воды 7,3 %. 2. Органолептические и физические показатели корма соответствуют принятым нормам. 3. Установлена микробиологическая безопасность гранулированного корма в отношении КМАФАнМ, микроскопических грибов (в том числе дрожжей и плесеней), БГКП, а также патогенных микроорганизмов, таких как стафилококки, протеи, спорообразующие анаэробные микроорганизмы (в том числе сульфитредуцирующие клостридии) и сальмонеллы. 4. Показано, что содержание токсичных элементов (кадмия, свинца и ртути) соответствует норме.
References

1. Vinnov A. S., Kozlova S. L., Kryvonos O. N. Orthogonal central composite planning application for Azov sardelle proteins enzymatic hydrolysis process investigation // Prodovol'chaіndustrіyaAPK. 2015. № 4. S. 16-20.

2. Chernyavskaya S. L., Esina L. M., Vinnov A. S., Krivonos O. N. Razrabotka tehnologii kormovyh produktov iz melkih azovo-chernomorskih ryb // Tr. Yuzhnogo nauch.-issled. in-ta rybnogo hoz-va i okeanografii. 2017. T. 54, № 2. S. 123-132.

3. Vinnov A. S., Chernyavskaya S. L., Krivonos O. N. The Azov anchovy proteins enzymatic hydrolysis modes development // Tr. Yuzhnogo nauch.-issled. in-ta rybnogo hoz-va i okeanografii. 2017. T. 54, № 2. S. 133-138.

4. GOST R 52189-2003. Muka pshenichnaya. Obschie tehnicheskie usloviya. URL: http://vsegost.com/ Catalog/32/3211.shtml (data obrascheniya: 12.07.2017).

5. GOST 7169-66. Otrubi pshenichnye. Tehnicheskie usloviya. URL: http://vsegost.com/Catalog/ 21/2168.shtml (data obrascheniya: 11.07.2017).

6. GOST 8273-75. Bumaga obertochnaya. Tehnicheskie usloviya. URL: http://vsegost.com/Catalog/ 82/8238.shtml (data obrascheniya: 13.07.2017).

7. GOST 16337-77. Polietilen vysokogo davleniya. Tehnicheskie usloviya. URL: http://vsegost.com/ Catalog/54/5416.shtml (data obrascheniya: 13.07.2017).

8. GOST 13496.4-93. Korma, kombikorma, kombikormovoe syr'e. Metody opredeleniya soderzhaniya azota i syrogo proteina. URL: http://vsegost.com/Catalog/96/9671.shtml (data obrascheniya: 11.07.2017).

9. GOST 13496.15-97. Korma, kombikorma, kombikormovoe syr'e. Metody opredeleniya soderzhaniya syrogo zhira. URL: http://vsegost.com/Catalog/48/4897.shtml (data obrascheniya: 13.07.2017).

10. GOST R 54951-2012. Korma dlya zhivotnyh. Opredelenie soderzhaniya vlagi. URL: http://vsegost.com/Catalog/53/53270.shtml (data obrascheniya: 13.07.2017).

11. GOST 7636-85. Ryba, morskie mlekopitayuschie, morskie bespozvonochnye i produkty ih pererabotki. Metody analiza. URL: http://vsegost.com/Catalog/12/12596.shtml (data obrascheniya: 11.07.2017).

12. GOST R 51899-2002. Kombikorma granulirovannye. Obschie tehnicheskie usloviya. URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-r-51899-2002 (data obrascheniya: 12.07.2017).

13. GOST 13496.13-75. Kombikorma. Metody opredeleniya zapaha, zarazhennosti vreditelyami hlebnyh zapasov. URL: http://vsegost.com/Catalog/35/35588.shtml (data obrascheniya: 12.07.2017).

14. GOST 23513-79. Brikety i granuly kormovye. Tehnicheskie usloviya.URL: http://vsegost. com/Catalog/14/14831.shtml (data obrascheniya: 11.07.2017).

15. Edinye veterinarnye (veterinarno-sanitarnye) trebovaniya, pred'yavlyaemye k tovaram, podlezhaschim veterinarnomu kontrolyu (nadzoru). URL: http://www.fsvps.ru/fsvps/laws/1175.html (data obrascheniya: 11.07.2017).

16. O bezopasnosti kormov i kormovyh dobavok. Proekt Tehnicheskogo reglamenta Tamozhennogo soyuza (EAES). URL: http://docs.cntd.ru/document/1200083875 (data obrascheniya: 12.07.2017).

17. GOST 26929-94. Syr'e i produkty pischevye. Podgotovka prob. Mineralizaciya dlya opredeleniya soderzhaniya toksichnyh elementov.URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-26929-94 (data obrascheniya: 12.07.2017).

18. GOST 30178-96. Syr'e i produkty pischevye. Atomno-absorbcionnyy metod opredeleniya toksichnyh elementov. URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-30178-96 (data obrascheniya: 18.07.2017).

19. GOST 26927-86. Syr'e i produkty pischevye. Metody opredeleniya rtuti. URL: http:// docs.cntd.ru/document/1200021114 (data obrascheniya: 18.07.2017).

20. GOST R 51850-2001. Produkciya kombikormovaya. Pravila priemki. Upakovka, transportirovanie i hranenie.URL: http://vsegost.com/Catalog/67/6746.shtml (data obrascheniya: 19.07.2017).

21. SanPin 2.3.2.1078-01. Sanitarno-epidemiologicheskie pravila i normativy «Gigienicheskie trebovaniya k bezopasnosti i pischevoy cennosti pischevyh produktov». URL: http://docs.cntd.ru/document/901806306 (data obrascheniya: 19.07.2017).


Login or Create
* Forgot password?