mkgtuНовые технологии / New technologiesNew Technologies2072-09202713-0029МГТУ10.47370/2072-0920-2026-22-1-63-77mkgtu-861Research ArticleПИЩЕВЫЕ СИСТЕМЫ И БИОТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВFOOD SYSTEMS AND BIOTECHNOLOGY OF FOOD AND BIOACTIVE SUBSTANCESФерментативное выделение и исследование жира из вторичного рыбного сырья для использования в биотехнологииEnzymatic isolation and investigation of oil from secondary fish raw materials for the use in biotechnologyhttps://orcid.org/0000-0002-4716-2571МезеноваО. Я.MezenovaO. Ya.

Мезенова Ольга Яковлевна, доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой пищевой биотехнологии 

236022, г. Калининград, Советский проспект, 1

Olga Ya. Mezenova, Dr Sci. (Eng.), Professor, Head of the Department of Food Biotechnology 

236022, Kaliningrad, 1 Sovetsky Prospect

mezenova@klgtu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5992-414XАгафоноваС. В.AgafonovaS. V.

Агафонова Светлана Викторовна, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры пищевой биотехнологии 

236022, г. Калининград, Советский проспект, 1

Svetlana V. Agafonova, PhD (Eng.), Associate Professor, the Department of Food Biotechnology 

236022, Kaliningrad, 1 Sovetsky Prospect

agafonova@klgtu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6256-0025ЖилаН. О.ZhilaN. О.

Жила Наталья Олеговна, кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории биотехнологии новых биоматериалов

660036 Красноярск, Академгородок, 50

Natalia O. Zhila, PhD (Biol.), Associate Professor, Senior Researcher, Laboratory of Biotechnology of New Biomaterials

660036 Krasnoyarsk, 50 Akademgorodok, building 50

nzhila@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7433-7189РоманенкоН. Ю.RomanenkoN. Yu.

Романенко Наталья Юрьевна, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры пищевой биотехнологии 

236022, г. Калининград, Советский проспект, 1

Natalia Y. Romanenko, PhD (Eng.), Associate Professor, the Department of Food Biotechnology

236022, Kaliningrad, 1 Sovetsky Prospect

https://orcid.org/0000-0003-0942-5411КалининаН. С.KalininaN. S.

Калинина Наталья Сергеевна, заведующая лабораториями кафедры пищевой биотехнологии

236022, г. Калининград, Советский проспект, 1

Natalia S. Kalinina, Head of Laboratories of the Department of Food Biotechnology 

; 236022, Kaliningrad, 1 Sovetsky Prospect

natalya.kalinina@klgtu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5560-7131ВолковВ. В.VolkovV. V.

Волков Владимир Владимирович, директор Центра передовых технологий использования белков кафедры пищевой биотехнологии

236022, г. Калининград, Советский проспект, 1

Vladimir V. Volkov, Director of the Center for Advanced Protein Utilization Technologies, the Department of Food Biotechnology

236022, Kaliningrad, 1 Sovetsky Prospect

vladimir.volkov@klgtu.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Калининградский государственный технический университет»РоссияKaliningrad State Technical UniversityRussian FederationИнститут биофизики Сибирского отделения РАНРоссияInstitute of Biophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2026060420262216377Copyright © Мезенова О.Я., Агафонова С.В., Жила Н.О., Романенко Н.Ю., Калинина Н.С., Волков В.В., 20262026Мезенова О.Я., Агафонова С.В., Жила Н.О., Романенко Н.Ю., Калинина Н.С., Волков В.В.Mezenova O.Y., Agafonova S.V., Zhila N.О., Romanenko N.Y., Kalinina N.S., Volkov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://newtechology.mkgtu.ru/jour/article/view/861Введение

Введение. Жир из рыбных отходов является перспективным углеродным субстратом в микробной биотехнологии.

Целью работы являлось исследование ферментативно выделенного из рыбных голов жира для использования в микробном синтезе в качестве источника углерода при получении продуктов биотехнологии.

Объекты и методы исследования. Липидную фракцию извлекали из рыбных отходов консервного производства воздействием микробной протеазы Alcalase. В полученных жировых массах определяли показатели эффективности извлечения, наличие примесей и показатели гидролитической и окислительной порчи. Биологическую эффективность жиров оценивали по составу жирных кислот алкилглицеридов.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Жиры из голов копченой кильки имели небольшой разброс значений показателей качества: кислотное число 1,7-2,4 мг КОН/г жира; перекисное число 17,3-25,5 ммоль активного кислорода/кг; тиобарбитуровое число 1,36-1,56 ед. оптической плотности; анизидиновое число 21,2-24,1 у.е. Жиры из голов скумбрии характеризовались более широкими значениями показателей: кислотное число 22,7-32,9 мг КОН/г жира; перекисное число 66,3-81,43 ммоль активного кислорода/кг; тиобарбитуровое число 2,62-3,16 ед. оптической плотности; анизидиновое число 65,2-71,4 у.е. Во всех партиях жира отмечено высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот (25,531,9%), кислот семейства омега 3 (24,7-25,8%), длинноцепочечных жирных кислот (28,6-51,4%).

Заключение

Заключение. Показатели качества жира, ферментативно выделенного из рыбных голов, позволили его использовать в микробной биотехнологии. В Институте биофизики Сибирского отделения РАН на данных жировых субстратах были получены биоразлагаемые полигидроксиалканоаты с высокими технологическими свойствами.

. Introduction. Fish waste oil is a promising carbon substrate in microbial biotechnology.

The goal of the research was to investigate the oil enzymatically isolated from fish heads for the use in microbial synthesis as a carbon source to obtain biotechnology products.

The objects and methods of the research. The lipid fraction was extracted from fish canning waste by the action of the Alcalase microbial protease. The extraction efficiency, impurity presence, and hydrolytic and oxidative spoilage rates were determined in the obtained fat masses. The biological efficiency of the fats was assessed by the composition of alkylglyceride fatty acids.

The results and discussion. Oil from smoked sprat heads had a small spread of quality indicator values: acid number 1.7-2.4 mg KOH/g fat; peroxide number 17.325.5 mmol active oxygen/kg; thiobarbituric number 1.36-1.56 optical density units; anisidine value of 21.2-24.1 c.u. Oil from mackerel heads were characterized by wider values of the following indicators: acid value of 22.7-32.9 mg KOH/g of fat; peroxide value of 66.3-81.43 mmol of active oxygen/kg; thiobarbituric value of 2.62-3.16 units of optical density; anisidine value of 65.2-71.4 c.u. All batches of oil were characterized by high content of polyunsaturated fatty acids (25.5-31.9%), omega 3 acids (24.725.8%), long-chain fatty acids (28.6-51.4%).

Conclusion

Conclusion. The quality indicators of fat enzymatically isolated from fish heads allowed its use in microbial biotechnology. At the Institute of Biophysics, the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, biodegradable polyhydroxyalkanoates with high technological properties have been obtained using these fat substrates.

жир из рыбных головферментативная экстракцияпоказатели качества жираполиненасыщенные жирные кислотыпродукты микробной биотехнологииfish head oilenzymatic extractionfat quality indicatorspolyunsaturated fatty acidsmicrobial biotechnology productsИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-6410007, https://rscf.ru/project/23-64-10007/The research was supported by grant No. 23-64-10007 from the Russian Science Foundation, https://rscf.ru/project/23-64-10007/ReferencesПищевые технологии. Технологии рыбной промышленности: энциклопедия: в 2-х ч. Ч. 1 / отв. ред. Абрамова Л.С. М.: ВНИРО, 2019. 405 с.Food Technologies. Fishing Industry Technologies: An Encyclopedia: in 2. Parts. Part 1 / Ed. by Abramova L.S. Moscow: VNIRO, 2019. 405 p. [In Russ.]Технология жиров из водных биологических ресурсов: монография / Боева Н.П. [и др.]. М.: ВНИРО, 2016. 107 с.Technology of fats from aquatic biological resources: a monograph / Boeva N.P. [et al.]. Moscow: VNIRO, 2016. 107 p. [In Russ.]Агафонова С.В., Мезенова О.Я., Дамбарович Л.В. Оценка безопасности и биологической ценности очищенного жира из вторичного шпротного сырья // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2023. № 4 (393). С. 123-128. DOI: 10.26297/0579-3009.2023.4.21.Agafonova S.V., Mezenova O.Ya., Dambarovich, L.V. Assessment of the safety and biological value of purified fat from secondary sprat raw materials // News of Higher Educational Institutions. Food Technology. 2023. No. 4 (393). P. 123-128. DOI: 10.26297/0579-3009.2023.4.21. [In Russ.]Omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids: Benefits and Endpoints in Sport / Gammone M.A. [et al.] // Nutrients. 2019. No. 11. P. 46. DOI: 10.3390/nu11010046.Omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids: Benefits and Endpoints in Sport / Gammone M.A. [et al.] // Nutrients. 2019. No. 11. P. 46. DOI: 10.3390/nu11010046.Alfio V.G., Manzo C., Micillo R. From Fish Waste to Value: An Overview of the Sustainable Recovery of Omega-3 for Food Supplements // Molecules. 2021. Vol. 26, No. 4. P. 1002. DOI: 10.3390/molecules26041002.Alfio V.G., Manzo C., Micillo R. From Fish Waste to Value: An Overview of the Sustainable Recovery of Omega-3 for Food Supplements // Molecules. 2021. Vol. 26, No. 4. P. 1002. DOI: 10.3390/molecules26041002.Петров Б.Ф. Переработка отходов производства рыбных жиров в смазочную добавку // Современная наука и инновации. 2023. No. 4. P. 72-78. DOI.org/10.37493/2307-910X.2023.4.8.Petrov B.F. Processing of fish oil production waste into a lubricating additive // Modern Science and Innovation. 2023. No. 4. P. 72-78. DOI.org/10.37493/2307-910X.2023.4.8. [In Russ.]Fish waste oil extraction using supercritical CO2 extraction for biodiesel production: Mathematical, and kinetic modeling / Shalfoh E. [et al.] // Renewable Energy. 2024. Vol. 220. P. 119659. DOI: 10.1016/j.renene.2023.119659.Fish waste oil extraction using supercritical CO2 extraction for biodiesel production: Mathematical and kinetic modeling / Shalfoh E. [et al.] // Renewable Energy. 2024. Vol. 220. P. 119659. DOI: 10.1016/j.renene.2023.119659.Authors D.V. ThuocV.T.M. Bioconversion of Crude Fish Oil Into Poly-3-hydroxybutyrate by Ralstonia sp. M91 // Anh Applied Biochemistry and Microbiology. 2021. Vol. 57, No. 2. P. 219-225.Authors D.V. Thuoc V.T.M. Bioconversion of Crude Fish Oil Into Poly-3-hydroxybutyrate by Ralstonia sp. M91 // Anh Applied Biochemistry and Microbiology. 2021. Vol. 57, No. 2, P. 219–225.Utilisation of tuna condensate waste from the canning industry as a novel substrate for polyhydroxyalkanoate production / Sangkharak K. [et al.] // Biomass Conversion and Biorefinery. 2021. No. 11. P. 2053-2064 https://doi.org/10.1007/s13399-019-00581-4.Utilization of tuna condensate waste from the canning industry as a novel substrate for polyhydroxyalkanoate production / Sangkharak K. [et al.] // Biomass Conversion and Biorefinery. 2021. No. 11, P. 2053–2064 https://doi.org/10.1007/s13399-019-00581-4.Отходы рыбопереработки – перспективный субстрат для синтеза целевых продуктов биотехнологии / Жила Н.О. [и др.] // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. 2023. Т. 16, № 3. С. 386-397.Fish processing waste as a promising substrate for the synthesis of target biotechnology products / Zhila N.O. [et al.] // Journal of the Siberian Federal University. Series: Biology. 2023. Vol. 16, No. 3. P. 386-397. [In Russ.]Properties of degradable polyhydroxyalkanoates synthesized from newwaster fish oils (WFO) / Zhila N.O. [et al.] // Int. J. Mol. Sci. 2023. Vol. 24, No. 16. P. 1-18. DOI:10.3390/ijms241914919.Properties of degradable polyhydroxyalkanoates synthesized from newwaster fish oils (WFO) / Zhila N.O. [et al.] // Int. J. Mol. Sci. 2023. Vol. 24, No. 16. P. 1-18. DOI: 10.3390/ijms241914919.Исследование процесса выделения жира из отходов рыбопереработки в качестве сырья для биотехнологического синтеза полигидроксиалканоатов / Мезенова О.Я. [и др.] // Вестник Международной академии холода. 2024. № 1. С. 50-59. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-1-50-59.Agafonova, S.V., Romanenko, N.Yu., Kalinina, N.S., Volkov, V.V. Study of the process of fat isolation from fish processing waste as a raw material for the biotechnological synthesis of polyhydroxyalkanoates / Mezenova O.Ya. [et al.] // Bulletin of the International Academy of Refrigeration. 2024. No. 1. P. 50-59. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-1-50-59. [In Russ.]Evaluation of the balance of oils from fish by-products / Agafonova S. V. [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 689. P. 012027. DOI: 10.1088/17551315/689/1/012027.Evaluation of the balance of oils from fish by-products / Agafonova S. V. [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 689. P. 012027. DOI: 10.1088/17551315/689/1/012027.Исследование процесса ферментативного выделения жира из вторичного рыбного сырья для использования в качестве биотехнологического субстрата / Мезенова О.Я. [и др.] // Пищевые и биотехнологии. 2024. Т. 1, № 4. С. 62-73. DOI: 10.46845/1997-3071-2024-74-78-91/.Study of the process of enzymatic extraction of oil from secondary fish raw materials for the use as a biotechnological substrate / Mezenova O. Ya [et al.] // Food and Biotechnology. 2024. Vol. 1, No. 4. P. 62-73. DOI: 10.46845/1997-3071-2024-74-78-91/. [In Russ.]Сравнительная оценка способов извлечения из вторичного рыбного сырья жира, предназначенного для синтеза продуктов биотехнологии / Мезенова О.Я. [и др.] // Научные труды Дальрыбвтуза. 2025. Т. 71, № 1. С. 59-71. DOI:org/10.48612/dalrybvtuz/2025-71-07.Comparative assessment of methods for extracting oil from secondary fish raw materials intended for the synthesis of biotechnology products / Mezenova O. Ya. [et al.] // Scientific works of the Far Eastern Fisheries Technical University. 2025. Vol. 71, No. 1. P. 59-71. DOI: org/10.48612/dalrybvtuz/2025-71-07. [In Russ.]Optimization of fish oil extraction from Lophius litulon liver and fatty acid composition analysis / Hu Z. [et al.] // Fisheries and Aquatic Sciences. 2022. Vol. 25, No. 2. P. 76-89. DOI: 10.47853/FAS.2022.e8.Optimization of fish oil extraction from Lophius litulon liver and fatty acid composition analysis / Hu Z. [et al.] // Fisheries and Aquatic Sciences. 2022. Vol. 25, No. 2. P. 76-89. DOI: 10.47853/FAS.2022.e8.Enzymatic hydrolysis extraction and quality assessment of fish oil from Patin catfish (Pangasius Hypophthalmus) / Indera N.I.M. [et al.] // Environmental Quality Management. 2024. Vol. 33, No. 3. P. 91-101. DOI: 10.1002/tqem.21994.Enzymatic hydrolysis extraction and quality assessment of fish oil from Patin catfish (Pangasius Hypophthalmus) / Indera N.I.M. [et al.] // Environmental Quality Management. 2024. Vol. 33, No. 3. P. 91-101. DOI: 10.1002/tqem.21994.Quality Assessment of Fish Oil Obtained after Enzymatic Hydrolysis of a Mixture of Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) and Atlantic Salmon (Salmo salar) Rest Raw Material Pretreated by High Pressure / Kotsoni E. [et al.] // Marine drugs. 2024. Vol. 22, No. 6. P. 261. DOI: 10.3390/md22060261.Quality Assessment of Fish Oil Obtained after Enzymatic Hydrolysis of a Mixture of Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) and Atlantic Salmon (Salmo salar) Rest Raw Material Pretreated by High Pressure / Kotsoni E. [et al.] // Marine drugs. 2024. Vol. 22, No. 6. P. 261. DOI: 10.3390/md22060261.Petrov B.F., Volkova T.P. Enzymatic method for obtaining fatty acid concentrate from fish oil // IOP Conference Series: Earth Environmental Science. 2022. Vol. 1052. P. 012084. DOI:10.1088/17551315/1052/1/012084.Petrov B.F., Volkova T.P. Enzymatic method for obtaining fatty acid concentrate from fish oil // IOP Conference Series: Earth Environmental Science. 2022. Vol. 1052. P. 012084. DOI:10.1088/17551315/1052/1/012084. [In Russ.]Extraction of Proteins from Mackerel Fish Processing Waste Using Alcalase Enzyme / Ramakrishnan V.V. [etal.] // Bioprocessing & Biotechniques. 2013. No. 3(2). P. 1000130. DOI: 10.4172/21559821.1000130.Extraction of Proteins from Mackerel Fish Processing Waste Using Alcalase Enzyme / Ramakrishnan V.V. [et al.] // Bioprocessing & Biotechniques. 2013. No. 3(2). P. 1000130. DOI: 10.4172/2155-9821.1000130.Oil extraction from Pterygoplichthys pardalis with Alcalase®2.4 L using Plackett-Burman experimental design / Gómez-Valdéz A.J. [et al.] // Applied Food Research. 2025. No. 5(2). P. 101226. DOI: 10.1016/j.afres.2025.101226.Oil extraction from Pterygoplichthys pardalis with Alcalase®2.4 L using Plackett-Burman experimental design / Gómez-Valdéz A.J. [et al.] // Applied Food Research. 2025. No. 5 (2). P. 101226. DOI: 10.1016/j.afres.2025.101226.Hao Extraction of fish oil from fish heads using ultra-high pressure pre-treatment prior to enzymatic hydrolysis / Zhang Y. [et al.] // Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2021. Vol. 70. P. 102670. DOI: 10.1016/j.ifset.2021.102670.Hao Extraction of fish oil from fish heads using ultra-high pressure pre-treatment prior to enzymatic hydrolysis / Zhang Y. [et al.] // Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2021. Vol. 70. P. 102670. DOI: 10.1016/j.ifset.2021.102670.Waste Fish Oil is a Promising Substrate for Productive Synthesis of Degradable Polyhydroxyalkanoates / Kiselev E.G. [et al.] // Journal of Polymers and the Environment. 2024. Vol. 33, No. 2. P. 10221034. DOI: 10.1007/s10924-024-03461-9.Waste Fish Oil is a Promising Subs trate for Productive Synthesis of Degradable Polyhydroxyalkanoates / Kiselev E.G. [et al.] // Journal of Polymers and the Environment. 2024. Vol. 33, No. 2. P. 1022-1034. DOI: 10.1007/s10924-024-03461-9.Киселев Е.Г., Демиденко А.В., Волова Т.Г. Изменение молекулярных и термических характеристик термопластичного биоразлагаемого сополимера в FDM-процессе // Пластические массы. 2025. № 3. С. 49-52. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2025-03-49-52.Kiselev E.G., Demidenko A.V., Volova T.G. Changes in the molecular and thermal characteristics of a thermoplastic biodegradable copolymer in the FDM process // Plastics. 2025. No. 3. P. 49-52. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2025-03-49-52. [In Russ.]From Waste to Biopolymer: Synthesis of P(3HB-co-4HB) from Renewable Fish Oil / Volova T. [et al.] // Journal of Renewable Materials. 2025. Vol. 13, No. 3. P. 413-432. DOI: 10.32604/jrm.2024.058775.From Waste to Biopolymer: Synthesis of P(3HB-co-4HB) from Renewable Fish Oil / Volova T. [et al.] // Journal of Renewable Materials. 2025. Vol. 13, No. 3. P. 413-432. DOI: 10.32604/jrm.2024.058775.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.