Ферментативное выделение и исследование жира из вторичного рыбного сырья для использования в биотехнологии

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. 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. 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.

1. Пищевые технологии. Технологии рыбной промышленности: энциклопедия: в 2-х ч. Ч. 1 / отв. ред. Абрамова Л.С. М.: ВНИРО, 2019. 405 с.

2. Технология жиров из водных биологических ресурсов: монография / Боева Н.П. [и др.]. М.: ВНИРО, 2016. 107 с.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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/.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. 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.