В Корее пытаются использовать кости тунца как высокоценный ресурс для производства продуктов питания и кормов
- 20 часов назад
- 5 мин. чтения
Корреспондент Гу Бон Хёк
- Исследовательская группа KIOST использует побочные продукты тунца в качестве корма для мучных червей
Использование побочных продуктов тунца в качестве корма для мучных червей [Предоставлено KIOST]
Побочные продукты тунца, которые ранее утилизировались с большими затратами, обрели новую жизнь в качестве высокоценного ресурса.
Исследовательская группа во главе с доктором Хе Сон Ён из Корейского института океанических наук и технологий (KIOST) сообщила 15 июля, что в рамках совместного исследования с группой под руководством профессора Квон Чжун Пхё из Университета Аджу ей удалось использовать побочные продукты тунца в качестве корма для мучных червей.
Мучные черви — это личинки мучного хрущака, которые богаты белком и широко используются в качестве корма, а в последнее время привлекают внимание и как сырьё для здоровых продуктов питания, таких как белковые добавки. Исследовательская группа обратила внимание на особенность мучных червей, заключающуюся в том, что состав их организма меняется в зависимости от корма. Исследователи исходили из того, что, в зависимости от того, каким кормом их кормить, мучных червей можно «спроектировать» как ресурс, обладающий желаемыми питательными свойствами.
По сравнению с другими видами рыб при переработке тунца образуется много побочных продуктов, что приводит к значительным затратам на утилизацию отходов. Кости тунца используются в качестве костного трансплантата при имплантации и обладают высокой ценностью, поскольку устойчивы к высоким температурам и могут применяться в различных отраслях промышленности. Кроме того, благодаря составу, схожему с натуральными костями, а также высокой костной проводимости и биосовместимости, они широко используются в ортопедии и стоматологии; при этом отсутствие риска передачи инфекций, общих для человека и животных, обеспечивает более высокую безопасность по сравнению с костями наземных животных.
Однако при предварительной обработке, в ходе которой удаляются мякоть и костный мозг, оставляя только кости, применялись химические методы, что приводило к загрязнению окружающей среды и высоким затратам. Из-за этой проблемы рыбная промышленность, несмотря на осознание ценности костей тунца, была вынуждена утилизировать их в значительных количествах.
Исследовательская группа решила покормить мучных червей костями тунца. Поскольку мучные черви съели оставшиеся на костях мякоть и костный мозг, процесс предварительной обработки был решен экологически безопасным способом, а мучные черви превратились в высокоценный ресурс, содержащий питательные компоненты тунца.
Графический абстракт. Аннотация: Состав рациона существенно влияет на химическое качество ингредиентов, полученных из съедобных насекомых. В данном исследовании было проведено сравнение личинок Tenebrio molitor, выращенных на пшеничных отрубях (WB) и побочных продуктах тунца (TB), с использованием проксимального анализа и метаболомики. В пересчете на сухое вещество содержание сырого белка было схожим и составляло около 45 г на 100 г, тогда как в TB наблюдалось более высокое содержание липидов и более низкое содержание углеводов.
Рис. 1. Визуальное сравнение личинок T. molitor, выращенных на двух рационах: (A) пшеничных отрубях (WB) и (B) побочных продуктах переработки тунца (TB).
Табл. 1. Проксимальный состав групп личинок T. molitor (WB и TB). Значения представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение (г/100 г).
Табл. 2. Содержание жирных кислот в группах TB и WB. Значения выражены в г на 100 г сухого вещества (указаны в эквивалентах FAME).
Рис. 2. Нетаргетированный метаболомический анализ методом LC-MS для групп WB и TB. (A, C, E) Режим положительных ионов. (B, D, F) Режим отрицательных ионов. (A, B) Диаграммы оценок PCA на основе данных, нормализованных по TIC, преобразованных по логарифму 10 и масштабированных по Парето. (C, D) Диаграммы оценок PLS-DA с использованием той же предварительной обработки, что и для PCA. (E, F) Графики «вулкан», выделяющие дифференциальные признаки между TB и WB, определенные как изменение в разы ≥2 и p < 0,05; красные точки обозначают признаки с более высокой концентрацией в TB, синие точки — с более высокой концентрацией в WB, а серые точки не являются значимыми. (Для интерпретации ссылок на цвета в подписи к данному рисунку читателю рекомендуется обратиться к веб-версии данной статьи.)
Рис. 3. Подборка метаболитов, дискриминирующих рацион, в экстрактах 80 % EtOH из личинок T. molitor. В строках перечислены 26 признаков, отобранных с использованием совокупных критериев (VIP ≥ 1,0, |log₂FC| ≥ 1, q < 0,05). Красный цвет обозначает более высокую концентрацию в группах TB, а синий — в группе WB. Идентификация признаков является предположительной и основана на точной подгонке массы и изотопного состава в программах Progenesis QI и UNIFI; там, где это применимо, для перекрестной проверки соединений, производных жирных кислот, использовался метод ГХ-МС. (Для интерпретации ссылок на цвета в подписи к данному рисунку читателю рекомендуется обратиться к веб-версии данной статьи.)
Рис. 4. Переанализ по типу таргетированного скрининга с использованием отборной панели из 26 метаболитов на основе данных LC–MS. (A) Диаграмма оценок PCA для образцов WB и TB. (B) Диаграмма оценок PLS-DA, построенная на основе той же матрицы из 26 метаболитов. (C) Кольцевая диаграмма, отражающая распределение 26 маркерных метаболитов по химическим классам. (D) Тепловая карта интенсивностей с z-оценкой для 26 метаболитов по всем образцам, иллюстрирующая зависимость распределения от рациона питания. (E) Тепловая карта корреляции между признаками для той же панели. (F) Диаграмма VIP-оценок по модели PLS-DA, показывающая относительный вклад каждого метаболита в разделение классов. (G) Столбчатая диаграмма, обобщающая обогащенные наборы метаболитов, полученные из панели из 26 метаболитов.
Рис. 5. Активность по улавливанию радикалов экстрактов 80 % EtOH из WB и TB. (A) Остаточные радикалы DPPH (% от контроля). (B) Остаточные радикалы ABTS (% от контроля). Значения IC50 для аскорбиновой кислоты составили 10,84 мкг/мл для DPPH и 7,65 мкг/мл для ABTS. n = 6, p < 0,05, *p < 0,01, ***p < 0,001.
Рис. 6. Жизнеспособность клеток RAW 264.7, обработанных экстрактами WB и TB в концентрациях 0,3125–5 мг эквивалента сухого вещества на мл. n = 6, ** p < 0,01.
Исследователи разделили мучных червей на две группы, кормили их соответственно обычным кормом и отходами от переработки тунца, а затем сравнили изменения. Обычным кормом для мучных червей являются пшеничные отруби — внешняя оболочка, остающаяся после помола пшеницы. У мучных червей, питавшихся отходами от переработки тунца, содержание белка осталось на уровне 45 %, а содержание жира увеличилось с 26,9 % до 32,5 %. В частности, на 84 % увеличилось содержание ненасыщенных жирных кислот, таких как олеиновая кислота в оливковом масле и линолевая кислота в орехах, которые способствуют снижению уровня холестерина в крови и укреплению иммунитета.
Были также подтверждены функциональные свойства и безопасность. Усилилась способность устранять активные формы кислорода, которые считаются причиной старения и повреждения кожи. Антиоксидантная способность мучных червей, получавших отходы тунца, была примерно в 2 раза выше, чем у группы, получавшей традиционный корм. Кроме того, в ходе клеточных испытаний токсичность не была выявлена, что подтверждает базовую безопасность продукта для использования в пищевой промышленности.
«Мы планируем расширить сферу применения данной технологии за счёт использования различных побочных продуктов рыбной промышленности, и продолжить исследования по индустриализации экологически чистых биоматериалов в целях достижения принципа «нулевых отходов»» - сказал доктор Хо Сон Ён.
Результаты данного исследования опубликованы в международном научном журнале по пищевой науке «Food Chemistry: X».