Беломорские мидии Mytilus edulis L. оснобы культивирования и полезная из ник продукция Диссертация

Короткий опис:
Содержание
Введение 1 - 9

Глава Обзор литературы 10

1

1.1. Характеристика естественных популяций мидий в Белом

море 10 - 19

1.2. Состояние исследований в области культивирования мидий 19-30

1.3. Пищевая и биологическая ценность мидий естественных поселений и марикультуры 30-35

1.4. Современное состояние исследований в области получения из мидий марикультуры пищевой, кормовой продукции и концентратов биологически активных веществ 35-39

Глава Материал и методы исследований 40 2

2.1. Объект исследований 40

2.2. Материал исследований 40

2.3. Методы гидробиологических и экологических исследований 40 - 43

2.4. Методы исследования размерно-массового, химического состава и биохимических свойств мидий и продукции из

них 43-45

2.5. Статистический анализ результатов исследований 45

Глава Результаты исследований и их обсуждение 46

3

3.1. Культивирование мидий в условиях опытного хозяйства Карельского побережья Белого моря

3.1.1. Характеристика биоценозов обрастания искусственных субстратов мидиевых хозяйств в условиях Белого моря в зависимости от сроков выставления субстратов и продолжительности их нахождения в море 46 - 63

3.1.2. Особенности размерно-возрастной структуры поселений

мидий марикультуры в Белом море 63 - 70

3.1.3. Сравнительная характеристика роста и некоторых энергетических показателей мидий марикультуры и естественных популяций Белого моря 70-86

3 Л .4. Влияние марикультуры мидий на экосистему Белого моря 86-108

3.2. Пищевая и биологическая ценность мидий марикультуры и естественных популяций Белого моря, а также полезная продукция, получаемая при их переработке 108

3.2.1. Характеристика химического состава и биохимических свойств мидий марикультуры и естественных популяций Белого моря 108-120

3.2.2. Разработка рекомендаций по экологически чистой технологии переработки мидий для получения полезных

из нее продуктов 120-126

3.2.3. Оценка биологической ценности мидийных гидролизатов, полученных из мидий марикультуры Белого моря в результате кислотного и ферментативно-кислотного гидролиза 126-132

3.3. Медико-биологические исследования ферментативного гидролизата из культивируемых в Белом море мидий 132-135

Выводы 136-138

Список литературы 139-168

Приложения: 169

1 .Акты об изготовлении опытных партий пищевой и

кормовой продукции из мидий 170

2.Результаты исследований Института гриппа РАМН о

цитотоксичности и противовирусной активности

препарата «Мидэл» 171 -177

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Мидия Mytilus edulis L. - один из наиболее массовых и широко распространенных объектов марикультуры, которая в последние десятилетия быстро развивается в мировом рыбном хозяйстве.

Искусственное разведение мидий имеет многовековую историю и в настоящее время наблюдается тенденция к увеличению объемов ее культивирования. Обусловлено это, с одной стороны, необходимостью обеспечения населения пищевыми продуктами повышенной пищевой и биологической ценности, и с другой, стремлением компенсировать снижение запасов традиционных объектов промысла в Мировом океане. Актуальность совершенствования методов марикультуры обусловлена также тем, что исчерпание морских биологических ресурсов происходит на фоне быстрого роста численности населения и, соответственно, увеличения его пищевых потребностей.

Пищевая и биологическая ценность мяса мидий, обусловленная содержанием всех незаменимых и заменимых аминокислот, таурина, эссенциальных жирных кислот, жирорастворимых витаминов А, Е, Д, витаминов группы В, макро- и микроэлементов, была отмечена еще в начале прошлого века и подтверждена в настоящее время многочисленными исследованиями (Лагунов, Рехина,1967; Лагунов, 1979; Бабенко, Бабушкина, 1979а,б; 1981; Гурин, Ажгихин, 1981; Отчет о НИР, 1984; 1985; Быков, Лагунов, Рехина, 1985; Бабушкина, Бабенко, 1986; Ромашина, Жукова, Шеина, 1987; Борисочкина, 1987; Бойков и др., 1997; Лебская и др., 1998; Справочник по химическому..., 1999; Новикова, 2003; и др.).

Повышенный интерес к марикультуре мидий связан также с возможностью их использования для формирования зон биофильтров в акваториях, которые в большей степени подвержены антропогенному загрязнению. Марикультуру мидий представляется возможным использовать

5 в качестве кормовой базы как для ценных и редких представителей

естественной фауны, так и для других объектов культивирования (например, рыб). В связи с этим марикультуру мидий можно рассматривать в качестве мероприятий, способствующих охране окружающей среды и поддержания естественного видового разнообразия в экосистемах.

Экономическая эффективность марикультуры мидий, обусловленная простотой и минимальными затратами, высокой пищевой ценностью мяса и возможностью решения в ходе ее осуществления ряда экологических проблем, привели к необходимости создания мидиевых хозяйств в новых регионах.

Развитие марикультуры мидий в России имеет сравнительно недавнюю историю. Первые работы по созданию технологий и технических средств для марикультуры мидий относятся ко второй половине 70-х годов. В 1989 г. впервые марикультура мидий в качестве самостоятельного проекта «Мариэкопром» вошла в состав Государственной научно-технической программы «Высокоэффективные процессы производства продовольствия» (Спичак, Дергалева, Ярошевский, 1993). В Кандалакшском заливе Белого моря в 80-х - начале 90-х годов Беломорской базой Гослова при научном сопровождении одного из подразделений Зоологического института РАН -Беломорской биологической станции были созданы первые мидиевые хозяйства, объем продукции на которых достигал 1 тыс. тонн (Кулаковский, Кунин, 1982; Житний, Кулаковский, Несветов, 1984; Кулаковский, Миничев, 1992; Кулаковский, 1980; 1987; 1990; 1992; 2000; Кулаковский, Житний, Газдиева, 2003; Житний, 2003). В результате этих работ была показана важность для решения вопросов марикультуры мидий таких общебиологических проблем, как адаптационная пластичность объекта, особенности его онтогенетического развития, характер формирования сообщества обрастания, влияние марикультуры на окружающую среду, формирование структуры и функции общеорганизменной регуляторной

6 системы, возникающей в результате взаимодействия механизмов внутри- и

межорганизменной регуляторной химической коммуникации (Кулаковский, 2000). Тем не менее, многие закономерности формирования массовых поселений мидий в конкретных контролируемых условиях и их влияние на биоту вызывают необходимость проведения дополнительных исследований.

Следует отметить, что развитие марикультуры мидий в России сдерживалось не только сложной социально-экономической ситуацией, отсутствием развитого фермерства, но и нетрадиционным для России пищевым продуктом — мясом мидий. В связи с этим, одна из основных задач настоящего исследования заключалась в детальном анализе пищевой, биологической ценности мидии на различных этапах жизненного цикла и разработка рекомендаций по экологически чистой технологии переработки для получения из них полезной продукции.

Цель и задачи исследований. Основная цель работы - разработка биологических основ культивирования мидий на Белом море и рекомендаций по экологически чистой технологии их переработки для получения полезной продукции.

В соответствии с этой целью предусматривалось решение следующих задач:

1. Изучить особенности биоценозов обрастания искусственных субстратов мидиевых хозяйств в условиях Белого моря в зависимости от сроков выставления субстратов и продолжительности их нахождения в море.

2. Определить размерно-возрастную структуру поселений мидий в различных районах Белого моря.

3. Исследовать характеристики роста и некоторых энергетических показателей мидий марикультуры и естественных популяций Белого моря.

4. Оценить влияние марикультуры мидий на экосистему Белого моря.

5. Провести сравнительный анализ пищевой, биологической ценности мидий естественных популяций и марикультуры Белого моря.

7

6. Разработать рекомендации по экологически чистой технологии

переработки мидии для получения широкого спектра лечебно-профилактических пищевых и кормовых продуктов.

7. Оценить биологическую ценность мидийных гидролизатов, полученных из мидий марикультуры Белого моря в результате кислотного и ферментативно-кислотного гидролиза.

8. Провести медико-биологические исследования ферментативного гидролизата из мидий.

Научная новизна работы!

1. Представлена характеристика биоценозов обрастания искусственных субстратов мидиевых хозяйств в условиях Белого моря в зависимости от продолжительности их экспозиции в море. Установлено, что в период формирования искусственных субстратов от первого к четвертому году количество массовых видов выше, чем в некоторых естественных мидиевых поселениях, и возрастает от 19 до 24 с доминирующим представительством полихет {Nereis pelagica, Harmathoe imbricata), моллюсков {Hiatella arctica) и ракообразных {Balanus crenatus).

2. В каждый последующий сезон после установки субстратов помимо особей основной генерации появляются представители и других генераций. С течением времени существования искусственных субстратов происходит снижение численности моллюсков при увеличении их биомассы. Распределение моллюсков по длине субстратов равномерное с тенденцией повышения биомассы в верхней части к четвертому году выращивания. С увеличением времени экспозиции субстратов возрастает количество возрастных классов моллюсков.

3. Темп линейного роста и увеличение массы культивируемых мидий в первые 5 лет значительно превышает таковой мидий из естественных популяций. За 4-х летний цикл выращивания из 100% потребленной всеми

мидиями энергии 38% возвращается в окружающую среду и только 6% приходится на долю урожая. Остальная часть поступающей энергии расходуется в процессе жизнедеятельности моллюсков.

4. Наибольшую пищевую и биологическую ценность мяса мидий Белого моря имеет в преднерестовый период. Белок мяса моллюсков содержит все незаменимые и заменимые аминокислоты, таурин, (3-каротин, витамины группы В и С, липиды отличаются высоким содержанием эссенциальных жирных кислот, жирорастворимых витаминов Е, Д, макро-, микроэлементов. Перечисленные свойства свидетельствуют об уникальности этого сырья как для пищевых целей, так и для получения лечебно-профилактических продуктов, субстанций лекарственных препаратов и кормовых продуктов.

5. Научно-обоснованы рекомендации по экологически чистой технологии переработки мидий марикультуры Белого моря, заключающиеся в ферментативно-кислотном гидролизе живых или сыромороженных мидий, использовании побочных продуктов — межстворчатой жидкости для получения концентрата таурина, створок- в качестве основы для БАД морской кальций, мидийной крупки, негидролизованного плотного остатка -для кормовых БАД.

Практическое значение. Результаты работы могут быть использованы для проектирования мидиевых марихозяйств в различных условиях Белого моря, прогнозирования экономической их эффективности и разработке природоохранных мероприятий.

Отсутствие существенных различий показателей пищевой и биологической ценности мидий естественных популяций и марикультуры Белого, Баренцева и Черного морей свидетельствует и возможности применения для их переработки разработанных нами рекомендаций и апробированных технологий в условиях опытно-промышленного предприятия ДФГУП «Гипрорыбфлот-Экос».

9 Для выпуска лечебно-профилактической продукции и субстанций

лекарственных препаратов целесообразно использование преднерестовых мидий.

Идентичная вирусингибирующая активность мидийных гидролизатов, полученных кислотным и ферментативно-кислотным гидролизом, свидетельствует об экономической целесообразности применения последней технологии для получения продукта с заданными свойствами.

Положения, выносимые на защиту:

- биологическое обоснование возможности культивирования мидий в 4-х летнем цикле в условиях Белого моря, включающее характеристику биоценозов обрастания искусственных субстратов мидиевых хозяйств в зависимости от сроков выставления субстратов и продолжительности их нахождения в море, энергетические показатели мидий марикультуры, а также оценка влияния марикультуры мидий на окружающую среду;

- по показателям пищевой и биологической ценности мидии марикультуры Белого моря выше по сравнению с аналогичными параметрами мидий естественных популяций;

_ использование живых или сыромороженных мидий с предварительной ферментативной обработкой сырья позволяет повысить выход биологически активных соединений в конечных продуктах и расширить их ассортимент.