ПИЩЕВЫЕ СИСТЕМЫ
Научная статья
УДК 665.213.4
DOI: doi.org/10.48612/dalrybvtuz/2026-75-09
EDN: SRUSQM
Оценка биотехнологического потенциала жиров из рыбных голов
Ольга Яковлевна Мезенова
Калининградский государственный технический университет, Калининград, Россия,
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой пищевой биотехнологии, Заслуженный работник рыбного хозяйства РФ, Заслуженный работник Высшей школы России, академик Международной академии холода
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0002-4716-2571
Светлана Викторовна Агафонова
Калининградский государственный технический университет, Калининград, Россия,
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры пищевой биотехнологии, член-корреспондент Международной академии холода
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0002-5992-414X
Наталья Олеговна Жила
Институт биофизики Сибирского отделения РАН, Красноярск, Россия,
кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории биотехнологии новых биоматериалов
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0002-6256-00258
Наталья Юрьевна Романенко
Калининградский государственный технический университет, Калининград, Россия,
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры пищевой биотехнологии, член-корреспондент Международной академии холода
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0002-7433-7189
Наталья Сергеевна Калинина
Калининградский государственный технический университет, Калининград, Россия,
заведующий лабораториями кафедры пищевой биотехнологии
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0003-0942-5411
Владимир Владимирович Волков
Калининградский государственный технический университет, Калининград, Россия,
директор Центра передовых технологий использования белков кафедры пищевой биотехнологии
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0001-5560-7131
Аннотация. Перспективным путем утилизации жиров из рыбных отходов является микробиологическая биоконверсия автотрофными бактериями, синтезирующими биоразлагаемые пластики полигидроксиалканоаты. Целью работы являлась оценка биотехнологического потенциала липидов, извлеченных разными способами из голов копченой кильки и скумбрии, по составу жирных кислот и биогенных минеральных элементов, используемых микроорганизмами в субстратном питании. Жир из сырья извлекали термическим и ферментативным способами с применением ферментов алкалаза, протосубтилин и протозим. Наибольшим образом липиды экстрагировались ферментолизом с применением алкалазы (82,9 % – из голов копченой кильки; 67,8 % – из голов скумбрии). По показателям кислотного и перекисного чисел полученные жиры не соответствовали требованиям пищевой безопасности. Результаты жирно-кислотного анализа показали их высокую биологическую ценность по содержанию эссенциальных кислот, важных для микробного синтеза полимеров. Не установлено влияния способа экстракции на состав жирных кислот. Во всех партиях жиров наибольшее количество пришлось на докозагексаеновую кислоту (скумбрия: 16,0–16,2 %; килька: 13,8–14,2 %) и эйкозапентаеновую кислоту (скумбрия: 9,3–9,6 %; килька: 10,3–10,5 %). О высоком субстратном потенциале всех жиров свидетельствовало суммарное содержание основных групп жирных кислот: ненасыщенных (68,0–75,9 %), полиеновых (31,5–35,0 %) и длинноцепочечных (28,3–47,0 %). Исследованные жиры содержали 18 видов минеральных веществ в суммарном количестве 73,85 мг/кг (килька) и 171,83 мг/кг (скумбрия). Основными минералами являлись кальций, фосфор и натрий, при этом в скумбриевом жире данных элементов обнаружено в 1,5–13,2 раза больше, чем в килечном. В Институте биофизики Сибирского отделения РАН при использовании данных жиров в качестве источника углерода с применением штамма Cupriavidus necator B-10646 были получены сополимеры полигидроксиалканоатов – поли(3-гидроксибутират-со-4-гидроксибутират) с термодинамическими свойствами, соответствующими требованиям к пластикам для пищевых и медицинских целей.
Ключевые слова: биополимеры, полигидроксиалканоаты, рыбный жир, биотехнологический потенциал, экстракция, ферментолиз, жирные кислоты, минеральные элементы
Финансирование: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-64-10007, https://rscf.ru/project/23-64-10007/
Список источников
1. Закирова А. Ш., Канарская З. А., Михайлова О. С., Василенко С. В. Биодеградируемые пленочные материалы. Часть 1. Биодеградируемые пленочные материалы на основе синтетических и микробиологически синтезированных полимеров // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 27. С. 155–162.
2. Киселев Е. Г., Васильев А. Д., Волова Т. Г. Синтез и характеристики многокомпонентных ПГА // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2021. 14(1). С. 97–113. DOI: 10.17516/1997-1389-0325.
3. Жила Н. О., Волков В. В., Мезенова О. Я., Киселев Е. Г., Волова Т. Г. Отходы рыбопереработки – перспективный субстрат для синтеза целевых продуктов биотехнологии // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. 2023. Т. 16, № 3. С. 386–397.
4. Zhila N. O., Kiselev E. G., Volkov V. V., Mezenova O. Ya., Sapozhnikova K. Yu., Shishatskaya E. I., Volova T. G. Properties of degradable polyhydroxyalkanoates synthesized from new waster fish oils (WFO). Int. J. Mol. Sci. 2023; 24(16): 1–18. DOI:10.3390/ijms241914919.
5. Мезенова О. Я., Тишлер Д., Агафонова С. В., Мезенова Н. Ю., Волков В. В., Бараненко Д. А., Гримм Т., Ридель С. Исследование и рациональное применение пептидных и липидных композиций, получаемых при гидролизной переработке коллагенсодержащих тканей // Вестник Международной академии холода. 2021. № 1. С. 46–58.
6. Riedel S. L., Jahns S.; Koenig S., Bock M. C. E., Brigham C. J., Bader J., Stahl U. Polyhydroxyalkanoates production with Ralstonia eutropha from low quality waste animal fats. J. Biotechnol. 2015, 214, 119–127. DOI: 10.1016/j.jbiotec.2015.09.002.
7. Боева Н. П., Бредихина О. В., Петрова М. С., Баскакова Ю. А. Технология жиров из водных биологических ресурсов : монография. М.: Изд-во ВНИРО, 2016. 107 с.
8. Петров Б. Ф. Переработка отходов производства рыбных жиров в смазочную добавку. Современная наука и инновации. 2023;(4):72–78. DOI.org/10.37493/2307-910X.2023.4.8.
9. Shalfoh E., Ahmad M. I., Binhweel F., Shaah M.A., Senusi W., Hossain M. S., Alsaadi S. Fish waste oil extraction using supercritical CO2 extraction for biodiesel production: Mathematical, and kinetic modeling // Renewable Energy. 2024; 220: 119659. DOI: 10.1016/j.renene.2023.119659.
10. 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.
11. Thuoc D. V. 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. DOI:10.1134/S0003683821020162.
12. Sangkharak K., Paichid N., Yunu T., Klomklao S., Prasertsan P. Utilisation of tuna condensate waste from the canning industry as a novel substrate for polyhydroxyalkanoate production // Biomass Conversion and Biorefinery. 2021, 11:2053–2064. DOI.org/10.1007/s13399-019-00581-4.
13. Мезенова О. Я., Агафонова С. В., Романенко Н. Ю., Калинина Н. С., Волков В. В. Исследование процесса выделения жира из отходов рыбопереработки в качестве сырья для биотехнологического синтеза полигидроксиалканоатов // Вестник Международной академии холода. 2024. № 1. С. 50–59. DOI: 10.17586/1606-4313-2024-23-1-50-59.
14. Мезенова О. Я., Агафонова С. В, Романенко Н. Ю., Калинина Н. С., Волков В. В. Сравнительная оценка способов извлечения из вторичного рыбного сырья жира, предназначенного для синтеза продуктов биотехнологии // Научные труды Дальрыбвтуза. 2025. Т. 71, № 1. С. 59–71. DOI:org/10.48612/dalrybvtuz/2025-71-07.
15. Мезенова О. Я., Агафонова С. В., Романенко Н. Ю., Калинина Н. С., Волков В. В., Дамбарович Л. В., Федоров Д. С., Федорова О. С., Ячников Д. В. Исследования по оптимизации ферментативного процесса выделения жира из вторичного рыбного сырья для использования в биотехнологии // Вестник Международной академии холода. 2024. № 3. С. 43–55. DOI: 0.17586/1606-4313-2024-23-3-43-55.
16. Indera N. I. M., Iberahim N. I., Lutpi N. A., Dahalan F. A., Hamdzah M. Enzymatic hydrolysis extraction and quality assessment of fish oil from Patin catfish (Pangasius Hypophthalmus). Environmental Quality Management. 2024; 33(3): 91–101. DOI: 10.1002/tqem.21994.
17. Энциклопедия «Пищевые технологии». Технологии рыбной промышленности: в 2 ч. Часть 1 / отв. редактор Абрамова Л. С. М. : Издательство ВНИРО, 2019. 405 с.
18. Киселев Е. Г., Демиденко А. В., Волова Т. Г. Изменение молекулярных и термических характеристик термопластичного биоразлагаемого сополимера в FDM-процессе. Пластические массы. 2025;(3):49–52. DOI.org/10.35164/0554-2901-2025-03-49-52.
19. Kiselev E. G., Demidenko A. G., Zhila N. O. et al. Waste Fish Oil is a Promising Substrate for Productive Synthesis of Degradable Polyhydroxyalkanoates. Journal of Polymers and the Environment. 2024;33(2):1022–1034. DOI: 10.1007/s10924-024-03461-9.
20. Volova T., Zhila N., Sapozhnikova K. et al. From Waste to Biopolymer: Synthesis of P(3HB-co-4HB) from Renewable Fish Oil. Journal of Renewable Materials. 2025;13(3):413–432. DOI: 10.32604/jrm.2024.058775.
© Мезенова О. Я., Агафонова С. В., Жила Н. О., Романенко Н. Ю., Калинина Н. С., Волков В. В., 2026.
«Оценка биотехнологического потенциала жиров из рыбных голов» [Мезенова О. Я., Агафонова С. В., Жила Н. О., Романенко Н. Ю., Калинина Н. С., Волков В. В.] распространяется под лицензией Creative Commons Attribution (CC BY 4.0).
Для цитирования: Мезенова О. Я., Агафонова С. В., Жила Н. О., Романенко Н. Ю., Калинина Н. С., Волков В. В. Оценка биотехнологического потенциала жиров из рыбных голов // Научные труды Дальрыбвтуза. 2026. Т. 75, № 1. С. 90–101.
Статья поступила в редакцию 25.02.2026; одобрена после рецензирования 03.03.2026; принята к публикации 11.03.2026.
Original article
Evaluation of the biotechnological potential of fish head oils
Olga Ya. Mezenova
Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, Russia,
Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Food Biotechnology, Honored Worker of the Fisheries of the Russian Federation, Honored Worker of the Higher School of Russia, Academician of the International Academy of Refrigeration
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0002-4716-2571
Svetlana V. Agafonova
Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, Russia,
PhD, Associate Professor of the Department of Food Biotechnology, Corresponding Member of the International Academy of Refrigeration
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0002-5992-414X
Natalya O. Zhila
Institute of Biophysics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russia,
PhD (вiol.), Associate Professor, Senior Researcher of the Laboratory of Biotechnology of New Biomaterials
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0002-6256-00258
Natalya Yu. Romanenko
Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, Russia,
PhD, Associate Professor of the Department of Food Biotechnology, Corresponding Member of the International Academy of Refrigeration
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0002-7433-7189
Natalya S. Kalinina
Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, Russia,
Head of Laboratories of the Department of Food Biotechnology
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0003-0942-5411
Vladimir V. Volkov
Kaliningrad State Technical University, Kaliningrad, Russia,
Director of the Center for Advanced Technologies for the Use of Proteins, Department of Food Biotechnology
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., ORCID: 0000-0001-5560-7131
Abstract. A promising method for utilizing fats from fish waste is microbiological bioconversion by autotrophic bacteria synthesizing biodegradable polyhydroxyalkanoates. The aim of this study was to evaluate the biotechnological potential of lipids extracted by different methods from the heads of smoked sprat and mackerel, based on the composition of fatty acids and biogenic mineral elements utilized by microorganisms in substrate nutrition. Fat was extracted from the raw material by thermal and enzymatic methods using alcalase, protosubtilin, and protozyme. The greatest lipid extraction was achieved by enzymolysis using alcalase (82.9% from smoked sprat heads; 67.8% from mackerel heads). In terms of acid and peroxide values, the obtained fats did not meet food safety requirements. The results of fatty acid analysis showed their high biological value based on the content of essential acids important for the microbial synthesis of polymers. No effect of the extraction method on the fatty acid composition was found. In both batches of fats, the largest amounts were docosahexaenoic acid (mackerel: 16.0-16.2%; sprat: 13.8-14.2%) and eicosapentaenoic acid (mackerel: 9.3-9.6%; sprat: 10.3-10.5%). The high substrate potential of all fats was evidenced by the total content of the main groups of fatty acids: unsaturated (68.0-75.9%), polyene (31.5-35.0%) and long-chain (28.3-47.0%). The studied fats contained 18 types of minerals in total quantities of 73,85 mg/kg (sprat) and 0.17 mg/kg (mackerel). The main minerals were calcium, phosphorus, and sodium, with mackerel fat containing 1.5 to 13.2 times more of these elements than sprat fat. At the Institute of Biophysics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, using these fats as a carbon source with the Cupriavidus necator B-10646 strain, copolymers of polyhydroxyalkanoates were obtained - poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) with thermodynamic properties that meet the requirements for plastics for food and medical purposes.
Keywords: biopolymers, polyhydroxyalkanoates, fish oil, biotechnological potential, extraction, enzymolysis, fatty acids, mineral elements
Funding: the study was supported by the Russian Science Foundation grant No. 23-64-10007, https://rscf.ru/project/23-64-10007/.
© Mezenova O. Ya., Agafonova S. V., Zhila N. O., Romanenko N. Yu., Kalinina N. S., Volkov V. V., 2026
For citation: Mezenova O. Ya., Agafonova S. V., Zhila N. O., Romanenko N. Yu., Kalinina N. S., Volkov V. V. Evaluation of the biotechnological potential of fish head oils. Scientific Journal of the Far Eastern State Technical Fisheries University. 2026; 75(1):90–101. (In Russ.).
The article was submitted 25.02.2026; approved after reviewing 03.03.2026; accepted for publication 11.03.2026