Способ получения пищевых добавок из вторичного копченого рыбного сырья с применением термического гидролиза
METHOD FOR PRODUCTION OF FOOD ADDITIVES FROM SECONDARY SMOKED FISH RAW MATERIAL WITH APPLICATION OF THERMAL HYDROLYSIS

Изобретение относится к пищевой и биотехнологической промышленности и направлено на получение пищевых добавок липидного, пептидного и минерально-протеинового состава из вторичного копченого рыбного сырья., предназначенных для обогащения пищевых продуктов высоко усвояемыми протеинами (низкомолекулярными пептидами), минеральными веществами (преимущественно кальцием и фосфором) и богатым полиненасыщенными жирными кислотами липидами с ароматом копчения.
Известен способ производства гидролизатов белков из растительного и животного сырья (RU 2374893, МПК A23J 3/30, опубликован 10.12.2009) путем воздействия в водной среде температурой 180-220°C под давлением 50-75 бар, полученную суспензию далее разделяют на две части - осадок с нерасщепленными компонентами сырья и верхний водный слой, в котором растворены продукты гидролиза белков. (аналог 1).
Способ не позволяет получить пищевые добавки из вторичного рыбного сырья, содержащего рыбный жир, поскольку используют очень высокие температуры и давление. В результате деградация сырья настолько глубока, что практически все жировые молекулы распадаются до глицерина и жирных кислот, которые являются прекрасными эмульгаторами. В результате такого процесса из вторичного жиросодержащего рыбного сырья образуется не суспензия, а эмульсия, разделение которой на отдельные фракции чрезвычайно затруднено. При этом жировая фракция имеет повышенное кислотное число и не может считаться пищевой добавкой высокой биологической ценности.
Известен также способ получения гидролизата из рыбного сырья (RU 2344618, МПК A23J 1/04, опубликован 27.01.2009), которое ополаскивают анолитом электрохимически активированной воды, измельчают, добавляют воду и ферментный препарат для ферментативного гидролиза реакционной смеси с использованием католита в количестве 30% к массе сырья при температуре 55°С, далее проводят инактивацию ферментной системы ее нагреванием, разделение реакционной смеси с выделением гидролизата, его обезжиривание на сепараторе и сушку. Для получения гидролизата без отделения непроферментированного белкового остатка ферментативный гидролиз проводят в течение 1,5-2 ч до достижения глубины гидролиза по небелковому азоту 25-27% от общего азота сырья. Для получения гидролизата с отделением непроферментированного белкового остатка ферментативный гидролиз проводят в течение 4-6 ч до достижения глубины гидролиза по небелковому азоту 60-65% от общего азота сырья. (аналог 2).
Данный способ не позволяет получить целевые продукты высокой биологической ценности, поскольку глубина гидролиза белковой части невелика и максимально составляет только 65% от общего азота сырья, при этом образуется только две фракции - водная (верхняя) и осадочная (нижняя). Выделение жира, присутствующего во вторичном рыбном сырье, как самостоятельной липидной пищевой добавки, не происходит. В результате того, что не предусмотрено применение консервирующих эффектов, развиваются микроорганизмы, а органолептические свойства конечных продуктов становятся неприемлемы для пищевого использования (появится неприятный запах испорченной рыбы), при этом микробиологическая обсемененность массы может превысить критический уровень, что сделает продукты токсичными и опасными для пищевого употребления.
Известен способ получения смеси аминокислот из отходов переработки животного или растительного сырья (RU 2457689, МПК A23J 3/30, опубликован 10.08.2012) путем кислотного гидролиза белкового сырья при температуре 115-120°С в течение 4-6 ч при непрерывном перемешивании и давлении в реакторе 1,5 атм, адсорбции непрогидролизованных продуктов при помощи активированного угля в течение 1 ч при температуре 60-70°С, удалении жировой части смеси пропусканием через нутч-фильтр, сгущения продуктов гидролиза в растворе, высушивания (аналог 3).
Данный способ не подходит для переработки копченого сырья, характеризующегося содержанием полициклических ароматических углеводородов, которые при кислотном гидролизе могут сопровождаться продуктами окисления такими, ка альдегиды, кетоны или карбоновые кислоты. При введении в такую систему активированного угля адсорбция идет не только непрогидролизованных белковых продуктов сырья, но белково-жировых комплексов эмульсии с включением минеральных элементов, разделить которые в последующем десорбцией невозможно. При этом часть жира остается на нутч-фильтре. Получаемая в результате сушки отфильтрованной части смесь аминокислот не может считаться пищевой добавкой протеинового состава, поскольку под действием кислот прошла слишком глубокая деградация белковых молекул, при этом качественные характеристики аминокислот изменились, поскольку в кислой среде образуются преимущественно Д-формы аминокислот - оптические изомеры L-аминокислот (естественные формы), при этом отсутствуют олигопептиды.
Наиболее близким является способ получения белкового гидролизата из мясного или мясокостного сырья убойных животных (RU 2160538, МПК A23J 1/10, опубликован 20.12.2000), предусматривающий измельчение сырья, гомогенизацию с водой, обезжиривание, ферментативный гидролиз, термообработку, охлаждение, сушку, при этом обезжиренное сырье термообрабатывают острым паром в при 120-140°C и давлении 0,2-0,4 МПа в течение 2-4 ч, далее охлаждают до 40-45°C, а удаление осадочной части (очистку от нерасщепленных примесей) проводят дважды - перед охлаждением путем сброса давления и после охлаждения центрифугированием, сепарированием и фильтрацией через бельтинг с использованием целлюлозы (аналог 4).
Данный способ не может быть использован для получения из вторичного копченого рыбного сырья качественных пищевых добавок липидного, пептидного и минерально-протеинового состава, так как в нем предусмотрено выделение только белковой (протеиновой) фракции, а жиры удаляются в 3 этапа (до термообработки, после нее сепарированием и фильтрацией через фильтры с целлюлозой). При такой обработке выделить и собрать рыбные жиры с сохранением качества и уникального химического состава не представляется возможным. При этом осадочная часть, содержащая нерасщепленные белки и минеральные вещества, не используется на пищевые цели, поскольку костные ткани при данных условиях полностью не минерализуются.
Изобретение решает задачу повышения эффективности обработки вторичного копченого рыбного сырья для более полного выделения полезных веществ пептидного, липидного и минерально-протеинового состава, находящихся в связанном состоянии, и повышения качества полученных конечных продуктов для их использования как пищевых добавок с высокими органолептическими показателями, повышенной биологической ценностью и длительным сроком хранения за счет использования копченого сырья стабилизированного коптильными компонентами, интенсификации процесса высвобождения из связанного состояния белковой, жировой и минеральной фракций, последующего расщепления белковых молекул сырья до мелких низкомолекулярных водорастворимых пептидов и крупных высокомолекулярных протеинов при высокотемпературном воздействии под давлением и осаждения в комплексе с фосфором и кальцием минеральной фракции рыбных костей в соединении со стабилизированного коптильными компонентами и при двухстадийном охлаждении и центрифугировании.
Для получения необходимого технического результата в способе получения пищевых добавок из вторичного копченого рыбного сырья, включающем измельчение сырья, гомогенизацию, обезжиривание, термический гидролиз, термообработку, фракционирование, охлаждение и сушку, предлагается осуществлять предварительное отделение жира при соотношении «рыбное сырье:раствор» 1:1-1:2 при температуре 60-100°C, после чего производится первичное отделение жира центрифугированием при 3500-4000 об/мин. Термообработку предварительно обезжиренной смеси при температуре 120-170°С и давлении 2-10 бар в течение 1 - 4 ч и охлаждение. Далее смесь охлаждают в две стадии, сначала до температуры плюс 60-90°С, после чего охлажденную смесь фракционируют центрифугированием при 3500-4000 об/мин разделяют на пептидный, минерально-протеиновый продукты и остаточный жир. Затем продукты высушивают до влажности 4-8 % и охлаждаются до температуры 15-25°С.
Поставленная задача способа получения пищевых добавок с высокими органолептическими показателями и длительным сроком хранения решается за счет предварительного мягкого отделения жира, использования стабилизированного коптильными компонентами рыбного сырья и использования термического гидролиза, за счет чего из органических комплексов эффективно высвобождаются белковая, жировая и минеральная фракции рыбного сырья, переходя в свободное состояние, при одновременном предотвращении всех видов порчи в результате достаточной температурной обработки и воздействия коптильных веществ.
При этом молекулы жира липидной фракции рыбного сырья, стабилизированные коптильными компонентами значительно медленнее окисляются. При последующем центрифугировании за счет параметров процесса происходит четкое качественное горизонтальное разделение обработанной органической массы рыбного сырья на липидную (жировую верхнюю), пептидную (водную среднюю) и минерально-протеиновую (осадочную нижнюю) фракции, фиксируемое визуально. Данные фракции механически отделяются в течение 1 часа, чтобы они не могли смешаться. Далее разделенные фракции путем сушки до равновесного влагосодержания превращаются в пищевые добавки соответственно пептидного и минерально-протеинового состава. Все три фракции, как полуфабрикаты и готовые пищевые добавки, обогащены ароматическими стабилизирующими коптильными компонентами, что в совокупности с другими эффектами повышает их биологическую ценность, стойкость в хранении и органолептический эффект.
Вторичное рыбное сырье, представляющее собой сложную и прочную органическую систему с высоким содержанием коллагеновых белков, минеральных веществ (преимущественно кальция и фосфора в связанном состоянии с белками металлопротеинами), после обработки гидролизом при указанных параметрах практически полностью разделяется на нативные фракции органических веществ липидного, пептидного и минерально-протеинового состава с получением соответствующих пищевых добавок повышенного качества и стойкости в хранении, что обеспечивается совокупностью следующих эффектов, имеющих место при указанных параметрах.
Предварительное отделение жира при температуре 60-100°C и последующем центрифугировании позволяет отделить большую часть содержащегося в сырье жира, до того, как оно пройдет термическую обработку, что обеспечивает его более высокие качественные характеристики по сравнению с жиром, прошедшем термическую обработку при высоких температурах.
Термогидролиз - жесткое воздействие высоких температур при температуре 120-170°C и давлении 2-10 бар в течение 1-4 ч, в результате чего окончательно разрушаются соединительные ткани всех клеток, жир полностью переходит в свободное состояние, а все белковые молекулы сырья, в зависимости от их природы и состояния, деградируют либо до низкомолекулярных пептидов с ММ менее 500 кДа (менее устойчивые глобулярные белки), либо разрываются до более высокомолекулярных пептидов с ММ 500-1000 кДа (более устойчивые фибриллярные белки), которые можно отнести к группе низкомолекулярных протеинов. При этом последние состоят преимущественно из осколков коллагена и оссеина - основных белков соответственно покровной и костной тканей рыб (кожи, чешуи, голов, хребтов).
Стабилизация качества рыбного жира, отличающегося в обычных условиях склонностью к окислению за счет высокого содержаний полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), заключается в использовании стабилизированного коптильными компонентами сырья. В итоге перекисные радикалы, как катализаторы самоокисления, в самом начале процесса оказываются в «ловушках», что обеспечивает стабилизацию качества рыбного жира на всех этапах способа. Коптильные компоненты, обладающие приятными ароматами, присутствуют и в составе липидной пищевой добавки, повышая ее биологическую ценность и органолептические свойства.
Разделение смеси всех фракций при центрифугировании гидролизованной массы на остаточную жировую, пептидную и минерально-протеиновую после охлаждения - происходит под действием центробежной силы, развиваемой при вращении барабана центрифуги при 3500-4000 оборотах/мин. При этом эмульсионно-суспензионная смесь, которой является система после термогидролиза, из-за различных удельных масс разделяется на жировую, водную и твердую. Процесс при данных параметрах достигает полного и четкого разделения на фракции за счет присутствия фенольных компонентов в сырье, которые увеличивают поверхностное натяжение между фракциями, поскольку являются по своей природе ароматическими углеводородами. В совокупности при данных параметрах гидролизованная смесь по завершении процесса центрифугирования полностью образует три фракции - жировую, водную и твердую.
Сушка пептидной и минерально-протеиновой фракций термогидролизованной системы до влажности 4-8% представляет собой обезвоживание раствора и осадочной суспензии до равновесного влагосодержания, которое для высушенной пептидной фракции будет находиться в пределах 4-6%, а для минерально-протеиновой фракции составляет 6-8%. Пептидная фракция сушится сублимационным способом, который обеспечивает полное сохранение природы компонентов за счет замораживания и вакуума. Возможен распылительный способ сушки при температуре 60-80°C, который обеспечивает интенсивное удаление влаги при кратковременном пребывании продукта в зоне теплового воздействия. Получаемый пептидный продукт порошкообразный, не требует дополнительного измельчения, хорошо растворяется в воде. Минерально-протеиновая фракция, представляющая собой суспензию, сушится любым способом (механический контактный; тепловой конвективный; электрический) при температуре 80-100°С, после чего высушенный материал, представляющий собой пластинки или крупинки, измельчается до порошкообразного состояния. За счет связи белковых веществ тканей рыбы с коптильными компонентами, которые понижают влагоудерживающие свойства пептидов и протеинов, свободная влага из высушиваемых материалов удаляется быстрее, что способствует сокращению процесса и повышению качества продуктов.
Органолептические свойства, химический состав и биологический эффект пищевых добавок обусловлен химическим составом изначального сырья и факторами технологии. Целевые пищевые добавки представляют собой физико-химические композиции натуральных компонентов вторичного копченого рыбного сырья.
14
22
Пищевая добавка липидного состава с приятным копченым ароматом - это смесь триглецеридов и фосфолипидов рыбного жира, отдельных жирных кислот с длиной углеродной цепи от С до С (линолевая, линоленовая, арахидоновая, экозапентаеновая, догозагексаеновая и др.) в соединении со стабилизирующими коптильными компонентами. Корригирующее влияние ПНЖК омега-3 класса на мембраны форменных элементов крови приводит к улучшению гемореологических показателей. Антиагрегантное действие ПНЖК омега-3 класса связано с подавлением продукции метаболитов арахидоновой кислоты - тромбоксана А2, простациклина. ПНЖК омега-3 класса обладают выраженным антисклеротическим действием за счет ингибирования синтеза холестерола, образования его эфиров, снижения уровня атерогенных фракций липопротеидов, угнетения пролиферации миоцитов сосудистой стенки и других воздействий.
Пищевая добавка пептидного состава с копченым ароматом - это смесь низкомолекулярных «осколков» белковых молекул вторичного рыбного сырья (в основном коллагеновых белков) с ММ 10-500 кДа. Пептиды в указанном диапазоне ММ - это пластический материал, который, попадая в организм, будет взаимодействовать комплементарно с участками генов только тех тканей, из которых они были выделены, восстанавливая, таким образом, в первую очередь коллагеновые (опорно-двигательные) ткани организма. Пищевая добавка пептидного состава обладает высоким коэффициентом жиро- и влагосвязывания и может быть использована для изготовления эмульгированных продуктов (вареные колбасы, сосиски, паштеты), полукопченых и копченых колбас, полуфабрикатов, варено-копченых продуктов и ветчин. Добавка улучшает экономические показатели производства за счет: - снижения себестоимости продукции (1 часть белка связывает 8-9 частей воды, что заменяет 9-10 кг мясного сырья); - снижения потерь при термической обработке; - возможность использования мясо-сырья пониженной сортности с пороками PSE и ДГД с высоким содержанием жировой и соединительной ткани.
Пептиды из рыбных коллагеновых отходов за счет высокого присутствия глицина, пролина и оксипролина являются также ACE-ингибиторами, обладающими высоким потенциалом для улучшения мышечного роста и «сжигания» лишнего жира, антиоксидантной и антигипертензивной активностью. При этом пептиды коллагенового рыбного сырья содержат уникальную повторяющуюся последовательность аминокислот «глицин-пролин-аланин», обладающую фармакологической активностью. Будучи эндогенными компонентами живой клетки, которые природа отбирала в течение миллионов лет эволюции для выполнения четко определенной функции, данные пептиды эффективны в чрезвычайно низких дозах, обладают удивительной избирательностью действия, не вызывают нежелательных иммунологических реакций, легко выводятся из организма без образования токсичных продуктов.
Пищевая добавка белково-минерального состава - это смесь высокомолекулярных «осколков» белковых молекул вторичного рыбного сырья (коллагеновых белков) с ММ 500-1000 кДа. Протеины с ММ 500-1000 кДа, относящиеся к пептидам «средней молекулярной массы», обладают высокой биологической активностью. Это пластический материал для опорно-двигательного аппарата человека (костей, связок, кожи), нейропептидов (пептиды памяти, сна, эндорфины, энкефалины), пептидов - активаторов сокращения мышц (анзерин, карнозин).
Перечисленные эффекты способа обусловливают привлекательные органолептические характеристики, повышенные биологическую ценность и хранимоспособность пищевых добавок; они имеют место только при осуществлении способа в пределах выше указанных параметров.
При проведении предварительного отделении жира удается отделить более 80 % жира от исходного в сырье. Обезжиренная смесь после термического гидролиза представляет из себя эмульсионно-суспендированная систему и имеет вид однородной дисперсной массы светло-коричневого цвета, разделение которой при описанных в формуле условиях позволяет получить верхний липидный, при этом средний водный слой и нижний осадочный слой выходят из процесса с содержанием белковых веществ (пептидов и протеинов) в сумме более 80% от их исходного содержания в сырье (пересчет по азоту), а в нижнем осадочном слое содержание белков колеблется от 40 до 60% от массы сухого вещества.
При охлаждении гидролизованной массы сначала до температуры плюс 40°С и центрифугировании охлажденной массы при 3500 об/мин с последующими обезжириванием, разделением при указанных в формуле параметрах и сушкой пептидного и минерально-протеинового полуфабрикатов до влажности 4% благодаря четкому разделению фаз получают чистые пищевые добавки ожидаемого качества. Содержание примесей в каждой фракции находится в допустимых пределах ±2%, добавки обладают приятными органолептическими свойствами, характерными для данной продукции, с легкими оттенками аромата копчения, повышенной биологической ценностью, обусловленной высоким содержанию биологически активных веществ (БАВ). Продолжительность хранения готовых пищевых добавок составляет соответственно: липидная (при 0°С) - 1 год ± 2 месяца; пептидная (при +5°С) - 3 года ± 1 месяц; белково-минеральной добавки (при +5°С) - 2 года + 1 месяц.
При охлаждении гидролизованной массы сначала до температуры плюс 60°С и центрифугировании охлажденной массы при 4000 об/мин с последующими обезжириванием, разделением при указанных в формуле параметрах и сушкой пептидного и минерально-протеинового полуфабрикатов до влажности 8% имеет место очень четкое разделение фракций за счет лучшего отделения жира при более высоких температурах и повышенных скоростей центрифугирования. В результате получают особо чистые пищевые добавки ожидаемого качества, содержание примесей в каждой фракции находится в допустимых пределах ±1%, с приятными органолептическими свойствами, продолжительность хранения которых составляет соответственно: липидная (при 0°С) - 1 год ± 1 месяц; пептидная (при +5°С) - 3 года ± 2 месяца; белково-минеральной добавки (при +5°С) - 2 года ± 2 месяца.
При охлаждении гидролизованной массы сначала до температуры менее плюс 30°С и центрифугировании охлажденной массы при скорости менее 3500 об/мин с последующими обезжириванием, разделением и сушкой пептидного и минерально-протеинового полуфабрикатов до влажности более 8% из-за повышенной вязкости массы при охлаждении первого этапа и пониженной скорости центрифугирования разделений фракций проходит не полностью, содержание примесей в каждой фракции находится в недопустимых пределах (более 5%), при этом жировая фракция не полностью затвердевает при вторичном охлаждении. В результате органолептические свойства снижаются, цвет липидной фракции становится мутно-серо-коричневым, тускнеет по мере хранения, консистенция сыпучих добавок становится комкующейся, а в запахе всех добавок появляются посторонние оттенки, не характерные для данной продукции. При этом их биологическая ценность понижается, что обусловлено снижением содержания БАВ (под действием не удаленной влаги гидролизуются ПНЖК, биофлавоноиды, каротин и др.). Продолжительность хранения высушенных пищевых добавок сокращается и составляет соответственно: липидная (при 0°С) - 6 месяцев ± 2 месяца; пептидная (при +5°С) - 2 года ± 2 месяца; белково-минеральной добавки (при +5°С) - 1,5 года ± 2 месяца.
Заявленное изобретение поясняется конкретными примерами его исполнения, иллюстрирующими влияние параметров способа на показатели эффективности процесса и качества пищевых добавок, прежде всего, органолептические характеристики, биологическую ценность и хранимоспособности целевых продуктов.
Примеры осуществления способа.
10 кг вторичного копченого рыбного сырья (головы кильки копченые, как вторичное сырье шпротного производства) измельчают и смешивают в емкости на 50 л с мешалкой с 10-20 кг профильтрованной воды без примесей. Массу подогревают до 60-100°C и перемешивают. Затем осуществляют первичное отделение жира центрифугированием при 3500-4000 об/мин. Обезжиренную массу переносят в автоклав, в котором на нее воздействуют высокой температурой плюс 150°C под давлением 4 бар и в течение 2 ч. Образующуюся эмульсионно-дисперсионную систему коричневого цвета, состоящую из выделенных из природных тканей протеинов, пептидов, липидов и минеральных веществ, выливают из автоклава через нижний патрубок емкости в бак-приемник и направляют на охлаждение до 60-80°С, после чего охлажденную смесь фракционируют центрифугированием в течение 15 минут со скоростью 3750 об/мин. По окончании центрифугирования система разделена на три части: верхняя - остаточная жировая, жидкая, ярко-желтая; средняя - прозрачный раствор коричневого цвета; нижняя - мутный осадок серо-желтого цвета. Полученная пищевая добавка содержит 95,5% липидов; 2,2 % азотистых веществ; 2,3% воды. В таком состоянии, защищенная от окисления коптильными компонентами, липидная пищевая добавка хранится без изменения качества 1 год. Оставшуюся часть гидролизованной системы гидролизуют при температуре плюс 150°C под давлением 4 бар и течение 2 ч и разделяют фильтрованием на 2 фракции. Вязко-текучая растворимая часть гидролизата представляет собой полуфабрикат пищевой добавка пептидного состава, который направляют на сублимационную сушку при минус 55°С до влажности 6%, получая тонко-дисперсный порошок бежевого цвета с характерным запахом, напоминающим запах сушеного белка, оттененный ароматом копчения. Химический анализ показал, что добавка на 98,5 % сухих веществ состоит из пептидов с ММ 15-250 кДа, 1,5% сухих веществ приходится на жиры. Пептидная пищевая добавка хранится без признаков изменения качества при плюс 5°С в течение 3-х лет. Осадочную часть направляют в сушильную установку конвекционного типа, в которой при температуре плюс 60°С доводят влажность содержимого до 7%, получая белково-минеральную пищевую добавку. Она представляет собой высушенные волокна коричневого цвета со специфическим запахом, оттененным легким ароматом копчения. Данную добавку на коллоидной мельнице доводят до порошкообразного состояния, расфасовывают, взвешивают и направляют на хранение. Химический состав добавки: протеины с ММ 580-778 кДа - 59 % сухих веществ; минеральные вещества - 21,2%, жиры 14,2 % от сухих веществ, гарантированный срок хранения при плюс 5°С - 2 года. Выход готовых пищевых добавок составил: липидная - 1,2 кг (22 % массы сухих веществ сырья): пептидная - 1 кг (18,5 % массы сухих веществ сырья), белково-минеральная - 3,2 кг (59,5 % массы сухих веществ сырья). Процесс эффективен, поскольку производство практически безотходное. Целевые параметры достигаются, способ по данным параметрам рекомендуется.
Другие примеры осуществления способа с возможными вариантами сочетания параметров приведены в таблице ниже.
Таблица
№ опыта
Содержание жира в исходном сырье, %
Параметры первичного отделения жира
Параметры гидролиза
Белковый сублимированный гидролизат
Белково-жиро-минеральный осадок
масса образца до сушки, г
масса сухого образца, г
Выход, %
масса образца до сушки, г
масса сухого образца, г
Выход, %
к массе пробы до сушки
к массе исходного сырья
к массе образца до сушки
к массе сырья
1
16,7
80°С/30 мин.
130/60 Мешалка 8 об/мин
1250,8
70,1
5,6
4,7
1182,0
369,5
31,3
24,6
2
16,7
70°С/30 мин.
130/60 Мешалка 8 об/мин
1284,5
68,7
5,4
4,6
1159,0
382,5
33,0
25,5
3
13,5
70°С/30 мин.
130/60 Мешалка 50 об/мин
1408,3
74,1
5,3
4,9
1016,0
304,0
29,9
20,3
4
13,5
70°С/30 мин.
130/60 Мешалка 50 об/мин
1539,508
103,8
6,7
6,9
1029,5
339,0
32,9
22,6
5
24,5
70°С/30 мин.
130/60 Мешалка 50 об/мин
1307,0
95,4
7,3
6,4
1164,5
434,3
37,3
29,0
Из данных таблицы следует, что выход сублимированных белковых гидролизатов колеблется от 4,6 до 6,9 % от массы исходного сырья. Наибольший выход белкового гидролизата получен при термолизе, проводившемся при 130°Cв течение 60 минут и оборотах мешалки 50 об/мин из сырья с относительно низким содержанием жира 13,5 %. Он составил 6,9% от пробы до сушки (эксперимент 4).
Таким образом, предлагаемый способ в сравнении с аналогами повышает эффективность обработки вторичного копченого рыбного сырья, что позволяет более полно выделить полезные вещества пептидного, липидного и минерально-протеинового состава, которые находящиеся в связанном состоянии, и повысить качество полученных конечных продуктов для их использования как пищевых добавок с высокими органолептическими показателями, повышенной биологической ценностью и длительным сроком хранения. Термообработка рыбных отходов, содержащих повышенное количество трудно деградируемых коллагеновых тканей (кости, головы, жабры, кожа рыб и др.) при известных условиях обработки острым паром при 120-140°C и давлении 0,2-0,4 МПа в течение 1-4 ч является недостаточной для полного распада всех тканей на фракции - липидную, пептидную и белково-минеральную.
Достоинством предложенного способа является безотходность процесса, осуществляемого на уровне молекулярного разделения вторичного рыбного сырья (отходов производства), отличающегося повышенной минерализацией и преимущественным содержанием коллагеновых тканей, трудно гидролизуемых обычными способами. При этом получаются натуральные пищевые добавки нативного состава, привлекательные органолептически, обладающие повышенной биологической ценностью и стойкостью в хранении относительно добавок, изготавливаемых традиционным гидролизом. Полученные добавки рациональны к применению во многих отраслях пищевой промышленности.
Пептидная добавка представляет собой мелкодисперсный порошок высокой сыпучести от светло-бежевого до светло-коричневого цвета со специфическим копченым ароматоь, без порочащих или посторонних оттенков, который легко растворим в воде. Рекомендуется к применению в качестве функциональной пищевой добавки в мясных и рыбных изделиях и специализированных продуктов (например, спортивного и геродиетического питания), в качестве обогащающей добавки (соусов, паштетов, хлебо-булочных и мучных кондитерских изделий). Добавка является носителем быстро усвояемых биологически активных веществ (ди-, три- и других олигопептидов, органических компонентов мяты, продуктов их взаимодействия), дающих «быструю» энергию в сочетании с физиологическими эффектами (анаболическим, иммунномодулирующим, кардиотропным, гепатопротекторным, остеотропным, жиросжигающим, антигипертензивным и др.). При ее внесении в обогащаемый продукт повышается его биологическая ценность как за счет роста протеиновой составляющей и ее аминокислотной сбалансированности, так и за счет новых продуктов с биологической активностью.
Липидная добавка является вязко-текучим жиром коричневатого цвета, с характерным копченым ароматом, без признаков окисления или иных порочащих запахов. Рекомендуется к применению в качестве жидкого ароматизатора, позволяющего получит пищевую продукцию с приятным копченым ароматом из свежего сырья. Были получены образцы продукции из свежей кильки и салаки с приятными органолептическими свойствами. Данный продукт, как источник ПНЖК, в том числе эйкозапентаеновой и докозагексаеновой жирных кислот, соединенных с коптильными компонентами обладает значительно большей хранимоспособностью, чем рыбий жир нестабилизированный копчеными компонентами. Как пищевая добавка рекомендуется при добавлении к салатам, в составе маргаринов и пищевых спредов. В качестве обогащающей добавки ее целесообразно вносить в рецептуры кондитерских и хлебобулочных изделий. При этом обогащаемый продукт не теряет традиционных свойств, не приобретает посторонних (например, «рыбных») или не свойственных признаков, но в нем из-за повышенного содержания БАВ существенно повышается биологическая ценность.
Белково-минеральная добавка представляет собой легко измельчающиеся пластинки от бежевого до коричневого цвета, со слабым копченым ароматом без нежелательных и посторонних оттенков. В качестве источника рыбного коллагена (морских пищевых волокон повышенной молекулярной массы), биокальция и биофосфора рекомендуется к применению, как самостоятельная БАД к пище, обладающая общеукрепляющим, анаболическим и адаптогенным эффектами. Как обогащающая добавка пищевая добавка целесообразна в составе лечебно-профилактических продуктов (сухие первые блюда, галеты, мягкий сыр), предназначенных для профилактики заболеваний опорно-двигательного аппарата (артрит, артроз, остеопороз и др.), нарушений симбиозного пищеварения (при дисбактериозах, нарушениях всасывания воды в толстом кишечнике, проблемах эвакуации гумуса и др.), заболеваниях сердечно-сосудистой системы.
Реализация способа имеет значительный экономический эффект, поскольку из бросового сырья, какими являются отходы от разделки рыбы, стоимость которого на предприятиях колеблется от 0 до 10 руб. за кг, позволяет получать востребованные продукты с высокой добавленной стоимостью.
На мировом рынке цена подобных протеиновым гидролизатам продуктов составляет 1200 евро за тонну и больше (84.000 руб./тонну). Доходы от реализации только пептидной добавки в одной Калининградской области могут превысить 600 млн. руб. (8,6 млн. евро в год). Дополнительные доходы от реализации липидной и минерально-протеиновых пищевых добавок могут принести дополнительные 150-200 млн. руб. (2-3 млн. евро). Общий объем доходов за год может составить 750-800 млн. руб. (11-12 млн. евро).
Внедрение способа позволит развивать в рыбной отрасли высокотехнологичные сектор, сделать рыбоперерабатывающие производства экологически чистыми, не иметь проблем с вторичным сырьем, избегать штрафов за экологию, развивать связи со многими отраслями пищевой промышленности. Кроме того реализация способа позволит создать новые рабочие места, послужит толчком для развития функционального и специализированного питания в России.