СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЫБНОГО ЖИРА "ЭЙКОНОЛ"
"EIKONOL" FISH OIL PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к пищевой и рыбной промышленности, а именно к технологии получения эмульсионных белково-жировых продуктов на основе рыбного сырья с использованием в качестве жирового компонента рыбных жиров, и может быть использовано в химико-фармацевтической промышленности для получения липидсодержащих лекарственных антиатерогенных средств, обладающих стимулирующей репаративные процессы активностью, при лечении ран и ожогов, а также при производстве пищевых продуктов, например, для приготовления соусов, заправок для салатов и продуктов, обладающих лечебно-профилактическими свойствами.
Высокое содержание в липидах полиеновых жирных кислот (ПНЖК), особенно эйкозапентаеновой и декозапентаеновой, обусловливает их фармакологические свойства, а именно: положительное влияние на липидный обмен, снижение уровня холестерина и триглицеридов в сыворотке крови, нормализацию липипротеидного спектра плазмы, облегчение противоастматического, противоопухолевого эффекта, устойчивость к токсинам, иммуностимулирующее действие.
Известен способ получения комплекса биологически активных липидов из отходов рыбоперерабатывающей промышленности, включающий обогащение и измельчение сырья, обработку сырья стабилизирующими добавками и водой, вытапливание липидов с последующим разделением фаз отстаиванием, отделение и очистку комплекса липидов. Все процессы проводят при температуре выше 50°С. В качестве сырья используют жировые ткани внутренностей сиговых, лососевых и осетровых рыб (муксуна, пеляди, пыжьяна, ряпушки, нельмы, осетра) [Патент РФ №2077552, кл. C11B 1/00, А61К 35/60, опубл. 20.04.1997].
Недостатком известного способа является получение липидов при повышенных температурах, а именно вытапливание липидов, что влияет на конечный продукт - рыбный жир, который теряет при нагреве витамины и ферменты.
Известен способ получения комплекса липидов и витаминов из икры рыб, характеризующийся тем, что используют отбракованные ястыки лососевых рыб, промывают 2,5-10%-ным раствором соли, удаляют избыток раствора соли, разрушают ястыки, отделяют икорный сок от соединительной ткани и оболочек яйцеклеток, выдерживают в течение 2-10 суток при температуре 0-10°С до достижения максимального расслоения жира и водорастворимых компонентов, собирают слой жира, а промежуточный слой между жиром и водной фазой центрифугируют. Разрушение ястыков осуществляют прессованием или гомогенизацией. Отделяют икорный сок от соединительной ткани и оболочек яйцеклеток методами седиментации и фильтрации [Патент РФ №2287960, кл. A23L 1/328, опубл. 20.06.2006].
Несмотря на то, что в известном способе рыбное сырье перерабатывается при пониженных температурах и при этом получается конечный продукт с высоким содержанием витаминов, однако технология обуславливает низкий выход готового продукта (8-14%) и получаемый продукт оказывается достаточно дорогостоящим.
Известен способ получения рыбного жира, включающий измельчение сырья, термическую обработку (100°С) и центрифугирование [Авторское свидетельство СССР N 1561939, кл. А23К 1/00, 1988.].
Данный способ не позволяет получить жир высокого качества, поскольку при заявленных режимах разрушаются фосфолипиды и ускоряется термоокисление липидов.
Известен также способ переработки гидробионтов, предусматривающий получение рыбного жира путем измельчения сырья, добавления кислоты к гомогенату с последующей экспозицией и отделения липидов [ГОСТ 9393-82 "Жир морских млекопитающих рыб ветеринарный"].
Недостатком способа является то,что он не обеспечивает получение жирового продукта с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот.
Известен также способ получения рыбного жира путем измельчения сырья, разрушения ткани, центрифугирования, сепарирования, охлаждения и выдерживания жиров до полной кристаллизации насыщенной фракции жира и отделения ненасыщенной фракции [Зайцев В.П. и др. Технология рыбных продуктов. Пищевая промышленность. 1965, с.596-603].
Однако и этот способ не позволяет получить пищевой рыбный жир, достаточно обогащенный эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислотами. Кроме того, поскольку данный способ предусмотрен лишь для производства жира из печени рыб, т.е. из сырья, где повышено содержание хлорорганических пестицидов, то без специальной очистки получить безопасный пищевой жир указанным способом практически невозможно.
2
Наиболее близким техническим решением является способ получения рыбного жира "Эйконол", включающий измельчение сырья, разрушение ткани, центрифугирование, сепарирование, охлаждение и выдерживание жиров до полной кристаллизации насыщенной фракции жира и отделение ненасыщенной фракции. В качестве сырья используют пелагические виды рыб, йодное число жиров которых находится в пределах 160-220 г J/100 г жира и сырье с пониженной товарной ценностью. После измельчения к сырью добавляют пищевую кислоту при соотношении кислоты и рыбы 0,5-1,0:100 и температуре от 15 до 40°С для извлечения жира. Перед охлаждением жиры рафинируют для удаления свободных жирных кислот, а охлаждение жира осуществляют до температуры от 0 до 15°С в течение 5-20 ч, при этом ненасыщенную фракцию жира отделяют фильтрованием под вакуумом, а конечный продукт стабилизируют токоферолом в количестве 0,5-1 мас. [Патент РФ №2039793, кл. С11В 1/10, опубл. 20.07.1995].
Способ позволяет получить пищевое рыбное масло в количестве 60-80% от всех липидов сырья, причем эта фракция состоит, в основном, из триглицеридов, эфирнокислотный состав которых практически не изменен, поскольку выделение липидов осуществляется без термической обработки, и характеризуется значительным содержанием эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот, и может быть использовано для лечебно-профилактического питания. Содержание в полученном рыбном масле органических хлорпестицидов находится в допустимых пределах. Это объясняется тем, что рыбное масло получают не из печени рыб, где содержится повышенное количество органических хлорпестицидов.
Однако используемое сырье с пониженной товарной ценностью не позволяет его рационально использовать, а образующиеся неиспользуемые продукты усугубляют экономико-экологические аспекты предприятий. Использование в технологии антиоксидантов - α-токоферола - позволяет снизить роль побочных реакций, пагубно влияющих на качество получаемого рыбного жира, но указанная технология переработки рыбного сырья не позволяет максимально сохранить нативные свойства липидной фракции продукта.
Задачей изобретения является обеспечение рационального использования рыбного сырья и разработка технологии обработки и извлечения конечного продукта, включающей щадящие режимы воздействия, гарантирующей сохранение нативных природных свойств и специфической фармакологической активности рыбного жира.
3
3
3
Для достижения поставленной задачи предлагается способ получения рыбного жира, включающий предварительную подготовку рыбного сырья и его измельчение, кислотный гидролиз полученного рыбного фарша путем обработки последнего пищевой кислотой в количестве, обеспечивающем рН смеси 4,5-5,2 при перемешивании в течение 30-60 мин при температуре не выше 45°С, разделение полученного кислотного фарша центрифугированием на липидопротеиновую, водно-белковую и белково-минеральную фракции с плотностью соответственно 0,91-0,94 г/см, 0,99-1,1 г/см и более 1,1 г/см.
2
Полученную в результате водно-белковую и белково-минеральную фракции подвергают сепарированию, концентрированию, сушке с получением комплексных ферментных кормовых препаратов, а липидопротеиновую фракцию подвергают сепарированию при 40-45°С, образовавшиеся при этом примеси нежирового характера направляют на стадию получения кормовых препаратов. Очищенную липидную фракцию с кислотным числом не более 2,5 мгКОН/г рафинируют для удаления свободных жирных кислот, охлаждают до 0°С и выдерживают при этой температуре не менее 3-4 час, осуществляют далее отделение в токе инертного газа фракции жидких триглицеридов фильтрованием под вакуумом, или послойным сливом фракции, или на термостатируемых центрифугах периодического действия с фактором разделения не менее 3000g. Полученные жидкие триглицериды с перекисным числом более 10 мМэкв О/кг подвергают обработке антиоксидантом в количестве 0,5-1,0% при температуре не выше 40°С в термостатируемом выкуум-концентраторе и дополнительной очистке путем вакуум-фильтрования на силикагеле с толщиной слоя силикагеля не менее 4-6 см. В очищенный продукт вносят льняное масло в количестве до 20% от общей массы, а полученную масляную смесь подвергают дополнительной обработке антиоксидантом в количестве 0,1-1,0%. Целевой продукт фасуют в токе инертного газа под вакуумом.
В качестве сырья используют рыбу-сырец, живую, охлажденную и мороженую рыбу, охлажденный и мороженый полуфабрикат, свежие, охлажденные и мороженые отходы от разделки рыбы при изготовлении пищевой продукции.
Целесообразно подготовку рыбного сырья вести путем его промывки водой с температурой не выше 12-15°С, отделения костной ткани и измельчение на куски длиной не более 7 см.
Предпочтительно в качестве пищевой кислоты использовать уксусную, соляную, ортофосфорную кислоты, кислотный гидролиз вести в двухсекционном реакторе периодического действия при частоте вращения мешалки 50-60 об/мин.
Целесообразно разделение кислотного фарша вести на трехфазной горизонтальной центрифуге непрерывного действия с фактором разделения не менее 3500g, сепарирование липидопротеиновой фракции - на предварительно прогретом до 40-45°С трехфазном сепараторе с фактором разделения не менее 5000g.
Охлаждение очищенной липидной фракции вести при постоянном перемешивании с частотой вращения мешалки 10-15 об/мин.
2
-2
-4
Целесообразно в качестве инертного газа использовать CO, а вакуум-фильтрование вести при глубине вакуума 10-10 мм рт.ст.
Предпочтительно в качестве антиоксиданта использовать ЛАТЛ, крилевый жир, или α-токоферол, а при выкуум-фильтровании использовать силикагель со степенью измельчения 400-600 мк, массовой долей остаточной влаги не выше 2%.
Технологический процесс изготовления рыбного жира «Эйконол» осуществляют в следующей последовательности:
- прием и инспектирование по качеству и хранению сырья и материалов;
- подготовка сырья и материалов;
- измельчение рыбного сырья;
- кислотный гидролиз (аутоферментолиз) рыбного фарша;
- выделение липидопротеиновой, водно-белковой и белково-минеральной фракций (центрифугирование);
- обработка водно-белковой и белково-минеральной фракции с получением ферментных, кормовых и других препаратов,
- обработка липидной фракции:
- очистка от воды и остатков белковых веществ (сепарирование);
- нормализация кислотного числа (рафинирование, сепарирование);
- очистка от твердых триглицеридов (подмораживание, фильтрование или послойный слив жидкой части);
- нормализация перекисного числа (внесение антиоксиданта, вакуумирование, вакуум-фильтрование на селикагеле);
- добавление льняного масла;
- стабилизация жира антиоксидантом;
- вакуумная упаковка.
На чертеже представлена общая схема технологического процесса получения рыбного жира, включающая также узел переработки вторичных продуктов, обеспечивающий рациональное использование рыбного сырья.
Качество поступающего на переработку сырья должно соответствовать требованиям стандартов и нормативно-технической документации, предусмотренных ТУ 9197-004-29388404-08.
Для изготовления рыбного жира "Эйконол" используют рыбу-сырец, живую, охлажденную и мороженую рыбу, охлажденный и мороженый полуфабрикат, свежие, охлажденные и мороженые отходы от разделки рыбы при изготовлении пищевой продукции. Может быть использована рыба с механическими повреждениями, но по остальным показателям соответствующая требованиям первого сорта.
В процессе изготовления рыбного жира "Эйконол" используют следующие материалы: кислоты - уксусную, соляную или ортофосфорную, воду питьевую, гидроокись натрия или калия, соль поваренную пищевую, α-токоферол или токоферола ацетат, силикагель, жир криля или антиоксидант ЛАТЛ (БАД, свид. №77.99.23.3У.7516.12.04 от 22.12.2004 г.).
Технологический процесс осуществляют следующим образом.
Мороженое сырье перед направлением на переработку размораживают на воздухе или в воде при температуре не выше 20°С до достижения температуры в центре блока от 0 до минус 5°С. Свежее, охлажденное и размороженное сырье моют в проточной воде
Перед измельчением промытое сырье отделяют от воды на ситах стационарных, роторных или вибрационных с диаметром отверстий не более 50 мм.
Концентрированные пищевые кислоты перед употреблением разбавляют питьевой водой в 2-3 раза.
Подготовленные растворы кислот хранят в герметично закрывающихся емкостях и подают на смешивание насосами-дозаторами.
Неразделанную рыбу и рыбные отходы измельчают на волчке или пропускают через фаршевый сепаратор (неопресс) с отделением костной ткани.
Диаметр отверстий ножевой решетки волчка и отверстий барабана неопресса - 5÷10 мм.
Крупную неразделанную рыбу (длиной более 30 см) и отходы филетирования крупной рыбы перед измельчением предварительно порционируют при помощи дисковой рыборезки на куски длиной не более 7 см.
Измельченное на волчке или неопрессе сырье направляют на дальнейшую обработку для изготовления рыбного жира.
Костный остаток, отделенный на неопрессе, подвергают прессованию, высушиванию и дроблению с целью получения кормовой костной муки.
Измельченное сырье (фарш) обрабатывают уксусной, соляной или ортофосфорной кислотой.
Фарш и разбавленную кислоту насосами-дозаторами подают в двухсекционный реактор периодического действия, где смесь выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 30-60 минут в зависимости от вида сырья.
Оптимальное время перемешивания устанавливают опытным путем для каждого вида сырья по максимальному выходу липидной фракции и минимальному содержанию сухих веществ в водной фракции, полученных при последующем центрифугировании обработанного кислотой фарша.
Частота вращения мешалки реактора в процессе обработки фарша кислотой - 50-60 об/мин, температура смеси не выше 45°С, рН 4,5-5,2. Контроль рН фаршевой смеси осуществляют периодически после загрузки каждой секции реактора с помощью лабораторного рН-метра или непрерывно при перемешивании посредством непрерывно-проточного рН-метра.
3
3
3
По окончании времени обработки фарша кислотой смесь посредством насоса-дозатора подают в трехфазную горизонтальную центрифугу непрерывного действия с фактором разделения не менее 3500g, с помощью которой фаршевую смесь разделяют на липидопротеиновую, водную и белково-минеральную фракции плотностью соответственно от 0,91 до 0,94 г/см; от 0,99 до 1,1 г/см и более 1,1 г/см.
Липидопротеиновую фракцию направляют на дальнейшую обработку для изготовления рыбного жира "Эйконол".
Для получения комплексного ферментного препарата водно-белковую фракцию подвергают сепарированию, концентрированию и высушиванию или фракцию используют для кормовых целей непосредственно в неочищенном виде или после дополнительной обработки в виде комплексного ферментного препарата. Возможна ее пастеризации в течение 20 минут при температуре 60°С.
Плотную белково-минеральную фракцию направляют на высушивание и дробление для получения кормовой рыбной муки (ГОСТ 2116-2000) или кормового концентрата рыбного белка. Плотная фракция может быть также использована для кормовых целей в виде влажного жома без высушивания.
Липидопротеиновую фракцию, полученную при центрифугировании обработанного кислотой фарша, очищают от воды, остатков белковых веществ, свободных жирных кислот.
Воду и белковые вещества отделяют на предварительно прогретом горячей водой до температуры 40-45°С трехфазном сепараторе с фактором разделения не менее 5000g. Температура воды, используемой для подпора тарелок сепаратора, должна находиться в пределах от 45 до 65°С.
Отделенные при сепарировании воду и белковые вещества присоединяют к соответствующим фракциям, полученным после центрифугирования фаршевой смеси.
Полученная при сепарировании очищенная липидная фракция с кислотным числом 2,5 мг КОН/г и менее представляет собой полуфабрикат рыбного жира "Эйконол". Очищенную липидную фракцию с кислотным числом более 2,5 мг КОН/г подвергают рафинированию для удаления свободных жирных кислот с целью нормализации кислотного числа.
Полуфабрикат рыбного жира далее подвергают очистке от насыщенных триглицеридов, который включает операции подмораживания до 0°С триглицеридов и последующее отделение фильтрованием твердого жира. Минимальная продолжительность охлаждения полуфабриката рыбного жира "Эйконол " составляет 3÷4 часа.
После завершения охлаждения разделение твердых и жидких триглицеридов производят методом фильтрования под вакуумом на нутч-фильтре с использованием ткани Бельтинга или послойным сливом жидкой части.
-2
-4
Фильтрование осуществляют при температуре жира от 15 до 20°С, глубина вакуума - 10÷10 мм рт.ст.
2
Фильтрование и все последующие операции проводят в токе СО или другого инертного газа с целью предотвращения окисления липидов кислородом воздуха в поверхностном слое.
Отделение осадка твердых триглицеридов можно проводить на термостатируемых центрифугах периодического действия с фактором разделения не менее 3000g.
Осадок твердых триглицеридов направляют на изготовление кормовой, косметической и технической продукции.
2
Очищенный от насыщенных триглицеридов полуфабрикат рыбного жира "Эйконол" с перекисным числом более 10 мМэкв О/кг подвергают дополнительной обработке для удаления избытка перекисей с целью нормализации перекисного числа, для чего добавляют антиокислитель в количестве 0,5-1% к массе обрабатываемого масла: антиоксидант ЛАТЛ (ТУ 9197-024-29388404-04), или крилевый жир, или α-токоферол.
После внесения антиокислителя полуфабрикат рыбного жира "Эйконол" вакуумируют при глубине вакуума 6 мм рт.ст.
Обработку полуфабриката Эйконола антиокислителем и вакуумирование осуществляют одновременно в термостатируемом вакуум-концентраторе при перемешивании. Число оборотов смесительной системы - 20 об/мин, температура масла 40°С.
Продолжительность вакуумирования устанавливают опытным путем в зависимости от исходной величины перекисного числа.
-2
-4
Далее проводят дополнительную очистку методом фильтрования под вакуумом на нутч-фильтре через слой силикагеля марки КСКГ со степенью измельчения 400-600 мк. Перед употреблением силикагель должен быть активирован - нагрет до 240°С и выдержан при этой температуре в течение 24 часов и далее хранится в эксикаторе. Массовая доля остаточной влаги активированного силикагеля не должна превышать 2%. Фильтрование на нутч-фильтре проводят при глубине вакуума 10÷10 мм рт.ст. и температуре масла от 15 до 20°С; толщина слоя сорбента (силикагеля) должна быть не менее 4 см.
Очищенный рыбный жир "Эйконол" с кислотным числом не более 2,5 мг КОН/г и перекисным числом не более 10 мМэкв активного кислорода/кг соединяют при тщательном перемешивании с льняным маслом в количестве 20% от общей массы масляной смеси.
Далее масляную смесь стабилизируют антиоксидантом. Смешивание с антиоксидантом осуществляют в реакторе периодического действия. Частота вращения мешалки реактора 50-60 об/мин. В качестве антиоксиданта добавляют антиоксидант ЛАТЛ 1% или α-токоферол 0,1% к массе обрабатываемого масла «Эйконол»
2
Полученную однородную маслянистую жидкость направляют на упаковку под вакуумом по или в токе СО или других инертных газов.
Пример
Мороженое сырье (сельдевой породы жирностью более 12%) 1000 кг перед направлением на переработку размораживают на воздухе при температуре 18°С, моют в проточной воде, отделяют от воды.
Крупную неразделанную рыбу (длиной более 30 см) режут на куски длиной 5-7 см, пропускают через фаршевый сепаратор (неопресс) (диаметр отверстий - 8 мм), отделеляют от костной ткани, а полученный фарш направляют на дальнейшую обработку для изготовления масла "Эйконол".
Костную ткань подвергают прессованию, высушиванию и дроблению с целью получения кормовой костной муки.
Концентрированную уксусную кислоту перед употреблением разбавляют питьевой водой в 3 раза.
Измельченное сырье (фарш) обрабатывают уксусной кислотой при непрерывном перемешивании в течение 50 минут. Частота вращения мешалки реактора в процессе обработки фарша 55 об/мин, температура смеси 42°С, значение рН 4,5. Расход кислоты 1,90 кг на 100 кг рыбы.
По окончании времени обработки фаршевую смесь разделяют на липидную, водную и белково-минеральную фракции в трехфазной горизонтальной центрифуге непрерывного действия с фактором разделения не менее 3500g.
Липидопротеиновую (липидную) фракцию направляют на дальнейшую обработку для изготовления рыбного жира "Эйконол".
Водную фракцию подвергают сепарированию, концентрированию, высушиванию и пастеризации в течение 20 минут при температуре 80°С для получения комплексного ферментного препарата, а плотную фракцию направляют на высушивание и дробление для получения кормовой рыбной муки по ГОСТ 2116-2000 (измельчают на волчке).
Липидную фракцию очищают от воды и остатков белковых веществ на трехфазном сепараторе с фактором разделения не менее 5000g при температуры 40°С.
Отделенные воду и белковые вещества присоединяют к соответствующим фракциям, полученным после центрифугирования фаршевой смеси.
Очищенную липидную фракцию с кислотным числом 2,5 мг КОН/г и менее, представляющую собой полуфабрикат масла "Эйконол", рафинируют для удаления свободных жирных кислот (твердых триглицеридов).
Процесс очистки включает операции подмораживания твердых триглицеридов до 0°С и выдерживания его при этой температуре и последующее фильтрование.
-3
После завершения охлаждения разделение твердых и жидких триглицеридов производят методом фильтрования под вакуумом при температуре масла 18°С, глубина вакуума - 10 мм рт.ст.
2
Фильтрование и все последующие операции проводят в токе СО с целью предотвращения окисления липидов кислородом воздуха в поверхностном слое.
Осадок твердых триглицеридов отделяют на термостатируемой центрифуге периодического действия с фактором разделения не менее 3000g и направляют на изготовление кормовой продукции.
2
Полуфабрикат рыбного жира (перекисное число более 10 мМэкв О/кг) подвергают дополнительной обработке для удаления избытка перекисей.
К полуфабрикату Эйконола добавляют 1% антиоксиданта ЛАТЛ (ТУ 9197-024-29388404-04) и вакуумируют при глубине вакуума 6 мм рт.ст. при перемешивании (20 об/мин, температура масла 40°С).
Для фильтрования используют силикагель марки КСКГ со степенью измельчения 500 мк, активированный путем нагрева до 240°С и выдерживания при этой температуре в течение 24 часов до массовой доли остаточной влаги, не превышающей 2%.
-3
Фильтрование проводят при глубине вакуума 10 мм рт.ст. и температуре масла от 18°С, толщина слоя сорбента (силикагеля) не менее 4 см.
Очищенный «Эйконол» с кислотным числом не более 2,5 мг КОН/г и перекисным числом не более 10 мМэкв активного кислорода/кг соединяют при тщательном перемешивании с льняным маслом стандартного качества в количестве 20% от общей массы масляной смеси.
Масляную смесь стабилизируют путем добавления ЛАТЛ 1% при перемешивании (частота вращения мешалки реактора 55 об/мин).
Полученную однородную маслянистую жидкость направляют на упаковку, при этом масло "Эйконол" разливают в тару под вакуумом.
Получено 96 кг жира. Выход 9,6%.
Выход кормового продукта 350 кг. Влажность 60%, содержание белково-минерального комплекса 30%, жира 4%.
Получаемый рыбный жир представляет собой прозрачную маслянистую жидкость оливкового цвета со специфическим запахом и вкусом рыбного жира. Содержание жирных кислот в продукте:
ненасыщенные жирные кислоты (НЖК)
30%,
мононенасыщенные жирные кислоты (МНЖК)
32%
полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК)
38%
соотношение ПНЖК омега-6/омега-3
7:1
Использование технологических приемов, включающих щадящие режимы физического воздействия, максимально сохраняют нативные свойства липидной фракции.
Химический состав получаемого рыбного жира характеризуется наличием сбалансированного комплекса биологически активных факторов и, прежде всего, суммы полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейства Омега-3 (эйкозапентаевой, докозагексаеновой и других жирных кислот), а также витаминов А, Д, Е, оказывающих значительного воздействие на обмен веществ, особенно на липидный обмен, гемокоагуляцию, на структуру и функцию биологических мембран, а профилактические курсы полученного рыбного жира особенно необходимы школьникам, студентам, научным работникам, летчикам, диспетчерам, другим специалистам, чей труд сопряжен с необходимостью удержания в памяти большого объема информации и быстрого принятия решения.