СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВОЙ КОЛЛАГЕНОВОЙ ЭМУЛЬСИИ
FOOD COLLAGENIC EMULSION PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к рыбоперерабатывающей промышленности, а именно к безотходной технологии переработки вторичных продуктов разделки прудовой рыбы с получением диспергированного растворимого коллагена, который может быть использован в качестве физиологически активного ингредиента в производстве продуктов питания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения коллагеновой дисперсии, предусматривающий последовательную обработку кожи рыб раствором поваренной соли, водой, раствором ферментного препарата с последующим растворением в органической кислоте [Патент №2259779. Способ получения коллагеновой дисперсии /Л.В.Антипова, И.А.Глотова, О.П.Дворянинова - №2259779; Заявлено 08.10.2002; Опубл. 10.09.2005].
Недостатками способа являются использование соленой кожи морской и океанической рыбы, значительная длительность и многостадийность технологического процесса, недостаточно удовлетворительные физико-химические свойства коллагеновой дисперсии применительно к получению белковых пищевых эмульсий.
Технической задачей изобретения является разработка способа получения пищевой коллагеновой эмульсии, позволяющего реализовать безотходную технологию переработки вторичных коллагенсодержащих продуктов разделки прудовой рыбы, расширение сырьевой базы для получения коллагеновых дисперсий, а также сокращение длительности технологического процесса и его упрощение.
Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в способе получения пищевой коллагеновой эмульсии, включающем промывку рыбного сырья, его грубое измельчение, последовательную обработку измельченного сырья раствором поваренной соли, водой, раствором ферментного препарата, промывку твердой фракции водой для удаления балластных веществ и остатка фермента, диспергирование, новым является то, что в качестве рыбного сырья используют кожу прудовых рыб, при этом твердую фракцию обрабатывают раствором ферментного препарата коллагеназы для размягчения присутствующих в ней соединительнотканных белков, причем раствор ферментного препарата готовят из одной части фермента и трех частей дистиллированной воды, при этом процесс замачивания проводят в течение 12 ч при температуре 4-6°С и соотношении твердой фракции и водного раствора фермента 1:2 соответственно, затем обработанную ферментным препаратом коллагеназы твердую фракцию, которая представляет собой коллагеновый продукт, промывают проточной водой для удаления балластных веществ и остаточного фермента, добавляют изолированный соевый белок, лед, взятых в соотношении 10:0,5:2,5 соответственно, и измельчают полученную массу на куттере до сметанообразного состояния сначала на первой скорости в течение 10 мин, а затем на второй скорости - еще 10 мин. В конце процесса приготовления пищевой коллагеновой эмульсии добавляют соль из расчета 2,5% к массе эмульсии.
Технический результат заключается не только в достижении поставленной задачи, но и в повышения качества готовой продукции за счет расширения функциональных возможностей вторичного сырья, реализации безотходной технологии глубокой переработки вторичных коллагенсодержащих продуктов разделки прудовой рыбы, сокращении длительности технологического процесса получения пищевой коллагеновой эмульсии и его упрощении.
На фиг.1 представлен химический состав кожи прудовых рыб.
Учитывая высокую массовую долю кожи прудовых рыб при разделке и общую тенденцию накопления ее при выпуске такой рыбной продукции, как филе и полуфабрикаты, главной задачей ставится вовлечение ее в основное производство, так как она представляет практически прямые потери.
Достаточно высокое содержание в коже рыб белка и жира говорит о высокой пищевой ценности данного вида отходов (фиг.1).
Особенно привлекает внимание высокая массовая доля белков, общий дефицит и функциональность которых в пищевых рационах известны в мировых масштабах.
Функции белков, как технологические, так и биологические, зависят от аминокислотного состава, который, в свою очередь, определяет пищевую ценность, а также может служить средством идентификации и оценки качества различных белков.
Как видно из табл.1, кожа прудовых рыб содержит в своем составе полный набор протеиногенных аминокислот. Особое внимание обращает на себя высокая доля аспарагиновой и глутаминовой кислот в коже карася, толстолобика и белого амура, которые, как известно, являются химическими предшественниками вкуса, и высокое содержание глицина и аланина, что свидетельствуют о том, что кожа данного вида рыбы содержит в белковой фракции в качестве превалирующего компонента коллагеновые белки. Эти аминокислоты в соответствии с теорией пространственного строения коллагена являются его структурными признаками.
Следовательно, кожа рыб представляет перспективу для получения коллагеновых белков и разработки на их основе пищевых коллагеновых эмульсий, приемлемых для использования в пищевых целях.
Способ осуществляется следующим образом.
Кожу прудовых рыб снимают преимущественно вручную или с помощью специальных машин, установленных на линии производства филе.
Снятую кожу промывают в проточной водопроводной воде в течение 20-30 мин для удаления слизи и загрязнений, зачищают от прирезей мышечной ткани и проводят грубое измельчение на волчке с диаметром отверстий решетки 2-5 мм. Измельчение сырья на частицы размером менее 2 мм нецелесообразно, так как затрудняется разделение смеси на твердую и жидкую фракции. При измельчении сырья на частицы размером более 5 мм ухудшаются условия экстрагирования альбуминовых и глобулиновых белков, в связи с чем степень гидролиза липидных фракций недостаточна из-за снижения площади поверхности контакта субстрата с раствором фермента.
-1
Измельченную кожу рыб обрабатывают раствором пищевой поваренной соли с массовой долей 5% при температуре 16-20°С в течение 2,0-2,5 ч и гидромодуле 3:1 для извлечения глобулиновых белков. После обработки солевым раствором жидкую фракцию отделяют центрифугированием в течение 5 мин при υ=82 с с последующей декантацией.
-
Остаточное количество ионов Cl и альбуминовые белки из твердой фракции удаляют при помощи обработки водой при тех же условиях, что и глобулиновые.
-1
К твердой фракции после центрифугирования добавляют воду в соотношении 1:2, смесь нагревают в емкости с мешалкой и рубашкой до температуры 37-40°С, после чего вносят ферментный препарат Липоризин Г3х (температура обусловлена физико-химическими свойствами препарата) в количестве 0,8-1,0% к массе твердой фракции. Ферментную обработку проводят в течение 2,0-2,5 ч. По истечении исследуемого времени обработки жидкую фракцию сливают, а твердую фракцию, представляющую собой коллагеновый продукт, промывают водой, отделяя жидкую фракцию центрифугированием при υ=82 с в течение 5 мин с последующей декантацией. При обработке данным ферментным препаратом дополнительно происходит удаление балластных сопутствующих белков за счет гидролиза, так как избранный ферментный препарат обладает не только липолитической, но и протеолитической активностью. На нативный коллаген препарат не действует.
После получения коллагенового продукта технологический процесс осуществляют следующим образом: в емкость из нержавеющей стали или пищевой пластмассы закладывают, например, 30 г коллагенового продукта, заливают раствором размягчителя, состоящим из одной части фермента коллагеназы и трех частей дистиллированной воды, и оставляют для набухания при температуре 4-6°С на 12 часов, затем промывают проточной водой, закладывают в куттер и сначала измельчают на первой скорости в течение 10 мин, а затем на второй скорости - еще 10 мин.
Температура массы после куттерования - не более 40°С.
Далее, в куттер вносят 0,1 частей изолированного соевого белка, 0,5 частей льда (соотношение белок: лед: сырье 0,5:2,5:10 соответственно) и куттеруют до получения пищевой коллагеновой эмульсии сметанообразного состояния. В конце приготовления пищевой коллагеновой эмульсии добавляют соль из расчета 2,5% к массе эмульсии.
Технологическая схема получения пищевой коллагеновй эмульсии из кожи прудовых рыб представлена на фиг.2, которая предусматривает использование маловостребованного в пищевых целях коллагенсодержащего сырья рыбной промышленности. Предлагаемый способ получения пищевой коллагеновой эмульсии имеет в основе технологическую схему получения коллагеновых масс из нетрадиционного сырья и дополняется этапами: замачивание коллагенового продукта в водном растворе фермента коллагеназы, тонкое измельчение коллагеновой массы с добавлением на стадии куттерования льда и соевого белка; охлаждение и хранение.
Технологический выход пищевой коллагеновой эмульсии составляет 150-160%.
По внешнему виду пищевая коллагеновая эмульсия представляет собой сметанообразную массу серого цвета с характерным рыбным запахом. Допускается наличие мелких вкраплений неразработанной рыбной кожи.
Способ получения пищевой коллагеновой эмульсии поясняется следующим примером.
Пример 1
1 кг кожи толстолобика промывают в проточной водопроводной воде 20 мин для удаления слизи и загрязнений, зачищают от прирезей мышечной ткани и осуществляют грубое измельчение на волчке с диаметром отверстий решетки 5 мм.
-1
-
К измельченному сырью добавляют 3 л раствора пищевой поваренной соли с массовой долей 5% и обрабатывают в течение 2 ч при температуре 18°С, после чего жидкую фракцию отделяют центрифугированием при υ=82 с в течение 5 мин. Для удаления основного количества ионов Cl и альбуминовых белковых фракций к твердой фракции добавляют 3 л воды и повторяют операцию экстрагирования при тех же условиях. Жидкую фракцию отделяют путем центрифугирования и декантации.
-1
Далее к твердой фракции добавляют 2 л воды, нагревают смесь до 37°С, вносят 8 г ферментного препарата Липоризин Г3х и выдерживают 2,5 ч при указанной температуре и периодическом перемешивании. По истечении указанного времени смесь декантируют, а твердую фракцию, представляющую собой коллагеновый продукт, промывают проточной водой, после чего отделяют жидкую фракцию с содержащимися в ней продуктами гидролиза и остаточными ферментами центрифугированием при υ=82 с в течение 5 мин.
Далее готовят раствор ферментного препарата коллагеназы для размягчения соединительнотканных белков твердой фракции. Для этого смешивают 50 г фермента коллагеназы и 1,5 л воды.
Коллагеновый продукт помещают в емкость из нержавеющей стали или пищевой пластмассы, заливают раствором ферментного препарата коллагеназы в соотношении 1:2 соответственно и выдерживают при температуре 4°С в течение 12 часов.
-1
Далее размягченный ферментным препаратом коллагеназы коллагеновый продукт промывают проточной водой от остатков фермента, отделяют жидкую фракцию центрифугированием при υ=82 с в течение 5 мин, а твердую фракцию закладывают в куттер для тонкого измельчения. Измельчение ведут до температуры массы 40°С.
В конце процесса измельчения на 1000 г коллагенового продукта в куттер вносят 250 г льда и 50 г изолированного соевого белка (соотношение белок:лед:коллагеновый продукт 0,5:2,5:10 соответственно) и куттеруют полученную смесь сначала 10 мин на первой скорости, а потом еще 10 мин на второй до образования пищевой коллагеновой эмульсии сметанообразного состояния. В конце процесса приготовления пищевой коллагеновой эмульсии добавляют соль в количестве 250 г.
Технологический выход пищевой коллагеновой эмульсии составляет 150%.
Полученная пищевая коллагеновая эмульсия представляет собой сметанообразную массу серого цвета с характерным рыбным запахом, в которой допускается наличие мелких вкраплений неразработанной рыбной кожи.
Предлагаемый способ позволяет реализовать безотходную технологию переработки вторичных продуктов разделки прудовой рыбы, рационально использовать маловостребованное в пищевых целях коллагенсодержащее сырье рыбной промышленности, значительно сократить и упростить длительность технологического процесса получения пищевой коллагеновой эмульсии по сравнению с прототипом, повысить качество готовых изделий с использованием пищевой коллагеновой эмульсии за счет улучшения функционально-технологических свойств продукта, а также снизить себестоимость продукции посредством дозированного внесения эмульсии взамен основного сырья в рецептуры рыбных пастообразных продуктов и полуфабрикатов.
Наименование аминокислоты
Карась
Карп
Толстолобик
Белый амур
Аспарагиновая кислота
1,549
1,264
1,604
1,531
Треонин
0,695
0,569
0,903
0,762
Серин
0,753
0,632
0,881
0,745
Глутаминовая кислота
3,055
2,915
3,871
3,311
Пролин
1,11
0,941
0,983
1,05
Цистин
0,237
0,233
0,235
0,241
Глицин
0,909
0,794
1,116
1,133
Алании
1,219
0,811
1,002
0,895
Валин
0,829
0,765
0,884
1,112
Метионин
0,363
0,303
0,300
0,381
Изолейцин
0,604
0,551
0,381
0,446
Лейцин
1,218
1,073
0,663
1,400
Тирозин
0,163
0,351
0,161
0,122
Фенилаланин
1,161
1,163
0,844
0,789
Гистидин
0,497
0,375
0,408
0,651
Лизин
1,106
1,161
1,164
0,921
Аргинин
0,945
0,949
0,945
0,911
Итого
16,788
15,223
16,661
16,764