СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОЛЛАГЕННО-БЕЛКОВОГО КОМПЛЕКСА ИЗ ШКУР ЖИВОТНЫХ
METHOD FOR PRODUCING COLLAGEN-PROTEIN COMPLEX FROM ANIMAL SKINS

Изобретение относится к способам получения композиций белков для пищевых продуктов из шкур животных.
Известен способ получения белка с низким содержанием эндотоксина и коллагена по заявке TW201912653, опубл. 01.04.2019. Способ включает следующие этапы: удаление остатков жировой и мышечной ткани кожи животных; расширение кожи животных щелочным раствором; бритье вверх и вниз по поверхности кожи животных; гидролиз кожи животных раствором, содержащим гидролазу; высвобождение белка коллагена с низким содержанием эндотоксина солевым раствором; и промывание коллагена с низким содержанием эндотоксина спиртовым раствором.
Известен способ приготовления съедобной трубчатой коллагеновой оболочки по патенту GB1139233, опубл. 08.01.1969, МПК A23J-01/10, который включает обработку свежей или замороженной шкуры животного отвержденной солевым раствором, содержащим известь, в течение промежутка времени от 3 до 12 часов, достаточного для, по меньшей мере, частичного удаления волосяного покрова из шкуры без разрушения коллагена. Промывание шкуры для удаления избытка известкового раствора, удаление эпидермального слоя и оставшихся волос, шлифование известковой шкуры при температуре менее 20°С для получения суспензии тонкоизмельченного коллагена в воде, обработка суспензии кислотой при рН От 2-5 до 3-7, промывание, измельчение и подкисление шкуры проводят менее чем за 12 часов. Далее проводят экструдирование суспензии с содержанием твердого коллагена 2-6% по массе через кольцевую головку для формирования коллагеновой трубки и сушки трубки с получением полупрозрачного неволокнистого пищевого продукта.
Наиболее близким аналогом является изобретение по патенту RU2059383, опубл. 10.05.1996, МПК A23J-01/10 «Способ получения полифункционального коллагенового препарата». Способ включает механическую обработку и измельчение коллагенового сырья, промывку водой и щелочно-солевым раствором с содержанием хлорида натрия не более 0,3% при pH не более 12, нейтрализацию в том случае, если сырье подлежит морозильному хранению. Щелочную обработку осуществляют 1 -7% раствором щелочи при температуре от минус 40 до +25°C и pH не более 13 в течение от 10 ч до трех суток, а в щелочной раствор дополнительно вводят не более 1 мас.% перекиси водорода. Затем проводят подкисление коллагеновой массы и перед сушкой дополнительно проводят гомогенизацию препарата.
Рассмотренные способы не позволяют получить комплексное извлечение биологически активных веществ из шкуры животных без применения химических реактивов.
Техническим результатом, достигаемым в заявляемом изобретении, является комплексное извлечение биологически активных веществ (белка, коллагена) путём естественного водно-механического гидролиза без применения химических реактивов.
Способ получения коллагенно-белкового комплекса из шкур животных реализуется следующим образом.
Предварительно замачивают законсервированные шкуры в воде, после чего отделяют волос от шкуры. Далее замачивают шкуры в течение 120-140 часов в гидрализационном барабане при постоянном вращении, при этом через 24 - 48 часов после начала замачивания добавляют в барабан пищевые добавки. Через 120-168 часов после начала замачивания снимают остатки волос со шкуры и отправляют в барабан на продолжение замачивания. После замачивания, шкуры промывают, режут на куски и удаляют остатки крови, жира и прочих загрязняющих веществ. Затем промывают куски шкуры в проточной воде 2-4 часа, после чего куски шкуры измельчают, и измельченные кусочки загружают в пищеварочный котел и варят в течение 22-25 часов. При этом на первом этапе варки через 15-16 часов после начала варки полученный бульон сливают в отдельную емкость и добавляют воды до начального объема, далее продолжают второй этап варки. Через 19-20 часов после начала варки, операции слива полученного бульона и добавления воды повторяют, и выполняют третий этап варки, а через 22-25 часов полученный бульон сливают. Полученные бульоны объединяют и фильтруют, затем объединенный раствор бульона подают в пищеварочный котел для упаривания, при этом упаривание ведут при постоянном перемешивании в течение не менее 21 часа. При этом дважды через каждые 8 часов объединенный раствор охлаждают до комнатной температуры, фильтруют и снова отправляют на упаривание.
Полученную массу выливают в формы и оставляют не менее чем на 120 часов естественного загустевания при температуре 10÷15°С и относительной влажности воздуха 15÷20 процентов.
В частности, законсервированные шкуры предварительно замораживают или засаливают.
Кроме того, в качестве пищевых добавок добавляют 3÷5% гидроксид натрия Са(ОН)2 и 0,03÷0,3% этилендиаминтетрауксусной кислоты.
В частном случае, каждую шкуру режут на 4-5 кусков.
Кроме того, снимают остатки волос со шкуры механически, например, с помощью скребка.
Помимо этого, при упаривании, на первой и второй фазе варки ее проводят при температуре предкипения, а на третьей фазе варки при температуре кипения.
В частности, полученные растворы фильтруют в вакуумном друк-фильтре.
Кроме этого, перед выливанием полученной массы в формы в полученную массу добавляют сахар, соевое масло и рисовое вино.
Помимо этого, перед выливанием полученной массы в формы в полученную массу добавляют орехи и кунжут.
В данном случае термин температура предкипения означает температуру жидкости перед наступлением кавитации, при которой наступает быстрое образование пузырьков пара.
Способ осуществляется следующим образом.
Первоначально производят замачивание, а затем отделение от замороженных или сухосоленых влажных шкур волоса с помощью механической стригательной машинки, снабженной гибким рукавом, пылесосом-уловителем с циклоном для сбора, пневматической транспортировки и дальнейшего сжигания волоса. Из циклона волос может автоматически подаваться в жиросжигательный генератор, который обеспечивает, нагрев котлов для варки продукта, например, в условиях Крайнего Севера.
Далее шкуры загружаются в гидрализационные барабаны. Подается вода самотеком, при постоянном вращении, где происходит замачивание в течение 120÷240 часов. При вращении барабана удаляются излишки воды, всплывающий волос. Расход воды настраивается таким образом, чтобы в барабане был постоянный уровень воды.
Для полного обезволашивания шкур на 2-3-е сутки добавляются пищевые добавки: 3÷5% гидроксид натрия Са(ОН)2 (применяется с кодировкой Е-524) и 0,03÷0,3% этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТУ или ЭДТА от англ. EDTA) «Трилона Б» (применяется с кодировкой Е385) в соотношении между вышеуказанными веществами, г/л: (30-50):(0,3-3) соответственно, при этом обработку проводят в течение 24-48 часов до полного вымывания пищевых добавок.
На 5-7-е сутки выкладываются мокрые шкуры на ровную округлую поверхность ворсом наверх и механическим способом снимаются остатки ворса, который отправляется на сжигание и подогрев котлов, а кожу отправляют на дальнейшее замачивание и промывку.
Замачивание ведется до полного удаления ворса, когда кожа промокнет до глубоких слоев, содержащих коллаген и набухнет, побелеет и размякнет - извлекается кожа; после извлечения кожа несколько раз промывается от остатков ворса до полного их удаления.
Чистую кожу режут на 4-6 кусков, скребком удаляют с кожи остатки крови, жира и прочих загрязняющих веществ, в проточной воде промывают 2-4 часа, далее куски режут вдоль на полоски шириной 5 см, затем полоски режут по 5 см, измельчают. Измельченные кусочки шкуры взвешивают для контроля выхода готового продукта.
Измельченные кусочки полностью очищенной шкуры загружают в пищеварочный котел. В котле производится растворение кожи шкуры с добавлением воды в три этапа. Этапы (фазы) растворения кожи приведены в Таблице 1. Пример выполнения этапов растворения: кожа варится по 1-му этапу 15 часов. Бульон («основа, чистая основа») сливается, а кожа варится по 2-му этапу и 3-му. Бульон с трех этапов объединяется и фильтруется.
При варке постоянно удаляют накипь до получения чистой основы. Остатки кожи и шлак идут на сжигание.
Объединенный раствор бульона после трех этапов растворения кожи (Таблица 1) объединяют и подают в вакуумный друк-фильтр. В вакуумном друк-фильтре производится отделение и удаление шлаков, остатков волос.
Таблица 1
Количествоэтаповрастворениякожи
Объемвлажной кожи кдобавленнойводе(кратноевлажнойкоже)
Нагрев и давление пара (MPa)
Состояние
Поддержание температур ы давление пара (MPa)
Времяподдержаниятемпературы(час)
1
1.1~1.4
0.15~0.26
предкипение
0.03~0.15
15
2
0.7~1.0
0.15~0.26
предкипение
0.03~0.15
4
3
0.5~0.8
0.20~0.29
кипение
0.05~0.20
3
Из друк-фильтра объединенный раствор бульона подается обратно в пищеварочный котел для её упаривания и концентрирования.
Упаривание и концентрирование проходит в три этапа варки объединенного раствора бульона (Таблица 2).
Таблица 2
Этапырастворениякожи
Объемвлажной кожи к добавленной воде (кратное влажной коже
Нагрев и давление пара MPa
Состояние
Поддержаниетемпературыдавлениепара(MPa)
Времяподдержаниятемпературы(час)
1
1.1~1.4
0.10~0.16
предкипение
0.02~0.08
8
2
0.7~1.0
0.10~0.16
предкипение
0.02~0.08
8
3
0.5~0.8
0.10~0.16
предкипение
0.02~0.08
5
После первого упаривания выпадает осадок жирных кислот в виде белых хлопьев, при этом объединенный раствор бульона охлаждается до комнатной температуры, подается в вакуумный друк-фильтр. В вакуумном друк-фильтре производится отделение и удаление осадка, который идет на сжигание, а объединенный раствор бульона подается на второй этап упаривания.
После второго упаривания выпадает осадок жирных кислот в виде белых хлопьев, при этом объединенный раствор бульона охлаждается до комнатной температуры, подается в вакуумный друк-фильтр. В вакуумном друк-фильтре производится отделение и удаление осадка, который идет на сжигание, а объединенный раствор бульона на третий этап упаривания.
На третьем этапе упаривают и концентрируют объединенный раствор бульона, постоянно перемешивая, до того момента, когда полученная масса станет прозрачной; для проверки готовности комплекса используют стеклянную палочку, которую опускают в массу, затем поднимают, полученный коллагенно-белковый комплекс должен слоится, но не капать.
К густой массе коллагенно-белкового комплекса добавляют сахар, соевое масло и рисовое вино для регуляции вкуса, устранения запаха.
Также могут быть добавлены орехи и кунжут. Выливают полученную массу коллагенно-белкового комплекса в формы для загустения, ставят в прохладную комнату с чистым воздухом. Оставляют на 120 часов, естественного загустения при температуре 10÷15°С и относительной влажности воздуха 15÷20 процентов.
Пример 1. Приготовления готового продукта на основе коллагенно-белкового комплекса.
Приготавливают готовый продукт на кг коллагенно-белковый комплекса в %, следующим образом:
- сахар
20-30;
- соевое масло
10-15;
- рисовое вино
5-15;
- орехи, кунжут, другие добавки
1-3
Полученные бруски режутся на куски и кладутся на сушильный настил для просушивания, переворачиваются каждые 2 дня, при температуре 15-20 градусов Цельсия, относительная влажность воздуха 15-20 процентов, применяя технологию осушения и кондиционирования воздуха, длительность сушки составляет 40-45 дней.
Пример 2. Приготовления готового продукта на основе коллагенно-белкового комплекса.
Берут готовые бруски пептидно-желатиновый комплекса и растворяют на водяной бане при температуре 65÷75 градусов Цельсия. Приготавливают готовый продукт на кг пептидно-желатиновый комплекса в %, следующим образом:
- стевия
5-10;
- соевое масло
15-25;
- рисовое вино
5-10;
- орехи, кунжут, другие добавки
1-3
Данный способ позволяет получать коллагенно-белковый комплекс с высоким содержанием органических веществ и особенно белка до 98% по сухому веществу и коллагена, а из предложенного состава получить продукт с регулируемым вкусом и запахом. Предложенный способ может быть осуществлен на имеющемся оборудовании и показал высокую эффективность в получении комплекса биологически активных веществ с высоким содержанием белка и коллагена из кожи. При этом биологические отходы до 93% могут использоваться для получения дополнительной энергии, например, путем сжигания, в условиях Крайнего Севера.