СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ КОЛЛАГЕНСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ
METHOD FOR PRODUCTION OF FOOD COLLAGEN-CONTAINING PRODUCTS

Изобретение относится к пищевой отрасли промышленности и может быть использовано для получения коллагенсодержащей пищевой добавки с повышенным содержанием кальция, функциональных напитков и десертного продукта, обогащенных коллагеном и витаминами.
Известен способ переработки рыбной кожи с чешуей с использованием сильных кислот, щелочей и ферментов (CN 103352066, МПК С12Р 21/06, опубл. 16.10.2013 г.), в котором кожу с чешуей промывают 1-5% раствором щелочи (гидроксид натрия, или гидрокарбонат натрия) в стиральной машине в течение 4-12 часов при массовом соотношении кожи с чешуей к раствору 5:50, далее промывают водой и обрабатывают раствором серной или соляной кислот в течении 4-12 часов при соотношении сырья и раствора 5:50, далее жидкую фазу сливают, а твердую часть промывают водой и помещают в реакционный котел, добавляют воду в соотношении 1:(5-20) и регулируют рН среды раствора (1-4) добавлением серной или соляной кислот, смесь нагревают (30-100°С) и проводят гидролиз в течении 5-8 часов, центрифугируют, жидкую фазу очищают электродиализом и концентрируют при помощи нанофильтрационной мембраны до содержания сухих веществ 5-40%, концентрат ферментируют (протеаза, папаин, трипсин и др.) регулируя рН раствора добавлением щелочи или кислоты, нагревают (80-90°С) в течение 15-35 мин. и высушивают на распылительной сушилке.
Известен способ (CN 103409489 МПК C07K 1/18; C07K 1/22; С12Р 21/06 опубл. 11.27.2013 г.), где кожу или чешую рыб обрабатывают в 0,01 М растворе NaOH содержащего 20% этилового спирта в течении 24 часов при 20°С, промывают и обрабатывают в 0,05М растворе HCl в течении 3 часов, промывают и проводят ферментативный гидролиз (коллагеназа, папаин и др.), далее нагревают инактивируя фермент, раствор фильтруют, добавляют адсорбент (активированный уголь), выдерживают и фильтруют, добавляют органический растворитель (спирт и уксусная кислота) и фильтруют, отгоняют в вакуумном испарителе органический растворитель из раствора, концентрируют и высушивают способом лиофилизации.
Использование в вышеописанных способах специального оборудования, сильных кислот, щелочей, дорогостоящих ферментов, значительных объемов питьевой воды, энергоемких и длительных по времени многочисленных технологических операций ограничивает применение этих способов в промышленных масштабах.
Известен способ переработки кожи и чешуи без использования сильных кислот и щелочей, а также ферментов (CN 107969548 МПК A23J 1/04; A61K 35/60; A61K 38/39, опубл. 01.05.2018 г.), в котором свежую кожу рыбы фугу равномерно перемешивают с поваренной солью (4-6% от массы сырья) в течение 20-30 минут с целью удаления слизи, промывают не менее трех раз, далее кожу опускают на 30-50 сек в нагретый до 100°С бланшировочный бульон (1-5% кулинарное вино, 1-2% имбирь, 2-5% лук, остальное вода,), быстро вынимают и опускают кожу в очищенную воду со льдом (2-5°С) при соотношении 1:10 по массе, далее смесь кипятят и варят при 60-80°С в течение 60 минут, фильтруют, разливают в тару и быстро замораживают (-38°С) в течении 30 минут.
Известен способ (CN 106261968 МПК A23L 17/00; A23L 17/30; A23L 33/00, опубл. 04.01.2017 г.), в котором рыбную чешую смешивают с пищевой солью в соотношении 20: (1-2) по массе в блендере в течение 10-15 минут, далее последовательно промывают в автоматической стиральной и ультразвуковой (частота волны 40 кГц, время обработки 40 -50 мин) машинах, очищенную чешую маринуют в растворе белого уксуса и кулинарного вина (при соотношении по массе 50:(4-5):(5-6) соответственно) в течении 10-20 минут, маринованную чешую помещают в емкость с водой (соотношение чешуя/вода (3-4):1), кипятят (1,5-2,5 часа) и фильтруют, проваренную чешую смешивают с лимонным соком (соотношение 200:1 по массе), зернами проваренной кукурузы (соотношение (20-25):1) и проваренной икры (соотношение 20:(3-4)), смесь охлаждают (0-4°С) и упаковывают в вакууме.
К недостаткам вышеописанных способов обработки рыбьей кожи и чешуи относятся: длительность и энергоемкость технологических процессов, использование значительных объемов питьевой воды, необходимость приготовления маринада и бланшировочных бульонов. Кроме того, снятие чешуи с рыбьей кожи и ее сбор являются трудоемкими и длительными операциями, при осуществлении которых используют большие объемы промывных вод.
За ближайший аналог принят способ (RU 2358450 С1, МПК A23L 1/0562, опубл. 20.06.2009 г.) получения пищевой коллагеновой эмульсии, в котором рыбную кожу промывают в течение 20 минут, зачищают от прирезей мышечной ткани, грубо измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 5 мм. К измельченной массе добавляют 5% раствор пищевой поваренной соли в соотношении 1:3 по массе и обрабатывают в течении 2 часов при температуре 18°С, далее отделяют жидкую фракцию центрифугированием в течение 5 мин., к полученной твердой фракции добавляют воду и повторяют операцию экстрагирования при тех же условиях. Далее жидкую фракцию отделяют путем центрифугирования и декантации, а к полученной твердой фракции добавляют воду, нагревают смесь до 37°С, вносят ферментный препарат липоризин Г3х и выдерживают 2,5 часа при указанной температуре и периодическом перемешивании. Смесь декантируют, а твердую фракцию промывают проточной водой и отделяют жидкую фракцию центрифугированием в течение 5 мин. Далее заливают твердую фракцию раствором ферментного препарата коллагеназы (50 гр порошка коллагеназы на 1,5 л воды) в соотношении 1:2 по массе и выдерживают при температуре 4-6°С в течении 12 часов. Размягченный ферментом коллагеновый продукт промывают проточной водой и отделяют жидкую фракцию центрифугированием в течение 5 мин, твердую фракцию закладывают в куттер и измельчают при температуре не более 40°С, в конце процесса измельчения вносят лед и изолированный соевый белок (соотношение белок: лед: коллагеновый продукт 0,5:2,5:10). Смесь измельчают сначала 10 мин на первой скорости, а потом еще 10 мин на второй скорости до образования пищевой коллагеновой эмульсии сметанообразного состояния и добавляют соль 2,5% от массы эмульсии. Технологический выход эмульсии составляет 150%. Полученная пищевая коллагеновая эмульсия представляет собой сметанообразную массу серого цвета с характерным рыбным запахом, в которой допускается наличие мелких вкраплений рыбной кожи. Коллагеновая эмульсия используется в качестве добавки при приготовлении формованных изделий из фарша прудовой рыбы (RU 2008100627 А, МПК A23L 1/325, опубл. 20.07.2009 г.) и при получении безалкогольных коллаген-содержащих напитков функционального назначения (RU 2685196 С1, МПК A23L 2/38; A23L 33/105; A23L 33/17, опубл. 16.04.2019 г.).
К недостаткам способа, описанного в ближайшем аналоге, можно отнести его низкую эффективность ввиду длительности проведения многочисленных технологических операций (не менее 18 часов), энергоемкости процесса (нагрев в течение 2-2,5 часов), необходимости использования значительных объемов питьевой воды и дорогостоящих ферментных препаратов (коллагеназа), изолированного соевого белка, потерь сырья (удаление неколлагеновых белков и продуктов гидролиза) вместе с промывными водами, неудовлетворительные органолептические характеристики конечного продукта - коллагеновой эмульсии (серый цвет, характерный рыбный запах). Полученный описанным способом коллагенсодержащий продукт характеризуется очень низким содержанием кальция и витаминов. Известно, что содержание минеральных веществ в рыбьей коже не превышает (1-3)% (Воробьев, В.И. Технология муки кормовой на основе рыбной чешуи: дис. … канд. техн. наук: 05.18.04 / Воробьев Виктор Иванович; КГТУ. - Калининград, 2018. - 242 с.). Кроме этого, получение сырья, т.е. очистка рыбьей кожи от чешуи является весьма трудоемкой и длительной операцией.
Изобретение решает задачу создания более эффективного способа получения коллагенсодержащих продуктов из рыбных отходов, при котором из одной партии сырья можно получить пищевые витаминизированные коллагенсодержащие продукты разной консистенции с улучшенными органолептическими показателями по запаху и цвету, отличающиеся количественным содержанием коллагена и минеральных компонентов, предназначенные для разных категорий потребителей, за счет:
- снижения длительности и энергоемкости предлагаемого технологического процесса обработки рыбного сырья;
- использования в качестве сырья неочищенную от чешуи рыбью кожу;
- очистки сырья с использованием сухой поваренной соли в смесителе;
- отделения от общей массы сырья (кожа с чешуей) заданной части кожи;
- использования для отдельной термообработки двух видов сырья жидкостей с органическими кислотами, которые в дальнейшем используются как функциональные напитки;
- использование операций гомогенизации и высушивания для получения конечных продуктов заданной консистенции.
Для получения необходимых технических результатов в способе получения пищевых коллагенсодержащих продуктов, включающем использование в качестве сырья рыбью кожу, промывку сырья водой, обработку с использованием поваренной соли с последующей промывкой водой, термообработку, использование колотого льда при обработке, предлагается в качестве сырья использовать рыбью кожу с чешуей, промытое сырье помещать в смеситель, добавлять сухую пищевую соль, пищевую соду и лед в количестве 10% : 1,0% : 20% от массы сырья и обрабатывать до отделения чешуи от кожи. После промывки полученную смесь кожи с чешуей фракционировать и отделять часть кожи, после чего, оставшуюся смесь кожи с чешуей и изъятую из смеси кожу подвергать термической обработке в отдельных емкостях в жидкостях, содержащих, по меньшей мере, один вид органической кислоты при температуре 85-100°С в течение (0,5-5) минут. Соотношение массовых частей смеси кожи с чешуей и жидкости предлагается выбирать как 1:(2,5-3,5) по массе, а соотношение массовых частей кожи и жидкости выбирать как 1:(1,5-2,5). Жидкости после термической обработки и фракционирования предлагается использовать в качестве функциональных напитков, а термообработанную смесь кожи с чешуей гомогенизировать, высушивать, измельчать и использовать в качестве пищевой добавки. Термообработанную кожу предлагается гомогенизировать и использовать в качестве функциональной пищевой основы/добавки для получения десертных продуктов типа мусса, желе, йогурта.
Основными проблемами, с которыми сталкиваются на рыбообрабатывающих предприятиях при получении и переработки отходов, являются следующие: снятие чешуи с кожи рыб разных видов предполагает частую перенастройку оборудования, являющуюся трудоемким и длительным процессом, операция снятия чешуи требует значительных объемов промывных вод, рыбная кожа и чешуя являются скоропортящимся сырьем, требующим быстрой переработки, ввиду содержания большого количества слизи (муцин), выделяемой железами кожи, являющейся идеальной средой для развития микрофлоры, а также наличия ненасыщенных жирных кислот (70% от общего количества жира) и липохром (каротиноидные вещества, определяющие окраску рыб), которые являются легко окисляемыми компонентами, транспортировка и измельчение данных отходов в сыром виде весьма затруднительна (наматывание кожи на винтовые шнеки или проскальзывание сырья, забивка сепарационных отверстий для слива жидкости, значительные энергозатраты при измельчении).
Предлагаемый способ использования в качестве сырья рыбью кожу с чешуей уменьшает количество проблем для переработчиков рыбы.
Рыбья кожа составляет (2,0-12,6)%, а чешуя (0,5-10,0)% от массы рыбы. Содержание коллагена в коже рыб (65-85)%, а в чешуе - (36,3-58,4)% на сухое вещество (Хаустова Г.А. Разработка технологий глубокой переработки рыбного шкуро-сырья для получения коллагена, гиалуроновой кислоты и готовых кож: дис. … канд. техн. наук: 05.18.07 / Хаустова Галина Александровна. - Воронеж, 2013. - 249 с.; Антипова Л.В.. Сторублевцев С.А. Сравнительные свойства коллагеновых белков рыбного и животного происхождения // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. - 2016. - №. 4. - С. 37-41; Воробьев, В.И. Технология муки кормовой на основе рыбной чешуи: дис. … канд. техн. наук: 05.18.04 / Воробьев Виктор Иванович; КГТУ. - Калининград, 2018. - 242 с.). Рыбья чешуя содержит значительное количество минеральных веществ - (31,1-57,7)% на сухое вещество в основном в виде гидроксиапатита кальция, кожа - (1-3)% (Воробьев, В.И. Технология муки кормовой на основе рыбной чешуи: дис. … канд. техн. наук: 05.18.04 / Воробьев Виктор Иванович; КГТУ. - Калининград, 2018. - 242 с.). После очистки рыбьей кожи от чешуи, кожа, используемая далее в качестве сырья, не содержит гидроксиапатит кальция, а, следовательно, полученный конечный продукт, будет недостаточно эффективен в случае его применения в качестве биологически активной добавки при лечении ран и переломов. Фундаментальные и клинические исследования показали, что использование препаратов кальция стимулирует синтез коллагена в костной ткани (Громова О.А. и др. Кальций и биосинтез коллагена: систематический анализ молекулярных механизмов воздействия // РМЖ. - 2016. - Т. 24. - №. 15. - С. 1009-1017).
Подтвержденное положительное влияние кальция на биосинтез коллагена в костной ткани объясняет необходимость создания предлагаемого способа обработки рыбьей кожи с чешуей, чтобы более полно сохранить минеральный состав сырья и иметь возможность варьировать минерализацией, создавая разные конечные продукты с явно выраженной функциональной направленностью.
Для этой цели, в предлагаемом способе после обработки сырья в смесителе, в результате которой рыбья чешуя отделяется от кожи, часть кожи удаляют из смеси, повышая тем самым минерализацию оставшегося сырья (смеси кожи с чешуей). Устанавливают для данного вида сырья соотношение в сырье кожи и чешуи, чтобы получить необходимые показатели по коллагену и минеральным веществам в конечном продукте. Учитывая, что содержание кальция в организме взрослого человека составляет около 1,4% массы тела, а его рекомендуемое суточное потребление составляет - 800-1500 мг, то конечный продукт (из кожи с чешуей) является высококонцентрированным функциональным продуктом по кальцию (более 15000 мг в 100 граммах готового продукта) с длительным сроком хранения (не менее 1 года).
Такой конечный продукт будет более эффективен при лечении повреждений костной ткани, в то время как конечный продукт, полученный из одной кожи можно применять в профилактических целях.
Использование для термической обработки сырья жидкостей с органическими кислотами способствует изменению структуры рыбьей кожи и чешуи, которые, выделяя водорастворимые компоненты в жидкость, становятся менее жесткими, приобретают пористость и хрупкость (чешуя), увеличиваются в объеме и теряют прочность (кожа), при этом одновременно обогащаются ценными компонентами жидкости, такими как биофлавоноиды, витамины, что способствует повышению усвояемости конечных продуктов.
Термообработка двух видов сырья (смесь кожи с чешуей, кожа) в отдельных емкостях в жидкостях с содержанием органических кислот позволяет получить также и два вида функциональных напитков, содержащих коллаген и отличающихся количеством минеральных веществ. Напиток, полученный после термообработки смеси кожи с чешуей гораздо более минерализованный (содержит коллаген, кальций), чем напиток, полученный после термообработки кожи (содержит только коллаген). Напитки также можно применять при лечении или как профилактические. Температура обусловлена необходимостью стерилизации сырья и выбранной жидкости. Выбранная предлагаемая продолжительность термообработки смеси кожи с чешуей обеспечивает хрупкость обработанной чешуи, а также переход достаточного количества коллагена из кожи в жидкость.
В предлагаемом способе для улучшения органолептических показателей конечных продуктов по запаху и цвету применяется обработка сырья в смесителе с добавлением сухой поваренной соли, пищевой соды и дробленого льда. Установлено процентное соотношение добавленных ингредиентов соответственно (10:1,0:20)% от массы сырья и время обработки, которое зависит от выбранной скорости вращения смесителя и вида обрабатываемого рыбного сырья. Длительность обработки должна обеспечить полное отделение чешуи от кожи. Использование смесителя способствует полному отделению чешуи от кожи, а также размягчению кожи, что позволяет осуществить более качественную очистку кожи от чешуи за короткий промежуток времени, тем самым снижая трудоемкость и длительность процесса снятия чешуи, без использования значительных объемов промывных вод. Именно при таких параметрах обработанное сырье после промывки практически не имеет рыбного запаха. Кроме того, обработка рыбной кожи солью способствует улучшению последующей экстракции коллагена и его трансформации в желатин в жидкости (Gimenez В., Gomez-Guillen М.С., Montero P. The role of salt washing of fish skins in chemical and rheological properties of gelatin extracted // Food Hydrocolloids. - 2005. Т. 19. - №. 6. - C. 951-957). Пищевая сода, являясь слабым щелочным электролитом, способствует размягчению поверхности кожи и чешуи, снижению общей обсемененности, рыбного запаха и жира. Добавление дробленого льда снижает температуру проведения процесса, тем самым способствуя уменьшению общей обсемененности и сохранению качества сырья, кроме того, дробленый лед работает как абразив в смеси.
В дальнейшем, термическая обработка сырья в овощных или фруктовых соках не только способствует устранению рыбного запаха, но и продукт приобретает цвет жидкости, в которой проходил термообработку, что повышает его эстетичность, делая его приятным для потребителя, а главное - продукт обогащается витаминами, улучшается его вкус, повышается питательная ценность и усвояемость, за счет частичного гидролиза коллагена в чешуе и коже, а также перехода части питательных веществ из используемой органической жидкости (биофлавоноиды, витамины и др.) на кожу и чешую, что делает применение конечного продукта полезным в качестве функциональной пищевой добавки.
Термообработанную смесь кожи с чешуей и отдельно термообработанную кожу после фракционирования подвергают гомогенизации. После чего смесь кожи с чешуей высушивают и измельчают. Предварительная гомогенизация термообра-ботанной смеси кожи с чешуей перед сушкой приводит к уменьшению ее объема (в 3-5 раз), кроме того, полученная однородная масса способствует более равномерному высушиванию смеси и, как показали опыты, уменьшает энергозатраты и сокращает продолжительность технологического процесса. Полученный порошок наиболее целесообразно использовать в виде пищевой добавки, а также он может быть использован в косметических целях (скраб, компонент кремов).
Кожу после гомогенизации, ввиду ее нежной консистенции, приятного цвета и запаха, целесообразнее использовать как основу/добавку для получения десертных продуктов типа мусса, желе, йогурта.
Пример осуществления способа.
3
При осуществлении предлагаемого способа рыбью кожу без очищения от чешуи снимают с рыбы с помощью специальных машин, установленных на линии производства филе, или вручную. Кожу с чешуей помещают в сетку (размер ячеи 3,0×3,0 мм), загружают в перфорированный барабан моечной центрифуги, где очищают от органических примесей при перемешивании в воде при температуре 15°С в течение 20 минут. Далее жидкость сливают, кожу с чешуей промывают и отжимают при помощи центрифуги (500 об/мин). Кожу с чешуей выгружают из моечной центрифуги, внутреннюю сторону рыбной кожи зачищают от прирезей мяса и жира и смешивают в смесителе в течение 10 минут с сухой пищевой солью (NaCl), пищевой содой (МаНСО) и дробленым льдом (в соотношении соответственно (10:1,0:20)% от массы кожи с чешуей). Сухая пищевая соль, используемая в данном процессе, способствует удалению слизи и снижению общей обсемененности сырья, удалению жира, экстрактивных веществ жидкости из кожи с чешуей, также сухая соль и дробленый лед, выполняют роль твердого чистящего и размягчающего вещества (абразива) до момента их растворения для кожи и чешуи за счет их соударения (трения), способствуя его лучшей очистки от слизи, жира, органических экстрактивных и красящих веществ (липохром). Визуально это проявляется в четко выраженном насыщенном сером цвете с блестками (красящие вещества с частицами гуанина) полученной жидкой части смеси (что не происходит при обычном посоле кожи сухой солью или в тузлуке), а также более бледной окраске отделенной от чешуи кожи рыбы (по сравнению с очищенной от чешуи кожи без обработки).
Применение смесителя способствует полному отделению чешуи от кожи, а также размягчению кожи, вследствие многочисленных соударений с компонентами смеси (соль, лед, чешуя, кожа) и элементов оборудования (стенки емкости, смешивающий элемент), что способствует более качественной очистки кожи и чешуи за короткий промежуток времени, тем самым снижая трудоемкость и длительность процесса снятия чешуи, без использования значительных объемов промывных вод и позволяя отдельно использовать очищенную рыбную кожу, рыбную чешую или их смесь при необходимости в определенных пропорциях. В процессе скоростного смешивания одновременно происходит очистка кожи и чешуи и их разделение, однако при данной скорости не происходит измельчения кожи (возможны незначительные разрывы кожи), что способствует улучшению условий последующего фракционирования смеси (кожа и чешуя). Полученную смесь промывают водой с целью удаления пищевой соли и соды, органических экстрактивных и красящих веществ (проверяется визуально и на вкус), фракционируют, например, при помощи вращающегося сетчатого барабана на две фракции - рыбную чешую и очищенную от нее рыбную кожу. Количество кожи (рассчитанное предварительно) отделяют, остальное сырье (кожу и чешую) смешивают.
Фракционированную рыбью кожу и смесь рыбьей кожи и чешуи подвергают термической обработке в жидкостях содержащих органические кислоты (молочная сыворотка, сок). Как известно, органические кислоты (лимонная, яблочная, молочная и др.) находящиеся в соках и сыворотке, а также повышение температуры, способствуют ускорению гидролиза коллагена чешуи и переходу образовавшихся водорастворимых веществ (глютин, минеральные вещества и др.) в жидкость, что способствует частичному снижению жесткости чешуи (Olatunji О., Denloye A. Temperature-dependent extraction kinetics of hydrolyzed collagen from scales of croaker fish using thermal extraction // Food science & nutrition. - 2017. - T. 5. - №. 5. - C. 1015-1020.
В процессе термообработки рыбьей чешуи в жидкостях, содержащих органическую кислоту (сок, молочная сыворотка), в начальной фазе (5 минут) происходит сокращение и набухание коллагеновых волокон, а затем происходит термическое разложение волокон до образования желеобразного глютина (желатина). Повышение кислотности среды (овощные и фруктовые кислоты, молочная кислота) ускоряет процесс разложения коллагена особенно в начальной фазе (Колаковский, Э. Технология рыбного фарша / Э. Колаковский; под ред. Л. И. Борисочкиной. - М.: Агропромиздат, 1991. - с. 45). При термической обработке жидкость нагревают до выбранной температуры, а затем опускают порцию смеси кожи и чешуи в жидкость при массовом соотношении как 1:(2,5-3,5). В процессе термообработки происходит увеличение объема чешуи вследствие набухания и изгибания чешуи, а также частичное испарение влаги, что надо учитывать.
При термической обработке рыбьей кожи в жидкости массовое соотношение составляет 1:(1,5-2,5). Температуру и время термообработки подбирают из диапазонов 85-100°С и (0,5-5) минут, учитывая размеры чешуи и выбранную для термообработки жидкость и кожу. Как показали проведенные эксперименты, при температурах ниже 85°С, например, при 80°С необходимо увеличивать время обработки, что негативно сказывается на качественных характеристиках используемых органических жидкостей. Также негативно сказывается на качественных характеристиках и органолептических показателях органических жидкостей термообработка при температурах свыше 100°С (изменение естественной окраски органических жидкостей и чешуи - появление коричневого оттенка). Нижний показатель временного интервала обоснован минимально необходимым временем для совершения операции погружения и фракционирования термообработанной кожи или смеси кожи с чешуей.
Параметры должны обеспечить хрупкость чешуи, которая проверяется пальцами рук. При нажатии пальцами рук отдельная чешуйка должна легко ломаться. При этом выбранные параметры к этому моменту должны обеспечить стерилизацию выбранной жидкости, снизить общую обсемененность смеси до допустимого уровня, а жидкость обогатиться продуктами гидролиза коллагена, кальцием и другими водорастворимыми минеральными веществами, перешедшими из чешуи, в результате чего увеличивается биологическая ценность жидкости.
Это позволяет использовать полученный напиток в качестве обогащенного функциональными компонентами (продукты гидролиза коллагена, кальций) пищевого продукта (ТОСТ Р 54059-2010. Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты пищевые функциональные. Классификация и общие требования. - Москва: Стандартинформ, 2011. - 11 с.)
Фракционированную после термообработки рыбью кожу гомогенизируют или смешивают с пищевыми ингредиентами и гомогенизируют, получая пищевые десертные продукты типа мусса, йогурта, желе и др., которые охлаждают (0-4°С).
Жидкость после фракционирования может быть использована в качестве готового к употреблению функционального напитка. Содержание гидролизованного коллагена (глютина) в таком напитке составляет не менее 2%, что подтверждается переходом напитка в желеобразное состояние при температуре 15°С и ниже. Так как известно, что студни глютина при концентрации более 2,5% хорошо сохраняют форму.
Особенностями получаемых напитков является то, что при температуре до 15°С они представляют собой термообратимый гель. При желании улучшить вкусовые ощущения и биологическую ценность, или увеличить срок хранения, в полученный обогащенный сок или молочную сыворотку или их смеси могут быть добавлены другие компоненты (порошок стевии, глицин и др.).
Возможность использования жидкостей после термообработки чешуи в качестве функциональных напитков делает предлагаемый способ обработки рыбьей кожи с чешуей безотходным, что является критерием высокой эффективности предлагаемого способа.
Известно, что рыбная чешуя и кожа обладает повышенными адсорбирующими свойствами и после термообработки и фракционирования она приобретает окраску, характерную для использованной при термообработке жидкости, что говорит о частичном переходе веществ жидкости на чешую (флавоноиды, нектар сока и др.), тем самым увеличивая биологическую ценность конечного продукта, и, следовательно, повышая его качественные характеристики. При этом отпадает необходимость дополнительного обесцвечивания чешуи и кожи для улучшения внешнего вида, т.к. получаемый продукт имеет приятный цвет и запах, характерные для использованной жидкости, а также эстетичный внешний вид, что способствует его коммерческой привлекательности. Фракционированную после термообработки смесь рыбьей кожи и чешуи предлагается гомогенизировать, чтобы объем смеси уменьшить в 3-5 раз. Полученная масса становится однородной, что способствует равномерности ее высушивания, сокращаются энергозатраты и время проведения процесса обработки.
Высушенную смесь измельчают до получения мелкодисперсных фракций (до 100 мкм) с целью использовании конечного продукта в качестве функциональной пищевой добавки или основы для крема в косметике (Туровский, А.В. Введение в общую рецептуру: учебно-методическое пособие / Ф.В. Туровский, В.А. Николаевский, Л.М. Емельянова. - Воронеж: ВГУ, 2013. - 215 с.).
Кроме того, мелкодисперсные порошки в высушенном состоянии стабильны при длительном хранении (Гаврилова, Н.Н. Микроскопические методы определения размеров частиц дисперсных материалов: учебное пособие /Н.Н. Гаврилова, В.В. Назаров, О.В. Яровая. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012. - 52 с.).
Описание конкретных примеров осуществления способа обработки рыбной кожи с чешуей.
3
Пример 1. Рыбную кожу с чешуей судака (Sander lucioperca) помещенную в сетку (размер ячеи 3,0×3,0 мм), загружали в перфорированный барабан моечной центрифуги, где очищали от органических примесей при перемешивании в воде при температуре 15°С в течение 30 минут. Далее жидкость сливали, кожу промывали водой и отжимали при помощи центрифуги (500 об/мин). Кожу с чешуей, выгружали из моечной центрифуги, тщательно очищали кожу от прирезей мышечной ткани и жира и порциями (5 раз) в количестве 0,4 кг загружали в двухскоростной смеситель Moulinex Delico FP203 (500 Вт) вместе с пищевой солью NaCl (40 гр.), пищевой содой NaHCO (4 гр.), дробленным льдом (80 гр.), время обработки в смесителе в положении 1(1000 об./мин.) длилось 10 минут, что оказалось достаточным временем для полного отделения чешуи от кожи. Полученную смесь кожи с чешуей промывали в воде для удаления соли (определяли на вкус), часть смеси фракционировали при помощи вращающегося сетчатого барабана, получая очищенную от чешуи кожу и чешую, которую добавляли в смесь кожи и чешуи. Часть кожи (0,5 кг) погружали в емкость с яблочно-черничным соком (0,75 кг) с температурой 100°С, (в массовом соотношении 1:1,5), выдерживали 30 секунд и фракционировали (сито 0,5×0,5 мм). Полученный обогащенный напиток в количестве 0,79 кг разливали в простерилизованные емкости и герметично упаковывали. Отсепарированную кожу (0,39 кг) гомогенизировали (блендер Bosch ErgoMixx MSM67160 750 W) и охлаждали (0-4°С).
Смесь кожи и чешуи (1,45 кг) погружали в емкость с яблочно-черничным соком (3,625 кг) с температурой 100°С, (в массовом соотношении 1:2,5) выдерживали в течении 30 секунд и фракционировали (сито 0,5×0,5 мм). Полученный обогащенный напиток в количестве 3,47 кг разливали в простерилизованные емкости и герметично упаковывали. Фракционированную смесь кожи с чешуей (1,32 кг) гомогенизировали (блендер) и высушивали горячим воздухом (70°С) до содержания влаги 5,0%, измельчали в мельнице D3V-10 (ООО «Вилитек», Россия), просеивали через сито 200 мкм. Полученный порошок в количестве 0,57 кг можно использовать как пищевую добавку, применяемую при производстве хлебобулочных, макаронных, кондитерских изделий.
Пример 2. Рыбную кожу с чешуей окуня (Perca fluviatilis) очищенную от органических примесей и фракционированную с получением кожи и смеси кожи с чешуей, согласно примеру 1, в количестве 0,5 кг (рыбная кожа) погружали в емкость со смесью (молочная сыворотка и апельсиновый сок в соотношении 1:2 по объему) в количестве 1 кг при температуре 85°С, выдерживали в течении 3 минут и фракционировали (сито 0,5×0,5 мм). Полученный обогащенный напиток в количестве 0,72 кг разливали в простерилизованные емкости и герметично упаковывали. Фракционированную кожу 0,6 кг гомогенизировали (блендер Bosch ErgoMixx MSM67160 750 W) с добавлением мякоти арбуза 0,6 кг (в массовом соотношении 1:1) и охлаждали в холодильнике (0-4°С), получая неподвижный желеобразный продукт светло-розового цвета в количестве 1,15 кг.
Смесь кожи с чешуей в количестве 1,49 кг погружали в емкость со смесью лимонного и апельсинового соков (в соотношении 1:3 по объему) в количестве 4,47 кг при температуре 85°С (в массовом соотношении 1:3,0) выдерживали в течении 5 минут и фракционировали. Полученный обогащенный напиток в количестве 4,5 кг разливали в простерилизованные емкости и герметично упаковывали. Фракционированную смесь кожи с чешуей 1,28 кг гомогенизировали (блендер) и высушивали горячим воздухом (70°С) до содержания влаги 4,9%, измельчали при помощи быстровращающихся ножей в мельнице D3V-10 (ООО «Вилитек», Россия), просеивали через сито 200 мкм. Получали пищевой порошок в количестве 0,63 кг.
Пример 3. Рыбную кожу с чешуей ерша (Gymnocephalus cernuus) очищенную от органических примесей и фракционированную с получением кожи и смеси кожи с чешуей согласно примеру 1, в количестве 0,5 кг (рыбная кожа) погружали в емкость со смесью (яблочно-морковный сок в соотношении 1:2 по объему) в количестве 1,25 кг при температуре 95°С, (в массовом соотношении 1:2,5), выдерживали в течение 5 минут и фракционировали (сито 0,5×0,5 мм). Полученный обогащенный напиток в количестве 0,9 кг разливали в простерилизованные емкости и герметично упаковывали. Фракционированную кожу 0,65 кг гомогенизировали (блендер Bosch ErgoMixx MSM67160 750 W) с добавлением процеженной от косточек свежей малины 0,162 кг (в массовом соотношении 4:1) и охлаждали в холодильнике (0-4°С), получая желеобразный продукт бледно-розового цвета в количестве 0,8 кг.
Смесь кожи с чешуей в количестве 1,35 кг погружали в емкость с яблочным соком в количестве 4,72 кг с температурой 90°С (в массовом соотношении 1:3,5) выдерживали в течении 5 минут и фракционировали (сито 0,5×0,5 мм). Полученный обогащенный напиток в количестве 4,6 кг разливали в простерилизованные емкости и герметично упаковывали. Фракционированную смесь кожи с чешуей 1,1 кг гомогенизировали (блендер) и высушивали горячим воздухом (70°С) до содержания влаги 4,5%, измельчали в мельнице D3V-10 (ООО «Вилитек», Россия) и просеивали через сито 200 мкм. Получали пищевой порошок в количестве 0,48 кг.
Таким образом, предлагаемый способ получения пищевых коллагенсодержа-щих продуктов, по сравнению с ближайшим аналогом, позволяет получить пищевые витаминизированные коллагенсодержащие продукты разной консистенции с улучшенными органолептическими показателями по запаху и цвету, отличающиеся количественным содержанием коллагена и минеральных компонентов, предназначенные для разных категорий потребителей. Вовлечение недоиспользуемого сырья (кожа с чешуей) в промышленное производство способствует увеличению выпуска пищевой продукции и снижению негативной антропогенной нагрузки на окружающую среду.