Способ обработки коллагенсодержащего сырья
METHOD FOR PROCESSING COLLAGEN-CONTAINING RAW MATERIALS

Изобретение относится к мясоперерабатывающей промышленности, а именно к предварительной обработке вторичного коллагенсодержащего сырья (куриные мышечные желудки и гребни) и получению гидролизата белка для производства колбас, мясных консервов и полуфабрикатов.
Lactobacillus casei
Известен способ обработки коллагенсодержащего сырья - шквары, жилок, сухожилий, рубца (RU 2204910, A23J3/04, A23J1/10, A23J1/02, A23J1/14 A23L1/314, A23L1/317, A23B4/00, заявл. 11.07.2001, опубл. 27.05.2003). Способ состоит в том, что коллагенсодержащее сырье (шквару, жилки и сухожилия, рубец) промывают, измельчают и обрабатывают ультразвуком, отделяют жидкую фракцию, и обработанное сырье смешивают с гидратированным белковым компонентом и бактериальной закваской ; смесь перемешивают и термостатируют.
Существенным недостатком данного способа является использование термической и ультразвуковой обработки сырья, что увеличивает энергозатраты на производство конечного продукта. Кроме того, конечный продукт имеет высокую влажность, поэтому не может длительно храниться.
Известен способ обработки коллагенсодержащего сырья - кожи нерки, трески и кеты [2]. Способ состоит в том, что рыбные коллагенсодержащие отходы (кожу нерки, трески и кеты) промывают водой, зачищают от прирезей мышечной ткани, подмораживают и измельчают на волчке с диаметром отверстий подрезной решётки 2-3 мм, проводят ферментативную обработку в водном растворе фермента «Коллагеназа» при постоянном перемешивании и температуре 35°C, гидролизат фильтровали, обрабатывали лимонной кислотой в течение 45 мин при температуре 15-20°C и постоянном перемешивании, высушивали под вакуумом.
Существенным недостатком данного способа является использование фермента для проведения гидролиза, который действует при достаточно высокой температуре, при которой может активироваться жизнедеятельность бактерий, приводящих к порче сырья. Кроме того, ферментная обработка считается дорогостоящей.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ обработки коллагенсодержащего сырья - жилок и сухожилий, рубца, губ, ушей (RU 2557112, A23J 1/10, A23J 3/04, заявл. 07.05.2014; опубл. 20.07.2015). Способ состоит в том, что коллагенсодержащее сырье подготавливают, измельчают, смешивают с бактериальным концентратом Бифилакт-Про и белково-углеводной добавкой в виде смеси из порошка топинамбура, овсяной муки и сухого обезжиренного молока, перемешивают все компоненты и выдерживают при 2-4°C в течение 12-24 ч.
Существенным недостатком данного способа является использование коллагенсодержащего сырья переработки крупного рогатого скота. Данный вид сырья является дефицитным и дорогостоящим. Кроме того, многокомпонентная белково-углеводная добавка требует соблюдения условий хранения компонентов, входящих в ее состав, и необходимость в предварительной подготовке смеси этих компонентов. Получаемый конечный продукт имеет высокую влажность и не предназначен для длительного хранения.
.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в создании конечного продукта из коллагенсодержащего сырья переработки птицы, с повышенным содержанием белка, обладающего улучшенными органолептическими свойствами
Bifidobacterium longum B379M
Технический результат получают вследствие того, что в способе обработки коллагенсодержащего сырья, включающем подготовку и измельчение вторичного сырья, смешивание его с бактериальным концентратом, перемешивание до однородной консистенции и выдержку, согласно изобретения, в качестве вторичного сырья используют желудки и гребни кур, измельченное сырье дополнительно смешивают с творожной сывороткой в соотношении 1:8, смесь гомогенизируют в гомогенизаторе в течение 1 мин. при скорости 28000 об/мин, в качестве бактериального концентрата используют жидкий концентрат бифидобактерий , который вносят в количестве 12-13% к массе смеси, выдержку проводят при температуре 39-40°С в течение 9-12 часов, затем смесь фильтруют и сушат в аппарате сублимационной сушки при температуре минус 40°С до влажности ≤8% .
В предлагаемом способе обработки коллагенсодержащего сырья, предусматривающем подготовку и измельчение сырья, смешивание его с сывороткой, тонкое измельчение и последующее смешивание с жидким концентратом бифидобактерий, перемешивание и выдержку; творожную сыворотку вносят в соотношении с сырьем 8:1; жидкий концентрат бифидобактерий вносят в количестве 12-13% к массе смеси, а выдержку проводят при температуре 39-40°С в течение 9-12 часов.
На чертеже изображена подробная технологическая схема обработки коллагеносодержащего сырья с целью получения белкового гидролизата.
При выдержке сырья менее 9 часов или температуре менее 39°С происходит недостаточный гидролиз сырья, соответственно выход и качество получаемого гидролизата будет ниже. При выдержке сырья более 12 часов не происходит дальнейшего существенного роста аминного азота и повышения степени гидролиза сырья, следовательно, нерационально проводить более длительную выдержку. При температуре выше 40°С бифидобактерии отмирают и гидролиз сырья существенно замедлится.
При количестве жидкого концентрата менее 12% гидролиз сырья протекает медленно, поэтому необходима более длительная выдержка сырья, что экономически не целесообразно. При количестве жидкого концентрата более 13% существенного роста аминного азота не происходит, следовательно, не рационально использовать большее количество жидкого концентрата.
В качестве сырья используются такие коллагенсодержащие субпродукты птицы как гребни и мышечные желудки. Субпродукты птицы выбраны с учетом активного развития переработки птицы и образования большого количества маловостребованных в пищевом отношении субпродуктов с высоким содержанием белка.
Bifidobacterium longum
11
12
3
Жидкий концентрат бифидобактерий, выпускаемый ООО «Малое инновационное предприятие «Бифивит» Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления, представляет собой концентрированную микробную массу  B379M с активностью 10-10КОЕ/см [4]. Входящие в состав концентрата бифидобактерии обладают высокой протеолитической активностью, что способствует расщеплению сложного неусвояемого белка коллагена до более простых пептидов и свободных аминокислот. В результате биотехнологической обработки происходит набухание, разрыхление и утончение коллагеновых волокон, что подтверждается результатами гистологических исследований [5]. Все это положительно влияет на консистенцию сырья и получаемых из него продуктов, повышению пищевой и биологической ценности коллагенсодержащего сырья. Кроме того, бифидобактерии обладают антагонистическим действием по отношению к патогенной и условно-патогенной микрофлоре, что улучшает санитарно-микробиологическое состояние используемого сырья и позволяет проводить его длительное выдерживание.
Опытным путем доказана высокая протеолитическая активность жидкого концентрата бифидобактерий по накоплению аминного азота и оценке степени гидролиза сырья. В результате проведенных исследований, исходя из уравнения множественной регрессии установлены оптимальные параметры гидролиза сырья, при которых степень гидролиза достигает 64,5% через 9,4 часа ферментации при температуре 39,9°С. В сырье к концу выдержки (через 12 ч) не обнаружены патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, что подтверждает антагонистическое воздействие по отношению к ним бактерий, входящих в состав концентрата.
Использование в качестве жидкой среды для получения гомогената творожной сыворотки позволяет повысить содержание легкоусвояемого белка. Кроме того, содержащиеся в сыворотке органические кислоты оказывают положительное воздействие на снижение жесткости сырья. Содержащиеся питательные компоненты сыворотки (водорастворимые белки, лактоза, минеральные вещества, витамины) в легкодоступной для усвоения форме являются благоприятным фактором для активного роста бифидобактерий. Установленный состав сыворотки (%): влажность - 93,12; содержание белка - 0,96; содержание жира - 0,37; зольность - 0,61.
Таким образом, добавление к коллагенсодержащему сырью творожной сыворотки, содержащей полноценные белки, молочный сахар и микронутриенты, позволяет интенсифицировать рост бифидобактерий, придать готовому продукту профилактическую направленность за счет накопления продуктов метаболизма этих пробиотических микроорганизмов.
Пример 1.
Bifidobacterium longum B379M
Вторичное коллагенсодержащее сырье (желудки и гребни) получали при убое цыплят-бройлеров и кур родительского стада. Мышечный желудок отделяли от железистого желудка, промывали в проточной воде температурой 30-35°С в течение 5-10 мин, измельчали на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм, а затем обезжиривали смесью хлороформ:метанол (2:1) при встряхивании в течение 2 ч. Измельченное коллагенсодержащее сырье смешивали с охлажденной до температуры 2-4°С творожной сывороткой в соотношении 1:8 и гомогенизировали в гомогенизаторе в течение 1 мин при 28000 об/мин. В полученный гомогенат вносили жидкий концентрат бифидобактерий в количестве 12% к массе сырья, перемешивали в смесителе в течение 2 миндля равномерного распределения концентрата. Полученную смесь выдерживали при температуре 39°С в термостате в течение 10 часов, проводили фильтрацию ферментированной массы через мембранные фильтры с диаметром пор 0,45 мкм и высушивание гидролизата в аппарате сублимационной сушки при температуре минус 40°С до влажности гидролизата не более 8%. При этом степень гидролиза сырья составила 62%.
Пример 2.
Bifidobacterium longum B379M
Вторичное коллагенсодержащее сырье (желудки и гребни) получали при убое цыплят-бройлеров и кур родительского стада. Мышечный желудок отделяли от железистого желудка, промывали в проточной воде температурой 30-35°С в течение 5-10 мин, измельчали на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм, а затем обезжиривали смесью хлороформ:метанол (2:1) при встряхивании в течение 2 ч. Измельченное коллагенсодержащее сырье смешивали с охлажденной до температуры 2-4°С творожной сывороткой в соотношении 1:8 и гомогенизировали в гомогенизаторе в течение 1 мин при 28000 об/мин. В полученный гомогенат вносили жидкий концентрат бифидобактерий в количестве 13% к массе сырья, перемешивали в смесителе в течение 2 миндля равномерного распределения концентрата. Полученную смесь выдерживали при температуре 40°С в термостате в течение 12 часов, проводили фильтрацию ферментированной массы через мембранные фильтры с диаметром пор 0,45 км и высушивание гидролизата в аппарате сублимационной сушки при температуре минус 40°С до влажности гидролизата не более 8%. При этом степень гидролиза сырья составила 65,1%.
Высушенный гидролизат имеет приятный запах, цвет - светло-серый.
В таблице приведены сравнительные показатели по химическому составу конечного продукта, получаемого по заявляемому изобретению и по прототипу.
Таблица. Сравнительные показатели химического состава конечного продукта
Конечный продукт
Сухие вещества
Влага
Белок
Жир
Зола
По заявленному техническому решению
93,1
6,9
71,8
2,6
18,7
По прототипу
30,5
69,5
26,1
3,2
1,2
По аналогу
94,6
4,91
68,10
1,99
24,5
Результаты показателей таблицы показывают, что конечный продукт имеет более высокое содержание белка по сравнению с прототипом и аналогом, что является важным показателям для белковых гидролизатов.
Список литературы
1. Патент 2204910 Российская Федерация, 2204910, A23J3/04, A23J1/10, A23J1/02, A23J1/14 A23L1/314, A23L1/317, A23B4/00. Способ обработки коллагенсодержащего сырья / Крылова В.Б., Витренко О.Н.; заявитель и патентообладатель Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова РАСХН. - № 2001119177/13; заявл. 11.07.2001; опубл. 27.05.2003. Бюл.№20.
2. Бредихина О.В., Зарубин Н.Ю. Разработка комплексной технологии переработки органических отходов рыбоперерабатывающих предприятий на коллагенсодержащие гидролизаты пищевого назначения / Труды ВНИРО. 2019. Т. 176. С. 109-121.
3. Патент 2557112 Российская Федерация, МПК A23J 1/10, A23J 3/04. Способ обработки коллагенсодержащего сырья / Зинина О.В., Ребезов М.Б., Бажина К.А., Богатова О.В., Асенова Б.К.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)). - № 2014118702/13; заявл. 07.05.2014; опубл. 20.07.2015. Бюл.№20.
4. ТУ 9229-001-02069473-2002 КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
5. Effect of microbial enzymes on the changes in the composition and microstructure of hydrolysates from poultry by-products Merenkova S., Zinina O., Lykasova I., Shnyakina T., Kuznetsov A. Fermentation. 2021. Т. 7. №3.