Способ получения коллагеновых волокон из коллагенсодержащих тканей животных

 

Использование: получение коллагеновых волокон из коллагенсодержащих тканей животных. Сущность изобретения: способ получения заключается в том, что исходное сырье подвергают измельчению, сушке и повторному измельчению, при этом на всем протяжении обработки температуру сырья поддерживают не выше 75С. 34 з. п. ф-лы.

Изобретение касается улучшения качества протеиновых продуктов, в частности касается способа получения коллагенных волокон и добавки коллагена и коллагенсодержащих материалов в протеиновые продукты.

Согласно настоящему изобретению предложен способ получения коллагенных волокон, который заключается в измельчении тканей, содержащих коллаген, сушке измельченного продукта и измельчении высушенного материала при поддержании досаточно низкой температуры для исключения значительного превращения коллагена в желатин.

Также предложен способ, посредством которого полученное коллагенное волокно добавляют в протенировые продукты.

Ткани, которые можно применять в качестве исходного материала в способе, согласно изобретению представляют собой ткани животных, включая соединительную ткань от млекопитающих, сухожилия, кожу (кожа оставшаяся после разделки или удаления слоев эпидермы со шкуры или кожи головы), кожу птиц и соединительную ткань, кожу и соединительную ткань пресмыкающихся животных и рыб. Другие источники тканей, которые можно применять в соответствии с изобретением, включают в себя декальцинированный костный дентин и коллагенсодержащие ткани, взятые из сердечно-сосудистой системы, синовиальной оболочки, подкожной оболочки требухи, кожу с зародышей, стекловидные хрящи, кожу у основания, оболочу хрусталика глаза, почечные клубочки, оболочку плаценты и легочную и мышечные ткани. Предпочтительные ткани включают в себя соединительную ткань от млекопитающих или сухожилия, например связки, хрящи и сухожилия, например сухожилия от спинной части крупного рогатого скота. Другими предпочтительными источниками коллагена, применяемого в способе, согласно изобретению является рыбья кожа и кожа животных, которую обычно используют в качестве пищевых компонентов, хотя также предпочтительным источником ткани является бычья кожа при условии, что ее применение отвечает требованием существующих правил для пищевых продуктов.

Коллагенные волокна, полученные согласно изобретению, могут также содержать небольшое количество других структурных протеинов, например эластин, ретикулин, коннектин и десмин, а также мукополисахариды, которые все естественно связаны в различном количестве с коллагеном в тканях.

Предпочтительно остаточную мездру и жир взаимно удаляют или удаляют другим способом, например посредством скобления, обработки в барабане или вымачивания в солях, например в хлористом натрии или в ферментных препаратах, например в папаине. Если это требуется, то растворимые неколлагенные протеины и полисахариды можно удалять вместе с фракцией растворимого коллагена посроедством вымачивания, например, в растворе уксуснокислого натрия. Эти операции кислого фосфорнокислого натрия или хлористого калия можно также применять для удаления других растворимых материалов, например гликанов и омыленных жиров. Такие растворимые материалы можно также удалять, если это требуется, посредством вымачивания в насыщенном растворе белой извести и затем посредством удаления избыточного кальция. Уменьшение значения рН до изоэлектрической точки (рН 4,6), например до рН 5,0 для достижения улучшенной стабильности во время хранения в обработанном материале ткани может потребоваться после обработки соляными растворами.

Животную ткань, богатую содержанием коллагена, например ткань, которую собирают со скотобойнь, можно использовать сразу, либо ее можно хранить посредством незаморозки при температуре, например, минус 20^оС или подвергания буферному действию в растворе слабой кислоты, например лимонной кислоты или лимонной кислоты и цитрата натрия, например, при рН 5,0 либо путем травления, например в растворе хлористого натрия и сильной кислоты, например соляной или серной кислоты. Обычно источником ткани является бычья ткань, но в качестве исходных материалов в способе согласно изобретению можно также применять другие коллагенсодержащие материалы, например, от свиней, овец, коз, дичи (включая оленей, антилопы канна и обычных антилоп), кроликов, зайцев, кенгуру, собак, обезьян, верблюдов, буйволов, лошадей, птиц, например, домашней птицы (включая цыплят, утят, гусей и индеек), голубей и дичи, рептилий (включая черепах и змей), рыб (включая кету, форель, угорь, треску, сельдь, комбалу, мерланг, палтус, морскую цуку, тунец, сардины, меч-рыбу, морскую собаку и акулу), морских млекопитающих (включая китов), земноводных (включая лягушек) или ракообразных (например, моллюсков, речных раков, омаров, крабов, креветок и пильчатых креветок). Если применяют ткань свиньи (например, из акиллового сухожилия свиньи) или цыплят (например, из очищенной от перьев кожи или кожи от шейки курицы, богатой содержание коллагена), или индеек (например, из сухожилий ножек), или другую коллагенсодержащую ткань, то желательно, чтобы они имели низкое содержание жира. Когда содержание жира особенно высокое, то жир, который подвергают при низких температурах (например, ниже 60^оС) механическому шнековому прессованию, извлечению растворителем, например гексаном, и обработке липазными ферментами, например грибковыми липазами, может быть полезным.

Рекомендуется проводить анализы проб очищенных тканей для определения содержания протеина (особенно содержания коллагена, жира, влаги, кальция, золы, тяжелых металлов, значения рН и любого микробиологического загрязнения. Это особенно необходимо, когда требуется, чтобы волокнистый коллаген, полученный согласно предложенному способу, был хорошего качества).

Согласно изобретению материал ткани измельчают, например, посредством дробления, крошения, резки, рубки или измельчения через перфорированную пластину, например 6 мм перфорированную пластину. Материал можно подавать непрерывно в дробилку для получения измельченных частиц, однако необходимо, чтобы любое повышение температуры во время процесса измельчения было минимальное. Предпочтительное измельчение ткани, взятой прямо из морозилки, например ткани, которую поддерживали при температуре минус 20^оС. Нашли, что удобно измельчать такой материал на кусочки диаметром примерно 5 мм.

Если это требуется, то полученный измельченный продукт можно пастеризовать или стерилизовать, либо обрабатывать иным способом для замедления роста микробактерий, например посредством обработки в течение непродолжительного времени сухим паром под высоким давлением, горячим жиром или маслом, либо облученным ультрафиолетовым светом, или ионизирующим излучением. Необходимы меры предосторожности для гарантии, чтобы во время пастеризации или стерилизации минимальное количество влаги и тепла передавалось измельченному продукту. Возможно целесообразно брать анализ пробы пастеризованного или стерилизованного измельченного материала после тщательного перемешивания пробы.

Измельченный материал можно высушить, применяя любые соответствующие средства сушки или дегидратирования. Предпочтительно материал передают на стадию сушки с минимальной по времени и особенно в течение периода времени не свыше 24 ч. Сушку можно осуществлять горячим воздухом, например, в полочной, ленточной или барабанной сушилке, но можно также применять другие сушилки для сушки горячим воздухом, например, трубчатые, лопастные или барабанные сушилки либо сушилки со слоем жидкого сиккатива. Можно также применять микроволновые, радиочастотные или инфракрасные сушилки. Сушку можно также осуществлять в вакуумных сушилках, экструдерах или в сублимационной сушилке, включая, например, ускоренную сублимационную сушку и сублимационную сушку с заменой. Сушку можно также осуществлять, применяя прямой солнечный нагрев или дымовые сушилки, когда продукт должен также приобретать некоторую степень микробиологической защиты и запах дыма. Измельченный материал можно также дегидратировать, применяя жиры или масла, либо этанол, или другие растворители.

Если применяют обычную сушку измельченного материала горячим воздухом, тогда предпочтительно сушку проводят при температуре в пределах 35-75^оС. Особенно предпочтительна сушка при температуре в пределах этого интервала, т. е. от 45^оС до 55^оС. Если применяют полочную или трубчатую сушилку, то процесс сушки преимущественно проводят в течение 25, предпочтительно в течение 12 ч, причем материал можно периодически и предпочтительно непрерывно поворачивать для равномерного нагрева и исключения локализованных высоких температур. Можно обеспечить быструю сушку, если применять сравнительно низкую плотность загрузки измельченного материала, например от 5 до 10 кг на 1 м², при скорости воздуха применено 3 м/с, при этом сушилку поддерживают при температуре воздуха примерно 55^оС и относительной влажности примерно 40% .

Если примеряют сушилку со слоем жидкого сиккатива, то предпочтителен более короткий период сушки, а температура преимущественно ниже 75^оС и предпочтительно ниже 60^оС. Если применяют микроволновую, радиочастотную, инфракрасную сушку, солнечный нагрев, дым, вакуумную сушку, экструзию или ускоренную сублимационную сушку, то температуру преимущественно ниже 60^оС. Если сушку осуществляют дегидратированием в жирах, маслах или других растворителях, тогда можно применять температуру вплоть до примерно 120^оС, при этом жир или масло, либо другой растворитель действует в качестве растворителя для удаления влаги, и он исключает превращение коллагена в желатин и также служит для уменьшения денатурирования протеина.

Во врепмя процесса сушки содержание влаги в материале предпочтительно снижается до меньше, чем 10 мас. % .

Затем высушенный материал измельчают в соответствии с изобретением. Для измельчения можно применять разнообразные средства. Особенно предпочтительны молотковые или кулачковые дробилки, но можно также применять дисковую кулачковую мельницу, ударную мельницу с поперечным разбивным роллом и турбинные мельницы. Преимущественно измельчение можно осуществлять через сито, например через сито с размером ячеек 2,5 мм, 3,0 мм или 3,5 мм для получения коллагенного волокна или через более тонкое сито, например перфорированное сито с размером ячеек 2,0 мм меньше, для получения тонкоизмельченного коллагенного волокна. Таким образом, продукт может иметь длину отдельных волокон вплоть до 10 мм, причем предпочтительна длина волокна в пределах 0,1-5 мм и особенно 0,1-0,5 мм или 0,5-5 мм исключительно в зависимости от применения. Любые неизмельченные куски, проходящие через сито, предпочтительно отделяют, и они рециркулируют через дробилку.

Любое повышение температуры во время процесса измельчения предпочтительно поддерживают на минимальном уровне посредством тщательного контроля скорости подачи и воздушного охлаждения. Однако особенно предпочтительно, чтобы в измельчаемый материал добавляли хладагент, если возможно значительное повышение температуры. Хладагентом может быть, например, жидкий азот или твердая двуокись углерода.

На всех стадиях процесса получения коллагенных волокон в соответствии с изобретением поддерживают достаточно низкую температуру для исключения значительной конверсии коллагена в желатин. Предпочтительно температуру поддерживают ниже максимальной температуры 75^оС.

Для сбора продукта из процесса измельчения можно применять циклоны, после этого продукт можно пропускат через металлоискатель и отмерять в полиэтиленовые контейнеры.

После тщательного перемешивания образца целесообразно проводить анализ образца. Типичный химический состав бычьих коллагенных волокон, полученных в соответствии с изобретением, соледующий, % : Протеин 92 Жир 2,8 Влага 5 Зола 0,5 Мышьяк Меньше одной части на миллион Свинец Меньше одной части на миллион Другой пример типичного химического состава коллагенных волокон, полученных в соответствии с изобретением, следующий, % : Протеин 85,7 Жир 2,3 Влага 5,0 Зола 7,0 Мышьяк Меньше одной части на миллион Свинец Меньше одной части на миллион.

Все проценты и части указаны по массе. Протеин может представлять собой один коллаген или он может содержать другие структурные протеины, естественно связанные с коллагеном в различном количестве в животных тканях, например эластин, ретикулин, коннектин и десмин. Может также присутствовать небольшое количество карбогидрата в форме полисахарозов, естественно связанных с коллагеном в животных тканях. Бактериологическим условием для коллагенного волокна является то, что оно должно быть предпочтительно стерильным материалом.

Содержание коллагена в полученном материале или содержание коллагена и других структурных протеинов, обычно присутствующих в полученном материале, предпочтительно составляет меньше 85% по массе на сухой основе, но оно может быть ниже, чем это, если присутствуют другие вещества, например влага, жир (включая животные жиры, растительные масла и гидрогенизированные животные и растительные масла), другие протеины (включая мясные, молочные протеины, протеины из яиц, растительные протеины, например, соевые, микробные, например одноклеточные, протеины и гидролизные или аутолизные растительные или животные протеины) или другие пищевые продукты, ингредиенты и добавки к пищевым продуктам, включая хлебные злаки, карбогидраты, например сахар, крахмал, модифицированный крахмал, целлюлозу, модифицированную целлюлозу и пектины, многоатомные спирты, например глицерин. полиэтиленгликоль и сорбит, камедь, например ксантановую камедь, альгинаты и трагакантовую камедь, соли, например хлористый натрий, парофосфат натрия, и соли для консервирования, пряности, простые вкусовые вещества, ароматизирующие вещества и красители. Эти дополнительные вещества могут действовать в качестве разбавителей, увлажнителей, сгустителей или других функциональных ингредиентов в мясе или мясных продуктах, требухе, рыбе, рыбных продуктах или других протеиновых продуктах, либо в косметических или медицинских продуктах, содержащих коллагенные волокна, полученные в соответствии с изобретением.

Полученное согласно изобретению коллагенное волокно можно добавлять в протеиновые продукты. Протеиновый продукт или продукты могут срдержать сырое или вареное мясо, либо мясные продукты, субпродукты, рыбу и рыбные изделия, и другие протеиновые продукты для применения в пище людей, для комнатных животных, диких животных и рыб, а также для применения в косметических и медицинских продуктах. Добавку можно осуществлять любым разнообразным способом, например путем обычного смешивания, добавки, подмешивания или смещения.

В соответствии с изобретением можно также добавлять коллагенные волокна, полученные любым другим способом. Такие способы включают в себя, например, частичное экстрагирование коллагена из животных тканей, например, буферным раствором цитрата натрия со значением рН 3,7-4,3 и реструктурирование в игольчатые кристаллические волокна путем диализа против воды или разбавленных растворов солей, например раствора вторичного кислого фосфорнокислого натрия; измельченные в валках, суспендирование и экструдирование коллагенсодержащих тканей в волокна с последующим измельчением и сушкой, если это потребуется; и клеточное культиврование коллагенов в образованных волокнах. Эти коллагенные волокна можно добавлять в соответствии с предложенным способом в протеиновые продукты, например протеиновые продукты, используемые в качестве пищи для людей, домашних и диких животных, рыб, в косметических и медицинских продуктах.

Коллагенное волокно может быть особенно полезным для реструктирования плохо текстурированного мяса (особенно измельченного мяса), рыбных продуктов и других протеиновых продуктов для улучшения характеристик их текстуры, способности к удержанию воды, жира, улучшения съедобного качества, сочности, сохранения формы и размера, привлекательного внешнего вида для потребителя, для повышения содержания мяса, рыбы или протеина или чтобы сделать продукты более эффективными с точки зрения их стоимости. Улучшенный внешний вид необходим не только для потребления пищи человеком, но также скорее для домашних животных, когда такие продукты используют в пище для домашних животных или скота и кормления рыбы.

Предпочтительно коллагенное волокно от особых видов животных, включая отдельные виды млекопитающих, птиц, рептилий или рыб, добавляют в продукты, полученные из тех же видов, но коллагенные волокна из любых данных видов можно добавлять в продукт, полученный из различных видов, будь-то млекопитающие, птицы, рептилии или рыба, и также можно добавлять в протеиновые продукты, полученные из растительных или микробных источников.

Следующий пример иллюстрирует включение коллагенных волокон в рыбные палочки согласно настоящему изобретению 96 мас. % замороженного рыбного филе из белой рыбы, кеты или крабов размораживают в лопастной мешалке и добавляют с перемешиванием 4 ч. по массе бычьих коллагенных волокон. Температуру замеса повышают до 4^оС, при этом продолжая перемешивать, и затем массу сразу помещают в формы и замораживают. Полученные таким образом рыбные палочки содержат рыбу и добавленный протеин (говяжий коллдаген) для целей маркировки ингредиентов. Если вместо бычьих коллагенных волокон применяют рыбьи коллагенные волокна, тогда это должно быть включено вместе с общим содержанием рыбьего протеина, причем это должно быть соответственно указано на этикетке. Если это требуется, то рыбные палочки могут быть покрыты взбитым тестом, могут быть обвалены в сухарях или предварительно покрыты с использованием тонкоизмельченных коллагенных волокон и приправлены или покрыты, например, крошками от сухарей, миндалем, картофелем, сухими фруктами и сладкими ароматными приправами.

Механически извлеченное мясо (MRM) обычно имеет низкое содержание коллагена, потому что оно не содержит хрящи и матричные мукополисахариды. Следовательно, добавка коллагенных волокон в механически извлеченное мясо (MRM) в соответствии с изобретение может обеспечить химический состав продукта в соответствии с химическим составом обычной мясной вырезки.

Добавка коллагенных волокон имеет особое преимущество, например, при приготовлении бургеров, когда примерно 80% содержания мяса, свободного от хрящей, можно превратить в американские бургеры, имеющие исключительную сочность и сохраняющие форму благодаря добавке 4% бычьих коллагенных волокон.

Следующий пример иллюстрирует добавку коллагеных волокон в говяжьи бургеры в соответствии с изобретеием. Сырую говядину, освобожденную от хрящей (40% по массе) рубят и передают в лопастную мешалку, добавляют механически извлеченное мясо (MRM) (45 мас. % ) и хлористый натрий (1 мас. % ) и все это тщательно перемешивают. Температуру повышат до 4^оС, смесь формуют до любой требуемой формы и размера в формовочных машинах и затем сразу замораживают. Состав полученных говяжьих бургеров будет следующим: говядина, вода и соль, т. е. это вообщем будет 100% мясо.

Механически извлеченное мясо (MRM) или плохо текстутированое мясо (особенно измельченное мясо), мясные продукты, субпродукты, рыба (особенно измельченная рыба), рыбные продукты и другие протеиновые продукты могут быть в сыром виде, их можно стерилизовать, пастеризовать, частично или полностью термически обработать до добавки коллагенного волокна в соответствии с предложенным способом. Однако предпочтительно после смешивания подвергать продукт, содержащий подмешанное коллагенное вещество, варке или нагреву. Таким образом, функциональные свойства коллагенных волокон могут быть полностью или по существу полностью передаваться продукту согласно изобретению.

Применение коллагенных волокон в соответветствии с изобретением имеет преимущество также в изготовлении сосисок для легкого завтрака, вареных (например, сосиски-франктурты) или консервированных сосисок (сосиски для пива). Таким образом, добавка коллагенных волокон может улучшить текстурные свойства сосисок и действовать в качестве связующей, когда немясные связующие, например соевые производные, нельзя применять согласно правилам. В мясных продуктах, содержащих такие субпродукты, как, например, процент добавки субпродуктов можно увеличить, а характеристики текстуры улучшить посредством добавки коллагенных волокон. Реформированное мясо, если его получают из низкосортных продуктов соединительных тканей, например сырого или вареного механического извлеченного мяса и субпродуктов, можно приготовить с лучшей связью и за низкую стоимость посредством включения в него коллагенных волокон, полученных в соответствии с изобретением. В частности, улучшается способность к удержанию жира, таким образом, оно получает улучшенную сочность, а включению дополнительных липидов, например мясных жиров, может также способствовать присутствие добавленных коллагенных волокон, в результате достигается дополнительное улучшение сочности.

Что касается связующих свойств, например, реформированного мяса и реформированной рыбы для пищевых продуктов, используемых в пище людей или в пище для домашних животных (особенно когда применяют механически извлеченное мясо или другое измельченное мясо либо рыбу, которая утратила свое качество или связь), то добавка коллагенных волокон может заменить добавку немясных или нерыбьих материалов, например пшеничную клейковину и соевый протеин, которые обычно не разрешают добавлять в вареном мясе для легкого завтрака, либо бычью плазму, которую не всегда можно включать согласно официально зарегистрированному стандарту по содержанию мяса в продукте. В то время можно значително улучшить характеристики структуры, способность к удержанию воды, жира, улучшить вкусовое качество, сочность, сохранение формы и размера, содержание мяса или рыбы и/или привлекательность продукта для потребления. Продукты, полученные путем реструктурирования протеина из субпродуктов или костей, например, посредством высокотемпературного экструдирования или осаждения (например, в щелочи), можно дополнительно улучшить путем включения в них коллагенных волокон в соответствии с изобретением.

Коллагенные волокна можно успешно добавлять в мясо или мясные продукты для регулирования отношения содержания протеина к общему содержанию мяса в соответствии с требованиями постоновлений.

Мясные, рыбные или другие протеиновые продукты, которые пропускали через шприцмашину и варочное устройство совместно с экструдированием кондитерских добавок, картофеля или крахмала (например, рисового крахмала) для получения рулетов или покрытых рулетов различной формы из приготовленных продуктов, можно значительно улучшить в отношении их характеристик текстуры, способности удерживать воду, жир, вкусовых качеств, сочности, сохранения формы и размера, содержания мяса или рыбы и/или привлекательности для потребителя посредством добавки коллагенных волокон в соответствии с изобретением. Образованные подобным образом продукты, изготавливаемые в шприцмашинах с последующим прохождением через вакуумные заполнители и профилированные сопла, которые способны дополнительно значительно сжимать продукт, можно также улучшить посредством добавки коллагенных волокон в соответствии с изобретением.

Включением коллагенных волокон в протеиновый продукт можно успешно обединить с добавкой солей, например, хлористого натрия, пирофосфатнатрия и солей для консервирования для дополнительного улучшения связующих свойств, удержания влаги и других требуемых характеристик.

Включение коллагенных волокон в мясо или мясные продукты можно также успешно осуществлять с одновременной добавкой смолы, предпочтительно ксантосмолы, для дополнительного улучшения характеристик текстуры и способности к удержанию влаги во время варки. Такие смолы можно добавлять любыми разнообразными известными средствами, например посредством инжекции, обработки в барабане, пропитки или смешивания. Например, если применяют ксантановую камедь, то раствор камеди предпочтительно содержит от 0,2% до 1,0 мас. % камеди.

Во всех упомянутых применениях, в которых можно использовать коллагенные волокна в соответствии с изобретением, коллагенные волокна кажется действуют в двух основных направлениях. Во-первых, когда их смешивают с другими протеинами, например с протеинами из мышечной ткани млекопитающих в водной среде, то они несколько набухают в результате гидратирования и, будучи волокнистыми и оптимальной длины, они физически связывают вместе волокна протеинов из мышечной ткани. Во время варки или другого последующего нагрева, или повторной варки укорачивание коллагенных волокон, которое происходит при температуре в интервале от примерно 55^оС до 65^оС, а также физическое присутствие самих коллагенных волокон приводят к значительному улучшению вкусового качества продукта благодаря приданию продукту текстуры, подобной до некоторой степени жвачке, имитируя тем самым вкусовое качество куска бифштекса. Во-вторых, они набухают при более высокой температуре и размягчаются когда они впитывают воду, и частично превращаются в растворимый желатин во время варки при температуре примерно 70-85^оС, улучшая тем самым нежность. В то же время и до значительной степени во время последующего охлаждения улучшение способности к удержанию воды и улучшение сочности достигаются благодаря свойствам желатина превращаться в гель, тем самым достигается общее улучшение свойства сохранять форму и размер и вкусового качества. При температуре варки свыше 85^оС (внутренняя температура) повышенное количество коллагенных волокон превращается в растворимый желатин, тем самым вызывая дополнительное улучшение нежности продукта, но при этом снижается текстурная прочность продукта.

Приложение давления во время формования продуктов, содержащих коллагенные волокна, имеет преимущество, например, посредством применения пластинчатых морозилок (напрнимер, под давлением 5 фунтов/кв. дюйм и температуре - 40^оС), экструдеров (например, под давлением вплоть до 25 фунтов/кв. дюйм) и особенно вакуумных наполнителей в условиях экструзии (например, под давлением 25-50 фунтов/кв. дюйм), идеально через профилированные сопла, особенно через сопла Z-образной конфигурации. Это может быть результатом до некоторой степени ориентирования волокон и их наслаивания в наиболее предпочтительных случаях посредством приложения давления в двух направлениях и также благодаря более тесной связи коллагенных волокон и мясных или рыбных протеинов, например, в условиях применения приложенных усилий.

Колдлагенные волокна в тонкоизмельченной форме обычно длиной в пределах от 0,1 до 0,5 мм включитель можно успешно применять как часть системы для предварительного припудривания протеиновых продуктов, особенно мясных и рыбных продуктов. Например, тонкоизмельченное коллагенное волокно (или порошок) можно наносить на бургер и нагревать для частичного его превращения в желатин, например, посредством его пропускания через нагретый туннель. Порошок или гранулированные покрытия, например специи, приправы, ароматизирующие вещества, красители, орех, картофель, сухие фрукты, сладкие ароматизированные покрытия и сухари могут эффективно связываться с частично желатинизированным коллагенным покрытием посредством их смешивания с коллагеном до стадии предварительной обвалки либо посредством добавки их после частичного желатинирования коллагена. Таким образом, исключается необходимость в применении смеси для обвалки до добавки покрытия и также исключается необходимость в уплотнении покрытия для исключения миграции влаги во время обжарки в жире. Тонкоизмельченные коллагенные волокна можно также успешно применять в качестве системы предварительного покрытия протеиновых продуктов, особенно мясных и рыбных продуктов, и связывать их посредством нагрева с такими слоями покрытия, как, например, обвалка из сухарей, картофеля и орехов без необходимости дополнительной связи продукта, например, посредством обжарки в жире.

Изобретение касается коллагенных волокон, полученных согласно предложенному способу.

Также изобретение касается протеиновых продуктов, содержащих включенные коллагенные волокна, полученные согласно предложенному способу. Протеинами в продуктах может быть сырое, пастеризованное или стерилизованное, частично сваренное или приготовленное мясо или мясные продукты из таких источников, как, например, млекопитающие, птицы или рептилии, субпродукты, рыба или рыбные продукты, включая продукты, полученные из китов, криля или ракообразных, или других протеинов, например протеинов растительного или микробного происхождения и продуктов, полученных из этих протеинов.

Следующий пример дополнительно иллюстрирует изобретение. Сырое, механически извлеченное мясо (MRM) доводят до температуры от глубокого замерзания до 1^оС и добавляют порциями от 1 до 6% и предпочтительно примерно 4 мас. % коллагенного волокна, полученного способом согласно изобретению, и все это тщательно смешивают в мешалке, например в мешалке с ленточной винтовой лопастью типа двойной лопасти. Температуру доводят до 4^оС, причем предпочтительной максимальной температурой является 5^оС, и смесь помещают в поддоны морозильной камеры и замораживают. Во время варки или предварительной варки при внутренней температуре 65-100^оС (или от 115^оС до 125^оС) в течение непродолжительного времени в скороварке или реторте коллагенные волокна сжимаются и затем частично превращаются в желатин, связывая таким образом продукт вместе и улучшая его вкусовое качество. При температурах значительно выше 80^оС связующие свойства образованного желатина могут быть усилены, однако улучшение текстуры коллагенных волокон может быть уменьшено. Конверсия коллагенных волокон в желатин составляет примерно 5-10% при температуре 64-70^оС и 7-15% при температуре 75-85^оС, когда их выдерживают в течение непродолжительного времени. При температуре 85^оС в течение продолжительного времени конверсия может достигать 50% . При температуре 100^оС конверсии может достигать 10-20% во время непродолжительной выдержки и вплоть до 100% при выдержке в течение примерно 4 ч.

Микроволновый нагрев стремится преимущественно увеличить растворимость коллагенных волокон по отношению к мышечному протеину в мясе, и, следовательно, более низкие внутренние температуры могут привести к уровням желатина, эквивалентным уровням, достигаемым при более высоких внутренних температурах, создаваемых обычными средствами для приготовления пищи.

Полученные таким образом продукты можно использовать, например, в качестве замены мясной вырезки посредством нарезки на тонкие кусочки в виде стейков, посредством формирования их в качестве ингредиентов для перемешанной и обжаренной китайской пищи или в качестве кусков мяса для консервированного мяса, пищи для домашних животных или в виде кубиков для супов. Подобный комплект продуктов можно получить, если исходным материалом, применяемым в процессе, является механически извлеченная рыба, например, из процесса снятия мяса с костей.

В механически извлеченном мясе и другом мясе, и мясных продуктах, и в механически извлеченной рыбе, и рыбных продуктах, когда структура ткани разрушается и во время варки она не может больше предупредить выход жидкости, выделяемой протеинами, коллагенные волокна могут значительно улучшить способность к удержанию воды и липидов и тем самым уменьшить "усадку", когда она вознкает из водных и жировых источников, например, в вареном мясе. В таких продуктах дополнительное улучшение способнеости удерживать воду может быть достигнуто посредством добавки камеди, например ксантановой камеди и альгинатов, и солей, например хлористого натрия, пирофосфата натрия и солей для консервирования. Таким образом, исключаются потери в сочности и вкусовом качестве.

Включение коллагенного волокна в свежеприготовленное мясо, когда оно выходит с машин для снятия мяса с костей или после непродолжительного подмешивания в стандартизированные порции, может дать большое преимущество, когда механически извлеченное мясо (MRM) находится при оптимальной температуре, а его протеин - в наиболее активном состоянии для связи с коллагенными волокнами.

Облучение коллагенных волокон или коллагенсодержащего исходного материала либо протеинового продукта, содержащего коллагенные волокна, полученные описанным способом согласно этому изобретению, дозами ионизирующего излучения (например 5 М рад) для стерилизации можно улучшить нежность продукта в результате уменьшения температуры усадки коллагенных волокон.

Коллагенные волокна или тонкоизмельченные коллагенные волокна можно успешно применять в качестве носителей для ароматизирующих веществ, красителей и других пищевых добавок, особенно для применения в мясных, рыбных и других протеиновых продуктах, которые подвергают варке до их потребления.

Коллагенные волокна можно успешно применять в качестве источника протеинов и аминокислот длдя питательных целей, а именнро в пище для людей, домашних животных, скота и для кормления рыб, когда свойства флотации коллагенного волокна в воде можно объединить с ароматизирующими и окрашивающими свойствами коллагенного волокна во время приготовления пищи для кормления рыб.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОЛЛАГЕНОВЫХ ВОЛОКОН ИЗ КОЛЛАГЕНСОДЕРЖАЩИХ ТКАНЕЙ ЖИВОТНЫХ, характеризующийся тем, что исходное сырье подвергают измельчению, сушке и повторному измельчению, при этом на всем протяжении обработки температуру сырья поддерживают не выше 75^oС.

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что перед измельчением с коллагенсодержащей ткани удаляют остатки сырого мяса и жира.

3. Способ по п. 2, характеризующийся тем, что удаление остатков мяса и жира проводят соскабливанием или методом механической обвалки в барабане.

4. Способ по п. 2, характеризующийся тем, что удаление остатков мяса и жира проводят вымачиванием в растворе хлористого натрия или посредством ферментативной обработки.

5. Способ по п. 2, характеризующийся тем, что удаление остатков жира проводят посредством низкотемпературной обработки или обработки липазными ферментами.

6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что перед измельчением осуществляют очистку коллагенсодержащих тканей от растворимых неколлагеновых протеинов и полисахаридов путем вымачивания тканей в растворе ацетата натрия, перичного кислого фосфорнокислого натрия или хлористого калия.

7. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что перед измельчением осуществляют очистку коллагенсодержащих тканей от растворимых неколлагеновых протеинов и полисахаридов вымачиванием в насыщенном растворе белой извести.

8. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что до измельчения коллагеновую ткань предварительно замораживают или подвергают действию в буферном растворе реагента.

9. Способ по п. 8, характеризующийся тем, что в качестве реагента используют раствор хлористого натрия и соляной кислоты.

10. Способ по любому из пп. 1 - 9, характеризующийся тем, что измельчение коллагенсодержащей ткани проводят посредством дробления, вращения, резки, рубки или продавливания через перфорированную пластину.

11. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что коллагенсодержащую ткань подают на измельчение непрерывно.

12. Способ по п. 8, характеризующийся тем, что замораживание коллагенсодержащей ткани ведут при температуре -20^oС.

13. Способ по пп. 1, 10 или 11, характеризующийся тем, что измельчение коллагенсодержащей ткани проводят на кусочки диаметром 5 мм.

14. Способ по пп. 10 - 13, характеризующийся тем, что перед сушкой измельченный продукт пастеризуют, стерилизуют или обрабатывают для замедления роста микроорганизмов.

15. Способ по п. 14, характеризующийся тем, что обработку для замедления роста микроорганизмов проводят сухим паром под высоким давлением, горячим жиром или маслом, ультрафиолетовым светом или ионизирующим излучением.

16. Способ по любому из пп. 1 - 15, характеризующийся тем, что сушку измельченного продукта проводят не более 24 ч.

17. Способ по п. 16, характеризующийся тем, что сушку проводят с использованием полочных, трубчатых, барабанных сушилок или сушилок в слое жидкого сиккатива.

18. Способ по п. 16, характеризующийся тем, что сушку осуществляют с использованием микроволновой, радиочастотной или инфракрасной сушилок.

19. Способ по п. 16, характеризующийся тем, что сушку проводят с использованием вакуумных сушилок, экструдеров или сублимационных сушилок.

20. Способ по п. 16, характеризующийся тем, что сушку проводят путем сублимации или сублимационного замещения.

21. Способ по п. 16, характеризующийся тем, что сушку осуществляют с использованием прямого солнечного нагрева или дымовых сушилок.

22. Способ по п. 16, характеризующийся тем, что сушку ткани осуществляют дегидратированием ее с использованием жиров, или масел, или этанола, или других растворителей.

23. Способ по п. 16, характеризующийся тем, что сушку осуществляют горячим воздухом при 35 - 75^oС.

24. Способ по п. 23, характеризующийся тем, что сушку проводят воздухом при 50 - 60^oС.

25. Способ по пп. 1 - 24, характеризующийся тем, что повторное измельчение высушенного материала проводят с применением молотковой дробилки, кулачковой дробилки, дисковой кулачковой мельницы или турбинной мельницы.

26. Способ по п. 25, характеризующийся тем, что повторное измельчение проводят путем пропускания материала через сито до получения тонкой структуры.

27. Способ по п. 24 или 25, характеризующийся тем, что повторное измельчение проводят до получения отдельных волокон длиной до 10 мм.

28. Способ по п. 27, характеризующийся тем, что повторное измельчение проводят до получения отдельных волокон длиной 0,1 - 5 мм.

29. Способ по п. 27 или 28, характеризующийся тем, что повторное измельчение ведут до получения волокон длиной 0,1 мм - 0,5 мм.

30. Способ по п. 27 или 28, характеризующийся тем, что повторное измельчение осуществляют до получения волокон длиной 0,5 - 5 мм.

31. Способ по п. 24, характеризующийся тем, что процесс ведут в присутствии хладагента, добавляемого в материал.

32. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что коллагенсодержащие ткани выбирают из группы, включающей соединительнотканую ткань, сухожилия и кожу млекопитающих, птичью кожу, соединительную ткань рептилий и рыбью кожу.

33. Способ по п. 32, характеризующийся тем, что в качестве коллагенсодержащих тканей используют дентин из декальцинированных костей, ткани сердечно-сосудистой системы, синовиальной оболочки, потрохов, подкожной оболочки, зародышей кожи, стекловидного тела глаз, кожицы основания межпозвоночных дисков, сумки хрусталика, почковых клубочков, оболочки планцеты, а также легочные и мышечные ткани.

34. Способ по п. 33, характеризующийся тем, что в качестве коллагенсодержащих тканей используют связки, хрящи и сухожилия млекопитающих, включая сухожилия задних конечностей скота.

35. Способ по п. 33, характеризующийся тем, что в качестве коллагенсодержащей ткани используют бычью кожу.