Способ получения жира из печени кальмара
Изобретение относится к рыбной и масложировой промышленности и может быть использовано для получения жира из печени кальмаров. Способ предусматривает измельчение печени кальмара, которое ведут без предварительного нагрева. Далее проводят обработку острым паром в течение 10-30 минут до температуры массы 80-95°С и перемешивают в аппарате с рубашкой при этой температуре 60-120 минут. Затем полученный жир отделяют и рафинируют. Изобретение позволяет получить жир из нового вида сырья, а именно из печени кальмаров, а также обеспечить высокий выход и качество полученного жира.
Изобретение относится к рыбной промышленности и может быть использовано для получения жира из печени кальмаров, который обладает выраженным биологическим действием.
Кальмар является одним из самых массовых объектов промысла в тихоокеанском регионе нашей страны. У кальмара используются в пищу только мантия и щупальцы. Все внутренности являются отходами и выбрасываются еще на промысле. По массовой доле они составляют до 50% от веса моллюска и содержат в себе до 60% жира.
Такое положение сложилось потому, что многие годы в нашей стране и за рубежом считалось недопустимым использование в пищу жиров с высоким содержанием неомыляемых веществ. По ГОСТ 8714-72 "Жир пищевой из рыб и морских млекопитающих" этот показатель в исключительных случаях мог доходить до 6% от массы жира. В жире кальмара неомыляемые вещества могут составлять в зависимости от вида, сезона и района вылова, до 50% от массы жира.
Мы полагали, что медицинские заключения, лежащие в основе пищевых запретов, некорректны, поскольку велико разноообразие неомыляемых веществ в природе и к каждому из них необходим индивидуальный подход. Поэтому нами по оригинальной технологии был получен жир из печени кальмара и отправлен на биологическое тестирование в Институт питания РАМН (Москва). В 1998 г. получен отчет о полной безвредности жира кальмара и о его биологических свойствах. В результате ТИНРО-Центру было предложено разработать эффективный способ получения жира из печени кальмара.
На данный момент из научной и патентной литературы нам ничего не известно о способах выделения жира из печени кальмара.
Печень кальмара представляет собой продолговатую темно-коричневую массу, обтянутую прозрачной пленкой. Печень легко отделяют от мантии кальмара на разделочных машинах и собирают в специальные емкости.
В качестве аналогов и прототипа выбраны способы по извлечению жира из печени рыб как наиболее близкого морского сырья
Известен способ выделения жира из печени рыб, используемый в Норвегии (M.E.Stansby "Fish Oils" Westport, Connecticut: The AVI Publishing Company, Inc., 1967, p.194-195). Способ заключается в том, что рыбную печень помещают в подогреваемый аппарат и барботируют снизу острым паром в течение 1 часа при 90°С. После такого нагрева выход неочищенного жира составляет 70% от содержащегося в печени. Дальнейший нагрев и прессование остатка приводит к получению жира темного цвета с высоким содержанием свободных жирных кислот. Установка проста и недорога, но не обеспечивает требуемый выход и качество продукта.
Известен способ вытапливания жира из печени рыб (а.с. СССР №1482935, МКИ 4 С 11 В 1/12), включающий себя сортировку, промывку, измельчение печени и вытапливанне при температуре 50-70°С. Выход жира составляет от 85% до 94% на его исходное содержание в сырье. Недостатками способа являются низкий выход - 85%.
Известен способ получения рыбьего жира (а.с. СССР №1414863, МКИ 4 С 11 В 1/14) из печени и внутренностей рыбы, включающий измельчение сырья и термическую обработку с раствором мочевины (2-2,5% мочевины к массе сырья. Недостатки: низкий выход 50-79% и использование дополнительного химического реагента.
Известен способ извлечения жира из печени рыб и китов при помощи щелочного гидролиза фарша печени (Г.В.Крутченский “Технология производства витамина А”, Владивосток: Дальневосточное книжное издательство, 1968, с.40-45). Такой гидролиз разрушает белково-липидные комплексы в клетках печени, в результате чего увеличивается выход отделяемого жира. Однако данный способ имеет ряд существенных недостатков, о чем упоминает сам автор: во-первых, использование щелочи до 4,5% к весу печени негативно влияет на структуру самого жира - он деградирует с образованием значительных количеств свободных жирных кислот, а во-вторых, щелочь в такой концентрации и в сочетании с температурным режимом (90-95°С) обеспечивает образование стойких эмульсий, приводящих к потере извлекаемого продукта. К прочим недостаткам следует отнести неэкологичность такого способа производства ибо применение щелочи потребует в дальнейшем и такого же количества серной кислоты для нейтрализации, значительными будут отходы.
Известен шведский лавалевский (Laval) процесс для выделения жира из рыбной печени (M.E.Stansby "Fish Oils" Westport, Connecticut: The AVI Publishing Company, Inc., 1967, p.201-202). Способ включает следующие операции: рыбную печень подают в промежуточный подогревающий танк, затем продавливают через решетку для размельчения и удаления печеночных жил и подают в подогреватель с температурой t=+85°C, где некоторое время выдерживают; затем печень поступает на сепаратор, в котором жир отделяется от водно-белковой массы. Выход неочищенного жира более 90% из расчета на общее содержание жира в печени. Недостатком данного способа производства жира является ухудшение качества жира (повышение кислотного числа) при пролонгированности предварительного подогрева.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения жира из печени краба (патент РФ №2162648 от 10.02.2001 г., А 23 L 1/33, С 11 В 1/00). Способ включает в себя автолиз измельченной печени при температуре 20-70°С в течение 40-240 мин при перемешивании, отделение жира и его рафинацию с получением целевого продукта. Выход целевого продукта составляет до 75% из расчета на общее содержание жира в печени.
Предлагаемый нами способ получения жира из печени кальмара учитывает в своих технологических решениях особенности физиологии моллюска. Необходимо пояснить, что кальмары - это моллюски, стоящие на более низкой эволюционной ступени, чем другие животные, например рыбы и пр. Печени, как таковой, в нашем представлении у них нет, а есть единая пищеварительная железа, обладающая единовременно функциями желудка и печени. В результате этого в железе сконцентрированы все пищеварительные ферменты. Поэтому, как только кальмар погибает, процессы переваривания становятся неуправляемыми. Липазы и фосфолипазы, содержащиеся в железе, приводят к разрушению отложенных жиров, в результате чего образуются значительные количества свободных жирных кислот, удалять которые при рафинации жира необходимо. Все это вносит заметное снижение в выход конечного продукта.
Для того чтобы преодолеть негативное воздействие ферментов нужно их инактивировать. Наиболее приемлемый способ - температурный режим процесса. Однако следует учитывать, что печень достаточно плотная ткань и инактивирование ее ферментов эффективнее проводить в раздробленном виде. Причем нагрев после размельчения должен быть сразу значительным, чтобы не допустить промежуточных температур, при которых ферментные системы наоборот активизируются.
Сравнивая с известными способами и прототипом, можно было бы отметить, что размельчение действительно лучше проводить у подогретой печени (в случае прототипа - самопроизвольный автолиз), поскольку она становится более мягкой и "текучей". Но не следует забывать, что печени рыб и других животных отличаются по своим свойствам от печени кальмара. Они более стабильны и не обладают такими сильными ферментативными системами. В конкретном случае такой предварительный нагрев перед основным в несколько раз обеспечит ухудшение качества заключенного в печени жира.
Поэтому в предлагаемом способе печень свежевыловленного кальмара необходимо измельчить на волчке (промышленная мясорубка) или продавить под прессом через решетку или ячейки и подать в аппарат с мешалкой и рубашкой (внешний нагрев) при температуре воды в рубашке 80-95°С. Одновременно через барботер в течение 10-30 минут подавать в аппарат острый пар (промышленно используемый на жировых производствах: давление 2 кг/см2, t=120°C) для интенсивного нагрева обрабатываемого сырья. После чего подачу пара в аппарат прекращают, а содержимое еще выдерживают при указанной температуре и перемешивании 60-120 минут. Далее разогретый жидкий фарш печени подают на трехфазовую центрифугу или сепаратор, позволяющие разделять смесь на жир, водно-белковую фракцию и твердый остаток, после чего еще один раз на чистовой сепаратор для удаления любых возможных примесей. Полученный жир рафинируют стандартным методом.
Время барботирования - 10-30 минут - было найдено опытным путем. Оказалось, что при барботаже меньше 10 минут общая масса печени, несмотря на перемешивание, прогревалась локально и некоторые участки достигали только температуры 40°С, что ухудшало качество целевого продукта из-за неинактивации ферментов. Барботирование паром свыше 30 минут нецелесообразно, поскольку эффект достигается тот же, а затраты увеличиваются, кроме того, длительная обработка паром вызывает потемнение жира, то есть ухудшение качества целевого продукта. Тепловой режим в рубашке - 80-95°С выбран таким образом, чтобы обеспечить деструкцию тканей и максимальное высвобождение из них жира без ухудшения качества конечного продукта. Увеличение температуры свыше 95°С значительно ухудшает цветность жира и его качественные характеристики. Последующий временной режим - перемешивание - 1-2 часа является самым оптимальным в расчете на выход жира, который составляет 90-95% от содержащегося в печени.
Таким образом, разработан новый технологический способ выделения жира из печени кальмара, учитывающий особенности перерабатываемого сырья и обеспечивающий высокий выход и качество полученного жира.
Далее сущность изобретения проиллюстрирована примерами.
ПРИМЕР 1
Выделение жира из печени кальмара
На получение жира взята свежая печень кальмара в количестве 100 кг. Содержание жира в печени - 52% по массе. Общее содержание жира в печени - 52 кг.
Печень подают на волчок, где измельчают и далее по транспортеру подают в реактор с мешалкой. В рубашку реактора подают горячую воду температуры 80°С и при перемешивании (60 оборотов мешалки в минуту) через барботер подают острый пар (температура 120°С, давление 2 кг/см2) в течение 10 минут. Масса печени прогрелась до 80°С. После чего пар перекрывают, а процесс продолжают при 80°С в течение 120 минут. Затем гомогенный раствор подают на грязевой сепаратор, где происходит отделение жира от водно-белкового остатка. Далее, для очистки жира его еще раз пропускают через жировой сепаратор, откуда жир-сырец поступает на рафинацию, которую проводят следующим образом: жир обрабатывают 20%-ным раствором щелочи, взятой в количестве на 5% больше от стехиометрического, требуемого для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в жире-сырце, перемешивают 30 минут при 50°С и подают на сепаратор для отделения жира от примесей (раствор натриевых солей жирных кислот в воде), жир дважды промывают водой и еще раз сепарируют, далее подают в вакуум-сушильный аппарат (подогрев 80°С, остаточное давление 100 мм рт.ст.) и добавляют отбельную глину в количестве 0,2% к массе жира, выдерживают 60 минут и фильтруют через бельтинг.
Выход неочищенного жира - 48,1 кг или 92,5%.
Выход целевого продукта после рафинации - 46,9 кг или 90,2%.
Показатели качества жира:
Кислотное число, мг КОН/1 г жира 0,1
Перекисное число, ммоль активного О2/кг 2,0
Цвет и прозрачность Ярко-оранжевый, прозрачный
Вкус и запах Свойственный без прогорклости
Полученный жир по показателям качества соответствует пищевому жиру.
ПРИМЕР 2
Выделение жира из печени кальмара
На получение жира взята свежая печень кальмара в количестве 100 кг.
Содержание жира в печени - 52% по массе. Общее содержание жира в печени - 52 кг.
Процесс выделения жира проводят следующим образом: подают воду в рубашку реактора с температурой 95°С, загружают в реактор 100 кг печени и барботируют острым паром в течение 30 минут. Масса печени разогрелась до 95°С, перемешивание продолжают при температуре 95°С в течение 120 минут.
Выход неочищенного жира - 49,1 кг или 94,2%.
Рафинацию проводят, как в примере 1. Выход целевого продукта после рафинации - 47,5 кг или 91,3%.
Показатели качества жира:
Кислотное число, мг КОН/1 г жира 0,1
Перекисное число, ммоль активного О2/кг 3,4
Цвет и прозрачность Ярко-оранжевый, прозрачный
Вкус и запах Свойственный без прогорклости
Полученный жир по показателям качества соответствует пищевому жиру.
ПРИМЕР 3
Выделение жира из печени кальмара
На получение жира взята свежая печень кальмара в количестве 100 кг.
Содержание жира в печени - 52% по массе. Общее содержание жира в печени 52 кг.
Процесс выделения жира проводят следующим образом: подают воду в рубашку реактора с температурой 90°С, загружают в реактор 100 кг печени и барботируют острым паром в течение 20 минут. Масса печени разогрелась до 90°С, перемешивание продолжают при температуре 90°С в течение 60 минут.
Выход неочищенного жира 48,5 кг или 93,2%.
Рафинацию проводят, как в примере 1. Выход целевого продукта после рафинации 46,9 кг или 90,1%.
Показатели качества жира:
Кислотное число, мг КОН/1 г жира 0,1
Перекисное число, ммоль активного О2/кг 2,3
Цвет и прозрачность Ярко-оранжевый, прозрачный
Вкус и запах Свойственный без прогорклости
Полученный жир по показателям качества соответствует пищевому жиру.
ПРИМЕР 4
Выделение жира из печени кальмара
На получение жира взята свежая печень кальмара в количестве 100 кг.
Содержание жира в печени - 52% по массе. Общее содержание жира в печени - 52 кг.
Процесс выделения жира проводят следующим образом: подают воду в рубашку реактора с температурой 95°С, загружают в реактор 100 кг печени и барботируют острым паром в течение 40 минут. Масса печени разогрелась до 97°С, перемешивание продолжают при температуре 95°С в течение 120 минут.
Выход неочищенного жира низкий - 45,5 кг или 87,5%.
Рафинацию проводят, как в примере 1. Выход целевого продукта после рафинации низкий - 40,2 кг или 77,3%.
Показатели качества жира:
Кислотное число, мг КОН/1 г жира 0,2
Перекисное число, ммоль активного О2/кг 3,6
Цвет и прозрачность Темно-оранжевый, прозрачный
Вкус и запах С оттенком горечи
Полученный жир по показателям качества не соответствует пищевому жиру.
ПРИМЕР 5
Выделение жира из печени кальмара
На получение жира взята свежая печень кальмара в количестве 100 кг. Содержание жира в печени - 52% по массе. Общее содержание жира в печени - 52 кг.
Процесс выделения жира проводят следующим образом: подают воду в рубашку реактора с температурой 80°С, загружают в реактор 100 кг печени и барботируют острым паром в течение 5 минут. Масса печени разогрелась до 40°С, перемешивание продолжают при температуре 80°С в течение 60 минут.
Выход неочищенного жира - 46,6 кг или 89,6%.
Рафинацию проводят, как в примере 1. Выход целевого продукта после рафинации - 44,9 кг или 86,3%.
Показатели качества жира:
Кислотное число, мг КОН/1 г жира 0,1
Перекисное число, ммоль активного О2 /кг 1,7
Цвет и прозрачность Ярко-оранжевый, прозрачный
Вкус и запах Свойственный без прогорклости
Полученный жир по показателям качества соответствует пищевому жиру.
ПРИМЕР 6
Выделение жира из печени кальмара
На получение жира взята свежая печень кальмара в количестве 100 кг. Содержание жира в печени - 52% по массе. Общее содержание жира в печени - 52 кг.
Процесс выделения жира проводят следующим образом: подают воду в рубашку реактора с температурой 90°С, загружают в реактор 100 кг печени и барботируют острым паром в течение 25 минут. Масса печени разогрелась до 92°С, перемешивание продолжают при температуре 90°С в течение 30 минут.
Выход неочищенного жира - 47,5 кг или 91,3%.
Рафинацию проводят, как в примере 1. Выход целевого продукта после рафинации - 45,2 кг или 86,9%.
Показатели качества жира:
Кислотное число, мг КОН/1 г жира 0,1
Перекисное число, ммоль активного О2/кг 2,2
Цвет и прозрачность Ярко-оранжевый, прозрачный
Вкус и запах Свойственный без прогорклости
Полученный жир по показателям качества соответствует пищевому жиру.
ПРИМЕР 7
Выделение жира из печени кальмара
На получение жира взята свежая печень кальмара в количестве 100 кг.
Содержание жира в печени – 52% по массе. Общее содержание жира в печени - 52 кг.
Процесс выделения жира проводят следующим образом: подают воду в рубашку реактора с температурой 70°С, загружают в реактор 100 кг печени и барботируют острым паром в течение 30 минут. Масса печени разогрелась до 86°С, перемешивание продолжают при температуре 70°С к течение 120 минут.
Выход неочищенного жира - 43,7 кг или 84,0%.
Рафинацию проводят, как в примере 1. Выход целевого продукта после рафинации - 40,8 кг или 78,5%.
Показатели качества жира:
Кислотное число, мг КОН/1 г жира 0,1
Перекисное число, ммоль активного О2/кг 2,0
Цвет и прозрачность Ярко-оранжевый прозрачный
Вкус и запах Свойственный без прогорклости
Полученный жир по показателям качества соответствует пищевому жиру.
Таким образом, на примерах наглядно показано, что отступление от оптимальных параметров разработанного способа снижает выход жира, а в некоторых случаях и его качество. Использование способа значительно облегчает переработку и экономит сырье.
Формула изобретения
Способ получения жира из печени гидробионтов, включающий измельчение печени, ее обработку, отделение жира и рафинацию, отличающийся тем, что в качестве печени гидробионта используют печень кальмара, измельчение ведут без предварительного нагрева, а обработку проводят острым паром в течение 10-20 мин до температуры массы 80-95°С и перемешивают в аппарате с рубашкой при этой температуре 60-120 мин.
