Способ производства желатина

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения желатина из коллагенсодержащего рыбного сырья. Способ предусматривает промывку коллагенсодержащего сырья, измельчение, варку, отделение бульона, фильтрацию, упаривание, сушку. Сырье после промывки ополаскивают анолитом электрохимически активированного (ЭХА) раствора с pH 2,5-6. Экстракцию коллагена проводят путем ферментативного гидролиза сырья. Процесс гидролиза проводят с помощью католита ЭХА-раствора pH 7,5-8,5 в течение 2-2,5 часов до достижения глубины гидролиза по растворимости сырья 45,5-48,5 мас.% сырья. Желатиновый бульон упаривают до содержания сухих веществ 15-20% и сушат во вспененном состоянии с толщиной пенослоя 2-4 мм при относительной влажности воздуха 50-60% в течение 3-4 часов. Изобретение обеспечивает сокращение длительности технологического процесса экстракции коллагена и сушки бульона, получение готового продукта с высоким содержанием белка, низким содержанием влаги и золей, улучшенными органолептическими показателями. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения желатина из коллагенсодержащего рыбного сырья.

Известен способ получения желатина, включающий мацерацию костного шрота, его отмывку, золение оссеина, обеззоливание, варку, концентрирование бульона, сушку желатина. При этом после очистки осуществляют дополнительную сушку, стерилизацию в СВЧ, дробление до размеров частиц 1,0-0,05 мм и менее, мацерацию проводят в растворе соляной кислоты концентрацией 0,5-2,0% при жидкостном коэффициенте 40-120 в течение 5-40 мин при непрерывном перемешивании. Отмывку оссеина проводят водой до pH 5,0, золение осуществляют при непрерывном перемешивании при температуре раствора 20-35°C и жидкостном коэффициенте не менее 10 в течение 0,5-3,0 с одной перезолкой при температуре 10-20°С в течение 30 мин. Нейтрализацию проводят соляной кислотой концентрацией не более 0,5% с постепенным добавлением ее в раствор до pH 5,0 с последующим разделением суспензии. Последнюю отмывку проводят дистиллированной водой, варку в дистиллированной воде по температурным фракциям в течение 2-4 ч каждая фракция. Очищенный бульон концентрируют инерционной сепарацией или центрифугированием. Сушку проводят распылением при температуре газов на выходе из сушилки не более 90°C (см. патент РФ №2021992, 1994).

Недостатками данного способа являются сложность технологического процесса, невысокое качество готового продукта из-за применения неорганической кислоты, длительность процесса сушки.

Известен способ производства желатина, включающий измельчение сырья до размера частиц 1 мм. Перед экстракцией измельченное коллагенсодержащее сырье суспендируют в воде, доводят pH суспензии до 2,0-5,0, а температуру суспензии до 60-130°C. Экстракцию желатина осуществляют в течение периода времени от 1 сек до 1 ч. Суспензию охлаждают до 100-60°C и доводят pH суспензии или ее желатинсодержащую жидкую часть до 5,5-6,0, соответственно, до или после разделения суспензии на желатинсодержащую жидкую часть и твердый остаток (в качестве кислоты используют HCl, H₃PO₄, HNO₃, CH₃COOH, или H₂SO₄, или их смесь). До фильтрования желатина технологическую воду не удаляют, после фильтрования желатин сушат (см. патент РФ №2126434, 1999).

Главным недостатком данного способа является невысокое качество готового продукта ввиду использования неорганической кислоты.

Наиболее близким по сути является способ получения натурального структурообразователя из отходов рыбного сырья, включающий промывку, измельчение до кусочков массой 5-10 г, варку при температуре 100-150°C с добавлением молочной сыворотки при соотношении сырья и жидкой фракции 1,0:(0,5-2,5) в течение 40-90 минут при значении pH 4,1-6,1, отделение бульона, фильтрацию и сушку (см. патент РФ №2287959, 2006).

Недостатком данной технологии является то, что варка сырья при высокой температуре (до 150°C) приводит к частичной деструкцию линейных макромолекул и снижению качества готового продукта.

Техническая задача - создание эффективного способа получения желатина.

Технический результат - сокращение длительности технологического процесса экстракции коллагена и сушки бульона, получение готового продукта с высоким содержанием белка, низким содержанием влаги и золей, улучшенными органолептическими показателями, повышение санитарной культуры производства.

Он достигается тем, что коллагенсодержащие рыбные отходы после промывки ополаскивают анолитом электрохимически активированного (ЭХА) раствора с pH 2,5-6, экстракцию коллагена проводят путем ферментативного гидролиза сырья, процесс гидролиза проводят с помощью католита ЭХА-раствора pH 7,5-8,5 в течение 2-2,5 часов до достижения глубины гидролиза по растворимости сырья 45,5-48,5 мас.% сырья, желатиновый бульон упаривают до содержания сухих веществ 15-20% и сушат во вспененном состоянии с толщиной пенослоя 2-4 мм при относительной влажности воздуха 50-60% в течение 3-4 часов. Используемый ферментный препарат относится к группам протеолитического действия. ЭХА-раствор получают активацией водопроводной воды с помощью установки СТЭЛ-20 АК с индикатором. Процесс активации проводят в течение 10-25 мин. Его фракции являются прозрачно-бесцветными жидкостями и имеют следующие показатели: католит - pH 7-13, анолит - pH 2-7 (см. Электрохимическая активация: история, состояние, перспективы. / Под ред. Бахира В.М. - М.: ВНИИИМТ, 1999. - 256 с.).

Способ осуществляли следующим образом.

Коллагенсодержащие отходы рыб, полученные при разделке рыбы-сырца или мороженной рыбы, промывали водой при температуре не выше 20°C, удаляя загрязнения (кровь, слизь и т.д.), ополаскивали анолитом ЭХА-раствора с pH 2,5-6, измельчали до частиц размером 1 мм, затем ферментировали с использованием католита ЭХА-раствора с pH 7,5-8,5 при температуре 50-55°C, соотношение отходов рыб и католита 1:(2-2,5) в течение 2-2,5 часов до достижения глубины гидролиза по растворимости сырья 45,5-48,5 мас.% сырья. При этом коллагенсодержащие отходы предварительно подвергали термической обработке при температуре 80-90°C в течение 20-25 мин. После гидролиза бульон отделяли, фильтровали и упаривали до содержания сухих веществ 15-20% и сушили. Сушку проводили во вспененном состоянии с толщиной пенослоя 2-4 мм в конвективной сушилке с принудительной циркуляцией воздуха при температуре 18-22°C, относительной влажности воздуха 50-60% в течение 3-4 часов.

Сравнение с известными способами показывает, что получение желатина из рыбных отходов известно, однако заявляемый способ отличается в частности тем, что сырье после промывки ополаскивали анолитом ЭХА-раствора с pH 2,5-6, что повышает санитарную культуру производства (см. таблицу 1).

Использование католита ЭХА-раствора pH 7,5-8,5 ускоряет процесс ферментативного гидролиза коллагенсодержащего сырья.

Белковым веществом в бульоне после гидролиза является коллаген. Результаты исследования показали, что желатиновый бульон с содержанием сухих веществ 15-20% обладает высокой пенообразующей способностью и стабильностью пенослоя. Проведение сушки во вспененном состоянии в конвективной сушилке с принудительной циркуляцией воздуха при температуре 18-22°C, относительной влажности 50-60% является наиболее рациональным способом обезвоживания бульона. Применение данного способа сушки значительно сокращает продолжительность процесса (от несколько суток до 3-4 часов) и улучшает органолептические показатели. Конечная влажность продукта низкая (до 6,7%). Проведение сушки при мягком температурном режиме исключает деструкцию линейных макромолекул.

Примеры осуществления способа

Пример 1. Коллагенсодержащие рыбные отходы (кожа, чешуя, кости, плавники, хрящи), полученные при разделке или филетировании рыбы-сырца или мороженой рыбы, мыли в воде при температуре не выше 20°C, удаляя загрязнения (кровь, слизь и т.д.) и прирези мяса, ополаскивали анолитом ЭХА-раствора с pH 3, измельчали до 1 мм и подвергали ферментативному гидролизу. К исходному сырью добавляли часть католита, соотношение сырье: католит (1:1,5), и осуществляли предварительную термическую обработку при температуре 80-90°C в течение 20-25 мин, затем в реакционную смесь добавляли остальную часть католита с растворенным в ней ферментным препаратом (используемый ферментный препарат - протосубтилин Г20Х с активностью 150 ед./г в количестве 0,03-0,04% к массе сырья, общее соотношение сырья и католита (1:2), и осуществляли гидролиз при температуре 55°C в течение 2 часа до достижения глубины гидролиза по растворимости сырья до 45,5 мас.% сырья. Далее отделяли бульон, фильтровали, упаривали до содержания сухих веществ 15% и подвергали сушке. Сушку проводили во вспененном состоянии с толщиной пенослоя 2-4 мм в конвективной сушилке с принудительной циркуляцией воздуха при температуре 18-22°C, относительной влажности 60% в течение 4 часов.

Пример 2. Способ осуществляли аналогично примеру 1 за исключением того, что ферментативный гидролиз коллагенсодержащего рыбного сырья проводили при соотношении сырья и католита 1:2,5, продолжительности процесса - 2,5 часа до достижения глубины гидролиза по растворимости сырья до 48,5 мас.% сырья.

Пример 3. Способ осуществляли аналогично примеру 1 за исключением того, что желатиновый бульон упаривали до содержания сухих веществ 20% и подвергали сушке при продолжительности 3 часов.

Оценку качества сухого желатина проводили по следующим критериям: органолептические показатели, химический состав, микробиологические показатели (см. таблицы 2-3). Анализ показывает, что желатин, полученный по предлагаемому способу, отличается улучшенными органолептическими показателями, высоким содержанием белка, низким содержанием влаги и минеральных веществ, низкой микробиологической обсемененностью.

Положительный эффект данного способа - предлагаемый способ позволяет сократить длительность технологического процесса и получить готовый продукт с улучшенными качественными показателями.

Таблица 2
Органолептические и физико-химические показатели полученного образца желатина
Наименование показателей	Желатин по предлагаемому способу	Норма на пищевой желатин марки П-11
Внешний вид	Однородная порошкообразная масса	Гранулы, крупинки, пластинки, порошок
Цвет	Бесцветный	От светло-желтого до желтого
Запах	Без постороннего	Без постороннего
Вкус	Пресный	Пресный
Размер частиц, мм	1	Не более 10
Посторонние примеси, %	Отсутствуют	Не допускается
Массовая доля мелких частиц, %	Не обнаружены	Не более 30
Массовая доля влаги, %	6,7-8,1	Не более 16
Массовая доля золы, %	0,7-0,9	Не более 2,0
Массовая доля белка, %	90,6-92,2	Не нормируется
Прозрачность раствора с массовой долей желатина 5%, %	82-85	Не менее 45

Таблица 3
Микробиологические показатели полученного образца желатина после 12 месяцев с даты изготовления
Наименование показателей	Желатин по предлагаемому способу	Норма на пищевой желатин
КМАФАнМ, КОЕ/г,	1,6·104	Не более 1·105
БГКП в 0,01 г	Не обнаружены	Не допускается
Желатинпазжижающие бактерии, КОЕ/г, в 1 г	1,0	Не более 2·102 г
Потогенные, в т.ч.: сальмонеллы в 25 г	Не обнаружены	Не допускается

Источники информации

1. Патент РФ №2021992, 1994.

2. Патент РФ №2126434, 1999.

3. Электрохимическая активация: история, состояние, перспективы. / Под ред. Бахира В.М. - М.: ВНИИИМТ, 1999. - 256 с.

4. Патент РФ №2287959, 2006 (прототип).

Способ получения желатина, предусматривающий промывку коллагенсодержащего сырья, измельчение, варку, отделение бульона, фильтрацию, упаривание, сушку, отличающийся тем, что коллагенсодержащее сырье после промывки ополаскивают анолитом ЭХА-раствора с pH 2,5-6, ферментативный гидролиз сырья проводят с использованием католита ЭХА-раствора с pH 7,5-8,5 в течение 2-2,5 ч до достижения глубины гидролиза по растворимости сырья 45,5-48,5 мас.% сырья, желатиновый бульон с содержанием сухих веществ 15-20% сушат во вспененном состоянии с толщиной пенослоя 2-4 мм при относительной влажности воздуха 50-60% в течение 3-4 ч.