«Коллагеносодержащее сырье»
|
Перед любой перерабатывающей промышленностью всегда стоят задачи повышения эффективности использования сырья, сокращения отходов производства, расширения ассортимента и повышения качества выпускаемой продукции. Особенно это касается такого ценного исчерпываемого, но возобновляемого при правильной эксплуатации сырья, как гидробионты. Поэтому в ближайшее время особое развитие получат такие технологии, которые позволят максимально использовать природное сырье. Коллагенсодержащее сырье представляет собой в основном соединительную ткань, состоящую из клеток, межклеточного вещества и волокон коллагенового характера; кроме этого она содержит незначительное количество эластиновых и ретикулиновых волокон, а также проходящие кровеносные сосуды. Соединительная ткань обеспечивает прочность внешних и внутренних структур животного организма, она богата ценными минеральными веществами, содержит в достаточном количестве аминокислоты, физиологически активные вещества. Коллагенсодержащее сырье головной полости кашалота. контактирует со спермацетовым жиром, используемым для лечения ожогов, язв, кожных заболеваний, в парфюмерной промышленности. Такое уникальное сочетание природных биологически активных веществ встречается довольно редко. Коллаген при производстве различной продукции подвергается воздействию кислот, солей, щелочей, воды и других веществ; он имеет в изоэлектрической точке минимум набухания. Резкое повышение набухания коллагена достигается добавлением кислот (минеральных и органических) или щелочей, что широко используется в технологических процессах изготовления различной коллагеновой продукции. Набухание коллагена всегда сопровождается увеличением объема и массы. Чем гидрофильнее белок, тем сильнее он набухает. На практике степень набухания различных соединительных тканей в электролитах можно рассчитать. На рисунке 2 показано набухание коллагена в кислоте, щелочи и воде. Наиболее рациональным способом консервирования коллагенсодержащего сырья является замораживание. Ресурсы промышленного коллагенового сырья как наземных животных, так и гидробионтов весьма велики. Однако коллагенсодержащие ресурсы наземных животных изучены более основательно, чем сырье водных гидробионтов. Технология растворения коллагена В настоящее время научный и практический интерес представляют продукты растворения коллагена (ПРК), из которых получают различную продукцию для народного хозяйства. ПРК получают по специальной технологии: коллагенсодержащее сырье измельчают на частицы размером 4 мм и менее, промывают проточной водой, частично обезжиривают, после чего подвергают щелочно-солевой или ферментативной обработке. Обычно используют 10-13-процентный раствор щелочи в насыщенном растворе сернокислого натрия. В таком растворе кусочки коллагенсодержащего сырья выдерживают от 20 до 24 часов, после чего их промывают полунасыщенным раствором сернокислого натрия. Нейтрализацию оставшейся на кусочках щелочи осуществляют соляной кислотой. Далее проточной водой тщательно промывают уже набухший коллаген и измельчают его на частицы размером 1-2 мм. Растворение коллагена проводят в растворе какой-либо органической кислоты (уксусной, лимонной и т.д.) оптимальной концентрации, предварительно определив максимум набухания. Гомогенизация ПРК проводится обычно через капроновую ткань. Обычно ПРК хранят при температуре от плюс 100С до минус 50С и ниже. Режим хранения ПРК зависит от продолжительности их нахождения в холодильной камере перед сушкой. Коллагенсодержащее сырье что это
| ||
| КОЛЛАГЕНСОДЕРЖАЩЕЕ СЫРЬЕ Виталий Иванович КИСЕЛЕВ, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии продуктов питания, Калининградский государственный технический университет Перед любой перерабатывающей промышленностью всегда стоят задачи повышения эффективности использования сырья, сокращения отходов производства, расширения ассортимента и повышения качества выпускаемой продукции. Особенно это касается такого ценного исчерпываемого, но возобновляемого при правильной эксплуатации сырья, как гидробионты. Поэтому в ближайшее время особое развитие получат такие технологии, которые позволят максимально использовать природное сырье. Коллагенсодержащее сырье представляет собой в основном соединительную ткань, состоящую из клеток, межклеточного вещества и волокон коллагенового характера; кроме этого она содержит незначительное количество эластиновых и ретикулиновых волокон, а также проходящие кровеносные сосуды. Соединительная ткань обеспечивает прочность внешних и внутренних структур животного организма, она богата ценными минеральными веществами, содержит в достаточном количестве аминокислоты, физиологически активные вещества. Коллагенсодержащее сырье головной полости кашалота (рис. 1.) контактирует со спермацетовым жиром, используемым для лечения ожогов, язв, кожных заболеваний, в парфюмерной промышленности. Такое уникальное сочетание природных биологически активных веществ встречается довольно редко. Коллаген при производстве различной продукции подвергается воздействию кислот, солей, щелочей, воды и других веществ; он имеет в изоэлектрической точке минимум набухания. Резкое повышение набухания коллагена достигается добавлением кислот (минеральных и органических) или щелочей, что широко используется в технологических процессах изготовления различной коллагеновой продукции. Набухание коллагена всегда сопровождается увеличением объема и массы. Чем гидрофильнее белок, тем сильнее он набухает. На практике степень набухания различных соединительных тканей в электролитах можно рассчитать. На рисунке 2 показано набухание коллагена в кислоте, щелочи и воде. Наиболее рациональным способом консервирования коллагенсодержащего сырья является замораживание. Ресурсы промышленного коллагенового сырья как наземных животных, так и гидробионтов весьма велики. Однако коллагенсодержащие ресурсы наземных животных изучены более основательно, чем сырье водных гидробионтов. В настоящее время научный и практический интерес представляют продукты растворения коллагена (ПРК), из которых получают различную продукцию для народного хозяйства. ПРК получают по специальной технологии: коллагенсодержащее сырье измельчают на частицы размером 4 мм и менее, промывают проточной водой, частично обезжиривают, после чего подвергают щелочно-солевой или ферментативной обработке. Обычно используют 10-13-процентный раствор щелочи в насыщенном растворе сернокислого натрия. В таком растворе кусочки коллагенсодержащего сырья выдерживают от 20 до 24 часов, после чего их промывают полунасыщенным раствором сернокислого натрия. Нейтрализацию оставшейся на кусочках щелочи осуществляют соляной кислотой. Далее проточной водой тщательно промывают уже набухший коллаген и измельчают его на частицы размером 1-2 мм. Растворение коллагена проводят в растворе какой-либо органической кислоты (уксусной, лимонной и т.д.) оптимальной концентрации, предварительно определив максимум набухания. Гомогенизация ПРК проводится обычно через капроновую ткань. Химический состав ПРК приведен в таблице. На рисунке 3 показан механизм действия фермента на коллаген, в результате чего коллаген разделяется на альфа- и бета-компоненты. Но ферментативные продукты растворения коллагена более дорогие, чем ПРК, полученные обработкой коллагенсодержащего сырья щелочью и сернокислым натрием. Обычно ПРК хранят при температуре от плюс 100С до минус 50С и ниже. Режим хранения ПРК зависит от продолжительности их нахождения в холодильной камере перед сушкой. Данная технология весьма перспективна для получения различных коллагеновых материалов, используемых в медицине. Использование коллагенсодержащего сырья в мясной промышленности
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОЛЛАГЕНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ В МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ , студентка магистратуры, факультет пищевых технологий и управления качеством продукции АПК,«Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины» , к. т.н., доцент, факультет пищевых технологий и управление качеством продукции АПК «Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины» В статье представлена современная концепция совершенствования и развития производства, повышения эффективности использования сырья, сокращения отходов производства, расширения ассортимента и повышения качества выпускаемой продукции. Проведено обоснование наиболее рациональных путей использования коллагенсодержащего сырья, систематизация вторичных коллагенсодержащих ресурсов мясной отрасли и реализация дифференцированных подходов его переработки для получения пищевых продуктов высокого качества. Дана оценка возможности использования вторичных продуктов забоя птицы в качестве источника ценного пищевого сырья. технология, вторичное сырье, коллаген, гидролиз, белковые гидролизаты, паштеты, белковые ресурсы Перед любой перерабатывающей промышленностью всегда стоят задачи повышения эффективности использования сырья, сокращения отходов производства, расширения ассортимента и повышения качества выпускаемой продукции. Особенно это касается такого ценного исчерпываемого, но возобновляемого при правильном воспроизводстве сырья, как сырье животного происхождения. По прогнозам ученых, в ближайшее время особое развитие получат такие технологии, которые позволят наиболее полно использовать природное сырье. Современная концепция совершенствования и развития производства базируется на ресурсосбережении как реальном источнике увеличения сырьевой базы перерабатывающих отраслей АПК. Однако в отечественной мясоперерабатывающей отрасли большое количество белоксодержащих ресурсов остается невостребованным. Среди них особый интерес представляют вторичные продукты забоя животных, богатые коллагеном. В связи с реализацией государственной политики здорового питания подходы к рациональному использованию коллагенсодержащего сырья в технологии производства мясных продуктов базируются на современных медико-биологических требованиях к сбалансированному адекватному питанию. В этом большая роль отводится соединительнотканным белкам как источнику пищевых волокон со всеми присущими им физиологическими свойствами. Для обоснования наиболее рациональных путей использования сырья важна систематизация вторичных коллагенсодержащих ресурсов мясной отрасли и реализация дифференцированных подходов, способов, методов его переработки с получением сырья для пищевой промышленности, а также биоматериалов для нужд косметологии, ветеринарии и медицины. Коллаген – это основной компонент соединительной ткани и самый распространённый протеин в организме млекопитающих, составляет от 25 до 35% протеинов общего количества. Это фибриллярный белок, обеспечивающий прочность и эластичность соединительной ткани [2]. Попытка максимального вовлечения соединительнотканных белков в производство пищевых продуктов в рамках традиционных технологий не дала желаемых результатов в связи с различными функциональными и низкими органолептическими свойствами нативных компонентов соединительных тканей в рецептурах мясных продуктов. Одним из способов получения белковых продуктов из малоценного сырья является его гидролиз, который позволяет получать препараты изолированных коллагеновых белков высокой степени очистки, а также стимулировать ключевые функционально-технологические свойства применительно к отраслям пищевой промышленности, в частности, производству колбасных изделий и рубленых полуфабрикатов [3]. Часто сырье, отнесенное ко II группе субпродуктов, используют в комбинированных функциональных добавках в сочетании с комплиментарными по аминокислотному составу источниками, например, белками чечевицы, люпина, амаранта, нута и других отечественных культур, альтернативных соевым белковым препаратам импортного производства. Такие добавки обеспечивают экономию высокосортного сырья с эффектом обогащения балластными веществами животного происхождения без снижения биологической ценности. В последнее время вырос практический интерес к способам рационального использования малоценных коллагенсодержащих продуктов убоя птицы. Предприятия птицеперерабатывающей промышленности характеризуются значительным количеством мало или вовсе невостребованного вторичного сырья: головы, ноги, желудки, сердце, печень, шкурка, перо и т. д. Большое количество белка (18-24%), основную массу которых представляет коллаген или эластин, позволяет по-новому оценить возможности вторичных продуктов убоя птицы с целью их использования в качестве пищевого сырья и источника получения биопрепаратов. Обоснование и разработка путей рационального использования вторичного сырья, обеспечивающие рост производственного потенциала отрасли, расширение ассортимента продуктов и повышение выхода на единицу перерабатываемого сырья, представляют особый научно-практический интерес. Наиболее перспективны прикладные аспекты, связанные с получением пищевых, лечебно-профилактических и специальных продуктов, направленных на восполнение потребностей различных слоев населения в пищевых веществах, главным образом белках [3]. В соответствии с теорией сбалансированного питания пищевой рацион человека должен содержать более 600 веществ-нутриентов. От их количества и пропорций зависят профилактические, диетические и лечебные свойства продукта. Мясная масса, полученная в результате механической дообвалки малоценных частей тушки птицы (спинно-лопаточной и пояснично-крестцовой, шеек) содержит: белков – 15-20%, жира – 6-25%, минеральных веществ – 0,8-1,5%. Содержание коллагена в общем объеме белков – 7-15%. Он характеризуется более высоким содержанием кальция (0,016-0,024%), железа, фосфолипидов, витаминов А, В, С, Е, D по сравнению с мышечной тканью. Шкурка птицы (с шейки, окорочков), содержащая 14-17% белков и 20-25% жира, витамины (А, В1, В2, В3,РР, С, Е), минеральные вещества, может быть использована при производстве мясных фаршевых изделий. Высокая доля в ней щелочерастворимых белков свидетельствует о превалировании коллагена – белка упроченной структуры. Головы и ноги птицы в настоящее время в основном реализуются вместе с тушкой или в качестве супового набора. Они не пользуются высоким спросом у населения и имеют незначительный срок хранения. В то же время, головы и ноги характеризуются высокой массовой долей белка. Для более рационального использования таких вторичных продуктов необходимо применение дополнительных технологических приемов, снижающих высокие структурно-механические свойства и повышающих их биологическую ценность [2]. Одним из путей рациональной переработки субпродуктов II группы является получение пищевых гидролизатов. Они характеризуются высокой растворимостью и жироудерживающей способностью и часто используются в технологии производства паштетов и различных колбасных изделий. Так как гидролизаты содержат продукты деструкции коллагена, то позволяют дополнительно обогатить паштеты пищевыми волокнами, обеспечивают увеличение доли связанной влаги в фаршевых системах [5]. Белковые гидролизаты находят применение не только как компонент пищи, но и как диетический продукт для лечебного питания. Отечественными исследователями проведены работы и достигнуты хорошие результаты по получению гидролизатов из голов и ног сухопутной птицы [1]. Конкретные условия гидролиза, определённые с помощью методов математической статистики, легли в основу нового способа получения белково-жировой добавки – заменителя основного сырья в рецептурах фаршевых мясных изделий. Способ заключается в следующем: промытые свежие ноги и головы сухопутной птицы измельчают, а затем гомогенизируют с добавлением воды. Это необходимо для разрушения тканевых структур и частичной механической деструкции особенно прочных белков – коллагена и кератина. Измельчённое сырьё (гомогенаты) нагревают до 80-90°C для частичной деструкции упроченных белков. Затем сырьё подвергают ферментативной обработке. Подготовленные гомогенаты сырья охлаждают и вносят специфическую энзимную композицию на основе микробных препаратов. В результате такой обработки обеспечиваются условия для образования максимального количества водорастворимых белковых фракций, причем перевариваемость гидролизата в 2,0-2,5 раза выше, чем исходного сырья[4]. Паштет из мяса птицы для лечебно-профилактического питания изготавливается по традиционной технологии с внесением гидролизата из голов и ног на стадии куттерования. Приготовленный по указанной рецептуре и технологии продукт имеет приятный вкус и аромат, мажущуюся консистенцию. Расчетная биологическая ценность составляет 91,7%, а минеральный состав представлен К, Ca, Mg, Na, S, P, Fe, J, Co, Mn, Cu, Mo, F, Cr [1]. Анализ литературных источников показал перспективность использования коллагенсодержащего сырья в мясной промышленности. Оценка эффективности биотехнологий переработки коллагенсодержащего сырья предполагает экономию 10-20% основного сырья при получении полноценных мясных продуктов и 70-100% – в случае выработки искусственных оболочек и плёнок. Применение коллагенового белка улучшает экономические показатели производства за счет снижения себестоимости продукции, потерь при термической обработке и рационализации использования мясного сырья низкой сортности. 4. Тихонова, продуктов гидролиза коллагена / [и др.] // Башкирский химический журнал. – 2009. – № 1. – С. 13-15. 7. Цибульская, субпродуктов в мясном производстве / // Мясное дело. – 2005. – №5. –С. 11. THE USE OF COLLAGEN MATERIAL INMEAT INDUSTRY G. V. Gubar, L.Yu. Avdeeva The paper presents modern concept of improvement and development of raw material production, efficient increase of raw matеrial use, reduce of waste, enlargement of the range and improvement of the quality of our products. The substantiation of the most efficient ways of using collagen-containing raw materials, classification of secondary resources collagen-containing meat industry and implementing differentiated approach of its processing to produce food of high quality were made. The possibility of using slaughter by-products as a source of valuable raw materials is evaluated. «Использование коллагенсодержащего сырья в мясной промышленности»
|
