"Использование коллагенсодержащего сырья в мясной промышленности"
Материал прочитан 10389 раз и оценен
3
Е. И. Титов, акад. РАСХН, д.т.н., С. К. Апраксина, проф. к.т.н., Л.Ф. Митасева, к.т.н., А. Ю. Соколов , к.т.н.,
МГУ прикладной биотехнологии
Вовлечение в производство вторичного сырья мясной промышленности способствует решению экологических задач, расширению ассортимента продуктов питания и улучшению их качества [1, 2]. Низкосортное, в том числе коллагенсодержащее, сырье содержит в значительных количествах ценный белок.
На мясокомбинатах и убойных пунктах животноводческих ферм в значительных количествах могут накапливаться ресурсы свиных шкур или их отходов. Известно, что свиная шкура составляет 9-13% мяса на костях [3]. Отходы переработки свиных шкур (лоскут и обрезки шкур) практически не находят применения для пищевых целей [4]. Однако имеются возможности использования этого некондиционного коллагенсодержащего сырья, например, для получения препаратов, обладающих высокими функционально-технологическими свойствами.
Анализ отечественных и зарубежных литературных источников, в том числе патентов, показал, что в настоящее время сложились разные направления использования коллагенсодержащего сырья и его отходов.
Среди них можно выделить получение белково-жировых добавок, эмульсий; многофункциональных препаратов; структурированных продуктов (типа чипсов, экструдатов); желатина; выработку препаратов для парфюмерно-косметической промышленности, ветеринарии, зоотехнии, медицины; производство кожевенной продукции. В производстве мясных продуктов уже находят применение субпродукты (губы и пятачки, шкурка свиных голов, гортань с трахеей, печень, легкие, сердце) [5, 6]. Способы переработки субпродуктов основаны на максимальной реализации функционально-технологических свойств входящих в их состав компонентов.
Известен способ обработки дермы крупного рогатого скота (КРС) 10%-ным раствором щелочи в присутствии сульфата или хлорида натрия при 20°С и последующего растворения в 0,5-1,0 М уксусной кислоте для получения коллагеновой массы или продуктов растворения коллагена.
Коллаген при высокой степени измельчения хорошо гидролизуется; набухает в слабых растворах электролитов; обладает жиропоглощающей способностью; после термообработки образует глютин и желатозы с высокой влагосвязывающей и студнеобразующей способностями. С использованием этих свойств свиной шкурки были разработаны технологии новых мясных изделий: ветчины вареной ливерной, закусочных продуктов типа чипсов и др. (Жаринов А.И., 1997 г.).
Представляют интерес способы получения универсальных продуктов из коллагенсодержащего сырья, которые могут найти применение в производстве пищевой, фармацевтической и медицинской продукции. Так, с использованием способа получения коллагеновых дисперсий, основанного на щелочной и последующей кислотной обработке (патент 2059383 РФ), вырабатывают съедобные оболочки и покрытия для продуктов. Он обеспечивает также получение полифункциональных препаратов независимо от вида сырья (шкуры, сухожилия, хрящи), которые могут служить гелеобразующими добавками, стабилизаторами эмульсий, дисперсий, пен.
Способ получения белковой эмульсии из свиной шкуры для мясных рубленых продуктов (заявка 2166858 РФ) включает измельчение сырья, выдерживание в реакторе при постоянном перемешивании и температуре 45-50 °С в 3-5 %-ном растворе поваренной соли. Раствор и сырье берут соответственно в соотношении 5-1: 6-1,5. После отстаивания эмульсию отделяют. Эмульсия характеризуется высокой конверсией белков коллагеновой и эластиновой фракций.
Способ технологичен, имеет низкую себестоимость.
В технологии мясных продуктов используют свиную шкурку, получаемую при переработке свинины в колбасном производстве. Специфические свойства коллагена вызывают необходимость предварительной ее обработки для снижения прочностных характеристик и улучшения функционально-технологических свойств.
Известны различные физические и химические способы воздействия на коллагенсодержащее сырье. Часто используется его тонкое измельчение. Такой способ применяется при выработке эмульгированных мясных продуктов. Однако он энегрозатратен. В этом случае перспективна кислотная обработка, которая позволяет снизить прочность и ускорить разваривание коллагенсодержащего сырья в составе мясного продукта.
Известны технологии обработки и улучшения качества свиной шкурки с помощью средств, включающих пищевые кислоты. Разработано специальное жидкое средство для набухания и размягчения коллагена - «Абастол» (величина рН 1 %-го раствора 2,5). После его воздействия свиную шкурку эмульгируют. В производстве колбасных изделий замена мясного сырья на соответствующее количество эмульсии допускается в пределах 5-20% [7].
С учетом изложенного можно отметить, что отдельные виды коллагенсодержащего сырья, получаемые при убое скота на предприятиях малой производительности, используются в производстве. Однако при наличии достаточных количеств сырья можно рекомендовать такое направление его использования, как переработка соединительной ткани, включая субпродукты II категории, и крови в дисперсные системы {часты или эмульсии) для получения ливерных колбас, студней, низкосортных мясных изделий; производство пищевых ингредиентов, лечебно-профилактического действия, а также технической и кормовой продукции [2].
Разработан эффективный механический способ получения кормового препарата из коллагенсодержащего сырья (шкур и их обрезков) с помощью экструдера, оснащенного двойным винтовым шнеком со множеством зон нагрева и сменными фильерами (патент 5637237 США). Этот способ предусматривает возможность введения различных добавок (ароматизаторов, красителей) в готовый препарат.
Теория сбалансированного питания предполагает поступление в организм человека с пищей всех жизненно необходимых нутриентов в оптимальном соотношении. Отметим важность исследований, направленных на использование в производстве продуктов питания сырья, являющегося источником балластных белковых веществ животного происхождения.
Известно, что соединительнотканные компоненты обогащают продукты волокнами, аналогичными по физиологическому действию растительным, улучшают работу пищеварительной системы человека, а также могут сорбировать нежелательные вещества. Поэтому интенсивно развиваются биотехнологические способы комплексной переработки коллагенсодержащего сырья для получения экологически безопасной продукции направленного действия с заданными качественными показателями.
В МГУПБ проведены комплексные исследования различных видов коллагенсодержащего сырья - рубца и губ крупного рогатого скота, обрезков свиных шкур.
Изучены особенности их строения и свойства для обоснования возможности модификации гидролизом (щелочным или ферментативным) с целью последующего использования в технологии мясных продуктов.
Одним из основных структурообразующих компонентов межклеточного вещества изучаемого сырья является коллаген - природный полимер сложного строения. Известно, что в состав соединительных тканей шкуры, кости, сухожилий, стромы внутренних органов входит коллаген I типа, характеризующийся волокнами высокой прочности, а также обширной сетью межмолекулярных поперечных связей.
Показатели химического состава свидетельствуют о том, что такое сырье обладает высокими функционально-технологическими свойствами. Влагосвязывающая способность находится на высоком уровне (примерно соответствует мясному сырью). Имеющиеся различия обусловлены наличием свободной и связанной влаги (адсорбционной, осмотической) с материалом и соотношением влаги с другими компонентами.
При определении структурно-механических свойств были установлены их значения только для рубца. Величины этих показателей для свиной шкуры и губ крупного рогатого скота превосходили максимальный предел диапазона измерений. Неполная изученность морфологических свойств снижает эффективность разработки технологий рационального использования сырья.
Особенности свойств свиных шкур обусловлены наличием различных структур, включающих высокомолекулярные соединения и белки — коллаген, эластин, кератин, а также гликопротеины и протеогликаны. Известно, что пищеварительные системы животных организмов неспособны к деполимеризации кератинов, поэтому необходимо удалять щетину и волосяные фолликулы в процессе предварительной обработки коллагенсодержащего сырья. Поисковые исследования показали, что наиболее результативной при этом может быть щелочно-солевая обработка.
Изучение микроструктуры коллагенсодержащего сырья позволило установить, что структурные элементы дермы (пучки коллагеновых волокон) свиных шкур плотно скомпонованы, образуют сложные переплетения, ориентированы в разных направлениях, что обусловливает их высокую прочность. Отмечена значительная разветвленность вторичных коллагеновых волокон, что обнаруживается в глубоких слоях дермы.
Наличие хорошо развитых волосяных фолликул, в которых расположены корни щетины, проникающие на всю толщину шкуры, предопределяет, с одной стороны, определенную разрыхленность структуры, с другой — ее неоднородность, затрудняющую переработку. В структуре дермы наблюдаются жировые включения. Скопления липоцитов распространяются вдоль волосяных фолликул и далее к ее верхнему слою.
Микроструктура рубца крупного рогатого скота представлена всеми основными видами тканей. Наличие соединительной ткани отмечали во всех его оболочках. Преобладали соединительная и мышечная ткани, создающие своеобразный сложный «каркас».
Прочностные свойства рубца обусловлены слоем слизистой оболочки (значительное количество коллагеновых и эластиновых волокон) и подслизистой соединительнотканной основы, в которые включены плотно агрегированные пучки, идущие в основном диагонально под большим углом. Мышечная оболочка рубца включает два мощных слоя, разделенных прослойками рыхлой соединительной ткани. Серозная оболочка сформирована соединительнотканными элементами; снаружи эта оболочка покрыта слоем мезотелиальных клеток.
Губы крупного рогатого скота включают слой разнонаправленных пучков волокон поперечно-полосатой скелетной мускулатуры с прослойками рыхлой соединительной ткани и элементов желез. Внешняя сторона губ покрыта кожей с волосами, потовыми и сальными железами, со стороны ротовой полости также располагаются слизистые и серозные железы. Основную часть губ составляют мышечные волокна, характеризующиеся развитой системой толстых прослоек перимизия. Они включают большое количество коллагеновых волокон и соединительнотканных клеток, обусловливающих высокий уровень физико-механических свойств.
Приведенные данные свидетельствуют о важности поиска новых ресурсов сырья животного происхождения, функционально-технологические свойства которого реализованы не полностью.
Литература
1. Апраксина С. К. Разработка технологии белкового продукта из коллагенсодержащего сырья и его использование в производстве вареных колбасных изделий: Автореф. дис... канд. техн. наук. — М.: МГАПБ, 1996.
2. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды. Справочник/Под общ. ред. акад. РАСХН Е.И.Сизенко. — М.: Пищепромиздат, 1999.
3. Антипова Л. В., Мишин С. Е. Совершенствование технологии производства белкового стабилизатора//Мясная индустрия. 2001. №12.
4. Патшина М. В. Разработка технологии вареных мясных продуктов с использованием коллагенового полуфабриката из свиной шкурки: Автореф. дис... канд. техн. наук. — Кемерово: КемТИПП, 2003.
5. Кащенко Р. В. Разработка способа ферментативной обработки коллагенсодержащего сырья и его применение в технологии вареных колбас: Дис... канд. техн. наук. — М.: МГУПБ, 2007.
6. Цибульская С.А. Использование субпродуктов в мясном производстве//Мясное дело. 2005. №6.
7. Лукачевский Б.П., Верстова Т. В. Обработка свиной шкурки с применением Абастола 942//Мясная индустрия. 2001. №5.
Нитрит натрия Добавка Е250 (Нитрит натрия) имеет синтетическое происхождение и средний уровень опасности (может причинить вред здоровью). В пище...
5'-Рибунуклеотиды кальция Разрешен для применения в качестве пищевой добавки или для производства продуктов питания на территории Российской Федерации.
Мож...
Глицирризин Подсластитель, усилитель вкуса и аромата. Глицирризин (Е-958) включен в список пищевых добавок, не оказывающих вредного воздействи...
Настоящим, в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006 года, Вы подтверждаете свое согласие на обработку компанией ООО «Концепция связи XXI век» персональных данных: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу в целях продвижения товаров, работ, услуг на рынке путем осуществления прямых контактов с помощью средств связи, продажи продуктов и услуг на Ваше имя, блокирование, обезличивание, уничтожение.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует конфиденциальность получаемой информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и иных обязательств, принятых компанией в качестве обязательных к исполнению.
В случае необходимости предоставления Ваших персональных данных правообладателю, дистрибьютору или реселлеру программного обеспечения в целях регистрации программного обеспечения на Ваше имя, Вы даёте согласие на передачу своих персональных данных.
Компания ООО «Концепция связи XXI век» гарантирует, что правообладатель, дистрибьютор или реселлер программного обеспечения осуществляет защиту персональных данных на условиях, аналогичных изложенным в Политике конфиденциальности персональных данных.
Настоящее согласие распространяется на следующие персональные данные: фамилия, имя и отчество, место работы, должность, адрес электронной почты, почтовый адрес доставки заказов, контактный телефон, платёжные реквизиты.
Срок действия согласия является неограниченным. Вы можете в любой момент отозвать настоящее согласие, направив письменное уведомление на адрес: podpiska@vedomost.ru с пометкой «Отзыв согласия на обработку персональных данных».
Обращаем Ваше внимание, что отзыв согласия на обработку персональных данных влечёт за собой удаление Вашей учётной записи с соответствующего Интернет-сайта и/или уничтожение записей, содержащих Ваши персональные данные, в системах обработки персональных данных компании ООО «Концепция связи XXI век», что может сделать невозможным для Вас пользование ее интернет-сервисами.
Давая согласие на обработку персональных данных, Вы гарантируете, что представленная Вами информация является полной, точной и достоверной, а также что при представлении информации не нарушаются действующее законодательство Российской Федерации, законные права и интересы третьих лиц. Вы подтверждаете, что вся предоставленная информация заполнена Вами в отношении себя лично.
Настоящее согласие действует в течение всего периода хранения персональных данных, если иное не предусмотрено законодательством Российской Федерации.
АМИЛЮКС Т