Способ обезжиривания рыбных продуктов

 

Изобретение относится к рыбной промышленности, в частности к способам получения белковых концентратов, изолятов, гидролизатов, обезжиренной кормовой муки из отходов, полученных при переработке рыбного сырья. Цель изобретения - увеличение выхода обезжиренного продукта с повышенным содержанием биологически активных веществ. В предлагаемом способе обработку продукта проводят при 80-95^oC в течение 5-20 мин с добавлением 0,04-1%-ного раствора в количестве 5-25% к массе сырья, подогретого до температуры обработки продукта.

Изобретение относится к рыбной промышленности, в частности к способам получения белковых концентратов, изолятов, гидролизатов, обезжиренной кормовой муки из отходов, полученных при переработке рыбного сырья. Целью изобретения является увеличение выхода обезжиренного продукта с повышенным содержанием биологически активных веществ. Изобретение выполняется следующим образом. Рыбное сырье измельчают, из рыбной массы экстрагируют жир органическим сорбентом, в качестве которого используют 0,04-1,0%-ный раствор хитозана в количестве от 5-25%. Подогретое рыбное сырье загружают в прогретый варильник и одновременно подают раствор хитозана с температурой 80-95^oC. Нагрев сырья при перемешивании осуществляют 5-20 мин при температуре 80-95^oC. Затем удаляют жидкую фракцию центрифугированием или прессованием. Способность хитозана к высоким сорбционным свойствам объясняется наличием в его макромолекулах таких функциональных групп, как аминные и гидроксильные. При обработке растворами хитозана рыбного сырья происходит взаимодействие между молекулами хитозана и молекулами компонентов жировой фракции материала (возможно образование гидрофобных, ионных, электростатических и других связей). С бульоном раствор хитозана впоследствии сливается, а вместе с ним уносится и вступившая во взаимодействие жировая и водорастворимая белковая фракция, что ведет к обезжириванию материала. Введение раствора хитозана, разогретого до температуры 80-95^oC, обеспечивает равномерное течение процесса, что не нарушает эмульгирование липидов, сорбцию и коагулирование водорастворимых белков. Температура нагрева рыбного сырья 80-95^oC и время нагрева 5-20 мин обусловлены тем, что с повышением температуры более 95^oC и увеличением продолжительности нагрева более 20 мин происходит необратимый процесс денатурации белков, разрушения витаминов, гидролиза липидов, что обуславливает их механические потери. При понижении температуры ниже 80^oC увеличивается время проведения процесса, минимальное время нагрева 5 мин достаточно для коагуляции белков - обосновано математическими методами. Пример 1. Измельченные отходы от разделки терпуга прогревают 5 мин при температуре 80^oC, одновременно добавляют 25% подогретого до температуры 80^oC хитозана 0,04%-ной концентрации и перемешивают, затем отпрессовывают жидкую фракцию по прессово-сушильной схеме производства и твердую часть высушивают. Полученный продукт имеет показатели: запах 4,7 и цвет 4,6 балла (по 5-бальной шкале), массовая доля жира 2,5% и белка 56,8% (в пересчете на 10% содержание воды), кислотное число липидов 6,0 мг KOH/г, перекисное число 0% йода. Выход составил: продукта 17,9% и жира 84,7% (в пересчете на 10% содержание воды). Выработанный продукт характеризуется повышенной биологической ценностью как по содержанию белка (56,8%), так и по низкому кислотному числу (6,0 мг KOH/г), отсутствием перекисных соединений. Выход продукта за счет сорбции и коагуляции водорастворимых белков и эмульгирования липидов в подпрессовой жидкости на 1,9% выше (нормативный для прессово-сушильного способа 16% без использования бульонов при одновременном значительном (54,7%) выходе высококачественного жира по отношению к его содержанию в сырье. Пример 2. Измельченные отходы от разделки терпуга прогревают 20 мин при температуре 80^oC, одновременно добавляют 25% подогретого до температуры 80^oC хитозана 0,04%-ной концентрации и перемешивают, затем отпрессовывают жидкую фракцию по прессово-сушильной схеме производства и твердую часть (жом) высушивают. Полученный продукт имеет показатели: запах 4,4 и цвет 4,1 балла, массовая доля жира 12,0% и белка 52,1%, кислотное число липидов продукта 5,6 мг KOH/г и перекисное число 0,24% йода. Выход продукта составил 19,0% и жира 29,4%. Увеличение продолжительности нагрева с добавкой раствора хитозана позволило увеличить выход продукта на 3% до уровня нормативного для этого способа с полным использованием подпрессовых бульонов за счет почти полной сорбции и коагуляции водорастворимых белков. Пример 3. Прогрев измельченного сырья осуществляют 5 мин при температуре 95^oC, одновременно добавляя 25% подогретого до 95^oC раствора хитозана 0,04%-ной концентрации, и перемешивают, затем приготавливают продукт аналогично по прессово-сушильной схеме. Полученный продукт имеет показатели: запах 4,7 и цвет 4,5 балла, содержание жира 13,3% и белка 53,4%, кислотное число липидов продукта 5,8 мг KOH/г и перекисное число 0,42% йода. Выход продукта 15,0% и жира 21,8%. Сокращение продолжительности нагрева сырья до 5 мин и одновременное повышение температуры до 95^oC не обеспечило необходимых условий коагуляции водорастворимых белков, при этом выход жира низкий (21,8%). Пример 4. Прогрев того же измельченного рыбного сырья осуществляют 20 мин при температуре 95^oC, одновременно добавляя 25% подогретого до 95^oC раствора хитозана 0,04%-ной концентрации, и перемешивают, продукт приготавливают аналогично по прессово-сушильной схеме. Полученный продукт имеет показатели: запах 4,6 и цвет 4,3 балла, массовая доля жира 15,8% и белка 54,3%, кислотное число липидов продукта 5,6 мг KOH/г и перекисное число 0,06% йода. Выход продукта 17,9% и жира 7,1%. Продолжительность нагрева 20 мин и температура 95^oC не обеспечили наибольшего выхода муки и жира, но качество липидов продукта соответствует требованиям к ветеринарному жиру. Пример контрольный без применения раствора хитозана представлен в виде уравнений регрессии полного двухфазного эксперимента. Математические модели способа при прессово-сушильной схеме производства имели вид: X₁ - продолжительность 5 и 20 мин, X₂ - температура 80 и 95^oC, Y₁ - без применения хитозана (контроль), Y₂ - по предлагаемому способу с применением раствора хитозана. Запах Y₁ = 2,7 + 0,025X₁ + 0,20X₂ баллы, Y₂ = 4,4 - 0,075X₁ + 0,05X₂; цвет Y₁ = 3,2 + 0,075X₁ баллы, Y₂ = 4,3 - 0,19X₁ + 0,012X₂. Массовая доля, %: жира Y₁ = 10,5 + 0,3X₁ + 0,05X₂, Y₂ = 10,6 + 2,9X₁ + 3,60X₂, белка Y₁ = 55,94 + 0,28X₁ - 0,23X₂, Y₂ = 54,15 - 0,95X₁ - 0,55X₂. Кислотное число жира продукта, мг KOH/г: Y₁ = 8,8 - 2,2X₁ - 0,5X₂, Y₂ = 5,75 - 0,15X₁ - 0,05X₂. Перекисное число жира продукта, % йода: Y₁ = 0,26 - 0,21X₁ - 0,038X₂, Y₂ = 0,18 - 0,03X₁ + 0,06X₂. Выход,%: продукта Y₁ = 16,4 + 2,05X₁ - 1,05X₂, Y₂ = 17,4 + 1,0X₁ - 1,0X₂
и жира Y₁ = 35,2 - 2,4X₁ + 10,05X₂,
Y₂ = 35,7 - 17,5X₁ - 21,3X₂. Пример 5. Прогрев измельченного рыбного сырья осуществляют 5 мин при температуре 80^oC, одновременно добавляют 25% подогретого до 80^oC раствора хитозана 0,04%-ной концентрации и перемешивают, затем отделяют жидкую фракцию (жир) центрифугированием, а плотную часть высушивают. Полученный продукт характеризуется: запах 4,3 и цвет 4,6 балла, массовая доля жира 12,7% и белка 55,4%, кислотное число липидов продукта 11,7 мг KOH/г, перекисное число 0,80% йода. Выход продукта 26,7% и жира 25,3%. Значительное увеличение выхода продукта (на 10,7%) предположительно вызвано свойствами раствора природного полимера хитозана, обуславливающего сорбцию и коагулирование водорастворимых белков. Пример 6. Прогрев сырья 20 мин при температуре 80^oC с аналогичной последовательностью операций для центрифужного способа производства продукта, при этом полученный продукт характеризуется следующими показателями: запах 4,3 и цвет 4,7 балла, массовая доля жира 16,2% и белка 54,6%, кислотное число липидов 14,0 мг KOH/г, перекисное число 0,81% йода. Выход продукта 25,3% и жира 4,7%. Снижение выхода жира до 4,7% при относительно высоком выходе продукта делает нецелесообразным увеличение продолжительности нагрева сырья в центрифужном способе производства. Пример 7. Прогрев сырья 5 мин при температуре 95^oC, остальные операции выполняются аналогично для центрифужного способа. Показатели качества следующие: запах 4,6 и цвет 4,8 балла, массовая доля жира в продукте 6,9% и белка 54,7%, кислотное число жира продукта 11,2 мг KOH/г, перекисное число 1,18% йода. Выход продукта 29,2% и жира 59,4%. В этом режиме достигнут максимальный выход как продукта, содержащего всего 6,9% жира, так и жира, около 68%, что позволяет наиболее рационально использовать сырье при центрифужном способе производства продукта. Пример 8. Прогрев сырья 20 мин при температуре 95^oC, остальные операции аналогичны центрифужному способу производства продукта, при этом полученный продукт характеризуется следующими показателями:
запах 4,7 и цвет 4,5 балла, массовая доля жира 13,7% и белка 55,9%, кислотное число жира продукта 9,1 мг KOH/г и перекисное число 0,30% йода. Выход продукта 25,3% и жира 19,4%. Этот режим позволит существенно повысить биологическую ценность полученного продукта по показателям качества жира: кислотное число 9,1 мг KOH/г и перекисное число 0,30% йода при относительно высоком выходе продукта с повышенным содержанием белка (55,9%). Контрольный пример без хитозана представлен ниже. Математические модели способа при центрифужной схеме производства имели вид:
X₁ 5 и 20 мин, X₂ 80 и 95^oC,
Y₁ - без применения раствора хитозана (контроль),
Y₂ - по предлагаемому способу с применением раствора хитозана. Запах Y₁ = 3,55 - 0,012X₁ - 0,012X₂ баллы, Y₂ = 4,5 + 0,075X₁ + 0,12X₂; цвет Y₁ = 4,2 - 0,075X₁ + 0,025X₂ баллы, Y₂ = 4,6 - 0,6X₁ - 0,012X₂. Массовая доля, %: жира Y₁ = 15,9 - 0,37X₁ + 0,45X₂, Y₂ = 12,6 + 2,6X₁ - 2,1X₂, белка Y₁ = 54,93 - 0,73X₁ + 1,025X₂, Y₂ = 55,15 + 0,10X₁ + 0,012X₂;
Кислотное число, мг KOH/г:
Y₁ = 14,2 - 2,15X₁ - 4,3X₂,
Y₂ = 11,5 + 0,05X₁ - 1,35X₂;
Перекисное число, % йода:
Y₁ = 0,43 - 0,02X₁ + 0,14X₂,
Y₂ = 0,77 - 0,22X₁ - 0,033X₂. Выход,%: продукта Y₁ = 23,4 - 0,1X₁ + 0,05X₂,
Y₂ = 26,6 - 1,3X₁ + 0,6X₂,
жира Y₁ = 7,2 + 2,2X₁ - 3,1X₂,
Y₂ = 27,2 - 15,1X₁ + 12,2X₂. Приведенные уравнения регрессии свидетельствуют об эффективности разработанного способа как для повышения биологической ценности продукта за счет увеличения содержания белка в продукте и полиненасыщенных жирных кислот, так и более высоком выходе продукта до 19-29% и жира до 60-85% за счет применения растворов природного полимера-хитозана при обработке рыбного сырья в прессово-сушильном или центрифужном способе производства. Сравнение уравнения регрессии по предлагаемому способу и существующему показало, что запах продукта на 0,9-1,7 баллов (по 5 бальной системе) улучшился, цвет продукта на 0,4-0,9 балла улучшился, остаточная массовая доля жира снизилась на 0,1-3,3%, аминокислотный состав белков улучшился по количеству и качеству. Кислотное число жира продукта снизилось на 2,7-3 мг KOH/г. Выход продукта, белковой части, увеличился на 1-3,2%, жира - на 0,5-20%, с большим содержанием полиненасыщенных кислот.

Формула изобретения

Способ обезжиривания рыбных продуктов путем измельчения сырья, его нагрева и добавления к нему раствора хитозана, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода обезжиренного продукта с повышенным содержанием биологически активных веществ, нагрев сырья осуществляют при 80-95^oC в течение 5-20 мин, а раствор хитозана предварительно подогревают до 80-95^oC и вносят в сырье непосредственно перед нагревом, при этом хитозан используют в виде 0,04-1,0%-ного раствора в количестве 5-25% к массе сырья.