Комплексная переработка печени рыб семейства тресковых

Комплексная переработка печени рыб семейства тресковых

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, рыбной, масложировой, пищевой, косметической и фармацевтической отраслям и касается комплексной переработки печени тресковых и создание на основе этой технологии липидного комплекса, гидрофильного комплекса и кормового продукта.

Известен способ выделения рыбьего жира вытапливанием с использованием глухого или острого пара. Продолжительность варки составляет 2,5-3 ч. Данный метод получил наибольшее распространение [1]. Однако в ходе варки вытапливаемый жир подвергается длительному воздействию высоких температур, что приводит к снижению его качества.

Известен способ получения рыбьего жира, включающий нагрев полуфабриката до температуры 85°С, сепарацию жира-полуфабриката с горячей пресной водой температурой до 90°С и последующую рафинацию смесью водного раствора щелочи и поваренной соли при температуре 50-60°С. Далее раствор перемешивают, содержимое подогревают до 30-40°С в течение 20-45 минут, смесь отстаивают 1-2 часа, затем жир промывают 2-3 раза горячим соляным раствором при температуре 50-60°С до исчезновения следов щелочи. Промытый жир нагревают до 80°С и пропускают через жировой сепаратор, после чего производят очистку жира от твердых триглицеридов путем охлаждения до +5°С с последующей фильтрацией. Далее жир осветляют глиной и дезодорируют активированным углем [2].

Недостатком данного способа является то, что жир получают невысокого качества, так как при термообработке (нагрев до 90°С) разрушаются фосфолипиды, витамины и ускоряется перекисное окисление липидов. Продукт, полученный данным способом, представляет собой осветленный продукт, потерявший большую часть полезных веществ печени (каротиноидов, токоферолов, фосфолипидов) за счет их сорбции на активированном угле.

Существует технология получения рыбьего жира, включающая измельчение печени рыб, смешивание ее с водой и протеолитическим ферментным препаратом, термическую обработку при 40-48°С в течение 30-120 мин, отделение жира [3].

Недостатком данной технологии является то, что рыбий жир подвергается в течение 2 часов термической обработке, что негативно сказывается на его качестве, так как скорость окислительных процессов при температуре возрастает в несколько раз. В результате получается один продукт - рыбий жир. Для получения рыбьего жира по данной технологии необходимо дополнительное приобретение протеолитических ферментов, что приводит к повышению стоимости конечного продукта.

Известен способ получения рыбьего жира, включающий измельчение печени акулы на волчке, добавления меда в процессе перемешивания при соотношении меда и измельченного сырья 1:1 в течение 60 минут при комнатной температуре. Образовавшуюся суспензию центрифугируют, липопротеидную фракцию отделяют, добавляют в нее консервант прополис в количестве 5-30% от веса конечного продукта. Полученный продукт охлаждают до температуры не менее 2°С и хранят в замороженном виде [4].

Недостатком данной технологии является то, что для получения рыбьего жира используется мед, что приводит к удорожанию конечного продукта. Также данная технология направлена на получение одного продукта - рыбьего жира и не затрагивает получение гидрофильной фракции, получение которой будет осложнено очисткой от меда. Кроме того, данный способ является частным для производства жира из печени акул и требует доработки или может быть непригоден при использовании другого сырья. Также в печени акул повышено содержание хлорорганических пестицидов, следовательно, без специальной очистки получить пищевой жир с улучшенными показателями качества и безопасности невозможно.

Согласно изобретению [5] биологический материал сначала замораживают, затем механически обрабатывают, либо замороженный материал механически обрабатывают для разрыва клеточных мембран, затем размораживают до температуры 0-60°С (предварительно установив температуру, при которой начинается денатурация белков этого материала, и проводят процесс при температуре ниже этой), отделяют белки от жиров в сепараторе. Процесс проводят под вакуумом или в атмосфере инертного газа, к сырью до или после его измельчения добавляют соединения или составы, разрушающие клетки (ферменты, растворители, расслаивающие эмульсию вещества или деэмульгирующие растворы).

Недостатками метода является необходимость работы с замороженным материалом, необходимо установить температуру, при которой начинается денатурация белков биологического материала. В связи с размораживанием и повышением температуры процесса для снижения риска окисления жира процесс необходимо вести под вакуумом или в атмосфере инертного газа. Это существенно увеличивает затраты на производство, энергозатраты на замораживание-размораживание. Для отделения белковой фракции необходимо изменение рН, т.е. повышается вероятность денатурации белков. В [5] не указано, каким образом измельченная масса печени трески передается между отдельными звеньями технологического процесса, например, на стадию сепарации. Известно, что измельченная масса не обладает текучими свойствами, что затрудняет разделение на фазы и делает невозможным сепарирование. Технологический процесс построен на получении после сепарации только двух фаз: легкой (жир) и тяжелой (белковой массы). Белковый комплекс рекомендован как гелеобразователь пищевой продукции или как пищевая добавка, и не рассматривается возможность получения пептидной фракции как субстанции для лечебно-профилактических препаратов и косметических продуктов.

Известен способ получения рыбьего жира [6]. В соответствии с изобретением в качестве сырья используют жировые ткани внутренностей сиговых, лососевых и осетровых рыб. Отбирают жир с тканей кишечника и других внутренних органов мускана, пеляди, пыжьяна, нельмы, осетра, измельчают, к жировым тканям приливают воду (50-300%), вытапливают жир при пониженном давлении и температуре 40-50°С, охлаждают котел и разделяют в сборнике липиды и воду в течение 60-180 мин при комнатной температуре, липиды промывают водой несколько раз, для улучшения разделения фаз в смесь липидов с водой добавляют хлорид натрия или гидрокарбонат натрия, или лимонную кислоту, или другое соединение, способствующее разрушению эмульсионной системы. Водную фазу выбрасывают.

Недостатками метода является то, что метод описан авторами только для сиговых, лососевых и осетровых рыб и является частным случаем. Предложенная технология основана на получении только одной фракции (липидного комплекса) и не предусматривает комплексной переработки сырья. В процессе переработки сырье нагревают до 40-50°С, что может привести к порче масла, изомеризации полиненасыщенных жирных кислот и, вследствие чего, к ухудшении качества готового продукта, так как скорость окислительных процессов при температуре возрастает в несколько раз. Липиды выделяют из эмульсии в течение продолжительного времени 1-3 часа, после чего еще несколько раз чистят водой для удаления белков, на стадии расслоения добавляют хлорид натрия, или гидрокарбонат натрия, или лимонную кислоту (до 5%), или другие соединения. Таким образом, увеличиваются затраты времени, воды, образуется большое количество отходов - промывные воды, загрязненные хлоридом натрия, гидрокарбонатом натрия или лимонной кислотой, которые необходимо очищать, и плотная фракция, которую необходимо утилизировать. Все это ведет к существенному удорожанию процесса и экономически нецелесообразно. Ценный гидрофильный комплекс и плотная фракция выбрасываются.

В [7] описан способ получения жирорастворимых каротиноидов из гидробионтов и отходов их производства. Подготовленное сырье (кукумарию, морского ежа, ракообразных - северная креветка, камчатский краб) измельчают, нагревают жир рыбного или растительного происхождения, смешивают с сырьем, экстрагируют при перемешивании, разделяют жидкую и твердую фазы фильтрованием или декантированием. Экстрагирование заканчивают при достижении достаточной оптической плотности жирового экстракта, свидетельствующей о присутствии каротиноидов.

Недостатки способа заключаются в том, что описанный способ является частным для иглокожих, ракообразных и отходов их переработки. В результате экстракции используется нагрев до +40°С, что может привести к разложению биологически активных веществ в масляной фазе. Способ рекомендован для извлечения каротиноидов. Однако печень тресковых является источником суммы ценных биологически активных веществ, а не только каротиноидов. Метод контроля времени экстракции по изменению оптической плотности не применим для печени тресковых. Изобретение не предусматривает комплексную переработку сырья и ценные водная и твердая фракции не утилизируются.

Наиболее близким к заявленному является способ получения рыбьего жира, включающий измельчение мяса рыб на волчке, добавление соляной кислоты при перемешивании при соотношении кислоты и рыбы 0,5÷1,0:100 и температуре от 15 до 40°С, до рН 4,5-5,5 в течение 30-120 минут. Образовавшуюся суспензию центрифугируют на трехфазном супердекантаторе для выделения липидной, плотной и жидкой фракций, после этого липопротеидную фракцию направляют на сепарирование и рафинирование, охлаждают до температуры от 0 до 15°С и выдерживают при этой температуре в течение 5-20 ч до полной кристаллизации насыщенной фракции липидов. Далее липидную фракцию фильтруют, получая пищевой рыбий жир. Полученный рыбий жир стабилизируют токоферолом в количестве 0,5-1,0% [8].

Недостатком данной технологии является то, что для получения рыбьего жира используют всю рыбу, а не наиболее жиросодержащую часть рыб - печень, которая во многих случаях при переработке рыбы является отходом производства. Таким образом, данная технология является экономически невыгодной. При производстве используется нагрев до 40°С, что может сказаться на окислении липидов. Кроме этого, процесс разделения протекает достаточно продолжительно (в течение 120 мин), и требует применение соляной кислоты, что нежелательно для пищевых продуктов.

Целью изобретения является разработка технологии комплексной переработки печени тресковых и создание на основе этой технологии липидного комплекса, гидрофильного комплекса и кормового продукта без применения термообработки, специальных веществ для расслаивания и тем самым с сохранением ценных биологически активных веществ.

Комплексную переработку осуществляют следующим образом (чертеж). Печень рыб семейства тресковых измельчают на мясорубке или на другом подходящем измельчителе (1). Измельченную массу переносят в реактор с мешалкой (2) и добавляют небольшими порциями при перемешивании растительное масло, при соотношении измельченной печени и масла 1:0,2÷5,0. После этого в реактор при перемешивании небольшими порциями вносят воду, при соотношении измельченной печени и воды 1:0,2÷5,0. Полученную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 1-15 мин. Процесс ведут до появления границы раздела фаз, определяемой визуально.

Образовавшуюся суспензию центрифугируют на трехфазном супердекантаторе (4) для выделения отдельных фракций, различающихся по плотности: гидрофильной, липофильной и плотного остатка. Гидрофильную фракцию, представляющую собой водный раствор биологически активных соединений, содержащую в том числе пептиды, и липофильную фракцию направляют на сепарирование (5). Плотный остаток используют в качестве кормового продукта. Гидрофильную фракцию после сепарирования направляют на коагуляцию.

Полученную липофильную фракцию очищают от примесей нежирового характера сепарированием. После этого очищают липофильную фракцию от стеринов и восков выдерживанием при температуре от -15 до +5°С (6) в течение 1-24 часов до осаждения балластных веществ и последующим фильтрованием липофильной фракции (7).

Полученный липидный комплекс стабилизируют при необходимости антиоксидантом применимым для липидных экстрактов.

В качестве объекта переработки используют печень рыб семейства тресковых: печень трески (Gadus morrhua L.) и/или печень пикши (Melanogrammus aeglefinus L.) и/или печень путассу (Micromesistius poutassou) и/или печень других рыб семейства тресковых (Gadidae).

Способ предусматривает использование для извлечения липидной фракции любых растительных масел, рафинированных и нерафинированных, дезодорированных и недезодорированных, таких как подсолнечное, кукурузное, соевое, кунжутное, оливковое, зародышей пшеницы и т.п. и их смеси, а также масляные экстракты, например, семян сосны кедровой, прополиса и т.п.

Проведенные нами исследования позволили найти оптимальные соотношения измельченной печени и масла 1:0,2÷5,0 и измельченной печени и воды 1:0,2÷5,0, при которых биологическая масса начинает течь, что позволяет подавать ее механизированным путем на трехфазный сепаратор.

Предлагаемый способ позволяет получить пищевой продукт - липидный комплекс с выходом по жиру 80%, причем полученный липидный комплекс содержит ценные биологически активные вещества: витамины А, Е, Д₃, ПНЖК и фосфолипиды.

Разработанная нами технология исключает использование соединений или составов, разрушающих клетки и загрязняющих целевые продукты, расслаивающие эмульсию агенты и термообработки, что способствует сохранению ценнейших свойств печени рыб семейства тресковых.

В результате переработки печени рыб указанным способом получают липидный комплекс и гидрофильный комплекс, которые можно использовать для производства БАД к пище, лечебно-профилактических препаратов, косметических продуктов, кормовых добавок для сельскохозяйственных животных. Плотный остаток может использоваться как кормовая добавка в сельском хозяйстве.

Характеристика липидного комплекса:

Плотность, г/см³ - 0,917-0,927;

Перекисное число, ммоль/кг, не более - 10,0;

Кислотное число, мг КОН, не более - 4,0;

Число омыления, мг КОН - 175-196;

Йодное число, г 1₂/100 г- 150-175;

Витамин А, мг/г, не менее - 0,1;

Витамин Е, мг/г, не менее - 4,0;

Витамин Д₃, мкг/г, не менее - 10,0;

Сумма ПНЖК, %, не менее 20,0.

Характеристика гидрофильного комплекса:

Сухой остаток, %, не менее - 1,8;

Сумма пептидов, %, не менее - 1,15;

Зола общая, %, не более -11;

Зола не растворимая в HCl, %, не более - 4.

Характеристика плотного остатка:

Содержание белка, %, не менее - 30,0.

Энергетическая ценность - 120 ккал/100 г продукта.

Примеры выполнения

Пример 1

50 кг замороженной печени трески (Gadus morrhua L.) измельчают. Измельченное сырье подают в реактор с мешалкой и при перемешивании к нему добавляют 10 л масла подсолнечного (ГОСТ 1129-73). Далее в реактор загружают 10 л дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72) и все перемешивают. Образовавшуюся суспензию центрифугируют на трехфазном супердекантаторе для выделения трех фракций - липофильной, гидрофильной и плотной. Полученную липофильную фракцию очищают от нежирных примесей сепарированием, охлаждают до температуры -5°С в течение 6 часов до полного осаждения восков и стеринов. Балластные вещества отделяют фильтрованием под вакуумом. Липидный комплекс стабилизируют антиоксидантом, применимым для липидных экстрактов. Выход липидного комплекса составляет 31 кг.

Пример 2

Аналогичен примеру 1, отличающийся тем, что в реактор добавляют 200 л масла подсолнечного (ГОСТ 1129-73) и 200 л дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72). Выход липидного комплекса составляет 184 кг.

Пример 3

Аналогичен примеру 1, отличающийся тем, что в реактор добавляют 16 л масла подсолнечного (ГОСТ 1129-73) и 16 л дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72). Выход липидного комплекса составляет 35 кг.

Пример 4

50 кг замороженной печени пикши (Melanogrammus aeglefinus L.) измельчают. Измельченное сырье подают в реактор с мешалкой и при перемешивании к нему добавляют 14 л масла подсолнечного (ГОСТ 1129-73) и смесь перемешивают. Далее в реактор загружают 10 л дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72). Образовавшуюся суспензию центрифугируют на трехфазном супердекантаторе для выделения трех фракций - липофильной, гидрофильной и плотной. Полученную липофильную фракцию очищают от нежирных примесей сепарированием, рафинируют, охлаждают до температуры -5°С в течение 6 часов до полного осаждения восков и стеринов. Балластные вещества отделяют фильтрованием под вакуумом. Липидный комплекс стабилизируют антиоксидантом, применимым для липидных экстрактов. Выход липидного комплекса составляет 30 кг.

Пример 5

Аналогичен примеру 4, отличающийся тем, что в реактор добавляют 10 л масла подсолнечного (ГОСТ 1129-73) и 10 л дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72). Выход липидного комплекса составляет 28 кг.

Пример 6

Аналогичен примеру 4, отличающийся тем, что в реактор добавляют 220 л масла подсолнечного (ГОСТ 1129-73) и 180 л дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72) и все перемешивают в течение 5 минут. Выход липидного комплекса составляет 196 кг.

Пример 7

50 кг замороженной печени путассу (Micromesistius poutassou) измельчают. Измельченное сырье подают в реактор с мешалкой и при перемешивании к нему добавляют 16 л масла подсолнечного (ГОСТ 1129-73). Далее в реактор загружают 16 л дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72). Образовавшуюся суспензию центрифугируют на трехфазном супердекантаторе для выделения трех фракций - липофильной, гидрофильной и плотной. Полученную липофильную фракцию очищают от нежирных примесей сепарированием, рафинируют, охлаждают до температуры -5°С в течение 6 часов до полного осаждения восков и стеринов. Балластные вещества отделяют фильтрованием под вакуумом. Липидный комплекс стабилизируют антиоксидантом, применимым для липидных экстрактов. Выход липидного комплекса составляет 36 кг.

Пример 8

Аналогичен примеру 7, отличающийся тем, что в реактор добавляют 210 л масла подсолнечного (ГОСТ 1129-73) и 210 л дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72). Выход липидного комплекса составляет 192 кг.

Пример 9

Аналогичен примеру 7, отличающийся тем, что в реактор добавляют 26 л масла подсолнечного (ГОСТ 1129-73) и 26 л дистиллированной воды (ГОСТ 6709-72). Выход липидного комплекса составляет 43 кг.

Пример 10

Аналогичен примерам 1-9, за исключением того, что масло охлаждают до температуры -10°С в течение 4 часов или до температуры 0°С в течение 10 часов, или до температуры +4°С в течение 24 часов.

Пример 11

Аналогичен примерам 1-10, за исключением того, что вместо масла подсолнечного (ГОСТ 1129-73) добавляют масло кукурузное (ГОСТ 8808-2000), или кунжутное (ГОСТ 8990-59), или соевое (ГОСТ 7825-96), или масляный экстракт семян сосны кедровой.

Пример 12

Аналогичен примерам 1-11, за исключением того, что в липидный комплекс добавляют антиоксидант, применимый для стабилизации липидных экстрактов.

Пример 13

Аналогичен примерам 1-12, отличающийся тем, что дополнительно в состав липидного комплекса включают консерванты, ароматизаторы и/или красители.

Пример 14

Из гидрофильного комплекса, полученного по примеру 1, готовили крем-гель для применения в косметике, обладающий увлажняющим, противовоспалительным, противоаллергическим действием. Состав в мас.%:

Гидрофильный комплекс, содержащий пептиды	1,0
Кремофор RH40	1,3
Карбопол	0,5
Триэтаноламин	0,5
Нипагин	0,2
Вода очищенная	до 100

При исследовании противоаллергического действия на модели экспериментального контактного аллергического дерматита на беспородных мышах-самцах установили, что крем-гель для наружного применения снижает индекс реакции по сравнению с контрольной группой в 2,4, что сравнимо с действием геля фенистил и достигает практически уровень интактных животных.

Пример 15

Плотный остаток, полученный по примеру 1, добавляли в качестве прикорма к стандартному рациону кроликов. Для этого смешивали стандартный рацион для кроликов и плотный остаток. При испытании в кормлении кроликов кормов, приготовленных по предлагаемому способу, лучшие результаты получены при использовании состава, при котором опытный плотный остаток вводили в состав комбикорма в количестве 4 мас.%.

Литература

1. Кизеветтер И.В. и др. Технология обработки водного сырья. - М.: Пищевая пром-сть, 1976.

2. Патент RU 2363726, 2009.

3. Патент RU 2224529, 2003.

4. Патент RU 2202253, 2003.

5. Патент RU 2225435, 2003.

6. Заявка RU 95103108, 1996.

7. Патент RU 22785566 2005.

8. Патент RU 2039793, 1995.

1. Способ получения продуктов при комплексной переработке печени рыб семейства тресковых путем измельчения печени, смешения с маслом при соотношении измельченной печени и масла 1:0,2÷5,0 и водой при соотношении измельченной печени и воды 1:0,2÷5,0, расслаивания при комнатной температуре в течение 1-15 мин, центрифугирования для выделения отдельных фракций, сепарирования, выдерживания липидного комплекса при температуре от -15 до +5°С в течение 1-24 ч и фильтрования, в результате которого помимо липидного комплекса получают гидрофильную фракцию, представляющую собой водный раствор пептидов, и плотную фракцию, используемою в качестве кормового продукта.

2. Липидный комплекс, полученный способом по п.1, характеризующийся следующими показателями качества: плотность, г/см³, 0,917-0,927; перекисное число, ммоль/кг, не более 10,0; кислотное число, мг КОН, не более 4,0; число омыления, мг КОН - 175-196; йодное число, г l₂/100 г, 150-175; витамин А, мг/г, не менее 0,1; витамин Е, мг/г, не менее 4,0; витамин Д₃, мкг/г, не менее 10,0; сумма ПНЖК, %, не менее 20,0.

3. Липидный комплекс по п.2, отличающийся тем, что его стабилизируют антиоксидантом применимым для липидных экстрактов.

4. Липидный комплекс по п.2, отличающийся тем, что дополнительно содержит консерванты, ароматизаторы и/или красители.

5. Гидрофильный комплекс, полученный способом по п.1, характеризующийся следующими показателями качества: сухой остаток, %, не менее 1,8; сумма пептидов, %, не менее 1,15; зола общая, %, не более 11; зола нерастворимая в НСl, %, не более 4, который может быть использован для производства лечебно-профилактических препаратов и косметических продуктов.

6. Плотный остаток, полученный способом по п.1, характеризующийся следующими показателями: содержание белка, %, не менее 30,0; энергетическая ценность - 120 ккал/100 г, который может быть использован как кормовая добавка для сельскохозяйственных животных.