Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения коллагенового продукта

Изобретение относится к перерабатывающей и косметической промышленностям.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является способ обработки коллагенсодержащего сырья, при котором сырье (отходы рыбного шкуросырья) замораживают, измельчают на кусочки 20×20 мм и дефростируют водопроводной водой при 2-3-кратной ее смене при температуре 18-20°C в течение 4 часов, обезжиривают щелочно-солевой обработкой, промывают, нейтрализуют, растворяют в органической кислоте, гомогенизируют полученный коллагенсодержащий раствор. В качестве коллагенсодержащего сырья используют отходы шкур рыб, обезжиривание которых осуществляют щелочно-солевым раствором, содержащим 4-5% NaOH и 6-7% Na₂SO₄, при жидкостном коэффициенте, равном 3, в течение 18-20 часов, коллаген промывают водой в течение 30 мин, нейтрализуют в один прием раствором сульфата аммония с концентрацией 4,5-5% сульфата аммония от массы исходного сырья в течение 90-120 мин, при этом все технологические процессы проводят при комнатной температуре [Патент №2139937, Бюл. №29 от 20.10.1999 г.].

Недостатки - недостаточно высокое качество продукта, используемого для производства гелей, паст, пленок, полученного методом сублимационной сушки, вследствие неоднородности продукта из-за наличия в нем частиц, не полностью подвергшихся растворению в щелочно-солевой смеси; недостаточно высокие органолептическое показатели (остаточный рыбный запах); недостаточная степень прозрачности раствора коллагеновой субстанции; многооперационность.

Технической задачей изобретения является повышение качественных показателей коллагенового продукта: увеличение выхода коллагена, улучшение органолептических показателей, снижение трудоемкости и себестоимости за счет сокращения числа технологических операций и реактивов, интенсификация процесса предварительной обработки и обезжиривания сырья.

Для решения технической задачи изобретения предложен способ получения коллагенового продукта, характеризующийся тем, что принимают шкуры пресноводных рыб, таких как толстолобик, карп, белый амур, сазан, очищают их ручным или машинным способом от чешуи, прирезей мышечной ткани, плавников и механических загрязнений, промывают в машинах барабанного типа в 20%-ном растворе хозяйственного мыла в течение 30 мин, а затем в воде - до отсутствия остатков мыла, промытые шкуры подвергают перекисно-щелочной обработке, для чего шкуры заливают смесью пероксида водорода с массовой концентрацией 3% и гидроксида натрия с массовой концентрацией 3 мас. %, взятых в объемном соотношении 4:6, и выдерживают в течение 1,5-2 часов при температуре 20-25°С и гидромодуле 1:4, обработанные таким образом шкуры промывают в проточной воде при температуре 8-12°С; в течение 10-15 мин, затем шкуры заливают раствором лимонной кислоты с массовой концентрацией 6% и выдерживают в течение 6 суток, полученную массу гомогенизируют, упаковывают в полиэтиленовую тару и закладывают на хранение при температуре 0…+4°С, на срок до 4 месяцев.

Технический результат изобретения заключается в повышении качественных показателей коллагенового продукта за счет:

- увеличение выхода коллагена;

- улучшение органолептических показателей;

- снижение трудоемкости и себестоимости за счет сокращения числа технологических операций и реактивов;

- интенсификация процесса предварительной обработки и обезжиривания сырья. Способ получения коллагенового продукта осуществляют следующим образом:

Технологический процесс начинают с приемки шкур пресноводных рыб, таких как толстолобик, карп, белый амур, сазан, после чего шкуры промывают проточной водой температурой 8-12°С в течение 10-15 мин. Затем шкуры очищают ручным или машинным способом от чешуи, прирезей мышечной ткани, плавников и механических загрязнений. Очищенные шкуры промываются в машине барабанного типа в 20%-ном растворе хозяйственного мыла в течение 30 минут и в воде - до отсутствия остатков мыла. Промытые шкуры подвергают перекисно-щелочной обработке с целью гидролиза балластных фракций и набухания белков дермального слоя, для чего шкуры заливают смесью пероксида водорода с массовой концентрацией 3% и гидроксида натрия с массовой концентрацией 3% в объемном соотношении реагентов 4:6 и выдерживают в течение 1,5-2 ч при температуре 20-25°С и гидромодуле 1:4

При перекисно-щелочной обработке сырья в результате взаимодействия компонентов реакционной среды происходит растворение коллагеных белков за счет ускорения разрыва водородных связей с экзотермическим эффектом.

Кроме того, кооперативное воздействие гидроксида натрия и пероксида водорода способствует лучшему проникновению щелочи в структуру коллагеновых фибрилл. Этот процесс зависит от соотношения реагентов в рабочем растворе, которое подобрано экспериментально.

После перекисно-щелочной обработки шкуры промывают в проточной воде температуре 8-12°С в течение 10-15 мин.

Затем избыток воды сливают и проводят разволокнение в растворе лимонной кислоты с массовой концентрацией 6% в течение 6 суток. В кислой среде коллагеновые фибриллы постепенно расходятся. Система внутримолекулярных водородных связей и водно-мостиковой структуры нарушается, коллагеновые волокна становятся более доступны молекулам воды, что постепенно ведет к их растворению. Полученную набухшую массу подвергают гомогенизации на машинах тонкого измельчения типа YUMIX Р 5.5-2Р, после упаковывают в полиэтиленовую тару и закладывают на хранение при t°=0…+4, на срок до 4 месяцев.

Способ получения коллагенового продукта поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Принимают сырье - отходы рыбной промышленности, шкуры толстолобика. Очищают от чешуи, прирезей мышечной ткани, плавников и механических загрязнений ручным способом, промывают в машинах барабанного типа в 20%-ном растворе хозяйственного мыла в течение 30 мин, а затем в воде - до отсутствия остатков мыла, промытые шкуры подвергают перекисно-щелочной обработке, для чего шкуры заливают смесью пероксида водорода с массовой концентрацией 3% и гидроксида натрия с массовой концентрацией 3%, взятых в объемном соотношении 4:6, и выдерживают в этом растворе в течение 1,5 часов при температуре 20°С и гидромодуле 1:4, обработанные таким образом шкуры промывают в проточной воде при температуре 8-12°С в течение 15 мин.

Затем шкуры заливают раствором лимонной кислоты с массовой концентрацией 6% и выдерживают 6 суток. Полученную массу гомогенизируют, упаковывают в полиэтиленовую тару и закладывают на хранение при температуре 0…+4°С на срок до 4 месяцев. Готовый продукт анализируют. Результаты анализа представлены в таблице 1.

Пример 2 (прототип).

Принимают сырье - отходы рыбной промышленности, шкуры толстолобика, замораживают, измельчают, дефростируют, затем обезжиривают щелочно-солевым раствором 4% гидроксида натрия и 6% сульфата натрия, в течение 20 часов. После коллаген промывают водой 30 мин и нейтрализуют раствором сульфата аммония с концентрацией 5% от исходной массы сырья в течение 100 мин. Готовый продукт анализируют. Результаты анализа представлены в таблице 1.

Как видно из представленной таблицы, продукт, полученный по предлагаемому способу, имеет преимущества перед прототипом, а именно:

- больший выход коллагена;

- более высокая степень прозрачности, однородности;

- улучшенные органолептические показатели;

Если для перекисно-щелочной обработки взять концентрацию гидроксида натрия и пероксида водорода меньше 3%, то наблюдается снижение качественных показателей и увеличение времени обработки.

Когда же концентрация гидроксида натрия и пероксида водорода больше 3%, наблюдается сокращение времени обработки и выхода коллагена. Предложенный способ получения коллагенового продукта позволяет:

- увеличить выход коллагена;

- улучшить органолептические показатели;

- снизить трудоемкость и себестоимость за счет сокращения числа технологических операций и реактивов;

- интенсифицировать процесс предварительной обработки и обезжиривания сырья.