Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИРА ИЗ ПЕЧЕНИ РЫБ

Изобретение относится к рыбной промышленности, а именно к способу получения жира из печени рыб.

Известен способ получения рыбьего жира, включающий измельчение неразделанного сырья на волчке, добавление соляной кислоты при перемешивании в соотношении кислоты и рыбы 0,5-1,0:100 и температуре от 15 до 40°С до достижения рН среды 4,5-5,5 в течение 30-120 мин. Образовавшуюся суспензию центрифугируют на трехфазном супердекантаторе для выделения липидной, плотной и жидкой фракций, после этого липопротеидную фракцию направляют на сепарирование, рафинируют, охлаждают до температуры от 0 до 15°С и выдерживают при этой температуре в течение 5-20 ч до полной кристаллизации насыщенной фракции липидов. Непрокристаллизовавшиеся непредельные липиды отделяют фильтрованием под вакуумом в течение 1-6 ч, получая пищевой рыбий жир. Полученный рыбий жир стабилизируют токоферолом в количестве 0,5-1% (Патент РФ №2039793 С1, кл. 6 C11B 1/10, 1990).

Недостатком данного способа является то, что в рыбьем жире возможно накопление токсичных веществ.

Известен способ получения рыбьего жира, включающий измельчение печени акулы на волчке, добавление меда в процессе перемешивании при соотношении меда и измельченного сырья 1:1 в течение 60 мин при комнатной температуре. Образовавшуюся суспензию центрифугируют, липопротеидную фракцию отделяют, добавляют в нее как консервант прополис в количестве 5-30% от веса конечного продукта. Полученный жир охлаждают до температуры не менее 2°С и хранят в замороженном виде (Патент РФ №2202253, кл. 7 A23L 1/325, C11B 1/00).

Недостатком данного способа является образование микроорганизмов, развитие которых приводит к порче продукта и ухудшению свойств получаемого жира. Кроме того, данный способ предусмотрен для производства жира из печени акул, где повышено содержание хлорорганических пестицидов, следовательно, без специальной очистки получить пищевой жир с улучшенными показателями качества и безопасности невозможно.

Известен способ получения жира при производстве кормовой рыбной муки с использованием электроплазмолиза, включающий те же основные технологические этапы, что и традиционный, но отличающийся тем, что для повышения выхода жира и качества целевого продукта - муки, измельченное сырье перед тепловой обработкой смешивают с водой до получения гомогенной массы в количестве 8-15% массы сырья (3) и подвергают обработке в электрическом поле путем воздействия переменного электрического поля до температуры начала коагуляции белковых веществ 32-35°С, тепловую обработку проводят при более низкой температуре (60-75°С). (см. авторское свидетельство СССР 1683642 А23K 1/10 1991 г.).

Однако в данном способе воздействие электрического поля на гомогенную водно-рыбную массу сочетается с электрообработкой. Этот способ не учитывает влияние воздействия электрического поля при термической обработке на выход жира, а главное состав жирных кислот, в частности содержания физиологически активных высоконенасыщенных ω3 (эйкозапентаеновой - 20:5 и докозагексаеновой - 22:6).

Наиболее близким к заявленному способу является способ извлечения жира из печени рыб, включающий размораживание сырья, измельчение и обработку путем воздействия электрическим током (см. авторское свидетельство СССР 1521753 С11В 13/00 1989 г.).

Недостатком данного способа является невысокий выход жира, частичное окисление за счет того, что перед обработкой жир увлажняют.

Технической задачей заявленного технического решения является интенсификация экстракции жира, увеличение выхода жира и повышения его качества и биологической ценности.

Поставленная задача решается в способе получения жира из печени рыб, включающем размораживание сырья, измельчение и обработку путем физического воздействия, при этом размораживание ведут до температуры минус 1 - минус 5°С, измельчают до размера частиц 2-5 мм, а в качестве физического воздействия используют ультразвук с частотой от 22-44 кГц, при этом продолжительность обработки измельченного сырья в емкости слоем высотой 2,5-12 см с постоянным перемешиванием составляет 5-30 мин, а воздействие ведут через водную среду с температурой от 10-30°С и расстоянием между излучателем и дном емкости не менее 1 см, по окончании обработки массу направляют на центрифугирование и сепарирование для отделения жира от граксы.

Самым распространенным способом получения жира из печени рыб является высокотемпературное вытапливание, при этом процесс вытапливания может достигать 180 мин. Подобный нагрев жира при доступе воздуха приводит к его окислению, при этом повышается величина перекисного и кислотного чисел. Таким образом уменьшается биологическая ценность получаемого жира, так как окисление приводит к разрушению полиненасыщенных жирных кислот и жирорастворимого витамина А. Поэтому для ускорения процесса экстракции и получения целевого продукта с улучшенными показателями качества и биологической ценности применяют заявленный способ получения жира из печени рыб с предложенными режимами и приемами.

Процесс извлечения жира из биологического материала (печени рыб) под действием ультразвука отвечает существующим представлениям о диффузионном механизме процесса массопереноса. Измельчение сырья до частиц размерами 2-5 мм способствует увеличению скорости протекания технологических процессов. Так как известно, что на протекание массообменных процессов огромное влияние оказывает удельная поверхность обрабатываемого продукта, и чем тоньше измельчение сырья, тем полнее выделится жир, находящийся в жировых клетках. При проведении экстрагирования необходимо обеспечить доступ ультразвуковых волн к каждой частице. Это достигается перемешиванием во время обработки ультразвуком. Ультразвуковые колебания при частотах 22-44 кГц приводят к увеличению удельной поверхности взаимодействия и уменьшению величины диффузионного граничного слоя, обеспечивая тем самым многократное ускорение технологических процессов.

На фиг.1 представлены модели клеточных мембран жировой ткани до (а) и после (б) воздействия на них ультразвука: 1 - гидрофильная часть липида (диполь), 2 - гидрофобная часть липида, 3 - интегральный (целый) белок, 4 - периферийный белок, 5 - вода.

Высоту слоя, обрабатываемого сырья и расстояние между излучателем и дном емкости подбирают в соответствии с длиной волны ультразвука при частотах от 22-44 кГц, рассчитываемой по формуле (1), где ν - это скорость звука в воде, υ - частота.

Традиционные высокотемпературные технологии извлечения жира из печени рыб приводят к значительным изменениям химического состава термолабильных компонентов. В первую очередь это относится к полиненасыщенным жирным кислотам и витаминам. Преимуществом ультразвуковой обработки является то, что она позволяет проводить процесс при температуре среды 10-30°С, позволяющей сохранить термолабильные вещества сырья, а именно полиненасыщенные жирные кислоты и витамины.

Предлагаемые параметры обработки обеспечивают получение требуемого продукта. Применение ультразвукового излучения в заявленном способе дает возможность ускорить процесс экстракции и, что не менее важно, увеличить выход экстрагируемого продукта за счет инициирования в белках печени механических, физико-химических и биофизических процессов, которые увеличивают проницаемость клеточных мембран. При ультразвуковой обработке происходит инактивации фермента липазы, содержащейся в жиросодержащем сырье (печени рыб), тем самым уменьшаются гидролитические изменения жира. Жир, получаемый ультразвуковой экстракцией, характеризуется высоким качеством, высокой биологической ценностью и отличается стойкостью при хранении. Способ осуществляется следующим образом.

В качестве сырья используют замороженную до температуры минус 18°С печень рыб.

Размороженное до температуры минус 1 - минус 5°С сырье измельчают в гомогенизаторе из нержавеющий стали до размера частиц 2-5 мм, загружают в ультразвуковую ванну, например Град 140, с частотой 22-44 кГц, мощностью генератора от 120-300 Вт, в емкости из нержавеющей стали или в полимерной таре, при этом емкость с сырьем, в которой проводят обработку, располагают на расстояние между излучателем и дном емкости не менее 1 см, продолжительность обработки измельченного сырья в емкости слоем высотой 2,5-12 см с постоянным перемешиванием составляет 5-30 мин, а воздействие ведут через водную среду с температурой от 10-30°С. После обработки массу центрифугируют на осадительной центрифуге с фактором разделения до 3000 об/мин, разделяя на жир и граксу (водно-белковый остаток). После центрифугирования жир-полуфабрикат сепарируют для отделения примесей, воды и белковых веществ на жировых сепараторах. Выход готового продукта после сепарирования 85-98%.

В результате получения жира из печени рыб указанным способом получается рыбий жир, соответствующий показателям безопасности и качества в соответствии с требованиями СанПиН, в котором:

массовая доля неомыляемых веществ не более, % - 2,0

перекисное число, моль/кг, не более - 10,0

кислотное число, мг КОН в 100 г, не более 4,0.

Содержание токсичных элементов, мг/кг, не более:

свинец - 1,0

мышьяк - 1,0

кадмий - 0,2

ртуть - 0,3.

Содержание пестицидов не более, мг/кг:

гексахлорциклогексан (α, β, γ - изомеры), не более, мг/кг - 0,1

ДДТ и его метаболиты не более, мг/кг - 0,2.

Содержание полихлорированные бифенилы не более, мг/кг - 3,0.

Содержание радионуклеидов не более Бк/кг:

цезий - 137-60

стронций - 90-80.

Содержание витамина А, мг/г, не менее - 0,06

содержание витамина D, мкг/г, не менее - 1.0

содержание полиненасыщенных жирных кислот, г/%, не менее - 15.

Примеры выполнения способа

В качестве сырья используют замороженную до температуры минус 18°С печень трески. Исследования общего химического состава показали, что в печени трески содержание жира до 70%, влаги - до 25% и белка - до 10%. Были определены показатели качества липидов печени трески: перекисное число - 0,96 ммоль активного кислорода/кг, кислотное число - 2,08 мг КОН/г. Биологическая ценность липидов печени трески: содержание витамина А - 0,15 мг/г, содержание ПНЖК ω3 - 18,0%.

Пример 1. Размороженное до температуры минус 1°С сырье измельчают в гомогенизаторе из нержавеющий стали до размеров частиц 2 мм, загружают в ультразвуковую ванну в емкость из нержавеющей стали, при этом емкость с сырьем, в которой проводят обработку, располагают на расстоянии 1 см от излучателей. Ультразвуковую обработку проводят на установке, например Град 140, с частотой 44 кГц, мощностью генератора 120 Вт в течение 7 мин, высота обрабатываемого слоя при этом составляет 2,5 см. После обработки массу центрифугируют на осадительной центрифуге с фактором разделения до 3000 об/мин, разделяя на жир и граксу (водно-белковый остаток). После центрифугирования жир-полуфабрикат сепарируют для отделения примесей, воды и белковых веществ на жировых сепараторах. Выход готового продукта после сепарирования 85%. Перекисное число - 0,96 ммоль активного кислорода/кг, кислотное число - 2,4 мг КОН/г. Содержание витамина А - 0,13 мг/г. Содержание ПНЖК ω3 - 18,0%.

Пример 2. Получение жира вели аналогично примеру 1, за исключением того, что ультразвуковую обработку проводят с частотой 22 кГц, мощностью генератора 300 Вт, в течение 20 мин высота обрабатываемого слоя при этом составляет 8 см. Выход готового продукта после сепарирования 95%. Перекисное число - 0,96 ммоль активного кислорода/кг, кислотное число - 2,10 мг КОН/г. Содержание витамина А - 0,15 мг/г. Содержание ПНЖК ω3 - 18,0%.

Пример 3. Получение жира вели аналогично примеру 1, за исключением того, что ультразвуковую обработку проводят с частотой 35 кГц, мощностью генератора 210 Вт, в течение 30 мин высота обрабатываемого слоя при этом составляет 10 см. Выход готового продукта после сепарирования 90%. Перекисное число - 0,96 ммоль активного кислорода/кг, кислотное число - 2,20 мг КОН/г. Содержание витамина А - 0, 13 мг/г. Содержание ПНЖК ω3 - 18,0%.