Результат интеллектуальной деятельности: Способ производства кормового фарша из рыбного сырья

Изобретение относится к рыбной промышленности и может быть использовано в производстве кормового рыбного фарша.

Известен способ получения кормового фарша (ОСТ 15-110-96; Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Т. 2. - М.: Колос, 1994. - С. 528-529), который включает в себя измельчение свежего, охлажденного или размороженного рыбного сырья (малоценная мелкая рыба или отходы от разделки рыб на пищевые цели), смешивание с сухим пиросульфитом натрия в дозировке от 2 до 3% к массе сырья, упаковывание, хранение и реализацию на комбикормовые заводы или животноводческие хозяйства.

Недостатками данного способа являются необходимость дефростации замороженного сырья, потери сырья и питательных веществ вследствие проведения дефростации, изменение органолептических свойств фарша, использование консерванта (пиросульфит натрия), невысокая усвояемость продукта, так как в нем может содержаться твердая нерасщепляемая пищеварительными ферментами минерализованная часть (кости), малый срок хранения консервированного кормового фарша, консервированного (не более 3,5 месяцев), которое должно осуществляться при положительных температурах.

Известен способ получения рыбного фарша, пищевого или кормового (А.с. СССР №1741748, опубл. 21.09.1992), при использовании которого рыбу свежую или размороженную сначала направляют на разделку: обезглавливают, удаляют внутренности, отделяют мясо от костей и кожи, затем измельчают, пропуская через мясорубку с диаметром отверстий 4 мм для получения фарша. Рыбный фарш промывают водой, обезвоживают и вносят стабилизирующее вещество, перемешивая до однородной массы, направляют на фасовку и замораживание. В качестве стабилизаторов используют тонкоизмельченную морскую капусту, которую вводят от 5 до 20% массы.

Недостатком данного способа являются потери сырья вследствие разделки и дефростации, необходимость промывания, обезвоживания и стабилизации фаршевой массы, дополнительные затраты энергии и людских ресурсов на осуществление перечисленных технологических процедур и в целях последующего замораживания готового продукта, ухудшение органолептических свойств фарша, а также значительное снижение пищевой ценности получаемого продукта вследствие утраты тканевой влаги, белков, гидролиза и окисления жиров.

Известен способ получения рыбной кормовой муки (Пат. РФ №2266691, опубл. 27.12.2005), способ может быть использован при производстве кормовых рыбных продуктов для кормления животных, птиц и рыб. Способ включает измельчение предварительно замороженного до температуры -18°C-20°C рыбного сырья, его тепловую обработку при температуре 50-55°C в течение 5-8 минут, отделение плотной массы от жидкой, ферментативный гидролиз, инактивацию и сушку, при этом измельчение замороженного сырья проводят с одновременным его размораживанием до температуры -1°C и 0°C. Изобретение направлено на получение кормового продукта с высоким содержанием полипептидов, белкового азота из отходов от производства крупных рыб.

Известен способ и устройство для переработки замороженного в блоках сырья в материал в виде «снега» (Пат. РФ №2313221, опубл. 27.08.2005), который предусматривает измельчение путем нарезания, соскабливания или строгания сырья в полоски или хлопья различного размера в холодильной камере при температуре морозильного хранения, так что температура измельченного сырья значительно не повышается. Изобретение обеспечивает измельчение сырья без предварительного размораживания сырья.

Известен способ производства фарша из рыбного и мясного сырья (А.с. СССР №1762874, опубл. 23.09.1992), включающий грубое измельчение замороженного сырья и окончательное тонкое измельчение до частиц не более 300 мкм при температуре минус 18 минус 20°C, при этом в процессе окончательного измельчения вносят красящие добавки в сыпучем состоянии. Изобретение направлено на повышение биологической ценности и влагоудерживающей способности фарша, стабилизацию его цвета и увеличение срока хранения.

В отличие от известного способа производства фарша (А.с. №1762874), в предлагаемом способе производства кормового фарша из рыбного сырья этапы грубого и тонкого измельчения объединены одной процедурой - продавливанием через решетку с отверстиями «песочные часы» поршневого экструдера, при этом роль тонкого измельчения исполняют кристаллики внутреннего льда, которые содержатся в замороженном сырье. При этом криофарш на выходе получается сочным и рассыпчатым. Таким образом, происходит экономия на оборудовании (у нас достаточно простая, но эффективная инженерная конструкция вместо двух типов аппаратов - для грубого и для тонкого измельчения, которые оба задействованы в технологии), и, как следствие, сокращается время изготовления продукта - растет производительность и экономится энергия. При изготовлении кормов нет смысла уменьшать размеры частиц, так как не требуется повышать влагоудерживающую способность фарша, что принципиально важно именно в технологии пищевых продуктов.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в обеспечении сохранности химического и аминокислотного состава кормового рыбного фарша за счет обработки замороженного сырья минуя этап дефростации, а также повышении экономичности процесса.

Для достижения указанного технического результата в способе производства кормового фарша из рыбного сырья, включающем измельчение замороженного сырья при отрицательной температуре, измельчение осуществляют при постоянной температуре, равной температуре в толще рыбного сырья, с помощью поршневого экструдера, снабженного измельчительной решеткой с отверстиями «песочные часы» с диаметром в центральной части 7 миллиметров, степень измельчения, давление и продолжительность процесса зависят от вида сырья и размера кусков, нарезанных для экструзии, после измельчения фарш упаковывают, отправляют на хранение или на дальнейшую обработку в сублимационную сушилку, при этом фарш хранят при той же постоянной температуре, что и измельчение.

Диаметр центральной части отверстий «песочные часы» в 7 мм определен как оптимальный в результате математической обработки экспериментальных данных. Диаметр отверстий изучаемых измельчительных решеток составил 2 мм, 4,5 мм и 7 мм. Диаметры больше 7 мм были отклонены из-за крупности получаемых кусков и невозможности их дальнейшего использования для кормления ряда групп животных. Диаметр 2 мм для мороженого сырья был отклонен из-за больших усилий продавливания (давлений), при этом матрицы не выдерживали возникающее давление. Таким образом, остались два диаметра: 4, 5 мм и 7 мм. В ходе математической обработки решалась задача по определению минимального давления измельчения при использовании исследуемых матриц. В результате было установлено, что минимальное давление измельчения возникает при решетке с отверстиями «песочные часы» диаметра 7 мм и соответствует, например для путассу - 105 кгс/кВ⋅см при степени измельчения 1,36, для ската 110 кгс/кВ⋅см при степени измельчения 2,85.

Измельчение рыбного сырья и хранение фарша осуществляют при температуре -18°C. Для мороженой путассу при степени измельчения от 1,36 до 2,25 время измельчения составляет от 77 до 120 секунд, давление измельчения от 105 до 125 кгс/см². Для мороженого ската при степени измельчения от 2,85 до 5,55 время измельчения составляет от 50 до 133 секунд при давлении измельчения от ПО до 130 кгс/см².

В предлагаемом способе производства кормового фарша из рыбы используют способ криоэкструзии, в процессе которого замороженное сырье с температурой в толще рыбного сырья минус 18°C продавливается через охлаждаемую до такой же температуры измельчительную решетку с диаметром отверстия 7 мм. При этом измельчение сырья, не подвергнутого размораживанию, при его продавливании происходит путем разрезания волокон мышечной ткани кристалликами внутриклеточного и межклеточного льда. Измельчение осуществляют на поршневом экструдере-измельчителе, снабженным измельчительной решеткой с отверстиями «песочные часы» с диаметром отверстий в центральной части 7 мм.

Таким образом, технологические операции дефростация и последующее измельчение сырья, сопутствующие стандартной технологии изготовления кормовых фаршей, заменяют одной - криоэкструзией, тем самым обеспечивая предотвращение потерь влаги, бежа и иных важных составляющих готового кормового продукта.

Использование в качестве сырья исключительно замороженной рыбы и измельчение замороженного рыбного сырья при температуре, идентичной температуре в толще сырья (минус 18°C), позволяет использовать режущую способность внутриклеточного льда, ускорить процесс измельчение, обеспечить температурную стабильность процесса измельчения, предотвратить потери питательных веществ (в основном, протеина), гидролиз и окисление жиров за счет отсутствия этапа дефростации сырья.

Технологический процесс протекает при температуре замороженного сырья (минус 18°C), температура в толще сырья и готового фарша остается неизменной и равна температуре последующего хранения фарша, что является оптимальным, так как не требуется дополнительных энергетических затрат на домораживание готового продукта.

По окончании процесса продавливания (криоэкструзии) соотношение массы готового продукта на выходе к массе сырья составляет 97,5-99%. Таким образом, фактические потери сырья в процессе подготовки блока к измельчению и непосредственно измельчения составляют от 1% до 2,5%.

Полученный в результате продавливания криофарш имеет однородное измельчение, сочную, рассыпчатую консистенцию, фаршевая масса эластична и хорошо формуется, что делает возможным использовать наиболее предпочтительный для потребителя вид и вес упаковки. Рассыпчатая консистенция фаршевой массы позволяет смешивать криофарш с различными компонентами, в том числе с растительными, и получать комбинированный продукт с улучшенными питательными свойствами.

Показатели химического состава криофарша фактически не имеют отличий или незначительно отличаются от показателей состава целой рыбы, то есть измельчение сырья путем продавливания через охлаждаемую решетку позволяет минимизировать потери питательных веществ, в том числе полностью исключить потери белка.

Кормовой криофарш можно хранить длительное время, не подвергая повторной заморозке.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию «промышленное применение», так как использование мороженого сырья позволяет организовать производство кормового криофарша на любом рыбоперерабатывающем производстве, в том числе, находящемся в удалении от места промысла.

Предлагаемый способ производства кормового фарша из рыбного сырья иллюстрируется чертежом, где в таблице представлен химический состав фарша из путассу, % (в пересчете на усредненную влагу 78%).

Пример 1

10 кг (блок) путассу замороженной неразделанной разрезают при помощи дисковой пилы на 12 равных частей, полученные куски загружают в рабочую камеру поршневого экструдера-измельчителя. При движении поршня сверху вниз происходит продавливание сырья через измельчительную решетку с отверстиями в форме «песочные часы» диаметром в центральной части 7 мм. Длительность процесса при этом составила от 77 до 120 с, давление - от 105 до 115 кгс/см², степень измельчения от 1,36 до 2,25. Температура измельчаемого сырья равна температуре получаемого кормового фарша и составляет минус 18°C. Поддержание постоянной температуры обеспечивается охлаждающей рубашкой экструдера-измельчителя с циркулирующим в ней холодильным агентом. Полученный кормовой фарш после измельчителыюй матрицы попадает на носители и подается на упаковку в крафт-пакеты и хранение при той же температуре, что и измельчение, или на дальнейшую обработку в сублимационную сушилку.

Готовый продукт представляет собой однородную сочную, рассыпчатую консистенцию от светло-бежевого до коричневато-серого цвета с запахом, свойственным данному виду рыбы, без постороннего запаха, фаршевая масса эластична и хорошо формуется. Показатели химического состава криофарша из путассу фактически не имеют отличий или незначительно отличаются от показателей состава целой путассу, что не характерно для фарша из дефростированной путассу, который получен путем продавливания с использованием экструдер-измельчителя.

Процентное содержание кальция и фосфора в испытуемых образцах составило 0,78% и 0,43% соответственно.

Криофарш не токсичен, имеет высокую биологическую ценность, содержит в своем составе необходимые в питании животных минеральные элементы, калорийность 100 г продукта составляет 87 ккал

Срок хранения герметично упакованного фарша из путассу при температуре минус 18°C составляет 8 месяцев.

Пример 2

5 кг (блок) крыльев ската мороженого неразделанного по ТУ 9261-028-00038155 «Скат мороженый полуфабрикат для промышленной переработки» разрезают при помощи дисковой пилы на 9 частей, полученные куски загружают в рабочую камеру поршневого экструдера-измельчителя. При движении поршня сверху вниз происходит продавливание сырья через измельчительную решетку с отверстиями в форме «песочные часы» диаметром в центральной части 7 мм. Длительность процесса при этом составила от 50 до 133 с, давление - от 110 до 130 кгс/см², степень измельчения составила от 2,85 до 5.5. Температура измельчаемого сырья равна температуре получаемого кормового фарша и составляет минус 18°C. Поддержание постоянной температуры обеспечивается охлаждающей рубашкой экструдера-измельчителя с циркулирующим в ней холодильным агентом. Полученный кормовой фарш после измельчительной решетки подают на упаковку в крафт-пакеты и хранение при температуре измельчения минус 18°C или на дальнейшую обработку в сублимационную сушилку.

Готовый продукт представляет собой однородную сочную, рассыпчатую консистенцию от белого до желтоватого цвета, с включениями частей кожи, без запаха или со слабо выраженным запахом, свойственным данному виду рыбы, фаршевая масса эластична и хорошо формуется. Показатели химического состава криофарша из крыльев ската фактически не имеют отличий от показателей состава сырья.

Криофарш имеет сбалансированный общий химический и аминокислотный состав, калорийность 100 г продукта составляет ПО ккал. Полученный фарш полностью соответствует требованиям Правил бактериологического исследования кормов, утв. ГУМ МСХ СССР 10.06.1975 г. Срок хранения герметично упакованного фарша из крыльев ската при температуре минус 18°C составляет 6 месяцев.