СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВОГО КРАСИТЕЛЯ ИЗ КРОВИ Российский патент 1995 года по МПК A23J1/06 C09B61/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству пищевого красителя из крови убойных животных преимущественно для колбасных изделий.

Известны способы получения красителей из крови для стабилизации окраски мясопродуктов. Их использование способствует снижению содержания или полому исключению из рецептур мясопродуктов таких токсических для организма человека цветостабилизирующих веществ, как нитрит натрия. Однако преобладающей тенденцией является использование крови как источника высокоценных белков.

Известен способ приготовления жидкого пищевого красителя путем обработки восстановленной стабилизированной крови убойных животных оксидом углерода до 10% -ного насыщения [1]. Недостатками красителя при этом являются отсутствие стабильной окраски мясопродуктов и бульонирование его из готовых изделий.

Известен также способ приготовления пищевого красителя в виде сухого концентрата путем обработки взвеси форменных элементов крови, гемолизированных в гипотонической среде оксидом углерода с последующим выпариванием до сухого остатка [2]. При этом повышается равномерность распределения красителя в готовых изделиях, однако недостатком сухого концентрата является нежелательный коричневый оттенок за счет частичного перехода карбоксигемоглобина в метгемоглобин в процессе выпаривания, что не позволяет осуществить традиционное розово-красное окрашивание колбас.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства пищевого красителя из крови, предусматривающий стабилизацию крови убойных животных, насыщение крови оксидом углерода для перехода гемоглобина в карбоксигемоглобин, обработку ультразвуком при частоте 20,35-23,65 кГц и тепловую обработку для получения гелеобразного красителя [3].

Согласно этому способу в кровь после насыщения ее оксидом углерода вводят пищевой топленый жир из расчета 12,5% к массе крови, затем полученную смесь помещают в ультразвуковой диспергатор и проводят обработку жидкой белково-жировой массы при частоте 20,35-23,65 кГц в течение 30 с. Затем осуществляют тепловую обработку, в результате чего образуется гелеобразная масса ярко-красного цвета, которая обеспечивает равномерное распределение красного красителя в продукте, характеризуется микробиологическими показателями, удовлетворяющими санитарным требованиям к пищевым продуктам из крови, готовым к употреблению, и может быть использована для производства мясных и других продуктов, требующих в готовом виде розово-красной окраски.

Способ-прототип имеет следующие недостатки: отсутствие стабильной интенсивности красной окраски (концентрации пигмента карбоксигемоглобина) в различных производственных партиях красителя за счет нерегулируемого блокирования диффузии оксида углерода внутрь эритроцитов плазменными белками, а также за счет физиологических особенностей эритроцитарных мембран эритроцитов убойного скота; снижение стойкости красителя в процессе хранения и промышленного использования вследствие пероксидного окисления в нем липидов и высокого содержания влаги.

Целью изобретения является улучшение качества красителя за счет увеличения интенсивности и стабильности красной окраски, а также повышения стойкости при хранении.

Это достигается тем, что обработку крови ультразвуком частотой 22 кГц проводят перед насыщением ее оксидом углерода в течение 10-15 мин, перед тепловой обработкой насыщенную кровь расфасовывают в емкости, а тепловую обработку ведут путем погружения емкостей в воду, нагретую до 72-74^оС, а 90-95 мин, при этом в качестве емкостей используют полиэтиленовые пакеты, после расфасовывания насыщенной крови пакеты герметизируют, а после тепловой обработки краситель охлаждают до t 2-4^оС.

С целью увеличения сроков хранения готового продукта гелеобразный краситель подвергают сушке. Сушку проводят вакуумной сублимацией при температуре замораживания -40^оС и температуре высушивания 40^оС при остаточном давлении от 1˙10^-1 до 5˙10^-1 мм рт.ст. либо СВЧ-энергией на частоте 235 мГц под вакуумом при давлении 40 мм рт.ст. при температуре высушивания 40^оС до остаточной влаги не более 3%.

Используемая обработка крови ультразвуком до насыщения оксидом углерода приводит к нарушению клеточных структур эритроцитов, создает рациональные условия для связывания молекулы оксида углерода с комплексом гемоглобина и, следовательно, существенно увеличивает интенсивность и стабильность окраски готового продукта.

Расфасовка жидкой насыщенной крови в полиэтиленовые пакеты и их герметизация до тепловой обработки, а после тепловой обработки быстрое охлаждение геля обеспечивают улучшение бактериологических показателей готового продукта и, следовательно, удлинение сроков хранения пастообразного красителя.

В случае получения сухого красителя дополнительным консервирующим фактором является сублимационное высушивание до остаточной влаги не более 3%, а при использовании СВЧ-вакуумной сушки обеспечивает не только бактерицидный эффект СВЧ-поля, но и щадящее воздействие СВЧ-энергии на гемовые структуры продукта.

Способ поясняется следующими примерами.

П р и м е р 1. Сбор пищевой крови производят в соответствии с "Технологической инструкцией по сбору и переработке крови животных" с соблюдением "Санитарных правил для предприятий мясной и птицеперерабатывающей промышленности". Кровь пищевая, стабилизированная натрий полифосфатом, в виде водного 9%-ного раствора поступает на переработку по трубопроводу из убойного отделения. Кровь, стабилизированную и охлажденную, массой 200 л помещают в аппарат гомогенизации и подвергают ультразвуковой обработке с целью повышения проницаемости клеточных мембран эритроцитов, что обеспечивает переход гемоглобина в плазму и рационализацию последующего процесса насыщения крови оксидом углерода. Выходная мощность ультразвукового генератора не более 3 кВт, частота 22 кГц, обработку проводят в течение 10 мин. Далее кровь самотеком из аппарата гомогенизации поступает в аппарат, где производятся дегазация (вакуумирование) и насыщение крови оксидом углерода. Вначале из аппарата посредством вакуум-насоса производится откачка воздуха до достижения давления 0,07-0,09 ата (время вакуумирования 15 мин), а затем в этой же емкости осуществляют насыщение крови оксидом углерода. Давление оксида углерода поддерживается на уровне 1,5-1,7 ата.

Процесс насыщения сопровождается перемешиванием с помощью вращающейся мешалки (до 20 об/мин). Длительность обработки 25 мин. При этом гемоглобин переходит в окрашенный комплекс - карбоксигемоглобин.

Затем продукт вытесняют в приемную емкость расфасовочной установки. Расфасовка производится в полиэтиленовые пакеты с последующей их герметизацией. Пакеты укладываются в кассеты для тепловой обработки. При этом для получения красителя в виде геля уложенный в кассеты продукт помещают в ванну, заполненную водой, имеющей температуру 72^оС. Время обработки 95 мин. По окончании процесса производят охлаждение пакетов с продуктом до 2^оС.

Полученный продукт - гелеобразная (пастообразная) масса ярко-красного цвета, однородная без посторонних включений.

При получении красителя в сухом виде жидкий полуфабрикат после обработки ультразвуком и насыщения оксидом углерода расфасовывают в емкости, помещают емкости в ванну, заполненную нагретой до 72^оС водой, и выдерживают при этой температуре 95 мин. Образовавшийся гель переносят в поддоны установки для сублимационной сушки, при этом толщина слоя продукта не должна превышать 10-12 мм. Режим сушки: температура замораживания -40^оС, температура высушивания 40^оС, остаточное давление в камере 1˙10^-1 мм рт.ст., остаточная влага 3%.

В случае СВЧ-сушки гель помещают в СВЧ-аппараты и обрабатывают при частоте 2375 мГц под вакуумом при остаточном давлении 30 мм рт.ст., до остаточной влаги 3%.

По окончании процесса производят разгрузку продукта (освобождение от поддонов), его измельчение от дисперсности 0,1-0,5 мм, расфасовку и герметизацию в полиэтиленовых пакетах.

Полученный продукт - порошок темно-красного цвета, однородный без посторонний включений.

Хранение продукта осуществляют следующим образом. Краситель в виде геля (пасты) хранят при температуре не выше 4^оС, относительной влажности воздуха 70% не более 1 мес. Краситель в сухом виде хранят в чистых, сухих, хорошо проветриваемых помещениях при температуре не выше 20^оС и относительной влажности воздуха не более 70% в течение 1 мес., а при температуре не выше 6^оС до 2-х лет.

П р и м е р 2. Последовательность и технология операций согласно примеру 1, но обработку крови ультразвуком ведут в течение 15 мин. Для получения красителя в виде геля тепловую обработку проводят при погружении пакетов в воду, температуру последней поддерживают равной 74^оС, время обработки 90 мин. Охлаждение продукта ведут до 4^оС.

При получении красителя в сухом виде последовательность операций согласно примеру 1, но сублимационную сушку геля ведут при давлении 5˙ 10^-1 мм рт. ст., а СВЧ-сушку - под вакуумом при давлении 40 мм рт.ст. до остаточной влаги 2%.

Полученный продукт характеризуется стабильно высоким содержанием карбоксигемоглобина, существенно превышающим количество НвСО в красителе из неозвученной до газохимической обработки кpови, а также менее зависимым от физиологических особенностей крови различных доноров.

В таблице приведена зависимость качественных показателей красителя от этапа обработки крови ультразвуком.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что интенсивность образования пигмента существенно выше при обработке оксидом углерода дезинтегрированных ультразвуком клеток крови: в изолированном состоянии гемоглобин более интенсивно присоединяет газообразный лиганд, чем находящийся в составе клеток.

Кроме того, полученный краситель менее подвержен при хранении биохимическим изменениям и микробиологическим процессам порчи (за счет тепловой обработки крови, расфасованной и укупоренной в полиэтиленовые пакеты, а в случае получения сухого красителя за счет синергидного антибактериального действия тепловой обработки и высушивания). Из таблицы также следует, что показатели цветности продукта и антибактериальный эффект высушивания повышаются при высушивании в поле СВЧ.

Полученный краситель рекомендуется в качестве пищевой добавки для розово-красного окрашивания пищевых продуктов растительного и животного происхождения.

По органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям краситель отвечает требованиям, предъявляемым к продуктам из пищевой крови, и может быть использован в рецептурах изделий без дополнительной тепловой обработки. Токсикологические исследования, выполненные по программе Института питания АМН СССР, свидетельствуют об отсутствии биотрансформации красителя в токсические соединения и, следовательно, о его безвредности.

Актуальность разработки новой технологии производства пищевого красителя на основе ценного вторичного сырья - пищевой крови - подтверждается следующим:
пищевая кровь является привычным для человека продуктом животного происхождения, используемым в рационе питания на протяжении многих веков и не обладающим аллергизирующими свойствами;
технология производства красителя из крови убойных животных является дополнительным рациональным путем утилизации вторичного сырья, обладающего высокой пищевой ценности, в частности по аминокислотному составу;
максимальное использование крови убойных животных в пищевых целях на мясокомбинатах уменьшает загрязнение сточных вод и, следовательно, способствует улучшению экологических условий на производстве;
производство красителя из крови позволяет внедрить в отрасли пищевой промышленности красный органический краситель;
в настоящее время в числе разрешенных Минздравом СССР красителей для пищевых продуктов отсутствуют красители, позволяющие получить стойкое красное окрашивание продуктов животного происхождения.

Полученный краситель рекомендуется преимущественно в качестве пищевой добавки для розово-красного окрашивания вареных колбас, колбасных и мясных изделий, что позволяет исключить или существенно снизить (в 5-6 раз) в рецептуре массовую долю нитрата натрия, традиционно используемого в мясной промышленности в качестве цветоформирующего компонента. Технология изготовления колбас при использовании красителя не изменяется за исключением этапа введения красителя в фарш при куттеровании.

Основанием для разработки новой технологии окрашивания колбас и колбасных изделий послужили многочисленные данные отечественных и зарубежных исследователей о токсическом воздействии на организм человека нитритов натрия, которые способствуют развитию заболеваний крови, а при образовании нитрозаминов приобретают канцерогенные свойства.

Необходимость исключения (или существенного снижения) из рецептуры колбас и колбасных изделий нитрита натрия подтверждается современными экологическими условиями, обуславливающими повышенное нерегулируемое загрязнение нитритами продуктов животного и растительного происхождения из окружающей среды.

Экспериментальные и производственные проработки показали, что рациональным способом окраски вареных колбас и мясопродуктов без ущерба необходимым качественным показателем готового продукта является использование нового пищевого красителя в комплексе с существенно сниженными количествами нитрита натрия, а именно 2% красителя и 1,5 мг% нитритов натрия (доза в 4-5 раз меньше используемой традиционно в мясной промышленности при производстве вареных колбас). Полное исключение нитритов из рецептуры колбас нежелательно в связи с их многокомпонентной функцией (ароматизирующей, антимикробной, антиокислительной).

Окрашенные красителем в сочетании с 1,5 мг% нитрита натрия вареные колбасы отвечают требованиям действующей нормативно-технической документации при улучшенных гигиенических показателях (отсутствие в готовом продукте канцерогенных диметилнитрозаминов, обогащение легкоусвояемым железом, повышение срока лимитирующих аминокислот - метионин+цистин за счет белков пищевой крови).

Механизм окраски колбас за счет механического распределения красящего компонента в массе фарша имеет особые преимущества в технологии колбас с ингредиентами из немясных белков, не участвующих в фиксации нитритов.

Полученный краситель рекомендуется также для красного окрашивания и обогащения легкоусовояемым железом Fе² сладких пищевых продуктов на желирующих основах (мармелад в кондитерской промышленности, желе в общественном питании и др.), которые могут быть использованы в рационах лечебного и лечебно-профилактического питания при заболеваниях, сопровождающихся железодефицитным состоянием (пониженная секреторная функция желудка, нарушения функции кроветворения, последствия радиоактивного облучения и др.).

Использование: в пищевой промышленности, а именно при изготовлении красителей из крови убойных животных для колбасных изделий. Сущность изобретения: после сбора крови убойных животных на пищевые цели в нее вводят стабилизатор - натрий полифосфат. Кровь охлаждают и помещают в аппарат гомогенизации, где подвергают ультразвуковой обработке. Выходная мощность ультразвукового генератора не более 3 кВт, частота 20,35 - 23,65 кГц, обработку ведут в течение 10 - 15 мин. Далее кровь самотеком поступает в аппарат, где производятся дегазация вакуумированием в течение 15 мин при давлении 0,07 - 0,09 атм и насыщение крови оксидом углерода. Давление оксида углерода поддерживается на уровне 1,5 - 1,7 атм. Процесс насыщения сопровождается перемешиванием с помощью вращающейся мешалки, время обработки 25 мин. После этого продукт поступает на расфасовочную установку. Он расфасовывается в полиэтиленовые пакеты, герметизируется в них, подвергается тепловой обработке путем погружения емкостей в воду, нагретую до 72 - 74°С, на 90 - 95 мин. По окончании тепловой обработки продукт охлаждается до 2 - 4°С. Продукт может быть высушен после тепловой обработки методом вакуумной сублимации или СВЧ-сушки.

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВОГО КРАСИТЕЛЯ ИЗ КРОВИ, предусматривающий стабилизацию крови убойных животных, насыщение крови оксидом углерода для перехода гемоглобина в карбоксигемоглобин, обработку ультразвуком при частоте 20,35 - 23,65кГц и тепловую обработку для получения гелеобразного красителя, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности и стабильности красной окраски красителя и предотвращения снижения его качества при хранении, обработку крови ультразвуком проводят перед насыщением ее оксидов углерода в течение 10 - 15 мин, перед тепловой обработкой насыщенную кровь расфасовывают в емкость, а тепловую обработку ведут путем погружения емкостей в воду, нагретую до 72 - 74^oС, на 90 - 95 мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве емкостей используют полиэтиленовые пакеты, после расфасовывания насыщенной крови их герметизируют, а после тепловой обработки краситель охлаждают до 2 - 4^oС. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью увеличения сроков хранения, гелеобразный краситель подвергают сушке. 4. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что сушку проводят вакуумной сублимацией при температуре замораживания - 40^oС и температуре высушивания + 40^oС при относительном давлении от 1 · 10^-1 до 5 · 10^-1 мм рт.ст. до остаточной влаги 3%. 5. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что сушку проводят СВЧ-энергией на частоте 2375 мГц под вакуумом при давлении 30 - 40 мм рт.ст. при температуре не выше 40^oС до остаточной влаги 2 - 3%.