Способ получения сухого быстрорастворимого желатина Российский патент 2023 года по МПК A23L29/281 

Заявляемое изобретение относится к пищевой промышленности и направлено на производство быстрорастворимого желатина методом распылительной сушки.

Желатин, водорастворимый белок, получаемый в результате частичного гидролиза коллагена костей, кожи и соединительных тканей сельскохозяйственных животных. Благодаря определенным уникальным функциональным свойствам желатин находит широкое применение в нескольких отраслях промышленности, особенно в пищевой, фармацевтической и косметической.

Обычно желатин сушат в потоке горячим воздухом, данный метод используется в промышленном массовом производстве. Согласно современным исследованиям, метод сушки может влиять на функциональные свойства белка. Следовательно, различные методы сушки могут влиять на растворимость, тем самым влияя на функциональные свойства желатина и продукта, в составе которого он находится.

Известен способ сушки желатинового бульона при производстве сухого желатина (патент №2757785, МПК С09Н 9/02, A23J 1/10, A23J 3/06, A23L 3/54, опубл. 21.10.2021), включающий упаривание, вспенивание, нанесение бульона на рабочую поверхность и обдув его воздухом с относительной влажностью W=50-60%, отличающийся тем, что желатиновый бульон упаривают до концентрации сухих веществ С=14-24%; упаренный бульон сушат при атмосферном давлении в желатинизированном состоянии, в форме стержней квадратного или прямоугольного сечения со сторонами сечения h₁=2-4 мм или в форме слоя с толщиной h₂=2-4 мм, при температуре воздуха, не превышающей температуру желатинизации и скорости потока воздуха v=4-5 м/с, при направлении потока воздуха параллельно стержням, и, одновременно, при двустороннем инфракрасном облучении стержней с плотностью теплового потока, падающего с одной стороны стержня Е=0,95-2,45 кВт/м², которое начинают через период времени t=0,03-0,15 ч после начала процесса сушки вспененного бульона.

Недостатком данного способа является большое количество технологических операций, которые обеспечивают подготовку желатинового раствора к сушке.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ сушки пищевых растворов (патент №1224331, МПК С09Н 9/00, F26B 3/10, опубл. 15.04.1986). Желатиновый бульон с температурой 54°С и концентрацией сухих веществ 25% через две форсунки, расположенные в противоположных сторонах сушильной камеры, под давлением воздуха 0,35 МПа распыляется в слой инертного материала (фторопластовые гранулы), приведенный во взвешенное состояние и вращательное движение в двух противоположно направленных частично пересекающихся потоках. Распыление бульона производят в каждый поток инертного материала в отдельности со сторон, противоположных месту пересечения потоков. Во вращательное движение инертный материал приводится двумя мешалками-ворошителями, вращающимися со скоростью 950 об/мин в противоположные стороны, а во взвешенное состояние (кипящее-вихревое) - потоком газообразного теплоносителя температурой 117°С, нагнетаемого вентилятором через калорифер по газораспределительному коробу с решеткой со скоростью 5 м/с.

При эффективности данного способа, главным его недостатком является сложный и энергозатратный технологический процесс сушки, в котором большие энергетические затраты несут мешалки-ворошители, вращающимися со скоростью 950 об/мин.

Задачей заявляемого изобретения является придание сухому желатину свойства быстрой растворимости, повышение функционально-технологических свойств сухого желатина.

Поставленные задачи достигаются путем подбора оптимальных параметров процесса сушки желатиновых бульонов на экспериментальной установке распылительной сушки.

Заявляемый способ предусматривает получение желатинового бульона методом ферментативно-кислотного гидролиза костного сырья крупного рогатого скота, с последующей нейтрализацией, фильтрацией и экстракцией желатинового бульона при температуре 55-60°С. Подготовленный желатиновый бульон с содержанием сухих веществ 12-15% из костного сырья крупного рогатого скота подвергается распылительной сушке на экспериментальной установке (параметры установки приведены в таблице 1). Установка распылительной сушки предусматривает регулировку скорости подачи раствора на распылительную форсунку и скорость подачи распыляющего потока газа - воздуха. После проведения процесса сушки жидких компонентов на выходе получается готовый продукт с размером частиц 9-11 мкм, что поспособствует быстрой растворимости продукта в воде. Способ осуществляли при следующих параметрах сушки:

Пример 1. Получение сухого быстрорастворимого желатина с помощью распылительной сушки осуществляли следующим образом: подготовленный желатиновый бульон, полученный из костного сырья крупного рогатого скота, направляли на распылительную сушку при следующих параметрах: температура воздуха 100°С; скорость подачи раствора 8 мл/мин; скорость потока воздуха 10 м³/ч. После сушки получали желатин со следующими физико-химическими и реологическими показателями: массовая доля белка 90,9±0,2%; массовая доля жира 0,7±0,06%; массовая доля влаги 7,8±0,2%, массовая доля золы 0,6±0,03%, прочность геля 290±0,7 Блюм; прозрачность раствора с массовой долей желатина 5% - 87±0,2%, время гелеобразования образцов желатина при 4±2°С - 14,7±0,1 мин.; температура плавления образцов желатина 32±0,3°С, вязкость 5% желатиновых растворов 50±0,1 сП; размер частиц 9±0,02 мкм; индекс растворимости 0,18±0,03 см³.

Пример 2. Получение сухого быстрорастворимого желатина с помощью распылительной сушки осуществляли следующим образом: подготовленный желатиновый бульон, полученный из костного сырья крупного рогатого скота, направляли на распылительную сушку при следующих параметрах: температура воздуха 110°С; скорость подачи раствора 12 мл/мин; скорость потока воздуха 20 м³/ч. После сушки получали желатин со следующими показателями: массовая доля белка 90,7±0,2%; массовая доля жира 0,6±0,06%; массовая доля влаги 7,1±0,2%, массовая доля золы 0,6±0,07%, прочность геля 286±0,9 Блюм; прозрачность раствора с массовой долей желатина 5% - 87±0,4%, время гелеобразования образцов желатина при 4±2°С - 15,2±0,3 мин.; температура плавления образцов желатина 32±0,8 вязкость 5% желатиновых растворов 49±0,3 сП; размер частиц 11±0,03 мкм; индекс растворимости 0,20±0,01 см³.

В таблице 3 приведены результаты определения физико-химических и реологических показателей желатина, контрольного и опытных образцов по примерам 1-2.

Из таблицы 3 видно, что подобранные параметры распылительной сушки по предлагаемому способу позволяют получить сухой желатин с размером частиц 9-11 мкм, что поспособствует быстрой растворимости продукта в воде (индекс растворимости в 3-3,3 раза меньше, чем у контрольного образца). При этом способ не нуждается в усложненной конструкции сушильной установки, количество технологических операций сведено к минимуму. Полученный сухой желатин превосходит по своим физико-химическим и реологическим показателям желатин, полученный традиционным способом, а так же по патенту №2757785 (по показателям массовых долей влаги и золы в полученном продукте).

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в процессе производства желатина. Способ получения сухого быстрорастворимого желатина включает получение желатинового бульона методом ферментативно-кислотного гидролиза костного сырья крупного рогатого скота, с последующей нейтрализацией, фильтрацией и экстракцией желатинового бульона при температуре 55-60°С с содержанием сухих веществ 12-15%. После чего желатиновый бульон подвергают распылительной сушке на установке распылительной сушки с регулировкой скорости подачи раствора на распылительную форсунку и скорости подачи распыляющего потока газа – воздуха при температуре от 100 до 110°С, скорости подачи желатинового бульона в установку от 8 до 12 мл/мин и скорости подачи распыляющего потока газа от 10 до 20 м³/ч с получением целевого продукта с размером частиц 9-11 мкм. Изобретение направлено на получение сухого быстрорастворимого желатина с размером частиц 9-11 мкм. 3 табл., 2 пр.

Способ получения сухого быстрорастворимого желатина, включающий получение желатинового бульона методом ферментативно-кислотного гидролиза костного сырья крупного рогатого скота, с последующей нейтрализацией, фильтрацией и экстракцией желатинового бульона при температуре 55-60°С с содержанием сухих веществ 12-15%, после чего желатиновый бульон подвергают распылительной сушке на установке распылительной сушки с регулировкой скорости подачи раствора на распылительную форсунку и скорости подачи распыляющего потока газа – воздуха при температуре от 100 до 110°С, скорости подачи желатинового бульона в установку от 8 до 12 мл/мин и скорости подачи распыляющего потока газа от 10 до 20 м³/ч с получением целевого продукта с размером частиц 9-11 мкм.