СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ РЫБНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2025 года по МПК A23J3/34 A23J1/04 A23J3/04 A23J3/30 A23L17/20 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве белковой добавки при производстве формованной продукции из рыбного сырья, которая проходит термическую обработку.

Известен способ получения жировой добавки для рыбных изделий (RU 2791912, МПК A23D 9/00, A23L 17/00, опубл. 14.03.2023), предусматривающий гомогенизацию смеси на основе рыбного бульона из пищевых отходов разделки, рыбьего жирового компонента, многофункциональной многокомпонентной смеси и коптильного препарата, формование и выдерживание в охлажденном (0-4°С) виде.

Недостатком данного способа является отсутствие ферментной обработки коллагенсодержащего сырья, вследствие чего степень гидролиза и извлечения белковых веществ в бульон ниже.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ получения пищевых белковых продуктов (RU 2331202, МПК A23J 1/04, A23J 3/34, опубл. 20.08.2008), предусматривающий смешивание с водой и гидролиз измельченных гидробионтов и отходов их переработки ферментным препаратом, инактивацию фермента. Получаемый гидролизат является белковым продуктом, применяемым в производстве заливок, приправ, соусов, или для дальнейшей переработки в белковый концентрат упариванием и сублимационной сушкой.

Недостатком данного способа является использование дорогого высокоактивного ферментного препарата (400 ед/г в количестве 0,1-0,2% от массы измельченного сырья, продолжительность гидролиза 2-3 часа). Полученный белковый продукт имеет сметанообразную консистенцию и неустойчив к тепловой обработке (теряет свою структуру и становится жидким), а потому малоприменим при производстве некоторых видов рыбных изделий, например, формованных и колбасных изделий, при производстве которых применяется тепловая обработка. Кроме того, описанный продукт имеет обедненный минеральный состав.

Изобретение решает задачу создания способа получения белковой добавки из вторичного рыбного сырья (головы, кости, чешуя, кожа, хвосты и плавники), обладающей более плотной структурой, которая сохраняется при тепловой обработке, с обогащенным минеральным составом, без существенного удорожания способа, за счет предварительной термической обработки рыбного сырья перед ферментацией, комплексного использования продуктов гидролиза и применения многофункциональной смеси.

Для получения необходимого технического результата в способе получения белковой добавки для рыбных изделий из вторичного рыбного сырья, предусматривающем мойку сырья, измельчение, смешивание с водой, ферментативный гидролиз при температуре 40°С в течение 2,5 часов, инактивацию фермента нагреванием, предлагается перед гидролизом осуществлять предварительную варку сырья при гидромодуле 1:1, температуре 85°С в течение 25 минут. В качестве ферментного препарата предлагается применять Энзи-Микс У с активностью 100 ед/г в количестве 0,1% от массы измельченного вторичного сырья. После инактивации ферментного препарата предлагается отделить от гидролизата твердый остаток, который высушить, измельчить до размера частиц не более 0,2 мм и использовать в качестве минерального компонента белковой добавки. Затем предлагается ввести многофункциональную смесь МИТПРО М 750, содержащую альгинат натрия Е401, сульфат кальция Е516 и фосфат Е450 (II) и пищевой краситель при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %: гидролизат - 93,5-96,5; многофункциональная смесь МИТПРО М750 - 3-6; пищевой краситель - 0,3; минеральный компонент - 0,2. Компоненты предлагается перемешать, полученный продукт сформировать, выдержать при температуре (0-4)°С в течение 1 часа до получения плотной консистенции и хранить в замороженном виде.

В качестве пищевого красителя предлагается использовать кармин Е120.

В пищевой промышленности остро стоит вопрос рациональной переработки вторичного сырья разделки рыбы на пищевые цели. Одним из потенциальных способов эффективного использования данного сырья является извлечение белков соединительной ткани в виде продуктов гидролиза. При гидролитическом распаде коллагена на аминокислоты, белки и пептиды возрастают структурообразующие свойства, тем самым повышается способность удерживать свободную влагу, что важно в производстве колбасных изделий. При использовании в качестве реагента ферментных препаратов протеолитического действия сохраняется наибольший набор аминокислот и повышается выход гидролизата, вследствие чего увеличивается его пищевая ценность. Продукты ферментативного гидролиза соединительнотканных белков в качестве компонентов питания обладают биоактивными свойствами за счет антиоксидантной, антикоагулянтной, противоканцерогенной, противовоспалительной активности, они благотворно влияют на работу мышц и суставов, снижая риск возникновения остеопороза и других заболеваний опорно-двигательной системы. Предлагаемая добавка, основой которой является гидролизат, пригодна для использования в качестве частичной замены основного сырья при производстве формованных и колбасных рыбных изделий. Применяя гидролизат в качестве частичной замены основного сырья колбасных изделий возможно снижение себестоимости данных изделий при сохранении органолептических показателей.

В заявляемом способе предлагается. проводить перед ферментацией предварительную операцию - варку сырья, после которой, как показали проведенные, опытные проверки, стало возможным использование менее активного, но более дешевого ферментного препарата, что сократило экономические затраты на данном этапе обработки и позволило применить эффективную многофункциональную смесь МИТПРО М750, необходимую для получения заданной твердой структуры белковой добавки, при этом, существенного удорожания конечного продукта не произошло.

Для повышения пищевой ценности продуктов и увеличения степени вовлечения вторичного сырья в пищевую продукцию, предлагается использовать твердый остаток после гидролиза, который характеризуется более богатым минеральным составом.

Твердый остаток, остающийся после гидролиза, представляет интерес как источник минеральных веществ, в частности кальция. Известно, что содержание фосфора в костной золе сеголетки карпа составляет около 10%, соотношение же прочих макроэлементов может варьироваться в зависимости от условий разведения. Примерное содержание кальция составляет 27-30%. Данные макроэлементы, получаемые предлагаемым способом из твердого остатка после гидролиза, при высушивании и достаточной степени измельчения легко усваиваются организмом и могут быть использованы в качестве обогащающих минеральных компонентов заявляемой белковой добавки, что обогащает и конечные пищевые продукты, в которых использована белковая добавка, не отражаясь негативно на органолептических характеристиках продукта.

Однако, несмотря на высокий выход, хорошие абсорбционные свойства и малую токсичность гидролизатов рыбного коллагена, малая студнеобразующая способность и низкая температура плавления ограничивают варианты применения гидролизатов. В связи с чем, предлагается использование многофункциональных смесей, содержащих соли альгиновой кислоты, которые могут обеспечить отвердение белковых эмульсий и увеличить их термостабильность.

Применяемый высушенный ферментный препарат животного происхождения - Энзи-Микс У (протепсин), содержит комплекс кислых протеаз, имеет протеолитическую активность в зависимости от марки 50, 100, 150 единиц на грамм. Рабочая активность при (45±5°С) и оптимум действия в мясных системах при 40°С и рН 6,0. Протепсин по окончании применения требует инактивации, которая проходит полностью при 70°С за 15 минут. Опытное использование дешевого препарата Энзи-Микс У с минимальной протеолитической активностью 100 ед/г показало хорошие результаты по ускорению процесса извлечения белка из предварительно проваренного вторичного рыбного сырья. Продолжительность гидролиза составила 2,5 часа при 40°С, т.е. как и при использовании дорогого высокоактивного ферментного препарата с протеолитической активностью в 400 ед/г в ближайшем аналоге.

Многофункциональные смеси МИТПРО, Биотек FB-A, Гелеон и др., содержат гидроколлоиды полисахаридного происхождения (загустители альгинат натрия (Е401) и иногда, в совокупности с альгинатом натрия, пектин (Е440)). Их использование образует и упрочняет гель, повышает температуру плавления. Рекомендованная сфера применения - технология вареных колбасных изделий для создания жировых эмульсий. Опытным путем авторами определено, что смесь марки МИТПРО М750, содержащая альгинат натрия (Е401), сульфат кальция (Е516) и фосфат Е450(II) в соотношении компонентов - 97,0:2,7:0,3, при добавлении к рыбному гидролизату, полученному путем гидролиза предварительно проваренного вторичного рыбного сырья, помогает получить заданный результат - образовать плотные твердые структуры с требуемыми характеристиками, т.е. сохраняющими структуру при термообработке.

Используемый в способе получения белковой добавки для улучшения органолептических показателей пищевой краситель - кармин, применяется для придания «мясного» красного цвета изделию, например, колбас.

К описанию прилагается общая технологическая схема производства предлагаемой белковой добавки для рыбных изделий.

Технология приготовления гидролизата коллагена включает варку измельченного вторичного сырья разделки (головы, кости, чешуя, кожа, хвосты и плавники) при гидромодуле 1:1 в течение 25 минут при температуре 85°С. Полученная после охлаждения до 40°С смесь при данной температуре подвергается гидролизу с применением ферментного препарата Энзи-микс У протеолетической активностью 100 ед/г в количестве 0,1% к массе сырья в течение 150 минут. Далее смесь для инактивации ферментов нагревают до 75°С и выдерживают 15 минут. Смесь фильтруют в чистые сухие емкости, отделяя жидкую часть (гидролизат) от твердого остатка. Хранят гидролизат в охлажденном (от 0 до 4°С) или замороженном (минус 18°С) виде, либо используют сразу для изготовления белковой добавки.

Минеральный компонент изготавливают из твердого остатка посредством удаления влаги высушиванием, тонкого измельчения, разделения сухого остатка по размеру, сбору фракции с частицами, имеющими размер не более 0,2 мм. Крупные фракции могут в дальнейшем применяться в составе удобрений.

Для получения белковой добавки производят перемешивание гидролизата коллагена при температуре от 10 до 25°С с многофункциональной смесью, пищевым красителем и минеральным компонентом в заданном соотношении. Перемешивание продолжается в течение 1-2 минут до получения однородной структуры.

После получения однородной структуры смесь разливают в заранее подготовленные емкости с адгезионным покрытием и охлаждают при температуре в диапазоне от 0 до 4°С в течение 1 часа для формирования твердой структуры (продолжительность застывания установлена экспериментальным путем).

Полученная предлагаемым способом белковая добавка имеет плотную структуру, цвет темно-красный, запах свойственный, невыраженный.

Белковая добавка после хранения в замороженном виде и дефростации сохраняет свои органолептические показатели и плотность.

Конкретный пример осуществления способа.

Пример №1. Для получения опытного образца заявляемого продукта в качестве сырья использовали отходы от переработки рыбы - головы карпа в количестве 1 кг. Сырье измельчали на волчке с диаметром решетки 2-3 мм, после чего сырье поместили в варочную емкость, добавили 1 л воды, нагрели до 85°С и варили при данной температуре 25 минут. После охлаждения смеси до 40°С внесли ферментный препарат Энзи-Микс У активностью 100 ед/г в количестве 1 г (0,1% от массы сырья), и выдерживали в термостате при температуре 40°С в течение 150 минут. После ферментации смесь прогревали до 75°С и выдерживали при данной температуре 15 минут. После чего охладили до температуры 60°С, гидролизат фильтровали через тройной слой марли в чистую сухую емкость. Выход гидролизата составил 106% (1,06 кг) относительно сырья (массы голов). Твердый остаток в количестве 600 г выкладывали на противень и высушивали при температуре 200-240°С в течении 1,5 часов, после чего тонко измельчали, а затем фильтровали на вибросите до получения порошка с размером частиц не более 0,2 мм. Полученный порошок, содержащий такие минеральные составляющие, как кальций, фосфор и магний, был использован в количестве 0,2% от массы белковой добавки для обогащения конечного продукта.

Для получения 1,11 кг белковой добавки 1,06 кг гидролизата (95,5% массы белковой добавки) при температуре 20°С смешивали с 44,4 г многофункциональной смеси «МИТПРО М 750» (4%), 2,22 г минерального компонента (0,2%), 3,3 г пищевого красителя (кармина, 0,3%) гомогенизировали до однородной структуры, затем заливали в форму (емкость) и охлаждали при (0-4)°С в течение 1 часа.

Полученная добавка удовлетворяет поставленной задаче, поскольку обладает требуемой устойчивой структурой и обогащена минеральными веществами.

Опытным путем выявлено, что количество многофункциональной смеси можно варьировать. Для удовлетворения поставленной задачи рекомендованное содержание смеси находится в диапазоне от 3 до 6 процентов.

Определено, что при хранении добавки в замороженном состоянии (минус 18°С) в течении 14 суток с последующей дефростацией не происходит потери структуры, отсутствуют явные признаки порчи, синерезис не выражен, т.е. белковая добавка не потеряла своих свойств.

Данная белковая добавка может активно использоваться в рыбных колбасных изделиях, т.к. ее себестоимость ниже стоимости сырья рыбной мышечной ткани и шпика. При этом структура и внешний вид добавки, сохраняется в диапазоне температур, которые используются при производстве колбасных изделий. При пробном нагревании полученной добавки на кипящей водяной бане в течении 2 часов ее структура не нарушилась, что доказывает возможность использования продукта в составе формованных и колбасных рыбных изделий с применением термической обработки.

Полученная заявляемым способом белковая добавка рекомендуется к использованию при производстве рыбной продукции, в частности, в колбасных изделиях для замены шпика, а также рыбной мышечной ткани в количестве 5-15%.

Примеры №2-7 осуществления заявляемого способа проводились аналогично описанному способу в примере №1, процентное содержание компонентов, использованных при осуществлении предлагаемого способа для получения серии опытных образцов белковых добавок отражено в таблице 1.

Результаты исследований свойств полученных опытных образцов заявляемой белковой добавки представлены в таблице 2.

Приведенные примеры позволяют выявить оптимальное соотношение компонентов, которое обеспечивает получение белковой добавки, обладающей свойствами, поставленными в задаче.

На основании полученных результатов, рекомендовано использование многофункциональной смеси в количестве от 3 до 6%. Опытный образец №2 с массовой долей многофункциональной смеси 2% теряет форму при термической обработке, потому он неприемлем в виде белковой добавки в технологии рыбных изделий, для приготовления которых предусмотрено доведение до кулинарной готовности посредством теплового воздействия. При внесении более 6% многофункциональной смеси прочность повышается в меньшей степени, поэтому образец, изготовленный по рецептуре №5 нецелесообразен с экономической точки зрения, т.к повышается себестоимость конечного продукта, кроме того, в этом нет необходимости, т.к. такие высокие температуры не применяются при термообработке колбасных изделий. За счет использования пищевых красителей приобретается насыщенный красный цвет добавки, который подходит для имитации мышечной ткани на разрезе колбасного изделия. Образец №6, в который краситель не вносился, имеет кремово-серый цвет, из-за чего добавка в составе колбасного изделия не формирует «рисунок», а потому не рекомендуется к использованию. Внесение минерального компонента в образцы не оказывает воздействия на органолептические показатели. Образец №7, в который минеральный компонент не добавлялся, не обогащен минеральными веществами, в частности, кальцием, а потому его использование не рекомендуется.

Определенное расчетным способом содержание минеральных веществ в получаемой белковой добавке представлено в таблице 3.

Получаемая белковая добавка в составе колбасного изделия, используемая в качестве частичной замены основного мясного и жирового сырья, положительно сказывается на минеральном составе продукции. Содержание кальция в белковой добавке на 54% выше, чем в рыбном сырье (35 мг % в мясе карпа, 54 мг % в белковой добавке) и в 26 раз больше, чем в жировом (2 мг % в шпике свином). В меньшем количестве в добавке содержится фосфор и магний.

Таким образом, в отличие от ближайшего аналога, заявляемый способ получения белковой добавки для рыбных изделий, позволяет получить более плотную структуру, которая сохраняется при термообработке в процессе доведения изделия до кулинарной готовности (90°С в толще продукта). Полученная белковая добавка имеет обогащенный минеральный состав, благодаря комплексному использованию продуктов гидролиза. При использовании пищевого красителя можно добиться насыщенного красного цвета добавки, что позволяет использовать его в качестве имитации мясной части изделия, улучшая тем самым внешний вид на разрезе рыбных колбасных изделий. Экономические затраты на получение заявляемой белковой добавки за счет использования более дешевого ферментного препарата, чем в ближайшем аналоге, и использования дорогой многофункциональной смеси, не намного дороже, чем экономические затраты на получение белковой добавки по способу, описанному в ближайшем аналоге. Предлагаемая белковая добавка может быть использована при производстве рыбных колбасных изделий для замены шпика, а также рыбной мышечной ткани в количестве 5-15%.

Вне зависимости от способа применения, белковую добавку можно замораживать для длительного хранения, при этом изменение свойств и органолептических показателей добавки при дефростации не выявлено. Добавка не оказывает негативного воздействия на структуру фарша формованных изделий. Предлагаемый способ позволяет расширить ассортимент белковых добавок для рыбных продуктов.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Раскрыт способ получения белковой добавки для рыбных изделий из вторичного рыбного сырья, характеризующийся тем, что сырье моют, измельчают, смешивают с водой, проводят ферментативный гидролиз при температуре 40°С в течение 2,5 часов, инактивируют фермент нагреванием, при этом перед гидролизом предварительно варят сырье при гидромодуле 1:1 и температуре 85°С в течение 25 минут, в качестве ферментного препарата применяют Энзи-Микс У с активностью 100 ед./г в количестве 0,1% от массы измельченного вторичного сырья, а после инактивации ферментного препарата отделяют от гидролизата твердый остаток, который высушивают, измельчают до размера частиц не более 0,2 мм и используют в качестве минерального компонента белковой добавки, после чего вводят многофункциональную смесь МИТПРО М750, а также пищевой краситель при определенном значении количеств компонентов, компоненты перемешивают, полученный продукт формуют, выдерживают при температуре (0-4)°С в течение 1 часа до получения плотной консистенции и хранят в замороженном виде. Изобретение позволяет получить белковую добавку из вторичного рыбного сырья, обладающую более плотной структурой, которая сохраняется при тепловой обработке, с обогащенным минеральным составом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 7 пр.

1. Способ получения белковой добавки для рыбных изделий из вторичного рыбного сырья, предусматривающий мойку сырья, измельчение, смешивание с водой, ферментативный гидролиз при температуре 40°С в течение 2,5 часов, инактивацию фермента нагреванием, отличающийся тем, что перед гидролизом осуществляют предварительную варку сырья при гидромодуле 1:1 и температуре 85°С в течение 25 минут, в качестве ферментного препарата применяют Энзи-Микс У с активностью 100 ед./г в количестве 0,1% от массы измельченного вторичного сырья, а после инактивации ферментного препарата отделяют от гидролизата твердый остаток, который высушивают, измельчают до размера частиц не более 0,2 мм и используют в качестве минерального компонента белковой добавки, после чего вводят многофункциональную смесь МИТПРО М750, содержащую альгинат натрия Е401, сульфат кальция Е516, фосфат Е450 (II) и пищевой краситель при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

Гидролизат 93,5-96,5 Многофункциональная смесь МИТПРО М750 3-6 Пищевой краситель 0,3 Минеральный компонент 0,2,

компоненты перемешивают, полученный продукт формуют, выдерживают при температуре (0-4)°С в течение 1 часа до получения плотной консистенции и хранят в замороженном виде.

2. Способ получения белковой добавки для рыбных изделий по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пищевого красителя используют кармин Е120.