СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РЫБЬЕЙ КОЖИ С ЧЕШУЕЙ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ Российский патент 2025 года по МПК A23J1/10 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к безотходной переработке рыбьих кож с чешуей для получения растительно-рыбных смесей, применяемых в качестве альтернативы муки из злаков.

В процессе посола рыбного сырья и последующего его обесшкуривания, с целью получения рыбного филе, образуется значительное количество соленых кож, которые в качестве сырья, лишь частично (после предварительного процесса отмочки сырья в значительных объемах пресной воды с последующим отделением жидкости) используются при получении малорентабельной кормовой рыбной муки и являются одной из основных экономических, экологических и социальных проблем рыбоперерабатывающих предприятий.

Рыбьи кожи с чешуей сильно недооценены как пищевое сырье, так как содержат значительное количество белка (преимущественно коллагена), жира и минеральных веществ (ввиду наличия чешуи и остатков плавников).

Кроме того, образующиеся при производстве филе рыбьи кожи, содержат значительное количество (трудно отделяемых при обработке) мышечной ткани и жира, в виде прирезей, масса которых, как правило, составляют 50% и более общей массы кож.

Известны способы получения пищевой рыбной муки (порошков, добавок) с применением рыбьих кож [1, 2]. Необходимость предварительного удаления жира, пищевой соли и образование клееобразной массы при варке и сушке кожи рыб, являются основными недостатками способа.

Предложено множество способов гидролиза рыбьей кожи с целью получения коллагена и его гидролизатов [3, 4, 5]. Необходимость удаления жира, неколлагеновых белков, минеральных веществ, длительность и многооперационность технологического процесса, применение кислот, щелочей и дорогостоящих ферментов, значительные потери сырья, а также высокая себестоимость получаемой готовой продукции являются основными недостатками ограничивающими промышленное распространение гидролизных способов переработки рыбьих кож.

За ближайший аналог принят способ производства пищевого продукта, пищевой продукт и аппарат (WO 2024100327 А1, МПК A23J 3/26, A23L 17/00, А23Р 30/20, 16.05.2024 г.), где в качестве исходного сырья могут использоваться целая и потрошеная рыба, а также твердые рыбные ткани (от 30 до 90%) в виде голов, костей, чешуи, плавников, кожи, мышечной ткани, которые измельчаются на электромясорубке с диаметром отверстий 2 мм, с добавлением материала растительного или животного происхождения (пищевая рыбная мука, соевый белок в количестве до 50% от общей массы получаемой смеси). Сырье дополнительно измельчается в коллоидной мельнице и экструдируется (температура до 400°С), охлаждается, измельчается на мясорубке (диаметр отверстий 2 мм) и повторно обрабатывается в коллоидной мельнице «мокрого» измельчения с добавлением различных пищевых ингредиентов (мясо свежего лосося, отварного картофеля, подсолнечного масла, специй, воды). Содержание белка пищевого продукта составляет 5-30%, жира 2-30%, влаги 30-70%.

К недостаткам описанного способа можно отнести применение высокой температуры в процессе обработки (до 400°С), которая способствует быстрому окислению жира и потери нативных свойств животного белка, кроме того, получаемый описанным способом пищевой продукт имеет высокую массовую долю влаги 30-70%), что сокращает срок годности продукта без низкой температуры при хранении или дополнительного замораживания. Описанный способ обработки нельзя применять для соленого сырья, конкретно, соленой рыбьей кожи с чешуей из-за повышенного содержания соли в готовом продукте. Применяемый способ обработки повышает себестоимость готового продукта ввиду применения дорогостоящего оборудования. Кроме всего перечисленного, описанный способ трудоемкий, т.к. включает несколько последовательных процессов обработки. При экструзионной обработке жирного сырья происходит значительное отделение жира (потеря) ввиду снижения его вязкости при повышении температуры. Кроме того, стабильная работа экструзионного оборудования зависит от рецептурного состава (чувствительна к изменению) сырья.

Предлагаемый способ решает задачу создания более простого и дешевого способа переработки соленой рыбьей кожи с чешуей, позволяющий получить пищевую добавку в виде муки с увеличенным сроком годности, за счет применения подобранного оптимального растительного сырья, являющегося адсорбентом растворенных веществ и жира, содержащихся в рыбном сырье, а также подбора соотношения рыбного и растительного сырья, где растительное сырье выполняет роль абразива в процессе измельчения рыбного сырья, и значительно увеличивает площадь испарения, что позволяет оптимизировать процесс, применяя низкотемпературную сушку.

Для получения необходимого технического результата в способе переработки рыбьей кожи с чешуей, включающем использование в качестве сырья рыбью кожу с чешуей, измельчение сырья, введение в сырье растительного компонента, термическую обработку, охлаждение и измельчение, предлагается в качестве сырья использовать соленую рыбью кожу с чешуей, которую после измельчения смешивать с растительным компонентом в виде зерна злаковых в массовом соотношении 1:4-11 соответственно. Смесь предлагается высушивать воздухом при температуре не более 60°С до массовой доли влаги не более 12%. Высушенную смесь предлагается измельчить до размера частиц не более 600 мкм. В качестве злаковых предлагается использовать пшеницу, или овес, или рожь, или ячмень, или их смеси. Может быть использовано дробленое зерно злаковых.

Размороженные или охлажденные крупные соленые рыбьи кожи с чешуей предварительно измельчают в дробилках-измельчителях различного типа, с целью уменьшения их размеров, для более удобной последующей подачи сырья и сокращения продолжительности обработки на оборудовании для более тонкого измельчения, например, куттере. Полученную измельченную в куттере массу (в виде пасты с наличием неизмельченной рыбьей чешуи) смешивают со злаковыми (дробленым или целым зерном) в массовом соотношении 1:4-11 соответственно. Количество добавляемых при смешивании злаковых зависит от массовой доли жира в рыбном сырье и соответственно в готовой продукции (предпочтительно, не более 8%). Полученную смесь высушивают теплым воздухом (с температурой не более 60°С, чтобы предотвратить окисления жира), до содержания влаги не более 12% и измельчают до состояния муки (размер частиц не более 600 мкм), частицы с большим размером частиц (оставшихся на ситах при просеивании муки), повторно измельчаются и добавляются в муку.

Мука злаковых неполноценна в биологическом отношении ввиду незначительного содержания лизина, метионина и триптофана, а соотношение незаменимых аминокислот в них менее благоприятно для метаболизма, чем в животных белках, поэтому добавление рыбных белков способствует обогащению мучной смеси и ее лучшему усвоению. Кроме того, увеличение массовой доли минеральных веществ (за счет рыбьей чешуи) в составе мучной смеси и особенно кальция и фосфора, способствует улучшению их оптимального соотношения (1,67:1 для человека) и соответственно повышает усвоение, по сравнению с обычной пшеничной мукой, где отношение составляет 1:5,5 [7].

Значительное количество рыбьего жира (35%-60% в коже некоторых рыб), также способствует обогащению мучной смеси ценными жирорастворимыми витаминами (A, D, E, F), полиненасыщенными незаменимыми жирными кислотами (эйкозапентаеновой (ЭПК) и докозагексаеновой (ДГК)) и ряда других кислот входящих в состав мембранных структур клеток и играющих важную роль в физиологических процессах организма (регуляция выработки гормонов, перенос кислорода в тканях, улучшают состояние кожных покровов и сосудов, предотвращают диабет и болезни сердца, снижают уровень холестерина, уменьшают агрегационную способность тромбоцитов, регулируют уровень сахара в крови, оказывают спазмолитическое и противовоспалительное действие и ряд других функций) [8].

Смешивание измельченной рыбной массы (с влажностью 35-60%) с зерном (влажность не более 14%) приводит к снижению массовой доли воды в смеси, а последующее дополнительное обезвоживание и измельчение, также способствует значительному снижению общей обсемененности получаемой муки и соответственно увеличению ее срока хранения.

Опытным путем установлено, что при смешивании соленой рыбьей кожи повышенной жирности (более 45%) с зерном (или крупой) пшеницы при массовом соотношении менее 1:4 соответственно, при последующей сушке и измельчении наблюдалось слипание полученной муки с образованием плотных комков, имеющих непривлекательный темно-серый цвет. Кроме того, нежелательно превышение массовой доли жира в готовой мучной смеси, более 8% (оптимально до 5%) ввиду возможного снижения продолжительности ее сроков хранения.

В хлебопекарной отрасли для массовых видов хлеба применяют в основном маргарин и растительное масло в дозировке от 1,5 до 8,0% к массе муки. Они являются технологически значимыми компонентами и необходимы для создания определенных структурно-механических свойств теста и готовых изделий [9].

В последнее время наблюдается тенденция замены маргарина на растительные масла, так как в жирах твердой консистенции содержатся трансизомеры жирных кислот, которые плохо усваиваются в организме человека [9].

Известно, что добавление растительного масла к муке злаковых при приготовлении хлеба в количестве 2-5% способствует улучшению качества теста (уменьшение упругости, повышение пластичности, пористости, удельного объема и высоты подъема при выпечке, препятствует проникновению влаги и образованию глютена), поэтому содержание жира в получаемой мучной смеси не должно превышать 8% (с учетом жира в злаковых) [10].

Практика добавления пищевой рыбной муки в мучные растительные смеси, показала, что при ее добавлении в количестве 10% и менее рыбный запах либо отсутствовал, либо ощущались легкие нотки его присутствия (оптимально 5%, где рыбный запах не ощущался) [11]. На основании полученных экспериментальных и литературных данных, оптимальным массовым соотношением рыбьей кожи с чешуей и злаковых, является 1:11 соответственно. При меньших соотношениях получаемой мучной смеси, ее при необходимости можно разбавить растительной мукой с целью предотвращения образования рыбного запаха. При больших соотношениях снижается биологическая ценность получаемой мучной смеси.

Очевидным преимуществом предлагаемого способа является простота (включая малооперационность) и отсутствие потерь при проведении технологического процесса переработки соленых рыбьих кож. Полученный продукт в виде добавки (обогащенной муки) может быть использован в качестве альтернативы муки из злаковых при приготовлении различной пищевой продукции (кулинарные полуфабрикаты, хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия, панировка и др.).

Конкретные примеры осуществления предлагаемого способа переработки соленой рыбьей кожи с чешуей.

ПРИМЕР 1.

Мороженую соленую кожу сельди тихоокеанской (с плавниками, чешуей и прирезями мяса) полученную после посола рыбы и ее обесшкуривания) в производственных условиях ООО "Вичюнай-Русь" (г. Советск, Калининградской обл.) размораживали при комнатной температуре до (-1°С) и порциями (1970 г) загружали в куттер (Fama FCU 102 kutter, емкость 3 л, 1400 об/мин, Италия) и обрабатывали в течение 60-90 секунд, полученную массу (1930) г в виде пасты с неизмельченной чешуей, далее порциями (8 раз) смешивали (смеситель ножевого типа Moulinex Delico FP203 (500 Вт)) с пшеничной крупой в массовом соотношении 150:700 соответственно в течение 30 сек, полученную смесь (6800 г), обезвоживали (электросушилка Clatronic DR 275) при помощи теплого воздуха (40°С) до содержания массовой доли влаги 11,3% (6560 г) и измельчали (высокоскоростной мультифункциональный измельчитель (чаша 0,8 литра, 36000 об./мин, 3000 Вт, производитель Zhejiang Winki Plastic Co., Ltd., Китай), в течение 20-30 секунд, до состояния муки (размер частиц до 600 мкм).

Аналогично приведенному выше примеру 1, получали пищевую добавку, где проводили смешивание с массовым соотношением соленой кожи сельди к пшеничной крупе 1:11, далее полученную смесь высушивали и измельчали.

Химический состав исходного сырья и готовой продукции, полученной при различных соотношениях компонентов сырья (пшеничная крупа/кожа сельди), представлен в таблице 1.

Как видно, из таблицы 1, смешивание рыбьей кожи с пшеничной крупой способствует увеличению массовой доли белка, жира и общей золы (включая кальций и фосфор), при снижении углеводов по сравнению с пшеничной крупой. Кислотное число жира, также соответствует требованию предъявляемому к пищевому рыбьему жиру (не более 4 мг КОН/г жира), согласно ГОСТ 8714-72 "Жир пищевой из рыбы и морских млекопитающих" и имеет тенденцию к снижению при большем разбавлении мучной смеси растительным компонентом, что способствует увеличению сроков хранения готового продукта. Содержание пищевой соли NaCl находящейся в рыбном сырье, также значительно снижается с увеличением массовой доли растительного компонента в пищевой добавке, что видно по общей золе (в состав которой входит также NaCl) рыбного сырья (3,62%) и получаемого готового продукта (0,72%).

ПРИМЕР 2.

Охлажденную соленую кожу семги с прирезями мяса и чешуей (640 г) загружали в куттер (Fama FCU 102 kutter, емкость 3 л, 1400 об/мин, Италия) и обрабатывали в течение 90 секунд, полученную массу (600 г) г в виде пасты с неизмельченной чешуей, далее порциями (6 раз) смешивали (смеситель ножевого типа Moulinex Delico FP203 (500 Вт)) с пшеничной крупой в массовом соотношении 100:400 соответственно в течение 30 сек, полученную смесь (3000 г), обезвоживали (электросушилка Clatronic DR 275) при помощи теплого воздуха (60°С) до содержания массовой доли влаги 11,3% (2820 г) и измельчали (высокоскоростной мультифункциональный измельчитель (чаша 0,8 литра, 36000 об./мин, 3000 Вт, производитель Zhejiang Winki Plastic Co., Ltd., Китай), в течение 20-30 секунд, до состояния муки (размер частиц до 600 мкм).

Аналогично приведенному выше примеру 2, получали пищевую добавку, где проводили смешивание с массовым соотношением соленой кожи семги к пшеничной крупе 1:11, далее полученную смесь высушивали и измельчали.

Химический состав исходного сырья и готовой продукции полученной при различных соотношениях компонентов сырья (пшеничная крупа / кожа семги), представлен в таблице 2.

Как видно, из таблицы 2, смешивание рыбьей кожи с пшеничной крупой способствует увеличению массовой доли белка, жира и общей золы (включая кальций), при снижении углеводов по сравнению с пшеничной крупой. Кислотное число жира пищевой добавки имеет тенденцию к снижению, при увеличении массовой доли в ней растительного компонента, что способствует увеличению срока хранения готового продукта.

Содержание общей золы (включая NaCl) в полученных пищевых добавках (1,85% и 0,757%) в 2,2-5,3 раза меньше, чем в рыбном сырье (4,03%).

Таким образом, предлагаемый способ переработки соленой рыбьей кожи, по сравнению с ближайшим аналогом, является более простым, малооперационным и позволяет решить проблему переработки практически неиспользуемой соленой рыбьей кожи с чешуей без предварительного вымачивания кожи с чешуей. В предлагаемом способе в качестве адсорбента и абразива используют дешевый компонент - зерно злаковых, который добавляют в оптимальных пропорциях, подобранных опытным путем, чтобы исключить рыбный запах и получить продукт с повышенной пищевой ценностью по сравнению с мукой из злаковых. При получении продукта использована низкотемпературная обработка не более 60°С до массовой доли влаги 12%, что позволило сохранить биологическую ценность рыбьего жира увеличить продолжительность хранения пищевой добавки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Воробьев В.И. Использование рыбьей кожи с чешуей в пищевых целях // Известия КГТУ. - 2020. - №. 58. - С. 75-83.

2. Honrado A. et al. Fish by-product valorization as source of bioactive compounds for food enrichment: characterization, suitability and shelf life // Foods. - 2022. - T. 11- №. 22. - C. 3656. https://doi.org/10.3390/foods11223656

3. Патент РФ 2583660 A23J 1/10, A23J 1/14, A23J 3/04, A23J 3/14 способ получения сухого гидролизата из кожи рыб, опубл. 10.05.2016.

4. CN 115944088 (А) - 11.04.2023. Протеиновый порошок для замены пищи в бодибилдинге и способ его приготовления. У Лискин, Дай Хейтан.

5. CN 117551725 (А)-2024-02-13 Способ получения коллагенового пептида Ли Цзя, Чжао Цзин.

6. WO 2024100327 (А1) - 16.05.2024 г Способ производства пищевого продукта, пищевой продукт и аппарат (ближайший аналог).

7. Махнач Е.В., Бессмертная И.А. Разработка технологии функционального продукта из пшеничной муки, обогащенного рыбным белково-минеральным наполнителем // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». - 2014. - №. 1. - С. 15.

8. Субботина М.А. Физиологические аспекты использования жиров в питании // Техника и технология пищевых производств. - 2009. - №. 4.

9. Пономарева Е.И. и др. Влияние дозировки кукурузного масла на показатели качества теста и хлебобулочного изделия с пророщенными семенами льна // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - 2020. - Т. 82. - №. 1 (83). - С. 53-58.

10. Кобец Е.С. и др. Определение реологических свойств теста с добавлением пищевых волокон // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. - 2016. - №. 3. - С. 21.

11. Zebib Н. et al. Nutritional and sensory acceptability of wheat bread from fish flour. Cogent Food and Agriculture, 6 (1), 1-8. - 2020.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к безотходной переработке рыбьих кож с чешуей для получения растительно-рыбных смесей. Способ переработки рыбьей кожи с чешуей включает использование в качестве сырья соленой рыбьей кожи с чешуей, измельчение сырья, введение в сырье растительного компонента в виде зерна злаковых в массовом соотношении 1:4-11 соответственно. Смесь высушивают воздухом при температуре не более 60°С до массовой доли влаги не более 12%. Высушенную смесь измельчают до размера частиц не более 600 мкм. Предлагаемый способ переработки рыбьей кожи с чешуей обеспечивает упрощение технологии получения пищевой добавки с сохранением пищевой ценности сырья и увеличения срока хранения, применяемых в качестве альтернативы муки из злаков. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

1. Способ переработки рыбьей кожи с чешуей, включающий использование в качестве сырья рыбьей кожи с чешуей, измельчение сырья, введение в сырье растительного компонента, термическую обработку, охлаждение и измельчение, отличающийся тем, что в качестве сырья используют соленую рыбью кожу с чешуей, которую после измельчения смешивают с растительным компонентом в виде зерна злаковых в массовом соотношении 1:4-11 соответственно, после чего смесь высушивают воздухом при температуре не более 60°С до массовой доли влаги не более 12%, высушенную смесь измельчают до размера частиц не более 600 мкм.

2. Способ по п. 1, в котором в качестве злаковых используют пшеницу, или овес, или рожь, или ячмень, или их смеси.

3. Способ по п. 1, в котором используют дробленое зерно злаковых.