Лекція 26-27 Технологія виробництва желатину та клею

План лекції 26:

1. Асортимент та класифікація желатину та клею.

2. Характеристика сировини для виробництва желатину та клею.

3. Підготовка сировини до виварювання.

План лекції 27:

4. Варка бульйонів та підготовка їх до сушіння

5. Сушіння желатину та клею.

6. Подрібнення, пакування та зберігання желатину та клею.

Асортимент та класифікація желатину та клею

Характеристика сировини для виробництва клею і желатину

Як сировину використовують тканини, органи і частини туш, достатньо багаті колагеном: кістки і продукти забою з великим вмістом колагену. Сировина допускається тільки з дозволу ветеринарно-санітарного нагляду.

Кістка

Кістки для виробництва желатину (НД паспортна кістка) - знежирені, виварені без тиску кістки ВРХ (лопатка, ребра без хребців, тазова кістка, нижня щелепа, трубчасті обпилені). До кісток для виробництва желатину належать також роговий стрижень, відходи виробних кісток, що отримують під час їх переробляння.

Кістки для виробництва клею (НД рядова кістка) - кістки першої та другої категорій усіх видів худоби (окрім хребців грудної та крижової кісток першої категорії, черепних кісток з залишками рогів та шерсті).

Залежно від характеру попередньої обробки і від ступеня розкладання кістки під впливом зовнішніх умов її підрозділяють на наступні категорії:

кістка ковбасна – свіжа, невиварена, така, що містить багато жиру, вологи і залишків м'яких тканин;

кістка столова – заздалегідь виварена для виділення жиру або при кулінарній обробці; вона містить менше жиру, вологу і залишки м'яких тканин;

кістка збірна – лежала столова і з різними забрудненнями;

кістка польова – що тривалий час піддавалася глибоким змінам під впливом зовнішніх умов (опадів, сонячних промінів, вивітрювання); вона суха, містить мало клеєутворюючих речовин і майже не містить жиру.

Перелік видів кісткової сировини і вихід желатину

Склад різних категорій кістки і виходу клею

М'яка сировина

Перелік різновидів м'якої сировини, що переробляється на желатин і клей, і виходи продукції з них

Технологічний процес виробництва желатину і клею

Основні етапи технологічного процесу виробництва клею та желатину:

• накопичення сировини та її технологічна підготовка;

• видалення із сировини желеутворювальних речовин;

• очищення та видалення желатину і клею;

• концентрування і відбілювання сухих речовин;

• сушіння;

• подрібнення;

• пакування.

Підготовка сировини

Сортування - розподіл сировини на групи, для яких характерний приблизно однаковий вихід продукції за одних і тих же умов переробки.

Подрібнення сировини

Кістку дроблять на дробильних машинах до розмірів 20…50 мм. Роговий стрижень розпилюють дисковою пилою на шматки розміром до 100 мм.

М'яка сировина перед подрібненням іноді вимагає додаткової підготовки: заморожену потрібно розморозити, консервовану – відмочити і промити, суху – розмочити (2…3 діб). Підготовлену сировину подрібнюють до розміру шматків 50…80 мм.

Способи знежирення кістки:

• у киплячій воді (кістку протягом 5…6 год. обробляють достатньою кількістю води при слабкому кипінні);

• імпульсний (гідромеханічні імпульси у вигляді великих змінних тиску, достатнього для руйнування м'яких і твердих тканин збуджуються швидким рухом робочого органу машини в рідкому середовищі. Жир переходить в середовище при температурах нижче за температуру його плавлення;

• напірно-швидкісний (використовується відриваюча дія динамічного натиску води, що рухається з деякою швидкістю відносно кістки, і інерції, що виникає в результаті зміни швидкості руху кістки);

• екстракційний.

Полірування кістки – це видалення залишків м'якушевих тканин (м'яса, хрящів і ін.) з поверхні знежиреної кістки унаслідок тертя шматків кістки один об інший і об стінки барабана.

Полірування проходить в промивних (з подачею сильного струменя гарячої води) або полірувальних барабанах. Тривалість близько 2…3 год.

Калібрування і повторне дроблення кістки

Полірований шрот доцільно калібрувати, тобто розділяти на партії за розмірами, а кістку, розміри якої перевищують 25 мм, повторно дробити.

При калібруванні кістку (виключаючи роговий стрижень), розділяють за розмірами на три категорії: більше 25 мм, від 13 до 25 мм і 12 мм і менш. Першу після повторного дроблення знову калібрують, останню звільняють від дрібниці (розміром до 3 мм) на гуркоті.

Обводнення кістки — процес дії на структуру колагену для ослаблення зв'язків між поліпептидними ланцюгами в площині бічних ланцюгів, що сприяє розвитку гідротермічного розпаду колагену в бажаному напрямі (пептизації).

Обводнення може проводитися декількома способами:

у воді (переважно в проточній, протягом 12…24 год.);

у кислому середовищі (водні розчини сірчистої кислоти і солей цинку і сильних кислот, сірчанокислий газ, температура не вище за 15° С, тривалість 24…48 год.);

у лужному середовищі (суспензії окислу магнію, бісульфіт натрію, тривалість обводнення 24 год при 2…3 змінах рідини).

Після обводнення в кислому і лужному середовищах потрібне видалення хімічного агента промивкою в холодній воді.

Мацерація кістки - обробка кістки сильними кислотами з метою її демінералізації. Кістку, призначену для виробництва желатину, мацерують слабким розчином соляної кислоти.

Оптимальними умовами є:

початкова концентрація кислоти близько 5%;

температура біля 15° С;

тривалість 5…15 діб.

Мацерацію вважають закінченою, якщо кістка просвічує, легко ріжеться ножем, пружна при згинанні. Вихід мацерованої кістки (осеїну) складає близько 70% до маси завантажуваної кістки; вологість 65…75 %.

Рідина, що утворюється після мацерації (мацераційний луг) необхідно систематично видаляти з апарату, безперервно відновлюючи витрачену соляну кислоту.

Кістку завантажують в чани по сортах і калібрах. Після закінчення мацерації її промивають холодною водою, в тих же чанах або в промивних барабанах. Кінець промивки визначають по кислотності; промивна вода не повинна давати рожевого фарбування з метилоранжем.

Лужна і кислотна обробка сировини здійснюється з метою руйнування морфологічних структурних елементів тканин і видалення з сировини баластних речовин (білки, жири, пігменти, муцини, мукоїди тощо) для максимального виділення колагену.

Тривалість обробки повинна бути достатньою для повного насичення лужній (0,25…0,34 мэкв/г) і кислотній (0,82…0,92 мэкв/г) місткості колагену. За цієї умови досягається максимум набухання колагену.

Обробка лугом (зоління). Лугом обробляють осеїн і всі види м'якої сировини, за винятком свинячої шкури. Переваги: інтенсивніше руйнує тканини і їх складові частини (включаючи жири і кератин). Недоліки: викликає глибшу деструкцію колагену.

Оптимальні умови:

використання двоосновних лугів, звичайно гідроокис кальцію у вигляді суспензії (2...4° Be, рідинний коефіцієнт в кінці завантаження 1,0...1,5), можливо використання 2%-ного розчину їдкого натру;

величина рН зольної рідини 11,0…13,0;

температура 12…20° С (оптимальна 15°С) ;

загальна тривалість зоління 25…35 діб, для сухожиль до 50…60 діб, 17…19 діб — при використанні їдкого натру;

барботування стислим повітрям не рідше за один раз на добу протягом 10…20 хв.;

регулярне перезолювання - періодична зміна вапняного розчину (через 1 і 3 доби, інші – залежно від ходу процесу, але не рідше, ніж через 7 діб).

Швидкість процесу зоління залежить від: температури, виду сировини, якості і стану сировини, розмірів шматків сировини.

Знезолення - процес видалення продуктів розпаду білків, кальцієвого мила, інших домішок і забруднень.

Процес знезолення складається з трьох операцій:

- промивки сировини для видалення частини винищити і забруднень (24…34 год., до рН рідини не вище 8,5);

- нейтралізації вапна, що залишилося, соляною кислотою (3,5% кислоти щільністю 1,14 до маси сировини у вигляді 0,5%-ного розчину, тривалість 4…6 год.);

- промивки сировини з метою видалення з нього надлишку кислоти (тривалість 6…8 год. до концентрації іонів хлору у віджиманні не більше 75 мг/л, рН для оссеїну 5,8…6,2, для інших видів сировини 5,8...6,6).

Кислотна обробка. Основна перевага – різке скорочення тривалості самого процесу обробки, усунення деяких проміжних операцій, пов'язаних із знезоленням, і менший ступінь хімічних змін колагену в ході обробки.

Оптимальні умови:

промивка сировини холодною проточною водою протягом 3...4 год. перед обробкою;

застосування водного розчину соляної кислоти (0,22…0,25% хлористого водню) ;

рН середовища 2,5;

рідинний коефіцієнт 2,5…3,0;

температура 15…18° С;

тривалість 8....10 год.;

періодичне перемішування;

промивка проточною холодною водою до досягнення рН середовища 5,8...6,0.

Отримання бульйонів (виварювання)

Мета - витягання колагену у вигляді глютину і продуктів його розпаду з сировини у вигляді водних розчинів — бульйонів.

Мета досягається лише багатократним виварюванням при поступовому підвищенні температури до 100 °С (з прозоленної сировини) або при температурах порядку 130…140 °С (з сировини, що не піддавалася золінню).

Існує три способи організації виварювання:

1. Фракційний

Характеристика: виварювання проводиться послідовно, фракціями, підвищуючи температуру для кожної наступної фракції. Зазвичай користуються для вироблення желатину. В процесі варки на поверхню бульйону спливає жир, що залишився в сировині, який систематично і ретельно видаляють.

Параметри:

- оптимальний рідинний коефіцієнт: для осеїну 0,8...1,0, для сухожиль 0,2..0,4;

- величина рН бульйону під час варіння не повинна виходити за межі 5,8…6,2 (при необхідності бульйон підкисляють сірчистою кислотою);

- температура виварювання перших 4…7 фракцій: для добре прозоленного сировини 50…60 °С, для погано прозоленного – не вище за 65 °С; температура виварювання кожної наступної фракції підвищується на 5 °С або більш порівняно з попередньою при малому числі фракцій); останню фракцію виварюють при температурі, близькій до 100° С, а в кінці при кипінні;

- тривалість варки 4…6 год. (бульйон перших 3…5 фракцій концентрацією не менше 6%); всі подальші фракції направляють на вироблення технічного желатину.