Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технологический потенциал переработки крови сельскохозяйственных животных и ее использование на пищевые цели. Монография
.pdf
стабильности белков плазмы крови под действием ряда факторов, наиболее
значимыми среди которых являются биохимические, а также физические,
химические, физико-химические [18, 19].
Плазма крови, являющаяся биообъектом с уникальными
полифункциональными свойствами, занимает особое место среди источников
полноценного белка. Направленно воздействуя на входящие в состав ПК
белковые фракции, можно получать разнообразные структурированные формы с
заданными функционально-технологическими свойствами, способные
эффективно регулировать, в свою очередь, свойства сырья. Многокомпонентные
смеси на базе ПК со сбалансированным химическим составом можно
рассматривать как гелеобразные системы, обладающие определенным
биотехнологическим потенциалом, формируемым присутствующими в
исходных компонентах естественными ингредиентами (белки, липиды, макро- и
микроэлементы, буферные системы, ферментно-микробиологические
комплексы и т.д.). Богатый состав и уникальные свойства плазмы крови создают
все предпосылки для использования ее в технологии белковых желейных
продуктов с лечебно-профилактическими свойствами.
Имеющиеся сведения о процессе структурирования промышленной
стабилизированной плазмы крови показывают в общем виде механизм
коагуляционного взаимодействия белков и не дают представления о специфике
протекания процесса структурирования белоксодержащих системах. Особый
научный интерес и практическое значение имеет рассмотрение основ процесса
структурирования белоксодержащих систем, включающих плазму крови, путем
дестабилизации белков.
Плазма крови обладает уникальным свойством образовывать твердые
эластичные гели при 8,4 %-м содержании его в растворе. При увеличении
концентрации сухих веществ вязкость плазмы крови возрастает и уменьшается
при увеличении температуры (таблица 20).
Таблица 20 – Зависимость вязкости плазмы крови убойных животных от
концентрации и температуры
Концентрация
сухих веществ,
кг на 1 кг крови
Вязкость ƞ•103 (Па•с) при температуре, °С
10
20
30
40
0,1920
18,3
12,0
8,3
6,7
0,1635
11,5
7,7
5,5
4,5
0,1190
5,6
3,9
2,9
2,4
0,0835
3,1
2,3
1,8
1,5
Плазма крови представляет типичную степенную жидкость, при меньшей
концентрации изменения эффективной вязкости от градиента скорости не
описываются степенным законом, а плазма представляет собой ньютоновскую
жидкость.
Аналогичное воздействие на белки ПК оказывает и смещение от
изоэлектрическое точки, которая в зависимости от вида белковой молекулы
колеблется в интервале 4,64-5,2. При высоких значениях рН белки плазмы крови
образуют довольно прочную структуру. Экспериментальные исследования
подтвердили, что структурирование белков плазмы довольно интенсивно
происходит при смещении рН белков плазмы от изоэлектрической точки. При
этом наибольшие значения вязкости, соответствующие максимальной прочности
получаемого эластичного геля, достигаются в области кислых значений при рН
= 3,2-3,8 и в области щелочных значений при рН = 12,2-12,8, что можно
объяснить с точки зрения структурообразования в дисперсных системах [12, 22].
Вследствие наличия в растворе белка (ПК) диссоциированных амино- и
карбоксигрупп белковые частицы в нем обладают некоторым положительным
или отрицательным зарядом. Благодаря этому явлению они взаимно
отталкиваются друг от друга. Для образования студневого каркаса, состоящего
из ассоциированных частиц белка, необходимо прежде всего устранить или
ослабить силы электростатического отталкивания. Внесение кислот или
щелочей, более диссоциированных, чем раствор белка плазмы, снимает степень
диссоциации, т.е. уменьшает электрический заряд частиц белковой фазы,
которые ассоциируют друг с другом через десольватированные участки, слабо
или совершенно не защищенные сольватной оболочкой. Силы притяжения
частиц сосредоточены на их концах, что способствует образованию
пространственной сетки, которая как «объемное кружево» пронизывает всю
систему. Укрепление этой сетки происходит за счет водородных связей,
образованных между амино- и карбоксильными группами смежных белковых
молекул. При щелочной реакции среды относительная вязкость смеси на 20 %
выше чем при кислой, однако, продукты, имеющие щелочную реакцию, не
рекомендуются медициной для употребления в пищу, так как это может
привести к нарушению кислотно-щелочного баланса в желудочно-кишечном
тракте.
Таким образом, определенный научный интерес представляет подбор
реагентов, снижающих рН смеси или вызывающих структурообразование белков
плазмы крови. Кроме того, известно, что электролиты могут ускорять
гелеобразование белков или, наоборот, замедлять его, что также может стать
инструментом направленного регулирования поведения плазмы крови в
пищевых системах.
Другим примером использования крови как основополагающего
компонента пищевой дисперсной системы являются эмульсии.
В пищевой промышленности эмульгирующие компоненты используются
повсеместно и, как правило, в большей части, представлены белками животного
и растительного происхождения. Это связано с тем, что они натуральные,
нетоксичные и широкодоступны. Производители предпочитают животные
белки, ввиду их лучшей эмульгирующей способности, главными из которых
являются казеин и его солевые производны. Однако оценка технологической и
экономической целесообразности переработки молока в казеин и казеинаты
показывают необходимость поиска менее дорогого источника белка с
сопоставимыми эмульгирующими способностями [14, 16].
Исследования рядом отечественных и зарубежных ученых
эмульгирующей способности белков крови выявило, что они сопоставимыми и
даже в некоторых случаях превосходят казеин и, следовательно, могут адекватно
использоваться в качестве эмульгатора в мясных продуктах. Сильва и др.
сравнивали эмульгирующие свойства казеината натрия (КН) и изолята глобина,
выделенные либо методом подкисленного ацетона (ПА), либо методом
карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) в отсутствие и присутствии соли. В отсутствие
соли ПА и КМЦ была показана более высокая эмульгирующая способность (ЭC),
чем КН. Однако, в присутствии солей КН показал более высокий уровень ЭC,
чем изолят глобина. Индекс эмульгирующей активности (ИЭА), который
измеряет способность эмульгатора оставаться на границе масло-вода сразу после
образования эмульсии, был наибольшим для ПА в присутствии солей. В
отсутствие солей как КН, так и ПА демонстрировали ИЭА выше, чем у КМЦ.
При отсутствии и очень низких концентрациях солей не было различий в
стабильности эмульсии (СЭ) (мера способности эмульгатора оставаться в
границе раздела масло-вода после хранения в течение некоторого времени или
нагревания эмульсии) среди всех трех белков. Поскольку технологическая
характеристика конкретного эмульгатора складывается из ЭC, ИЭА и СЭ,
установлено, что казеин в качестве эмульгатора имеет превосходство над
изолятом глобина в продуктах с высокой концентрацией соли. Однако это не
является преимуществом в пищевой промышленности, которая стремится
минимизировать использование соли в своих продуктах.
Глобин также выгодно отличается от других белков, используемых в
качестве эмульгаторов в мясных и пищевых продуктах в целом. Гринвелдж и др.
сравнивали эмульгирующие способности глобина с клетками семян
хлопчатника, сои и молока и установили, что глобин обладает лучшей
эмульгирующей способностью. Эмульгирующая активность глобина была выше
(ИЭА 28), чем у гемоглобина или овальбумина, при значениях ИЭА 14 и 8
соответственно. Комбинация пептидного гидролиза и добавления
карбоксиметилцеллюлозы (КMЦ) к глобину способствует повышению
эмульгирующей активности глобина, по отношению к альбумину бычьей
сыворотки. Выявлено, что все белки крови (глобин, альбумин бычьей сыворотки,
гемоглобин) являются лучшими эмульгаторами, чем яичный овальбумин,
который, считается лучшим эмульгатором. Однако плазма крови обладает
лучшей эмульгирующей способностью в мясных системах, чем глобин, и может
сноситься к больших количествах без риска ухудшения цветовых характеристик
готового продукта [20].
Таким образом, белки крови обладают превосходной эмульгирующей
способностью и могут адекватно заменить казеин и яичный белок в
эмульгированных мясных системах. Протеины крови, такие как гемоглобин, при
использовании в качестве эмульгаторов, обладают дополнительным
преимуществом, являясь источником органического железа. Кроме того, казеин
и яичный белок входят в число восьми наиболее распространенных пищевых
аллергенов, что в данном свете выгодно отличает белки крови.
Таким образом, значение природы и механизма физико-химических
превращений крови во многом определяет подходы, принципы и способы ее
обработки для получения продуктов заданной биологической и технологической
функциональности.
1.3 Современные подходы к переработке крови сельскохозяйственных
животных
Современная концепция совершенствования и развития производства
исходит из превращения ресурсосбережения в реальный источник
удовлетворения запросов потребителя. Применительно к мясной
промышленности такая концепция требует создания теоретической базы и
осуществления мер по широкому внедрению мало- и безотходных
технологических процессов, техническому перевооружению производства на
основе современного технологического оборудования и приемов,
обеспечивающих комплексную переработку сырья и высокое качество
получаемой продукции, исключающих или существенно снижающих вредное
воздействие на окружающую среду [9].
Проблема максимального и рационального использования крови
промышленных животных освещена многими ведущими учеными и
специалистами. Показана целесообразность ее применения в составе лечебных,
пищевых и кормовых продуктов, достигнуты успехи в реализации оригинальных
идей, совершенных и эффективных технологий переработки.
Способы и условия переработки крови и ее компонентов зависят от вида
изготовляемого продукта и используемой аппаратуры. Сбор крови, условия
сбора крови при обескровливании определяют направление ее дальнейшего
использования.
Использование закрытых систем сбора крови с применением вакуума
обеспечивает высокие санитарно-гигиенические показатели процесса, более
полное использование крови на пищевые цели, высокую производительность.
Количество извлекаемой при обескровливании крови зависит от вида животного,
породы, пола, возраста, упитанности, а также методов оглушения и сбора крови.
Кровь после извлечения ее из туши животного теряет свойства жидкости и
свертывания, образуя сгусток. У крупного рогатого скота кровь свертывается
через 6,5 мин, у свиней – через 2,5 мин, у лошадей – через 11,5 мин. Поэтому
кровь предварительно обрабатывают с целью последующей ее переработки в
готовые продукты. Для выработки пищевых продуктов можно применять до 50
% крови, извлекаемой из животного.
Характер жидкости отделенная кровь сохраняет лишь в течение
нескольких минут. Затем в ней появляются нити новообразовавшегося вещества
– фибрина, которые, если оставить кровь стоять в покое, образуют в дальнейшем
плотную сеть, охватывающую своими петлями всю массу жидкой крови и
форменных элементов [5, 6, 17].
Если к отделенной крови немедленно прибавить химическое вещество,
дающее с кальцием, содержащимся в крови, нерастворимое соединение, свертывание не наступает. К таким веществам относятся лимоннокислый натрия
(дозировка 3 г/дм3), фтористые соли Na или NH4 (дозировка 1,5-3 г/дм3),
фосфорнокислые соли (дозировка 1,5 г/дм3), растворимые щавелевокислые соли
и сернокислая магнезия (дозировка 1,0 г/дм3).
Предотвращение свертывания крови упрощает технологический процесс,
дает возможность сократить и механизировать весь цикл выработки
кровепродуктов, сохраняет в составе крови все содержащиеся в ней белки,
уменьшает вероятность гемолиза и микробиального загрязнения крови.
Применение стабилизации позволяет сохранить в крови, используемой для
пищевых и медицинских целей, полноценный белок фибриноген и увеличивает
выход продукции за счет сохранения величины сухого остатка исходной крови.
При выборе стабилизаторов должна быть учтена продолжительность
стабилизирующего действия, его влияние на гемолиз (в случае получения
продуктов из плазмы) и на зольность готового продукта, расход стабилизатора,
его стоимость и дефицитность, а при стабилизации пищевой крови – отсутствие
токсического действия применяемых доз стабилизатора. Наиболее подходящими
стабилизаторами являются те, которые подавляют ферментную систему
свертывания крови. Стабилизаторы, действующие на другие звенья, не
предотвращают возможного свертывания собираемой крови при ее
соприкосновении со сгустками крови или с остатками дефибринированной
крови, содержащими активный тромбин.
Кровь, стабилизированная синантрином 130 и фибризолом, не
свертывается в течение 3 - 4 суток. Хлорид натрия задерживает свертывание
крови до 24 часов. При применении указанных стабилизаторов заметный
гемолиз обнаруживается через 2 суток в случае хранения крови при комнатной
температуре. При низких положительных температурах длительность
безгемолизного хранения возрастает в 4 - 5 раз [23].
Задержать свертывание крови можно также действием низких температур,
например если отделенную кровь немедленно заморозить, то при оттаивании она
будет иметь жидкую консистенцию и лишь затем свернется. Наоборот, высокие
и повышенные температуры ускоряют процесс свертывания крови.
Для предотвращения развития микробиологических процессов
дефибринированную или стабилизированную кровь, сыворотку, плазму и
форменные элементы направляют на дальнейшую переработку сразу же после
получения. Сроки хранения крови или сыворотки можно увеличить добавлением
10 % насыщенного раствора хлорида натрия. Охлажденные и консервированные
поваренной солью продукты хранят и транспортируют при температуре от минус
1,5 °С до плюс 4 °С.
Доброкачественная консервированная кровь представляет собой красную
жидкость без сгустков и каких-либо примесей. Она содержит не менее 10%
сухого остатка, в том числе не менее 9% белков, осаждаемых спиртом.
Консервировать кровь в летнее время нужно не позднее чем через 3-4 часа после
ее сбора, а зимой (в помещении с температурой ниже +12°) обязательно в день
ее получения.
Срок годности охлажденных и консервированных поваренной солью
продуктов при температуре от минус 1,5 °С до плюс 4 °С не должен превышать
12 часов. Допускается для использования на предприятии-изготовителе хранить
продукты, консервированные поваренной солью, при температуре не выше 15 °С
не более 4 часов. Продукты, консервированные поваренной солью, хранившиеся
при температуре свыше 4 °С, транспортированию не подлежат.
В качестве консервантов используют также аммиак, диоксид углерода,
смесь цитрата натрия с бензойной кислотой и хлоридом натрия, пиросульфит
натрия, молочную кислоту и другие вещества [15].
Кровь, используемую для технической продукции, можно консервировать
антисептиками: крезолом или фенолом в количестве 2,5 кг на 1 т крови,
аммиаком в количестве 20 % и другими химическими веществами.
При использовании крови и ее фракции на пищевые цели их консервируют
холодом. Сроки хранения охлажденной крови весьма ограничены: плазму можно
хранить при 0-2 °С не более 4-5 суток, при 4 °С -8 ч.
Кровь, плазму и сыворотку, помещенную в тару, можно замораживать в
морозильных камерах и морозильных аппаратах. Для замораживания
целесообразно использовать морозильные барабанные установки для выработки
чешуйчатого льда.
В этом случае исключается необходимость размораживания крови или ее
фракции перед их использованием при производстве мясопродуктов.
Продолжительность хранения крови при минус 10 °С составляет 6 мес.
Оттаивание крови сопровождается гемолизом. В настоящее время
разработаны специальные установки для закрытого сбора крови, ее
стабилизации, сепарирования, охлаждения и консервирования с помощью
химических реагентов.
При отсутствии специального технического оборудования кровь могут
использовать для изготовления черного технического альбумина и сухого
фибрина. К процеженной дефибринированной крови при непрерывном ее
перемешивании добавляют скипидар из расчета 1 г на 1 кг крови. После
перемешивания, которое длится около 10 минут, кровь разливают ковшом
емкостью 1,25-1,75 л тонким слоем в смазанные минеральным маслом
металлические тазики - противни - размером 30×20×2 см.
После этого тазики расставляют летом на воздухе, а зимой в сушилках, на
стеллажах. Для предохранения крови от свертывания при сильном нагревании в
солнечные дни стеллажи с тазиками следует размещать под навесом. Сушка
длится до тех пор, пока вся кровь не высохнет, и на дне тазиков не образуется
слой мелких чешуйчатых кристаллов альбумина. Кристаллы ссыпают в ящик и
просеивают над столом через металлическое сито с отверстиями диаметром 8
мм. Просеянный альбумин пакуют в плотные мешки. При сушке давно
собранной крови иногда происходит ее закисание, в результате чего на дне
тазика образуется сплошной плотный, не распадающийся на кристаллы слой
«шквары». Последняя плохо растворяется, и потому должна собираться отдельно
от кристаллического альбумина. К шкваре относятся также крупные частицы
альбумина, не проходящие через сито при его просеивании [24].
Переработка фибрина должна производится в день его получения из крови.
Собранный при дефибринизации крови сырой фибрин загружается в открытые
котлы, в которых он и подвергается варке при постоянном перемешивании. Во
избежание пригорания рекомендуется варить фибрин в котлах с двойными
стенками, промежуток между которыми заполняется водой. Вареный фибрин
сушат на железных или фанерных щитах или на особых противнях. Во время
сушки его нужно периодически переворачивать. Сухой фибрин идет на корм
скоту как ценное белковое вещество.
Для получения сунальбина используется как дефибринированная, так и
недефибринированная кровь. На 100 л крови приливают 3 л раствора
технической серной кислоты (0,5 л кислоты на 2-2,5 л воды). Когда кровь
загустеет, к ней прибавляют 5 л контакта Петрова. После этого кровь
перемешивают до тех пор, пока она не станет коричневой. Полученную массу
складывают в бочки с решетчатым дном, покрытым мешковиной. Сверху кладут
гнет, под давлением которого происходит отжимание массы.
В случае если на убойном пункте переработать кровь немедленно после ее
получения нельзя или в случае целесообразности отправки ее для переработки
на крупные альбуминовые предприятия или цеха, кровь, во избежание
прокисания и загнивания, нужно законсервировать.
Консервировать кровь на убойном пунктах лучше всего либо
замораживанием (в зимнее время), либо добавлением к ней химикатов.
Если консервирование производится первым способом, то перед
замораживанием кровь нужно дефибринировать, процедить, прибавить к ней
скипидара (1 г на каждый килограмм крови), размешать и вылить полученную
смесь в чистую бочку (заполнив не более 2/3 ее объема), после чего бочку
выкатить на мороз [11].
Химическое консервирование крови в условиях низовых убойных пунктов
производится обычно одним из трех способов.
1. Первый способ. К каждому литру дефибринированной и процеженной
крови прибавляют тонкую эмульсию из 2,5 г креозола в 25 г чистой холодной
воды. Эмульсию вливают в кровь тонкой струйкой, причем, во избежание
свертывания белков, кровь все время перемешивают веслом. Перемешивание
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]