Извлечение желатина и клея из сырья

Решающее значение для выхода, свойств и качества извле­каемого горячей водой продукта имеет температура, при кото­рой производится обработка сырья. Чем выше температура, тем глубже гидролиз коллагена и тем хуже качество продукта. С другой стороны, чем ниже температура, тем меньше выход желатина и клея. Практически полное извле­чение коллагена в виде глютина и продуктов его распада из прозоленного сырья достигается лишь многократной вываркой при постепенном повышении температуры до 100° С. Из сырья, не подвергавшегося золке, добиться достаточно полного извле­чения коллагена удается лишь при температурах порядка 130— 140° С.

Во избежание ухудшения качества продукта и для наиболее полного извлечения желатина и клея в технологической практи­ке процесс выварки организуют с таким расчетом, чтобы воз­действию высоких температур подвергалось минимальное коли­чество коллагена. Существуют три способа организации вывар­ки: фракционный, батарейный и смешанный.

Фракционный способ заключается в том, что выварку про­изводят последовательно, фракциями, повышая температуру для каждой следующей фракции. Благодаря этому каждая фракция содержит продукт определенного качества в зависи­мости от температуры выварки. Таким путем удается получить значительное количество желатина или клея при минимальной температуре и, значит, наиболее высокого качества. В этом пре­имущество фракционного способа. Наряду с этим последние фракции вываривают при высоких температурах, и поэтому уда­ется почти полностью извлечь желатин или клей. Фракционным способом обычно пользуются для выработки желатина.

Температура выварки первой фракции должна быть минимальной: для хорошо прозоленного сырья 50-60С, для плохо прозоленного – не выше 65С. Число фракций 4-7. Температура выварки каждой следующей фракции повышается на 5С или более в сравнении с предшествующей. Последнюю фракцию вываривают при температуре, близкой к 100С, а в конце при кипении. Продолжительность варки должна быть также минимальной, но достаточной для того, чтобы бульон первых 3-4 фракций был способен застудневать без последующего упаривания, т.е. чтобы концентрация его была не менее 6 %. Она достигается за 4-6 час. Если нужная концентрация за 6 час не будет достигнута, варку прекращают, бульон сливают и после осветления упаривают. Готовность бульона определяют по прочности студня, приготовленного при 3С. Она должна быть достаточной для того, чтобы он не плавился во время сушки.

Батарейный способ выварки - это способ последовательно­го насыщения, когда чистой водой при наиболее высокой темпе­ратуре обрабатывают почти обесклеенную кость, содержащую незначительное количество коллагена, а по мере насыщения желатином или клеем бульон перепускают в более богатое кол­лагеном сырье, одновременно снижая температуру выварки. Благодаря этому удается получать концентрированные бульо­ны, не подвергая большую часть коллагена воздействию слиш­ком высоких температур. Этот способ более экономичен, но та­ким путем можно получить продукт только среднего качества. Обычно им пользуются для выварки клея из кости, поэтому этот процесс называют обесклеиванием кости. При этом способе кость многократно подвергается чередующемуся воздействию пара для диспергирования коллагена и растворителя (горячей воды, ненасыщенного бульона) для извлечения продуктов превращения коллагена. Давление пара в каждом следующем диффузоре постепенно повышается по мере обесклеивания кости. Первые три распарки ведут под давлением 1-1,5 ат, следующие две-три –2 ат, остальные –3 ат. Температура циркуляционных вод – 95- 100С. Продолжительность цикла для одного диффузора 16-22 час.

При необходимости можно сочетать оба способа выварки, отделяя первые фракции, содержащие наиболее высококачест­венный продукт при батарейном способе выварки.

Обработка бульонов

Обработка бульонов заключается в консервировании, очист­ке их от примесей, осветлении, концентрировании путем упаривания или осаждения из них клеевых веществ.

Установлено, что в период меж­ду вываркой и сушкой бульонов значительно снижается вяз­кость товарного желатина и клея в результате гидролиза про­дуктов превращения коллагена. Основная потеря вязкости при­ходится на тот период, когда бульоны находятся в сборниках перед дальнейшей обработкой. Особенно большое падение вяз­кости наблюдается в том случае, когда температура бульона не препятствует развитию в нем микробов. Но даже при 60° С, ког­да деятельность микробов приостановлена или заторможена, вязкость бульонов в сборниках снижается на 1,5—2% в течение каждого часа. При более высокой температуре падение вязко­сти усиливается. Чтобы этого избежать, промежуток времени между вываркой бульона и его желатинизацией должен быть не более 4 ч. Температуру бульона следует поддерживать на уровне примерно 60С.

Консервирование и отбелка. Бульоны при благоприятных температурных условиях являются хорошей питательной сре­дой для микроорганизмов, в том числе протеолитических. Поэтому сразу после выварки бульоны необходимо консервировать. Если они подлежат упариванию, их консервируют в два приема, вво­дя часть консерванта сразу после слива, другую - после упаривания.

Наиболее распространенным консервирующим средством яв­ляется сернистый газ, который обладает и некоторым отбели­вающим действием. Преимуществами этого консерванта являет­ся то, что в небольших дозах он не ядовит. Сернистый газ, од­нако, не уничтожает микробов полностью, а лишь резко снижает их количество в бульоне и подавляет их дальнейшее развитие. Для пищевого желатина иногда бульоны последова­тельно обрабатывают сернистой кислотой и перекисью водо­рода.

Желатиновые бульоны консервируют 4—6%-ным раствором сернистого газа (сернистой кислоты). Это позволяет строго рег­ламентировать количество вводимого в бульон сернистого ан­гидрида, предельно допустимая норма для которого в сухом пи­щевом желатине 0,075%. В процессе сушки теряется около по­ловины сернистого ангидрида. Следовательно, максимально допустимое количество сернистого ангидрида в бульоне пище­вого желатина не должно превышать 0,15% к сухому веществу.

Количество сернистой кислоты, вводимой в бульон (в % сер­нистого ангидрида к сухому веществу), составляет для пищево­го желатина 0,10—0,15, для технического—0,20—0,30. Коли­чество консерванта, вводимого до упаривания, должно быть не более 0,1%. К техническому желатину, кроме того, добавляют 1,5—2,0% сернокислого цинка, который образует гидросульфит цинка, обладающий хорошим отбеливающим действием.

Для консервирования и отбеливания клеевых бульонов, ко­торые имеют темную окраску, пользуются различными вещест­вами, обладающими как консервирующим, так и сильным отбе­ливающим действием. Чаще всего клеевые бульоны консервируют, насыщая их сер­нистым газом с добавлением цинковой пыли.

Фильтрование бульонов. Вываренные бульоны содержат зна­чительное количество примесей различного происхождения и различной степени дисперсности вплоть до коллоидных. К их числу относятся остатки кости и мягких тканей, кальциевые соли и кальциевые мыла, белковые частицы, жир и пр. Эти при­меси делают желатин и клей мутными, ухудшают желатинизацию и уменьшают клеящую способность.

Часть этих примесей может быть удалена отстаиванием пе­ред сливом бульона из варочного котла. Часть можно отделить фильтрованием через ткань. Однако значительное количество примесей представляет собой настолько мелкие взвеси, что их не задерживает самая плотная ткань. Поэтому бульоны очища­ют фильтрованием через целлюлозную массу, задерживающую примеси не только вследствие незначительного диаметра фильт­рующих пор, но и их адсорбции сильно развитой поверхностью фильтрующей массы. Такая фильтрация уменьшает также со­держание жира в бульоне.

Почти все коллоидные частицы примесей в бульонах заря­жены отрицательно. Поэтому хороший результат дает фильт­рующая масса с положительным зарядом. Но, так как частицы желатина и клея также заряжены отрицательно, такой фильтр очень быстро забивается. Лучший технологический эффект дает целлюлоза со слабым отрицательным зарядом.

Хорошей очистки и осветления бульона можно достигнуть обработкой его активированным углем. Таким путем можно уда­лять из бульона не только взвеси, но и вещества, придающие желатину нежелательный привкус и запах, если сырье было недостаточно хорошо подготовлено к выварке. Активированный уголь с активностью не менее 85%, добавляют к бульону в ко­личестве 0,3% к массе при тщательном перемешивании.

Упаривание бульонов. Обезвоживание выпариванием эконо­мичнее обезвоживания сушкой (расход пара в 2—2,5 раза мень­ше). Поэтому, когда это допустимо по технологическим сообра­жениям, клеевые и желатиновые бульоны упаривают. Подби­рать условия упаривания и выпарной аппаратуры нужно с учетом чувствительности желатина к нагреву и свойств бульо­нов, от которых зависит интенсивность его кипения, в частно­сти от способности смачивать поверхность нагрева.

Бульоны с небольшим поверхностным натяжением и высо­кой вязкостью, т. е. концентрированные (35—50%), упаривают­ся медленно. По этим причинам желатиновые бульоны первых фракций, поскольку они хорошо желатинизируются, предпочи­тают не упаривать. Лишь в жаркое время года, когда темпера­тура в помещении выше 25° С, их упаривают до концентрации около 10% по клеемеру. Желатиновые бульоны последующих сливов упаривают до концентрации 20—25%, при которой они достаточно хорошо желатинизируются, и студень не плавится во время сушки. Клеевые бульоны доводят до концентрации 35—45%, а предназначенные для выпуска в виде галерты—не ниже 49% (из утильного сырья 35—40%).

Так как высокие температуры бульонов обусловливают сни­жение качества продукции, упаривание следует вести под ваку­умом.

Желатинизация бульонов и резка студня

Необходимость в желатинизации диктуется тем, что в на­стоящее время в большинстве случаев желатин и клей обезво­живают сушкой в студнеобразном состоянии. В случае обезво­живания распылительной сушкой желатинизация не нужна.

Способы желатинизации различают в зависимости от раз­меров и формы получаемого при этом студня и техники охлаж­дения бульона: желатинизация в блоках (в формах), на непре­рывно движущейся ленте и в каплях. При желатинизации буль­он охлаждают воздухом, водой, рассолом или органической жидкостью, не смешивающейся с бульоном.

Продолжительность про­цесса 6—16 ч. Конечная температура студня не выше 8° С.