Глубокая переработка крови

Содержание 

Введение

1 Общие сведения  о технологии переработки крови

1. Классификация крови и продуктов ее переработки
2. Пищевая и биологическая ценность крови убойных животных
3. Характеристики сырья
1. Основное сырье
4. Общая технология производства переработки крови
1. Особенности способов производства переработки крови
2. Частная технология переработки крови
3. Описание технологической схемы производства переработки крови
2. Теоретические основы технологии
1. Физико-химические и биохимические основы крови
2. Микробиология производства
1. Микробная порча
3. Экспериментальное исследование
1. Цели и задачи
2. Методика эксперимента
3. Обработка результатов эксперимента

Введение 

      Независимо  от объемов переработки скота  актуальны вопросы сбора и  использования его крови на пищевые  цели. В соответствии с установленными нормативами при убое крупного рогатого скота и свиней предусмотрено  получение, соответственно, 3,5 и 2,6% пищевой  крови от выработанного мяса. Исходя из высокого содержания в ней полноценных  белков и биологически активных веществ, кровь издавна называют “жидким  мясом”, отмечая, тем самым, ее значимость как сырья для производства пищевой  продукции. Наличие в крови убойных  животных значительного количества железа предопределяет ее применение для выработки продуктов питания, способствующих профилактике и лечению  железодефицитных анемических заболеваний, которым подвержена значительная часть  населения, особенно дети и женщины.

      Однако  традиционные технологии ограничивают сферу ее применения в этой сфере  лишь изготовлением отдельных видов  колбасных изделий, некоторых видов  продуктов медицинского назначения. Узкий диапазон традиционных решений  по переработке и использованию  крови и ее фракций приводит к  тому, что значительная ее часть  направляется на выработку преимущественно  мясокостной муки. Нередки случаи, когда по указанной причине кровь  на пищевые цели вообще не собирают, а сливают в производственные стоки, нанося значительный ущерб экологической  обстановке.

      Проведенное исследование позволило познакомиться  с методами получения препаратов крови – светлого пищевого альбумина. 
 
 
 
 

1. Общие сведения о технологии переработки крови

1. Классификация крови и продуктов ее переработки

       Переработка крови – это получение вторичного сырья для пищевых, технических  и медицинских целей.

       В зависимости от технологии переработки кровь бывает:

-цельная;

-осветленная;

-дефибринированная;

-стабилизированная;

-плазма;

-сыворотка;

-форменные  элементы;

-фибрин;

-фильбумин  пищевой, светлый и темный;

       В зависимости от назначения и продуктов  ее переработки:

-пищевые  (светлый пищевой альбумин);

-технические  (черный альбумин);

-специального  назначения (гематоген).

       Таким образом, в данной работе будет рассмотрено  производство светлого пищевого альбумина, так как он является незаменимым  белком в приготовление мясных полуфабрикатов и колбас. В современной технологии переработки мяса, при производстве большинства мясопродуктов для замены дорогостоящего основного сырья, применяются различные белковые добавки, как растительного, так и животного происхождения, для снижения себестоимости. На сегодняшний день успешно заняли свою нишу белки животного происхождения, большая часть из которых представлена в основном коллагеном и светлым пищевым альбумином белками плазмы крови. Наилучшим животным белком для изготовления продуктов, подвергаемых вторичному нагреванию (сардельки, сосиски, полуфабрикаты) и стерилизации, является светлый пищевой альбумин. Светлый пищевой альбумин является полноценным, легкоусвояемым, сбалансированным по аминокислотному составу белком плазмы крови, характеризуется высоким содержанием незаменимых аминокислот лейцина и лизина. По сравнению с другими белками, альбумин имеет наименьшую молекулярную массу (около 68000 дальтон), что обеспечивает его высокую растворимость, проницаемость в мышечные волокна, а также высокие функционально-технологические характеристики в мясных системах, в отличие от соевых белков с молекулярной массой около 380000 дальтон. Пищевой альбумин является источником полноценного животного белка. В настоящее время, использование пищевого альбумина получило широкое распространение за рубежом. Пищевой альбумин имеет высокие функциональные свойства при стабилизации системы белок-жир-вода, применяемой при изготовлении эмульгированных, грубоизмельченных мясопродуктов, таких как варенные, варено-копченые, полукопченые колбасы, сосиски, сардельки. Способность выдерживать температуру стерилизации, позволяет широко применять альбумин при консервировании. При использовании пищевого альбумина, уменьшается риск образования бульонно - жировых отеков при приготовлении продукции. Учитывая хорошую и полную 100% растворимость, альбумин может использоваться как компонент при составлении рассолов для инъектирования деликатесной продукции или добавляться в массажер. Альбумин обладает высокими водосвязывающими, эмульгирующими и связывающими свойствами, что увеличивает так называемый «товарный срок хранения» в вакуумных оболочках деликатесной продукции и позволяет отказываться от использования в составе рассольных препаратов дополнительных средств по удержанию в деликатесной продукции влаги. Особенно эффективно применение альбумина при переработке низкосортного или жирного мясосырья, сырья длительного хранения, мяса с пороком PSE, мяса механической дообвалки (ММД) с повышенным содержанием легкоплавкого жира. Альбумин хорошо удерживает жир, придает продукту плотную структуру, «мясную» сочность. Введенный в фарш альбумин, проявляет свои свойства при температуре 65 С и выше, когда образуется необратимый гель, напоминающий по плотности вареный белок куриного яйца. Чем выше температура - тем выше и плотность геля. При последующем охлаждении, плотность геля возрастает.

       Широкое применение и использование альбумина в рецептурах различных мясопродуктов способствует более рациональному использованию мясного сырья, в том числе жиросырья и жирной свинины, а также, позволяет достичь следующие цели:

• обогащение полноценным легкоусвояемым животным белком и повышения содержания незаменимых аминокислот;
• снижение калорийности;
• улучшение функционально–технологических свойств мясного сырья (повышение значения рН, увеличения доли растворимого белка, влагосвязывающей, гелеобразующей и жироэмульгирующей способностей);
• снижение вязкости фарша;
• уменьшения термических потерь и увеличения выхода готовой продукции;
• улучшения органолептических показателей продукта - внешнего вида, сочности, консистенции, нарезаемости (в том числе исключения выделения влаги на срезе), стабилизации цветовых характеристик готового продукта;
• улучшения структурно-механических характеристик продуктов, подвергаемых вторичному нагреву (сосисок, сарделек, колбасок), а также продуктов подвергаемых замораживанию и размораживанию;
• уменьшения риска возникновения брака, связанного с появлением бульонно-жировых отеков, отделения влаги из продукта (например, при вакуумировании).

    Но при этом, очень важным моментом является качество применяемого светлого пищевого альбумина. На рынке России со своей продукцией присутствуют многие производители светлого пищевого альбумина из Европы и Америки. Необходимо сказать, что в соответствии с ГОСТ Р 52427-2005 «Промышленность мясная. Продукты пищевые. Термины и определения» под светлым пищевым альбумином понимается порошкообразный водорастворимый продукт, изготовленный высушиванием сыворотки или плазмы пищевой крови. Качество этого продукта определено и в ТУ-10-02-01-174-93, где указано, что светлый пищевой альбумин бывает только первого и высшего сорта, и при этом альбумин первого сорта имеет содержание белка в своем составе не менее 80%, а высшего не менее 85% белка.

       Принимая  во внимание, что с развитием отечественного животноводства и увеличением объемов  современного промышленного убоя скота, сбор и переработка пищевой крови, а также их применение в колбасном производстве опять приобретут актуальность. Специалисты ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова провели работу по изучению функционально-технологических свойств светлого пищевого альбумина «PLASMAPOWDER 80P» и его оценке в качестве рецептурного компонента для замены мясного сырья и сохранения высокого качества продукции. По результатам исследования была разработана «Технологическая инструкция по применению по применению альбумина пищевого «PLASMAPOWDER 80P» для производства мясопродуктов», в которой подробно отражены характеристика, область применения и назначения препарата, вопросы организации входного контроля на предприятиях мясной промышленности, рекомендуемые методы испытаний для определения органолептических, физико-химических,  микробиологических, токсикологических и функционально-технологических показателей. Таким образом, результаты проведенных исследований и новый технический документ по применению светлого пищевого альбумина«PLASMAPOWDER 80P» расширяет возможности изготовления мясопродуктов стабильного качества, в строгом соответствии с ГОСТ и обогащенных полноценным животным белком крови. 
 

       1.2 Пищевая и биологическая ценности  крови убойных животных

       Кровь сельскохозяйственных животных является пищевым продуктом, которая используется в пищевой промышленности при  производстве пищевых продуктов, в  том числе кровяных колбас. Пищевая  ценность крови определяется наличием полноценного белка и, что очень  важно, хорошо усвояемого железа, которое  содержится в крови в двухвалентной  форме. Однако, пищевые продукты с  добавлением крови имеют специфические  органолептические показатели, в  связи с чем некоторые люди не хотят использовать в питании  эти продукты. Высокая пищевая ценность крови определяется преимущественно качественным составом белков. Белки крови в разном соотношении содержат все незаменимые аминокислоты, что определяет полноценность продукта (таблица № 1.1).

«Таблица  – 1.1 Содержание незаменимых аминокислот в белках крови, % общего количества»

       Из  данных таблицы следует, что белки плазмы крови отличаются от гемоглобина более высоким содержанием триптофана, метионина и изолейцина. Последний полностью отсутствует в молекулах гемоглобина, но белок служит богатым источником всех остальных незаменимых аминокислот. Наиболее ценным по аминокислотному составу является фибриноген. Его можно использовать в пищевых целях отдельно после получения сыворотки или дефибринированной крови.

       Определенный  вклад в пищевую ценность крови  вносит ее витаминный состав. Наибольшим содержанием отличается витамин  А. Кровь ценна также липидами, которые находятся в тонко эмульгированном состоянии, что способствует легкости их усвоения. Помимо высокой пищевой ценности, кровь и ее фракции (особенно плазма) обладают уникальными функционально-технологическими свойствами. Так, альбумины плазмы легко взаимодействуют с другими незаменимыми белками, липидами и углеводами. Кроме того, они имеют водосвязывающие и пенообразующие свойства. Фибриноген обладает выраженной гелеобразующей способностью. Глобулины являются хорошими эмульгаторами. Совокупность этих свойств белков плазмы обуславливает высокую водосвязывающую, гелеобразующую и эмульгирующую способности плазмы. Аминокислотный состав и функционально - технологические свойства плазмы позволяют считать ее ценным сырьем для производства комбинированных мясных продуктов с заменой мясного сырья.      Биологическая ценность крови обусловливается значительным содержанием в ней белков, минеральных солей, витаминов и гормонов. По содержанию белковых веществ, кровь почти приравнивается к мясу. Например, в говяжьем мясе II категории содержится белков 20,5 %, а в крови убойных животных - около 18,5 %. Белки крови хорошо усваиваются. Содержащиеся в крови фосфаты в виде лецитина способствуют лучшему усвоению жиров пищи. Количество жира в крови относительно невелико, но он тонко эмульгирован, что обеспечивает его высокую усвояемость. То же относится и к минеральным солям, находящимся в крови в виде органических соединений с белками или в растворенном состоянии. 

3. Характеристики  сырья

       Пищевая кровь: Пищевой продукт убоя в  виде крови убойного животного, собранного в процессе убоя при соблюдении условий  принадлежности ее к определенным тушам и отвечающем санитарным и ветеринарным требованиям для использования на пищевые цели.

       Осветленная кровь: Пищевая кровь, обесцвеченная  химическими реагентами, ферментами, физическими методами.

       Черный  пищевой альбумин: Порошкообразный  водорастворимый продукт, изготовленный  высушиванием дефибринированной или  стабилизированной пищевой крови, форменных элементов крови.

       Светлый пищевой альбумин: Порошкообразный  водорастворимый продукт, изготовленный  высушиванием сыворотки или плазмы пищевой крови.

       Плазма: Прозрачная, соломенно-жёлтого цвета, в зависимости от вида пигментов, находящихся в ней и от вида животного, оттенки могут быть прозрачными.

       Сыворотка:  Жидкая часть крови без форменных элементов и фибрина, образующаяся в процессе их отделения при свертывании крови вне организма.

       Форменные элементы крови: Плотная фракция  крови, состоящая из эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.

       Фибрин:  Высокомолекулярный белок, образующийся из фибриногена плазмы крови под действием фермента тромбина; имеет форму гладких или поперечно-исчерченных волокон, сгустки которых составляют основу тромба при свёртывании крови.

       Цельная кровь: Сырая кровь, используется для производства вареных, полукопченных и кровяных колбас, мясных хлебов, зельцев, пудингов. По пищевым, вкусовым и биологическим свойствам кровяные колбасы и зельцы являются ценными продуктами питания. Цельную кровь можно применять для изготовления мясных консервов.

       Дефибринированная кровь:  Кровь, искусственно лишенная фибриногена; используется преимущественно в лабораторной практике.

       Пенообразователь: Продукт, получаемый из цельной крови скота, обладающий высокими пенообразующими свойствами.

       Белковая  смесь: Продукт, вырабатываемый из осветленной  перекиснокаталазным способом крови (или форменных элементов) крупного рогатого скота и свиней и сухого обезжиренного молока.

       Стабилизированная кровь: Кровь, смешанная со стабилизатором.

       Технические назначения крови: Кровь всех животных, допущенных к убою ветеринарным-санитарным надзором для приготовления черного техническог альбумина, кормовой муки.

       Кровь специального назначения: Кровь животных, допущенных к убою ветеринарным-санитарным надзором для изготовления медицинских препаратов. 

       Пищевые назначения крови: Кровь, собранная при соответствующих условиях, только от здоровых животных для приготовления кровяных колбас, светлого пищевого альбумина.

«Технология использования крови убойных животных представлена на рисунке № 1». 

1.  Основное сырье

       Кровь - не прозрачная густая красная жидкость, солёного вкуса, со специфическим запахом и слабощелочной реакцией. Количество крови КРС - 7,6-8,3% от живой массы туши, выход от 1,2-2%; у свиней 4,5% к массе живой туши, выход 3,5%.

       Кровь — это суспензия, состоящая из 2 фракций: жидкая — плазма 60% и твёрдая — форменные элементы 40%.

       Плазма — прозрачная, соломенно-жёлтого цвета, в зависимости от вида пигментов, находящихся в ней и от вида животного, оттенки могут быть различными.

       К форменным элементам относят: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты.

• Эритроциты — красные тельца. Содержат пигментный белок — гемоглобин, это сложный белок, состоящий из плазмы и белковой части.
• Лейкоциты — белые кровяные тельца. 
• Тромбоциты — кровяные пластины, влияют на свёртываемость крови.
• Фибриноген — участвует в свёртываемости крови, находится в тромбоцитах.

«Рисунок №2 – Содержание форменных элементов в крови».

Химический состав плазмы и форменных элементов крови свидетельствует о высоком содержании в них белков (таблица №1.2).

«Таблица №1.2 – Основные показатели химического состава плазмы и форменных элементов

       Состав крови.

       От 80 до 93% воды и около 7-20% сухих веществ. Состав сухих веществ: органические - 8%, неорганические вещества -1%. Органические вещества - это белки, жиры, углеводы, ферменты, витамины. Химический состав крови КРС и свиней представлен в таблице №1.3.

Основные белки крови:

• Гемоглобин — форменные элементы.
• Плазма — состоит из альбуминов и глобулинов.

«Таблица № 1.3 – Химический состав крови крупного рогатого скота и свиней»

       Свойства крови.

       Плотность крови — 1,055 г/см². Эритроциты тяжелее плазмы и при сепарировании отделяются. В состав эритроцитов входят: белок гемоглобин, который хорошо растворим в воде и его можно вывести из растворов спиртом, солями тяжёлых металлов. При   удалении гемоглобина или про добавлении в кровь воды, целостность эритроцитов нарушается и гемоглобин разрушается. Окрашивание плазмы в красный цвет, носит название  явления гемолиза.

       Электропроводимость — незначительная, особенно в форменных элементах.

       Вязкость — определяется составом плазмы (соединением сухих веществ), числом и объёмом форменных элементов, зависит от наличия эритроцитов, вязкость которых в 80 раз выше вязкости плазмы. При температуре +38*, вязкость крови в 5 раз больше, чем воды, вязкость которой принимают за 1 единицу.

       Температура замерзания крови то 0,5 до 0,6, температура замерзания крови ниже замерзания воды.

       Поверхность натяжения крови 0,716 кг/см².

       Осмотическое давление 7 Атм. 

       1.4 Общая технология производства переработки крови

       1.4.1 Особенности способов производства  переработки крови

       Исходным  сырьем для производства светлого альбумина  является дефибринированная кровь  крупного рогатого скота. Освобожденная тем или иным способом (химически или механически) от фибрина кровь поступает из убойно-разделочного цеха в отделение светлого пищевого альбумина в сборные чаны. Эти чаны установлены на известной высоте от пола и одновременно служат напорными сосудами для подачи крови в сепаратор. В сепараторе происходит разделение дефибринированной крови на светлую и черную сыворотки, причем из светлой сыворотки производится светлый пищевой альбумин, а черная, состоящая в основном из красных кровяных телец, идет на выработку гемозы.

       До  последнего времени для разделения сывороток применялись исключительно  сепараторы (молочные) фирмы “Альфа-Лаваль”. В настоящее время имеются  еще сепараторы фирмы “Геринг”, конструкция которых в сущности незначительно отличается от молочных сепараторов. Сепаратор Фирмы “Альфа-Лаваль” имеет следующее устройство. На общей плите установлена чугунная станина, внутри которой проходит вертикальный вал; на нем имеется барабан с 70—72 тарелками формы усеченного конуса с 8 отверстиями цилиндрической формы — 4 отверстия внизу и 4 вверху. Барабан с тарелками закрывается крышкой, закрепляется кольцом и одновременно стопорными винтами, имеющимися сбоку станины. Наверху установлены 2 приемника: верхний для светлой сыворотки и нижний для черной. Сверху имеется цилиндрическая чаша, для поступления крови, заканчивающаяся мундштуком, позволяющим регулировать количество поступающей крови. Производительность сепаратора колеблется в зависимости от размера от 100 до 300 в час при числе оборотов 3.700—4 000 в минуту. Превышение числа оборотов, увеличивая производительность аппарата, понижает качество светлой сыворотки вследствие частичного разбивания красных кровяных телец, в результате чего происходит окрашивание сыворотки гемоглобином. На новых мясокомбинатах отделение сыворотки производится сепараторами фирмы “Геринг”. Сепаратор этой фирмы пропускает 500 л дефибринированной крови при числе оборотов 4000 в минуту и мощности мотора — 3,5 л. с. Этот сепаратор дает такое же высокое качество сыворотки; кроме того имеет набор колец, дающих возможность регулировать относительные количества светлой и черной сывороток. Разделенная сепаратором кровь дает выход светлой сыворотки в 50—65%. Затем светлая сыворотка пропускается через фильтрпресс, который представляет собой обычный рамный фильтпресс, состоящий из чередующихся сплошных чугунных плит и рам, образующих полые камеры. Каждая рама обкладывается с 2 сторон салфетками из плотной фильтрующей ткани, причем рамы, плиты и салфетки имеют по два отверстия, образующие при сборке фильтпресса два канала: один соединяется с трубой, через которую протекает сыворотка, и служит для наполнения фильтпресса, а второй, сообщаясь посредством внутренних канальцев с плитами, собирает профильтрованную жидкость, которая вытекает через ряд кранов, число которых соответствует числу плит. Из кранов жидкость стекает в корыто, из которого поступает в приемники сушилок. Производительность фильтрпрессов колеблется от 350 до 500 кг в час. Сыворотка подается насосом под давлением до 2—25 атм. для окончательной очистки от могущих в нее попасть механических загрязнений (во избежание засорения форсунок распылительной установки), после чего поступает непосредственно в сушку. Число руководящих принципов и соответствующих им методов сушки альбумина очень велико. Современные главные методы следующие: 1) канальная сушка, 2) вакуум-сушка, 3) сушка распылением.

       Канальная сушка, при которой расположенная  тонким слоем на специальных тазиках  сыворотка подвергается действию сначала  сравнительно холодного, затем все  более теплого воздуха. Такая  сушилка представляет собою длинный (до 12— 15 м) канал, поперечное сечение  которого должно по возможности точно  соответствовать высоте и ширине загруженной вагонетки. На одном  конце канала располагается паровой  или огневой калорифер (В), на другом мощный вентилятор (К), который высасывает через канал горячий воздух. Вагонетки  с расположенными на них тазиками с кровью или сывороткой поступают  в канал со стороны вентиляторов и, по мере подсушивания, передвигаются  к калориферу, т. е. здесь осуществляется принцип противотока. Продолжительность  сушки зависит от атмосферных условий, толщины слоя сыворотки на тазиках, температуры нагретого воздуха и т. д. и колеблется обыкновенно от 4 до 6 час. при температуре 50° С. Недостаток данной сушилки заключается в длительности и неэкономичности процесса. В Европе и на некоторых мясокомбинатах у нас применяются вакум-сушилки различных систем, вкоторых сыворотка сушится в течение 3—5 час. при температуре 45—50° С при разрежении. Вакуум-сушилки представляют собою в большинстве случаев горизонтальные двухстенные цилиндры, соединенные с воздушным насосом. Внутри аппарата находится мешалка с лопастями. Сушка производится впуском пара в рубашку при одновременном действии мешалки и воздушного насоса, отсасывающего испаряющуюся влагу и газы и дающего разрежения в 400 мм ртутного столба. Расход пара составляет 1 кг на 1 кг крови.

       Последним достижением в развитии техники  сушки сыворотки являются способы  распыления. Принцип сушки в них  доведен до совершенства: путем распыления вещество превращается в мельчайшие капли, давая таким образом наибольшую поверхность соприкосновения; физические процессы и особые приемы подачи воздуха  позволяют понизить температуру  до минимума; таким образом одновременно достигается осторожная обработка и экономия тепла. Систем распылителей сушилок имеется очень много; здесь мы приводим описаний лишь тех, которые завоевали себе место в альбуминном производстве. Общий принцип метода распыления заключается в следующем: сыворотка из приемника подается к форсункам и под давлением превращается в сушильной камере в распыленную массу, напоминающую туманное облако, которое приходит в соприкосновение с нагретым воздухом или перегретым паром, очень быстро испаряющим воду.  Поглощенный водяной пар удаляется воздушной струёй, увлекающей с собой почти всегда и часть высушенного порошка, тогда как главная масса под влиянием силы тяжести падает на пол сушильной камеры, подвергаясь при этом дополнительной сушке при более высокой температуре, которую уже сравнительно сухой материал может легко выносить. Захваченный воздушной струей альбумин отделяется фильтром.  Хотя схема эта и отличается крайней простотой, в процессе производства приходится преодолевать очень серьезные затруднения; этим и объясняются неудачи целого ряда способов распыления при их применении на практике. Самой серьезной и основной опасностью является появление мертвых пространств и вихрей, которые нарушают равномерность сушки. Материал быстро гонится из узких форсунок, при этом возникает инжекторное действие, которое порождает разрежение пространства между отдельными выходящими из форсунки конусообразными струями. В эти пространства может быть опять тянут альбумин, отчего он делается влажным, кроме того он засоряет форсунки. С другой стороны, струя распыленных частичек встречается с теплой воздушной струёй; там тоже могут зарождаться вихри, которые вызывают падение на пол кусков альбумина, уже сухих снаружи и еще влажных внутри. Дальнейшее затруднение заключается в непрочности и негерметичности всей установки. Негерметичность сушилки ведет к значительным потерям в выходе альбумина. Степень герметичности определяется количеством сухого вещества в фильтрах: чем больше количество этого вещества, тем герметичнее сушилка. Типы агрегатов, применяющихся в современной мясной промышленности для сушки пищевого и технического альбумина, приводим в отделе “Техника”, глава “Сушильные агрегаты цеха фабрикатов крови”.