Способ получения пищевой коллагеновой пленки

 

Изобретение относится к технологии изготовления пищевых съедобных пленок из коллагенсодержащего сырья, которое может быть использовано для упаковки мясных и рыбных блюд путем термообработки полуфобрикатов в термокамере, жарочном шкафу, микроволновой печи или при замораживании. Изобретение позволяет создать технологию получения пищевой коллагеновой пленки, пригодной по своим потребительским свойствам для использования в качестве упаковки мясных и рыбных продуктов с целью их последующей кулинарной термообработки. Способ включает приготовление коллагеной формовочной дисперсии, содержащей 2-6 мас. % cухого вещества коллагена, формование пленки путем экструзии, а также дубление, пластификацию и сушку пленки до содержания влаги в ней 15-20 мас.%. При этом экструзию осуществляют сухим способом на подложку, пропускают пленку с подложкой через каландр, осуществляют сушку пленки перед пластификацией до содержания влаги в ней не более 5 мас.%, а после пластификации снимают пленку с подложки и повторно сушат пленку до конечного содержания влаги. 1 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления пищевых съедобных пленок из коллагенсодержащего сырья, которые могут быть использованы для упаковки мясных и рыбных полуфабрикатов, пригодной для приготовления мясных и рыбных блюд путем термообработки полуфабрикатов в термокамере, жарочном шкафу, микроволновой печи или при замораживании.

Пищевые пленки, пригодные для упаковки продуктов с целью их дальнейшей кулинарной термообработки, должны удовлетворять ряду требований: обладать термостойкостью в диапазоне температур кулинарной обработки, иметь оптимальную газо- и паропроницаемость, чтобы обрабатываемые продукты сохраняли свой естественный вкус, были сочными и ароматными. Кроме того, указанные пленки должны обладать удовлетворительной механической прочностью, иметь ограниченную набухаемость, быть достаточно эластичными и в то же время вялыми для обеспечения удобства пользования при упаковке в них продуктов.

Известен ряд пищевых пленочных материалов на основе синтетических полимеров, например [1,2] . Указанные пленочные материалы технологичны в изготовлении, пригодны для упаковки и термообработки продуктов, однако являются несъедобными, что ухудшает потребительские свойства.

Известны пленки, получаемые из белкового пленкообразующего состава, включающего 2%-ный раствор коллагена и загуститель, в качестве которого использовали 2%-ный раствор метилцеллюлозы в количестве 40% [3].

Пленки получали путем разлива пленкообразующего состава на подложку, диализа сформованного материала против раствора хлористого натрия, снятия образовавшегося геля с подложки, дубления, промывки, пластификации и сушки сырой пленки. Указанный способ получения пленки, а также ее свойства определяются исходным сырьем, в частности высоким содержанием загустителя в пленкообразующем составе.

Из известных в настоящее время съедобных пленок наибольшее распространение получили коллагеновые пленки. Для изготовления указанных пленок имеется хорошая сырьевая база, а технология их производства широко внедрена в промышленность. Указанные пленки формуются в виде бесшовного рукава и используются, преимущественно, в качестве оболочек колбасно-сосисочных изделий.

Известен ряд способов получения указанных пищевых коллагеновых пленок, например [4,5] , по которым из высоковязких формовочных коллагеновых дисперсий (с содержанием сухого вещества коллагена 10 - 20 мас%) формуют пленки методом сухой экструзии с последующим их дублением и сушкой. Указанные способы экономичны, экологичны, обеспечивают механические и физико-химические свойства, предъявляемые к оболочкам для колбасных изделий. Однако потребительские свойства готовых пленок, полученных по описанной технологии, не в полной мере удовлетворяют требованиям к пленкам для упаковки и кулинарной обработки в них продуктов, изложенным выше, в частности указанные пленки являются слишком жесткими, недостаточно тонкими и вялыми Известны способы получения пищевых коллагеновых пленок из формовочных дисперсий с низкой вязкостью (содержание сухого вещества коллагена 2 - 6 мас. %) [6,7,8]. В указанных способах формование пленки осуществляют методом мокрого осаждения с последующей пластификацией и сушкой сформованной пленки.

Свойства пленок, полученных по указанным способам, в большей степени соответствуют требованиям, предъявляемым к пленкам для упаковки и кулинарной обработки продуктов, в частности они являются более мягкими, однако в полной мере требуемые потребительские свойства все же не обеспечиваются. Кроме того, существенным недостатком указанных способов является то, что формование пленки осуществляют методом мокрого осаждения, который является весьма трудоемким и неэкологичным процессом.

В качестве прототипа выбран способ получения пищевой коллагеновой пленки [8]? включающий приготовление коллагеновой формовочной дисперсии, содержащей 2 - 6 мас. % сухого вещества коллагена, формование пленки путем экструзии дисперсии в коагулирующий (осаждающий) солевой раствор, отмывку пленки от солевого раствора и последующее дубление, пластификацию и сушку сформованной пленки до содержания влаги 15 - 20 мас.%.

Задачей заявляемого изобретения является создание технологии получения пищевой коллагеновой пленки, пригодной по своим потребительским свойствам для использования в качестве упаковки мясных и рыбных продуктов с целью последующей кулинарной термообработки.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения пищевой коллагеновой пленки, включающем приготовление коллагеновой формовочной дисперсии, содержащей 2 - 6 мас.% сухого вещества коллагена, формование пленки путем экструзии, а также дубление, пластификацию и сушку пленки до содержания влаги в ней 15 - 20 мас.%, экструзию осуществляют сухим способом на подложку, пропускают пленку с подложкой через каландр, осуществляют сушку пленки перед пластификацией до содержания влаги в ней не более 5 мас.%, а после пластификации снимают пленку с подложки и повторно сушат пленку до конечного содержания влаги в ней.

Новым по сравнению с прототипом в заявляемом способе является то, что экструзию осуществляют сухим способом на подложку, пропускают пленку с подложкой через каландр, осуществляют сушку пленки перед пластификацией до содержания влаги в ней не более 5 мас.%, а после пластификации снимают пленку с подложки и повторно сушат пленку до конечного содержания влаги в ней.

Главной отличительной особенностью предлагаемого способа является проведение процесса формования пленки из маловязкой коллагеновой дисперсии с содержанием сухого вещества коллагена 2 - 6 мас.% методом сухой экструзии на подложку с последующим пропусканием свежесформованной пленки на подложке через каландр.

Содержание сухого вещества коллагена в пределах 2 - 6 мас.% в формовочной дисперсии обеспечивает необходимую для технологического процесса степень вязкости коллагеновой дисперсии, а также повышает экономичность способа.

Осуществление экструзии коллагеновой дисперсии сухим методом исключает операции осаждения в солевом растворе и последующей промывки сформованной пленки, что упрощает технологию изготовления пленки.

При экструзии формовочной коллагеновой дисперсии закладываются требуемые ширина и толщина пленки, происходит ориентация фибрилл коллагена в плоскости свежесформованной пленки.

Экструзия на подложку обеспечивает фиксацию свежесформованной пленки в горизонтальной плоскости. Пропускание свежесформованной пленки вместе с подложкой через каландр обеспечивает однородность пленки по толщине, при этом происходит формирование структуры, фиксируются размеры пленки.

Процесс дубления осуществляется для упрочнения структуры пленки за счет взаимодействия молекул коллагена с молекулами дубильного вещества, в качестве которого может быть использован один из известных дубителей или их смесь.

Сушка пленки перед стадией пластификации до содержания влаги не более 5 мас.% обеспечивает структурирование материала пленки, а следовательно получение пленки с заданными свойствами. При этом, теряя влагу, коллаген переходит в термоустойчивую модификацию, утрачивает способность к высокому набуханию. Сушка до содержания влаги более 5 мас.% не обеспечивает структурирования материала пленки (пленка будет излишне липкой, клейкой).

Пластификация пленки после сушки придает ей пластичность, мягкость. Кроме того, пластификация позволяет снять пленку с подложки для проведения окончательной сушки пленки в свободном состоянии.

Указанные пределы содержания влаги в готовой пленке (15 - 20 мас.%) оптимальны для обеспечения требуемой эластичности.

Таким образом заявляемая совокупность технологических приемов и операций, а также их последовательность позволили авторам получить пищевую коллагеновую пленку с требуемыми потребительскими свойствами, позволяющими использовать указанную пленку в качестве упаковки продуктов с целью их кулинарной термообработки.

Предлагаемый способ получения пищевой коллагеновой пленки реализуется следующим образом.

Готовят коллагеновую формовочную дисперсию, содержащую 2 - 6 мас.% сухого вещества коллагена [8]. В случае необходимости одновременно с водой в коллагеновую дисперсию вводят функциональные добавки, например консерванты, пластификаторы.

Далее формовочную дисперсию экструдируют через щелевую фильеру. Величина зазора определяется концентрацией формовочной дисперсии и требуемой толщиной пленки.

Экструдируемая масса поступает на подложку, выполненную, например, в виде транспортерной ленты. В качестве материала подложки можно использовать полимерные материалы (например, капрон), в том числе тисненные или дублированные тканью. Подложка должна удовлетворять следующим основным требованиям: должна обладать влагостойкостью, термостойкостью и по возможности низкой адгезией к коллагену.

Подложка со свежесформованной пленкой проходит через вальцы каландра.

Развальцованную на подложке пленку далее подвергают дублению. Дубление может осуществляться по одному из известных вариантов, например, а) путем введения дубителя в коллагеновую дисперсию на стадии ее приготовления; б) путем обработки пленки на подложке поливом дубильной жидкостью; в) путем совмещения стадии дубления с другими стадиями процесса, например со стадией пластификации.

После проведения дубления осуществляют сушку плtнки на подложке до содержания влаги не более 5 мас.%. Сушку проводят, например, в термокамере или сушильной линии при температуре 48 - 70^oC с постепенным или скачкообразным повышением температуры. После сушки до содержания влаги 15 мас.% возможно досушивание в ИК-излучении или в поле СВЧ.

После проведения предварительной сушки пленку обрабатывают раствором пластификатора. В качестве пластификатора может применяться вода, а также известные пластификаторы, например глицерин. Пластификацию проводят при температуре 20 - 50^oC. Выбор температурного режима зависит от вида пластификатора и требуемых потребительских свойств пленки (мягкость, пластичность).

После пластификации пленку снимают с подложки и сушат до содержания влаги (15 - 20 мас.% при комнатной температуре или в поле СВЧ, или в потоке нагретого воздуха, или в лучах ИК света.

Пример 1. В качестве исходного сырья использовали спилок шкур крупного рогатого скота, предварительно прошедший золенье, кислотную обработку, измельчение.

Из подготовленного коллагенового сырья готовили водную дисперсию, содержащую 3 мас.% сухого вещества коллагена. Вместе с водой в дисперсию вводили дубильные вещества (0,1 мас.% формальдегида и 0,95 мас.% глиоксаля в расчете на сухое вещество коллагена).

После гомогенизации, фильтрования и деаэрирования формовочную коллагеновую дисперсию продавливали через щелевую головку с размером щели 0,6 мм на подложку из капрона. Затем пленку вместе с подложкой пропускали через каландр.

Далее пленку на подложке нейтрализовали путем опрыскивания водным раствором бикарбоната и ацетата натрия (концентрация солей 8 мас.%, pH раствора 8,5). После обработки нейтрализующим раствором величина pH пленки составила 4,5.

Затем проводили сушку пленки на подложке при температуре 48 - 50^oC в течение 1,5 ч. Содержание влаги в пленке после сушки составило 5 мас.%.

Высушенную пленку на подложке пластифицировали путем опрыскивания раствором пластификатора, в качестве которого использовали 15%-ный водный раствор глицерина.

После обработки пластификатором пленку снимали с подложки и сушили в свободном состоянии в поле СВЧ до содержания влаги (172) мас.%. Толщина готовой пленки составила 50 мкм. Показатели качества готовой пленки представлены в таблице.

Пример 2. Готовили коллагеновую формовочную дисперсию, как описано в примере 1, содержание сухого вещества коллагена составило 2 мас.%. На стадии приготовления дисперсии дубильные вещества не вводили.

Формовали пленку через щелевую головку с размером щели 0,6 мм на подложку из капрона. Для уменьшения усадки свежесформованную пленку накрывали подложкой из капрона и пропускали пленку, размещенную между подложками, через каландр.

Затем пленку сушили в сушильном канале при температуре 48 - 50^oC в течение 1 ч. Содержание влаги после сушки в пленке составило 4,5 мас.%.

Высушенную пленку далее обрабатывали пластификатором и дубителем, для чего пленку, размешенную между подложками, пропускали через ванну с раствором, содержащем в качестве пластификатора 10%-ный раствор глицерина и в качестве дубителя - 0,15%-ный раствор формальдегида и 0,08%-ный раствор глутарового альдегида. Величина pH раствора в ванной 8,5, величина pH пленки после обработки 5,0.

Влажную пленку снимали с подложки и сушили в свободном состоянии в лучах ИК света до содержания влаги (152) мас.%.

Толщина готовой пленки составила 35 мкм. Показатели качества готовой пленки представлены в таблице.

Пример 3. Готовили формовочную коллагеновую дисперсию, как описано в примере 2. Содержание сухого вещества коллагена в дисперсии составило 4,5 мас.%.

Формовали пленку через щелевую головку с размером щели 0,6 мм на подложку из капрона с тисненой поверхностью. Пленку на подложке пропускали через каландр.

Затем проводили дубление пленки на подложке путем полива дубильным раствором, содержащим 0,1 мас.% формальдегида и 0,1 мас.% глутарового альдегида. Величина pH дубильного раствора 8,5, величина pH пленки после обработки 4,8.

Далее пленку на подложке сушили в сушильном шкафу: при температуре 48 - 50^oC в течение 30 мин, затем при 60^oC в течение 15 мин, затем при 70^oC в течение 15 мин и при 75^oC в течение 50 мин. Содержание влаги в пленке после сушки составило 3,5%.

Высушенную пленку на подложке пластифицировали путем опрыскивания 15%-ным раствором глицерина. Затем влажную пленку снимали с подложки и сушили в свободном состоянии в поле СВЧ до содержания влаги (172) мас.%. Толщина готовой пленки составила 100 мкм. Показатели качества пленки представлены в таблице.

Опытные образцы пищевой коллагеновой пленки, полученной по предлагаемой технологии, испытывали в условиях производства ООО "Хладокомбинат" (г. Луга) при изготовлении балыков свиных.

Испытания проводили следующим образом.

Прошедшие стадии предварительной обработки (посол, созревание) балыки перед тепловой обработкой упаковывали в испытуемую пленку, далее производилась их обвязка-маркировка шпагатом и навешивание на вешела. На этой стадии не было зафиксировано механических повреждений пленки.

В процессе тепловой обработки балыков пленка имела достаточную механическую прочность и гидротермическую устойчивость и выдержала испытания на операциях обжарки в течение часа при 90-100^oC, варки в течение 2,5 ч при 90-95^oC и копчения в течение 3 ч при 75-80^oC.

После тепловой обработки упакованный в пленку балык сохраняет форму, что исключает необходимость повторной маркировки шпагатом.

Пленка плотно облегает продукт, имеет гладкую поверхность, что обеспечивает хороший товарный внешний вид продукта. Это достигается за счет таких свойств пленки, как эластичность, способность к термоусадке.

Способность пленки к паро- и дымопроницаемости обеспечивает хорошие органолептические показатели готового продукта. Отмечено снижение потерь сока, в результате чего балык имеет сочный, нежный вкус, сохраняет аромат специй и пряностей. Вкус балыка - в меру соленый, имеет характерный ветчинный вкус и аромат копчения.

Одновременно отмечено, что после тепловой обработки пленка вполне съедобна, имеет нежный вкус и аромат копченостей. В то же время пленка не имеет адгезии к упакованному в нее продукту и при желании может быть легко с него снята.

Источники информации 1. EP N 0216094, кл. A 22 C 13/00, опублик. 01.04.87.

2. Патент США N 5328705, кл. B 29 C 71/04, опублик. 12.07.94.

3. Сборник научных трудов ВНИИ мясной промышленности, под ред. А.Ф. Савченко. Исследование новых видов тары, упаковочных материалов и их применение в мясной промышленности. - М.: ВНИИМП, 1985, с. 47.

4. Авторское свидетельство CCCР N 1773362, кл. A 22 C 13/00, опублик. 07.11.92.

5. Авторское свидетельство СССР N 1785419, кл. A 22 C 13/00, опублик. 30.12.92.

6. Патент США N 4196223, кл. A 22 C 13/00, опублик. 01.04.80.

7. Авторское свидетельство СССР N 1359928, кл. A 22 C 13/00, опублик. 28.09.84.

8. ЦНИИТЭИ мясомолпром, обзорная информация по основным направлениям развития отрасли. -М. : Мясная промышленность, 1985. Способы дубления искусственных коллагеновых оболочек для колбасных изделий, с. 24-26.

Формула изобретения

Способ получения пищевой коллагеновой пленки, включающий приготовление коллагеновой формовочной дисперсии, содержащей 2 - 6 мас.% сухого вещества коллагена, формование пленки путем экструзии, а также дубление, пластификацию и сушку пленки до содержания влаги в ней 15 - 20 мас.%, отличающийся тем, что экструзию осуществляют сухим способом на подложку, затем пленку вместе с подложкой пропускают через каландр, при этом перед пластификацией осуществляют сушку пленки на подложке до содержания влаги в ней не более 5 мас. %, а после пластификации пленку снимают с подложки и сушат окончательно до конечного содержания влаги в ней.

РИСУНКИ

Рисунок 1