Разработка технологии гидролиза малоценного сырья птицеперерабатывающих комплексов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат технических наук Москвичев, Александр Сергеевич

• Москвичев, Александр Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Москвичев, Александр Сергеевич

Введение.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Характеристика побочных и вторичных продуктов переработки птицы

1.2. Методы переработки белоксодержащего вторичного сырья.

1.2.1. Водно-тепловой гидролиз.

1.2.2. Химический гидролиз.

1.2.3. Ферментативный гидролиз.

1.3. Современное состояние развития в области технологий получения белковых препаратов из вторичного сырья мясопереработки.

1.4. Теплоотдача в аппаратах с мешалками.

1.5. Тепломассоперенос при сушке.

1.5.1. Сушка в псевдоожиженном слое инертных частиц.

1.6. Применение белковых гидролизатов в мясной промышленности.

Выводы по литературному обзору.

Цель и задачи исследования.

Глава 2. Объекты и методы исследования. Постановка эксперимента.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методы исследования.

2.3. Постановка эксперимента.

Глава 3. Теоретическая часть

3.1. Определение продолжительности процесса гидролиза мясокостного сырья птицеперерабатывающих комплексов.

3.2. Выбор режимов гидролиза мясокостного сырья.

3.3. Кинетические закономерности процесса сушки гидролизатов.

Глава 4. Результаты эксперимента и их обсуждение

4.1. Влияние технологических режимов на протекание гидролиза коллагена и свойства коллагеновых гидролизатов.

4.2. Водно-тепловой гидролиз мясокостного остатка и тушек кур-несушек. Технология получения I фракции гидролизатов.

4.3. Химический (кислотный, щелочной) гидролиз мясокостного остатка и тушек кур-несушек. Технологии получения второй и третьей фракций гидро лизатов.

4.4. Рекомендации по использованию гидро лизатов мясокостного остатка и тушек кур-несушек при производстве колбасных изделий.

Выводы.

Список используемой литературы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии гидролиза малоценного сырья птицеперерабатывающих комплексов»

Проблема обеспечения населения высококачественными и полноценными продуктами питания является интернациональной. Основным компонентом сбалансированного питания человека, обеспечивающим пластические нужды, является полноценный белок. При этом в мире наблюдается дефицит пищевого белка животного происхождения.

На мировом рынке предлагаются белки, как животного, так и растительного происхождения. Наиболее распространенным является соевый белок, обладающий меньшей пищевой ценностью. Кроме того, натуральные соевые белки достаточно дороги, а применение генетически модифицированных белков является спорным. С другой стороны на птицеперерабатывающих предприятиях имеется резерв белка животного происхождения в виде побочных малоценных продуктов переработки — мясокостного остатка цыплят-бройлеров и потрошеных тушек выносившихся кур-несушек яичных пород. Малая востребованность на потребительском рынке тушек таких кур, прежде всего, связана с низким содержанием в них белка, высоким содержанием соединительной ткани и связанной с этим плохой развариваемостью.

Данная работа посвящена разработке технологий переработки мясокостного остатка цыплят-бройлеров и потрошеных тушек выносившихся кур-несушек, позволяющих получать качественный пищевой белковый продукт (гидролизат) заданного функционально-технологического назначения. В работе исследованы зависимости свойств гидролизатов мясокостного остатка и тушек кур-несушек от режимных параметров процесса гидролиза. Разработана методика расчета продолжительности нагрева сложной системы, представляющей собой жидкость с взвешенными в ней твердыми телами. Предложены расчетные соотношения для определения продолжительности сушки полученных белковых гидролизатов в сушильном аппарате со встречно закрученными потоками инертных тел. Разработаны рекомендации по применению гидролизатов при производстве колбасных изделий. Новизна предложенного способа производства подтверждена патентами РФ № 2284116 и № 2303881.

Глава 1. Литературный обзор

Заключение диссертации по теме «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Москвичев, Александр Сергеевич

- 122-Выводы

1. Разработаны технологии переработки побочных малоценных продуктов птицеперерабатывающих комплексов (мясокостного остатка цыплят-бройлеров и потрошеных тушек выносившихся кур-несушек), позволяющие получать качественный пищевой белковый продукт заданного функционально-технологического назначения. Предложенные технологии представляют собой многоступенчатый гидролиз мясокостного остатка и тушек кур-несушек, состоящий из 3-х стадий обработки: 1 этап — водно-тепловой гидролиз, 2 и 3 этапы — кислотный гидролиз. При гидролизе тушек кур-несушек второму этапу кислотного гидролиза предшествует кратковременный слабый щелочной пред-гидролиз.

2. Разработана методика расчета продолжительности нагрева системы тушка птицы — гидролизующая среда до требуемой температуры.

3. Определены изопиестические характеристики белковых гидролизатов, позволяющие определить продолжительность сушки данных продуктов в агрегате СВЗП. Получена зависимость удельного объемного заполнения агрегата продуктом от режима сушки.

5. Исследованы зависимости функционально-технологических свойств гидролизатов мясокостного остатка и тушек кур-несушек от режимных параметров гидролиза. Установлены рациональные режимы гидролиза, позволяющие получать гидролизаты куриного белка с оптимальными технологическими свойствами.

6. Установлены закономерности изменения функционально-технологических свойств гидролизатов в зависимости от величины средней молекулярной массы гидролизованных белков.

7. Получены данные по химическим показателям гидролизатов (содержание протеина, аминокислотный состав, перевариваемость).

8. Установлены зависимости технологических показателей гидролизатов (желирующая способность, ВСС, ЖУС, ЭС, СЭ) от режимов гидролиза.

9. Разработаны рекомендации по использованию гидролизатов в качестве белковых добавок при производстве мясных изделий. Технология использования подтверждена двумя патентами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Москвичев, Александр Сергеевич, 2008 год

1. Александер П. А. Химия и физика шерсти. — М.: Гизлегпром, 1958.

2. Антипова JI. В., Глотова И. А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. М.: Колос, 2001. - 570 с.

3. Антипова Л. В. Основы рационального использования вторичного коллаген-содержащего сырья мясной промышленности. — Воронеж: 1997. — 247 с.

4. Бараненко А.В., Куцакова В.Е., Борзенко Е.И., Фролов С.В. Примеры и задачи по холодильной технологии пищевых продуктов. Ч.З. Теплофизические основы. М.: Колос, 2004. - 249 с.

5. Белова В. Ю., Смодлев Н. А. Специфика и перспективы использования функциональных животных белков //Мясная индустрия. 1999. №12 -С.23-26.

6. Беляев М.И., Горбанев А.П., Есипова Н.И. Безотходная технология переработки. Харьков: - 1989. - 144 с.

7. Березенко A.M. Современные методы переработки птицы. — Киев: 1986. — 27с.1

8. Березов Т. Т., Коровин Б. Ф. Биологическая химия. Учебник. / Под ред. Де-бова С. С. М.: Медицина, 1990. - 528 с.

9. Буравой С. Е., Платунов Е. С., Самолетов В. А., Частый В. Л. Автоматизированный цифровой измеритель теплопроводности листовых материалов: Межвуз. сб. науч. тр. СПб.: СПбГАХПТ, 1995. - С 156.

10. Бушнин Ю. М., Шварцбург А. Э., Королева Л. М. производство сухого пищевого бульона с пряностями // Мясная индустрия СССР. 1887. № 11. С.34-35.

11. Водолажченко С.А. Рекомендации по приготовлению и использованию сухих белковых кормов из отходов птицеводства. — Симфирополь: Крым, 1969.-38с.

12. Гаевой Е.В. Переработка перопухового сырья. — М.: Пищевая промышленность, 1978. -126 с.

13. Гельперин Н. И., Дубинин М. К., Подгаецкая О. И. Новое в технике сушки полимерных материалов. Журнал Всесоюзного химического общества им. Менделеева. 1965. № 2. С 193 - 202.

14. Гинзбург А. С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. — М.: 1973.

15. Гинзбург А. С., Громов М. А. Теплофизические характеристики картофеля, овощей и плодов. М.: Агропромиздат, 1987. — С. 11 — 19.

16. Гоноцкий В.А. Механическая обвалка мяса птицы. Обзорная информация. — М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1982.-28 с.

17. Горяев М. И., Быкова JI. Н. Биологическая ценность пептона, полученного из кератинсодержащего сырья // Приклодная боихимия и микробиология. 1981. т. 17 вып. 2.-С. 273 277.

18. ГОСТ 13496.3 92 (ИСО 6496 - 83) «Комбикорма, комбикормовое сырье», Метод определения влаги. М.: Госстандарт России.

19. ГОСТ 26226 — 95 «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье», Метод определения сырой золы. М.: Госстандарт России.

20. Гуляев В.И., Понаморев Г.С. Белковые гидролизаты в производстве пищевых концентратов и консервов. — М.: ЦИНТИпищпром, 1966 — 48 с.

21. Джафаров А.В. Производство желатина. — М.: Агропромиздат, 1990. 286 с.

22. Жаринов А. И. Основы современных технологий переработки мяса. Ч 1. Эмульгированные и грубоизмельченные продукты. — М.: ИТАР — ТАСС, 1994.-154 с.

23. Жаринов А. И., Хлебников И. В., Мадалиев И. К. Вторичное белоксодер-жащее сырье: способы обработки и использования / Мясная промышленность. 1993. - № 2. - С. 22 - 24.- 12626. Желопкин В. Г., Рычков А. И., Шахова Н. А. Труды МИХМа, т. XX, 1960.

24. Ивашов В.И. Новое в науке о мясе: Обзор информ. — М.: Агро-НИИТЭИММП, 1993. 56 с.

25. Кантор Ч. Биофизическая химия / Ч. Кантор, П. Шиммель: В 3 т. — М.: мир, 1982.

26. Канторович 3. Б. Машины химической промышленности. — М.: Машиностроение, 1965. 412 с.

27. Козина 3. А., Лисицын А. Б. Направления рационального использования мясного сырья с высоким содержанием соединительной ткани // Все о мясе. — 1999.— № 1. —С. 25-26.

28. Корнюшко Ф. В. Справочная книга работника советской мясной промышленности. -М.: СНАБТЕЗИЗДАТ, 1933. 354 с.

29. Кочеткова А. А. Пищевые гидроколлойды: теоретические заметки // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. — 2000. — №1.

30. Кретов И. Т. Технологическое оборудование предприятий пищеконцентрат-ной промышленности. — Воронеж: ВГУ, 1996. — 446с.

31. Куцакова В. Е., Богатырев А. Н. Интенсификация тепло- и массообмена при сушке пищевых продуктов. — М.: Агропромиздат, 1987. 236 с.

32. Куцакова В. Е., Ишевский A. JL, Леваков В. В., Поляков К. Ю., Белова А. В. Кинетика гидролиза белоксодержащих отходов гидробионтов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2002. №12. — С. 31 — 33.

33. Куцакова В. Е., Леваков В. В., Белова А. В. Кинетика гидролиза белоксодержащих продуктов животного происхождения // Мясная индустрия. 2002. № 12.-С. 43-45.

34. Куцакова В. Е., Москвичев А. С., Чернышева Е. В., Елыгина К. А., О переработке отходов птицеперерабатывающей промышленности. // Вестник • МАХ. 2006. - Вып. 3. С 36 - 38.

35. Лева М. Псевдоожижение. Пер. с англ. под редакцией Н. И. Гельперина. Гостоптехиздат, 1961.

36. Ленинджер А. Л. Основы биохимии: в 3 т. М.: Мир, 1985. - 1051 с.

37. Лобзов К. И., Митрофанов Н. С., Хлебников В. И. Переработка птицы и яиц. -М.: Агропромиздат, 1987. — 240 с.

38. Лурье И. С., Скокан Л.Е., Цитович А. П. Технохимический и микробиологический контроль в кондитерском производстве : Справочник — М.: Колосс, 2003.

39. Лыков А. В. Теория сушки. — М.: Энергия, 1968.

40. Лыков А. В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967

41. Мазуров В. И. Биохимия коллагеновых белков. М.: Медицина, 1974. -248 с.

42. Мдинарадзе Т. Д. Переработка побочного сырья животного происхождения. М.: Агропромиздат, 1987. - 239 с.

43. Митрофанов Н. С., Плясов Ю. А. Переработка птицы. — М.: Агропромиздат, 1990.-303 с.

44. Михайлов А. Н. Коллаген кожного покрова и основы его переработки. — М.: Легкая индустрия, 1971. — 525 с.

45. Михайлов А. Н. Химия и физика коллагена кожного покрова. — М.: Легкая индустрия, 1980. — 230 с.

46. Москвичев А.С., Чернышева Е.В., Елыгина К.А. Теплофизические аспекты гидролиза дисперсных систем. // Сборник молодых ученых. Пищевые технологии. Санкт-Петербург. — 2006 г. — 110 — 112 с.

47. Неклюдов А. Д., Иванкин А. Н., Бердутина А. В., Карпо Б. С. Получение гидролизатов из мясо-костного сырья // Мясная индустрия. 1998. № 6. — С.42- 43.

48. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. — Л.: ГХИ, 1959.

49. Павлов С. А., Шерстакова И. С. Химия и физика высокомолекулярных соединений в производстве исскуственной кожи, кожи и меха. — М.: Легкая индустрия, 1976. — 485 с.

50. Парамонова Т.Н. Экспресс — методы оценки качества продовольственных товаров. — М.: Экономика, 1988. — 111 с.

51. Патент 2059383 Российская федерация, МКИ5 А23 J 1/10, С 09 Н 1/00. способ получения полифункционального коллагенового препарата / Е.Ф. Вай-нерман, Е.А. Курская, В.К. Кулакова, Л.А. Павлова, Л.Г. Дамшкалн, Л.Н. Крайнюк. -№ 92008487/13; обубл. 10.05.96.

52. Патент РФ № 2206231. Способ получения белкового гидролизата из кератинсодержащего сырья / В.Е. Куцакова, С. В. Фролов, А.В. Белова,

53. К. Ю. Поляков, В.В. Леваков. МКИ С27А 23 К 1/10, А 23 J 1/10. Опубл. 20.06.2003, Бюл. № 17.

54. Пищевая химия. — 3-е изд. / Нечаев А. П., Траубенберг С. Е., Кочеткова А. А. и др. Под ред. Нечаева А. П. СПб.: ГИОРД, 2004. - 640 с.

55. Платунов Е. С., Баранов И. В., Прошкин С. С., Самолетов В.А. Определение теплофизических характеристик пищевых продуктов в области кристаллизации связанной влаги. // Вестник МАХ. — 1999. — Вып. 1. — С. 41 44.

56. Практикум по биохимии: учебное пособие для университетов. Под ред. Северина С. Е. М.: МГУ, 1989. - 508 с.

57. Практическая химия белка. / Пер с англ. / Под ред. Дарбре А. — М.: Мир, 1989.-623 с.

58. Резник Ф. Я, Техника изопиестического определения пара растворов электролитов. — В кн.: Вопросы физической химии электролитов. Под ред. Ми-кулина Г. И. Л.: Химия, 1968. - 418 с.

59. Рогов И. А., Антипова Л. В., Дунченко Н. И. Химия пищи. Книга 1. Белки: структура, функции, роль в питании. — М.: Колос, 2000 — 348 с.

60. Рогов И. А., Забашта А. Г., Казюлин Г. П. Общая технология получения и переработки мяса. — М.: Колос, 1994. — 342 с.

61. Розенталь Ф. А. Труды Всесоюзного Научно-исследовательского кино -фотоинститута, 2, 1958.

62. Салаватулина Р. М. Рациональное использование сырья в колбасном производстве. СПб.: ГИОРД, 2005. - 240 с.

63. Сарафанова JI. А. Применение пищевых добавок. Технические рекомендации. 6-е изд., испр. и доп. СПб.: ГИОРД, 2005. - 200 с.

64. Свидетельство РФ на полезную модель № 14648 МПК7 F 26 В 17/10 "Устройство для сушки жидких материалов" /Куцакова В.Е., Фролов С. В., Ме-реминский Г. И.; СПбГУНиПТ. № 99127624/20; Заявл. 23.12.99 // Изобретение. Полезные модели. - 2000. - № 22(2).

65. Свидетельство РФ на полезную модель № 14648 МПК7 F 26 В 17/10 «Устройство для сушки жидких материалов» / Куцакова В.Е., Фролов С.В., Ме-реминский Г.И.; СПГУНиПТ. № 99127624/20; Заявл. 23.12.99 // Изобретения. Полезные модели. — 2000. № 22 (2).

66. Серов В. В., Шехтер А. Б. Соединительная ткань. — М.: Медицина, 1981— 278 с.

67. Смодлев Н. А. Функционально-технологические свойства белков животного происхождения. // Мясная индустрия. 1999. № 12 — С. 18 — 20.

68. Соколов А. А. Физико-химические и биохимические основы технологии мясопродуктов. — М.: Пищевая промышленность, 1973. 473 с.

69. Соколов А. Ю. Изучение свойств коллагенсодержащего сырья (свиных шкур) и научное обоснование возможности его использования в пищевых целях: Автореф. дис. канд. техн. наук. — М., 2002. — 24 с.

70. Справочник по гидроколлойдам / Г.О. Филипс, П. А. Вильяме. Пер. с англ. под ред. А.А. Кочетковой и JI.A. Сарафановой. — СПб.: ГИОРД, 2006. —536 с.

71. Справочник технолога колбасного производства / И.А Рогов, А.Г. Забашта, Б.Е. Гутник и др. М.: Колос, 1993. — 431 с.

72. Степанов В. М. молекулярная биология. Структуры и функции белков. — М.: Высш. школа, 1996.

73. Степчков К. А. Белковые гидролизаты. Технология получения и пути использования. В кн.: Проблемы парентерального питания. Рига: Зинатне, 1969.-С. 55-59.

74. Страйер JI. Биохимия: в 3 т. Т 3 / Пер с англ. М. Д. Гроздовой, А. Н. Кол-чинского; Под ред. С. Е. Северина. — М.: Мир, 1985. — 397 с.

75. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Польша, 1971, пер. под редакцией Щуплякова И.А. — Л.: Химия, 1975. — 384 с.

76. Тараканова В. П. Разработка способа производства кормового белкового гидролизата из отходов переработки птицы. Автореферат. — М.: ВНИи-КИМП, 1998.-24 с.

77. Телишевская Л. Я. Белковые гидролизаты: получение, состав, применение. — М.: Журн. «Аграрная наука», 2000. — 295 с.

78. Тырсин Ю. А. Влияние режимов кислотного гидролиза кератина на эффективность выделения очищенных аминокислот // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. 2000. № 9. — С. 15 — 18.

79. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии. В 3-х томах. -М.: Мир, 1981.

80. Файвишевский М. Л. Переработка непищевых отходов мясоперерабатывающих предприятий. СПб.: ГИОРД, 2000. - 249 с.

81. Файвишевский М. Л., Лисина Т. Н. Новые пищевые продукты с использованием белковых компонентов кости: Обзорная информация. — М.: АгроНИИ-ТЭИММП, 1992.-32 с.

82. Файвишевский М. Л., Тимошенко Н. В. Опыт безотходной переработки кости на пищевые цели // Мясная индустрия. 1998. № 2 — С. 14 — 16.

83. Федоров И.М. Теория и расчет процесса сушки во взвешенном состоянии. Госэнергоиздат. 1955.

84. Фролов С. В., Куцакова В. Е., Кипнис В. Л. Тепло- и массообмен в расчетах процессов холодильной технологии пищевых продуктов. М.: Колос-Пресс, 2001.

85. Химия пищи. / В 2 книгах. / Книга 1. Белки: структура, функции, роль в питании. / Рогов И.А., Антипова JI. В., Дунченко Н. И. и др. — М.: Колос, 2000. -384 с.

86. Холанд Ф., Чапман Ф. Химические реакторы и смесители для жидкофазных процессов. -М.: «Химия», 1974. 208 с.

87. Циборовский Я., Рошак Я. ИФЖ, № 2, 1959.

88. Чернуха И. М. Функциональные продукты — методологические, технологические и трофологические аспекты производства // Мясная индустрия. — 2002.-№2.-С. 21-22.

89. Шарповская М. С, Исследование теплообмена в кипящем слое методом квазистационарного режима. Известия АН СССР, Сибирское отделение . 1958. №7.-С 62 74.

90. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. — М.: Наука, 1979. 743 с.

91. Штербачик 3., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. — Л.: Госхимиздат, 1963.

92. Шульц Г. Е. Принципы структурной организации белков / Г. Е. Шульц, Р. X. Ширмер. М.: Мир,1982.

93. Эккерт А. Р., Дрейк П. М. Теория тепло- и массообмена. Госэнергоиздат. 1961.

94. Borstein P. and Traub W. (1979) "The Chemistry and Biology of collagen" in The Proteins, Vol. IV, 3rd end pp. 412 605.

95. Branden C., Tooze J. Introduction to Protein Structure. — New York, London: Garland Publ., Inc., 1991.

96. Burgeson R. E., Cjerassi C. J. of am. Chem. Foe. 1980. - 2. - 102.

97. Goula A. M., Adamopoulos K. G. Spray Drying of Tomato Pulp: Effect of Feed Concentration // Drying Technology. 2004, 10, pp 2309 - 2331.

98. Hao M.-U., Scherada H. A. // J. Phis. Chem. 1994. -V. 98. - P. 9882.- 133111. Harris P. (1990) "Gelatin" in Food Gels, Elsevier, London, pp. 223 89.

99. Heertjes P. M., Boer H. G., Haas V., Dorsser A. M. Temperature and humiditi measurements in a drying fluidized bed. Chem. Eng. Sci., V. 2, №3. 97 — 107, 1953.

100. Highberger J. H. e. al. The Amino Acid Sequence of Chick Skin Collagen al -CB7 // Biochemictry. 1975,14. -№ 13. - p. 2872-2881.

101. Jones E. Y., Miller A. // J. Mol. Biol. 1991. -V. 218. - P. 209.

102. King N. L. Thermal Transition of ovine connective tissues // Meat Sci. 1987. -№20.-P. 25-37.

103. Parry D. A. D. and Craemer L. K. (1979) "The Primary Structure of Collagen" in Properties of Fibrous Proteins. Scientific, Industrial and Medical Aspects. Vol.1, Acadtmic Press, London, pp. 133 — 50.

104. Perutz M.F. Protein Structure. NY: W. H. Freeman & Co., 1992.

105. Taruna I., Jindal V. K. Drying of soy pulp (Okara) in a bed of inert particles. // Drying Technology. 2002, 20 (4&5), pp 1035 - 1051.

106. Zhao. L., Pan .Y., Li. J., Chen. G., Mujumdar. A. S. Drying of dilute suspension in a revolving flow fluidized bed of inert particles. // Drying Technology. — 2004, 22 (1&2), pp 363 — 376.