Способ получения пищевых белковых волокон

Союз Советскик Социалистическими Респубиик011 ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 200679 (21) 2783803/28-13 Р 1) М Кд3 с присоединением эаявки Мо(23) Приоритет А 23 Х 3/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Ордена Ленина институт элементоорганическйх соединени АН СССР(54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИИЕВЬХ БЕЛКОВЬЖ ВОЛОКОН Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения искусственных пищевых белковых волокон для продуктов, имитирующих по пищевой ценности и комплексу органолептических свойств изделия из различных видов натурального мяса.Известен способ получения белковых 1 О волокон (мокрое прядение), основанный на растворении белка в водном растворе щелочи, подачи полученного раствора белка в коагуляционную ванну под давлением через фильеру с большим числом (до нескольких тысяч) 15 отверстий малого диаметра, коагуляции белка в виде волокон и растяжении этих волокон для повышения их физико- механических свойств.Однако при увеличении скорости по дачи раствора белка через фильеру во" локна начинают рваться, и обрывки волокон накапливаются в коагуляционной ванне. При увеличении скорости растяжения также проходит обрыв волокон и обрывки наматываются на приемные ролики, что приводит к обрыву других волокон. В результате возникает необходимость в остановке оборудования и устранении возникших неполадок, что 30 снижает производительность процесса. Кроме того, щелочная обработка белка не только снижает пищевую ценность белковых волокон иэ-за потери метионина, но и приводит к образованию токсичных соединений типа лиэиноаланина. При этом изготовление фильеры с большим числом отверстий малого диаметра трудоемко и дорого. Большие сложности возникают при профилактической чистке фильеры, отверстия которой очень быстро забиваются в процессе эксплуатации.Известен также способ с использованием щелевых фильер для получения белковой пленки, которую после коагуляционной ванны растягивают в продольном направлении в водной ванне при 50-100 рС (или в атмосфере пара при повышенном давлении ), послЕ чего пленку высушивают до содержания воды 5-50 вес,Ъ и механически разрезают в продольном направлении на волокна (1,Однако данный способ не устраияет недостатки, обусловленные щелочной обработкой белка, Кроме того, механическая резка белковой пленки связана с рядом дополнительных недостатков. Так, оптимальное содержание во 8825105 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 щение расхода полисахарида. указанная цель достигается тем, что согласно способу получения пищевых белковых волокон, предусматривающему приготовление двухфазной эмульсии, содержащей воду, белок и полисахарид, растворимый в условиях коагуляции белка, введение эмульсии в коагуляционную ванну, упрочнение волокон, промывку и сушку, перед нведеыием двухфазной эмульсии в коагуляццонную ванну ее подвергают центрифугированию и отделяют нижний слой с содержанием от 1 до 50 об.Ъ дисперсионной фазы, при этом н коагуляционную ванну вводят отделенный нижний слой путем экструзии ее через целевую Фильеру с получением экструдата в виде двухфазной пленки и растягивают ее в направлении, перпендикулярном движению экструдата. ды н пленке во время резки должно быть 10-30 нес.Ъ, При содержании воды меньше 5 вес.Ъ пленка становится хрупкой и ломается но время резки. При содержании воды болъше 5 нес.Ъ пленка отличается высокой липкостью. Она прилипает к натяжным роликам. Усилия, действующие на пленку во время резки, оказываются неравномерными. Поэтому пленка рвется, а волокна получаются неоднородными. Все это 3требует установки соответствующей аппаратуры для контроля и регулировки влагосодержания пленки.Известен также способ получения пищевых белковых волокон путем приготовления двухфазной эмульсии, приготовления коагуляционной ванны, содержащее коагулянт белка пищевые соли поливалентных металлов и кислотИ, введения эмульсии в виде струи в коагуляционную ванну при перемешивании коагулятора в ламинарном режиме, упрощения волокон путем их термообработки, промывки и сушки полученных волокон 12.Однако производительность известного способа ненысокая, так как полученные короткие волокна (длиной 1- 10 мм) нельзя отводить из коагуляционной ванны и направлять на другие операции непрерывно.Другим недостатком известного способа является высокое содержание в эмульсии баластной полисахаридной Фазы (75-90/об), При попадании струи эмульсии в коагуляционную ванну эта фаза растворяется н коагуляторе, поскольку входящий в ее состав полисахарид растворим в условиях коагуляции белка. Регенерация полисахарида, то есть выделение его иэ коагулянта, экономически не.оправдана. Поэтому она выбрасывается вместе с от" работанными коагулянтами.Цель изобретений - повышение эффективности коагуляции, улучшение механических свойств, а также сокраВведение эмульсии н коагуляционную ванну осуществляется через кольцеобразную щеленую фильеру, что приводит к получению двухфазной пленки в виде полого цилиндра. Эта пленка представляет собой совокупность сплошных цилиндрических частиц жидкой полисахаридной Фазы, ориентированных параллельно друг другу в гелеобразной белковой матрице. Такая структура приводит к анизотропии механических свойств стенок пленки. Если вдоль образующей укаэанного цилиндра механическая прочность пленки довольно высокая (она обусловлена прочностью белконой матрицы), то в перпендикулярном к образующей цилиндра направлении прочность пленки резко снижена из-за наличия жидких дисперсных частиц. Поэтому, если в указанный полый цилиндр поданать газ под избыточным давлением, то он расщепляется на отдельные непрерывные белковые волокна, которые принимают на вращающийся барабан.Введение эмульсии в коагуляционную ванну осуществляется через плоскую щелевую Фильеру, что приводит к Формованию плоской пленки, которая аналогична по структуре и свойствам пленки в виде полого цилиндра, описанной выше. При растяжении этой плоской пленки в плоскости и перпендикулярно оси ориентации дисперсных частиц с помощью расходящихся движущихся цепей с самоэатягивающимися зажимами (клуппами) она разрывается на отдельные непрерывные белковые волокна, которые принимают на вращающийся барабан.Двухфазную эмульсию готовят с отношением вязкостей дисперсной полисахаридной) и непрерывной (белковой) фаэ 10 - 20, рН 4 " 9 и ионной силой 10 - 0,5 моль/л, сообщая определенную последовательность операций. Сначала смешивают воду и белок в весовом отношении 2,5 - 100:1, а затем в полученную смесь вводят полисахарид в виде сухого препарата или в виде водного раствора до концентрации 1 - 35 г/100 г воды. Объемную концентрацию дисперсной (полисахаридной)фазы доводят до 1 - 50 об. путем центрифигурирования, в результате которого эмульсия разделяется на два слоя. Верхний представляет раствор полисахарида, а нижний - эмульсию с уменьшенной концентрацией дисперсной фазы. Верхний слой сливают в емкость для приготовления раствора полисахарида, используемого для получения исходной эмульсии, а нижний - направляют через щелевую фильеру в коагуляционную ванну.Состав коагуляционной наины под" бирают с учетом специфики растворяемости конкретного белка, который обычно мало отличается от состава ко882510 Формула изобретения Составитель М. ЛаринаРедактор Н.Альшнна. Техред А.Бабинец Корректор Е. Рошко Заказ 10027/5 Тираж 567 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент"г. Ужгород, ул. Проектная, 4 агуляционных ванн, используемых в мокром прядении белковых волокон. В случае глобулинов, проламинов и глютелинов - это концентрированные кислотно-солевые растворы или умеренно концентрированные растворы пищевых солей кальция.Согласно предлагаемому способу могут использоваться кислые и нейтральные полисахариды, растительные и животные белки, а также белки одноклеточных. Наиболее доступные из них гуммиарабик, карбоксиметилцеллюлоза, высокоэтерифированный пектин, ксантан, амилопектин, декстран, растворимый крохмал, декстрин, глобулины соевых бобов, миоэин ракообразных,15 суммарный белок пекарских дрожжей.П р и м е р 1. Готовят 900 мл 20-ного раствора глобулинов соевых бобов в ацетатном буфере с рН 4,4 и ионной силой 0,25 моль/л, содержащего 20 0,01 сульфата натрия (раствор А) и 100 мл 6-иого раствора гуммиарабина в том же буфере (раствор Б) . При осторожном перемешивании медленно приливают раствор Б к раствору А, Эмуль сию центрифугируют 5 мин при 3000 д. Верхний слой сливают, а нижний слоЯ, который представляет собой эмульсию с концентрацией дисперсной (полисахаридной) фазы 1 об., подают через 30 кольцеобразную щелевую Фильеру ( 20 х 1 мм), размещенную в растворе коагулянта (1 и ацетат кальция с рН 3). Одновременно во внутреннюю полость образовавшегося пленочного ци" З 5 линдра (25 х 0,1 мм) подают воздух под давлением 2 атм. Воздух выдавливает жидкую полисахаридную фазу, оставляя пучек непрерывных белковых волокон, которые затем подвергают )зриентационной вытяжке, промывке и сушке.П р и м е р 2. Смешивают воду, содержащую 0,1 сульфита натрия, и глобулины соевых бобов в весовом отношении 3,33:1. К 300 г полученной 45 смеси приливают 700 г 20-ного раствора растворимогокрахмала при осто- . рожном перемешивании. Конечная концентрация растворимого крахмала в смеси составляет около 14 г/100 г воды. Об разовавшуюся эмульсию центрифугируют 10 мин при 900 д. При этом она разделяется на два слоя. Верхний слой ,сливают, а нижний, который представляет собой эмульсию с концентрацией дисперсной (полисахаридной) фазы 50 об., подают через плоскую щелевую Фильеру (20 х 1 мм) в коагуляционную ванну (1 М ацетат кальция с рН 3). После ванны пленку (25 х х 0,1 мм) растягивают перпендикулярнс направлению ориентации дисперсной частицы с помощью расходящихся движущихся цепей с самозатягивающимися зажимами (клуппами), разрывая ее на отдельные волокна, которые затем ориентируют, промывают и сушат.Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известными являются непрерывное осуществление технологического процесса и значительное снижение содержания в эмульсии баластной полисахаридной Фазы (от 75-90 до 1-50 об.), а также получение волокон с улучшенными механическими свойствами. Способ получения пищевых волокон,предусматривающий приготовление двухфазной эмульсии, содержащей воду, белок и полисахарид, растворимый вусловиях коагуляции белка, введениеэмульсии в коагуляционную ванну, упрочнение волокон, промывку и сушку,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения эффективности коагуляции, улучшения механических свойств волокон, а также сокращениярасхода полисахарийа, перед введением двухфазной эмульсии в коагуля"ционную ванну ее подвергают центрифугированию и отделяют нижний слойс содержанием от 1 до 50 обдисперсионной фазы, при этом в коагуляционную нанну вводят отдельныйнижний слой путем экструзии ее черезщелевую фильеру с получением экструдата в виде двухфазной пленки и растягивают ее в направлении, перпендикулярном движению экструдата,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Японии М 50.38.694,кл. 34 Р О/34, опублик.1975. 2. Авторское свидетельство СССР 9 596208, кл. А 23 Т 3/00, опублик. 1977.