CC BY
125
Получение и использование
пищевых животных топленых жиров
М.Л. Файвишевский
Neri-consulting international, Израиль
Жиры, в том числе животные топленые жиры (говяжий, свиной, бараний, костный), являются важной составляющей пищи. Значимость жиров состоит прежде всего в его высокой энергетической ценности, так как калорийность 1 г жира 9 ккал, что более чем в 2 раза превышает калорийность белка и углеводов (4 ккал в 1 г). Биологическая ценность жира состоит в наличии в нем витаминов А, Д, Е, К и полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой).
Животные пищевые жиры получают в результате переработки жировой ткани (жира-сырца) убойных животных, которая представляет собой разновидность соединительной ткани и включает клетки, в которых находятся жировые капли и белковые волокна в межклеточном пространстве. В зависимости от упитанности убойных животных выход жира-сырца различен. Так, при переработке крупного рогатого скота I и II категории он соответственно составляет 6,6 и 3,5 %, свиней I и III категории - 5,2 и 7,0 % от массы вырабатываемого мяса. Особенность жировой ткани - высокое содержание жира (88-92 %) при низком содержании (1,1-1,6 %) белка (преимущественно коллагена и эластина), а также минеральных солей (0,05-0,35 %) и влажности (6,4-10,5 %) [1].
Исходя из морфологии жировой ткани, получение жира предусматривает механическое разрушение жировых клеток и извлечение из них жировых капель.
Таблица 1
Техническая характеристика машин вытопки жира Я8-ФИБ и АВЖ-245
Показатель Я8-ФИБ АВЖ-245
Производительность по жиру-сырцу, кг/ч:
говяжий 1500 1120
свиной 2000 1600
мездровый 800-1500 -
Установленная 15 13
мощность, кВт
Потребление пара при давлении 0,15-0,3 МПа, кг/ч 100 150
Габаритные размеры, мм 1300x700x800 630x470x1115
Масса, кг 300 250
Существующие технологические решения ориентируются на механическую и тепловую деструкцию жировой ткани и ее клеток. В результате чего жир из твердого состояния переходит в жидкое и вытекает из разрушенных клеток. В результате образуется двухфазная система, включающая жидкую фазу (жир и вода) и твердую (белковую), называемую шкварой. Окончательной операцией служит очистка жира от влаги и мелких включений твердой фазы.
Объективный показатель эффективности применяемой технологии - степень извлечения жира, представляющая собой отношение фактически полученного топленого жира от его содержания в исходном жире-сырце. Из сказанного видно, что для достижения высокой степени извлечения жира необходимо свести к минимуму его остаточное содержание в твердой фазе и в отработанной воде от очистки жира.
Для обеспечения высокого качества вырабатываемого продукта необходимо максимально сократить тепловое воздействие на сырье и осуществлять обработку при умеренных температурах, что позволит исключить гидролиз белковых веществ и триглицеридов, окисление жира, предотвратить ухудшение запаха и вкуса конечного продукта.
Указанным требованиям отвечают современные непрерывно действующие установки для производства пищевых животных жиров: Я8-ФИБ, РЗ-ФВТ-1 (Россия), «Центрифлоу» (Швеция), «Шарплес» (Англия), «Вестфа-лия» (Германия) и др. [2].
Сравнительные данные переработки
АВЖ
Непрерывно действующие установки Я8-ФИБ и РЗ-ФВТ-1 отличаются в зависимости от вида применяемых машин для вытопки жира. В первом случае используется машина вытопки жира Я8-ФИБ, во втором - центробежная машина АВЖ-245. Машина Я8-ФИБ предусматривает предварительное измельчение жира-сырца на волчке, последовательное грубое и тонкое измельчение и одновременную кратковременную обработку острым паром в центробежном поле, передачу полученной суспензии под напором, создаваемым машиной, на дальнейшую обработку (разделение фаз), очистку жира от влаги и мелких частиц, охлаждение и переохлаждение, упаковку и фасовку.
Машина имеет барабан, установленный на горизонтальном валу, приводимом во вращение от фланцевого электродвигателя [3].
Центробежная машина АВЖ-245 предусматривает загрузку сырья вручную. Возможна также подача сырья, измельченного на волчке. В машине происходит однократное измельчение жира-сырца в центробежном поле с нагревом путем контакта с острым паром и горячей водой. Полученная жиро-водная суспензия под напором, создаваемым машиной, отводится на последующую обработку, аналогичную описанной выше. Техническая характеристика машин вытопки жира представлена в табл. 1.
В центробежной машине АВЖ-245 ротор установлен на наклонном или вертикальном валу, что при эксплуатации не исключает попадание влаги через сальниковое уплотнение в статор электродвигателя и преждевременный выход его из строя. Поэтому на практике предприятия вынуждены производить модернизацию данной машины, смещая вал барабана от вала электродвигателя и осуществляя привод через дополнительную клиноременную передачу.
К достоинствам машины Я8-ФИБ следует отнести возможность перера-
Таблица 2 жира-сырца на машинах Я8-ФИБ и 245
Показатель Я8-ФИБ Я8-ФИБ Я8-ФИБ АВЖ-245 АВЖ-245 АВЖ-245
Выход, % от массы жира-сырца: топленого жира 67,5 66,0 66,7 59,2 63,4 65,3
то же шквары 11,3 13,5 9,3 15,0 13,1 11,6
Состав шквары, %: влага 76,4 69,8 73,6 66,9 68,2 65,2
жир 7,4 7,0 3,2 15,5 12,3 13,2
Жир в пересчете на 10%-ную влажность шквары 28,2 20,8 10,9 42,1 34,8 34,1
FOR PRODUCERS OF MEAT PRODUCTS
ботки в непрерывном потоке мездрового жира, в то время как при использовании центробежной машины АВЖ-245 технология предусматривает предварительное его измельчение и тепловую обработку в стационарных условиях с последующей окончательной вытопкой на линии РЗ-ФВТ-1.
Об эффективности извлечения жира на указанном оборудовании свидетельствуют данные табл. 2.
Из приведенных данных видно, что при переработке указанных партий жира-сырца на машине Я8-ФИБ выход топленого жира был на 1,4-8,3 % выше, чем при применении машины АВЖ-245. Это обусловлено большей степенью его извлечения, о чем свидетельствует меньшее остаточное содержание жира в шкваре. Так, остаточное содержание жира в шкваре, полученной при использовании машины Я8-ФИБ, было в 1,5-3,1 раза ниже, чем в шкваре после вытопки на машине АВЖ-245. Аналогичные результаты были получены при переработке свиного жира-сырца. Остаточное содержание жира в шкваре с влажностью 10 % находилось в пределах 6,2-24 %.
На непрерывно действующей установке «Центрифлоу» жир-сырец после измельчения на волчке подвергается нагреву и вытопке воздействием острого пара в котле с мешалкой, а затем насосом передается в дезинтегратор для тонкого измельчения. Дальнейшая обработка осуществляется по описанной выше схеме. При этом расход пара составляет 247-313 кг/ч, установленная мощность системы вытопки жира (мешалка котла, мононасос, дезинтегратор) - 12,5 кВт. Остаточное содержание жира в шкваре с влажностью 10 % составляет для говяжьего жира-сырца 32,7 %, для свиного - 26,2 %.
Сопоставление этих данных с показателями состава шквары, полученной на непрерывно действующей установке Я8-ФИБ, показывает явное преимущество последней. При этом продолжительность процесса вытопки жира на отечественных установках составляет 12-20 с, в то время как на установке «Центрифлоу» - до 2 мин.
Установки зарубежного производства имеют преимущества в части комплектации дополнительным высококачественным оборудованием, в частности, сепаратором, отличающимся рядом положительных характеристик: автоматической разгрузкой, низким содержанием жира в отработанной воде, автоматическим контролем за качеством очистки жира.
Очищенный топленый жир после охлаждения и переохлаждения подвергают упаковке в бочки, картонно-на-вивные барабаны, картонные ящики или фасовке в пачки, коробки, стакан-
чики с последующей упаковкой в ящики.
Непрерывно действующие установки для вытопки пищевых животных жиров Я8-ФИБ успешно эксплуатируются на ряде мясокомбинатов России и других стран СНГ, в частности: ОАО «Екатеринбургский», ЗАО «Тихорецкий мясокомбинат», ОАО «Комбинат мясной «Калачеевский», ОАО «Липецккомп-лекс» и др. [4].
Во ВНИИ мясной промышленности им. В.М.Горбатова разработана технология хранения и транспортирования пищевых животных топленых жиров наливным способом для отправки на жировые комбинаты, маргариновые и мыловаренные заводы в железнодорожных, автоцистернах и контейнерах.
В зависимости от вида топленые животные жиры имеют разную усвояемость. Так, усвояемость говяжьего жира 80-94 %, свиного - 96-98 %, бараньего- 80-90 %, костного -97 %. Для сравнения отметим, что усвояемость сливочного масла 93-98 %. Пониженная усвояемость говяжьего и бараньего жиров объясняется высоким содержанием насыщенных триглицери-дов, что обусловливает высокую температуру плавления. Так, температура плавления говяжьего жира 42...52 °С, бараньего 44...55 °С, в то время как свиного 36...42 °С и костного 35...46 °С (в зависимости от вида кости).
Пищевые животные топленые жиры находят широкое применение в различных областях: для кулинарной обработки продуктов, в производстве отдельных видов колбасных изделий, мясных консервов и кулинарных жиров, продуктов детского питания на молочной основе, при производстве антибиотиков и др. Норма потребления взрослым человеком жиров в день составляет 80-100 г, в том числе животного происхождения 30 %. [5].
Так, в кулинарных жирах (комбижирах) доля животных топленых жиров достигает 30-40 %. Получаемый продукт имеет усвояемость 96 %.
Для повышения биологической ценности высокоплавких жиров их подвергают фракционированию с целью выделения легкоплавкой фракции (температура плавления 28...32 °С), которая отличается высокой усвояемостью 97-98,5 %. В процессе фракционирования холестерин остается в высокоплавкой фракции (стеарине).
Костный жир, помимо наличия значительного содержания ненасыщенных жирных кислот, характеризуется также повышенным содержанием фосфати-да - лецитина, благодаря чему имеет хорошую эмульгирующую способность. В связи с этим, а также из-за низкой температуры плавления он нашел широкое применение в производ-
стве заменителей цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных, а также в разработанном ВНИ-ИМПом специальном кормовом продукте - кормовом полуфабрикате для поросят раннего отъема и телят, начиная с 14-дневного возраста.
Наряду с фракционированием для повышения пищевой ценности пищевых животных топленых жиров применяют переэтерификацию. В результате в жире повышается количество дине-насыщенных и мононасыщенных три-глицеридов взамен тринасыщенных.
Благодаря этому температура плавления говяжьего и бараньего жиров снижается соответственно от 46 и 47 °С до 39 и 40 °С.
Исследованиями Московского филиала ВНИИ жиров и ВНИИМПа им. В.М. Горбатова была показана возможность включения костного жира в состав кулинарного жира «Белорусский» в количестве до 60 % взамен предусмотренного рецептурой говяжьего жира. При этом физико-химические и органолептические характеристики готового продукта (температура плавления, твердость, кислотное и пе-роксидное числа, вкус, запах) практически не изменились по сравнению с контрольным жиром.
Пищевые топленые животные жиры служат сырьем для производства моно- и диглицеридов, применяемых в качестве эмульгаторов и стабилизаторов в пищевой промышленности. Работами Московского филиала ВНИИ жиров была доказана возможность использования высокоплавких животных топленых жиров для производства заменителей масла какао. Так, температура плавления масла какао и говяжьего жира равны соответственно 27...35 и 42...52 °С, а застывания 22...28 и 30...38 °С, йодное число соответственно 32-42 и 32-47 % йода.
Пищевые животные топленые жиры в качестве сырья применяют для производства высокомолекулярных спиртов, которые в свою очередь используют для получения поверхностно-активных веществ (ПАВ).
В последние годы нашла распространение технология, предусматривающая применение жира-сырца в производстве белково-жировых эмульсий для выработки фаршевых мясных изделий. Эта технология обладает двумя положительными факторами: возможностью безотходного использования жира-сырца как пищевого сырья и сокращением теплозатрат по сравнению с вытопкой жира.
Первое основывается на том, что белковая составляющая жира-сырца также используется как пищевое сырье для получения конечного продукта, в то время как при вытопке жира она в
Таблица 3
Химический состав белково-углеводно-жировых эмульсий, говядины и свинины, %
Сырье Влага Белок Жир Зола
Свинина 54,3 13,1 31,2 1,4
полужирная
Говядина 70,3 17,8 11,1 0,8
БУЖЭ 55,6 3,6 29,2 0,26
КУЖЭ 54,7 12,7 25,6 0,39
виде шквары передается на кормовые цели. Следует отметить, что неденату-рированный коллаген жировой ткани обладает высокой влагоудерживаю-щей способностью, что обеспечивает повышенный выход и сочность готового продукта. Использование же соединительной ткани как ингредиента рецептурной смеси вытекает из положений теории адекватного питания, которой установлено, что наибольшей биологической ценностью обладает мясной продукт, в мясном сырье которого доля соединительной ткани находится на уровне 20 %.
Второй положительный фактор обусловлен устранением применения пара для обработки жира-сырца. Потребность его на вытопку жира на разных видах установок показана выше.
Разработаны и используются белко-во-жировые эмульсии, в составе которых в качестве эмульгатора и стабилизатора используются продукты переработки сои (изоляты, концентраты, тек-стураты, соевая мука). ВНИИМПом им. В.М. Горбатова разработана технология получения белково-углеводных и крове-углеводно-жировых эмульсий с использованием говяжьего жира-сырца, модифицированной пшеничной
хлебопекарной муки и стабилизированной крови (или без крови). Модификация пшеничной хлебопекарной муки осуществляется методом термопластической экструзии, разработанном специалистами того же института. В результате модификации влагосвязы-вающая способность муки увеличивается в 5,8 раза, жиросвязывающая способность - в 2,2 раза, эмульгирующая способность - в 1,3 раза по сравнению с показателями исходной муки [6].
На основе модифицированной пшеничной муки разработаны белково-угле-водно-жировые (БУЖЭ) и крове-жиро-углеводные (КУЖЭ) эмульсии, химический состав которых в сравнении с говядиной и полужирной свининой приведен в табл. 3.
Из таблицы видно, что КУЖЭ по количеству белка близка к свинине, что обусловлено использованием крови в ее составе. В БУЖЭ белка значительно меньше, однако частичный ввод ее в состав мясного фарша вполне приемлем [7].
С использованием БУЖЭ и КУЖЭ ВНИИМПом им. В.М. Горбатова разработаны новые виды вареных колбас («Пригородная» и «Трапезная»), сосисок («Весенние») и сарделек («Боровицкие» и «Университетские») и утверждена нормативная документация на их производство. Проведенные исследования показали эффективность использования белково-углеводно-жи-ровых эмульсий в количестве до 50 % от массы свинины в рецептурах вареных колбас, а также при выработке фаршевых полуфабрикатов.
Таким образом, разработаны технологические решения по безотходному использованию жира-сырца в произ-
водстве новых мясных продуктов.
Описанные технологии и технические средства свидетельствуют об актуальности получения и использования топленых животных жиров и жира-сырца в пищевой и других отраслях промышленности и в торговле.
ЛИТЕРАТУРА
1. Переработка и использование побочных сырьевых ресурсов мясной промышленности и охрана окружающей среды/Справочник под ред. А.Б. Лисицына. - М.: ВНИИМП, 2000.
2. Файвишевский М.Л.,Соловьев О.В., Воякин М.П. Инструмент, инвентарь и оборудование мясокомбинатов и мясоперерабатывающих предприятий. - М.: Дели Принт, 2005.
3. Файвишевский М.Л., Кузьменко Н.П. Универсальная машина для переработки мясожирового сырья//Мяс-ная индустрия, № 8, 2003. С. 19-20.
4. Файвишевский М.Л., Тимошенко Н.В. Опыт использования машины Я8-ФИБ для вытопки жира//Все о мясе. № 2. 1999. С. 5-9.
5. Файвишевский М.Л. Производство пищевых животных жиров. - М.: Антиква, 1995.
6. Файвишевский М.Л., Лисина Т.Н., Гребенщикова Т.Ю., Крылова В.Б. Состав и свойства модифицированной пшеничной муки//Вестник Российской академии сельскохозяйственных на-укх. № 5. 1999. С. 76-78.
7. Файвишевский М.Л., Гребенщикова Т.Ю. Использование белково-жиро-вых эмульсий в производстве колбасных изделий//Мясная индустрия. №7. 2000. С. 23-25.
Уважаемые читатели!
Действительными авторами статьи «Особенности инновационного процесса в отраслях пищевых производств», опубликованной в журнале «Пищевая промышленность» № 12/2005 являются И.С. Санду и Л.П. Тарасова (ГНУ ВНИИ сельского хозяйства).
О.А. Жекова, указанная в данной статье как автор, приносит свои извинения.
