Извлечение желатина и клея из сырья

10.04.2017
Желатинизирующие и клейдающие вещества из мягкого сырья и мацерированной кости извлекают путем обработки его горячей водой. Решающее значение для выхода, свойств и качества извлекаемого горячей водой продукта имеет температура, при которой производится выварка. Чем больше температура, тем глубже гидролиз коллагена и тем хуже качество продукта. С другой стороны, чем меньше температура, тем меньше выход желатина и клея. Практически полное извлечение коллагена в виде глютина и продуктов распада из прозоленного сырья достигается лишь многократной вываркой при температуре около 100°С. Из сырья, не подвергавшегося золке, достаточно полного извлечения коллагена удается достигнуть лишь при температуре порядка 130-140°С.
Существует 3 способа выварки: фракционный, батарейный и смешанный.
Фракционный способ заключается в том, что выварку производят последовательно фракциями, повышая температуру для каждой следующей фракции. Благодаря этому каждая фракция содержит продукт определенного качества. Таким путем удается получить значительное количество желатина или клея в условиях варки при минимальной температуре, и значит, наиболее высокого качества. Фракционным способом пользуются для выработки желатина и высококачественного мездрового клея. При фракционном способе выварку проводят в открытых котлах различной конструкции. Наиболее удобны котлы с паровой рубашкой, решетчатым ложным дном, на которое укладывается сырье, и перфорированной циркуляционной трубой в центре.
Количество воды зависит от вида сырья. Оно не должно быть большим, иначе бульон получится недостаточно концентрированным и его придется упаривать. Кроме того, при небольшом жидкостном коэффициенте раньше достигается заданная концентрация и качество бульона выше. Поэтому первые 3-4 фракции вываривают при небольшом жидкостном коэффициенте и лишь затем его увеличивают. Оптимальный жидкостной коэффициент для оссеина 0,8-1,0.
Вода должна быть чистой и мягкой. При выработке высоких сортов пищевого желатина следует пользоваться конденсатом, так как концентрация содержащихся в водопроводной воде солей резко возрастает по мере выпаривания бульона и высушивания студня в дальнейшем. Величина рН бульона во время варки не должна выходить за пределы 5,8-6,2, иначе возрастает скорость гидролиза глютина. Температура выварки первой фракции должна быть минимальной: для хорошо прозоленного сырья 50-60°С, для плохо прозоленного не выше 65°С. Число фракции 4-7. Температура выварки каждой следующей фракции повышается на 5°С или более. Последнюю фракцию вываривают при температуре, близкой к 100°С, а в конце при кипении.
Продолжительность варки должна быть также минимальной, но достаточной для того, чтобы бульон первых 3-4 фракций был способен застудневать без последующего упаривания. Для этого его концентрация должна быть не менее 6%. Она достигается за 4-6 часов. Если нужная конценрация за 6 часов не будет достигнута, варку прекращают, бульон сливают и после осветления упаривают.
Готовность бульона определяют по прочности студня, приготовленного при 3°С. Она должна быть достаточной для того, чтобы он не плавился во время сушки.
Бульоны различных фракций значительно отличаются по качеству. Бульоны 1 и 2 фракции характеризуются температурой плавления студня 31-33°С, дают более светлый желатин.
Желатиновые бульоны первых 4-5 фракций используют для выработки пищевого желатина. Их после фильтрации или разделяют на 2-3 сорта согласно стандарту, или смешивают, если нет разницы в свойствах. Концентрации бульона незначительны. Все последующие фракции направляют на выработку технического желатина. Последнюю фракцию целесообразно возвращать в котел. В среднем при фракционном способе выварки удается получить до 80-85% пищевого и 15-20% технического желатина.
В процессе варки на поверхность бульона всплывает жир, оставшийся а сырье. Этот жир необходимо систематически и тщательно удалять.
Батарейный способ
Это способ последовательного насыщения, которую производят в автоклавах, соединенных в батареи по 3-5 штук. Так как этот способ применяется преимущественно при производстве клея, процесс этот обычно называют обесклеиванием кости.
В процессе обесклеивания этим способом кость многократно подвергается чередующемуся воздействию пара для диспергирования коллагена и растворителя для извлечения продуктов превращения коллагена. Свежую кость в головном диффузоре обрабатывают паром низкого давления. Давление пара в каждом следующем диффузоре постепенно повышают по мере обесклеивания кости. Число заливок кости свежей водой не менее двух в каждом диффузоре. Бульон по мере насыщения перепускают в диффузоры с менее обесклеенной костью так, что наиболее концентрированный бульон попадает на свежую кость. Цикл работы каждого диффузора складывается из следующих фаз:

Первые три распарки ведут под Р= 1—1,5 атм, следующие две-три — 2 атм, остальные — 3 атм. Температура циркуляционных вод 95—100°С. Продолжительность цикла для одного диффузора 16-22 час.
В зависимости от числа заливаемых в один диффузор свежих вод различают — 2-х водную, 3-х водную схемы диффузии. Чем выше число свежих вод, тем выше выход клея и лучше обесклеивание кости, но при этом увеличивается объем получаемых при меньшей их концентрации.
Остаток клея после выварки из кости носит название паренки. Выход паренки около 80% к массе полированного шрота. Паренка содержит до 60% сухого остатка, в составе которого примерно 1% азота и 30% фосфорного ангидрида. Паренку перерабатывают на кормовую муку или удобрение.
Смешанный способ
Этот способ заключается в том, что один — два первых бульона из свежей кости в каждом диффузоре получают в виде фракции, а остающуюся кость затем обесклеивают по способу последовательного насыщения, включая затем диффузор в батарею. Таким путем удается сочетать преимущества двух способов: отобрать фракции высококачественного бульона, годные для выработки желатина и хорошо обесклеить кость, получив при этом достаточно концентрированный клеевый бульон.
Перед обесклеиванием кость необходимо замочить в чанах при температуре 10-15°С в течение 20-24 часов, а затем промыть в промывном барабане. Среднее содержание влаги в кости после замочки - не менее 35%. В процессе замочки для удаления загрязнений воду сменяют 2-3 раза. Продолжительность замочки может быть сокращена, если из шрота удалить воздух, например, обработав его острым паром. Распарку шрота ведут под давлением 1,5-2 атм при температуре 90-100°С в течение 30 минут. Концентрация получающихся желатиновых бульонов около 3-4%.