ПИЩЕВЫЕ КОНЦЕНТРАТЫ

Приготовление коджи

Приготовление маточной культуры гриба As­pergillus oryzae. Маточную культуру плесневого гриба As­pergillus oryzae выращивают на перловой крупе, зернах сои или риса в цеховой лаборатории.

Крупу очищают от примесей, дважды промывают теплой во­дой, загружают в сосуд (цилиндрическое ведро с крышкой), при­ливая туда же воду из расчета 1,2 л на 1 кг крупы. Крупу раз­варивают в лабораторном автоклаве в закрытом сосуде в тече­ние 30 мин при давлении пара 0,15 МПа. Влажность крупы пос­ле разваривания должна быть 28—30%.

Разваренную крупу раскладывают в стеклянные кристалли­заторы или пол-литровые консервные банки слоем в 20 мм. Кри­сталлизаторы или банки закрывают двойным слоем пергамента, который обвязывают шпагатом. Крупу в кристаллизаторах (бан­ках) помещают в лабораторный автоклав, где стерилизуют в течение 30 мин при давлении пара 0,15 МПа.

Стерилизованную крупу охлаждают, не открывая кристал­лизаторы (банки), до 35—37°С и обсеменяют чистой культурой гриба Aspergillus oryzae, которую выращивают в чашках Петри на сусло-агаровой питательной среде.

Для обсеменения приподнимают верхний слой пергамента, делают надрыв в нижнем слое и через него стеклянной лопаткой вводят внутрь культуру гриба, после чего верхний слой перга­мента закрывают и опять обвязывают шпагатом.

Кристаллизаторы (банки) с обсемененной крупой помещают в термостат и выдерживают в нем 4—5 сут при температуре 28—30°С и относительной влажности воздуха 80—85% до появ­ления пышного зеленого налета спор гриба.

При недостаточной стерилизации крупы или по каким-либо другим причинам в кристаллизаторах (банках) иногда наблю­дается рост посторонней микрофлоры, например Вас. mesenteri - cus или палочек рода Flavobacterium, на что указывает ослизне - ние, появление бурых и других пятен и т. п. В этих случаях крупу из кристаллизаторов (банок), зараженных посторонней микро­флорой, уничтожают, а посуду тщательно промывают и стерили­зуют.

Маточную культуру плесневого гриба Aspergillus oryzae в кристаллизаторах (банках) передают в цех.

Стерилизация соевого шрота (зерен сои). Соевый шрот стери­лизуют в специальном аппарате, который представляет собой ци­линдр, вращающийся на горизонтальной полой оси, служащей одновременно трубопроводом для подачи пара внутрь барабана.

По периметру цилиндр оборудован водяной рубашкой, с по­мощью которой шрот после стерилизации охлаждают до темпе­ратуры 32—35°С. В остальном аппарат идентичен аппарату ВА-800М (см. рис. 21).

Проинспектированный шрот загружают в стерилизационнын аппарат, добавляют туда же воду — 20—25 кг на 100 кг шрота, после чего заключивают крышку аппарата и приводят его во вра­щение.

Перемешав в течение 3—5 мин шрот с водой, начинают, не останавливая аппарата, подавать внутрь его острый пар и пос­ле достижения давления 0,2 МПа массу проваривают при непре­рывном вращении аппарата в продолжение 30 мин; затем пода­чу пара в аппарат прекращают и стерильную массу охлаждают, подавая в рубашку аппарата холодную воду. Охлаждение ведут, не прекращая вращения аппарата, 25—30 мин.

После тепловой обработки соевый шрот должен быть стериль­ным, что периодически проверяется лабораторией посевами его на питательную среду.

Стерилизация пшеничной муки. Пшеничную муку просеива­ют через шелковое сито № 15, раскладывают в металлические банки слоем 150—160 мм. Банки закрывают крышками и муку в них стерилизуют в автоклаве при давлении пара 0,1 МПа в те­чение 30 мин. После стерилизации пшеничную муку охлаждают, не открывая банок, до 32—35°С, устанавливая их в помещении с достаточно холодным воздухом. Стерильность муки периодиче­ски проверяется лабораторией.

Выращивание гриба на шроте. Охлажденный шрот пропус­кают через волчок с установленной на нем решеткой, имеющей отверстия диаметром 6 мм.

Полученные гранулы («колбаски») смешивают со стериль­ной пшеничной мукой и маточной культурой гриба. Для лучше­го распределения маточной культуры гриба ее надо предвари­тельно смешать с пшеничной мукой, а уже потом смесь ввести в смеситель с гранулами шрота. Перемешанную массу направ­ляют в аппараты для выращивания культуры плесневого гриба (рис. 30). Если взамен шрота применяют зерна сои, их после сте­рилизации и охлаждения смешивают с пшеничной мукой и маточ­ной культурой гриба.

Секция аппарата (рис. 31) состоит из двух верхних и двух нижних шахт 1,2 с перфорированными боковыми стенками. Каж­дая пара шахт (верхняя и нижняя), отделена вентиляционным каналом 6 для подачи воздуха внутрь их.

Шахты оканчиваются откидными днищами, открывая кото­рые, выгружают массу, проросшую грибом (коджи). Днища фик­сируются в закрытом состоянии противовесами 5 и 5. Между нижними и верхними шахтами установлены шнеки-ворошители 4, проходя через которые, масса разрыхляется; в нижние шахты она поступает разрыхленной, доступной для глубокой аэрации.

Рис. 30. Аппараты конструкции В. Н. Гуляева и В. П. Погоржинского для

Верхняя шахта для удобства загрузки массы оборудована специальной воронкой.

Число секций аппарата устанавливают исходя из необходи­мой производительности.

Техническая характеристика секции аппарата

Размеры рабочих шахт, мм 1530X400X80

TOC \o "1-3" \h \z Емкость шахты аппарата, м3 0,2

Вместимость шахты аппарата, кг 74—75

Размеры воздушных каналов, мм 1530X410 ХЮ0 Габаритные размеры, мм:

Длина 1620

Ширина 450

Высота 1350

Массу гранул (пли зерна), смешанную с пшеничной мукой и маточной культурой плесневого гриба, загружают в верхние шахты аппарата, где ее выдерживают 24 ч.

Через 10—12 ч после загрузки смесь продувают кондициони­рованным, очищенным от пыли воздухом температурой 28—30°С, с относительной влажностью 80—85%, нагнетая воздух в венти­ляционные каналы аппарата.

Воздух, подаваемый для аэрации, обязательно должен быть очищен от пыли, что в значительной степени обеспложивает его. Для этого рекомендуется на заборной шахте воздушной системы устанавливать висциновые фильтры, проходя через которые, воз­дух соприкасается с большой поверхностью, покрытой висцино - вым маслом, задерживающим частицы пыли. Для кондициониро­вания воздуха используют форсуночный кондиционер системы ВНИИХПа.

Плохая и несвоевременная продувка массы коджи кондицио­нированным воздухом, а также использование плохо очищенно­го воздуха может привести к развитию в массе нежелательных

Выращивания гриба Aspergillus oryzae.

Микроорганизмов, например, Mucor racemosus, в результате чего в дальнейшем использовать ее уже будет нельзя.

В течение первых 24 ч на поверхности гранул разрастается мицелий гриба, покрывая их белым налетом. Температура массы в этот период поднимается до 36—37°С.

Через 24 ч гранулы через шнеки-ворошители перегружают в нижние шахты. Масса при этом хорошо разрыхляется, что улуч­шает условия ее аэрации. В нижних шахтах продолжается рост мицелия гриба, а к концу процесса начинается образование спор.

Рост гриба в этих шахтах сопровождается повышением тем­пературы, в связи с чем необходимо продувать массу кондицио­нированным воздухом через каждые 2 ч по 10—15 мин.

К концу вторых суток масса покрывается зеленым налетом спор, что указывает на окончание процесса спороношения. Даль­нейшая выдержка ее в аппаратах приводит к снижению протео - литической активности накопленных ферментов.

Влажность гранул, поросших грибом, должна быть не выше 32%. Готовое коджи выгружают из нижних шахт и направляют на следующий процесс. Хранить его нельзя, так как при этом резко снижается протеолитическая активность ферментов.

Ферментация коджи

Ферментативный гидролиз белков коджи мо­жно осуществить тремя методами.

По методу мокрой ферментации (чаново-прессовый метод) коджи загружают в деревянные чаны и заливают 17%-ным ра­створом позаренной соли — на 1 кг коджи 1,5 кг рассола. Массу выдерживают в течение 45 сут при температуре 40°С, ежедневно перемешивая для аэрации.

За время выдержки под действием протеолитических и диас - татических ферментов Aspergillus oryzae заканчивается гидролиз белковых веществ и углеводов соевого шрота и пшеничной муки с образованием аминокислот, простейших углеводов и продуктов их распада (спиртов, органических кислот и т. д.).

Наличие простейших углеводов и аминокислот и повышенная температура массы приводят к образованию меланоидинов, в результате чего гидролизат окрашивается в темно-коричневый цвет.

По окончании процесса ферментации гидролизат отделяют от осадка на нутч-фильтрах, фильтр-прессах и других фильтрах, фильтруя через салфетки из бельтинга.

В результате ферментации получают жидкость темно-корич­невого цвета со специфическим ароматом и вкусом сушеных гри­бов, содержащую 17—20% поваренной соли, 0,8—1,1% аминного азота с относительной плотностью 1,18—1,25.

Процесс, как видно из описания, длителен, слабо поддается механизации, поэтому з настоящее время от него начинают от­казываться.

По методу сухой ферментации массу коджи измельчают на волчке и з таком виде выдерживают 48 ч в специальных фермен­таторах конструкции В. Н. Гуляеза и В. П. Поторжинского (рис. 32). В результате позышения температуры в массе значительно ускоряются ферментативные процессы, а также процессы вто­ричного синтеза с образованием меланоидинов. Для регулирова­ния температуры ферментаторы оборудованы рубашками, в ко­торые при необходимости можно подавать горячую или холод­ную воду.

Сферментированную массу промывают растзором поварен­ной соли, извлекая экстрактивные вещестза (аминоазот, пепти­ды, растзоримый азот белков, безазотистые соединения, меланои - дины и т. д.). На 1 кг массы берут 1,6 кг раствора позаренной соли. Крепость раствора выбирают, исходя из концентрации по­варенной соли, которую желают иметь з готовом гидролизате. При необходимости получения так называемого бессолевого гид­ролизата экстракцию сферментирозанной массы осуществляют кипяченой, слегка подсоленной для смягчения жесткости во­дой.

Полученный гидролизат подвергают дозреванию, для чего его выдерживают з лагерных чанах при 40—45°С в течение 5 сут, периодически насыщая воздухом.

При выдержке в гндролизате продолжаются реакции обра­зования аминного азота и разрушения полипептидных связей, идут также реакции гидролиза углеводов. Простейшие углеводы вступают в реакцию с аминокислотами, образуя трудно усваи­ваемые организмом человека соединения вторичного синтеза. Гидролизат в связи с этим темнеет. Вкус и запах его улучшаются, становятся более полными.

После дозревания гидролизат обрабатывают активирован­ным углем марки БАУ для осветления, добавляя его 4—6% к массе, нагревают до 70—90°С и выдерживают при постоянном пе­ремешивании 1—2 ч, в зависимости от осветляющей активности угля. Горячий гидролизат фильтруют на нутч-фильтре через фильтр-диагональ, два слоя фильтровальной бумаги и бязь. Ак­тивированный уголь промывают на фильтре горячей водой и про- мызиые воды добавляют к гидролизату. Вместо активированного угля можно использовать древесный уголь марки Б, норит или карбораффин.

Осветленный гидролизат сгущают в вакуум-аппарате при ос­таточном дазлении 2,6—8,0 кПа и температуре 55—60°С до со­держания сухих зеществ 75—80%. В результате выпаривания получают однородную пастообразную массу с острым, соленым мясо-грибным вкусом, коричнезого цвета.

Сгущенный гидролизат расфасовывают в стеклянную тару,

Герметически укупоривают и хранят до использования. Срок хранения такого гидролизата 12 мес. Его используют в производ­стве пищевых концентратов.

Из сгущенного гидролизата изготовляют бульонную пасту, смешивая его с ароматизированным жиром, солью и глутамнна - том натрия. Бульонную пасту применяют в производстве пище­вых концентратов, вводя ее в смесь из расчета 10—15 г на 1 пор­цию готового блюда. При применении бульонной пасты соль из рецептуры концентратов исключают.

Нормы расхода сырья

Для производства 1 т белкового гидролизата методом биохимического гидролиза расходуют следующее коли­чество сырья (в кг):

TOC \o "1-3" \h \z Соевый шрот 358,0

Соль поваренная 260,0

Мука пшеничная 44,5

Семена сои 5,8

Активированный уголь 82,0

Нормы расхода сырья определяют контрольными замерами, проводимыми по всему технологическому циклу.

Из 1000 кг коджи получают 2085 кг ферментативного гидро­лизата, или на 1 т гидролизата требуется 479,9 кг коджи.

Замерами установлено, что на одной секции аппарата для выращивания плесневого гриба получают 67 кг коджи, заклады­вая в нее смесь, состоящую из 50 кг соевого шрота, 6,2 кг пше­ничной муки и 0,8 кг соевых семян.

Таким образом, для производства 479,9 кг коджи, необходи­мого для получения 1 т гидролизата, следует затратить шрота

50-479,9

- — = 358 кг,

67

Муки пшеничной

6,2-479,9 „, г

- = 44,5 кг,

67

Соевого зерна

0,8-479,9 67

Зная содержание аминного азота в сырье, его переход в жид­кость в результате реакций гидролиза, можно подсчитать расход сырья теоретически. Однако это сложно и не всегда надежно, по­этому таким методом расчета норм не пользуются.

Приведенные нормы ориентировочны, они зависят от качест­ва сырья, организации технологического процесса, активности ферментов коджи и т. п.

В каждом отдельном случае их нужно уточнять контрольными замерами.

Производство белкового ферментативного гидролизата с помощью ферментных препаратов

В настоящее время ферментная промышлен­ность вырабатывает значительное количество протеолитических и амилолитических ферментных препаратов, и целесообразно ис­пользовать в производстве ферментативного гидролизата гото­вые ферментные препараты, а не выращивать их у себя.

Таким образом, операция выращивания коджи может быть упразднена, и технологическая схема производства белкового гидролизата методом ферментативного гидролиза значительно сокращается.

Производство ферментативного гидролизата с помощью фер­ментных препаратов по способу, разработанному во ВНИИ кон­сервной и овощесушильной промышленности, осуществляют по технологической схеме, представленной на рис. 33.

Соевый шрот (или другое сырье, содержащее белок) очища­ют от крупных примесей и ферропримесей на вибрационном сите 1 и направляют в сборник-мерник 2. Из сборника-мерника сое­вый шрот поступает в варочно-стерилизационный аппарат 3, где разваривается и стерилизуется. Из аппарата щрот выгружают в бункер с рыхлителями 4 и оттуда направляют в шнек-охлади­тель 5. Охлажденный до 50—55°С шрот гранулируют на грануля­торе 6 и затем в смесителе 8 смешивают с ферментным препара­том, подаваемым тарельчатым дозатором 7.

Гранулы шрота, смешанные с ферментным препаратом, на­правляют в ферментаторы 9, куда подают раствор сорбиновой кислоты (приготовленный в емкости-растворителе 10) через ку - пажную емкость 11.

Полученный гидролизат собирают в емкости 14, откуда он может быть направлен в производство соусов. Если хотят полу­чить сухой гидролизат, его выдерживают в емкостях 14 для соз­ревания 48—72 ч и в нейтрализаторе 15 обрабатывают бикарбо­натом натрия (NaHC03), затем фильтруют на нутч-фильтре 16 и сливают в сборную емкость 17. Отфильтрованный гидролизат сушат на распылительной сушилке 18.

Выгружаемый из ферментаторов жом шнеком 12 направляют на друк-фильтр 13. Отделяемый при этом гидролизат (слабой концентрации) используют вместо воды, направляя в емкость - растворитель 10. Прессованный жом может быть использован в производстве соусов. Подготовку соевого шрота, его стерилиза­цию и гранулирование проводят так, как описано в разделе «Производство белкового ферментативного гидролизата с по­мощью гриба Aspergillus oryzae».

Полученные гранулы смешивают с ферментным препаратом, добиваясь равномерного его распределения в массе гранул. В качестве ферментного препарата применяют прототерризнн П10Х или амнлоризин П10Х. Хорошо перемешанную массу на­правляют в один из ферментаторов батареи. Такой способ введе­ния ферментного препарата дает возможность распределить его - по всей массе загружаемого ферментатора равномерно.

Ферментатор представляет собой цилиндр из нержавеющей стали, оборудованный по периметру паровой рубашкой. Цилиндр' имеет крышку и днище в виде полусферы. В крышке и днище находятся патрубки для подачи и удаления жидкости. Крышка и днище имеют люки, через которые загружают гранулы и выгру­жают обработанную массу. Люки герметически закрываются. От­верстия патрубков в крышке и днище с внутренней стороны за­крыты сеткой с отверстиями диаметром 2—3 мм, которая препят­ствует «уходу» массы вместе с прокачиваемой жидкостью.

В загруженный ферментатор через нижний патрубок с помо­щью насоса подается вода до появления жидкости в верхнем па­трубке.

Для предупреждения развития плесеней и нежелательной ми­крофлоры в воду перед подачей ее в ферментатор вводят сорби - новую кислоту.

В емкости-растворителе готовят 0,5%-ный раствор сорбино - вой кислоты. Так как в холодной воде сорбиновая кислота раст­воряется плохо, воду нагревают, подавая пар в змеевик, кото­рым оборудована емкость-растворитель.

Приготовленный раствор сорбиновой кислоты сливают в ку - пажную емкость, где, доливая теплую воду, концентрацию сор­биновой кислоты доводят до 0,05%. Температуру жидкости здесь поддерживают на уровне 40—45°С.

После загрузки гранулами и заливки жидкостью первого ферментатора загружают гранулами второй ферментатор и за­полняют его жидкостью, прокачивая ее из купажнон емкости че­рез первый ферментатор. Так же загружают третий ферментатор. Затем ферментаторы оставляют в покое на 72 ч, считая с момен­та загрузки первого ферментатора.

В это время в ферментаторах протекают два основных про­цесса: биокаталитический гидролиз белков под действием комп­лекса введенных ферментов и извлечение в раствор путем диф­фузии растворимых белков и продуктов их гидролиза. Как по­казали наблюдения, 72 ч достаточно для накопления необходи­мого количества ампнного азота. В дальнейшем скорость гидро­лиза белков замедляется настолько, что практического значения ие имеет.

Через 72 ч загружают гранулами последний (четвертый) фер­ментатор, первый ферментатор выключают из системы и ставят под разгрузку. Затем цикл разгрузки—выгрузки повторяют че­рез каждые 24 ч.

По несколько измененной технологической схеме можно вво­дить ферментный препарат в ферментаторы вместе с раствором сорбиновой кислоты. В этом случае в купажную емкость после получения 0,05%-ного раствора сорбиновой кислоты добавляют ферментный препарат из расчета 1,2—1,5 г на 1 л раствора, чт» будет соответствовать 0,5% ферментного препарата к массе ис­ходного сырья.

При введении ферментного препарата в раствор сорбиновой кислоты из технологической схемы можно исключить тарельча­тый дозатор 7 и смеситель 8 и полученные гранулы прямо на­правлять в ферментаторы.

Однако при таком способе введения ферментный препарат может неравномерно распределяться по ферментаторам, особен­но та часть его, которая находится во взвешенном состоянии. Эта часть препарата может задерживаться в первом ферментаторе, масса гранул в котором будет служить фильтрующим материа­лом для прокачиваемого раствора.

Такая подача допустима при налаженной работе батареи ферментаторов, но при первоначальном пуске батареи фермента­торы должны быть обязательно загружены гранулами, смешан­ными с ферментным препаратом. Если полученный белковый ферментативный гидролизат по описываемой технологической схеме не используют как полуфабрикат в производстве соусов, а уваривают или сушат, то его после соответствующей выдержки обрабатывают бикарбонатом натрия (пищевой содой).

Аминокислоты, реагируя с добавленной содой, образуют мо - ионатриевые соли (особенно глутаминовая кислота). Это улуч­шает вкусовые качества гидролизата и снижает активную кис­лотность.

При обработке гидролизата содой надо следить за тем, чтобы рН раствора не поднимался выше 6, в противном случае гидро­лизат приобретает неприятный щелочныи привкус.

Обработанный содой ферментативный гидролизат перед сушкой (или увариванием) фильтруют на нутч-фильтре для от­деления возможного осадка.

Полученный порошок (или пасту) ферментативного белково­го гидролизата используют в производстве пищевых концентра­тов. На 1 т жидкого гидролизата расходуют соевого шрота 265 кг, ферментного препарата 1,33 кг, сорбиновой кислоты 0,5 кг. Расход соды при нейтрализации гидролизата составляет 1—2,5 кг на 1 т.

Как видно, расход соевого шрота при производстве фермен­тативного белкового гидролизата с помощью ферментного препа­рата значительно ниже, чем по схеме с изготовлением «коджи». Это объясняется тем, что в последнем случае часть белка шрота расходуется на выращивание гриба Aspergillus oryzae.

Производство белкового гидролизата методом кислотного гидролиза

На рис. 34 представлена технологическая схе­ма производства белкового гидролизата методом кислотного гид­ролиза и полуфабрикатов (сгущенного гидролизата, так назы­ваемой белковой пасты, и соево-белкового обогатителя).

Соевый жмых (шрот) измельчают на жмыхоломаче 1 и соби­рают в бункер 2. Из бункера по мере надобности измельченный жмых (шрот) через мучной дозатор (автомукомер) 3 и питатель­ный шнек 4 подают в реакторы 5, куда предварительно с помо­щью вакуума засасывают 15%-ную соляную кислоту.

Смесь соевого жмыха (шрота) и 15%-ной соляной кислоты в герметических закрытых реакторах нагревают, подавая в ру­башку реактора пар. Нагрев ведут до достижения в реакторе дав­ления 0,3—0,35 МПа. Во время нагрева должна периодически ра­ботать мешалка реактора. По окончании гидролиза подачу па­ра в рубашку реактора прекращают и смесь охлаждают до 30— 40°С, для чего в рубашку реактора подают воду, сначала, в тече­ние часа, нагретую до 60—70°С, а затем обычную водопровод­ную. Охлажденную смесь направляют в реактор-нейтрализа­тор 6, где нейтрализуют, добавляя по расчету бикарбонат нат­рия. Эта часть схемы может быть несколько изменена, например, возможно направление неохлажденной смеси в реакторы-нейт - рализаторы, где она и охлаждается. Такой вариант рекомендует­ся при поступлении смеси самотеком либо передаче ее на неда­лекие расстояния с помощью вакуума. Транспортировать горя­чую кислотную смесь надо очень осторожно и при абсолютно ис­правной коммуникации. Можно вести нейтрализацию в тех же реакторах, где проводят гидролиз, а затем уже транспортиро­вать нейтральную смесь. Это упрощает транспортировку. Для отделения осадка после нейтрализации массу насосом 7 через сборник для нефильтрованного гидролизата 8 направляют на

Ч с

G,

Ч К

С

Сї

К

3

К а.

Ленточный вакуум-фильтр 10. Промывку фильтра осуществляют горячей водой из сборника 9. Гидролизат из вакуум-фильтра со­бирают в ресивере И, промывные воды — в ресивере 12, а отхо­ды — в сборнике 13.

В дальнейшем промывные воды используют на разведение со­ды и активированного угля.

Насосом 14 перекачивают гидролизат в реактор 15, где ос­ветляют, обрабатывая активированным углем. По окончании ос­ветления активированный уголь отделяют на нутч-фильтре 16. Осветленный гидролизат насосом 17 направляют в емкость 18, откуда по мере надобности насосом 19 перекачивают либо в ва­куум-аппарат 33, либо в сборник-мерник 24.

Если хотят получить совершенно прозрачный, «дозревший», гидролизат, его выдерживают в емкостях 5—10 дней, а затем на нутч-фильтре отделяют выпавший осадок.

Для приготовления соево-белкового обогатителя соевую му­ку просеивают на вертикальном центробежном просеивателе 20 и через бункер 21, наклонный питательный шнек 22 и мучной до­затор 23 подают в реактор 25. В этот же реактор из сборника - мерника 24 поступает гидролизат. Массу хорошо перемешивают и насосом 26 подают в приемник 27, откуда ее направляют для сушки на сушильно-дробильный агрегат 28. Высушенный и дроб­леный соево-белковый обогатитель собирают в бункере 29, про­пуская через автовесы 30, и затаривают в мешки на столе 31. Мешки зашивают на мешкозашивальной машине 32, оклеивают бандеролью и направляют на склад.

Для приготовления сгущенного гидролизата (белковой па­сты) гидролизат уваривают в вакуум-аппарате 33. Уваренный (неохлажденный) гидролизат насосом 34 полают в тубонаполин - тельную машину 35. Полученные тубы на рольганге 36 уклады­вают в ящики, которые после оклейки бандеролью поступают на склад.

При использовании сгущенного гидролизата в производстве пищевых концентратов или в сети общественного питания его затаривают в фанерные ящики, выложенные внутри пергамен­том.

В вертикальный закрытый резервуар 37 со склада подают концентрированную соляную кислоту, которую по мере надоб­ности направляют в мерник 39 и оттуда — в резервуар 41, где разводят необходимым количеством воды, подавая ее через мер­ник 40. Полученную 15%-ную соляную кислоту направляют в реактор 5.

Кислота транспортируется по кислотоупорным (стеклянным) трубам благодаря засосу вакуумом. Резервуары 37 и 41 имеют свободный выход в атмосферу через ловушку паров соляной кислоты 38.

Условием производства хорошего гидролизата является стро­гое соблюдение технологических процессов. Нарушение техноло-
піческого режима может привести к получению непригодного для употребления в пищу продукта.

Производство кислотного гидролизата требует специальной аппаратуры и трубопроводов. Применяются чугунные эмалиро­ванные реакторы емкостью 500—1500 л. Оборудование связыва­ют стеклянным трубопроводом. Учитывая, что в производстве применяется концентрированная и 15%-ная соляная кислота и что гидролизуемая масса нагревается до высоких температур, не­обходимо тщательно контролировать состояние аппаратуры и трубопроводов, особенно в местах соединений. При подаче жид­кости с помощью вакуума в системе должно поддерживаться ос­таточно е давление 47,9 кПа.

Эмалированную аппаратуру следует проверять на наличие трещин и сколов эмали. Даже при незначительных трещинах и сколах эмали аппаратура должна исключаться из работы и ре­монтироваться. Для восстановления поврежденного участка пользуются замазкой, состоящей из 95 частей диабазовой муки, 5 частей кремнефтористого натрия и 100 частей жидкого стекла. Замазку наносят на поврежденную предварительно очищенную поверхность и аппаратуру включают после затвердения за­мазки.

Подготовка сырья

В качестве сырья применяют соевый шрот или жмых. Если жмых поступает в крупных кусках или плитах, его дробят на ломаче. Шрот также измельчают на ломаче. Измель­ченный материал просеивают через металлотканное сито № 1.

Предварительное измельчение сырья улучшает взаимодейст­вие раствора соляной кислоты с частицами шрота или жмыха, что ведет к более быстрому и качественному гидролизу.

В лаборатории в измельченном сырье (в каждой поступив­шей партии) определяют содержание азота, полученные данные в дальнейшем служат для расчет а количества задаваемой соля­ной кислоты.

Концентрированную соляную кислоту (относительная плот­ность 1,19) в эмалированных мерниках разводят водой из расче­та получения 15%-ной соляной кислоты (относительная плот­ность 1,074). В мерник сначала заливают потребное количество воды, а затем соляную кислоту. Следует строго следить за кон­центрацией получаемого раствора соляной кислоты, так как от нее зависят условия проведения гидролиза. Использование для гидролиза сильно разведенной соляной кислоты снижает каче­ственные показатели получаемого продукта.

Бикарбонат натрия, применяемый для нейтрализации, и ак­тивированный уголь, используемый для осветления гидролизата, особой подготовки не требуют. Надо только иметь в виду, что их следует хранить в складах с регулируемыми температурой и ьлажностью воздуха. Особенно это относится к активированному

5 Рак. 1872
углю, активность которого при хранении в других условиях зна­чительно уменьшается.

Все сырье до пуска в производство должно подвергаться тех - нохимическому анализу в заводской лаборатории и поступать в цех только с разрешения лаборатории.

Бикарбонат натрия и соляную кислоту непищевые или не хи­мически чистые в производстве гидролизатов применять нельзя.

Гидролиз

Гидролиз белков соевого шрота (жмыха) проводят в специальных реакторах 15%-ной соляной кислотой. Реактор представляет собой покрытый внутри кислотоупорной эмалью чугунный цилиндр, имеющий паровую рубашку с мано­метром и предохранительным клапаном.

Наиболее целесообразная емкость реакторов для белкового гидролиза — 500 и 1000 л.

Реактор оборудован крышкой, которая крепится к цилиндру аппарата болтами, между крышкой и цилиндром находится про­кладка из кислотоупорной пищевой резины.

На крышке реактора расположены электропривод мешалки, предохранительный клапан мембранного типа, люк для загрузки сырья, трубопроводы для загрузки соляной кислоты, и создания вакуума. После монтажа реактора боковую его поверхность, днн - ше и крышку покрывают снаружи термоизоляционным слоем.

В реактор с помощью вакуум-линии, подсоединенной к ваку­ум-насосу через ресивер, создавая разрежение, закачивают ра­створ соляной кислоты. Затем вакуум-линию отключают, вакуум в реакторе нарушают и через открытый люк подают в реактор измельченный шрот (или жмых) при непрерывной работе мешал­ки, что обеспечивает хорошее перемешивание подаваемого сырья с соляной кислотой. После загрузки люк реактора закрывают с помощью болтов, закрывают все вентили и в рубашку реактора начинают подавать пар.

Соотношение загруженных в реактор соляной кислоты и шро­та (жмыха) зависит от содержания в сырье азота. Исходя из молекулярной массы, можно считать, что 14 кг азота соответст­вует 36,5 кг соляной кислоты 100%-ной концентрации. С учетом этого соотношения при стандартном содержании азота в соевом шроте (7%,) на 1 кг шрота требуется 1,13 л 15%-ной соляной кис­лоты. Однако для обеспечения достаточно полного гидролиза белковых веществ шрота необходимо иметь избыток соляной кис­лоты. Опытным путем установлено, что процесс гидролиза про­текает в оптимальных условиях при загрузке на 1 кг шрота 3 л 15%-ной соляной кислоты. Таким образом, для обеспечения нор­мального процесса гидролиза избыток соляной кислоты против количества, предусмотренного стехиометрическим соотношением, должен быть достаточно большим. На процесс гидролиза белков с помощью соляной кислоты, кроме абсолютного ее количества, влияет также концентрация.

Чем выше концентрация соляной кислоты, тем быстрее идет гидролиз белков. Так, при 20%-ной соляной кислоте гидролиз белков заканчивается за 5 ч полностью. Однако применение кис­лоты такой концентрации невыгодно, так как увеличивается рас­ход ее и в результате нейтрализации получаются слишком соле­ные гидролизаты (в связи с увеличением количества поваренной соли). Оптимальной по концентрации следует считать 15%-ную соляную кислоту. Снижение крепости кислоты значительно удли­няет гидролиз, что приводит к получению гидролизатов с непри­ятным вкусом, и, кроме того, становится экономически невыгод­ным.

Гидролиз белков в реакторе проводят в течение 4—5 ч с мо­мента достижения внутри реактора температуры 127°С и давле­ния 0,25 МПа, которое устанавливается после 1—1,5-часового нагрева.

Повышая давление и температуру смеси, можно до некоторой степени ускорить процесс гидролиза, однако это нецелесообраз­но, так как износ эмалевого покрытия аппаратуры при этом зна­чительно увеличивается. Возможно контролирование процесса гидролиза по накоплению аминного азота, но это практически сложно, поэтому полноту распада белка до аминного азота не контролируют, а процесс гидролиза ведут при строго установлен­ных температуре, давлении и времени. Теоретически процесс гид­ролиза можно считать законченным тогда, когда все пептидные связи белковой молекулы разрушены. Но, к сожалению, просты­ми способами это установить невозможно, ибо биуретовая реак­ция, определяющая пептидные связи, для этого непригодна, по­тому что такие аминокислоты, как треонин, гистидин и другие, дают положительную биуретовую реакцию.

Следует иметь в виду, что излишняя продолжительность об­работки сырья соляной кислотой приводит к образованию реак­ций вторичного синтеза, когда полученные аминокислоты вступа­ют в реакцию с восстанавливающимися сахарами, образуя мела - ноидины, и содержание аминного азота начинает падать. Это приводит к нежелательному повышению содержания гуминов.

Через 5 ч после начала гидролиза прекращают подачу пара в рубашку аппарата и смесь охлаждают. Сразу начинать охлаж­дение водопроводной (холодной) водой нельзя, так как в этом случае эмаль реактора может потрескаться и аппарат выйдет из строя. Охлаждение смеси длится около 4 ч.

Нейтрализация смеси

Нейтрализацию смеси производят бикарбона­том натрия (пищевой содой).

Количество соды определяют из следующего соотношения: НС1 + NaHC03 = NaCl + С02 + Н20.

5* 131

Однако соды требуется всегда несколько больше, так как од­новременно с нейтрализацией свободной соляной кислоты наблю­дается также нейтрализация хлор гидратов аминокислот с образо­ванием их натриевых солей.

Практически для нейтрализации порции гидролизата, полу­ченной из смеси 100 кг шрота и 300 л 15%-ной соляной кислоты, требуется 112,5 кг двууглекислой соды.

Нейтрализовать массу можно в том же реакторе, где прово­дился гидролиз. Для этого через загрузочный люк в реактор за­гружают небольшими порциями соду. Задавать большое коли­чество соды нельзя, так как образующийся при нейтрализации углекислый газ может сильно вспенить массу и выбросить ее из реактора. Во время нейтрализации мешалка аппарата должна работать. Процесс нейтрализации к концу несколько замедляет­ся, и последние порции соды следует вводить через более продол­жительные промежутки, контролируя рН раствора. Нейтрализа­цию заканчивают, когда рН смеси будет равен 6.

Фильтрация и осветление гидролизата

Для отделения осадка гуминов гидролизаты обрабатывают на ленточных вакуум-фильтрах.

Ленточный вакуум-фильтр (рис. 35) состоит из стола, закреп­ленного на станине, и бесконечной резиново-тканевой ленты, на­тянутой на двух барабанах (приводном и натяжном). Барабаны крепятся к станине. Верхняя ветвь ленты скользит по столу, ниж-

Няя лента опирается на ролики. Рабочая поверхность ленты име­ет поперечные углубления, посредине ленты проходит продоль­ное углубление, соединенное с поперечными. В продольном углуб­лении ленты имеются сквозные отверстия, соединенные с вакуум- камерой, находящейся под рабочей лентой фильтра. Вакуум-ка­мера разделена на две зоны: зону фильтрации и зону промывки. Для снятия осадка с ленты на приводном барабане установлен специальный нож.

Каждая из зон вакуум-камеры снабжена отходящими шту­церами и передвижными разделяющими перегородками.

Разрежение в вакуум-камере обеспечивается вакуум-насо­сом.

Для откачки фильтрата и промывных вод служат ресиверы. Они снабжены штуцерами, через которые отводятся воздух и фильтрат. Для отбора фильтрата из ресивера установка укомп­лектована центробежными насосами. Ресиверы и центробежные насосы выбираются в зависимости от количества отделяемого осадка. Фильтр укомплектован электродвигателем и редуктором. Принцип работы вакуум-фильтра следующий. Материал по специальному лотку самотеком поступает на ленту, фильтрат под действием вакуума проходит через ленту и отсасывается в ваку - ум-камеру. На вторую часть ленты подается вода для промывки осадка и снятия задерживающегося в осадке гидролизата. В ресивере происходит разделение воздуха и фильтрата, поступа­ющих из фильтра через камеры по общей трубе. Фильтрат из ре­сивера откачивается центробежным насосом, а воздух удаляет­ся через вакуум-насос.

Твердая фаза задерживается на поверхности, образуя осадок. При прохождении ленты через натяжной барабан осадок счища­ется ножом в специальный сборник. Для более полного снятия осадка под ленту в зоне барабана подается сжатый воздух.

Техническая характеристика фильтра

Освобожденный от осадка гидролизат осветляют, обрабаты­вая его при нагревании до 60—70°С активированным углем мар­ки БАУ, норитом или древесным углем марки Б.

Осветление производят в вертикальных аппаратах из нержа­веющей стали, оборудованных паровой рубашкой для подогре­ва массы и мешалкой.

.фодукт В аппарат закачивают гидролизат

И через люк засыпают уголь (8—8,5% от массы гидролизата). Массу пере­мешивают и выдерживают, периоди­чески помешивая, в течение 1,5—2 ч.

Активированный уголь очищает гидролизат от растворимых гуминов, меланоидинов и других красящих веществ, которые адсорбируются им.

После осветления гидролизат осво­бождают от угля, отфильтровывая его на нутч-фильтре через те же фильтр - материалы, что и при отделении гуми­нов.

Нутч-фильтр (рис. 36) представ­ляет собой емкость, на верхнюю часть которой надевается цилиндр с лож­ным дном, являющимся основанием для фильтрующего мате­риала. Сама емкость служит приемником для фильтрата. В днище емкости имеется штуцер для удаления фильтрата, в верхней части, прямо под цилиндром с ложным дном, — шту­цер для соединения с вакуум-насосом.

Ложное дно застилают фильтрующим материалом (смочен­ным в воде) и, создавая в нижней емкости вакуум, притягивают плотно ко дну. Материал загружают в цилиндр при работающем вакуум-насосе, откачивающем воздух из нижней емкости. Филь­трат благодаря разрежению проходит через фильтрующий мате­риал и собирается в нижней емкости. Осадок с днища цилиндра снимают вручную. Активированный уголь на фильтре промыва­ют горячей водой, и промывные воды присоединяют к гидролиза - ту.

Воду необходимо брать из расчета получения гидролизата плотностью не ниже 1,15 г/см3.

Количество промывных вод, добавляемых к гидролизату, при­мерно равно 20—30% от объема гидролизата. Если промывных вод получено больше, избыток их используют для разведения со­ляной кислоты.

Очищенный от гуминов, осветленный гидролизат можно вы­держивать для созревания в специальных емкостях примерно в течение месяца. Во время выдержки из гидролизата выпадает осадок гуминов и меланоидиновых соединений (2—3% от массы гидролизата), который отфильтровывают на нутч-фильтре.

Примерно к концу месяца выпадение осадка прекращается и гидролизат приобретает светлый, игристый цвет.

Для концентрации гидролизат упаривают в вакуум-аппарате из нержавеющей стали до содержания сухих веществ 80%, полу­чая так называемую белковую пасту. Его можно также сушить на вальцовых сушилках. Получаемый порошок гигроскопичен
вследствие большого содержания поваренной соли и требует гер­метичной упаковки.

Нормы расхода сырья в производстве белковых гидролизатов устанавливают на основании практических замеров. Опытным путем установлена следующая норма расхода сырья на 1 т кис­лотного гидролизата (в кг)

TOC \o "1-3" \h \z Соевый шрот 335

Соляная кислота пищевая 430

Натрий двууглекислый. 368

Активированный уголь 82 ""