От чего зависит качество белка и желтка
advertisement
От чего зависит качество белка и желтка? Начальные этапы процесса переработки 1. Мытье и дезинфекция яиц В современной технологии переработки яиц у проблемы мытья и дезинфекции яиц столько же сторонников, сколько и противников. Процедура мытья может существенно снижать вероятность заражения разбитых яиц. Однако с другой стороны, существует потенциальная опасность повреждения тонкой скорлупы в процессе мытья, что влечет за собой проникновение дезинфицирующих (химических) средств вместе с водой внутрь яйца. Кроме того, во время разбивания жидкость, оставшаяся после дезинфекции и полоскания может попасть в яичную массу. Однако если учесть тот факт, что в переработку идут яйца с высокими гигиеническими показателями непосредственно с ферм-производителей, то микробиологическое состояние скорлупы не должно вызывать опасений. На мойку можно отправлять только грязные яйца, которые при современных методах производства, т.е. в системе клеток (батарей) составляют незначительное количество. Мытье яиц предпочитают в США, где в этой области действуют определенные процедуры. Процесс мытья яиц по большей части производится в специализированных машинах, чаще всего производства концерна DIAMONT. А на европейском рынке этот процесс необязателен, его прямо-таки избегают по экономическим соображениям (стоимость оборудования, химических средств, воды и утилизации стоков) при малой эффективности в области улучшения качества. В американской перерабатывающей промышленности яйца моют на поточным способом, в моечных машинах с использованием щеток. В настоящее время конструктивные решения оборудования, производимого концерном DIAMONT, и использование соответствующих поверхностно-активных веществ позволяют одновременно и точно мыть яйца, различные по размеру и степени загрязненности. Специальный профиль щеток по форме яиц выполнен из пластмасс с добавлением абразивных материалов. Моющий раствор пониженного пенообразования подается на щетки через сопла, расположенные под разными углами. В последнем сегменте устройства яйца ополаскиваются дезинфицирующим средством, а затем теплой чистой водой. Время мытья одной партии — 20-30 секунд, при чем увеличение температуры яиц в ходе процедуры не превышает 5оС. Эффективность мытья зависит от температуры воды, которая должна быть выше температуры яиц как минимум на 10-15оС. Оптимальная температура воды — примерно 45оС. Использование теплой воды увеличивает внутренне давление яйца и тем самым предотвращает подпадание бактерий снаружи вовнутрь. И наоборот, если температура воды ниже температуры яйца, в нем образуется низкое давление, что способствует быстрому проникновению бактерий через скорлупу внутрь яйца. Значительно более простая процедура, вместо мытья — просвечивание ультрафиолетом, который эффективно воздействует на поверхность, особенно на незагрязненное сырье. 2. Разбивание яиц Яйца следует разбивать в хорошо освещенном проветриваемом прохладном помещении (температура до 15оС), оборудованном водопроводом с проточной питьевой водой. Помещение должно быть специально приспособленным. Сотрудники, работающие на машинах по разбиванию яиц, должны быть в чистых белых халатах и шапочках, а также в резиновых фартуках и защитной обуви. Процесс разбивания яиц можно проводить вручную или механически с использованием специального оборудования. Однако в промышленных условиях, с точки зрения поддержания высоких гигиенических стандартов, разбивание яиц производится исключительно машинным способом. Среди производителей машин для разбивания яиц в настоящее время на мировом рынке пользуются хорошей репутацией такие фирмы, как Coenraadts, diamond, Sanovo, Seymour. Оборудование этих фирм отличается техникой разбивания и отделения желтка от белка, однако достигается очень большая производительность от 20 до 150 тыс. яиц в час. Международная конкуренция вынудила искать лучшие технические решения, и сейчас существуют две системы разбивания и разделения содержимого яиц. 1. Механическая система с чашечным сепаратором карусельного или конвейерного типа (Sanovo, Diamont) 2. Пневматическая с желобным сепаратором (Coenraadts). В механической системе принцип работы автоматов для разбивания яиц следующий: яйца с помощью роликового транспортера подаются на пальцы вертикально расположенного подводкового круга. Ножи пальца перерезают скорлупу поперек, после чего обе части скорлупы раскрываются по косой снизу (рис. 4). Правильная синхронизация отдельных элементов устройства способствует тому, что содержимое отдельно стоящих яиц стекает на движущиеся на горизонтальной плоскости чашки, закрепленные на карусельном или ленточном транспортере. Дно каждой чашки можно закрепить в двух положениях: верхнем (чашка в этом случае закрыта, в нее попадает все содержимое яйца) и пониженном, при котором желток остается в профилированном углублении, а белок сквозь образовавшуюся щель стекает в другую, нижнюю чашку. Обе чашки представляют собой комплект сепаратора; опустошаются самотеком, с помощью наклона. Автоматы, в зависимости от размера, обслуживает один или два сотрудника, задача которых — зрительно контролировать качество разбитых яиц и удалять из чашек попавшие в них фрагменты скорлупы. Разбитые яйца, не разделенные на белок и желток, по желобам или каналам направляются в отдельные емкости. Если лопается желточная пленка во время разделения (это часто случается с не самым лучшим сырьем), сотрудник, обслуживающий устройство, переналаживает рычаг сепаратора, направляя все содержимое яйца в соответствующий желоб. Скорлупа удаляется из машины при помощи шнекового конвейера или пневматически. В пневматической системе количество движущих элементов и механических транспортеров сведено к минимуму. 12-рядный роликовый конвейер подает материал на линию раздавливания, где пневматически управляемая планка раздавливает скорлупу вдоль оси, разбивая ее, что провоцирует выливание содержимого яйца в широкий продольный желоб. Скорлупа сразу же оказывается на ленточном транспортере, установленном поперек, и направляется в отдельное помещение. Выделенное содержимое яиц, т.е. белок и желток, медленно движутся по вышеуказанному желобу, где работник проводит контроль качества материала, например, устраняет расплывшиеся желтки или фрагменты скорлупы. Затем эта масса направляется в узкие желоба со щелью в их нижней части, где происходить разделение . Желтки движутся вдоль щели к емкости, а белок по щели стекает в размещенный ниже желоб и отсюда попадает в другую емкость. Машины для разбивания состоят из предварительной части, где происходит загрузка сырья, и операционной части, где происходит разбивание, сегрегация и передача цельнояичной массы или разделенной на желток и белок в первичные емкости. Очень существенная проблема в процессе разбивания и отделения белка от желтка — взаимное загрязнение, отражающее точность разделения. Возможность отделения белка от желтка обусловлена свежестью яиц (насколько продвинулся процесс старения) и их температурой в процессе разбивания. Если температура разбиваемых яиц ниже 6-8оС, тогда белок имеет значительно большую вязкость, что затрудняет его точное отделение от желтка. В ходе механического разделения содержимого яйца часть белка остается при фракции желтка. Таким образом, определение «желток» в технологии переработки яиц означает полуфабрикат, который содержит некоторую долю белка (англ. commercial yolk, в отличие pure yolk). Точность разделения должна контролироваться, в противном случае содержание сухого вещества и жира во фракции желтка может значительно колебаться. Правильность разделения обеих фракций яйца можно проконтролировать путем определения количественных соотношений полученного желтка и белка. Эти зависимости в связи с содержанием сухого вещества в желтке представлены в таблице 1. Величины в скобках соответствуют полному разделению. Таблица 1. Зависимость точности отделения желтка от белка от содержания сухого вещества в желтке Содержание сухого Белок Желток (64,2) (35,8) (50,9) 60,0 40,0 46,9 58,0 42,0 45,2 55,0 45,0 43,0 вещества в желтке В желтке, содержащем 45% сухого вещества, присутствует около 14,5% фракции белка. А 43%-ное содержание сухого вещества в желтке указывает на присутствие целых 20% белковой фракции. В ходе производственного процесса точность разделения можно проверить на основании рефракции желтка. Очень существенная проблема — «загрязнение» желтком белка во время разделения. Причина — в ослаблении желтковой пленки, которая лопается. Это факт указывает на то, что на переработку, особенно когда мы стремимся избежать загрязнения продукта, не может быть пущен продукт низкого качества (старый). Присутствие даже остаточных (0,1%) количеств желтка сильно ухудшает способность белка к пенообразованию и тем самым ограничивает возможности его использования, например, он непригоден для приготовления безе. Губительное влияние желтка обусловлено содержанием большого количества жирных веществ, которые снижают поверхностную активность белковых растворов. Особая роль принадлежит взаимодействию гликопротеидов белка и липовителина. Способность к пенообразованию ухудшается также в присутствии других жиров, как животных, так и растительных. В условиях промышленного производства невозможно полностью предотвратить загрязнение белка желтком, однако оно должно быть безусловно сведено к минимуму. Отрицательное влияние желтка на способность к пенообразованию возрастает наряду с увеличением степени его дисперсии, например, после интенсивного перемешивания. 3. Фильтрование В ходе механического разбивания яиц в содержимое часто попадают фрагменты скорлупы и пленок, а также жгутики. Более крупные фрагменты удаляются при зрительном контроле сразу же после разбивания яиц, а остальные - в процессе фильтрования. Первичное фильтрование производится во время переливания полуфабриката в емкость, на которой установлены сетки (нутч-фильтры). Совершенная ликвидация даже самых мелких частиц скорлупы, подскорлупных пленок, жгутиков и желтковых пленок обеспечивает система фильтров или специализированные центрифуги. Фильтрование — это не только процедура удаления из содержимого яйца нежелательных элементов, оно придает гомогенный характер яичной массе. Существует много сепаратно-фильтровальных систем, изготовляемых фирмами, специализирующимися на строительство технологических линий в переработке яиц. В целом можно назвать: 1. стационарные фильтры, 2. ротационные фильтры, 3. щелевые фильтры, 4. центрифуги — сепараторы. На практике фильтры работаю в комплексе двух независимых единиц, т.к. один очищают, в то время как работает другой. Комплекс стационарных фильтров состоит из цилиндрических густых стальных сит, через которые пропускается масса в струе, нагнетаемой мембранными насосами. В случае ротационных фильтров яичная масса подается на вращающееся цилиндрическое сито, где отфильтрованные части остаются на сите и периодически удаляются, механически или вручную. Щелевые фильтры, как правило, самоочищающиеся и могут работать в постоянной системе. Центрифуги - сепараторы фирмы Westfalia Separator Laval отделяют нежелательные элементы массы на роторе, конструкция которого позволяет в определенное время автоматически опорожнить накопленный материал, т.е. жгутики, пленки и скорлупу. Центрифуги такого типа работают в постоянной системе при производительности в несколько тысяч литров в час. 4. Охлаждение и передержка яичной массы Яичная масса после разбивания и фильтрования должна иметь температуру не выше 15оС. Если температура выше, то яичная масса очень подвержена быстрому развитию микроорганизмов. Учитывая тот факт, что по организационным и технологическим соображениям не всегда можно прямо отправить яичную массу на пастеризацию. В течение определенного времени ей нужно устроить передержку, а затем подвергнуть дальнейшим этапам технологического процесса. Поэтому в данный момент очень важно как можно быстрее охладить этот продукт и выдержать в емкостях при температуре ниже 4оС. В таких условиях яичная масса может храниться до 72 часов без риска микробиологических изменений. В США такая практика распространена повсеместно, потому что при крупных фермах существуют помещения для разбивания яиц, где после разбивания и фильтрования яичная масса сразу же охлаждается и выдерживается в огромных резервуарах не более 3 дней, а оттуда транспортируется специализированным автотранспортом на предприятия по пастеризации и изготовлению готовых продуктов из этой массы. Таким образом создана сеть поставщиков непастеризованной массы, где в центре сети находится предприятие по переработке яиц. Такая структура требует очень хорошей организации труда, четко функционирующих устройств и резервуаров для хранения жидкой яичной массы, современной транспортной системы. С другой стороны, эта система экономически очень оправдана, т.к. оборачивается большой экономией. Процесс охлаждения проводится на типичных теплообменниках, размеры которых соответствуют необходимости. После охлаждения масса подается в охлаждаемые емкости (с двойными стенками). В емкости должна быть мешалка для обеспечения постоянной температуры массы. С точки зрения биологической безопасности, самая лучшая температура — около 0оС, но она не может превышать 4оС. 5. Пастеризация В современной яйцезаготовительной промышленности, особенно при производстве жидких, мороженых и сушеных продуктов, пастеризация - это ключевое технологическое звено, гарантирующее микробиологическую чистоту продукта. Основной целью пастеризации является уничтожение патогенных микроорганизмов, особенно палочек сальмонеллы. В настоящее время известны многие методы борьбы с микроорганизмами. Самый популярный - метод термического воздействия с применением теплообменников, в том числе плиточных или трубчатых. В технологии производства в яйцезаготовительной промышленности термический метод до сих пор исключительный случай. Кроме того, известны другие методы пастеризации, которые пока еще в стадии эксперимента. Здесь следует упомянуть метод высоких давлений, радиации и электронагрева. В условиях термической пастеризации термостойкость бактерий различается в зависимости от условий среды, в которой происходит процесс. Самые термостойкие палочки сальмонеллы в диапазоне рН = 5-6, поэтому для получения одного и того же эффекта от пастеризации нужны более высокие температуры в случае желтка (рН = 6,0) по сравнению с белком (рН = 9,0). Разрушение палочек сальмонеллы в желтке затрудняет и большое содержание сухого вещества (около 48%, в то время как в белке 1-2%), а также защитное действие липидов, какое они оказывают в отношении микрофлоры. Соль и сахар увеличивают термостойкость сальмонеллы. Яйцепродукты с этими добавками должны пастеризоваться при более высокой температуре, нежели продукты без добавок. С точки зрения технологии это возможно, т.к. в присутствии соли и сахара способность яичных белков к коагуляции меньше. Вследствие пастеризации во много раз уменьшается количество микроорганизмов в содержимом яиц. Обычно менее 1% микробов выдерживают пастеризацию. Устойчивость микроорганизмов к данной температуре иногда выражается в десятикратном уменьшении микрофлоры, т.е. в величине Д. Значение одного Д означает 10кратное бактерий, уменьшение значение количества второго Д означает 10-кратное уменьшение, но уже от числа, которое меньше в 10 раз. Для примера: 9Д означает снижение числа бактерий, равное 9 логарифмическим циклам. Отношения время - температура, гарантирующие достижение одинаковой эффективности термической обработки для разных яйцепродуктов, представлено на рисунке. Термическая пастеризация яиц производится непрерывно, при постоянном движении жидкости. В комплексе для пастеризации (рис. 8) полуфабрикаты резко нагреваются до требуемой температуры, остаются в этом состоянии точно определенный короткий промежуток времени, а затем быстро охлаждаются. Температуры пастеризации выше температуры всего содержимого яйца и желтка, а ниже для белка, который больше всего подвержен денатурации. Вообще, с точки зрения способности к коагуляции материала, принимают определенные интервалы температур в пастеризации при незначительном расхождении во времени, что можно представить в виде следующей структуры: белок 56-58оС, желток 6668оС, яичная масса 64-66оС. В таблице 2 представлены условия (температурные и временные) пастеризации, принятые в некоторых странах. Страна Белок Желток Яичная масса США 56,7оС, 3,5 мин 61,1 оС, 3,5 мин 60,0 оС, 3,5 мин Япония 55-56 оС, 3,5 мин 60,0 оС, 3,5 мин 60,0 оС, 3,5 мин Великобритания 57,2 оС, 2,5 мин 64,4 оС, 2,5 мин 64,4 оС, 2,5 мин Германия 56,0 оС, 8,0 мин 58,0 оС, 3,5 мин 65,5 оС, 5,0 мин Франция 55,5 оС, 3,5 мин 62,5 оС, 4,0 мин 58,0 оС, 4,0 мин Дания 61,0 оС, 3,0 мин 68,0 оС, 4,5 мин 68,0 оС, 4,5 мин Представленные данные могут быть только показателем для данного перерабатывающего предприятия, а окончательный выбор параметров пастеризации обусловлен многими факторами, в том числе микробиологическим состоянием материала, его свежестью и дальнейшим предназначением конечного продукта. Однако самый важный вопрос – достижение высокой эффективности пастеризации, в том числе ликвидация патогенных микробов, при сохранении высокой ценности продукта. Оборудование и методы обычной пастеризации В США уже в тридцатые годы предпринималась попытка уменьшения микроорганизмов, особенно сальмонеллы, путем нагревания. Первым описанным аппаратом для пастеризации был резервуарный пастеризатор, который использовала группа Henningsen Brothers в 1938 г. Тогда была достигнута высокая эффективность при выдерживании массы в течение 30 минут при температуре 60 оС. Резервуарный пастеризатор может работать в периодической системе. Его функционирование заключается в подогреве яичной массы в резервуарах типа бидона. Баки с ватержакетом и крышкой снабжены мешалками и контрольно-направляющими приборами. Время, необходимое для доведения жидкости до требуемой температуры, зависит от объема резервуара и обычно составляет как минимум 50-60 минут. Так же долго продолжается охлаждение холодной водой. Как подогрев, так и охлаждение не должны продолжаться более 180 минут (90 + 90 минут). Собственно пастеризация осуществляется при температуре 60оС, т.к. на несколько градусов ниже температуры пастеризации в течении. Для обеспечения соответствующего микробиологического результата время продлевается (20-30 минут). В процессе наполнения бака и во время перемешивания не следует допускать образование больших количеств пены, через которую тепло проходит значительно медленнее. Незаполненное пространство в резервуаре должно дополнительно подогреваться непосредственно паром и должно быть по крайней мере на 3 оС выше температуры пастеризации. Функциональные свойства яичной массы, пастеризованной периодическим методом, как и массы, пастеризованной в постоянной системе в течении. В настоящих условиях такой метод можно пропагандировать для малых яйцезаготовительных предприятий. Резервуарные пастеризаторы не нашли широкого применения в современной технологии переработки яиц на больших промышленных предприятиях. Особенно большой интерес вызывали панельные пастеризаторы, а в последние годы все большую популярность завоевывает новое поколение трубчатых пастеризаторов. Хотя оба типа пастеризаторов отличаются друг от друга строением, набор элементов и техника процесса остаются одинаковыми. В состав пастеризационного аппарата входят следующие элементы (приспособления): а) уравнительный резервуар с поплавком, сохраняющим постоянный уровень жидкости и регулирующий ее приток к пастеризации, б) насос, подающий жидкость на секцию обмена панельного аппарата (или трубчатого), в) панельный или трубчатый аппарат с тремя секциями: обмена, подогрева и охлаждения, г) трубчатый держатель, д) диафрагменный паровой нагреватель воды, е) насос, поддерживающий движение воды в замкнутом цикле, ж) автоматические приспособления, направляющие и контрольно-измерительные. Полуфабрикат, отправляемый на пастеризацию из бака с мешалкой, попадает в уравнительный резервуар и оттуда равномерно подается насосом на сегменты пастеризатора. Это очень важный элемент процесса, т.к. поддерживание определенной температуры и соблюдение времени пастеризации, а также производительности оборудования зависят от непрерывного и ровного течения жидкости. Разное сопротивление, которое встречает насос, обусловлено наличием мелких частиц скорлупы, пленок и жгутиков, которые просочились через фильтр, а также количеством осадка на верхней поверхности пастеризатора. Эти трудности в значительной степени можно предотвратить, включив гомогенизатор в конфликте, а состав агрегата для пастеризатора. Перекачивание яичной массовый - это техническая помощь, однако оно снижает вязкость жидкости, что в свою очередь влияет на функциональные возможности. Снижение вязкости вначале считалось положительным. Затем констатировали, что разжиженная гомогенизатором яичная масса имеет более плохие свойства для выпечки. В результате гомогенизаторы повсеместно используются при производстве замороженной яичной массы, но иногда встречаются на предприятиях по выпуску яичного порошка. После ликвидации головок гомогенизатор можно использовать как насос высокого давления, обеспечивающий равномерное движение жидкости через агрегат для пастеризации. Гомогенизация противопоказана при производстве мороженого белка, который вследствие этой процедуры теряет способность к пенообразованию. Однако очень целесообразна гомогенизация желтка. Разбавление желтка большой вязкости не только облегчает его движение через пластификатор, но и ограничивает неблагоприятные изменения консистенции, какие имеют место при последующей заморозке. Кроме того, гомогенизация — необходимый процесс в случае производства жидкой яичной массы повышенной стабильности, она предотвращает седиментацию. Пастеризованная жидкость по системе труб перекачивается на панельный теплообменник. В случае панельного пастеризатора теплообменник представляет собой комплекс тисненых профилированных панелей, размещенных в проводниках в штативе и разделенных на секции: обмена, нагрева и охлаждения. Следующие комплексы панелей, называемых струйными, разделены разделительными панелями и сильно привинчены гайками. Герметичность комплексов обеспечивают резиновые прокладки, уложенные в пазы на торцах панелей. Две ведущие панели снабжены патрубками притока и оттока. Проходя между панелями, жидкость обменивается теплом с энергетическим фактором, протекающим по противоположной стороне панели. В секции обмена фактором есть яйца покидают хранилище. В конце секции обмена полуфабрикат достигает температуру около 45оС, получая около 60% необходимого тепла. Взаимный обмен теплом между уже пастеризованной жидкостью и направляющейся на пастеризацию имеет принципиальное значение для энергетического баланса процесса. Из секции обмена полуфабрикат поступает в следующий отрезок панелей, т.е. в секцию подогрева, в которой достигается требуемая температура. В данной секции нагревающим фактором является горячая вода, температура которой несколько выше температуры пастеризации. Разница температур воды и (t) жидкости зависит от типа пастеризатора и изменяется в ходе процесса. Вначале эта разница меньше, затем вследствие накопления осадков на панелях, увеличивается. Регулировка температуры нагревательного фактора автоматическая. В агрегатах для пастеризации фирмы APV разница между температурой горячей воды и температурой пастеризации составляет 35оС. В трубчатом держателе наступает собственно процесс пастеризации. Держатель комплекс соединенных друг с другом труб, помещенных в горизонтальной структуре, одна над другой. Совокупная длина всех отрезков труб составляет, в зависимости от их диаметра, от более десяти до нескольких десятков метров. В целях предотвращения утечки тепла держатель может быть защищен изолированной оплеткой и дополнительно подогреваться. Время движения жидкости должно соответствовать установленным требованиям или незначительно превосходить их. Держатель снабжен приборами, контролирующими правильный ход пастеризации. Во избежание образования «воздушных карманов», сокращающих время пастеризации и образующих пену, каналы уложены несколько наискосок вверх по направлению движения жидкости. Наклон не должен быть меньше 2 см на каждый метр длины канала. В процессе пастеризации все частицы продукта должны получать достаточную и, лучше всего, одинаковую дозу тепловой энергии. Это легко достижимо, если движение стремительно (турбулентно). Тогда получается постоянное перемешивание жидкости в трубах держателя на всем их разрезе. Однако содержимое яиц имеет высокую вязкость (особенно желток), которая приводит к тому, что движение жидкости не вполне стремительное, а частично ламинарное. При ламинарном движении отдельные частицы передвигаются по прямой параллельно стенкам каналов и с неодинаковой скоростью. В центральной части продукт передвигается со скоростью, в 2 раза превышающей среднюю скорость движения. Выявлено, что при пастеризации яйцепродуктов время сохранения самых быстрых частиц короче среднего времени пастеризации всех частиц на 20-40%. Это существенно при подборе длина секции передержки. Изменения вязкости яичной массы в ходе подогрева показаны в таблице 3. Таблица 3. Влияние температуры на вязкость яичной массы Вязкость, 10-3N s/m2 Содержание воды в яичной массе 20оС 30оС 40оС 50оС 60оС 73,09 После того, как содержимое яиц покинет держатель, оно сразу же охлаждается. Сначала охлаждение имеет место в секции обмена пастеризационного агрегата, в которой горячая часть отдает часть тепла жидкости, направляемой на пастеризацию. Окончательное охлаждение с применением водопроводной или ледяной воды — в секции охлаждения теплообменника. Яичную массу и белок нужно охлаждать до температуры 4оС или ниже. А желток охлаждается только до 12-15оС, учитывая его повышенную вязкость в низких температурах, которая затрудняет или делает невозможным перекачку желтковой массы в дальнейшем ходе процесса. В случае недостижения температуры пастеризации наступает изменение цикла с принципиального на обратный (так называемый малый круг), т.е. в уравнивающий резервуар. Тем самым жидкость вновь вводится в цикл пастеризации. Однако двукратная пастеризация ухудшает функциональные свойства яичной массы. Все части аппаратуры для пастеризации, имеющие прямой контакт с содержимым яиц, выполнены из высококачественной кислотоупорной стали. Циркуляция теплой воды в аппаратуре закрыта. После отдачи тепла пастеризованной части вода возвращается в подогревающее устройство, где подогревается паром и затем остается в процессе циркуляции. Существенная проблема в процессе пастеризации содержимого яиц — его подверженность термической коагуляции и осаждение денатурированного белка на теплообменниках пастеризатора. Это очень неблагоприятное явление, потому что оно уменьшает эффективность пастеризации и снижает функциональные свойства конечного продукта. В практике переработки яиц используются два пастеризующих агрегата: пока один используется, второй моют. В случае панельных пастеризаторов с ламинарным движением жидкости следует каждые 4-6 часов очищать панели пастеризатора, а в случае трубчатых пастеризаторов, с турбулентным движением жидкости, технологическая способность сохраняется 8-10 часов, следовательно, ее хватает на одну производственную смену. Влияние пастеризации на функциональные свойства яичной массы Эффективно проведенная пастеризация гарантирует микробиологическую безопасность, что является основой производства и кулинарного использования яйцепродуктов. К сожалению, побочным и нежелательным эффектом пастеризации являются изменения функциональных свойств яйцепродуктов. Особенно подвержен воздействию этой процедуры белок, способность которого к пенообразованию заметно ухудшается. Пастеризация увеличивает время, необходимое для взбивания пены, а также ухудшает ее стабильность. Отрицательное влияние пастеризации - следствие не только воздействия высокой температуры, но кроме теплового эффекта значение имеет действие других денатурирующих факторов, в том числе: повышенное давление в пастеризационных агрегатах, необходимое для выполнения процесса, а также само движение жидкого содержимого яиц с точки зрения механического воздействия дает эффект поверхностной денатурации белков. В яичной массе, нагреваемой в диапазоне температур 60-68оС увеличение вязкости, которая является мерой денатурации белков, незначительно. При температуре пастеризации выше 68оС вязкость значительно увеличивается, а после превышения 73оС яичная масса быстро коагулирует. Однако замороженная пастеризованная яичная масса после размораживания имеет более жидкую (водянистую) консистенцию, по сравнению с замороженной непастеризованной массой. Определение эффективности пастеризации Быстрый и простой метод контроля эффективности процесса пастеризации — тест на активность фермента альфа-амилазы. Яйца содержат альфа-амилазу, которая вследствие воздействия температуры пастеризации дезактивируется. Дезактивация фермента в яичной массе и желтке происходит при температуре 64,5оС после 2,5 минут. Тест на фосфатазу, полезный при исследовании молока, непригоден для яичного сырья, т.к. фосфатаза, присутствующая также в яйцах, не теряет активности даже при температуре 70оС. Метод определения активности альфа-амилазы заключается в небольшом нагреве пробирки с яичной массой или желтком с добавлением раствора крахмала, до 44оС, а затем осаждении белка при использовании трихлоруксусной кислоты, фильтровании и добавлении раствора йода. В случае отсутствия активной альфа-амилазы крахмал в соединении с йодом дает характерную фиолетово-синюю окраску. В непастеризованных продуктах или неправильно пастеризованных амилаза разрушает крахмал и после добавлении йода они остаются бесцветными или имеют светло-голубую окраску. Замораживание, размораживание и сушка содержимого яйца не изменяют активности фермента. Этот тест можно использовать также для контроля пастеризации яичного белка при условии, что он пастеризуется при температуре не ниже 56-57оС в течение 2,5 минут. Это более мягкие параметры, чем представленные выше для желтка и яичной массы, учитывая меньшую стабильность альфа-амилазы в белке. В это случае это следствие отсутствия защитного влияния липидов желтка и щелочного рН белка. При загрязнении белка желтком даже на уровне 0,15% тест может оказаться неудовлетворительным. Добавки, модифицирующие и облегчающие процесс пастеризации Подверженность белков денатурации — это фактор, лимитирующий время и температуру пастеризации. Она затрудняет получение продукции с высоким бактериологическим стандартом. Было проведено много исследований возможностей увеличения эффективности тепловой обработки, а также разработок отличных от тепловой пастеризации методов уменьшения микрофлоры в содержимом яиц. Время пастеризации можно продлить без отрицательного влияния на функциональные свойства содержимого яиц путем добавления антикоагулянтов. Известно, что добавление 1-2% тринатрия цитрат позволяет поддерживать температуру яичной массы 66оС в течение 20 минут. В Польше в 1947—1952 гг. яичную массу пастеризовали периодическим методом в баках с добавлением тринатрия цитрата и лимонной кислоты. После введения на перерабатывающих предприятиях технологии постоянной пастеризации в течении отказались от применения антикоагулянтов. Действие антикоагулянта оказывают сахариды и полифосфориды, а также добавление протеолитических ферментов, как-то: папаин, бромелайн. Термостойкость протеинов яичного белка, особенно кональбумина и овоальбумина, увеличивается после добавления лаурилсульфата натрия. Подобное влияние оказывает вышеупомянутый триэтилцитрат, повсеместно применяемый в яйцезаготовительной промышленности или производстве белка с высокой способностью к пенообразованию. Снижение рН белка до уровня 6,0-7,0 уменьшает его подверженность тепловой денатурации. Обнаружено, что восприимчивость белковой фракции к воздействию повышенной температуры спровоцирована, прежде всего, термостабильностью кональбумина, а также увеличивающейся подверженностью к денатурации овоальбумина (при рН 9-9,5 при температуре выше 70оС). Простой метод стабилизации белковой фракции яйца запатентован американскими специалистами. Он позволяет увеличить температуру пастеризации, заключается в добавлении раствора сульфата алюминия в количестве около 6,5 куб. см/кг белка. Этот раствор получается в результате растворения 60 г Al2(SO4)3*18H2O в 1 л 25%-ой молочной кислоты. Уровень рН белка уменьшается тогда до 6,6-7,0. Вместо сульфата алюминия можно использовать соли других металлов, особенно меди или железа; они провоцирую изменения окраски (приобретение белком розового оттенка). Ионы Al3+, Cu2+ или Fe3+ стабилизируют кональбумин, лизоцим и овомукоид. Так подготовленный белок можно пастеризовать при температуре 60-61оС в течение 3,5-4 минут. Незначительно уменьшенная способность к пенообразованию стабилизированного белка (более долгое время взбивания) может быть легко компенсирована с помощью введения поверхностноактивного вещества, облегчающего образование пены, например, триэтилцитрата. Эффект пастеризации увеличивается путем изохронного добавления противобактериальных соединений, в частности антибиотиков, в том числе пептидных связей, гидролизующихся в пищеварительном тракте до аминокислот, как-то: колицин, полимиксин, бацитрацин и низин. Колицин успешно борется с палочками сальмонеллы в яичном белке. Его вырабатывают некоторые антагонисты сальмонеллы — штаммы Eschechiria coli. Устойчивость низина к высоким температурам снижает термостойкость грамположительных бактерий типа Bacillus, Clostridium, Staphylococcus, Sarcina и других, однако проявляет низкое противодействие в отношении грамотрицательных бактерий Salmonella, Escherichia и Pseudomonas. Низин используется как добавка в производстве мясных, рыбных и фруктово-овощных консервов. Низин проявляет максимальную активность при рН 5,0-6,0, поэтому он действует эффективнее в яичной массе, нежели в белке. Теплостойкость бактерий класса стафилококков и сальмонеллы уменьшается после добавления полифосфатов. Эффективность пастеризации белка можно увеличить путем объединения действия температуры с добавлением перекиси водорода. Сначала белок нагревается в течение 1,5 при температуре 52-54оС, после чего добавляется 10%-ый раствор Н2О2 в минут количестве 0,5-1,0% и затем пастеризуется при стандартных показателях времени и температуры. Первичный нагрев белка до проведения собственно пастеризации направлен на дезактивацию заключенной в нем каталазы, которая, раскладываясь Н2О2 уменьшает ее бактерицидный эффект. После пастеризации белок охлаждается, а оставшуюся перекись водорода дезактивируют с помощью добавления препарат каталазы. Добавление 0,0-0,3% бета-пропиолактона в яичную массу, желток и белок воздействует токсично на бактерии Enterobacteriaceae. Бета-пропилактон и оксид этилена ускоряют гибель бактерий в содержимом яиц во время замораживания. Газирование сушеных яйцепродуктов сальмонеллу. оксидом Вышеприведенные этилена данные или по оксидом пропилена добавкам, уничтожает улучшающим эффекты пастеризации, являются справочной информацией. Однако в свете увеличения внимания к экологическим аспектам в пищевом производстве и поисков далеко идущей безопасности питания — эти методы не могут найти широкого практического применения. Выход готового продукта Опираясь на промышленные данные, для производства 1000 кг пастеризованной яичной массы необходимо около 1200 кг яиц в скорлупе, при этом средний показатель выхода готовой продукции по отношению к сырью составляет 83%. Показатель производительности может быть несколько больше при использовании сырья высокой весовой категории, что связано с большей долей содержимого яйца по отношению к доле скорлупы. При использовании очень маленьких яиц ( 50 г) выход продукции может быть на 1-2% меньше. При производстве раздельных продуктов расход сырья составляет 1250-1260 кг на 1000 кг жидких продуктов, что соответствует производительности 80%. Побочным продуктом является скорлупа наряду с подскорлупными пленками (10-11%) и дефектное сырье, которые отбраковывается в технологическом процессе, до пастеризации. Однако следует подчеркнуть, что как некачественное сырье, так и скорлупа с пленками, а также с прилипшим белком могут использоваться как побочный продукт для производства кормов или удобрений. Однако в технологической цикле могут быть потери до 6%, спровоцированные недостатками технологической системы и авариями. Кроме того, потери имеют место при мытье оборудования или вследствие осаждения коагулятов на теплообменниках пастеризатора и т.п. Тадеуш Тшишка, проф., Вроцлавская Академия сельского хозяйства, Польша
