Аппаратно-технологическая схема производства протеолитических ферментов из внутренностей рыб

     В состав мяса рыбы входят главным образом  простые полноценные белки альбумины и глобулины. Белки глобулины - миозин, актин (Г и Ф), актомиозин, тропомиозии являются солерастворимыми, входят в состав миофибрилл мышечного волокна и составляют более половины всех белков мышц рыбы. Белки альбумины  -  миоген А и Б, глобулин X, миоальбумин являются водорастворимыми, входят в состав саркоплазмы, на их долю приходится около 25 % всех белков мяса рыбы.

     Кроме простых белков, в состав мышечной ткани входят растворимые в слабых растворах щелочей и кислот сложные  белки: нуклеопротеиды, фосфопротеиды, липопротеиды и глюкопротеиды (муцииы и мукоиды), которые при гидролизе  отщепляют глюкозу, чем обусловливается  сладковатый привкус мяса рыбы, а  муцины к тому же придают и вязкость межтканевому соку.

       Белки, входящие в состав сарколеммы  мышечных волокон и соединительной  ткани, представлены в основном  простыми, устойчивыми к растворителям  неполноценными белками, как правило,  коллагеном и в весьма незначительном  количестве эластином. При тепловой  обработке коллаген переходит  в глютин, который обладает высокой  гидрофильностью, чем и объясняется нежность и сочность мяса рыбы.

     Белки мяса рыбы по сравнению с белками  мяса теплокровных животных отличаются высокой (до 97 %) усвояемостью. Это обусловлено тем, что белки соединительной ткани рыбы составляют около 3 %, в то время как в мясе теплокровных животных содержание их доходит до 20 % общего количества белков.

     Небелковые  азотистые вещества, легко растворяясь  в воде, часто называются азотистыми экстрактивными веществами. Они представлены следующими группами соединений: летучими основаниями (моно-, ди- и триметиламины, аммиак), триметиламмониевыми основаниями (триметиламиноксид, бетаины и др.); производными основаниями гуапидина (креатин, крсатинин, аргинин); производными пурина (гипоксантин, ксантин и др.); производными амидазола (гистидин, карнозин и ансерин); смешанной группой (мочевина, свободные аминокислоты).

     Азотистые экстрактивные вещества мяса рыбы, содержащиеся в оптимальных количествах, играют весьма заметную роль в пищеварении. Воздействуя на нервные окончания  пищеварительных органов, они тем  самым вызывают выделение желудочного  сока, способствуя появлению аппетита и лучшему усвоению пищи. Некоторые  из этих веществ обусловливают специфический  вкус и запах рыбы.

     Жир рыб представлен в основном ненасыщенными  жирными кислотами (до 84 %), в том числе высоконепредельными -  с 4 -  6 двойными связями, которые в жирах наземных животных отсутствуют.

       Жир рыбы легко усваивается,  характеризуется высокой пищевой  ценностью и витаминной активностью,  является ценным источником несинтезируемых  в организме линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот, которые нормализуют лсировой обмен, способствуют выведению из организма избытка холестерина, защищают организм от вредного действия у-лучей и придают кровеносным сосудам эластичность.

     В жире рыб присутствуют в небольших  количествах фосфатиды (лецитин, кефалин), стериды и стерины (холестерин), красящие вещества, жирорастворимые витамины и другие сопутствующие жирам  вещества. При хранении рыбы сопутствующие  вещества легко подвергаются окислению, вызывая ухудшение вкуса.

       Минеральный состав мяса рыбы  характеризуется исключительным  разнообразием. Больше всего в  мясе рыб содержится фосфора,  калия, натрия, кальция, магния, в  значительных количествах найдены  микроэлементы, такие, как йод,  медь, бром, цинк, марганец, кобальт  и др. Морские рыбы по содержанию  и разнообразию более богаты  минеральными веществами и особенно  микроэлементами, чем пресноводные.

     Углеводы  рыбы представлены в основном гликогеном. Из-за малого содержания их в мясе рыб  роль их в пищевом отношении невелика, однако углеводы оказывают значительное влияние на формирование вкуса, запаха и цвета рыбных продуктов. Полагают, что потемнение мяса рыбы при вялении, сушке, обжарке происходит также и за счет образования меланоидинов. Сладковатый вкус рыбы и рыбных бульонов объясняется гидролитическим расщеплением гликогена до глюкозы.

       Витамины в мясе рыбы содержатся  в небольшом количестве. Значительная  часть их находится в печени, меньшая  -  в других внутренних  органах. В рыбе преимущественно  содержатся жирорастворимые витамины A, D, Е, К, а из водорастворимых  -  витамины группы В: (В, В2, Be, Вс, Вт), а также витамины Н, С, РР, пантотеновая кислота и инозит [22].

     Химический  состав и пищевая ценность рыб представлены в таблице 1 [23, 24, 25, 26, 27, 28, 29].

Таблица 1- Химический состав и пищевая ценность рыб. 

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОБОСНОВАНИЮ  ПАРАМЕТРОВ ОБРАБОТКИ  НА ОСНОВНЫХ ЭТАПАХ ПРОИЗВОДСТВА протеолитических ферментов

     В практике центрифугирования применяют  два способа разделения жидких неоднородных систем: центробежное фильтрование и центробежное осаждение. В соответствии с этим изготовляют фильтрующие центрифуги с перфорированным ротором, на внутренней стенке (обечайке) которого уложена фильтровальная перегородка, и осадительные (отстойные) центрифуги — с осадительным (отстойным) ротором, имеющим сплошную обечайку. Изготовляют также комбинированные осадительно - фильтрующие центрифуги, в которых совмещены оба принципа разделения.

     При разделении суспензий в фильтрующих  центрифугах в роторе под действием  центробежной силы происходит фильтрация жидкости через фильтровальную ткань  или металлическую сетку с  одновременным отложением, на последней, частиц твердой фазы; жидкость проходит через сита и затем через отверстия в роторе выбрасывается в кожух центрифуги, окружающий ротор, а осадок выгружается либо во время вращения ротора,  либо после его полной остановки[9].

     При разделении суспензий в осадительных центрифугах твердые частицы, имеющие, как правило, большую плотность, чем жидкий компонент, осаждаются под действием центробежной силы на обечайке ротора в виде кольцевого слоя; жидкий компонент также образует кольцевой слой, но расположенный ближе к оси вращения. Жидкость отводится из вращающегося ротора путем перелива через борт или с помощью отсосной трубы. Осадок выгружается на ходу или после остановки машины.

     Разделение  эмульсий происходит аналогично: у  стенок ротора образуется слой тяжелой  жидкости, а ближе к оси вращения — слой легкой жидкости. Центрифуги, предназначенные для разделения эмульсий, называют разделяющими (сепарирующими). Загрузка эмульсии и отвод тяжелой и легкой жидкостей из ротора такой центрифуги осуществляются непрерывно. 

     2.1 Классификация центрифуг 

     Все центрифуги могут быть классифицированы по различным характерным признакам.

     По  технологическому назначению, или принципу разделения,  различают следующие типы центрифуг:

• фильтрующие — для разделения сравнительно грубодисперсных суспензий с кристаллической и аморфной твердой фазой, а также для отделения влаги от штучных материалов; применение их обеспечивает наименьшее содержание жидкой фазы в осадке и эффективную его промывку;
• осадительные (отстойные) и осветляющие — для разделения плохо фильтрующихся суспензий, осветления суспензий небольшой концентрации, а также классификации суспензий по крупности и плотности твердых частиц;
• разделяющие (сепарирующие) — для разделения эмульсий; комбинированные, в которых сочетаются два принципа разделения — осаждение с последующей фильтрацией и фильтрация с последующим осаждением в центробежном поле.

     По  основному конструктивному признаку центрифуги бывают:

• горизонтальные — с горизонтальным валом, имеющим жесткие или упругие опоры; ротор может быть расположен между опорами или на консоли;
• вертикальные — с вертикальным валом, имеющим жесткие или упругие опоры, вал с верхним или нижним приводом;
• наклонные — с наклонным валом, имеющим жесткие опоры; с вертикальным валом, имеющим упругую верхнюю опору и жесткую шарнирную нижнюю опору; ротор закрепляют на верхнем конце вала — вертикальные центрифуги с подпертым валом и упругой верхней опорой;
• подвесные с верхним приводом — с вертикальным валом, подвешенным на верхней шарнирной упругой опоре; ротор закрепляют на нижнем конце вала;
• подвесные с нижним приводом (маятниковые) — с вертикальным валом, опоры которого помещены в общий жесткий корпус, подвешенный на трех колонках; ротор закреплен на верхнем конце вала;
• вертикальные трубчатые — с вертикально подвешенным длинным трубчатым ротором.

     По  способу выгрузки осадка центрифуги подразделяют на следующие типы:

• с ручной выгрузкой через верхний борт; осадок выгружают без применения специальных механизмов после полной остановки ротора;
• с ручной выгрузкой через днище — без применения специальных механизмов после полной остановки ротора;
• с ручной выгрузкой и разборкой ротора; осадок выгружается без применения специальных механизмов после полной остановки ротора;
• с контейнерной или кассетной выгрузкой — с помощью специальных съемных контейнеров, мягких или жестких кассет и т. п.;
• с ножевой выгрузкой; осадок выгружается ножом, скребком или рыхлителем специального механизма на ходу при полном или уменьшенном числе оборотов ротора с одновременным выводом осадка через бункер, а также пневматическим механическим транспортером;
• с гравитационной выгрузкой (саморазгружающиеся); осадок выгружается под действием собственного веса во время остановки ротора;
• со шнековой выгрузкой — с помощью шнека, вращающегося относительно ротора непрерывно при непрерывной работе машины;
• с поршневой выгрузкой осадка толкателем, совершающим возвратно-поступательное (пульсирующее) движение вдоль оси ротора при непрерывной работе машины;
• с центробежной (инерционной) выгрузкой; осадок выгружается под действием центробежных сил непрерывно, при непрерывной работе машины;
• с вибрационной выгрузкой; осадок выгружается непрерывно под действием колебаний вращающегося ротора;
• с гидравлической выгрузкой; влажный осадок и жидкая фаза выгружаются через сопла или отверстия ротора при рабочей скорости последнего.