Производство желатина

07 июня 2013 г.

В Томской области готовится запуск производства желатина, не имеющего аналогов в стране. Компания «Артлайф», известная на рынке фармакологии, уже давно выпускает его в лекарственной форме в виде капсул, которые также используются в качестве пищевых добавок, для приготовления пищи, десертов и в других целях.

С самого начала в качестве сырья использовался желатин, закупаемый за рубежом. В России на собственных мощностях осуществлялась его переработка и упаковка в капсульную оболочку. Дальнейшая практика показала, что целесообразнее иметь собственное производство желатина здесь же, на месте. К этому же выводу привел рост потребления продукции и необходимость расширения объемов поставок на рынок в связи с этим.

В открытии нового предприятия участвует также Кемеровский пищевой институт при поддержке федерального бюджета. На базе высшего учебного заведения был разработан проект, который выиграл в проводимом в 2013 году конкурсе, направленном на развитие высокотехнологичных производств с участием российских ВУЗов. Его уникальность состоит в том, что изготавливаемый желатин будет иметь растительное происхождение, что делает его более чистым и позволяет использовать в медицинских целях. Сейчас такой вид сырья является дефицитным, на его закупку необходимо получение квот. Одной из стран, где производится такая закупка, является Япония.

Все функционирующие на данный момент предприятия на территории России работают на животном материале, имея дело с костями, шкурами и сухожилиями. Основная сфера применения их продукции – это пищевая промышленность и косметологическая индустрия. Ее нельзя применять там, где существует отказ от продуктов, имеющих животное происхождение. В первую очередь это касается вегетарианцев, мусульман и христиан, которые соблюдают пост во всей его строгости. С появлением растительного желатина такая проблема будет решена.

Запускаемое производство будет комплексным, поддерживающим полный цикл, от выработки желатина, с его последующей переработкой и упаковкой для отправки в торговлю и на другие предприятия. Помимо пищевой промышленности, существуют планы распространения продукции и в других отраслях. К примеру, готовое вещество активно применяется в составе буровых растворов, им же смазываются плавильные котлы. Также его можно найти в составе шаров для пейнтбола и других предметов, используемых в жизни.

Желатин? Что это?

Начинающие кулинары нередко подходят к работе с желатином с опаской. Я думаю, многие вспомнят себя и собственный первый опыт. Почти бесцветный порошок с едва заметным, странным запахом, который вроде бы может превратить воду в вино…ой, то есть в желе. Но что с ним делать и как — неясно. Вроде бы заливать водой, но сколько брать воды? А когда добавлять? Надо кипятить или, наоборот, нет? А как сделать, чтобы он застыл?

Наверняка все мы через это прошли. Поэтому теперь, много приготовленных десертов, видео-уроков и поисковых запросов в гугле спустя, давайте попробуем собрать вместе и разложить по полочкам все,что нужно знать о желатине, чтобы работа с ним была максимально простой и результативной.

Начнем с названия. Французское слово gelatine происходит от латинского gelātus , что буквально означает замороженный. Оно довольно точно отражает главное свойство желатина — превращать жидкость в желе, придавая ей студенистую гелеобразную структуру.

Как это работает?

Думаю, многие знают, что желатин — это продукт животного происхождения. Чаще всего его получают при переработке соединительной ткани крупного рогатого скота, реже рыб. И хотя под красивым словосочетанием соединительные ткани здесь имеются в виду вещи не совсем аппетитные — хрящи, жилы, кожа и кости, важно то, что все они почти полностью состоят из белка под названием коллаген. Желатин, который получается в результате переработки, так же состоит из коллагена на 85-95%.

Именно коллагену он обязан своим свойством -хорошо притягивать и впитывать воду. Молекулы желатина сильно набухают при контакте с жидкостью и способны впитать в 6 раз больше собственного объема. При охлаждении до 10-15С нити белка в составе желатина сплетаются в подобии трехмерной сети, за счет которой жидкость удерживается внутри и превращается, по сути, в гель.

Зачем нужен кондитеру?

Помимо очевидных и сразу приходящих на ум желе, желатин используется для приготовления муссов, суфле, а еще различных начинок для муссовых тортов, таких как компоте, кули, конфи. Кроме того, его в небольших количествах добавляют в крема и соусы, чтобы сделать их более стабильными и плотными, и даже в домашнее мороженное. Все дело в том, что присутствие желатина не дает образовываться крупным кристаллам льда, и масса получается более однородной и гладкой.

И еще один приятный факт о желатине — он не просто съедобен, но еще и полезен, за счет содержания все того же коллагена и разных аминокислот ,таких, например, как глицин. В человеческом организме они играют немаловажную роль, поэтому желатин рекомендуют употреблять в пищу при болезнях суставов, артрите, артрозе, остеохондрозе, а также для более быстрого заживления переломов.

Желатин порошковый и листовой — какой выбрать?

В современном мире кондитеру чаще всего приходится работать с двумя видами желатина — порошковым, более привычным обитателям постсоветского пространства, и листовым, появившимся сравнительно недавно. По сути это один и тот же желатин, просто в разных формах выпуска, но есть нюансы.

Посмотрим на плюсы и минусы каждого из них:

Порошковый желатин: — необходимо взвешивать, так как находится в сыпучем состоянии; — требует замачивания в определенном количестве воды, из-за риска большего, чем нужно впитывания; — требуется определенное время для набухания; + более широко распространен, можно найти в обычном супермаркете; + встречается порошковый желатин из соединительной ткани рыб, что делает его пригодным к употреблению в пищу для вегетарианцев и соблюдающих пост;

Листовой желатин: + каждый лист имеет определенный вес; + сам забирает необходимое для набухания количество воды; + набухает за несколько минут, не требуя долгого замачивания; — реже встречается в продаже, по большей части в кондитерских магазинах, и стоит дороже;

С каким удобнее работать, каждый решает для себя сам. Встречается мнение, что листовой желатин имеет большую силу желирования, чем порошковый, но на самом деле желирующая сила не зависит от формы выпуска. Подробнее об этом, а так же о том, как заменить один вид желатина другим, мы поговорим во второй части статьи.

Три этапа работы с желатином.

Этап 1. Разведение желатина. Чтобы желатин начал работать, ему необходима вода. Как мы уже выяснили, ее количество будет зависеть от формы выпуска нашего желатина. Порошковый от 200 блюм разбавляется 1 к 6, то есть, например на 5 гр. желатина мы берем 30 мл. воды. Если желатин у нас слабее 200 блюм, то можно использовать пропорции 1 к 5.от 200 блюм Листовой желатин достаточно просто опустить в емкость с водой, нужное количество он возьмет сам, а вы просто отожмете его перед добавлениям в блюдо.

Важный момент — вода для замачивания должна быть холодной, ниже 10С, только так желатин сможет в полной мере проявить свои желирующие свойства. Время замачивания для современного порошкового желатина составляет в среднем 15 минут. Листовой набухает еще быстрее, ему достаточно 5 минут. Если время уже прошло, а вы по каким-то причинам еще не готовы использовать желатин, не страшно. Набухший желатин можно прикрыть от заветривания и убрать в холодильник, там он может храниться до 7 дней.

Этап 2. Запускание желатина. Для того, чтобы желатин начал работать, ему необходима температура 50-60С. При приготовлении блюд, подразумевающих нагрев, достаточно просто добавить желатин в массу нужной температуры и хорошо размешать, чтобы он равномерно распределился и полностью растворился, не оставляя комочков.

Если блюдо холодное, то желатин прогревается отдельно,короткими импульсами в микроволновой печи или на водяной бане. Важно довести его до однородного жидкого состояния, но не дать закипеть,так как от высоких температур желатин начинает терять свои свойства.

При добавлении в холодную массу, можно смешать растопленный желатин сперва с небольшой частью массы до полной однородности — это поможет избежать появления комочков, потом добавить эту смесь к оставшейся массе и снова тщательно перемешать.

Этап 3. Стабилизация желатина. Процессы стабилизации желатина начинаются при 10-15С и занимают от 3 до 24 часов, в зависимости от объема и плотности блюда. При приготовлении сложных многокомпонентных десертов очень важно правильно рассчитывать время на стабилизацию и готовить заранее.

В продолжении статьи мы рассмотрим, как же все-таки заменять один вид желатина другим, и что из этого получается. Успеха вам в приручении желатина, стабильной массы и вкусных десертов! Не нашли ответа на все свои вопросы?

Еще больше полезной информации на бесплатном вебинаре «Теория кондитерского дела»

Для изготовления желатина применяют мягкое коллагенсодержащее сырье от переработки шкур крупного рогатого скота (шкуры, спилковая обрезь шкур), которое в целях сохранения качества до его переработки обязательно консервируют солью или гашеной известью. Все сырье, прежде чем поступить на предприятие, проходит ветеринарно-санитарный контроль, что гарантирует в дальнейшем производство безопасного продукта – желатина пищевого.

Сырье, поступающее на предприятие для производства желатина, сортируется по видам, подвергается расконсервации и измельчению.

Мягкое сырье содержит значительное количество коллагена, но коллаген в сырье находится не в чистом виде, ему сопутствуют другие белки (альбумины, глобулины, муцины, мукоиды, глюкопротеиды и др.), которые при производстве желатина являются «балластными». Для удаления «балластных» белков, которые ухудшают качество желатина, все сырье подвергают предварительной обработке (подготовке).

Предварительная обработка сырья

В зависимости от вида сырья предварительную обработку (подготовку) проводят двумя разными способами: кислотный и щелочной.

Щелочной способ

Используют для предварительной подготовки мягкого коллагенсодержащего сырья от переработки шкур крупного рогатого скота. Такой метод предусматривает золение шкур в растворе извести до 65 суток, который постоянно обновляется. После обработки щелочью сырье тщательно промывают, а затем нейтрализуют соляной кислотой и повторно промывают для удаления образовавшихся солей.
Обработка растворами кислоты и щелочи позволяет растворить «балластные» белки (альбумины, глобулины, муцины, мукоиды, глюкопротеиды и др.), а коллаген при этом не растворяется, лишь разрыхляется его структура, что позволяет в дальнейшем получать желатин путем растворения его в воде уже при 50 °C.

Экстракция желатина

В процессе экстракции коллаген переходит в желатин. Процесс экстракции желатина проводят в варочных аппаратах фракционным методом. Для этого в варочные аппараты подают предварительно подготовленное сырье, которое заливают горячей фильтрованной водой температурой 55 °C — 60 °C и проводят экстракцию. При этом в раствор переходит только часть коллагена. Поэтому частично экстрагированное сырье повторно экстрагируется, только при более высокой температуре. Процесс экстракции повторяется с постепенным повышением температуры от одной фракции к другой до тех пор, пока весь желатин не будет экстрагирован из исходного сырья. При фракционном методе представляется возможность получать различные марки желатина в одном варочном аппарате.

Обработка желатиновых бульонов

Очистка

Раствор желатина, полученный в результате экстракции, подвергают очистке от посторонних примесей и жира сначала на сепараторах, а затем фильтруют на фильтр-прессах.

Предварительное сгущение бульонов

Желатиновые бульоны поступают на установку ультрафильтрации для предварительного сгущения методом мембранной фильтрации. На выходе из установки получают ретентат (сгущенный желатин) и пермеат, т.е. воду, содержащую низкомолекулярные органические и минеральные вещества. Процесс ультрафильтрации позволяет сохранить качество желатина при низком расходе энергии.

Стерилизация и упаривание

Очищенный и концентрированный раствор желатина стерилизуется при температуре 130 °C для обеспечения максимальной биологической и бактериальной чистоты нашего продукта. Стерилизованные желатиновые бульоны подвергаются упариванию в тонкослойных выпарных аппаратах.

Желатинизация и сушка

Упаренный бульон путем охлаждения в желатинизаторе приводится в желеобразное состояние (застудневает) и далее с помощью раскладчика желированные пряди желатина равномерно подаются на полотно многозонального ленточного сушильного устройства для сушки. Сушку желатина проводят фильтрованным сухим воздухом.

Каждая серия высушенного желатина подвергается лабораторному контролю для проверки соответствия физико-химических, органолептических и санитарно-гигиенических показателей желатина требованиям технических нормативных правовых актов и действующему законодательству.

Дробление, калибровка, перемешивание желатина

Для того чтобы получить партию желатина заданного качества, высушенные однородные по качественным показателям серии желатина измельчают на дробильных агрегатах, просеивают и перемешивают для достижения однородности массы. Готовую партию желатина упаковывают в мешки, пакеты, ящики и повторно подвергают лабораторному контролю. Это гарантирует качество и безопасность нашей продукции.

• Спецификация качества и безопасности желатина пищевого
• Спецификация качества и безопасности «БЕЛПРО»

* В расчетах используются средние данные по России

Желатин – продукт, состоящий из белка с высоким содержанием аминокислот, при взаимодействии с водой превращается в желеобразную субстанцию. Характеризуется по цвету, вкусу и свойствам полученного из него геля. Качественный товар должен быть прозрачного цвета и без постороннего запаха.

Сфера применения желатина достаточно широка. В соответствии с назначением выделяют и группы:

1. Пищевой желатин – используется в кондитерской промышленности для приготовления кремов, желе, мороженного, фруктов в желе. Добавляется в качестве загустителя в кисломолочные и консервные продукты. В виноделии используют для осветления труднофильтруемых виноматериалов и исправления грубых виноматериалов с повышенной терпкостью.

2. Технический – применяют в текстильной и косметической промышленности.

3. Фото желатин – один из материалов для изготовления плёнки.

4. Медицинский – применяется для изготовление оболочек для лекарств (капсул) и как плазмозамещающее средство.

5. Полиграфический – при изготовлении типографических красок для денег, газет, журналов. Служит склеивающим компонентом для фотобумаги.

На данный момент количество выпускаемого в России желатина не удовлетворяет потребности в нём. Из требуемых трёх-четырех тысяч тонн выпускают только около ста. В основном рынок заполнен товаром импортного происхождения. Этот факт говорит о вероятности найти свою нишу в желатиновом производстве. Подкупает и возможность выпускать клеев и готовых клеящих веществ (казеинового, мездрового и костного клея, клеящих веществ на резиновой основе), которые изготавливаются из желатина. Главным минусом является трудоёмкий технологический процесс.

Выбор сырья

Одной из важнейших стадий изготовления желатина является выбор и подготовка сырья. Основное требование — сырьё должно содержать коллаген, главное составляющее вещество желатина, которое даёт ему такое свойство, как превращение в желеобразную массу при воздействии жидкости. Таким материалом являются органы животных: кость и мягкое сырье (сухожилия, обрезки шкур, мездра, жилки и др.). Костное сырьё бывает столовое, колбасное и сборное. Первый тип поступает из сети общепита, они вываренные. Второй – из колбасных и консервных цехов в сыром виде, из них обычно высоко ценятся кости с меньшим количеством мяса. Последний тип костей может задержать грязь и посторонние примеси.

Используют следующие части: челюстная кость, лобная часть черепа, тазовая кость, лопатки, ребра без позвонков, головная. Кости хранят отдельно от другого сырья в проветриваемом помещении или под навесом. Допускается хранение на открытых асфальтированных площадках. Кость нельзя хранить долго, так как это снижает её качество, следовательно, и количество выхода желатина из неё.

Мягкое сырьё поступают на кожевенных заводах и мясокомбинатах. Хорошим сырьём для желатина являются опойковая и выростковая мездра, головки, телячьи шкуры, непригодные для выработки кож, спилковая обрезь, свиная шкура. Отсутствие большого количества прирезей мяса, жира, крови, загрязнений являются обязательными характеристиками мягкого сырья. Хранят его в бочках, предварительно законсервировав солью, чтобы предупредить гнилостный распад.

Всё сырье должно сопровождаться свидетельством ветеринарно-санитарного надзора.

Технология производства

Первым этапом в производстве является подготовка сырья. Его сортируют на ленточном транспортёре вручную (кости – по анатомическим видам, не смешивая сырые и вываренные, мягкое сырьё – по степени свежести, способам консервации), отделяя посторонние примеси. Следующий процесс – обезжиривание кости: в специальную машину загружают кость и заливают водой температурой 90-95°С на 15-20 см выше кости. Чтобы сэкономить воду, одним бульоном обезжиривают кость до трёх паз. Выход жира составляет 6% от массы костей. Кость вымывают в барабанах непрерывного действия и полируют.

Далее кость попадает в дробильную машину, где она измельчается. Это позволяет увеличить поверхность сырья, что способствует более полному извлечению жира и клея.

Дробленая кость калибруется по следующим группам: от 8 мм до 12 мм, от 12 мм до 20 мм, от 20 мм до 25 мм. Большие части повторно измельчают. Далее сырьё проходит процесс деминерализации: его загружают в мацерационные чаны, где с помощью соляной кислоты (3-7%) удаляется минеральная часть кости.

Отсортированное мягкое сырьё моют 40 минут при температуре 70-80°С и измельчают на мездрорезке. Солёное сырьё промывают в воде (4-6°С), сухое отмачивают в воде и известковом молоке, замороженное размораживают в проточной воде (20°С).

Самым долгим процессом является золение сырья (удаление всех белков кроме коллагена). Сырьё помещают в зольные чаны, заливают известковым молоком, которое в течение 25-40 суток меняют при снижении рН с 12-13 до 8-9. Чтобы определить конец реакции сырьё проверяют на выпариваемость (время разваривания при температуре 50-60) и структуру (должна быть однородной, стекловидной, прозрачной). Полученное вещество обеззоливают (удаляют известь, щелочно-растворимые белки и продукты их распада, кальциевые мыла и других загрязнений): промывают 12-18 часов водой, нейтрализуют соляной кислотой (5-7%) 4-6 часов, опять промывают 3-4 часа (в целом процесс занимает 24-28 часов).

Далее следует варка желатина в несколько этапов (24-36 часов): сначала при температуре 50-56°С, затем 6-7 раз температуру увеличивают на 5 градусов. Расход воды: на 1 тонну кожевенного сырья 0,4-0,6 м3 воды, осеина 0,8-1 м3 воды, сухожилий 0,2-0,4 м3. Сваренные бульоны подвергают следующей обработке: консервирование серной кислотой, фильтрация в камерных или рамерных фильтропрессах, через целлюлозную массу, выпаривание в вакуум-выпарочных аппаратах, вторичное консервирование сернистой кислотой.

Следующий этап – желатинизация (застудевание). Бульон загружают в желатинизатор, где он превращается в желатиновые листы (ленту), которые потом проходят сушку в тоннельных сушилках при начальной температура 25-30°С и конечной в 45-50°С (пищевой желатин — 12-15 часов, технический – 20-25 часов). Высушенная масса проходит стадии помола, просеивания и перемешивания.

Трудоёмкий процесс производства партии желатина занимает около 60 суток.

Упаковывается технический и пищевой желатин в бумажные мешки, фанерно-штампованные бочки, картонно-навивные барабаны массой не более 20 кг. Желатин для розничной продажи фасуют с пакеты из комбинированных материалов массой 25 и 50 г.

Хранят желатин отдельно от веществ с резкими запахами в сухих помещениях при температуре не выше 25°С и влажности не больше 70%.

Основные затраты

В затраты на открытие бизнес входит: стоимость оборудования и сырья, аренда и коммунальные платежи, зарплата и прочие расходы.

Технологическая линия включает примерное следующее оборудование:

— ленточный конвейер (около 200 тыс. руб.);

— барабаны непрерывного действия (130 тыс. руб.);

— дробильная машина (120 тыс. руб.);

— ёмкости (100-200 тыс. руб.)

— желатинизатор;

— аппарат для экстракции (варки) желатина;

— аппарат для обезжиривания костей;

— фильтропрессы (от 150 тыс. руб.);

— вакуум-выпарочный аппарат (250 тыс. руб.);

— сушильная машина (60-500 тыс. руб.);

— линия расфасовки и упаковки (от 250 тыс. до 2 млн. руб.)

— приборы для контроля качества и радиационной чистоты сырья и готовой продукции.

При непрерывном трёхсменном графике работы линия выпускает до 2000 т продукции в год. Для обслуживания такого производства потребуется до 120 человек. Сократить количество работников можно при уменьшении объёмов выпуска продукта.

Сырьё:

— кости: куриная – 2-20 руб/кг, говяжьи – 10 руб/кг;

— свиная шкура – 20 руб/кг;

— мездра – 7, 5 руб/кг;

— известковое молоко – 1000 руб/ куб. м.;

— соляная кислота – 42 руб/л.

Выход желатина из кости составляет около 10 %, соответственно, на 1 тонну желатина уйдёт 10 тонн костного сырья. Сырьевые затраты на 160 тонн желатина составят около 20 млн. руб.

Общие затраты составят около 29 млн. руб.

Оптовая стоимость килограмма желатина составляет 175-240 руб. При выпуске 160 тонн желатина за два месяца (цикл производства желатина) доход составит примерно 28 млн. руб.

Черухина Кристина

На этой странице:

Желатин производят многие фирмы. Технологические стадии процесса получения желатина, разработанного компанией GELITA Deutschland GmbH (Германия), будут рассмотрены ниже. Они типичны и для других производственных компаний.

В России желатин выпускают ООО «АВАНТА», г. Кисловодск; ООО «АКВА-КОЛОР», г. Санкт-Петербург; «Минводский желатиновый завод», г. Минеральные Воды; ООО «АРКАДА-СИНТЕЗ», г. Щекино, Тульская обл. Большое производство желатина также налажено в Белоруссии (ОАО «Могилевский желатиновый завод», г. Могилев).

Сырьем для производства желатина является высококачественное костное и мягкое коллагенсодержащее сырье.

Подготовка костного сырья

К основным видам костного сырья относятся трубчатая, челюстная и тазовая кости, роговой стержень, костная крошка и т. п. Кости, остающиеся на мясокомбинатах после переработки туш крупного рогатого скота, измельчают на костедробильных машинах до частиц размером 5-35 мм, обезжиривают горячей водой и просушивают.

Обезжиривание. Процесс обезжиривания кости заключается в освобождении пор, капилляров и межклеточного пространства от жира с целью увеличения скорости диффузии между реагентами и активными центрами костной ткани.

В промышленности используют в основном экстракционный (органическими растворителями) и водный (водой) методы обезжиривания. При производстве пищевого желатина применяют обезжиривание горячей водой. При водном обезжиривании потери коллагена составляют около 2-3%. Обезжиривание органическими растворителями позволяет избежать таких потерь и способствует более глубокому удалению жира, что позволяет применять этот способ при производстве фотографического желатина — высшего сорта, используемого для производства различных светочувствительных материалов.

Полученные в процессе обезжиривания белково-жировые бульоны используют в производстве технического жира и клея, а шрот (обезжиренную кость) направляют на мокрую полировку, сушку и сухую полировку.

Деминерализация (мацерация) костного шрота. Откалиброванный шрот деминерализируют (мацерируют) разбавленной соляной кислотой. Цель этой операции — удаление из сырья минеральных веществ и освобождение (с одновременным частичным набуханием) белковой части — оссеина. В зависимости от степени твердости кости, ее вида и размеров деминерализацию продолжают от 3 до 10 суток.

Мацерация шрота технической соляной кислотой протекает по принципу противотока в системе из нескольких аппаратов, соединенных между собой в батарею. Образующиеся в процессе мацерационные «щелока» направляют на производство преципитата, который используют как минеральную подкормку животных и птицы и в качестве фосфорного удобрения.

Фосфаты, содержащиеся в костной ткани, также удаляют щелочной обработкой. Образовавшиеся соли и избыток щелочи из продукта отмывают водой. Деминерализованную кость (оссеин) промывают водой, нейтрализуют и направляют на обработку известковой суспензией — золение.