Разработка нового посолочного состава для консервирования овчинно-шубного сырья

МРНТИ 65.59.15                        

Шкуры являются сырьем для выделки кож и овчин в условиях специализированных производств. Однако качество вырабатываемых изделий снижается из-за низкой сортности овчин, поступающих в производство. Снижение сортности овчин обусловлено наличием большого количества дефектов, вследствие чего уменьшается полезная площадь шкур, ухудшаются товарно-технологические свойства, что приводит к потере дефицитного сырья.

Известно, что качество кожевенного и шубно-мехового сырья в значительной степени зависит от метода их консервирования, являющегося одним из трудоемких и длительных. В связи с этим необходима разработка новых способов первичной обработки шкур, учитывающих их технологические особенно- сти, позволяющих повысить их сортность за счет повышения физико-механических свойств в процессе биотехнологической обработки.

После убоя животного и прекращения обмена веществ в шкуре происходят сложные химические процессы, приводящие к структурным изменениям и разрушению тканей: автолиз и гниение. Торможение и полное прекращение указанных процессов может быть достигнуто при обработке шкур химическими веществами, обладающими бактерицидными или бактериостатическими свойствами (консервантами и антисептиками) [1, 2, 3].

Основным консервирующим веществом для кожевенного и шубно-мехового сырья является поваренная соль, как наиболее доступный и дешевый продукт. Однако данный продукт имеет недостатки - это пищевой продукт;

большая часть хлорида натрия стекает в канализацию уже в процессе консервирования; растворы хлорида натрия, использованного для консервирования, вызывают коррозию оборудования. Все это свидетельствует о том, что хлорид натрия не удовлетворяет комплексу требований, предъявляемых к консерванту [4, 5, 6].

Поэтому замена поваренной соли другим консервантом, не имеющим таких отрицательных воздействий на окружающую среду, является важной экологической проблемой. Молочная сыворотка, являясь потенциальным источником комплекса органических кислот, может быть рассмотрена в качестве компонента консервирующего раствора для обработки овчин [7, 8, 9, 10].

Кроме хлорида натрия для усиления эффекта консервирования используют антисептики - химические соединения, способные разрушать микроорганизмы. В настоящее время используются следующие антисептики, отвечающие требованиям микробиологической эффективности и токсичности: спирты, кислоты и щелочи, окислители, альдегиды [11, 12].

Однако не существует антимикробного антисептика, сочетающего широкий спектр антимикробного действия, низкую токсичность, стабильность, совместимость с другими веществами. Комбинации позволяют улучшить свойства антисептиков путем их сочетанного применения [13, 14, 15].

Учитывая важность проблемы, необходимо изыскание новых консервантов, консервирующих составов, которые могли бы обеспечить высокое качество консервированного сырья и в определенной степени добиться сокращения расхода поваренной соли.

Цель: разработка нового посолочного состава с применением консерванта из отходов молочного производства, позволяющего исключить токсичные антисептики, а также необходимость максимальной замены поваренной соли новым посолочным компонентом.

Практическая значимость работы заключается в использовании цехами по переработке шкур животных усовершенствованной технологии консервирования овчин для дальнейшей их обработки и производства в кожевенный полуфабрикат и готовую кожу.

Материалы и методы исследований

В исследованиях изучали процесс консервирования овчинно-шубного сырья, возможность применения молочной сыворотки в качестве консерванта; антисептиков для усиления эффекта консервирования.

При подборе консервантов с целью изучения возможности применения молочной сыворотки в процессе консервирования овчинно-шубного сырья изучали физикохимические (жир, сухие вещества, плотность, титруемая кислотность, активная кислотность, температура сыворотки), органолептические и микробиологические свойства молочной сыворотки; хлорида натрия - влагу, соль, рН.

При подборе антисептиков с целью определения эффективности действия изучали их антисептические свойства путем определения общей микробиальной обсеменен-ности кожевой ткани.

Объектами исследования являлись: овчина (парная, законсервированная), консервирующее вещество (хлорид натрия, молочная сыворотка); антисептики (первомур, ал-дазан, формальдегид, фосфопаг, хлорамин); посолочный состав, процесс консервирования, физико-химические исследования, микробиологические исследования, органолептическая оценка.

Нормативные документы, используемые по определению показателей качества:

Органолептические показатели (вкус и запах, консистенция, внешний вид и цвет) по ГОСТ 34352-2017 Сыворотка молочная - сырье. Технические условия.

Массовую долю жира сыворотки по ГОСТ 5867-90 Молоко и молочные продукты. Методы определения жира.

Массовую долю сухих веществ, плотность, титруемую кислотность сыворотки, активную кислотность (рН) сыворотки и температуру сыворотки по ГОСТ 33957-2016 Сыворотка молочная и напитки на ее основе. Правила приемки, отбор проб и методы контроля.

Микробиологические показатели сыворотки по ГОСТ 34352-2017 Сыворотка молочная - сырье. Технические условия.

Содержание влаги в кожевой ткани по ГОСТ 13104-77 Сырье кожевенное. Методы определения усола и массы нетто.

Содержание хлористого натрия в ко-жевой ткани по ГОСТ 13105-77 Сырье кожевенное, Методы определения компонентов консервирования.

рН водной вытяжки кожевой ткани по ГОСТ 32165-2013 Шкурки меховые и овчи- ны выделанные. Метод определения рН водной вытяжки.

Органолептические показатели по ГОСТ 28509-90 Овчины невыделанные. Технические условия.

Общая микробиальная обсемененность кожевой ткани методом бактериологического анализа по ГОСТ 25311-82 Мука кормовая животного происхождения. Методы бактериологического анализа.

Результаты и их обсуждение

Подобраны консерванты – в качестве нейтральной соли выбран сокращенный расход хлорида натрия; в качестве кислотного агента – молочная обезжиренная сыворотка; в качестве антисептических веществ, обладающих бактерицидными и бактериостатическими свойствами – первомур, алдазан, формальдегид, фосфопаг, хлорамин.

Исследованы органолептические и физико-химические свойства молочной сыворотки. Для исследования используют сыворотку, подготовленную путем комбинирования подсырной и творожной сывороток на молокоперерабатывающем предприятии КХ «Калиха-нулы», область Абай, г.Семей. Сыворотку фильтруют от частиц творога, оставшихся в сыворотке. В период хранения в приемных баках сыворотку перемешивают для предотвращения расслаивания и образования осадка, а также устанавливают контроль за кислотностью и температурой сыворотки.

Органолептические показатели (вкус, консистенция, внешний вид, цвет) и физикохимические (рН, плотность, титруемая кислотность, массовая доля жира и сухих веществ) определены согласно общепринятым методикам и проверено их соответствие нормативным и техническим документам. Результаты исследований органолептических, микробиологических и физико-химических показателей комбинированной молочной сыворотки приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Органолептические и микробиологические показатели комбинированной молочной сыворотки

Наименование показателя	Варианты комбинированной сыворотки		НД на методы исследования
	1            2	3           4
Органолептические показатели
Внешний вид и консистенция	Однородная полупрозрачная жидкость с наличием белкового осадка		Определение органолептических показателей проводят визуально и органолептически при температуре сыворотки (22 ±2) 0C согласно ГОСТ 34352-2017 «Сыворотка молочная -сырье. Технические условия»
Цвет	Бледно-зеленый
Вкус и запах	Характерный для молочной сыворотки, кисловатый
Микробиологические показатели
Наименование показателя	Норма по НТД	Фактические показатели	НД на методы исследования
КМАФАиМ, КОЕ/г (см3)	не более 1*105	3,9*104- 6,5*104	ГОСТ 34352-2017 «Сыворотка молочная - сырье. Технические условия»
БГКП в 0,1 г (см3)	не допускается	не обнаружены
Патогенные, в том числе сальмонеллы в 25 г (см3)	не допускается	не обнаружены
S.aureus в 1,0 г/ см3	не допускается	не обнаружены
Дрожжи, КОЕ/г (см3)	не допускается	не обнаружены
Плесени, КОЕ/г (см3)	не допускается	не обнаружены

Установлено, что органолептические и микробиологические показатели образцов комбинированной молочной сыворотки соответ- ствуют требованиям ГОСТ 34352-2017 «Сыворотка молочная - сырье. Технические условия».

Таблица 2 - Физико-химические показатели комбинированной молочной сыворотки

Наименование показателя	Варианты комбини		рованной сыворотки		НД на методы исследования
	1	2	3	4
Массовая доля жира, %	0,4	0,2	0,2	0,3	ГОСТ 5867-90 «Молоко и молочные продукты. Методы определения жира»
Массовая доля сухих веществ, %	5,1	5,7	5,4	5,9	ГОСТ 33957- 2016 «Сыворотка молочная и напитки на ее основе. Правила приемки, отбор проб и методы контроля»
Плотность, кг/м3	1025	1024	1026	1028
Титруемая кислотность, 0Т	88	90	87	91
Активная кислотность, рН	3,96	3,85	3,98	3,98
Температура, 0С	6±2	6±2	6±2	6±2

Установлено, что по физико-химическим показателям использование сыворотки для консервирования овчин не нуждается в отличительных органолептических показателях и строгом составе микрофлоры молочных продуктов, так как она расходуется для технических целей и основным показателем пригодности является величина титруемой кислотности.

Установлено, что основными показателями пригодности молочной сыворотки, для обработки овчин является концентрация молочной кислоты - не менее 30 г/дм3, что соответствует рН 3,1 и величина титруемой кислотности не менее 250 0Т. Учитывая, что молочная сыворотка содержит большое количество воды (93,7%), для проведения исследований выбрана 100% концентрация молочной сыворотки. Дальнейший расчет консервирующей смеси производится в расчете на 1 литр, г/дм3.

Учитывая данный факт, контроль комбинированной сыворотки проводят по величине титруемой кислотности не менее 2500Т. Показано, что комбинированная сыворотка сохраняет кислотность в течение 15 суток при температуре 10±1 0С; с увеличением температуры хранения кислотность увеличивается.

В качестве нейтральной соли используют хлорид натрия. Исследованы физикохимические и органолептические показатели овчин, обработанных NaCl.

Установлено, что наиболее оптимальная концентрация хлорида натрия равна от 8,5 до 12,8% (115-150 г/л), при которой раствор NaCl обладает наиболее высокими бактериостатическими свойствами и в значительной степени снижает рост бактерий при кратковременной обработке.

Для усиления эффекта консервирования подобраны антисептики, обладающие бактерицидными и бактериостатическими свойствами: первомур - смесь перекиси водорода и муравьиной кислоты; алдазан - смесь формальдегида с глутаровым альдегидом; формалин (раствор формальдегида); фосфопаг-Д (полигексамети-ленгуанидин фосфат); хлорамин Б (натриевая соль хлорамида бензол сульфокислоты).

Изучены физико-химические свойства антисептиков, подходящие для обработки шкур. Определены требования, предъявляемые к антисептикам: хорошая растворимость и/или способность смешиваться с водой с образованием стойких смесей; низкая токсичность; широкий спектр антимикробной активности, ее проявление в максимально короткое время; стабильность в процессе хранения.

Установлено, что по физико-химическим свойствам представленные виды универсальных антисептиков обладают бактерицидными и бактериостатическими свойствами, способны подавлять патогенную микрофлору, имеют длительную сохранность их антимикробного действия и сохраняют стабильность при хранении.

Дальнейший выбор антисептика проводят экспериментальным путем с пятью вариантами антисептиков, с изучением их антисептических свойств, определяемых по методике определения общей микробной обсе-мененности.

Экспериментальные исследования по подбору антисептика и его концентрации проведены в лабораторных условиях СФ ТОО «КазНИИППП».

Таблица 3 - Физико-химические, органолептические, микробиологические показатели овчин, обработанных NaCl

Наименование показателя	Варианты обработки овчин				НД на методы исследования
	1	2	3	4
1	2	3	4	5	6
Физико-химические показатели
Концентрация NaCl, г/л	70 (20% от насыщенного р-ра)	100 (30% от насыщенного р-ра)	125 (40% от насыщенного р-ра)	150 (50% от насыщенного р-ра)	ГОСТ 13105-77 Сырье кожевенное. Методы определения компонентов консервирования
Влага, %	17,8	16,2	15,5	15,1	ГОСТ 13104-77 Сырье кожевенное. Методы определения усола и массы нетто
NaCl, %	6,7	10,6	11,7	12,8	ГОСТ 13105-77 Сырье кожевенное. Методы определения компонентов консервирования
рН	5,4	5,1	4,9	4,7	ГОСТ 32165-2013 Шкурки меховые и овчины выделанные. Метод определения рН водной вытяжки
Органолептические показатели
Внешний вид	Волосяной покров шкуры слегка влажный. Шкура мягкая, не упругая	Волосяной покров шкуры сухой. На стыке шкуры и волоса присутствует небольшая влажность. Шкура упругая, эластичная	Волосяной покров шкуры сухой. Шкура упругая, эластичная	Волосяной покров шкуры сухой. Есть места с небольшим налетом соли. Шкура упругая, эластичная	ГОСТ 28509-90 Сырье кожевенное. Овчины невыделанные. Технические условия
Цвет мездры	Мездра серого оттенка	Мездра светло-молочного цвета	Мездра светло-молочного цвета	Мездра с молочно-желтым оттенком
Микробиологические исследования
Общее микробное число КМА-ФАнМ, КОЕ/г	5х10³	6х10²	2х10²	2х10²	ГОСТ 25311-82 Мука кормовая животного происхождения. Методы бактериологического анализа ГОСТ 26670-91 Продукты пищевые. Методы культивирования микроорганизмов ГОСТ 10444.15-94 Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов
Плесень	1	-	-	-
Галофилы	-	-	-	-

Изучена возможность использования антисептиков (первомур, алдазан, формалин, фосфопаг, хлорамин) в составе посолочной смеси для консервирования овчинно-шубного сырья и выявлен характер воздействия их на качество шкур в процессе краткосрочного хранения.

Для исследования используют опытные образцы парных шубных овчин (повторность трехкратная). В качестве контрольного образца использовали необработанную антисептиком овчину.

Технологическая схема обработки опытных образцов овчин антисептиками: подготовка рабочих растворов антисептиков с расчетом необходимых концентраций для обработки овчин; обработка овчин антисептиками, концентрации растворов (w) от 0,5 до 2,5%, t = +200С, τ = 6 ч; обтекание, τ = 2 ч; сушка, на воздухе, τ = 48-50 ч.

После подготовки рабочих растворов антисептиков, опытные образцы овчин, прошедшие обрядку и мездрение замачивают в течение 6 часов в растворах пяти разных антисептиков (первомур, алдазан, формалин, фосфопаг-Д, хлорамин Б) с концентрацией от 0,5 до 2,5% при температуре +20 0С. Затем шкуры раскладывают на козлах для стекания в течение 2 часов и сушат на воздухе в течение 48-50 часов.

С целью определения эффективности действия антисептиков на опытные образцы овчин нами была изучена активность микроорганизмов после воздействия антисептиков, позволяющая проследить за изменениями показателей питательной среды в зависимости от количества введенных антисептиков. Установлено, что при одинаковых условиях обработки овчин разными концентрациями (от 0,5 до 2,5%) антисептиков, наибольшей микробной активностью обладают первомур, алдазан и формалин. У алдазана рост бактерий не наблюдается при концентрации 2%, у формалина - при концентрации 2,5%. При использовании остальных антисептиков рост микробов продолжается, но наименьший отмечается у первомура - 10 колоний при концентрации раствора 2,5%. Анализ физико-химических свойств первомура, алдазана и формалина свидетельствует об высоких бактерицидных и бактериостатических свойствах, что дает возможность использовать их при кратковременном консервировании овчин.

Разработан новый посолочный состав консервирования овчин, включающий, кг/л: молочная сыворотка - 95-98 л с концентрацией молочной кислоты от 15 до 30 г/дм3; антисептик (первомур, алдазан, формалин) в количестве от 2 до 5 л с концентрацией 2%; хлорид натрия в количестве от 7 до 15 кг с концентрацией от 5,2 до 12,8% (на 100 л консервирующего раствора).

Выявлен оптимальный вариант соотношения компонентов консервирующей сме- си. Установлено, что антисептиком с избирательным действием является алдазан с концентрацией раствора 2% в присутствии хлорида натрия не ниже 125 г/л, температуре раствора +20 0С и уровне кислотности не более 6,0 pH, обеспечивающий снижение числа гнилостных бактерий в 4 раза.

Информация о финансировании

Материалы подготовлены в рамках выполнения проекта «Разработка новой технологии обработки овчин с применением молочной сыворотки с целью повышения их качества» в рамках BR10764970-OT-22 «Программно-целевое финансирование научных исследований и мероприятий Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан на 2021-2023 годы.

Заключение, выводы

• 1.    Подобраны консерванты и антисептики, их дозировка и способы нанесения на овчины.

• 2.    Разработан новый посолочный состав консервирования овчин, включающий, кг/л: молочная сыворотка - 95-98 л с концентрацией молочной кислоты от 15 до 30 г/дм³; антисептик (первомур, алдазан, формалин) в количестве от 2 до 5 л с концентрацией 2%; хлорид натрия в количестве от 7 до 15 кг с концентрацией от 5,2 до 12,8% г/л (на 100 л консервирующего раствора).

• 3.    Выявлен оптимальный вариант соотношения компонентов консервирующей смеси. Установлено, что антисептиком с избирательным действием является алдазан с концентрацией раствора 2% в присутствии хлорида натрия не ниже 125 г/л, температуре раствора +20 ⁰С и уровне кислотности не более 6,0 pH, обеспечивающий снижение числа гнилостных бактерий в 4 раза.

Предлагаемый сывороточно-солевой способ консервирования овчинного сырья обеспечивает рациональное использование вторичных молочных ресурсов, повышение качества шкур при одновременном снижении трудоемкости обработки, а также повышение экологичности технологии консервирования.