Разработка нового посолочного состава для консервирования овчинно-шубного сырья
Автор: Сыдыкова Г. Е., Смагулова З. Т., Моисеева Е. Н., Жайлаубаев Ж. Д.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Технология текстиля и одежды, дизайн
Статья в выпуске: 1 (139), 2023 года.
Бесплатный доступ
Шкуры являются сырьем для выделки кож и овчин в условиях специализированных производств. Целью настоящей статьи является разработка нового посолочного состава консервирования овчин с применением молочной сыворотки. Основными направлениями исследования являются экспериментальные исследования по подбору консервантов и антисептиков, их дозировка и способы нанесения на овчины; разработка нового посолочного состава консервирования овчин; выявление оптимального варианта соотношения компонентов консервирующей смеси. В статье представлены результаты подбора консервантов и антисептиков для обработки овчин. Исследованы органолептические, физико-химические и микробиологические свойства молочной сыворотки и антисептиков в качестве компонентов посолочной смеси. Выявлен оптимальный вариант соотношения компонентов консервирующей смеси. Установлено, что использование сыворотки и антисептика алдазана позволяет усилить эффект консервирования, уменьшить расход хлорида натрия, снизить рост бактерий при кратковременной обработке. В исследованиях применялись общепринятые органолептические, химические и микробиологические методы. Результаты исследований будут использованы при консервировании овчин при первичной обработке шкур животных. 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.
Овчины, консервант, антисептик, посолочный состав, консервирование
Короткий адрес: https://sciup.org/140297819
IDR: 140297819 | DOI: 10.48184/2304-568X-2023-1-174-181
Текст научной статьи 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.
Список литературы Разработка нового посолочного состава для консервирования овчинно-шубного сырья
- Технология мяса и мясопродуктов/Л.Т. Алехина, А.С. Большаков, В.Г. Боресков и др. Под ред. И.А. Рогова.-М.: Агропромиздат, 1988-576 с.
- Patent AU 2014272742 Reduced salt preservation process for skins and hides, 2014.05.15 – 8 р.
- Патент №6241994 США. Solid TCMTB formulations/J.C. Lcc.L. Fernando Del Corral, R.A. Clark, P.A. Bonilla - US 6241994 B1, заявл. 27.02.1998, опубл. 05.06.2001 - 15с.
- Мадиев, У.К. Новые технологии и материалы в кожевенной промышленности//Известия Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова. - 2015. - №3 (36). - С.310-313.
- Rajagopal, R. Bio-based chemicals: In need of innovalive strategies/R. Rajagopal// Chemical Weekly.-2012.-№ 2.-Р.195-200.
- Saravanan, P. Cleaner technologies and pollution reduction in lcather manufacturing/ P. Saravanan, J. Raghava Rao// The Journal of Indian Lcather Technologists, Association.-2010.-№ 8.-Р.668-671.
- Шалбуев В.Д., Фалилеева О.Ю. Использование вторичных продуктов молочной промышленности в процессе переработки овчинно- шубного сырья //Известия вузов. Северо- Кавказский регион. Технические науки. 2007., №5. - С.89-91
- Шалбуев В.Д. Экобиотехнологический способ пикелевания овчинно-шубного сырья//Кожевенно-обувная промышленность. 2009. №1. С.36-39
- Hore, A. Membrane technology in recovery of protein from whey stream A safe and economic route to whey disposal/ A.Hore, P. Parkar. M. Sarkar. C. Bhatlacharjee и др.//Indian Journal of Environmental Protection. - 2007. - №10. - C.883-889
- Mukherjee, G. Discussion on waste from animal producl processing industries/G. Mukherjee//Journal of Indian Lcather Technologists, Association.-2013.-№ 5. - Р. 510-570
- Фосфопаг - новое экологически безопасное и экономичное срелство для обработки пушно-мехового сырья - http://polyguanidines.ru/ Официальный сайт Института эколого-технологических проблем (РОО ИЭТП) [Электронный ресурс].
- Волкова С.В., Клементенок Е.В. Достоинства и недостатки современных кожных антисептиков//С.В. Волкова, Е.В. Клементенок// Поликлиника, №3, 2011.- С. 148-149.
- Ekebayramoglu, E. Research on the effects of TCMTB and N-OITZ based tungicides used in leather industry [Электронный ресурс]/E. Ekebayramoglu// Режим доступа: http.//www.cueronet.com
- Bhat, B.A. Cleaner processing or technology vis-à-vis conventional technologies [Текст]/ B.A. Bhat// The Journal of Indian Leather Technologisis Assocjation.-2011.-№ 10. - Р.729-747
- Liu,Y. Growth ingibition under the influenee of the salicylie asid and ascorbie [Текст]/ Y. Liu, Y.J. Xie, M.H. Zhang// Journal of the Society of Leather Technologisis and Chemisls.2005.-№ 4. - Р. 157