способ предварительной обработки крови убойных животных

Формула изобретения

1. Способ предварительной обработки крови убойных животных, предусматривающий смешивание изъятой крови с антикоагулянтом и ее консервирование, отличающийся тем, что в качестве антикоагулянта и консерванта используют молочную сыворотку, полученную путем фракционирования сквашенного при 37÷43°С чистыми культурами L.acidophilus обезжиренного молока до достижения в нем титруемой кислотности 260-270°Т.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание крови с молочной сывороткой осуществляют в соотношении 1,5:1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мясоперерабатывающей отрасли, может быть использовано в пищевой промышленности, биотехнологии и кормопроизводстве.

Как известно, кровь после изъятия из кровеносных сосудов через несколько минут свертывается. При этом в результате многоступенчатого ферментативного процесса формируется фибриновый сгусток. В таком состоянии кровь нельзя использовать для дальнейшей переработки, в частности производства черного альбумина или плазмы крови в силу конструктивных особенностей имеющегося оборудования, предназначенного для гелеобразной или жидкой консистенции сырья. Более того, изъятая кровь быстро подвергается микробной порче. Биохимические превращения компонентов крови под воздействием микробов протекают значительно быстрее собственно автолитических. Поэтому во избежание порчи ее необходимо очень быстро перерабатывать. В настоящее время существует поэтапная схема обработки крови, предусматривающая антикоагуляционные, а затем консервирующие процессы.

Известны способы предварительной обработки крови физиологическими и нефизиологическими антикоагулянтами различной химической природы. В медицинской практике донорскую кровь смешивают с кислыми гемоконсервантами - смесью цитратов, глюкозы, аденина и фосфатов. Лимонная кислота используется в качестве антикоагулянта. Она связывает ионы кальция и тем самым исключает их из процесса свертывания крови. Кислые растворы для консервирования крови должны иметь рН в пределах 5,5÷5,9. Основной вклад в целях достижения нужного рН консерванта и обеспечения длительности консервации, наряду со стерильными условиями взятия и хранения, вносит также лимонная кислота. Более того, поддержание жизнедеятельности эритроцитов коррелируют с содержанием внутри клеток АТФ, потребление которой сокращается в 40 раз при уменьшении температуры хранения до +4°С. (Жибурт Е.Б. Трансфузиология. - Санкт-Петербург, 2002).

Однако к 35 суткам хранения цельной крови при +4°С лейкоциты и тромбоциты формируют агрегаты, снижается устойчивость клеток к комплементопосредованному лизису и появляется ряд других негативных состояний. Для пищевой отрасли такие тонкости мало значимы, более жестким аргументом является дороговизна веществ, используемых при изготовлении глюкозоцитратных гемоконсервантов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является обработка крови нефизиологическими антикоагулянтами - натриевыми и калиевыми солями ортофосфорной пирофосфорной и триполифосфорной кислот с последующим ее хранением при температуре не выше +4°С в течение 12 часов. В случае невозможности переработки в указанные сроки кровь консервируют поваренной солью или замораживанием (Файвишевский М.Л. Переработка крови убойных животных. - М., 1988, с.33-36, с.59-65).

Немецким заводом Буденхайм накоплен большой опыт использования фосфатов для стабилизации крови убойных животных. Их смесь - ди-, три- и полифосфатов - "Абастол 780" нашла применение на российском рынке (Лукачевский Б.П.и д.р. Немецкие пищевые фосфаты на российском рынке // Мясная индустрия. - М., 1999. №8, с.23-24).

Пищевые фосфаты активно исключают ионы кальция из системы свертывания крови, однако при этом образуются нерастворимые комплексы, оказывающие негативное влияние на процессы всасывания необходимых организму веществ. В связи с чем во избежание последствий их избыточного введения контролируется остаточное содержание фосфора, которое, согласно медико-биологическим требованиям, должно находиться в пределах 0,4% (в пересчете на Р₂O₅).

Отечественные фосфаты уступают импортным по растворимости в воде. Для получения прозрачного стабилизатора отечественные фосфаты растворяют в горячей дистиллированной воде (75÷80°С) или отстаивают. Импортные фосфаты можно использовать и в сухом виде, однако технологические рекомендации по их применению должны проверяться и увязываться с каждым конкретным случаем. В настоящее время российские мясоперерабатывающие предприятия нуждаются в более дешевых, чем импортные, фосфатах оптимального действия, не уступающих по качественным показателям лучшим зарубежным аналогам (Антипова Л.В. и др. Прикладная биотехнология. - Санкт-Петербург., 2003, с.181-185).

При последующем консервировании крови поваренной солью увеличивается зольность готового продукта, поэтому ее нельзя направлять на выработку пищевого альбумина и кормопроизводство. Важно отметить, что консервирование крови поваренной солью позволяет увеличить сроки хранения при температуре +4°С до 2-х суток. При соблюдении санитарных режимов в процессе сбора крови и применения стерильных сосудов для ее приема и хранения можно сохранить свежесть крови в течение 3-х суток при температуре +4°С и в течение 10 суток при температуре 0°С. Это связано с ее бактериостатическими свойствами. В данном контексте добавление поваренной соли не дает качественных преимуществ.

Наиболее распространенным способом консервирования крови убойных животных является замораживание в камерах при температуре от -18 до -35°С, скороморозильных агрегатах или аппаратах, применяемых для получения чешуйчатого льда.

Однако в процессе хранения и особенно размораживания изменяются качественные показатели крови, могут развиться микробиологические процессы.

Технической задачей изобретения является достижение антикоагуляционного и одновременно консервирующего эффектов в процессе предварительной обработки крови убойных животных, исключение антикоагулянтов химической природы.

Технический результат изобретения заключается в удлинении сроков хранения обработанной крови при +4°С, повышении антимикробной активности крови.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе предварительной обработки крови убойных животных, предусматривающем смешивание изъятой крови с антикоагулянтом и ее консервирование, согласно изобретению в качестве антикоагулянта и консерванта используют сыворотку, полученную в процессе культивирования молочнокислых бактерий Lactobacillus acidophilus на обезжиренном молоке при температуре 37÷43°С до достижения титруемой кислотности 260÷270°Т и последующего фракционирования. Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что смешивание крови с молочной сывороткой осуществляют в соотношении 1,5:1.

Предлагаемый способ по сравнению с известными способами имеет следующие отличительные признаки: новые условия проведения антикоагуляционных и консервирующих процессов крови и их совмещение, а именно использование в качестве антикоагулянта и консерванта молочной сыворотки, полученной путем фракционирования сквашенного при температуре 37÷43°С чистыми культурами Lactobacillus acidophilus обезжиренного молока до достижения в нем титруемой кислотности 260÷270°Т.

Для проявления антикоагуляционного эффекта кровь убойных животных смешивают с сывороткой в соотношении 1,5:1. Данный признак определяет внесение с сывороткой определенной концентрации молочной кислоты и возможно дополнительных факторов, влияющих на формирование фибринового сгустка. В таблице 1 приведены данные о влиянии на процесс коагуляции молочной кислоты, содержащейся в сыворотке и модельном растворе молочной кислоты, скомпонованных с кровью в различных соотношениях.

Таблица 1 Влияние концентрации молочной кислоты на процесс свертывания крови
№ п/п	Соотношение композиции	Содержание молочной кислоты в композициях, мг %	Наличие коагуляции в композициях
			Сыворотка:кровь	Раствор молочной кислоты: кровь
1	2,3:1	1410	-	-
2	1,5:1	1250	-	-
3	1:1	1050	-	-
4	1:1,5	849	-	+
5	1:2,0	700	+	+
6	1:2,3	630	+	+
"+" - имеет место коагуляция крови
"-"- отсутствует

Содержание молочной кислоты определяли отгонкой и связыванием бисульфитом ее окисленных продуктов. Учитывая способность молочной кислоты связывать ионы кальция и тем самым исключать их из процесса свертывания, можно отвести ей в этом процессе ведущую роль (в концентрации 849-1410 мг %) как целевому продукту гомоферментативного брожения, осуществляемого L.acidophilus. Данные таблицы 1 показывают, что сыворотка проявляет антикоагуляционный эффект при меньших значениях концентрации молочной кислоты, чем ее модельный раствор. Возможно, в состав сыворотки входят еще какие-то факторы, в частности бактериальные ферменты, ускоряющие активизацию плазминогена или ингибирующие факторы свертывания крови. Таким образом, самым оптимальным соотношением крови и сыворотки является соотношение 1,5:1. При увеличении количества крови (2,0:1) наблюдается коагуляция крови, а уменьшение ее (1:1) нежелательно, т.к. цель способа состоит в обработке максимального количества крови.

Условия культивирования молочнокислых бактерий L.acidophilus определяют их повышенную метаболическую активность на обезжиренном молоке при 37-43°С: продуктивность по молочной кислоте составляет в среднем 0,526 кг/м³·ч, 95% лактозы превращается в молочную кислоту, при рН 3,58 сохраняется 6·10⁸ клеток/мл, максимальное образование антимикробных веществ, кроме молочной кислоты, наблюдается по достижении титруемой кислотности 260÷270°Т.

В таблице 2 показана антимикробная активность сыворотки, крови и их композиции в соотношении 1:1,5, хранившихся при +4÷+6°С в течение соответственно 2 и 24 суток.

Таблица 2 Антимикробная активность
№ п/п	Тест-культуры	Зоны подавления, см
		сыворотка (2 сут. хран.)	кровь (2 сут. хран.)	с/к, 1:1,5 (24 сут. хран.)
1	E.coli M-17	2,3	1,7	3,4
2	B.subtilis ATCC 6633	2,1	1,6	3,0
3	B.megaterium	2,3	1,7	2,0
4	B.pumilus ATCC 14844	1,9	1,8	2,3
5	B.mycoides R-537	2,1	1,8	2,0

Антимикробную активность сыворотки, крови и их композиции оценивали по отношению к микроорганизмам представителям грамположительных и грамотрицательных таксонов методом диффузии в агар с измерением зоны подавления тест-культуры.

Пробиотический эффект L.acidophilus определяется продуктами метаболизма - молочной кислотой, перекисью водорода, бактериоцинами и суммой специфических активностей, в том числе антимикробным действием. Данные таблицы 2 свидетельствуют о наличии антагонистической активности против Е.coli и представителей споровых культур рода Bacillus, которые активно контаминируют кровь. Бактериостатические свойства крови сохраняются в течение нескольких суток при +4°С. Понижение кислотности крови приводит к активации ферментов лизосом, пероксисом, пероксидазосом лейкоцитов и выходу их из ограничивающих структур. В системе кровь:сыворотка определены высокая каталазная и пероксидазная активности. Известно, что каталаза и пероксидаза, имеющие оптимум рН действия в кислой области, совместно с перекисью водорода могут использовать галоиды в качестве кофакторов с образованием токсичных продуктов для бактерий и грибов. Кроме того, при разрушении нейтрофильных лейкоцитов высвобождается оксидазный комплекс, генерирующий активные формы кислорода, также токсичные для микроорганизмов. Благодаря тому что клетки L.acidophilus имеют механизмы защиты от воздействия ряда подобных продуктов - псевдокаталазу, супероксиддисмутазу, толерантность кислороду, устойчивость к молочной кислоте, спирту, перекиси водорода, они получают преимущество перед другими видами микроорганизмов. Возможно, этим объясняется сохранение антагонистической активности сыворотка:кровь в течение 24 суток. Таким образом, как видно из таблицы 2, смешивание крови с молочной сывороткой, содержащей клетки L.acidophilus, обеспечивает синергетический эффект в отношении антагонистической активности против Е.coli и некоторых представителей споровых культур рода Bacillus.

В ходе экспериментальных исследований было выявлено, что клетки L.acidophilus, содержащиеся в сыворотке, сохраняют свою жизнеспособность на не свойственной для них среде - крови - и при не оптимальной для их роста температуре +4÷+6°С в течение 25-30 суток. Данный признак определяет, что консервирующий эффект обусловлен не только исходной концентрацией молочной кислоты и других веществ в сыворотке, но и сохранением бродильной активности клетками L.acidophilus в процессе ее хранения с кровью. При этом наряду с молочной кислотой синтезируется спирт в не характерных для L.acidophilus количествах - до 40 мг %. На фиг.1 и 2 показана динамика накопления соответственно молочной кислоты и спирта в процессе хранения композиции сыворотка:кровь 1:1,5 при +4÷+6°С.

L.acidophilus в отличие от многих молочнокислых бактерий приживаются с большей стабильностью, что приводит к их долговременной эффективности, о чем свидетельствуют бактериологические исследования, представленные на фиг.3, 4, 5.

С целью учета количества ацидофильных бактерий определяли количество колониеобразующих единиц (КОЕ) на гидролизованном молоке (ГМ) и отслеживали морфологию клеток с помощью бактериальных и гистохимических препаратов. При оценке санитарно-эпидемилогического состояния использовали результаты подсчета колоний, выросших на мясопептонном агаре (МПА). В течение 30 суток хранения композиции рН среды находится в пределах 4,5÷4,6, остаточный азот увеличивается незначительно. Санитарно-показательная микрофлора, такая как E.coli, Proteus vulgaris, Salmonella, Cl. perfringens, не обнаружена. Как видно из фиг.3, в сыворотке, хранившейся при +4÷+6°С более 5 суток, клетки L.acidophilus практически отсутствуют (50-10 клеток/мл), тогда как в композиции сыворотка:кровь, хранившейся при тех же условиях, их количество максимально (7,8·10 ⁵ клеток/мл), а после 15 суток хранения их количество составляло 3,0÷1,9·10² клеток/мл. Санитарно-эпидемиологическое состояние композиции сыворотка: кровь стабилизируется на вторые сутки хранения (фиг.4), тогда как в цельной крови после двух суток хранения идет интенсивное развитие посторонней микрофлоры (фиг.5).

Фракционирование сквашенного ацидофильной палочкой обезжиренного молока в предлагаемом способе осуществляется для отделения казеина. Данный признак способствует концентрированию в сыворотке фракций, ответственных за антагонистическую активность, и тем самым консервирующему эффекту. При этом кровь сохраняет жидкую консистенцию, что способствует получению питательных веществ в растворенном виде для ацидофильной палочки. Консервированная по предлагаемому способу кровь может быть использована для дальнейшей переработки по существующим технологиям.

Таким образом, именно заявляемая совокупность известного и отличительного признаков предлагаемого способа обеспечивает достижение указанного в изобретении технического результата.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию изобретения "новизна". При изучении других известных технических решений признаки, отличающие изобретение от прототипа, не были выявлены. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ предварительной обработки крови убойных животных осуществляется следующим образом: изъятую полым ножом кровь убойных животных смешивают с молочной сывороткой в соотношении 1,5:1. Сыворотку получают путем фракционирования сквашенного при 37÷43°С чистыми культурами L.acidophilus обезжиренного молока до достижения в нем титруемой кислотности 260÷270°Т. Полученную композицию кровь:сыворотка хранят при температуре +12÷+14°С в течение 7 суток, при температуре +4÷+6°С в течение 30 суток.

Способ характеризуется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1.

Полым ножом собирают 12 литров крови от оглушенного электрическим током крупного рогатого скота в кислотоустойчивые бидоны с плотными крышками. Бидоны предварительно обрабатывают острым паром, охлаждают и наполняют 8 литрами свежеприготовленной молочной сывороткой. Молочную сыворотку получают в результате периодического культивирования молочнокислых бактерий L.acidophilus на пастеризованном обезжиренном молоке при 37°С в течение 1,5 суток до достижения титруемой кислотности 260°Т и последующего центрифугирования в течение 15 минут при частоте вращения 50 сек.^-1. Культура L.acidophilus поддерживается в стерильном обезжиренном молоке. Инокулят вносится в количестве 5 об.%. После перемешивания плотно закрытые емкости направляют на хранение при температуре +12÷+14°С. Консервированная и жидкая кровь используется по мере надобности в течение 7 суток.

Пример 2.

Изъятую полым ножом кровь крупного рогатого скота в количестве 15 литров смешивают в емкости с 10 литрами свежеприготовленной молочной сыворотки. Сыворотка нарабатывается из пастеризованного обезжиренного молока, сквашенного при 42°С чистыми культурами ацидофильной палочки до достижения титруемой кислотности 270°Т (содержания в нем 22 г/л молочной кислоты), последующего отделения денатурированного казеина фильтрованием через лавсановую ткань. Емкости для смешивания и хранения крови предварительно стерилизуют, охлаждают и вносят заданное количество молочной сыворотки. Плотно закрытые емкости с предварительно обработанной таким способом кровью направляют на хранение при температуре +4÷+6°С. Консервированную жидкую кровь используют по мере надобности в течение 30 суток.

Преимущества предлагаемого способа предварительной обработки крови убойных животных по сравнению с прототипом представлены в таблице 3.

Таблица 3 Преимущества изобретения по сравнению с прототипом
№ п/п	Показатели	По прототипу	По изобретению
1	2	3	4
1	Природа антикоагулянта	химическая	биологическая
2	Сроки хранения: при +4÷+6°С при +12÷+15°С	2 суток не хранится	30 суток 7 суток
3	Защита от микроорганизмов	NaCl (осмотические свойства)	молочная кислота, перекись водорода, спирт, бактериоцины (комплекс антагонистических свойств)
4	Количество этапов предварительной обработки крови	2 этапа	1 этап
5	Сырьевая база	отсутствие отечественных фосфатов оптимального действия	вторичное сырье молокоперерабатывающих заводов России
6	Экология организма	негативное влияние фосфатов на процессы всасывания питательных веществ	пробиотический эффект

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет удлинить сроки хранения готового продукта, исключить антикоагулянты химической природы, совместить процессы антикоагуляции и консервирования, повысить антимикробную активность обработанной крови.