Plan

1. Denaturacija i koagulacija proteina: fizička i hemijska suština.

2. Uništavanje proteina: fizička i hemijska suština.

3. Uticaj promjena u proteinima na njihovu nutritivnu vrijednost.

4. Problem nedostatka proteina i načini njegovog rješavanja.

1. Denaturacija i koagulacija proteina: fizička i hemijska suština

Denaturacija– narušavanje prostorne strukture proteinskog molekula pod uticajem vanjski faktori, najčešće zagrijavanjem, što dovodi do promjene prirodnih svojstava proteina. Sa fizičke tačke gledišta, denaturacija se smatra poremećajem konformacije polipeptidnog lanca bez promjene primarna struktura. Denaturacija može biti termička (kao rezultat zagrijavanja), površinska (tresanjem, mućenjem), kisela ili alkalna (kao rezultat izlaganja kiselinama i alkalijama). Termička denaturacija prati promjene u prehrambenim proizvodima u gotovo svim procesima kulinarske obrade proizvoda koji sadrže proteine.

Mehanizam termičke denaturacije: at sobnoj temperaturi određeni prostorni raspored proteinske globule održava se zahvaljujući poprečnim vezama između sekcija polipeptidnog lanca: vodonik, disulfid (-S-S-). Ove veze nisu jake, ali imaju dovoljno energije da održe polipeptidni lanac u presavijenom stanju. Kada se proteini zagreju, povećava se termičko kretanje atoma i polipeptidnih lanaca proteinskih molekula, usled čega se poprečne veze uništavaju i hidrofobne interakcije između bočnih lanaca su oslabljene. Kao rezultat toga, polipeptidni lanac se odvija; voda igra važnu ulogu u tome: prodire u dijelove proteinske molekule i potiče odvijanje lanca. Potpuno dehidrirani proteini, izolovani u kristalnom obliku, veoma su stabilni i ne denaturiraju čak ni kada se zagrevaju duže vreme na temperaturama od 100ºC i više. Razvijanje proteinske globule je praćeno stvaranjem novih poprečnih veza, pri čemu disulfidne veze postaju posebno aktivne.

Denaturacija globularnih proteina događa se odvijanjem proteinske globule i njenim naknadnim savijanjem u novi tip. Jake kovalentne veze se ne uništavaju tokom takvog preuređivanja.

Denaturacija fibrilarnih proteina(na primjer, kolagen u vezivnom tkivu mesa): veze koje drže prostornu strukturu u obliku spirale se kidaju i proteinska nit se skuplja; dugotrajnom toplinskom obradom kolagena vlakna se pretvaraju u staklastu masu.

Denaturacija je praćena promjenom najvažnijih svojstava proteina: gubitak biološke aktivnosti (inaktivacija enzima), specifičnost vrste (promjena boje, na primjer, meso), sposobnost hidratacije (kada se konformacija promijeni, pojavljuju se hidrofobne grupe na površini proteinske globule, a hidrofilne su blokirane kao rezultat stvaranja intramolekularnih veza), poboljšavajući napadljivost proteolitičkim enzimima, povećavajući reaktivnost proteini, agregacija proteinskih molekula. A



Agregacija– interakcija denaturiranih proteinskih molekula sa stvaranjem većih čestica. Izvana, to se izražava na različite načine: u niskokoncentriranim proteinskim otopinama - stvaranje pjene (ljuskica na površini juhe), u koncentriranijim proteinskim otopinama - formiranje kontinuiranog gela uz njihovo istovremeno zbijanje i odvajanje tekućine into okruženje(dehidracija). Tako se denaturiraju proteini u mesu, ribi i jajima. Količina dehidracije ovisi o kiselosti podloge - pri zakiseljavanju se gubi manje vlage, pa su pri mariniranju peradi i ribe proizvodi sočniji.

U nedenaturiranom stanju, proteini su sol (otopina); kao rezultat denaturacije, otopina se pretvara u žele (gel). Ako je protein u visoko koncentriranom stanju, tada se tokom procesa kuhanja formira kontinuirani žele, koji pokriva cijeli volumen sistema (na primjer, bjelanjak).

Koagulacija– prelazak sola u gel, odnosno iz jednog koloidnog stanja u drugo. Nemoguće je staviti znak jednakosti između procesa denaturacije i koagulacije, iako u većini procesa koagulacija prati denaturaciju, ali ponekad ne. Na primjer, kada se mlijeko prokuha, laktoalbumin i laktoglobulin denaturiraju i koaguliraju, dok kazein ne mijenja koloidno stanje.

Svaki protein ima određenu temperaturu denaturacije.Na primjer, za proteine ​​ribe, najniži temperaturni nivo denaturacije na kojem počinju vidljive promjene denaturacije je oko 30ºC, za bjelančevine jajeta – 55ºC.

Promjena pH podloge utječe na temperaturu denaturacije: pri pH vrijednostima blizu ITB, denaturacija se događa na nižoj temperaturi i praćena je maksimalnom dehidracijom proteina. Stvaranje kiselog okruženja tokom termičke obrade pomaže u smanjenju dehidracije i proizvod je sočniji.

Temperatura denaturacije se povećava u prisustvu drugih termostabilnijih proteina i nekih neproteinskih supstanci, na primjer, saharoze.

2. Uništavanje proteina: fizička i hemijska suština

U proizvodnji kulinarskih proizvoda promjene u proteinima nisu ograničene samo na denaturaciju: da bi se proizvodi doveli u stanje kulinarske spremnosti, zagrijavanje se provodi na temperaturi od 100ºC i više, dok dolazi do daljnjih promjena u proteinima, praćenih uništavanjem proteinska makromolekula.

Uništenje– daljnje post-denaturacijske promjene u proteinima, koje se javljaju na temperaturama od 100ºC i više i koje su u prvoj fazi praćene destrukcijom proteinskih makromolekula uz odvajanje hlapljivih spojeva (amonijak, sumporovodik, vodonik-fosfor, itd.) uključenih u stvaranje arome gotovog proizvoda. Tokom dugotrajne termičke obrade dolazi do depolimerizacije (razaranja proteinskog lanca) sa stvaranjem azotnih supstanci rastvorljivih u vodi.

Upečatljiv primjer uništavanja denaturiranog proteina je prijelaz kolagena u glutin tokom kuhanja juha i želea. U proizvodnji određenih vrsta tijesta dolazi do uništavanja proteina. U ovom slučaju dolazi do razaranja intramolekularnih veza u proteinima uz sudjelovanje proteolitičkih enzima sadržanih u brašnu i koje proizvode stanice kvasca.

Uništavanje proteina može biti svrsishodna metoda kulinarske obrade koja doprinosi intenziviranju tehnološkog procesa (upotreba enzimskih preparata za omekšavanje mesa, slabljenje glutena tijesta, dobijanje hidrolizata proteina itd.)

Hidroliza proteina– cijepanje polipeptidnih lanaca proteinske molekule uz oslobađanje aminokiselina. Ova reakcija se javlja pod dejstvom enzima u gastrointestinalnom traktu.

Hidratacija proteina prati sve tehnološkim procesima i poboljšava svarljivost proteina. Denaturacija, ovisno o dubini, utječe na svarljivost na različite načine: laganom denaturacijom poboljšava se probavljivost proteina (meko kuhano jaje), a daljnjom gustoćom (tvrdo kuhano jaje) probavljivost se pogoršava. Za održavanje esencijalne aminokiseline ni denaturacija ni koagulacija nemaju nikakvog efekta.

Smanjenje nutritivne vrijednosti povezano je s vrlo dugim zagrijavanjem: pri kuhanju u trajanju od 2 sata uništava se 5,2% esencijalnih aminokiselina. Podgrijavanje proizvoda iznad 100ºC posebno snažno utiče na biološku vrijednost.

Sistem koagulacije se sastoji od enzimi koagulacija, neenzimski protein kofaktori I inhibitori koagulacija. Svrha ovog sistema je stvaranje enzima trombina, koji je odgovoran za pretvaranje fibrinogena u fibrin.

Faktori zgrušavanja

1. Enzimi, su serinske proteaze (osim faktora XIII):

  • faktor II - protrombin,
  • faktor VII – prokonvertin,
  • faktor IX – antihemofilni globulin B ili Božićni faktor,
  • faktor X – Stewart-Prowerov faktor,
  • faktor XI – antihemofilni globulin C ili Rosenthal faktor,
  • faktor XIII – faktor stabilizacije fibrina ili Lucky-Lorand faktor.

2. Kofaktor proteina, koji nemaju proteolitičku aktivnost. Uloga ovih proteina je da vežu i osiguraju enzimske faktore na membrani trombocita:

  • faktor V – proakcelerin, je kofaktor faktora Xa,
  • faktor VIII – antihemofilni globulin A, kofaktor je faktora IXa,
  • von Willebrand faktor.
  • kininogen visoke molekularne mase (HMK, Fitzgerald-Flugerov faktor) – kofaktor f.XII i prekalikreinski receptor. Mora se imati na umu da prema novoj ćelijskoj teoriji ovi proteini pripadaju sistemu fibrinolize.

3. Strukturni protein stvaranja tromba - faktor I ( fibrinogen).

trombin (faktor II)

Trombin, ključni enzim u hemostazi, je serinske proteaze. U jetri, uz učešće vitamina K, dolazi do sinteze njegovog neaktivnog prekursora - protrombin, koji potom cirkuliše u plazmi. U krvnoj plazmi do konverzije protrombina u trombin dolazi direktno pod uticajem faktora Xa (zajedno sa Va).

Funkcije trombina u hemostazi

U zoni koagulacija:

  • pretvaranje fibrinogena u fibrin-monomeri,
  • aktivacija faktor stabilizacije fibrina(oblik XIII, transglutaminaza),
  • ubrzanje koagulacije kroz aktivaciju faktora V, VIII, IX, XI ( pozitivne povratne informacije),
  • aktivacija trombociti(lučenje granula),
  • u kombinaciji sa trombomodulin(u visokim koncentracijama) aktivira TAFI (inhibitor fibrinolize koji može aktivirati trombin),
  • aktivacija glatkih mišićnih ćelija,
  • stimulacija kemotakse leukocita,

Van zone koagulacija

  • u kombinaciji sa trombomodulin aktivira protein C,
  • stimuliše sekreciju iz endotelnih ćelija prostaciklin I t-PA.

fibrinogen (faktor I)

fibrinogen(faktor I) je veliki višekomponentni protein koji se sastoji od tri para polipeptidnih lanaca - Aα, Bβ, γγ, međusobno povezanih disulfidnim mostovima. Prostorna struktura Molekuli fibrinogena imaju centralnu E-domenu i 2 periferna D-domena, α- i β-lanci na N-terminusu imaju globularne strukture - fibrinopeptidi A i B(FP-A i FP-B), koji zatvaraju komplementarna mjesta u fibrinogenu i ne dozvoljavaju ovom molekulu da se polimerizira.

Struktura fibrinogena

Sinteza fibrinogena ne zavisi od vitamina K i dešava se u jetri i u RPE ćelijama. Neki fibrinogen se sintetizira u megakariocitima i trombocitima. Konverzija fibrinogena u fibrin se dešava pod uticajem trombina.

Fibrin stabilizirajući faktor

Fibrin stabilizirajući faktor(faktor XIII) pripada porodici enzima transglutaminaze. Sintetizira se u jetri i u trombocitima; u krvnoj plazmi većina neaktivnog faktora XIII je povezana s fibrinogenom. Faktor XIII aktivira se trombin ograničena proteoliza od neaktivnog prethodnika.

Kao i većina drugih enzima, faktor XIII obavlja nekoliko funkcija u hemostazi:

  • stabilizuje fibrinski ugrušak kroz obrazovanje kovalentne veze između γ-lanaca fibrinskih monomera,
  • pričvršćuje fibrinski ugrušak fibronektin ekstracelularni matriks,
  • učestvuje u vezivanju α2-antiplazmin s fibrinom, koji pomaže u sprječavanju prerane lize fibrinskog ugruška,
  • potrebni trombocitima za polimerizaciju aktina, miozina i drugih proteina citoskeleta koji se koriste u povlačenje fibrinski ugrušak.

Da bi se postigao ovaj cilj, krv i formirani elementi se podvrgavaju toplini - koagulaciji.

Tokom procesa zagrijavanja mijenjaju se svojstva proteina sadržanih u krvi i krvnim produktima. Najkarakterističnije i osnovne promjene tokom zagrijavanja su termička denaturacija rastvorljivih proteinskih supstanci. Tokom procesa denaturacije dolazi do promjene strukture proteinskog molekula, što dovodi do primjetnih promjena svojstava bez ugrožavanja sastava. Globularni proteini razvijaju presavijene polipeptidne lance koji formiraju molekule globula. Restrukturiranje strukture nastaje kao rezultat kidanja nekih intramolekularnih veza u proteinskoj molekuli pri zagrijavanju.

Denaturirani protein se razlikuje od prirodnog proteina po mnogim svojstvima i karakteristikama. Temperatura na kojoj dolazi do denaturacije varira za različite proteine, ali je konstantna za određeni protein. Dakle, albumin u krvi denaturira na temperaturi od 67 °C, globulini - 69-75, fibrinogen - 56, hemoglobin - oko 70 °C. Dakle, glavne denaturacijske promjene u proteinima krvi završavaju se na temperaturi od oko 70 °C. Neutralne soli alkalni metali, kao što je kuhinjska so, povećavaju otpornost proteina na termičku denaturaciju. Šećeri i anjoni masnih kiselina koji sadrže 7-12 atoma ugljika također imaju visoko zaštitno djelovanje. Sposobnost takvih supstanci da povećaju otpornost proteina na denaturaciju može se iskoristiti prilikom koncentriranja krvi i njene plazme isparavanjem na višim temperaturama.

TO karakteristične karakteristike proces denaturacije proteina uključuje gubitak rastvorljivosti proteina u vodi, gubitak biološka svojstva biološki aktivni proteini, posebno enzimi, bolja svarljivost pod uticajem gastrointestinalnih enzima, gubitak sposobnosti kristalizacije.

Kao rezultat denaturacije, mogu nastati haotične veze između polipeptidnih lanaca i unutar molekula i između molekula različitih proteina. Posljedica takvih promjena je gubitak hidrofilnosti proteina, dolazi do njihove agregacije i koagulacije. Ovo stvara nerastvorljiv ugrušak. Dalje zagrijavanje koaguluma prati njegovo zbijanje uz oslobađanje dijela tekućine. Koagulacija proteina krvi tokom termičke obrade uvek se javlja i ubrzava se sa povećanjem temperature.

U uvjetima suhog zagrijavanja (bez vode) proteina na visokim temperaturama dolazi do pirogenog procesa koji dovodi do stvaranja tamno obojenih produkata raspadanja. Kao rezultat ovih promjena, na površini opreme se formira kora, koja otežava prijenos topline i mase između rashladnog sredstva (pare) i prerađene sirovine. Stoga se trajanje procesa povećava i dodatno se troše toplina i električna energija.

Pirogena razgradnja proteina može se izbjeći kratkim sušenjem koagulata ili krvi na visokim temperaturama. Kako bi se poboljšao prijenos topline i mase u periodičnim sušarama, one se ne pune krvlju ili krvnim produktima. veliki broj kosti, koji tokom procesa obrade uklanjaju koru sirovina sa unutrašnje površine aparata.

Toplinska obrada krvi i krvnih produkata je takođe praćena gubitkom vitamina rastvorljivih u vodi. Najmanju otpornost imaju vitamini C, D, B, nikotinska i pantotenska kiselina.

Utvrđeno je da se tokom kuvanja gubi tiamin (vitamin B 1) 50%, a riboflavin (vitamin B2) 35%.

Za zgrušavanje krvi do potpune koagulacije proteina dovoljno je zagrijati je na temperaturu od 80 °C. U praksi se temperatura dovodi do 80-90 °C. U ovom slučaju, značajan broj mikroorganizama sadržanih u krvi umire. Proces koagulacije se smatra završenim ako krv dobije jednoličnu smeđu ili smeđe-crvenu boju.

Koagulacija proteina se može izvesti pomoću vruće ili mrtve pare. Češće se koristi živa para, za koju koriste metalne posude otvorenog tipa, na koje je spojen parni vod, koji završava perforiranim zavojnicama. Ovom metodom koagulum se istovaruje ručno.

Koagulacija u rezervoarima za prenos omogućava kombinovanje koagulacije, transporta i delimičnog odvajanja vlage u jednom aparatu. Proces se provodi na sljedeći način. Nakon punjenja krvi u rezervoar, živa para se uvodi u njega (kroz donji zavojnik) sve dok iz ispušne cijevi ne počne izlaziti mlaz pare (nakon otprilike 15 minuta). Po završetku koagulacije, pristup pare se zaustavlja i masa se ostavlja da odstoji 5 minuta, nakon čega se uzima uzorak staložene tečnosti. Ako ima Smeđa boja i ne postaje mutna kada se zagrije na temperaturu od 100 °C, to znači da je proces taloženja završen. U suprotnom ostavite masu u rezervoaru za prenos još 10-15 minuta. Taložena tečnost se odvodi kroz odvodnu cijev na dnu aparata i, nakon što je izduvna cijev zatvorena, para se ispušta u spremnik za prijenos kroz parovod koji se nalazi u njegovom gornjem dijelu. U tom slučaju, zgrušana krv se kroz cjevovod upuhuje u vakuumski kotao ili sušilicu 2-3 minute.

Prilikom zgrušavanja krvi tihom parom proces zagrijavanja teče neravnomjerno i dugo, a na površini grijanja nastaje sloj koaguliranih proteina koji otežava prijenos topline i otežava čišćenje grijaće površine.

Efikasnija koagulacija se postiže upotrebom kontinualnih koagulatora pužnog i injekcijskog tipa.

Kontinuirani koagulator pužnog tipa je spolja izolirana metalna posuda sa jednim zidom sa sferičnim dnom. U njega je ugrađen puž. Koagulator je opremljen poklopcem koji se čvrsto zatvara s otvorom za punjenje (promjer vrata 200 mm) i dovodom koji se povremeno otvara, koji osigurava ujednačeno prisilno dovod krvi u radni dio uređaja i sprječava gubitak pare u atmosferu. Rotacija se prenosi na puž preko lančanika. Dodavač se pokreće od osovine puža (brzina rotacije 0,2 s -1) preko pogonskog lančanika, lančanog prijenosa i lančanika.

Na kraju koagulatora u blizini otvora za punjenje nalazi se parni ventil i perforirana cijev kroz koju se para uvodi u aparat pod pritiskom od najmanje 0,2 MPa. Otvor za istovar se nalazi na suprotnom kraju aparata.

Koagulacija krvi se provodi na sljedeći način. Puna krv (sa ugrušcima) iz sabirnog rezervoara gravitacijom ulazi u aparat kroz cevovod za krv prečnika 38-50 mm, nailazeći na struju žive pare, i zagreva se na temperaturu od 90-95 °C 15 s. . Uz istovremenu opskrbu parom i krvlju, stvaraju se uvjeti za njihovo in-line napredovanje i intenzivno miješanje, čime se eliminiše pregrijavanje i sprečava nastanak velikih grudica. Puž pomiče koagulum na suprotni kraj aparata, gdje se istovaruje kroz otvor prečnika 360 mm. Pri brzini rotacije vijka od 0,1 s -1, koagulum se oslobađa 1,5 minuta nakon što krv uđe u aparat. Vijak koagulatora istiskuje dio tekućine koja sadrži 0,3% proteina. Produktivnost koagulatora za punu krv je 120 kg/h. Može se podesiti pomoću čep ventila koji je instaliran na krvnoj liniji ispred otvora za punjenje. Nakon 3-4 sata rada, uređaj se čisti od krvi koja je nalijegla na vijak. Da biste to učinili, otvorite poklopac uređaja i pomoću crijeva isperite puž i rotirajući dovod tople vode.

Injekcioni koagulator Alfa Laval (Švedska) je cilindrični rezervoar, unutar kojeg se nalazi mešalica opremljena parnom mlaznicom i komorom sa lamelama. Krv koja ulazi kroz cijev intenzivno se razbija u tanke mlazove pare. Koagulira, prolazi kroz prigušni ventil i kroz cijev ulazi u ispusnu cijev, koja ga usmjerava na dalju obradu. Prisutnost leptira za gas u koagulatoru, kontroliranog zamašnjakom, omogućava vam da postavite potrebnu propusnost instalacije, stupanj miješanja mase (krvi i pare), kao i pritisak u ispusnoj cijevi. Prednost ovog dizajna je mogućnost regulacije procesa koagulacije krvi. Međutim, moguće je da se krv zalijepi za ventil za prigušivanje pri okretanju struje pare iz miješalice u ispusnu cijev.

U fabrici mesa Ulan-Ude razvijena je i radi postrojenje za zgrušavanje krvi, koje se sastoji od pravougaonog metalnog tijela sa sfernim dnom i pužom za miješanje krvi prilikom zgrušavanja i ispuštanja koagulata. U poklopac kućišta ugrađen je utovarni otvor sa dovodom koji se povremeno otvara, čime se osigurava ujednačenost opskrbe krvlju i sprječava gubitak pare u atmosferu. Na obje strane kućišta nalaze se po tri priključka za dovod pare pod pritiskom od 0,2-0,3 MPa. Na dnu suprotnog kraja koagulatora nalazi se otvor za istovar. Kako bi se spriječilo curenje krvi, koagulator se postavlja sa nagibom prema hranilici. Puž se pokreće u rotaciju pomoću elektromotora preko mjenjača i lančanog prijenosa. Rotacija dovodnog vratila vrši se od osovine puža kroz lančanike lančanog pogona. Svi rotirajući dijelovi koagulatora moraju biti zaštićeni.

Koagulacija krvi se provodi na sljedeći način. Tečeći gravitacijom kroz hranilicu u koagulator i nailazeći na mlaz žive pare, krv se zagrije na temperaturu od 90-95 °C, koagulira, miješa vijkom i pomiče u otvor za istovar.

Upotreba uređaja opisanog dizajna osigurava kontinuitet procesa, potpuniju i ravnomjerniju koagulaciju krvi.

Stvarna potrošnja pare za proces koagulacije je 12-13 kg na 100 kg krvi. Prinos koaguluma sa sadržajem vlage od 80% pri koagulaciji pune krvi je 80%, a pri koagulaciji fibrina - 75% originalne sirovine. Sadržaj vlage u koagulatu ovisi o načinu koagulacije, ali ostaje prilično visok - 86-87,5% kada se koristi živa para i 76-81% kada se koagulira mrtvom parom.

Važno je prethodno uklanjanje vlage iz koaguluma prije sušenja, jer omogućava smanjenje potrošnje topline.

Za dehidraciju koaguluma krvi, centrifuge za taloženje su se pokazale najefikasnijim, princip njihovog djelovanja je sljedeći. Čvrste čestice opterećene mase, koje imaju veću gustoću od tekuće faze, talože se pod djelovanjem centrifugalne sile na bočne stijenke rotora, formirajući u obliku prstenastog sloja bliže osi rotacije. U kontinuiranim centrifugama, punjenje koagulata, kao i uklanjanje odvojenih komponenti, dolazi u toku rada.

Kontinualne vijčane centrifuge taložnog tipa najčešće se koriste za dehidraciju zgrušavanja krvi.

Kontinuirana centrifuga OGSh-321K-01 sastoji se od okvira, rotora, unutar kojeg je smješten vijak sa planetarnim mjenjačem, koji prima rotaciju direktno od rotora (osovine ovog drugog su smještene u dva nosača). Glavna jedinica centrifuge je cilindrični rotor smješten vodoravno na dva nosača ležaja (desni i lijevi). Rotor je na kraju zatvoren poklopcima osovine, kojima se oslanja na ležajeve.

Rotor pokreće električni motor pomoću klinastog pogona zaštićenog kućištem. Unutar rotora nalazi se vijak, koji je dizajniran da transportuje koagulum do ispusnih prozora rotora. Rotacija se prenosi preko posebnog planetarnog mjenjača, koji osigurava da se puž rotira u istom smjeru kao i rotor, ali s određenim zaostatkom. Prisustvo razlike u brzini rotacije vijka i rotora stvara uslove za prisilno kretanje sedimenta duž unutrašnje površine rotora. Kroz šuplje nosače rotora i puža prolazi dovodna cijev, kroz koju se zgrušana krv dovodi u unutrašnju šupljinu bubnja puža, odakle se kroz prozore baca u unutrašnju šupljinu rotora.

Sastavljeni rotor se sastoji od tri glavna dijela: lijeve i desne osovine i šupljeg cilindričnog bubnja. Okreće se na dva noseća ležaja. Osovine rotora istovremeno služe kao dna koja pokrivaju bubanj s kraja. Na krajnjoj površini desne osovine nalaze se odvodni prozori, koji su prekriveni odvodnim polu-diskovima. Odvojena voda se odvodi kroz ove rupe. Na završnoj površini lijevog rotora nalaze se prozori za istovar presovanog koagulata.

Vijak je jedna od glavnih komponenti centrifuge. Namijenjen je za transport koaguluma i sastoji se od šupljeg cilindričnog bubnja na čijoj su vanjskoj površini zavareni spiralni zavoji. Unutar šupljeg bubnja su napravljene pregrade koje formiraju tri komore za prijem mase. Ćelije imaju osam prozora za istovar. Zglobovi su pričvršćeni na krajeve bubnja puža, formirajući nosače puža. Lijeva pužna osovina opremljena je utorima koji su spojeni na nosač drugog stupnja planetarnog mjenjača. Puž se oslanja svojim osovinama na ležajeve postavljene u osovine rotora. U desnu osovinu rotora postavljen je radijalni kuglični ležaj koji apsorbuje aksijalna opterećenja od puža koja nastaju kada puž transportuje presovani koagulat do prozora za istovar.

Planetarni mjenjač je dizajniran da prenosi rotaciju rotora na puž. Menjač se sastoji od livenog cilindra na koji su poklopci na krajevima pričvršćeni vijcima. Desni poklopac je pričvršćen na prirubnicu montiranu na lijevom rukavcu rotora. Gumene manžetne su ugrađene u poklopac mjenjača sa strane rotora kako bi se spriječilo curenje ulja iz mjenjača i ulazak prašine i prljavštine u njega.

U kućište mjenjača su montirana dva zupčanika sa unutrašnjim zupčanicima prvog i drugog stepena mjenjača. Montiraju se na ležajeve. U nosaču prvog stepena nalaze se dva, a u nosaču drugog stepena nalaze se tri satelita, koji su istovremeno uključeni sa felgama i centralnim zupčanicima.

Kućište služi kao zaštita od ulaska stranih predmeta u rotirajuće dijelove rotora. Osim toga, sprječava prodiranje tečne frakcije u komoru presovanog proizvoda. Unutrašnji dio kućišta ima lijevu i desnu komoru. Presovana čvrsta frakcija (koagulum) ulazi u lijevu komoru, a tečna frakcija (voda) ulazi u desnu komoru.

Rotor centrifuge je oslonjen na osovine na dva nosača, od kojih se svaki sastoji od kućišta, poklopca, dva bočna poklopca i radijalnog kugličnog ležaja. Zaštitni mehanizam mjenjača štiti mjenjač i vijak centrifuge od preopterećenja i oštećenja. U kućište zaštitnog mehanizma ugrađena je opruga koja apsorbuje sile tokom rada centrifuge.

U slučaju trenutnog značajnog preopterećenja ili zaglavljivanja puža, poluga naginje polugu grebena, a ploča pričvršćena na potonju pritiska tipku mikroprekidača, koja je ugrađena na tijelo zaštitnog mehanizma i povezana s elektromotorom centrifuge. . U isto vrijeme, električni motor se isključuje i uključuje zvučni signal. Planetarni mjenjač je zaštićen kućištem.

Proces dehidracije koagulirane krvi u centrifugi teče na sljedeći način. Zgrušana krv temperature 80-90 °C kroz dovodnu cijev ulazi pod pritiskom od 9,5-14,2 kPa u unutrašnju šupljinu konusnog bubnja, gdje pod utjecajem centrifugalne silečvrsta frakcija koaguluma se odvaja od tečnosti (vode). Koagulat se odlaže na stijenke rotirajućeg rotora, a zatim se vijkom transportuje do ispusnih prozora; u zoni dehidracije vlaga se uklanja iz koagulata. Tečnost na temperaturi od 70-72 °C juri prema širokoj strani rotora i kroz odvodne prozore u desnoj osovini izbacuje se u prijemni odeljak kućišta, odakle pada pod uticajem sopstvene mase. Proces odvajanja čvrste frakcije od tečne, rasterećenja koaguluma i dreniranja centrata odvija se kontinuirano. Trajanje prolaska koagulirane mase i razdvajanja na frakcije kroz rotor centrifuge je 15 s. Prilikom pumpanja koagulirane krvi u centrifugu, višak tlaka ne smije biti veći od 0,095 MPa.

Promjer dovodne cijevi cjevovoda koagulirane krvi kada se napaja gravitacijom treba biti 50,8 mm, a kada se napaja pumpom - 38,1 mm. Kontrolni i zaporni ventili sa manometrom nalaze se u blizini centrifuge. Na kontrolni ventil u sistemu je spojen tlačni vod, kroz koji se dovodi voda za ispiranje i punjenje bubnja prije puštanja u rad.

Ako zgrušana krv sadrži veliku količinu čvrstih čestica, onda je pre ulaska u centrifugu preporučljivo uvesti toplu vodu odmah nakon pokretanja centrifuge. Da biste očistili bubanj nakon završetka rada, samo ga isperite čistom vodom bez isključivanja elektromotora.

Centrifuga se pušta u rad na sljedeći način. Prije početka morate provjeriti ima li maziva u mjenjaču i ležajevima. Zatim na kratko uključite elektromotor i provjerite da li je ispravno uključen - rotor bi trebao rotirati u smjeru kazaljke na satu kada se gleda sa strane koagulirane krvi. Kada centrifuga dostigne podešenu brzinu rotacije, dovodi se koagulirana krv.

Tokom rada centrifuge potrebno je periodično pratiti zagrijavanje ulja u mjenjaču i temperaturu glavnih ležajeva. Dakle, temperatura zagrijavanja ulja u ležajevima ne bi trebala prelaziti 60-65 °C. Mašinom možete upravljati samo sa zatvorenim poklopcem, koji mora biti čvrsto pritisnut uz kućište. Ne možete ubaciti tečnu masu koja sadrži komade veće od 5-6 mm u centrifugu. 100

IN poslednjih godina Kontinuirane instalacije su korištene za zgrušavanje krvi i dehidraciju koagulata. Obrada krvi u ovim instalacijama je sljedeća. Filtrirana krv kroz krvotok teče u sabirni rezervoar, iz kojeg se pužnom pumpom upumpava u međuposudu sa mješalicom kapaciteta 400 dm3. Ovdje se krv zagrijava živom parom do temperature od 55 °C, što sprječava zgrušavanje. Zagrijana krv lako teče kroz cijev u vijčanu pumpu kapaciteta 2-3 m 3 /h, opremljenu posebnim regulatorom brzine, koja krv opskrbljuje kontinuiranim parnim koagulatorom. Količina pare koja se dovodi u koagulator regulira se ventilom ovisno o temperaturi koagulirane krvi, koja se preporuča održavati na 80 °C pri izlasku iz koagulatora.

Prisutnost prigušne zaklopke u koagulatoru, kojom se upravlja ručnim kotačićem, omogućava vam da postavite potrebnu propusnost instalacije, tlak u ispusnoj cijevi i potreban stupanj miješanja mase krvi i pare. Koagulirana masa krvi, pod pritiskom koji stvara pumpa, ulazi u centrifugu za taloženje, iz koje se istiskuje do 75% vode. Istovremeno se dobija dehidrirani koagulum. Odvojena voda se kroz lijevak usmjerava u kanalizaciju. Dehidrirani koagulum ulazi u odvod radi sušenja. Snabdijevanje vodom opreme za pranje se vrši kroz cjevovode.

Za zagrijavanje 1000 kg krvi na temperaturu od 20 do 90 °C utroši se 130 kg pare. U ovom slučaju dobije se 387 kg dehidriranog koaguluma i 743 kg vode. Dehidrirani koagulum sadrži 49% suhog ostatka i 51% vode, a voda odvojena centrifugom sadrži 1,3% suhog ostatka. Dakle, proces obrade koagulata u centrifugi omogućava uklanjanje oko 75% vode prisutne u izvornoj krvi. Totalni gubici suhi ostatak je 10 kg na 1000 kg krvi, što je 5% njegovog sadržaja u 1000 kg krvi.

Mogućnost odvajanja 75% vode prisutne u sirovini centrifugiranjem omogućava uštedu od 724 kg pare na svakih 1000 kg obrađene krvi, koja je neophodna za isparavanje vlage prilikom sušenja nedehidrirane krvi.

Jedinica za kontinuirano odvodnjavanje koagulata je jednostavna za održavanje, skraćuje vrijeme obrade krvi i proizvodi proizvod s visokim sadržajem proteina. Zauzima malu proizvodnu površinu (sa produktivnošću od 600 i 2200 kg/h - 5,5 m2).

Osim termičke koagulacije, krv se obrađuje kako bi se maksimiziralo oslobađanje proteina hemikalije. Ova metoda liječenja naziva se hemijska koagulacija krvi. U SAD se za hemijsku koagulaciju krvi goveda i svinja koriste natrijum polifosfat, gvožđe trihlorid, lignin i natrijum lignosulfonat. Tretman krvi ovim tvarima provodi se u kiseloj sredini pri pH 3,5-4,5. Dobiveni koagulum se neutralizira alkalijama i obrađuje u centrifugi za dehidraciju. Pokazalo se da je natrijum lignosulfonat najefikasniji za koagulaciju krvi. Prednost hemijske koagulacije je jednostavnost procesa i smanjena potrošnja pare.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Koagulacija mlijeka nije ništa drugo do pretvaranje u gel (grud), odnosno njegovo zgrušavanje.

To je vezana čvrsta frakcija mliječnih bjelančevina uz prisustvo otopljenih masti, koja se zatim lako može odvojiti od tekućine (surutke).

Koagulacija mliječnih proteina može biti skrivena ili istinita. Tokom latentne koagulacije, micele se ne vezuju jedna za drugu po cijeloj površini, već samo u nekim njenim područjima, formirajući prostornu fino-mrežastu strukturu zvanu gel.

Kada su sve ili većina čestica dispergirane faze destabilizirane, gel pokriva cijeli volumen dispergovanog medija (početno mlijeko).

Latentna koagulacija se jednostavno naziva koagulacija, gelacija ili koagulacija.

Prava koagulacija se sastoji u potpunoj fuziji koloidnih čestica i taloženju dispergirane faze ili plutanja.

Koagulansi su tvari koje obavljaju nekoliko funkcija, ali što je najvažnije, formiraju želeast ugrušak i odvajaju guste frakcije mlijeka od tekućih.

U tu svrhu se ranije koristio samo onaj dobiven iz želuca teladi.

Upravo ovaj enzim u želucu teladi (himozin) im pomaže da fermentiraju majčino mlijeko za ishranu.

IN savremeni svet Za formiranje ugruška (koji se naziva i kalia) koristite:

  • Teleće sirilo (sirište), napravljeno od želuca teladi (enzim za zgrušavanje mleka - himozin).
    Dolazi u obliku praha, paste i tečnosti. Za proizvodnju tvrdih i polumekih sireva najprikladniji je himozin (iz telećeg sirila ili umjetno uzgojenog kimozina).
  • Pepsini su ekstrakti iz želuca drugih domaćih životinja. Uglavnom se koriste kravlji ili pileći pepsini; svinjski i pileći pepsini su također komercijalno dostupni, ali su vrlo osjetljivi na kiselost i nestabilni. Njihova upotreba se ne preporučuje.
    Kravlji pepsin (posebno pomiješan sa kimozinom) može se koristiti za proizvodnju slanih sireva (brynza, suluguni). Ne preporučuje se upotreba pepsina za proizvodnju mekih, polumekih i tvrdih sireva.
  • Mikrobni renin (mikrobni pepsin) – Neki kvasci, plijesni i gljive prirodno proizvode enzime pogodne za koagulaciju. Enzimi koji se najčešće koriste su izvedeni iz mikroskopske gljive Rhizomucor meihei (ranije Mucor meihei). Ovo je vegetarijanski koagulant. Primjer takvog koagulanta je.
  • Kimozin dobijen fermentacijom (rekombinovani kimozin) – gen telećeg kimozina uveden je u genom nekoliko mikroorganizama domaćina (Kluyveromyces lactis, Aspergilleus niger, Escherichia), usled čega su postali sposobni da proizvode protein potpuno identičan telećem kimozinu tokom fermentacija.
    Ovaj enzim se dokazao u proizvodnji svih vrsta sireva, gdje se obično koristilo teleće sirilo. Ovo je vegetarijanski koagulant.

Za pripremu svježih sireva, svježeg sira i kiselih sireva možete koristiti bilo koji koagulant.

Međutim, samo kimozin (životinjsko sirilo ili rekombinovani kimozin) je pogodan za polumeke i tvrde sireve, jer zajedno sa bakterijama mliječne kiseline (fermentira) sudjeluje u formiranju konzistencije sira, njegovog okusa i sposobnosti očuvanja za dugo vremena.

Prilikom koagulacije proteina, mliječna mast i voda sa otopljenim tvarima (sirutkom) su prilično čvrsto zarobljene u nastali gel; tokom taloženja proteina samo mala količina mliječne masti i vodene faze može se mehanički zadržati u sedimentu.

Proizvodnja i sazrijevanje sireva s sirištem odvija se na niskim temperaturama i aktivnoj kiselosti, koja se naziva fiziološka, ​​kako bi se osigurala mogućnost biološke transformacije komponenti mlijeka uz minimalan gubitak nutritivne vrijednosti.

Kod metode termalne kiseline, masna faza mlijeka se odvaja separacijom, proteini obranog mlijeka se talože i miješaju sa kajmakom.

Taloženje podrazumeva brzo zakiseljavanje mleka do nivoa niže od njegove izoelektrične tačke dodavanjem kisele surutke, kiselog mleka, limunovog soka, sirćetna kiselina i zagrijavanje na visoke temperature (90-95°C).

Tako se enzimskom koagulacijom kazein i mlečna mast koncentrišu istovremeno, a termičkom kiselom koagulacijom - kao rezultat dva procesa: centrifugalnog i sedimentacionog.

Kiselinska metoda uključuje koagulaciju mlijeka na izoelektričnoj tački kazeina (pH 4,6) sporom proizvodnjom kiselina od strane mikroorganizama ili uvođenjem kiselina (obično hlorovodonične kiseline) ili acidogena (na primjer, glukolaktona) u mlijeko; Koristi se u proizvodnji svježih sireva ili sireva s kratkim periodima zrenja.

Enzimi uključeni u sazrijevanje sirila nisu aktivni u kiselim sirevima zbog niskog pH. Stepen transformacije mlečnih proteina i lipida u fermentisanim mlečnim sirevima je manji, a buket ukusa je uži nego kod sirila.

Kiselinsko-enzimska metoda je varijanta kisele koagulacije, uz dodatak male količine enzima za zgrušavanje mlijeka u mlijeko, što je nedovoljno za enzimsku koagulaciju pri pH svježeg mlijeka.

U ovom slučaju dolazi do zgrušavanja mlijeka pri pH 5,1-5,4 (u izotopu parakazeina). Dodatak enzima za zgrušavanje mlijeka povoljno djeluje na brzinu zgrušavanja, jačinu gruša i oslobađanje sirutke, ali pri pH kiselo-sirilne koagulacije mlijeka dolazi do radikalnih promjena u micelama kazeina, što dramatično mijenja strukturu gruša i sira u odnosu na one sa sirišnom koagulacijom.

Skuta nastala u proizvodnji sireva kiselo-enzimskom metodom je po svojstvima bliža kiseloj skuti, a kvalitetom proizvoda bliža je fermentisanim sirevima.

Koncentracija mlijeka ultrafiltracijom je dobila određenu popularnost u proizvodnji kiselih i nekih drugih sireva.


U tkivima životinja i biljaka, proteini su zbog svoje lake konvertibilnosti u stanju trajne stabilnosti. Nemodifikovani proteini u ovom primarnom stanju krhke stabilnosti nazivaju se "nativni" ili "pravi". Kao što je poznato, poznata je veza između proteina i vode, koja ulazi u obliku „vode koja bubri“. Kada se koncentracija i priroda soli u koloidnoj otopini promijeni, protein može postati još više dispergiran ili, obrnuto, precipitirati. Ovi procesi su reverzibilni. Ali pod određenim uvjetima koncentracije elektrolita, proteini (albumin, globulini) mogu biti koagulirani. Iako se koagulirani protein može prenijeti u otopinu pod određenim uvjetima, njegova svojstva neće biti identična onima "natantnog", nepromijenjenog proteina.

Koagulacija dovodi do promjena fizička i hemijska svojstva protein se naziva denaturacija. Takva promjena u svojstvima proteina povezana sa koagulacijom može nastati iz različitih razloga: utjecaj topline, svjetlosti, jakih kiselina, lužina, soli teški metali, alkohola, smrzavanja i kao rezultat izlaganja mehaničkim sredstvima.

Denaturacija toplinom je karakteristična za dvije grupe proteina - albumine i globuline, ali se uočava i kod drugih proteina. Tako se kazeinogen, kada se zagrije na 90-100°, mijenja s djelomičnim gubitkom fosfora. Denaturacija ovisi o temperaturi, vremenu, koncentraciji vodikovih jona, te koncentraciji i prirodi elektrolita. Tokom denaturacije ne samo da se javljaju koloidne promjene u stanju tvari, već i strukturne promjene u otopljenim proteinskim molekulima. Povećanje temperature i

prisustvo kiselina i alkalija pospješuje ove promjene u molekularnim strukturama. Kao što je gore spomenuto, kazeinogen se denaturira na visokim temperaturama uz djelomičan gubitak fosfora. Nakon što se sirovi bjelanjak denaturira zagrijavanjem, dolazi do promjena u stanju sumpora u molekulu proteina.

Sa modernim metodama dehidracije mlijeka, jaja, voća i povrća, nastoje ograničiti termičku denaturaciju i na taj način održati reverzibilnost svojstava proteina kada se ti proizvodi koriste u prehrambene svrhe.

Denaturacija ultraljubičastim zrakama i sunčevom svjetlošću slična je denaturaciji toplinom.

Denaturacija kiselinama, alkalijama i solima teških metala uzrokuje transformaciju rastvorljivih proteina (albumina, globulina i kazeina) u nerastvorljive oblike. Što je temperatura viša, niža je pH koncentracija, dolazi do denaturacije. Mlijeko sa visokom kiselinom ne zgrušava se na niskim temperaturama, ali kada se takvo mlijeko zagrije dolazi do koagulacije mliječnih proteina. Kada je protein izložen alkoholu ili acetonu, proteini se potpuno pretvaraju u nerastvorljiv oblik.

Kada formaldehid djeluje na proteine, nastaju jedinjenja koja imaju različita svojstva od proteina. Kazein se pod uticajem formaldehida pretvara u supstancu nalik na rog.

Kada su zamrznuti, proteini mišićnog tkiva su djelimično denaturirani, a pH, kao i kod termičke denaturacije, ima snažan utjecaj na brzinu denaturacije. Pri pH = 5-6, brzina denaturacije raste brzo, a pri pH = 6-7, denaturacija se odvija sporo.

Snažnim mehaničkim utjecajem na otopinu proteina u obliku mućkanja dolazi do denaturacije s pojavom proteinskih filmova sa mjehurićima pjene na njima. Denaturacija nekih proteina može se dogoditi pri vrlo visokom pritisku.