ES2298190T3 - Procedimiento para la recuperacion de colageno natural. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la recuperación de colágeno natural a partir de piel o pellejos de animales con o sin carne, caracterizado por: a) trituración de la piel o pellejo a un tamaño de partículas inferior a 1 mm, preferentemente inferior a 80 micras, preferentemente de forma parcial en suspensión acuosa, b) ajustar el pH de la suspensión acuosa a un valor de 8 a 12, preferentemente de 9 a 11, c) añadir a la suspensión alcalina acuosa una proteasa, preferentemente una endoproteasa o una endopeptidasa, que no degrade el colágeno nativo, d) acidificar la suspensión alcalina acuosa, preferentemente a un valor de pH de 5 a 6, e) separar el colágeno nativo como fase sólida, f) resuspender la fase sólida obtenida en agua para desinfección y purificación adicional, g) desinfectar y purificar adicionalmente la suspensión acuosa de colágeno nativo, h) separar el colágeno natural desinfectado y purificado en forma de fase sólida, manteniendo la temperatura durante el proceso por debajo de 35oCpreferentemente entre 23oC y 30oC.
Description
Procedimiento para la recuperación de colágeno
natural.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la recuperación de colágeno natural a partir de
cuero o piel de animales con o sin carne. Por "colágeno
natural" se comprenderá en esta descripción y en las
reivindicaciones adjuntas, colágeno que no ha sido desnaturalizado,
degradado o gelatinizado.
En la práctica se conocen varios métodos para la
recuperación de colágeno a partir de piel de animales, especialmente
de fragmentos de cuero porcino y bovino. El colágeno obtenido es
utilizado, entre otras finalidades, en la fabricación de
envolventes para salchichas o en la formación de una piel para las
salchichas que rodea la masa alimenticia en el procedimiento
llamado de coextrusión.
En el documento
EP-A-0.206.819 (Devro Inc.) se ha
dado a conocer un método para la preparación de una piel de
colágeno mejorada, para salchichas, en la que se forma un gel
extrusionable en el que la materia sólida comprende una mezcla de
50-80% en peso de colágeno bovino y
20-50% en peso de piel de cerdo extraída con
salmuera, acidulada. El gel formado es extrusionado a continuación
formando una envolvente en forma tubular para salchichas.
En el documento
EP-A-0.479.709 (Teepak Inc.) se ha
descrito un procedimiento, en el que se prepara colágeno a partir
de materias primas más económicas que los cueros, tales como tejidos
conectivos de animales (por ejemplo ligamentos, vasos sanguíneos,
cartílagos, etc.) al someter a la materia prima a una serie de
etapas de separación en las que se separan los componentes no
deseables, tales como grasa, hueso, carne y otras proteínas
permaneciendo finalmente el colágeno. Es evidente que este
procedimiento es complicado y por lo tanto costoso. Asimismo el
rendimiento en colágeno es bastante bajo y el proceso comporta la
utilización de disolventes orgánicos, lo cual es poco deseable en
la industria alimenticia.
Un problema que se presenta en la utilización de
piel de cerdo ("rind") como materia prima para la preparación
de colágeno es el alto contenido en grasas del "rind". A
efectos de utilizar colágeno como materia prima, por ejemplo, para
envolventes de salchichas, es esencial un bajo contenido en grasas.
Además, después de la matanza y sangrado, los cerdos son
habitualmente escaldados y sometidos a llama con el resultado de que
como mínimo una parte de la proteína del colágeno es
desnaturalizada y/o gelatinizada. Para la preparación de envolventes
para salchichas esta gelatinización es también poco deseable.
Las pieles bovinas de ganado vacuno tienen poca
grasa subcutánea. No obstante, el problema con los cueros de vacuno
es que ciertas partes, tales como los hombros y el vientre, son
difíciles en algunos casos de limpiar de carne. En la práctica, por
lo tanto, solamente se utilizan cueros de vacuno limpio (laterales y
grupa) mientras que la parte de los hombros y del vientre, que son
mucho más difíciles de descarnar mecánicamente, tienen un
rendimiento/valor mucho más bajo. Una demanda creciente de cuero por
parte de la industria y la aparición de la enfermedad de las vacas
locas (BSE) ha incrementado el precio de los cueros bovinos.
Asimismo la utilización de colágeno de cueros bovinos en las
envolventes de salchichas debe ser declarado e indicado en el
producto. Por lo tanto, hay una demanda creciente de colágeno de
piel de cerdo u otro tipo de colágeno a partir de materias primas
más económicas.
En el documento PCT/SE92/00192 (WO 92/17503) se
da a conocer un método para la producción de colágeno; del colágeno
producido por el método y la utilización del colágeno.
El documento
DE-A-1 101 700 da a conocer un
procedimiento para la preparación de cuerpos conformados
("Formkörpern") a partir de tejidos que contienen
colágeno.
El objetivo de la presente invención consiste en
superar los problemas mencionados y satisfacer la demanda creciente
de colágeno de piel de cerdo. Este objetivo se consigue de acuerdo
con la presente invención mediante un proceso para la recuperación
de colágeno natural a partir de cuero o piel de animales con o sin
carne, que se caracteriza por:
- (a)
- trituración de la piel o cuero a un tamaño de partículas inferior a 1 mm, preferentemente inferior a 80 micras, preferentemente de forma parcial en una suspensión acuosa
- (b)
- ajustar el PH de la suspensión acuosa a un valor de 8 a 12, preferentemente de 9 a 11, y
- (c)
- añadir a la suspensión acuosa alcalina una proteasa, preferentemente una endoproteasa o una endopeptidasa, que no degrada el colágeno natural;
- (d)
- acidificar la suspensión alcalina acuosa, preferentemente a un valor de pH de 5 a 6,
- (e)
- separar el colágeno nativo como fase sólida;
- (f)
- resuspender la fase sólida obtenida en agua para desinfección y purificación posterior;
- (g)
- desinfectar y purificar adicionalmente la suspensión acuosa de colágeno nativo;
- (h)
- separar el colágeno natural purificado y desinfectado como fase sólida, manteniendo la temperatura durante el proceso por debajo de 35ºC, preferentemente de 23ºC a 30ºC.
Se ha observado que con el proceso según la
presente invención, el colágeno desnaturalizado que podría
encontrarse presente en la materia prima será hidrolizado
enzimáticamente, mientras que el colágeno natural permanece
intacto. La grasa que se pueda encontrar presente en la materia
prima flota en la parte superior y puede ser fácilmente separada.
La fase sólida obtenida del colágeno natural puede ser finalmente
separada también de la fase líquida, por ejemplo por cribado,
flotación, centrifugado y métodos similares. La presente invención
proporciona, por lo tanto, un procedimiento para la recuperación de
colágeno natural y prácticamente libre de grasas a partir de
colágeno parcialmente desnaturalizado de proteínas.
Otra ventaja del procedimiento según la presente
invención es que la recuperación de colágeno natural se considera
menos complicada, más rápida y más fácil de mecanizar. Además se ha
descubierto que el consumo de agua y la COD (Demanda Química de
Oxígeno) de los efluentes obtenidos son más bajos.
Otra ventaja adicional del procedimiento según
la presente invención es que el descarnado previo de las pieles de
ganado vacuno o de cerdo no es necesaria, lo que ahorra costes y
tiempo.
Otra ventaja de la presente invención consiste
en que cuando se utiliza colágeno natural obtenido de piel de cerdo
por el proceso de la presente invención en la fabricación de
envolventes de salchichas se obtienen envolventes de salchichas muy
lisas.
Si bien en principio se puede utilizar cualquier
piel adecuada de animal, son comercialmente más interesantes las
pieles y cueros porcinos y bovinos, asimismo por su disponibilidad.
Preferentemente se utilizan pieles de cerdo.
De acuerdo con otra realización de la presente
invención se utilizan como piel bovina piezas de desperdicio y
piezas de poco valor, tratadas y depiladas, tales como la parte de
los hombros, vientre y varios desperdicios de la industria de los
cueros. Estas piezas de desperdicio de bajo valor anteriormente se
consideraban inapropiadas para la recuperación de colágeno natural,
porque no se podían descarnar mecánicamente o solamente se podían
descarnar con dificultad.
No obstante, y de acuerdo con la presente
invención, no hay necesidad de retirar las carnes residuales. Dado
que los precios de mercado de esas piezas de bajo valor puede ser
muy bajo, del orden de la décima parte de los trozos
comercializables, se obtiene un considerable ahorro de costes. Por
lo tanto, la presente invención posibilita la utilización de
materias primas que hasta el momento no se pudieron utilizar
económicamente o podían serlo de modo difícil para la recuperación
de colágeno natural.
De acuerdo con la presente invención el cuero o
piel, con o sin carne, es triturado por medio, por ejemplo, de un
triturador de carne. En general la piel puede ser reducida a
cualquier tamaño deseado. No obstante, de forma preferente, la piel
o cuero es reducida a un tamaño que lo hace particularmente
accesible para los diferentes agentes activos utilizados para
recuperar el colágeno natural. Se ha descubierto que el tamaño
óptimo de partículas es menor de 1 mm y preferentemente menor de 80
micras. Con un tamaño de partículas de este orden la separación de
colágeno natural de la piel o cuero es óptima, la grasa se separa
mejor y el material es muy accesible para el tratamiento
enzimático.
Durante la totalidad del proceso la temperatura
se mantiene a un nivel tal que no ocurre degradación,
desnaturalización o gelatinización inaceptables del colágeno
natural. La temperatura depende en parte del tipo de colágeno
tratado, pero se ha descubierto que la temperatura no debe superar
los 35ºC durante el proceso. Preferentemente la temperatura se
mantiene a valores entre 23ºC y 30ºC y más preferentemente a 28ºC. A
temperaturas de 28 a 29ºC la grasa de cerdo se funde, de manera que
se puede realizar una separación simple por retirada
superficial.
De acuerdo con una realización preferente de la
presente invención, el pH de la suspensión acuosa alcalina se
ajusta a un valor comprendido entre 8 y 12, preferentemente de 9 a
11. Como agente alcalino es posible utilizar, entre otros,
hidróxido sódico o hidróxido cálcico.
Se ha demostrado ventajoso, especialmente para
la recuperación de colágeno nativo a partir de piel de ganado
vacuno o bovino o piel de cerdo, añadir metabisulfito de un metal
alcalino, tal como metabisulfito sódico, a la suspensión acuosa
alcalina. Esta adición reduce o interrumpe el crecimiento
bacteriano, para el que pueden ser apropiadas las condiciones de
trabajo. Por la acción combinada de la proteasa y el metabisulfito
de metal alcalino cualquier cantidad de carne residual será
hidrolizada y solubilizada. No obstante, el colágeno natural no
será atacado y permanecerá en suspensión. Las proteasas adecuadas
que no degradan el colágeno natural son entre otras la alcalasa y
esperasa (se pueden conseguir de Novo Nordisk Bioindustrie,
Bagsvaerd, Dinamarca). Preferentemente la proteasa es una
endoproteasa o una endopeptidasa.
De acuerdo con la presente invención, cuando la
reacción de hidrólisis ha avanzado suficientemente la suspensión es
acidificada. Preferentemente la suspensión acuosa es acidificada a
un valor de pH comprendido entre 5 y 6. Como ácidos es posible
utilizar ácidos inocuos, tales como ácido láctico, ácido acético o
ácido clorhídrico.
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El objetivo de acidificar la suspensión acuosa
es, entre otros, la desalcalinización de la suspensión. Será
evidente, no obstante, que dicha acción de desalcalinización es
necesaria solamente para material de pieles o cueros que se
obtienen en forma de producto alcalinizado con un pH de 12. Además,
para un pH de valor de 5 a 6, el hinchamiento del colágeno natural
es mínimo, de manera que se facilita su separación.
El colágeno natural puede ser separado de la
suspensión por medio de cribado, flotación, centrifugación,
decantado, y similares. Después de que el colágeno natural ha sido
separado de la suspensión acidificada en forma de fase sólida, esta
fase sólida obtenida es resuspendida en agua para desinfección y
purificación posterior. Si se han efectuado estos tratamientos, el
colágeno nativo es separado nuevamente de la suspensión por medio,
por ejemplo, de cribado, flotación, decantado, centrifugación, y
similares.
De acuerdo con una realización preferente del
procedimiento según la invención, el colágeno natural que es
separado de la suspensión acidificada en forma de fase sólida es
desinfectado, preferentemente con un agente seleccionado entre
peróxido de hidrógeno, hipoclorito de metal alcalino y ozono.
También se pueden utilizar otros métodos de desinfección a
condición de evitar la desnaturalización del colágeno natural.
Durante el tratamiento de desinfección también se inactivarán las
enzimas residuales y se podrán eliminar las trazas de hidrolizado y
de grasas durante la purificación adicional del colágeno natural. El
tratamiento con peróxido de hidrógeno llevará a cabo también la
oxidación de cualesquiera cantidades residuales de metabisulfito de
metal alcalino.
La fase sólida puede ser sometida a otros
procesos conocidos en la técnica tales como la desamidación por
medio de un tratamiento con una mezcla de sulfato sódico/hidróxido
sódico. No obstante, se ha descubierto que con el procedimiento
según la presente invención, la acción combinada de la proteasa y el
elevado valor de pH disminuye también el contenido de nitrógeno en
forma de amida. En algunos casos, por lo tanto, una ventaja
adicional del proceso según la presente invención es que no hay
necesidad de una etapa adicional de desamidación.
La fase sólida de colágeno natural obtenida se
puede convertir en una pasta suave por una serie de etapas de
trituración sucesivas con adición de ácido u otros aditivos. Esta
pasta suave puede ser utilizada, por ejemplo, para formar
envolventes de salchichas por extrusión o para formar envolventes
comestibles alrededor de material comestible en procesos de
coextrusión.
El colágeno natural preparado por un proceso
según la presente invención puede ser añadido a productos de
carne.
Los agentes de unión de agua o agentes de mejora
de la textura para productos de carne pueden consistir por lo menos
parcialmente de colágeno natural preparado por un procedimiento de
acuerdo con la presente invención.
Las envolturas alimenticias, envolturas para
salchichas, productos laminares, fibras o productos conformados
pueden consistir, por lo menos, parcialmente del colágeno natural
preparado por un procedimiento según la presente invención.
En la utilización de colágeno nativo a partir de
piel de cerdo obtenida por un procedimiento según la presente
invención en la fabricación de una envoltura para salchichas por
extrusión o en la fabricación de salchichas por un procedimiento de
coextrusión, es posible obtener una envoltura o piel para las
salchichas con una resistencia a la humedad relativamente baja.
Este problema puede ser solucionado por mezcla de colágeno a partir
de tendones o colágeno natural de otras fuentes. También las
propiedades de retracción después de calentamiento de salchichas
que se consiguen con una envoltura o piel consistente en el colágeno
natural obtenido por un procedimiento según la presente invención,
se pueden mejorar utilizando mezclas de diferentes tipos de colágeno
natural. También la adición de fibras no colágeno, tales como
fibras de celulosa, y la utilización de agentes reticulantes, tales
como glioxal o "humo líquido", pueden conducir a una mejora o
cambio de las características de la envoltura o piel de la
salchicha consistente en colágeno natural obtenido por un
procedimiento según la presente invención.
La presente invención se explicará a
continuación mediante los siguientes ejemplos.
500 Kg de pellejo "separator" (ex Compaxo,
Gouda, Holanda), que es una mezcla de pellejo, grasa y tendones,
fueron triturados en un triturador de carne (Simo, ex Slagelse,
Dinamarca) a un tamaño uniforme de partículas de 2 mm a una
temperatura de 10ºC, en suspensión en 500 litros de agua y se
trituró adicionalmente en un aparato cortador de carne (Stephan
Microcutter, ex. A. Stephan, Hameln, Alemania) hasta un tamaño
fibroso de la masa de 75 micras. La suspensión obtenida fue pasada
a un depósito de agitación en el que se añadió agua hasta un
volumen total de 3000 litros. A continuación, se ajustó la
temperatura a 28-29ºC, después de lo cual apareció
la grasa sobre la superficie de la suspensión. Se retiraron de la
superficie 150 kg de grasa y después de ajustar el pH de la
suspensión a 9 por adición de hidróxido sódico se añadieron 500
gramos de proteasa (Alcalase, ex, Novo Nordisk Bioindustrie,
Bagsvaerd, Dinamarca) y 5 kg de metabisulfito sódico. Por la acción
de la endoproteasa y el metabisulfito sódico los folículos del pelo
y partes del pelo fueron hidrolizadas parcialmente y ablandadas.
También se hidrolizó la proteína del colágeno gelatinizado, pero el
colágeno natural permaneció intacto. Después de 3 horas se ajustó el
pH de la suspensión acuosa alcalina a 5,5 por adición de ácido
clorhídrico y después de ello se separó una fase sólida de colágeno
natural utilizando un decantador (Flottweg GmbH, Vilsbiburg,
Alemania).
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La fase sólida obtenida fue resuspendida en 3000
l de agua y se añadieron 5 Kg de peróxido de hidrógeno al 50% y se
separaron de la superficie otros 20 kg de grasa a una temperatura de
28ºC. A continuación se separaron 250 Kg de fase sólida de colágeno
natural con un contenido de proteína de 23%, utilizando el mismo
decantador.
Los 250 kg de colágeno natural fueron mezclados
con agua hasta un peso total de 1400 kg, se añadieron 3,5 kg de
fibras de celulosa y el pH de la mezcla obtenida fue ajustado a 3,0
por adición de ácido láctico. Después de desaireación y
homogeneización se obtuvo un gel de colágeno suave. Este gel pudo
ser coextrusionado en una línea de coextrusión de salchichas
Stork-Pro-tecon consiguiendo
salchichas con una piel de buena resistencia en húmedo. El gel de
colágeno se mostró también apropiado para la fabricación de
salchichas con una piel de colágeno que pudo ser envasada en vacío
y en gas o que pudo ser esterilizada en las latas.
500 kg de piezas de cuarto delantero
alcalinizadas procedentes de una fábrica de curtición fueron
triturados en un triturador de carne (Simo, ex Slagelse, Dinamarca)
a un tamaño uniforme de partículas de 2-3 mm a una
temperatura de 10ºC y posteriormente se suspendieron en 500 litros
de agua y se trituraron adicionalmente tal como se describe en el
ejemplo 1 hasta conseguir una masa fibrosa con un tamaño de fibras
menor de 75 micras.
La suspensión obtenida fue mezclada con 3000
litros de agua en un depósito con agitación y el pH fue ajustado
aproximadamente a valor 10 añadiendo 5 litros de ácido clorhídrico
al 30%. La temperatura fue ajustada a 25ºC y se añadieron 500
gramos de enzima proteolítica (Esperase, ex. Novo Nordisk
Bioindustrie, Bagsvaerd, Dinamarca) y 5 kg de metabisulfito
sódico.
Por la acción conjunta de la enzima y el
metabisulfito sódico la carne residual fue hidrolizada y
solubilizada. El colágeno natural no fue atacado y permaneció en
suspensión. Después de 4 horas, se añadieron 8 litros de ácido
clorhídrico al 30% para ajustar el pH de la suspensión
aproximadamente a 5,5. Por decantación tal como se describe en el
ejemplo 1, se separó una fase sólida de colágeno natural de la fase
líquida. Esta fase sólida (475 kg) fue resuspendida en 2500 litros
de agua y 10 litros de peróxido de hidrógeno al 50% fueron añadidos
para inactivar la enzima residual. A continuación la fase sólida y
la fase líquida fueron separadas por decantación, tal como se ha
descrito en el ejemplo 1. El rendimiento fue de 450 kg de fibras de
colágeno con un contenido de proteína de 25%. El secado tuvo como
resultado una fibra de colágeno, que en salchichas mostró buena
capacidad de unión de agua y mejora de las características de
textura.
200 kg de fibras de colágeno húmedo obtenidas en
el ejemplo 2 y 3,5 kg de fibras de celulosa fueron suspendidas en
1000 litros de agua, y el pH de la mezcla se ajustó a 4,0 con ácido
láctico. La suspensión fue sometida a molturación, mezclada con
ácido láctico hasta un valor de pH de 3,0, desaireada y
homogeneizada. El gel de colágeno resultante fue coextrusionado en
una línea de coextrusión de salchichas
Stork-Protecon consiguiendo salchichas con una piel
de colágeno con una buena resistencia en húmedo. El gel de colágeno
fue también apropiado como envolvente de salchichas para salchichas
envasadas al vacío y para salchichas a envasar en latas.
Claims (3)
1. Procedimiento para la recuperación de
colágeno natural a partir de piel o pellejos de animales con o sin
carne, caracterizado por:
- a)
- trituración de la piel o pellejo a un tamaño de partículas inferior a 1 mm, preferentemente inferior a 80 micras, preferentemente de forma parcial en suspensión acuosa,
- b)
- ajustar el pH de la suspensión acuosa a un valor de 8 a 12, preferentemente de 9 a 11,
- c)
- añadir a la suspensión alcalina acuosa una proteasa, preferentemente una endoproteasa o una endopeptidasa, que no degrade el colágeno nativo,
- d)
- acidificar la suspensión alcalina acuosa, preferentemente a un valor de pH de 5 a 6,
- e)
- separar el colágeno nativo como fase sólida,
- f)
- resuspender la fase sólida obtenida en agua para desinfección y purificación adicional,
- g)
- desinfectar y purificar adicionalmente la suspensión acuosa de colágeno nativo,
- h)
- separar el colágeno natural desinfectado y purificado en forma de fase sólida,
manteniendo la temperatura durante
el proceso por debajo de 35ºC preferentemente entre 23ºC y
30ºC.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en
el que la piel del animal es seleccionada entre el grupo que
consiste en pellejo bovino, piel de cerdo, residuos de pellejos
bovinos de reducido valor procedentes de la industria de los
cueros, y pellejos bovinos en forma de partes del cuarto delantero,
vientre y/o diferentes recortes.
3. Procedimiento, según la reivindicación 1 y 2,
en el que en las etapas b) y c) se añade metabisulfito de un metal
alcalino a la suspensión acuosa.
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| EP01202484A EP1270672B1 (en) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | Process for recovering native collagen |
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| ES (1) | ES2298190T3 (es) |
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