Способ получения гидролизата белоксодержащего сырья и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к биотехнологии и касается способа получения гидролизата белоксодержащего сырья (биомассы дрожжей, рыбокостной муки, биомассы калифорнийских червей) кислотным гидролизом и устройства для его осуществления. Цель изобретения - ускорение процесса гидролиза и обеспечение возможности регулирования степени расщепления белка. Водную суспензию сырья нагревают до

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ "

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4708126/13 ,(22) 21,06.89 (46) 07.12.91. Бюл. N. 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии . (72) А.А. Мялкин, B.Ñ. Муратов, В.M. Кротенков и И.П, Уваров (53) 663.18:577.122.2 (088.8) (56) Практическая химия белка. — M.: Мир, 1989, с. 249 — 252 (пер. с англ.).

Авторское свидетельство СССР

N. 523138, кл. С 13 К 1/02, 1974.

„„ Ж„„1695868 А1 (я)э А 23 J 1/18; С 09 Н 1/00 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЛИЗАТА

БЕЛОКСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к биотехнологии и касается способа получения гидролиэата белоксодержащего сырья (биомассы дрожжей, рыбокостной муки, биомассы калифорнийских червей) кислотным гидролизом и устройства для его осуществления.

Цель изобретения — ускорение процесса гидролиза и обеспечение воэможности регулирования степени расщепления белка, Водную суспензию сырья нагревают до

1695868

100-250 С в течение 1,2-1,5 мин, затем смешивают с концентрированной, кислотой и выдерживают при указанной температуре

2,5-3,5 мин ..Реакционную смесь нейтрализуют щелочью и охлаждают. Гидролиэ происходит в корпусе 1 путем нагрева среды электродами 8 в камере 7 и подачей кислоты

Изобретение относится к области биотехнологии и касается способа получения гидролизата белоксодержащего сырья (биомассы дрожжей, рыбокостной муки, биомассы калифорнийских червей) кислотным гидролизом и устройства для его осуществления.

Цель изобретения — ускорение процесса гидролиза и обеспечение возможности регулирования степени расщепления белка.

Способ получения гидролизата белоксодержащего сырья осуществляют следующим образом.

Готовят суспензию сырья в воде, нагревают ее до 100-200ОС в течение 1,2-1,5 мин, смешивают с концентрированной кислотой и выдерживают реакционную смесь для проведения гидролиза при указанной температуре в течение 2,5-3,5 мин. Затем реакционную смесь нейтрализуют подачей щелочи и охлаждают, Предварительное нагревэние суспензии сырья ускоряет процесс протекания кислотного гидролиза, а разделение зон нагрева и ввода кислоты и щелочи позволяет четко выделить момент начала и окончания гидролиза, предотвратить деструкцию аминокислот и обеспечивает возможность регулирования степени расщепления белка.

Зависимость выхода аминокислот от температуры предварительного нагрева суспензии сырья приведена в таблице.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа, продольный разрез: на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 — разрез Б — Б на фиг.1, Устройство для осуществления способа содержит вертикальный корпус 1 с патрубком 2 для ввода водной суспенэии сырья, патрубком 3 для кислоты, патрубком 4 для щелочи и патрубком 5 для вывода гидролизэта. Корпус 1 состоит.из ряда отдельных секций 6. B нижней части корпуса 1 имеется камера 7 для нагрева суспензии с электродами 8..Внутренняя стенка камеры T выполнена в виде двух усеченных конусов 9, обращенных меньшими основаниями один к другому, с образованием между ними канала 10 для прохода суспенэии и подвода в канал 10 через патрубок 3. Гидролизуемая среда далее нейтрализуется в камере 11 щелочью. подаваемой через патрубок 4, и выводится из корпуса через патрубок 5. Наряду с ускорением гидролиза устройство также обеспечивает глубину гидролиза до

85 /, 2 с.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл. кислоты. 8 верхней части корпуса 1 размещена камера 11, выполненная аналогично камере 7, снабженная патрубком 4 для под.вода щелочи. Кроме того, устройство снаб5 жено доэировочными насосами 12-14 для подачи щелочи, кислоты и суспензии, соответственно подключенными к патрубкам 4,3 и 2. На выходе из патрубка 5 установлен теплообменник 15 для охлаждения гидроли10 эата и дроссель 16 для.поддержания заданного давления, Устройство работает следующим образом.

Для гидролиза белка готовят суспензию

15 сырья в воде, Приготовленную суспензию подают в камеру 7 нагрева суспензии, Нагрев суспензии осуществляется с помощью электродов 8 из титанового сплава. Изменяя подаваемую мощность в зону нагрева, 20 можно регулировать скорость нагрева так, чтобы при любой скорости протока, суспензия успевала нагреться до заданной температуры. Быстрота и практически полная безынерционность такого способа нагрева

25 обеспечивает высокую производительность в целом и позволяет в зависимости от целей гидролиза регулировать глубину гидролиза.

Далее реакционная смесь с заданной температурой (100...250 С) подается на сме30 шение нагретой суспензии с кислотой в заданных соотношениях в канале 10, Подачу кислоты и ее дозирование осуществляют с помощью насоса 13. Необходимая глубина гидролиза достигается временем выдержки

35 реакционной смеси в секциях 6 корпуса 1 для выдержки, объем которых рассчитывается исходя из необходимой длительности выдерживания. Изменение объема конструктивно достигается изменением количе40 ства секций 6. По окончании заполнения эоны выдерживания реакционная смесь попадает в зону смешения с щелочью в камеру

11. B эту зону насосом 12 дозировано по предварительному расчету или по датчику

45 рН (на выходе продукта из корпуса 1 устройства) подается 407-ный раствор щелочи

Na0H для нейтрализации кислоты и прекращения гидролиза. Нейтрализованный гидролизат поступает в теплообменник 15, где

1695868

40.45 охлаждается до необходимой температуры (30...60 С). а отработанный теплоноситель используется для предварительного нагрева реакционной смеси перед подачей ее в устройство.

Для поддержания необходимого давления в устройстве и удаления гидролизата из него используется дроссель 16.

Процесс гидролиэа осуществляется непрерывно по определенной программе, обеспечивающей получение гидролизата с определенной глубиной расщепления белка (от 40 до 85%), Таким образом, предлагаемые способ и устройство для его осуществления обеспечивают глубокий гидролиэ белоксодержащего сырья при ускорении процесса гидролиза, что приводит в конечном итоге к повышению производительности.

Кроме того, предлагаемый способ гидролиэа белоксодержащего сырья и устройство для его осуществления позволяют проводить высокотемпературный непрерывный кислотный гидролиз белоксодержащего сырья. введение кислоты после нагрева с последующей нейтрализацией позволяет локализовать зону гидролиза в сравнительно малом объеме, что в свою очередь исключает недостатки, связанные с коррозионной стойкостью материалов, применяемых в гидролизном производстве.

Пример 1. Получение " гидролизата БВК с глубиной гидролиэа 60%.

Готовят всдную суспена ю БВК(12,5%). Суспезию насосом 12 гюдают в зону нагрева в камеру 7 устройства непрерывного гидролиэа .

Скорость подачи суспензии 10 л/ч. Напряжение на электродах 80 В. Сила тока

5...10 А. Температура нагрева 190ОC. Длительность нагрева 1,2 мин. Температуру секции 9 регистрируют и контролируют с помощью термопары. Поддержание температуры при заданном расходе осуществляют с помощью автоматического устройства, изменяющего силу тока на электродах. После достижения заданной температуры, автоматически включается насос 12, который подает в зону смешения серную кислоту в количестве 12 -0,5% по отношению к белковой суспензии. Длительность выдержки 2,5 мин, после чего включается насос 12 и гидролиз прекращается подачей 40%-ного

NaOH до значения рН 5,5.

Нейтрализованный гидролизат охлаждают в теплообменнике и он поступает через дроссельное устройство в приемник гидролизата. При этом гидролизат имеет следующие основные биохимические характеристики: аминный азот 850+50 мг%; содержание пептидов в гидролиэате в

20 пересчете на аминный азот 30% от исходного; содержание аспарагиновой кислоты 1,5 мг/мл, глутаминовой кислоты. 4,3 мг/мл; цветность 50000ОС.

Пример 2. Получение гидролиэата

БВК с глубиной гидролиза 85%.

Готовят водную суспензию БВК(12,5%), Суспензию насосом подают в зону нагрева установки непрерывного гидролиэа. Скорость подачи суспенэии 30 л/ч. Напряжение на электродах 80 B. Сила тока 10...15 А.

Длительность нагрева до Т = 205 С 1,5 мин.

По достижении заданной температуры автоматически включается насос-дозатор, который подает в зону смешения серную кислоту в количестве по отношению к белковой сусйензии 121 0,5%. Длительность выдержки 3,5 мин, что соответствует объему выдерживателя — 2,5 л. Далее процесс ведут аналогично примеру 1, Полученный гидролизат имеет следующие основные биохимические характеристи ки: амин н ый азот 950+- 50 м г%; содержание пептидов 10...15% от исходного (по аминному азоту); содержание аспараги новой кислоты 1,9...2,0 мг/мл, глутаминовой — 4,8 мг/мл. Цветность—

70000О.

Пример 3. Получение гидролизата рыбокостной муки с глубиной гидролиэа

85%

Все подготовительные и основные операции, а также режимы гидролиза соответствуют указанным в примере 2, Полученный гидролизат имеет следующие биохимические характеристики: аминный азот 970+50 мг/мл; содержание аспарагиновой кислоты

1,8 мг/мл, глутаминовой кислоты — 2,4. мгlмл; цветность — 27200О, PB — 0,63%.

Пример 4. Получение гидролиэата биомассы калифорнийских червей с глубиной гидролиза 80%.

Для гидролиза используют биомассу червей влажностью 60%. Все подготовительные и основные операции, а также режимы гидролиза соответствуют указанным в примере 2.

Полученный гидролиэат имеет следующие основные биохимические характеристики: аминный азот 750 30 мг цветность 10000; содержание глутаминовой кислоты 8 мг/мл, аспарагиновой — 3,9 мг/мл; PB — 0,7 .

Формула изобретен ия

1. Способ получения гидролиэата белоксодержащего сырья, включающий приготовление водной суспензии белоксодержащего сырья, смешение ее с концентрированной

1695868 кислотой и проведение кислотного гидролиэа при нагревании реакционной смеси с последующей ее нейтрализацией и

Охлаждением, отличающий ся тем, Что, с целью ускорения процесса гидролиза и обеспечения возможности регулирования степени расщепления белка, суспензию белоксодержащего сырья перед смешением фе с концентрированной кислотой нагревают до 100 — 250 С в течение 0,5-10 мин, а после смешения проводят кратковременный кислотный гидролиэ при указанной температуре.

2. Устройство для получения гидролизата белоксодержащего сырья, содержащее вертикальный корпус с патрубками для подвода суспензии сырья, кислоты, щелочи и

5 патрубком для отвода гидролизата, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса гидролиза, в нижней части корпуса размещена камера с электродами для нагрева среды, внутренняя стенка которой

10 выполнена в виде двух усеченных конусов, обращенных меньшими основаниями один к другому с образованием между ними канала для прохода суспензии и подвода кислоты, 1695868

Составитель Д.Голева

Техред М. Моргентал

Корректор Л Бескид

Редактор Е.Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Ф .

Заказ 4246 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5