Способ получения белкового гидролизата из мясного и мясокостного сырья убойных животных

 

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способам получения белковых гидролизатов, может быть использовано в пищевой, медицинской и других отраслях промышленности. Измельченное мясное и мясокостное сырье гомогенизируют с водой и обезжиривают. Ферментативный гидролиз ведут комплексом протеолитических ферментов, полученным из поджелудочной железы убойных животных, и протосубтилином Г20x. В качестве сырья дополнительно используют рогокопытную муку, а полученную после обезжиривания жировую фракцию подвергают ферментации. Биомассу смешивают с мясокостным бульоном и кровью убойных животных в равных соотношениях, выдерживают в течение 20-24 час при температуре 45-50^oC. Рогокопытную муку подвергают кислотному гидролизу с твердой фракцией в течение 5-6 час при температуре 110-120^oC с последующим охлаждением и высушиванием. Ферментацию жировой фракции проводят бактериальной культурой дрожжей Candida tropicalis штамм ВСБ-28 в присутствии минеральных солей и при температуре 37-40^oC в течение 6-8 часов при непрерывной аэрации. Способ позволяет увеличить степень конверсии белка и использовать в процессе все отходы мясной промышленности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способам получения белковых гидролизатов из мясного, мясокостного и костного сырья убойных животных, и может быть использовано в пищевой, медицинской, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известны многочисленные методы гидролиза белков с помощью химических и биохимических методов с целью получения смесей аминокислот и пептидов, предназначенных для различных целей, включая медицину и пищевую промышленность [В.И.Ивашов, А.Д.Неклюдов, Н.В.Федорова, Р.А.Хромова. Получение и применение белковых гидролизатов. М., АгроНИИТЭИ, 1991, 42 с.].

При этом для получения гидролизатов с полноценным аминокислотным составом наиболее редко используются отходы мясоперерабатывающей промышленности в связи с низким качеством белка, входящего в их состав, трудностью проведения процесса, позволяющего сохранять все незаменимые аминокислоты, находящиеся в исходном сырье, а также малым выходом получаемых гидролизатов.

Наиболее близким решением поставленной задачи является способ получения белкового гидролизата из мясного и мясокостного сырья убойных животных, предусматривающий измельчение сырья, гомогенизацию с водой, обезжиривание, ферментативный гидролиз комплексом протеолитических ферментов с активностью 6000-9000 ПЕ/г, полученного из поджелудочной железы убойных животных в количестве от 3 до 5% от массы, и протосубтилином Г20х в количестве от 1 до 2% при температуре 40-45^oC и pH 6,5-7,8 и сушку (см. патент РФ 2112397, A 23 J 1/10, A 23 J 3/00, 1998).

Недостатком данного способа является низкая конверсия белка (до 50%), низкий выход смеси аминокислот и пептидов, образование значительного количества неиспользованного технического жира (до 25-30% от веса загруженного мясокостного сырья). Предлагаемый способ позволяет избежать этих недостатков и получить гидролизаты из отходов мясоперерабатывающей промышленности с высоким выходом и аминокислотным составом, отвечающие требованиям ФАО/ВОЗ.

Способ осуществляется следующим образом.

Мясное и мясокостное сырье убойных животных измельчают, например, на мясорубке до получения однородной массы, к которой добавляют при перемешивании дистиллированную воду. Полученный гомогенизат обезжиривают, отделяют жировую фракцию с последующей ферментацией и твердую фракцию. Затем биомассу смешивают с бульоном и кровью убойных животных в равных соотношениях и выдерживают в течение 20-24 час при температуре 45-50^oC. Далее проводят ферментативный гидролиз. В качестве ферментов для проведения гидролиза используют комплекс протеолитических ферментов, полученный из поджелудочной железы, и протосубтилин Г20х. Комплекс имеет активность от 6000 до 9000 ПЕ/г. Последний вносят в количестве от 3 до 5% от массы. Гидролиз ведут при температуре 40-45^oC в течение 3-х часов, а затем смесь охлаждают и добавляют протосубтилин Г20х в количестве от 1 до 2% от массы. Ферментативный гидролиз ведут при pH 6,5-7,8. Степень конверсии составляет 75-80% от белка, содержащегося в сырье. Затем гидролизат центрифугируют с отделением твердой фракции и высушивают.

Исходную рогокопытную муку подвергают кислотному гидролизу с твердой фракцией, полученной после обезжиривания и ферментативного гидролиза, в течение 5-6 часов при температуре 110-120^oC с последующим охлаждением и высушиванием. В качестве кислоты используют серную или соляную кислоту. Степень конверсии составляет 85% от белка, содержащегося в реакционной массе.

Кроме того, ферментацию жировой фракции проводят бактериальной культурой дрожжей Candida tropicalis штамм ВСБ-28 и в присутствии минеральный солей, при температуре 37-40^oC в течение 6-8 часов при непрерывной аэрации. В качестве минеральных солей используют соли: (NH₄)₂SO₄, KH₂PO₄, KCl, MgSO₄, FeSO₄, MnSO₄, ZnSO₄, которые вносят в дистиллированную воду (см. схему, приведенную на чертеже).

Полученный гидролизат имеет аминокислотный состав, представленный в таблице, из которой видно, что он близок к аминокислотному составу, рекомендованному ФАО/ВОЗ.

Применение гидролизата для пищевых целей и в медицине позволяет: - увеличивать мышечную массу тела; - повышать физическую, умственную работоспособность и устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям факторов внешней среды; - обеспечивать быстрое всасывание аминокислот, входящих в состав гидролизата, в кровь и повышать сопротивление организма к высоким физическим нагрузкам; - нормализовать водно-солевой и белково-витаминный обмен; - улучшать деятельность сердечно-сосудистой, нервной, дыхательной, пищеварительной и мочевыделительной систем; - увеличивать уровень гемоглобина в крови; - снижать токсичность и вредные побочные эффекты лекарственных препаратов; - ускорять процессы репарации; - замедлять процессы старения и увядания организма;
- выводить из организма радионуклиды;
- обогащать вкусовую гамму продуктов питания;
- использовать при слабом и несбалансированном питании и при воздействии радиации как в зонах, пострадавших от аварий АЭС, так и в нормальном режиме работы АЭС для лечебно-гигиенической профилактики персонала;
- применять для лечения железодефицитной анемии;
- использовать при ослаблении половой потенции у мужчин;
- применять для лечебно-профилактического питания детей в яслях, детских садах и школах для усиления сопротивляемости к респираторным заболеваниям;
- применять для лечебно-профилактического питания персонала химической, металлургической и угольной промышленности, а также в качестве диеты для моряков-подводников, летчиков стратегической авиации, космонавтов;
- применять для достижения высоких спортивных показателей;
- использовать для усиления лечебного эффекта и облегчения реабилитации в послеоперационный период.

Данный способ получения гидролизата имеет мягкие условия ведения процесса, наиболее полное сохранение биологической ценности гидролизуемого белкового сырья, отсутствие заметной рацемизации и деструкции, а также образования в результате гидролиза гуминовых соединений, летучих аминов, карбонильных соединений, которые обладают нежелательной биологической активностью и ухудшают качество гидролизата.

Пример 1. 1 кг измельченного на мясорубке фарша мясокостного сырья, содержащего 25% белка и 55% кости, смешивают с 2 л дистиллированной воды, после гомогенизации проводят обезжиривание с получением жировой фракции, мясокостного бульона и твердой фракции. Жировую фракцию отделяют путем центрифугирования с последующей ферментацией. Ферментацию проводят бактериальной культурой дрожжей Candida tropicalis штамм ВСБ-28 в присутствии минеральных солей. Для этого в 1,5 л дистиллированной воды добавляют следующие минеральные соли в количестве, г/г ферментируемого жира: (NH₄)₂SO₄ 0,07; KH₂PO₄ 0,016; KCl 0,01; MgSO₄ 0,05; FeSO₄ 0,0012; MnSO₄ 0,0014; ZnSO₄ 0,0012. Ферментацию проводят при температуре 40^oC в течение 6 часов при непрерывной аэрации. Полученную биомассу смешивают с мясокостным бульоном и кровью убойных животных в равных соотношениях и выдерживают в течение 20 часов при температуре 50^oC. Затем проводят ферментативный гидролиз, для чего смесь нагревают до 40^oC и при pH 6,5 вносят 50 г (5%) комплекса протеолитических ферментов, который предварительно готовят из поджелудочной железы крупного рогатого скота. Поджелудочную железу дефростируют, измельчают до получения однородного фарша. К полученному фаршу добавляют воду в количестве 50% от массы и добавляют 96^o этиловый спирт. Затем суспензию подвергают замораживанию и нагреванию с выдерживанием при равном промежутке времени при температуре после замораживания -10^oC и нагревания +40^oC. Полученный комплекс имеет активность 7000 ПЕ/г. Гидролиз ведут в течение 3-х часов. Затем вносят в реактор, где проходит ферментативный гидролиз, протосубтилин Г20х в количестве 10 г (1%) от массы сырья и продолжают гидролиз при температуре 40^oC в течение 3-х часов. Далее смесь нагревают до 95^oC, охлаждают, центрифугируют с отделением твердой фракции и направляют на сушку.

Выход смеси аминокислот и пептидов составляет 188 г, т.е. 75% конверсии белка, содержащегося в сырье.

Исходную рогокопытную муку подвергают кислотному гидролизу с твердой фракцией, полученной после обезжиривания и ферментативного гидролиза, в течение 6 часов при температуре 110^oC с последующим охлаждением и высушиванием. В качестве кислоты используют серную кислоту. Степень конверсии составляет 85% от белка, содержащегося в сырье.

Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что ферментацию жировой фракции проводят при температуре 37^oC в течение 8 часов. Биомассу смешивают с мясокостным бульоном и кровью убойных животных и выдерживают в течение 24 часов при температуре 45^oC. Кислотный гидролиз рогокопытной муки и твердой фракции, полученной после обезжиривания и ферментативного гидролиза, ведут в течение 5 часов при температуре 120^oC.

Степень конверсии составляет 80% от белка, содержащегося в реакционной смеси.

Формула изобретения

1. Способ получения белкового гидролизата из мясного и мясокостного сырья убойных животных, предусматривающий измельчение сырья, гомогенизацию с водой, обезжиривание, ферментативный гидролиз комплексом протеолитических ферментов, полученным из поджелудочной железы убойных животных, и протосубтилином Г20х и сушку, отличающийся тем, что в качестве сырья дополнительно используют рогокопытную муку, полученную после обезжиривания жировую фракцию подвергают ферментации, а биомассу смешивают с бульоном и кровью убойных животных в равных соотношениях, выдерживают в течение 20-24 ч при температуре 45-50^oC, при этом исходную рогокопытную муку подвергают кислотному гидролизу с твердой фракцией, полученной после обезжиривания и ферментативного гидролиза, в течение 5-6 ч при температуре 110-120^oC с последующим охлаждением и высушиванием.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ферментацию жировой фракции проводят бактериальной культурой дрожжей Candida tropicalis штамм ВСБ-28 в присутствии минеральных солей и при температуре 37-40^oC в течение 6-8 ч при непрерывной аэрации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2