Способ получения протеолитического ферментного препарата из внутренних органов рыб

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к получению ферментного препарата, и может быть использовано в производстве пищевых продуктов из слабосозревающих объектов промысла Волго-Каспийского района. Способ предусматривает измельчение сырья. Измельченное сырье подвергают автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 при pH 6,2±0,2 в течение 1-5 часов. После проведения автолиза жидкий автолизат, содержащий протеолитические ферменты, отделяют центрифугированием и подвергают очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин. Полученный в результате очистки жидкий ферментный препарат высушивают при температуре 150-180°С в течение 5-8 с. Изобретение позволяет повысить выход протеолитического препарата и повысить его активность. 1 табл.

 

Изобретение относится к рыбной промышленности и предназначено для производства протеолитического ферментного препарата, используемого для производства пищевой продукции из слабосозревающих объектов промысла Волго-Каспийского бассейна.

Известен способ получения ферментного препарата «Океан» из внутренностей скумбрии, ставриды и сардинеллы, в основу которого положено использование эффекта активации ферментов при частичном гидролизе ферментсодержащего сырья с максимальным выходом раствора пептидгидролаз. В качестве сырья использовали внутренние органы названных рыб целиком, но при условии, что масса ожирков и гонад не превышала 20% от массы внутренностей. Консервировали сырье добавлением поваренной соли в количестве 10% к массе сырья [см. Голенкова В.В., Некрасова Г.Т. Технология ферментного препарата «Океан» и его модификации // Сб.научн.тр. АтлантНИРО. Прогрессивная технология производства пресервов, соленой и копченой рыбопродукции, 1988, с.67-90].

Основным существенным недостатком такой технологии является консервирование сырья поваренной солью в количестве 10% к массе сырья, что значительно снижает активность протеолитических ферментов, имеющих белковую природу.

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения (прототипом) заявитель считает способ, включающий измельчение внутренних органов свежих или мороженых рыб океанического промысла (сельди иваси, сельди тихоокеанской, лососевых, скумбрии, мойвы, терпуга и других созревающих рыб), консервирование их хлористым натрием в количестве 6-8% к массе сырья, выдерживании гидролизуемой массы при естественном физиологическом значении pH при температуре 0-25°С в течение 2-3 часов и отделение жидкой фракции фермента центрифугированием. В условиях предлагаемой технологии сохраняется активность жидкого ферментного препарата в щелочной, нейтральной и кислой зонах pH. В результате проведенных исследований был получен ферментный препарат с повышенной протеолитической активностью за счет расширения pH-диапазона его действия [см. А.С. 1339917, СССР, 1985].

Данный способ осуществляет гидролиз внутренностей для выделения ферментного препарата без воды, что снижает выход ферментного препарата, не проводит очистку жидкого ферментного препарата от примесей, содержащихся в жидкой части и снижающих активность полученных протеолитических ферментов, а также его высушивания, что увеличивает затраты на расфасовку и упаковку препарата, его транспортировку и хранение.

Предлагаемый способ решает задачу - создание способа получения протеолитического ферментного препарата из внутренних органов частиковых и прудовых рыб, имеющих в настоящее время промысловое значение в Волго-Каспийском бассейне, и использование его для получения новых видов пищевой продукции из слабосозревающих рыб Волго-Каспийского бассейна.

Технический результат - увеличение выхода ферментного препарата и повышение его активности в зависимости от продолжительности процесса автолиза и продолжительности процесса сушки.

Он достигается тем, что внутренние органы рыб Волго-Каспийского бассейна подвергают автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С, повышающим выход ферментного препарата, являющейся оптимальной для действия протеолитических ферментов сырья, и естественном физиологическом значении pH 6,2±0,2, активизирующем все группы протеолитических ферментов внутренних органов, затем отделяют жидкий автолизат, содержащий протеолитические ферменты, центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000-3500 оборотов в минуту, являющихся оптимальными для максимального выхода жидкого ферментного препарата, далее жидкий автолизат подвергают очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, приводящей к максимальному извлечению примесей и, как следствие, повышающей активность протеолитического препарата, и высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 сек, позволяющему осуществить быстрое испарение влаги распыленного жидкого ферментного препарата в высокотемпературной среде и сохранить активность сухого протеолитического ферментного препарата.

При сравнении с прототипом обнаружено, что предлагаемые режимы получения ферментного препарата повышают ферментативную активность препарата, указанную в прототипе, с 2,8 при pH 6,0-7,0, а в предлагаемом способе до 3,3, при естественном физиологическом значении pH 6,2±0,2 увеличивают выход ферментного препарата с 47% (указанный в прототипе), а в предлагаемом способе до 56,3% из внутренних органов толстолобика, до 52,7% из внутренних органов белого амура и до 59,3% из внутренних органов леща.

Определение протеолитической активности (ПА) ферментного препарата проводилось модифицированным методом Ансона, в качестве субстрата, подвергаемого расщеплению полученным ферментным препаратом, использовался казеинат натрия.

Эффективность процесса автолиза оценивалась по количеству гидролизованного белка (глубине гидролиза), выраженному в процентах, и рассчитывалась по следующей формуле:

где N_AAo - аминный азот в начале ферментативной реакции, мг/100 г;

N_AA - аминный азот в конце ферментативной реакции, мг/100 г;

N_общ - общий азот смеси, мг/100 г;

Z - количество гидролизованного белка, %.

Изложенные выше существенные признаки в совокупности новы и совместно с изложенными признаками обеспечивают реализацию поставленной задачи.

Из приведенных выше доводов можно сделать правомерный вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Совокупность представляемых в техническом решении признаков обеспечивает неоднократную реализацию поставленной изобретением задачу. Другими словами заявляемое техническое решение может быть реализовано многократно. Таким образом, правомерно можно заключить - техническое решение соответствует критерию «промышленная применяемость».

Предлагаемое техническое решение прошло экспериментальную проверку.

Примеры осуществления способа:

Пример 1. 1 кг внутренних органов толстолобика после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 1 часа при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов толстолобика протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,32; выход ФП (ферментного препарата), % - 42,5 (см. табл.1).

Пример 2. 1 кг внутренних органов толстолобика после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1: 0,5 и температуре 40°С в течение 2 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов толстолобика протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,48; выход ФП (ферментного препарата), % - 47,8.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примеру 1, но отличается повышенной ПА и выходом ФП (см. табл.1).

Пример 3. 1 кг внутренних органов толстолобика после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 3 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов толстолобика протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,53; выход ФП (ферментного препарата), % - 53,2.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примеру 1, 2, но отличается повышенной ПА и выходом ФП (см.табл.1).

Пример 4. 1 кг внутренних органов толстолобика после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 4 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов толстолобика протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,78; выход ФП (ферментного препарата), % - 55,8.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примерам 1, 2 и 3, но отличается повышенной ПА и выходом ФП (см. табл.1).

Пример 5. 1 кг внутренних органов толстолобика после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 5 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов толстолобика протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,79; выход ФП (ферментного препарата), % - 56,3.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примерам 1, 2, 3 и 4, но ПА и выход ФП практически остается без изменений (см. табл.1).

Пример 6. 1 кг внутренних органов белого амура после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 1 часа при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов белого амура протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,25; выход ФП (ферментного препарата), % - 39,8 (см. табл.1).

Пример 7. 1 кг внутренних органов белого амура после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 2 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов белого амура протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,39; выход ФП (ферментного препарата), % - 41,7.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примеру 6, но отличается повышенной ПА и выходом ФП (см. табл.1).

Пример 8. 1 кг внутренних органов белого амура после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 3 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов белого амура протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,45; выход ФП (ферментного препарата), % - 46,7.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примерам 6, 7, но отличается повышенной ПА и выходом ФП (см. табл.1).

Пример 9. 1 кг внутренних органов белого амура после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 4 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов белого амура протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,59; выход ФП (ферментного препарата), % - 50,9.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примерам 6, 7, 8, но отличается повышенной ПА и выходом ФП (см. табл.1).

Пример 10. 1 кг внутренних органов белого амура после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 5 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов белого амура протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-60 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,68; выход ФП (ферментного препарата), % - 52,7.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примерам 6, 7, 8, 9, но ПА и выход ФП практически остается без изменений (см. табл.1).

Пример 11. 1 кг внутренних органов леща после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 1 часа при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов белого амура протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,42; выход ФП (ферментного препарата), % - 45,5 (см. табл.1).

Пример 12. 1 кг внутренних органов леща после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 2 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов белого амура протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,54; выход ФП (ферментного препарата), % - 49,8.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примеру 11, но отличается повышенной ПА и выходом ФП (см. табл.1).

Пример 13. 1 кг внутренних органов леща после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 3 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов белого амура протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,65; выход ФП (ферментного препарата), % - 58,2.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примерам 11, 12, но отличается повышенной ПА и выходом ФП (см. табл.1).

Пример 14. 1 кг внутренних органов леща после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1: 0,5 и температуре 40°С в течение 4 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов белого амура протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,78; выход ФП (ферментного препарата), % - 59,2.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примерам 11, 12, 13, но отличается повышенной ПА и выходом ФП (см. табл.1).

Пример 15. 1 кг внутренних органов леща после мойки проточной водой измельчали и подвергали автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 и температуре 40°С в течение 5 часов при естественном pH, равном 6,2±0,2, затем отделяли непроферментированный остаток центрифугированием в течение 20-30 минут при частоте вращения ротора центрифуги 3000 оборотов в минуту. Надосадочную жидкость, содержащую экстрагированные из внутренних органов белого амура протеолитические ферменты, подвергали очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин, очищенный ферментный препарат подвергали высушиванию при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.

Характеристика продукта: раствор прозрачный, цвет коричневый, запах рыбный, без порочащих признаков, протеолитическая активность (ПА), ед./г - 2,79; выход ФП (ферментного препарата), % - 59,3.

По своим свойствам препарат идентичен продукту, полученному по примерам 11,12,13,14, но ПА и выход ФП практически остается без изменений (см. табл.1).

Проведение процесса извлечения протеолитических ферментов из внутренних органов при температуре, являющейся оптимальной для их деятельности, при естественном физиологическом значении pH позволяет сократить количество используемых реагентов и в совокупности с предлагаемыми изменениями обеспечивает более полное извлечение протеолитических ферментов сырья с требуемой протеолитической активностью и сохраняющих активность в сухом виде. Предлагаемая технология позволяет получить ферментный препарат из сырья, ранее не применяемого для этих целей, что позволяет расширить область его применения. Переработка отходов рыбной промышленности с использованием технологии глубокой переработки сырья позволяет значительно снизить стоимость продукции, производимой с использованием протеолитического ферментного препарата.

ТАБЛИЦА 1
Показатели процесса	Продолжительность процесса гидролиза, час
	Толстолобик	Белый амур	Лещ
0	1	2	3	4	5	0	1	2	3	4	5	0	1	2	3	4	5
Глубина гидролиза, %	5,4	8,9	9,4	12,3	14,5	14,6	5,2	7,7	8,5	11,4	13,0	13,4	5,8	9,9	11,4	14,5	17,5	17,9
ФС, ед./г	2,26	2,32	2,48	2,53	2,78	2,79	2,1	2,25	2,39	2,45	2,59	2,68	2,29	2,42	2,54	2,65	2,78	2,79
Выход ФП, %	38,2	42,5	47,8	53,2	55,8	56,3	33,4	39,8	41,7	46,7	50,9	52,7	39,2	45,5	49,8	58,2	59,2	59,3

Способ получения протеолитического ферментного препарата из внутренних органов рыб, предусматривающий измельчение сырья, проведение автолиза смеси, центрифугирование жидкого ферментного препарата, отличающийся тем, что автолиз проводят при гидромодуле 1:0,5, pH 6,2±0,2 в течение 1-5 ч, затем осуществляют операцию очистки жидкой части автолизата изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин и проводят высушивание жидкого протеолитического ферментного препарата при температуре 150-180°С в течение 5-8 с.