Способ получения гидролизата из калифорнийских червей

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано как биологически активная составная часть пищевых добавок и питательных сред для культивирования микроорганизмов. Способ предусматривает смешивание биомассы червей с водопроводной водой в соотношении 1:2 соответственно с последующим кипячением в течение 8-10 мин. Биомассу червей отделяют от бульона и измельчают на гомогенизаторе с получением фарша. Охлаждают бульон до температуры 45-50°С и подщелачивают Na₂CO₃ до рН 8,2 по фенолфталеину. Смешивают фарш калифорнийских червей с бульоном и добавляют поджелудочную железу крупного рогатого скота в количестве 40-150 г/л. К общему объему добавляют 2% хлороформа и выдерживают в течение 14 суток при 37°С. Встряхивают в течение первых суток через каждые 15 мин в течение 5 мин, а в последующие дни - через каждые 2 часа по 5 мин. Фильтруют и добавляют в фильтрат 2% хлороформа. Изобретение позволяет повысить качество гидролизата и упростить процесса его производства. 2 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам получения гидролизата из калифорнийских червей, и может быть использовано как биологически активная составная часть пищевых добавок и питательных сред для культивирования микроорганизмов.

Уровень техники

Известен способ получения ферментативного гидролизата, включающий обработку белоксодержащего сырья, разведенного водой медицинским панкреатином или нативной поджелудочной железой свиньи, в щелочной зоне рН 7,6-7,8 в присутствии хлороформа при 37-38°С в течение 6-7 суток, прогревание при 90°С в течение 5-10 мин, последующее осаждение высокомолекулярных соединений в изоэлектрической точке белка, фильтрование целевого продукта и его высушивание, при этом в качестве белоксодержащего сырья используют обезжиренную, обезвоженную мозговую ткань крупного рогатого скота, фермент растворяют в воде в соотношении 1:25 и перед осаждением высокомолекулярных соединений проводят обработку гидролизата 20-22%-ным раствором хлористого кальция в течение 5-10 мин (см. пат. RU №2020153, МПК C12N 5/00, С12Р 21/06, опубл. 30.09.1994 г.).

Недостатком данного способа является сложность технологического процесса, высокая себестоимость конечного продукта.

Известен способ получения белкового гидролизата из мясного и мясокостного сырья убойных животных, заключающийся в том, что измельченное мясное и мясокостное сырье гомогенизируют с водой и обезжиривают. Ферментативный гидролиз ведут комплексом протеолитических ферментов, полученным из поджелудочной железы убойных животных, и протосубтилином Г20х. 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°С. Рогокопытную муку подвергают кислотному гидролизу с твердой фракцией в течение 5-6 час при температуре 110-120°С 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°С в течение 6-8 часов при непрерывной аэрации. Способ позволяет увеличить степень конверсии белка и использовать в процессе все отходы мясной промышленности (см. пат. RU №2132142, МПК A23J 1/10, A23J 3/00, опубл. 27.06.1999 г.).

Недостатком данного способа получения белкового гидролизата является высокая себестоимость конечного продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является способ получения гидролизата следующего состава г/л: говяжье или конское мясо очищают от жира и сухожилий, нарезают кусочками или полосками в толщину пальца. Кладут в кипящую воду из расчета 2 л воды на 1 кг мяса; кипятят в течение 5 минут. Мясо вылавливают и пропускают через мясорубку. Смешивают фарш с жидкостью и остужают до 45°С после чего смесь помещают в бутыль с плотной резиновой пробкой, куда добавляют 5-10 г панкреатина или 40-80 г поджелудочной железы (в зависимости от того, какую степень расщепления хотят получить) (Козлов Ю.А. Питательные среды в медицинской микробиологии / Ю.А.Козлов, 1950. - С.51).

Недостатком данного гидролизата является высокая себестоимость.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения гидролизата из калифорнийских червей, обладающего высоким качеством и низкой стоимостью.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению качества и снижению стоимости.

Технический результат достигается с помощью способа получения гидролизата из калифорнийских червей, предусматривающего смешение биомассы червей с водопроводной водой в соотношении 1:2 соответственно, кипячение в течение 8-10 минут, отделение биомассы червей от бульона, измельчение ее на гомогенизаторе с получением фарша, охлаждение бульона до 45-50°С, подщелачивание бульона Na₂CO₃ до рН 8,2 по фенолфталеину, смешивание фарша калифорнийских червей с бульоном, добавление поджелудочной железы крупного рогатого скота в количестве 40-150 г/л, добавление к общему объему 2% хлороформа, выдерживание в течение 14 суток при температуре 37°С, встряхивание в течение первых суток через каждые 15 минут в течение 5 минут, а в последующие дни - через каждые 2 часа по 5 минут, фильтрование, добавление 2% хлороформа в фильтрат.

Сущность приготовления ферментативного гидролизата из калифорнийских червей заключается в следующем. Биомассу калифорнийских червей в количестве 0,5 кг соединяют с 1 л водопроводной воды и кипятят в течение 8-10 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают Na₂CO₃ до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 150 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 35-37°С.

Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.

Осуществление изобретения

Примеры конкретного выполнения способа получения гидролизата из калифорнийских червей.

Пример 1. Биомасса калифорнийских червей содержит до 82% протеина, поэтому представляет собой белоксодержащее сырье. Предварительно биомассу калифорнийских червей промывают - это и является подготовкой белоксодержащего сырья. Затем биомассу в количестве 0,5 кг соединяют с 0,5 л водопроводной воды и кипятят в течение 8 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы с получением фарша. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают Na₂CO₃ до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 40 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 35°С. Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.

Полученная основа имеет осадок, плохо фильтруется.

Пример 2. Биомассу калифорнийских червей в количестве 0,5 кг соединяют с 1 л водопроводной воды и кипятят в течение 10 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы с получением фарша. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают Na₂CO₃ до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 80 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 37°С. Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.

При таком гидролизе происходит неполное расщепление белков до аминокислот, что снижает биологическую ценность.

Пример 3. Биомассу калифорнийских червей в количестве 0,5 кг соединяют с 1 л водопроводной воды и кипятят в течение 10 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы с получением фарша. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают Na₂CO₃ до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 100 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 37°С. Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.

При таком гидролизе происходит неполное расщепление белков до аминокислот.

Пример 4. Биомассу калифорнийских червей в количестве 0,5 кг соединяют с 1 л водопроводной воды и кипятят в течение 10 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы с получением фарша. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают Na₂CO₃ до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 150 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 37°С. Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.

Полученный гидролизат хорошо фильтруется, обладает высокой биологической активностью, белки максимально расщепляются до аминокислот.

Пример 5. Биомассу калифорнийских червей в количестве 0,5 кг соединяют с 1 л водопроводной воды и кипятят в течение 10 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы с получением фарша. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают Na₂CO₃ до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 180 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 37°С. Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.

При такой рецептуре гидролизат примера №5 по биологической ценности не уступает гидролизату, приготовленному согласно примера № 4. Недостаток последнего гидролизата в использовании большего количества поджелудочной железы КРС, что при пересчете на экономическую эффективность увеличивает денежные затраты.

Таким образом, наиболее оптимальным и соответствующим требованиям, предъявляемым к гидролизатам, является способ получения гидролизата по примеру №4. Гидролизат имеет коньячный цвет, хорошо фильтруется и обладает высокой биологической активностью.

Пример № 6. Для подтверждения биологической активности гидролизата из калифорнийских червей, приготовленного согласно примеру № 4, провели исследование его химического состава, испытали на активность способом К.Бакирджиева (Калашник И.А. Стимулирующая терапия в ветеринарии / И.А.Калашник. - 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Урожай, 1990. - 160 с.), а также провели исследование гидролизата в качестве основы микробиологических питательных сред для наращивания бактериальной массы. Для этого мясной гидролизат в агаре Хоттингера заменили на гидролизат из калифорнийских червей по примеру № 4.

Было проведено химическое исследование полученного гидролизата на наличие аминокислот, углеводов, а так же микро- и макроэлементов.

На основании проведенных исследований получены следующие результаты таблица 1.

Таблица 1
Некоторые химические компоненты гидролизата из калифорнийских червей, приготовленные по примеру № 4
Химические компоненты/ качественные показатели	Количественные показатели
1. Аминокислоты:	г/л:
треонин	51,1±0,2
пролин	41,2±0,1
метионин	23,3±0,8
лейцин	38,0±1,0
аргинин солянокислый	43,0±0,5
2. Углеводы:	-
глюкоза	количество не рассчитывали
следы лактозы	количество не рассчитывали
гликоген	количество не рассчитывали
3. Микро- и макроэлементы	мг/л:
цинк	4,9
железо	38,4
натрий	29,3
калий	245
магний	28,7
кальций	19,7

Определение активности гидролизата способом К. Бакирджиева.

Берут 2 флакона гидролизата. В первую пробирку помещают 500 мг дрожжей, 19,5 мл глюкозы и 0,5 мл 0,9%-ный раствор натрия хлорида (контроль).

Во вторую и третью пробирки - 500 мг дрожжей, 19,5 мл глюкозы, 0,5 мл гидролизата. Пробирки плотно укупоривают резиновыми пробками с вставленными в них изогнутыми стеклянными трубками, через которые выходит жидкость, вытесняемая углекислым газом, вырабатываемым дрожжами в процессе их жизнедеятельности. Объем вытесняемой жидкости в пробирках определяют каждые 24 часа.

Разница в объеме вытесняемой жидкости между контрольной пробиркой и тестовыми составила 30%. Это указывает на высокую биологическую активность гидролизата.

При исследовании гидролизата в качестве основы микробиологических питательных сред для наращивания бактериальной массы испытывают культуры тест-штаммов: Y.pestis Ev; Р.aeruginosa 27/99; S.marcescens-1; lactobacterii-сп; E.coli CA-18. Рост микроорганизмов на питательной среде, содержащей в качестве питательной основы гидролизат из калифорнийских червей, превосходит рост микроорганизмов на агаре Хоттингера. На новой питательной среде наблюдается сплошной рост с образованием интенсивного красного пигмента для S.marcescens-1 и сплошной рост с образованием интенсивного сине-зеленого пигмента для Р.aeruginosa 27/99, а также увеличение количества выросших колоний для E.coli CA-18, Y.pestis EV, Lactobacterii-сп. Данные представлены в таблице 2.

Таким образом, разработанный способ получения гидролизата из калифорнийских червей с минимальными затратами позволяет сохранить широкий набор биологических компонентов, что дает право использовать его в различных областях промышленности.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества.

Гидролизат из калифорнийских червей превосходит традиционные виды гидролизатов (в частности, мясной и кильки) по следующим параметрам:

- включает большое количество высокоактивных низкомолекулярных азотистых соединений;

- содержит разнообразные макро- и микроэлементы: Zn, Fe, Na, K, Mg, Ca;

- экологическая чистота, отсутствие антибиотиков и др. вредных примесей;

- имеет более низкую себестоимость.

Способ получения гидролизата из калифорнийских червей, предусматривающий смешивание биомассы червей с водопроводной водой в соотношении 1:2 соответственно, кипячение в течение 8-10 мин, отделение биомассы червей от бульона, измельчение ее на гомогенизаторе с получением фарша, охлаждение бульона до 45-50°С, подщелачивание бульона Na₂CO₃ до рН 8,2 по фенолфталеину, смешивание фарша калифорнийских червей с бульоном, добавление поджелудочной железы крупного рогатого скота в количестве 40-150 г/л, добавление к общему объему 2% хлороформа, выдерживание в течение 14 суток при температуре 37°С, встряхивание в течение первых суток через каждые 15 мин в течение 5 мин, а в последующие дни - через каждые 2 ч по 5 мин, фильтрование, добавление 2% хлороформа в фильтрат.