Способ получения белкового гидролизата
Владельцы патента RU 2490286:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к кожевенной промышленности и может быть использовано при обработке сырьевых отходов для получения экологически чистого белкового гидролизата и использования в медицине, при производстве косметических продуктов и в качестве кормовой добавки в рационе скота. Способ получения белкового гидролизата включает промывку и обработку сырьевых отходов кожевенного производства в две стадии: на первой стадии отходы обрабатывают экстрагирующим растворителем, выбранным из группы сложных эфиров, при температуре кипения растворителя с последующей сушкой, на второй стадии их обрабатывают ненасыщенным водяным паром при давлении 1 атм и температуре 100°C при массовой концентрации пара в воде 5-10% до полного извлечения коллагена. Техническим результатом является получение экологически чистого белкового гидролизата с количественным выходом и расширение областей его практического применения. 1 табл.
Изобретение относится к кожевенной промышленности и может быть использовано при обработке сырьевых отходов с целью получения экологически чистого белкового гидролизата для применения в медицине, при производстве косметических продуктов и в качестве кормовой добавки в рационе скота.
Известен способ получения гидролизата из твердых хромсодержащих отходов кожевенного производства, включающий раздублирование, ферментативную обработку в четыре стадии: на первой стадии - водным раствором пепсина 0,1-5,0 г/л в течение 1-6 ч при температуре 30-40°C, на второй стадии - водным раствором щавелевой кислоты 1-20 г/л в течение 1-24 ч при температуре 10-30°C, на третьей стадии - водным раствором нейтральной или щелочной протеазы 0,1-15,0 г/л в течение 1-6 ч при температуре 30-40°C, на четвертой стадии - водным раствором уксусной кислоты 40-80 г/л в течение 20-100 ч при температуре 10-30°C (Пат. РФ N 2249047, C12S 3/00, 7/00, A23J 1/10, 2003).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность обработки отходов кожевенного производства, связанная с применением ферментов и кислот.
Полученный таким образом гидролизат невозможно использовать в качестве корма для скота, а также при производстве косметических продуктов и в медицине в связи с наличием токсичного оксида хрома.
Известен способ получения белкового гидролизата, который предусматривает обработку недубленых коллагенсодержащих отходов в течение 2-3 ч при температуре 90-110°C в водном растворе гидроксида натрия, взятом в количестве 3-5% от массы отходов при жидкостном коффициенте равном 1 (Пат. РФ N 2375385, С08Н 1/06, C12S 3/00, 2009).
Недостатком данного способа является высокая концентрация щелочи в растворе (до 3-5%), что ограничивает возможность его использования в медицине, при производстве косметических продуктов и в качестве кормовой добавки в рационе скота.
В качестве прототипа выбран способ получения белкового гидролизата, в котором отходы кожевенного сырья промывают и подвергают щелочно-пероксидной обработке в водном растворе гидроксида натрия и пероксида водорода при их расходе соответственно 2,0-3,0% и 1,6-1,8% от массы отходов. Затем осуществляют гидролиз ферментным препаратом Савиназа, полученным из генетически модифицированной культуры Bacillus, в присутствии сульфата аммония при расходе ферментного препарата и сульфата аммония соответственно 0,2-2,0% и 1,3-1,5% от массы отходов (Пат. РФ N2283351, C14C 1/00, C08H 1/06, 2005).
Использование гидроксида натрия при получении белкового гидролизата без последующего его удаления не позволяет получить экологически чистый продукт, массовая доля белковых веществ в сухом остатке гидролизата составляет не более 94,1%, что ограничивает использование его в чистом виде в медицине, при производстве косметических продуктов и в качестве кормовой добавки в рационе скота.
Задачей предлагаемого технического решения является получение экологически чистого белкового гидролизата для последующего его применения в медицине, при производстве косметических препаратов и в качестве кормовой добавки в рационе скота.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение экологически чистого белкового гидролизата с количественным выходом и расширение областей его практического применения.
Указанный технический результат достигается тем, что в данном способе получения белкового гидролизата путем промывки и обработки сырьевых отходов кожевенного производства обработку осуществляют в две стадии: на первой стадии отходы обрабатывают экстрагирующим растворителем, выбранным из группы сложных эфиров, при температуре кипения растворителя с последующей сушкой, а на второй стадии их обрабатывают ненасыщенным водяным паром при давлении 1 атм и температуре 100°C при массовой концентрации пара в воде 5-10% до полного извлечения коллагена.
В качестве экстрагирующего растворителя используются сложные эфиры, например, метилацетат, этилацетат, бутилацетат, обладающие низкой токсичностью, высокой летучестью и позволяющие в дальнейшем получить экологически чистый белковый гидролизат.
Полученный технический результат обусловлен появлением высокой пористости кожи в результате экстракции жира сложными эфирами уксусной кислоты на первой стадии, поскольку сложные эфиры обладают хорошей способностью растворять жир.
Наличие такой пористости приводит к увеличению поверхности контакта водяного пара и конденсированной воды с поверхностью кожи и тем самым обеспечивает гидролиз коллагена и максимальное извлечение экологически чистого коллагена при данных условиях.
Заявленный способ осуществляют следующим образом: измельченные недубленые коллагенсодержащие отходы кожевенного производства промывают проточной водой, высушивают и помещают в экстракционную камеру аппарата Сокслетта, а в колбу заливается экстрагирующий растворитель и осуществляется его нагрев до температуры кипения. Процесс проводят до полной экстракции жира. Далее обезжиренные отходы высушиваются до постоянного веса, затем они помещаются в экстракционную камеру аппарата Сокслетта, а в колбу заливается вода и осуществляется ее нагрев до температуры кипения. Процесс проводят до полного извлечения коллагена.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. Измельченные недубленые коллагенсодержащие отходы кожевенного производства промывают проточной холодной водой для придания чистоты, высушивают. Затем помещают в количестве 80 грамм в экстракционную камеру аппарата Сокслетта. В колбу объемом 0,5 л заливают метилацетатом в количестве 300 мл и осуществляют нагрев растворителя до температуры кипения 57,2°C. Процесс осуществляют до полной экстракции жира в течение 5 часов. Далее обезжиренные отходы высушивают до постоянного веса и помещают в экстракционную камеру аппарата Сокслетта, а в колбу заливается вода в количестве 200 мл и осуществляется ее нагрев до температуры кипения 100°C при давлении 1 атм. Процесс проводят при массовой концентрации пара в воде 5-10% до полного извлечения коллагена в течение 5 часов.
Пример 2. Получение белкового гидролизата осуществляют аналогично примеру 1. В качестве экстрагирующего растворителя на первой стадии используют этилацетат с температурой кипения 77,15°C. Экстракцию жира проводят в течение 4 часов.
Пример 3. Получение белкового гидролизата осуществляют аналогично примеру 1. В качестве экстрагирующего растворителя на первой стадии используют бутилацетат с температурой кипения 126,3°C. Экстракцию жира проводят в течение 3 часов.
Качественные показатели полученного гидролизата в сравнении с гидролизатом по прототипу приведены в таблице.
| Таблица | ||||
| Показатели | Примеры | Прототип | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Сухой остаток, % | 22,0 | 22,5 | 23,0 | 19,2 |
| Массовая доля белковых веществ в сухом остатке гидролизата, % | 97,0 | 97,4 | 98,2 | 94,1 |
Использование предложенного способа позволяет получить экологически чистый белковый продукт с более высоким выходом белковых веществ по сравнению с прототипом.
Способ получения белкового гидролизата путем промывки и обработки сырьевых отходов кожевенного производства, отличающийся тем, что обработку осуществляют в две стадии: на первой стадии отходы обрабатывают экстрагирующим растворителем, выбранным из группы сложных эфиров, при температуре кипения растворителя с последующей сушкой, а на второй стадии их обрабатывают ненасыщенным водяным паром при давлении 1 атм и температуре 100°C при массовой концентрации пара в воде 5-10% до полного извлечения коллагена.
