Способ получения пищевого пепсина

 

Изобретение относится к способам получения пищевого пепсина и может быть использовано при производстве молокосвертывающих ферментов для молочной промышленности и медицины. Цель изобретения - улучшение качества препарата и увеличение его выхода. Способ заключается в проведении кислотного гидролиза измельченных слизистых оболочек сычугов крупного рогатого скота соляной кислотой при рН 3,1 - 4,0 и температуре 40 - 45^oС в течение 25 - 60 мин, экстракции в два этапа, первый из которых проводят ацетатным буфером при рН 5,0 - 5,5 в присутствии бензоата натрия в концентрации 0,5 - 2,0%, а второй - этим же буфером или ультрафильтратом, полученным при концентрировании экстракта с последующим разделением фаз экстракта фильтрацией и концентрированием его жидкой части ультрафильтрацией. Причем суммарное отношение раствора кислоты и экстрагирующей жидкости к сырью устанавливают из расчета 5 - 10 : 1. Способ позволяет улучшить качество целевого продукта за счет снижения количества нерастворимого осадка до 0,5 - 1,0% в готовом препарате и повысить выход на 12 - 33 % по сравнению с известным способом. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения пищевого пепсина из слизистой оболочки крупного рогатого скота и может быть использовано при производстве молокосвертывающих ферментов (МСФ) для сыроделия, в молочной промышленности, а также в медицине. Целью изобретения является улучшение качества пепсина и повышение выхода. П р и м е р 1. Замороженную слизистую оболочку сычугов КРС в количестве 100 кг измельчают на волчке с диаметром решетки 5 мм. Полученное сырье заливают 100 л раствора соляной кислоты (из расчета 1 л концентрированной соляной кислоты плотностью 1,19 на 100 кг сырья) при рН 3,7, обрабатывают в течение 45 мин при температуре 43^оС при постоянном перемешивании, после чего в смесь добавляют 325 л буферного раствора 0,1 н. ацетатного буфера, рН 5,3, консервант (бензоат натрия) до 1%-ной концентрации, перемешивают в течение 17 мин, экстрагируют в течение 2,7 ч, после этого сифонируют прозрачную часть, затем заливают буферным раствором и повторяют экстракцию при тех же параметрах в течение 3,0 ч. Отсифонированную жидкость часть I и II экстрактов через промежуточную емкость подают на сепаратор и сепарируют при 5000 об/мин. Отсепарированный экстракт подают на фильтр-пресс и фильтруют через картон для фильтрации марки КО или фильтрующие пластины марки Ф-1 или КФО. Давление в процессе фильтрации не должно превышать 150 КПа. Отфильтрованный экстракт поступает в накопительную емкость для ультрафильтрации. Из накопительной емкости экстракт подают питающим насосом в ультрафильтрационную установку. При осуществлении способа использована плоскорамная ультрафильтрационная установка, укомплектованная модулями А1-ОУС (тип мембран "Владипор" марки УПМ-67). Поднимают давление в установке до 0,1-0,15 МПа и переходят на рабочий цикл ультрафильтрации. Экстракт проходит последовательно первый и последующий контуры установки. После того как весь экстракт подан в установку, ультрафильтратом вытесняют ультраконцентрат в последний контур. Для диафильтрации в последний контур подают 0,3-0,6%-ный раствор хлористого кальция одновременно с началом ультрафильтрации. Диафильтрация используется для очистки от низкомолекулярных белков и полипептидов. В результате ультрафильтрации экстракт концентрируется в 10-50 раз (концентрация говяжьего пепсина 20-100 тысяч условных единиц по молокосвертывающей активности), содержание сухих веществ не более 20% Ультраконцентрат сливают из последнего контура в емкость и подают на очистку на фильтр-пресс (в качестве фильтрующего материала используют картон марки КО и КФО-1). В ультраконцентрат добавляют не более 15% хлористого натрия к объему, размешивают, разливают слоем 6-15 мм на противни. Затем проводят процесс сублимационной сушки, замораживают при температуре замороженного слоя от -40 до -25^оС и сухого слоя не выше 40^оС до достижения в разных точках продукта температуры от 30 до 35^оС. Сухой концентрат измельчают в шаровой мельнице, просеивают через сито с капроновыми сетками, имеющими 400-600 отверстий на 1 см. Нормализацию (доведение до стандартной активности 100 тыс. условных единиц) производят смешиванием с наполнителем сухой, измельченной, просеянной солью в смесителе. Собранный в процессе ультрафильтрации в емкости с водяной рубашкой (температура воды 15-20^оС) фильтрат (600-700 л) используют повторно. Для этой цели после кислотной обработки сырья для экстракции вместо буфера добавляют фильтрат, а недостающую часть (300-400 л) восполняют 0,1 н. ацетатным буфером с рН 5,5. П р и м е р 2. Замороженную слизистую оболочку сычугов КРС, в количестве 100 кг измельчают на волчке с диаметром решетки 5 мм. Полученное сырье заливают 100 л раствора соляной кислоты (из расчета 1 л концентрированной соляной кислоты плотностью 1,19 н 100 кг сырья) при рН 3,1 и обрабатывают в течение 25 мин при температуре 40^оС и постоянном перемешивании, после чего в смесь добавляют 200 л буферного раствора с рН 5,0, консервант (бензоат натрия до 0,5% концентрации), перемешивают в течение 15 мин и экстрагируют в течение 2,5 ч. Жидкую часть экстракта сифонируют, к оставшейся части добавляют 200 л буферного раствора с рН 5,0 и экстракцию повторяют. Жидкую часть экстракта сепарируют, фильтруют через специальные фильтрующие материалы, концентрируют ультрафильтрацией, концентрат очищают фильтрацией, сушат, как указано в примере 1. Сухой концентрат измельчают, просеивают, далее смешивают с наполнителем до получения стандартной активности препарата. Выход пепсина от 100 кг сырья составляет 4,5 кг порошка стандартной активности, т. е. 4,5% П р и м е р 3. Замороженную слизистую оболочку сычугов КРС, в количестве 100 кг измельчают на волчке с диаметром решетки 5 мм, полученное сырье заливают 100 л раствора соляной кислоты (из расчета 1 л концентрированной соляной кислоты плотностью 1,19 из 100 кг сырья) при рН 4,0 и обрабатывают в течение 60 мин при температуре 45^оС и постоянном перемешивании, после чего в смесь добавляют 450 л буферного раствора с рН 5,5, добавляют консервант (бензоат натрия) до концентрации 2% перемешивают в течение 35 мин и экстрагируют в течение 3,5 ч. Жидкую часть экстрагируют, к оставшейся части добавляют 450 л буферного раствора, повторно экстрагируют в течение 3,5 ч при тех же параметрах, сифонируют, фильтруют, сепарируют через специальные фильтрующие материалы, концентрируют ультрафильтрацией, концентрат очищают фильтрацией, сушат, как в примере 1. Сухой концентрат измельчают, просеивают, смешивают с наполнителем до получения стандартной активности препарата. Выход пепсина от 100 кг сырья составляет 4,9 кг (4,9%). П р и м е р 4. Замороженную слизистую оболочку сычугов КРС, в количестве 100 кг измельчают на волчке с диаметром решетки 5 мм. Полученное сырье заливают 100 л раствора соляной кислоты (из расчета 1,6 л концентрированной соляной кислоты на 100 кг сырья), рН раствора составляет 3,0, добавляют бензоат натрия до концентрации 0,2% затем 100 л буферного раствора, рН 4,0 (соотношение сырье: экстрагирующая смесь равно 1:2), перемешивают в течение 15 мин и экстрагируют в течение 2,4 ч. Жидкую часть экстрагируют, к оставшейся добавляют 100 л и экстракцию повторяют. Обработка экстракта, концентрирование и сушку ведут, как в примере 1-3. Выход пепсина составляет 3,5% Основные потери происходят на стадии экстракции и ультрафильтрации. Отмечена повышенная бактериальная обсемененность продукта. П р и м е р 5. Замороженную слизистую оболочку сычугов, в количестве 50 кг дефростируют и измельчают, как в примерах 1-4. Полученное сырье заливают 50 л раствора соляной кислоты (из расчета 0,6 л концентрированной соляной кислоты на 100 кг сырья), рН раствора составляет 4,5, перемешивают 15 мин, добавляют бензоат натрия до 1%-ной концентрации, выдерживают в течение 60 мин, затем добавляют 250 л буферного раствора при рН 5,8, перемешивают 25-30 мин и экстрагирут в течение 3 ч. Сифонирование, очистку и концентрирование экстракта осуществляют, как в примерах 1-4. Выход составил 3,4% Основные потери происходят на этапах экстракции и фильтрования. П р и м е р 6. Замороженную слизистую оболочку сычугов КРС, в количестве 50 кг дефростируют, измельчают, как в примерах 1-5, добавляют 50 л раствора соляной кислоты (из расчета 1 л концентрированной кислоты на 100 кг сырья), перемешивают в течение 15 мин, рН раствора 3,7, добавляют бензоат натрия до 0,5% перемешивают в течение 15 мин, нагревают смесь до 37^оС и далее ведут обработку, как в примерах 1-5, но экстракцию проводят при температуре 37^оС. Экстракт обрабатывают, как в примерах 1-4. Выход продукта 4,0% П р и м е р 7. Замороженную слизистую оболочку в количестве 50 кг дефростируют и подвергают технологической обработке, как в примерах 1-4. Однако кислотную обработку и экстракцию проводят при 45^оС. Экстракт обрабатывают при тех же условиях, что и в примере 5. Выход продукта 3,6% Отмечается снижение скорости фильтрации, потери фермента при фильтрации и ультрафильтрации. Показатели пепсина, полученного по предлагаемому и известному методам, приведены в таблице. Предлагаемый способ получения пепсина позволяет улучшить качество готового продукта за счет снижения количества нерастворимого осадка до 0,5-1,0% в готовом препарате и повысить выход до 12-33% по сравнению с традиционным. Анализ результатов опытов по примерам 1-3 показывает, что на ускорение процесса и подготовку экстракта для дальнейшей технологической обработки влияет кратковременная обработка сырья раствором соляной кислоты при рН 3,5-4,0, при повышенной температуре, в результате чего происходит частичная денатурация балластных веществ слизистой оболочки КРС, одновременно активизируются нативные ферменты тканей желудка (катепсины и др. тканевые протеазы), оба эти параметра (рН и температура) создают оптимальные условия для экстракции пепсина из тканей слизистой оболочки сычуга КРС. При продолжительности выдержки менее 25 мин денатурация балластных белков происходит недостаточно и затрудняется дальнейшая технологическая обработка экстракта (очистка), при продолжительности более 60 мин возможна частичная инактивация тканевых протеиназ и инактивация пепсина (так как данный диапазон рН является зоной нестабильности для фермента), что снижает выход пепсина при экстракции. Проведение экстракции буферным раствором рН 5,0-5,5 позволяет проводить процесс в зоне стабильности фермента, а также создаются условия для постепенного превращения предшественника пепсина пепсиногена в пепсин, что позволяет существенно сократить автолитические процессы (процессы, связанные с самоперевариванием фермента) и тем самым увеличить выход пепсина при экстракции. При соотношении сырья и жидкости, равном 1:5-1:10, снижаются потери фермента. Так, при соотношении сырья и жидкости менее, чем 1:5 потери могут составлять более 10% при соотношении более чем 1:10 значительно возрастают потери пепсина при очистке и ультрафильтрации за счет продолжительной обработки больших объемов экстракта. Кроме того, при соотношении сырья и жидкости менее 1:5 замедляется процесс разделения фаз, а при превышении 1:10 увеличивается продолжительность разделения фаз и отсутствует четкая граница их раздела. Выдержка раствора дважды после добавления экстрагента в течение 2,5-3,5 ч дает наибольший выход фермента (5,0%) и эффективна при разделении фаз отстаиванием. С целью улучшения качества фермента жидкая часть отделяется от твердой сепарированием и фильтрованием, концентрируется и дополнительно очищается ультрафильтрацией, концентрат сушат в сублимационной сушилке, смешивают с наполнителем, нормализуют, упаковывают. Результаты, полученные в примерах, приведены в таблице. Из таблицы видно, что предлагаемый способ гарантирует выход пепсина на стадии отделения фермента от экстракта с минимальными потерями (до 10%) по сравнению с известными. Кроме того, способ позволяет экономить в 10 раз поваренную соль по сравнению с существующим способом, решает вопросы охраны окружающей среды, так как фильтрат, получаемый на стадии ультрафильтрации повторно используется в качестве экстрагирующей жидкости при экстракции.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВОГО ПЕПСИНА, предусматривающий измельчение слизистой оболочки сычугов крупного рогатого скота, кислотный гидролиз, экстракцию в два этапа, отделение и фильтрацию жидкой части экстракта, концентрирование, сушку, измельчение сухого препарата и его стандартизацию, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества препарата и увеличения его выхода, кислотный гидролиз осуществляют соляной кислотой при pH 3,1 - 4,0 и температуре 40 - 45^oС в течение 25 - 60 мин, экстракцию на первом этапе проводят ацетатным буфером при pH 5,0 - 5,5 в присутствии бензоата натрия в концентрации 0,5 - 2,0%, а на втором этапе - тем же буфером или ультрафильтратом, полученным при концентрировании экстракта, концентрирование ведут ультрафильтрацией, при этом суммарное соотношение раствора кислоты и экстрагирующей жидкости к сырью устанавливают из расчета 5 - 10 : 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1