Способ получения гидролизата из гольевого спилка шкур крупного рогатого скота

 

Использование: получение гидролиза из коллагенсодержащего сырья и может найти применение в микробиологической, пищевой и парфюмерной промышленностях. Сущность изобретения: гольевой список крупного рогатого скота после суспензирования до влажности 75 - 80% выдерживают в течение 1 - 2 сут при комнатной температуре, добавляют препарат с коллагеназной активностью (коллалитин, фермент из крабов или щелочные протеазы Bacillus Subtilis, шт. 72, Acremonium Chrisogenum) с одновременным добавлением раствора мочевины, а затем раствор нагревают при слабощелочном значении pH в течение 23 - 25 ч . 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к биотехнологии и может найти применение в микробиологической, пищевой и парфюмерной промышленностях.

Известны способ гидролиза коллагенсодержащего сырья химическими и биохимическими методами. В качестве химических гидролизующих реагентов чаще всего используют 10%-ный раствор Ca(OН₂), который добавляют к коллагенсодержащему сырью и смесь нагревают в течение 10-16 ч при 80-100^оС. В качестве биохимических реагентов используют ферменты животного и микробного происхождения, коллагеназу из поджелудочной железы крупного рогатого скота, прототерризин П-10х, протосубтилин Г-10х и др.

Недостатком практически всех известных способов гидролиза является низкая конверсия коллагенсодержащего сырья при ферментативном гидролизе, а также деструкция и рацемизация аминокислот при щелочном гидролизе.

Кроме того, недостатками вышеприведенных способов являются: 1. Низкий выход получаемого гидролизата при использовании фермента (5-10% от массы загружаемого коллагенсодержащего сырья).

2. Наличие непрогидролизованного белкового остатка (90-95% от массы загружаемого коллагенсодержащего сырья), который во многих случаях не используется, а идет в отвал или на поля орошения, загрязняет окружающую среду и является источником роста различных микроорганизмов, включая патогенные.

3. Необходимость обязательной деминерализации получаемых гидролизатов при использовании для гидролиза минеральных кислот или оснований, что существенно удлиняет весь процесс переработки коллагенсодержащего сырья.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения гидролизата из коллагенсодержащего сырья, предусматривающий суспензирование гольевого спилка водой с рН 0,2-2,0 с последующей обработкой ферментным препаратом - пепсином при 25-30^оС в течение 3-5 сут.

Недостатком этого способа, принятого в качестве прототипа, является длительность процесса гидролиза и низкий выход гидролизата.

Техническим результатом изобретения является увеличение степени расщепления субстрата, а вследствие этого и увеличение выхода готового гидролизата, а также интенсификация процесса.

Цель достигается техническим решением, представляющим новый способ получения гидролизата из коллагенсодержащего сырья, предусматривающий суспензирование сырья в воде с последующей обработкой ферментным препаратом при нагревании, отличающийся от известных тем, что после суспензирования влажный спилок выдерживают в течение 1-2 сут при комнатной температуре, в качестве ферментного препарата используют препарат с коллагеназной активностью, обработку сырья ферментным препаратом проводят с одновременным добавлением раствора мочевины, а нагревание ведут в течение 23-25 ч при нейтральном или слабощелочном рН.

В качестве коллагенсодержащего сырья используют гольевой спилок шкур крупного рогатого скота.

Суспензирование сырья водой ведут до влажности 55-65%.

В качестве препарата с коллагеназной активностью используют коллалитин, фермент из крабов или щелочные протеазы Bac.subtilis шт. 72, Acremonium chrisognum. Раствор мочевины используют 0,2 М концентрации в количестве 12,0 г к массе сырья. Ферментный препарат берут в количестве 0,17-0,51% к массе сырья. При этом нагревание ведут при слабощелочном значении рН, преимущественно при значении 8-10. Наличие указанных отличительных признаков подтверждает, что заявленное техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

При поиске в различных областях науки и техники не был обнаружен источник, где для получения гидролизата коллагенсодержащего сырья в качестве ферментного препарата использовали препарат с коллагеназной активностью и обработку сырья этим препаратом проводили с одновременным добавлением раствора мочевины, в связи с чем можно сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию изобретения "изобретательский уровень".

П р и м е р 1. 30 г гольевого спилка шкур крупного рогатого скота (влажность 55-60%) помещают в 950 мл воды, доводят рН смеси до 8,0-8,5 0,1 н. раствором NaOH, добавляют 50 мл 0,01%-ного водного раствора коллагеназы, выделенной из печени краба, раствор нагревают в течение 24 ч при 37-40^оС, фильтруют и высушивают полученный гидролизат в сублимационной сушилке. Получают 3 г продукта, что составляет 10% в расчете на сырой спилок или 25% в расчете на сухое вещество. Степень конверсии 30%, содержание свободных аминокислот составляет 1,5% от общей массы гидролизата.

П р и м е р 2. К 30 г гольевого спилка шкур крупного рогатого скота, выдержанного в течение суток при комнатной температуре в 950 мл слабощелочного (рН 8,0-8,5) водного раствора до влажности 80%, добавляют 50 мл 0,01% -ного водного раствора коллагеназы, выделенной из печени крабов, раствор нагревают в течение 24 ч при 37-40^оС, фильтруют, высушивают сублимацией и получают 4,5 г сухого гидролизата (выход составляет 15% в расчете на сырой спилок или 37,5% в расчете на сухое вещество). Степень конверсии равна 40%, содержание свободных аминокислот - 20% от общей массы гидролизата.

П р и м е р 3. К 30 г гольевого спилка шкур крупного рогатого скота, выдержанного в течение суток при комнатной температуре в 950 мл слабощелочного (рН 8,0-8,5) водного раствора до влажности 75%, добавляют 12 г мочевины так, чтобы конечная концентрация раствора была 0,2 М, и 50 мл 0,01%-ного водного раствора коллагеназы (0,17%), выделенной из печени крабов, раствор нагревают в течение 24 ч при 37-40^оС, фильтруют, высушивают сублимацией и получают 6,0 г сухого гидролизата (выход составляет 20% в расчете на сырой спилок или 49,9% в расчете на сухое вещество). Степень конверсии равна 55%, содержание аминокислот 26,6% от общей массы гидролизата.

П р и м е р 4. Осуществляют аналогично примеру 3, но перед гидролизом спилок выдерживают 2 сут при комнатной температуре. Гидролиз осуществляют ферментом из крабов (0,17% к массе спилка), время гидролиза 24 ч, температура 37-40^оС. Выход сухого гидролизата 6,5 г (21,7% в расчете на сырой спилок и 54% в расчете на сухое вещество), степень конверсии равна 45%, содержание свободных аминокислот 30% от общей массы гидролизата.

П р и м е р 5. Осуществляют аналогично примеру 3, но перед гидролизом спилок выдерживают 3 сут при комнатной температуре. Гидролиз проводят ферментом из крабов в течение 24 ч при 37-40^оС. Выход готового продукта составляет 6,3 г (21% в расчете на сырой спилок или 52,5% в расчете на сухое вещество).

П р и м е р 6. Осуществляют аналогично примеру 5, но вместо фермента из крабов берут коллалитин - фермент из поджелудочной железы крупного рогатого скота в количестве 0,34% к массе спилка. Гидролиз проводят при 37^оС в течение суток в 0,2 М растворе мочевины при рН 8,0. Выход сухого гидролизата - 3 г (10% в расчете на сырой спилок, 25% в расчете на сухое вещество). Степень конверсии равна 30%, содержание свободных аминокислот около 5% от общей массы сухого гидролизата. Без предварительного выдерживания гольевого спилка в течение двух суток при комнатной температуре выход сухого гидролизата составляет 3% в расчете на сырой спилок или 7% в расчете на сухое вещество.

П р и м е р 7. Осуществляют аналогично примеру 5, но вместо фермента из крабов берут 150 мл 0,01% раствора щелочной протеазы Bac. Subtilis, шт. 72 в количестве 0,51% к массе спилка. Гидролиз проводят при 37^оС в 0,2 М растворе мочевины при рН 10,0 в течение 24 ч. Выход сухого гидролизата составляет 3,1 г (3,3% в расчете на сырой спилок или 8,3% в расчете на сухое вещество). Без предварительного выдерживания гольевого спилка в течение двух суток при комнатной температуре гидролиз не протекает.

П р и м е р 8. Осуществляют аналогично примеру 5, но вместо фермента из крабов берут 150 мл 0,01% раствора щелочной протеазы из Acremonium chrosogenum (препарат С) в количестве 0,51% к массе спилка, гидролиз проводят в 0,2 М растворе мочевины при рН 10,0 в течение 24 ч. Выход сухого гидролизата составляет 2,2 г (7,3% в расчете на сырой спилок или 19,3% в расчете на сухое вещество), степень конверсии составляет 22%, содержание свободных аминокислот 5% от общей массы сухого гидролизата.

Без предварительного выдерживания спилка при комнатной температуре в течение двух суток выход сухого гидролизата составляет 1,1 г (3,6% в расчете на сырой спилок).

Изобретение позволяет использовать коллагенсодержащее сырье, в частности гольевой спилок, провести глубокий гидролиз и получить гидролизаты, содержащие до 50% свободных аминокислот. Кроме того, заявленный способ экологически более чист, так как остаток непрогидролизованного спилка составляет около 50% и может в дальнейшем использоваться для получения клея или колбасных оболочек.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЛИЗАТА ИЗ ГОЛЬЕВОГО СПИЛКА ШКУР КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА, включающий последовательную обработку сырья водой и ферментным препаратом при нагревании, отличающийся тем, что после обработки водой влажный спилок выдерживают в течение 1 - 2 суток при комнатной температуре, в качестве ферментного препарата используют препарат с коллагеназной активностью, обработку ферментным препаратом проводят с одновременным добавлением раствора мочевины, а нагревание проводят в течение 23 - 25 ч в щелочной среде.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве препарата с коллагеназной активностью используют коллалитин, фермент из крабов или щелочные протеазы Bacillus subtilis шт.72 или Acremonium Chrisogenum.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что суспендирование сырья водой ведут до влажности 75 - 80%.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор мочевины используют 0,2 М концентрации.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ферментный препарат берут в количестве 0,17 - 0,51% к массе сырья.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагревание проводят при рН 8 - 10.