Способ получения гидролизата из гидробионтов, способ приготовления кисломолочного продукта и способ определения количества тритерпеновых гликозидов

 

Использование: в пищевой промышленности. Сущность изобретения: ферментный гидролизат из кукумарии получают введением в измельченное сырье протеолитического фермента из внутренностей краба в количестве 1000 - 3500 ПЕ на 1 кг кукумарии при температуре 30 - 45^oC в течение 14 - 24 ч с последующей инактивацией фермента нагреванием. Кисломолочные продукты лечебно-профилактического назначения получают введением в молоко гидролизата кукумарии с содержанием тритерпеновых гликозидов 300 - 600 мкг/мл в количестве 10 - 20 об. %, пастеризацией или стерилизацией, введением стандартной смеси кисломолочных заквасок и инкубированием с получением кисломолочных продуктов. Для определения количества тритерпеновых гликозидов, вносимых в кисломолочные продукты, предложен способ их определения в гидролизате из кукумарии, включающий получение очищенной на тефленовом порошке от основной массы балластных веществ суммы гликозидов и определение их количества методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на обратнофазной колонке в 45% спирте при скорости потока 1 мл/мин, детектировании при 220 нм по площади или высоте пика основного гликозида с временем удерживания 2,23 мин по предварительно построенному градуировочному графику. 3 с. и 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при получении пищевых гидролизатов кукумарии и кисломолочных продуктов, имеющих лечебно-профилактическое и диетическое назначение. Для определения количества гидролизата кукумарии, необходимого для получения кисломолочных продуктов, разработан способ определения количества тритерпеновых гликозидов в продукции.

Известен способ получения гидролизата из мяса мидий (патент РФ N 2017439, кл. A 23 L 1/333), согласно которому гидролиз проводят при содержании соляной кислоты в гидролизуемой массе 6 12% до обеспечения содержания аминного азота 0,85 1,2 мас. нейтрализацию проводят до pH 5,0 5,8, причем перед отделением осадка продукт выдерживают не менее 5 сут при комнатной температуре. Оптимальная концентрация раствора NaOH для нейтрализации 20 25 мас. Упаривание проводят до содержания сухих веществ 28 33 мас.

Переработка кукумарии с получением гидролизата в патентной и научно-технической литературе не описана, поэтому в качестве прототипа выбран способ переработки рыбного белка на гидролизат путем ферментативного гидролиза, который описан в заявке Франции N 2185361, кл. A 23 J 1/04, 1974.

Способ включает измельчение исходного материала, смешивание с водой, обработку ферментом и отделение гидролизата.

Известен способ получения кисломолочных продуктов (бифидум, кефиров, ряженки, ацилофилина), заключающийся в том, что в пастеризованное или стерилизованное молоко вносят молочно-кислые стандартные закваски, проводят молочно-кислое брожение и получают готовый продукт (Демуров М.Г. и др. Технология молочно-кислых продуктов и технологический контроль. М. Пищепромиздат, 1962; ТИ по применению препарата сухого препарата бифидобактерий и молочно-кислых бактерий "Бифилакт". М. 1985, 12 с.).

Наиболее близким техническим решением является способ приготовления кисломолочного продукта (патент РФ N 2025074, кл. A 23 C 9/13), включающий заквашивание молока закваской, сквашивание его и охлаждение, при этом перед заквашиванием в молоко вводят сублимированный межклеточный сок из мидий в количестве 1,25 1,75% от массы молока.

Известны способы количественного определения содержания тритерпеновых гликозидов, описанные в статье "Изменение содержания тритерпеновых гликозидов с ростом голотурий Cucumaria Fraudatrix" авторов В.С. Левина и В.А. Стоника (Биология моря, 1976, т. 2, N 1, с. 73 75): 1. Способ, основанный на гемолизе эритроцитов.

Используют свежеполученную 3% суспензию эритроцитов крови человека, предварительно отмытую смесью (3 1) 1,2% хлорида натрия и 0,2 M фосфатного буфера (pH 7,0). Гемолиз проводят в пробирках: к 9 мл суспензии эритроцитов добавляют 1 мл исследуемого экстракта гликозидов, инкубируют при комнатной температуре 2 ч. Степень гемолиза определяют по оптической плотности при 540 нм.

Недостатком метода является необходимость иметь свежую человеческую кровь. Кроме того, результаты анализа в значительной степени зависят от способа консервации крови (цитратом, гепарином).

2. Способ, основанный на цветной реакции Розенхейма.

Для этого в порцию исследуемого экстракта ткани Cucumaria Fraudatrix добавляют 3-х кратное по объему количество трихлоруксусной кислоты и инкубируют при 50^oC в течение 1 ч. Оптическую плотность измеряют при 640 нм.

Этот способ не подходит для определения тритерпеновых гликозидов в пищевых продуктах, содержащих голотурии, так как определению мешают стероидные гликозиды и стерины (холестерин), которые с ТХУ кислотой дают окраску в той же области длин волн.

Наиболее близким техническим решением является способ определения тритерпенового гликозида стихопозида A из голотурий методом спектрофотометрии ("Спектрофотометрическое определение стихопозида A из голотурий Stichopus Japonicus" авторов Д.Л. Аминина, Е.Б. Шенцовой, М.М. Анисимова, Т.А. Кузнецовой Антибиотики, 1981, т. 26, N 8, с. 585-588), в котором супернатант после инкубации дрожжевых клеток с раствором тритерпенового гликозида нагревают в 1N растворе гидроксида натрия в течение 10 мин на кипящей водяной бане, после чего измеряют оптическую плотность при 268 нм.

Недостатком этого способа является то, что в этой же области длин волн поглощают белки и пептиды, что делает невозможным количественное определение гликозидов в сложных смесях.

Задачи, решаемые изобретением получение гидролизата из кукумарии, получение лечебно-профилактических кисломолочных продуктов с высокой биологической активностью за счет введения гликозидов кукумарии, а также способ количественного определения тритерпеновых гликозидов.

Сущность способа получения гидролизата из кукумарии заключается в следующем: кукумарию-сырец, свежую, охлажденную или мороженую (которую предварительно размораживают) разделывают, удаляя внутренности, моют, подвергают стечке, измельчают. Измельченное сырье смешивают с водой в соотношении 1:1, добавляют протеолитический фермент, полученный из внутренностей краба в количестве 1000-3500 ПЕ на 1 кг кукумарии, поваренную соль 3% и 0,1% бензойнокислого натрия к массе измельченного сырья при естественном значении pH. Смесь нагревают до температуры 30 45^oC и термостатируют при этой температуре 14 24 ч. По окончании процесса ферментолиза проводят инактивацию фермента кипячением смеси в течение 30 мин. Полученный продукт фильтруют с получением гидролизата. Гидролизат может быть высушен с получением порошка и при необходимости таблетирован.

В качестве исходного сырья может быть использована кукумария-сырец, мелкая и нестандартная по размерам, отнесенная к пищевому нестандарту по признакам механических повреждений.

Ферментный препарат, применяемый для гидролиза представляет собой сумму ферментов протеолитического действия, полученных из внутренностей краба. Фермент стабилен в диапазоне pH 6,5-7,2, протеолитическая активность не ниже 4 ПЕ/г, коллагеназная, прирост оксипролина в мг% не ниже 5.

Его получают следующим образом: внутренности краба размораживают, измельчают, добавляют поваренную соль в количестве 6-8% нагревают до 30-35^oC с перемешиванием и отделяют сумму протеолитических ферментов фильтрованием или центрифугированием.

Сущность способа получения кисломолочных продуктов, содержащих гидролизаты из кукумарии, заключается в следующем: в молоко перед пастеризацией вводят гидролизат кукумарии с содержанием гликозидов 300-600 мкг/мл в количестве 10-20% или 90-180 г порошка гидролизата из кукумарии на 10 л молока, пастеризуют, охлаждают до температуры 40 ± 2^oC и вносят активизированную смесь стандартной молочнокислой закваски в количестве 3-5% Заквашенное молоко с гидролизатом из кукумарии выдерживают при температуре 37,0 ± 1,0^oC до образования сгустка и достижения титруемой кислотности до 105 ± 10^oT в течение 6-8 ч.

Полученные продукты представляют собой вкусный кисломолочный продукт с достаточно прочным ненарушенным, слегка тягучим сгустком, без газообразования и значительных выделений сыворотки. Цвет может быть белым с кремовым оттенком.

Сущность способа определения количества тритерпеновых гликозидов кукумарии заключается в следующем: 1. Экстракт, отвар или гидролизат голотурий вносят в подготовленную хроматографическую колонку, заполненную тефлоновым порошком (полихром-1) для проведения сорбции гликозидов.

2. Промывают колонку водой до отсутствия поглощения при 200 нм в промывных водах.

3. Элюируют 50% спиртом.

4. Элюат упаривают до отсутствия спирта.

5. Вносят водный раствор гликозидов в хроматографическую колонку со свежим тефлоновым порошком, вновь промывают водой до отсутствия поглощения при 200 нм в промывных водах.

6. Элюируют гликозиды 96% спиртом.

7. Спиртовой элюат выпаривают досуха.

8. Сухой остаток растворяют в 45% спирте.

9. Аликвоту полученного раствора вводят в жидкостной хроматограф Shimadzu LC-9A, снабженный хроматографической колонкой Shim-Pack Phenyl, и элюируют 45% спиртом при скорости 1 мл/мин. Детектирование проводят при 220 нм.

10. По высоте или площади пика с временем удерживания 2,23 мин определяют содержание гликозидов в анализируемом образце по предварительно построенному градуировочному графику.

Примеры, поясняющие сущность способа получения гидролизата из кукумарии.

Пример 1. 1 кг очищенной кукумарии, измельченной на волчке с диаметром решетки 5 мм, помещают в ферментер, добавляют 0,5 л воды, 30 г хлористого натрия, 1 г бензойнокислого натрия и 3500 ПЕ ферментного препарата протеолитического действия (875 мл ферментного препарата с активностью 4 ПЕ/г), полученного из внутренностей краба, и проводят гидролиз при перемешивании в течение 14 ч при температуре 30^oC.

Затем смесь нагревают до кипения, кипятят 30 мин и фильтруют. Получено 1,5 л гидролизата.

Полученный гидролизат имеет следующие показатели: внешний вид однородная непрозрачная жидкость, есть незначительный осадок; цвет темно-бурый; запах свойственный морепродуктам, без порочащих признаков; вкус приятный, свойственный данному виду продукта, без постороннего привкуса; содержание гликозидов 600 мкг/мл.

Полученный жидкий гидролизат может быть подвергнут сублимированной сушке при следующих условиях: температура сублимации в начале сушки минус 40^oC, в конце сушки 60^oC, время сушки 18 ч. Затем сухой продукт измельчают до порошкообразного состояния. Полученный продукт представляет собой порошок бурого цвета со свойственным запахом и вкусом, без постороннего привкуса.

Количество тритерпеновых гликозидов составляет 6300 мкг/г.

Полученный сухой гидролизат при необходимости таблетируют без внесения связующих веществ.

Пример 2. 10 кг очищенной кукумарии измельчают на волчке с диаметром решетки 5 мм, помещают в ферментер, добавляют 10 л воды, 300 г хлористого натрия, 10 г бензойнокислого натрия и 10000 ПЕ ферментного препарата протеолитического действия, которое содержится в 1666,7 мл ферментного препарата с активностью 6 ПЕ/г и проводят гидролиз при перемешивании в течение 24 ч при температуре 45^oC.

Затем смесь нагревают до кипения, кипятят 30 мин и фильтруют. Получено 15 л гидролизата.

Полученный гидролизат имеет следующие показатели: внешний вид однородная непрозрачная жидкость, есть незначительный осадок;
цвет бурый;
запах свойственный морепродуктам, без порочащих признаков;
вкус приятный, свойственный данному виду продукта, без постороннего привкуса;
содержание гликозидов 550 мкг/мл.

Пример 3. 10 кг очищенной кукумарии измельчают на волчке с диаметром решетки 5 мм, помещают в ферментер, добавляют 15 л воды, 300 г хлористого натрия, 10 г бензойнокислотного натрия и 25000 ПЕ ферментного препарата протеолитического действия (2772,7 мл ферментного препарата с активностью 9 ПЕ/г) и проводят гидролиз при перемешивании в течение 19 ч при температуре 40^oC.

Затем смесь нагревают до кипения, кипятят 30 мин и фильтруют. Получено 17 л гидролизата.

Полученный гидролизат имеет следующие показатели:
внешний вид однородная непрозрачная жидкость с незначительным осадком;
цвет бурый;
запах свойственный морепродуктам, без порочащих признаков;
вкус приятный, свойственный данному виду продукта, без постороннего привкуса;
содержание гликозидов 450 мкг/мл.

Примеры, поясняющие сущность способа получения кисломолочных продуктов с гидролизатом кукумарии.

Пример 4. Способ получения "бифилакт" кефира с гидролизатом из кукумарии.

Готовят смесь из 9 л обезжиренного молока и 1 л гидролизата из кукумарии, содержащей 600 мкг/мл гликозидов, разливают в бутылки по 0,5 л, стерилизуют при температуре 112^oC в течение 12 мин, охлаждают до температуры 40^oC, вносят 0,3 л активированной смеси стандартной закваски "Бифилакт", выпускаемой НПО "Углич", выдерживают при температуре 37^oC в течение 8 ч. После образования сгустка быстро охлаждают, хранят при температуре 0^oC.

Основные показатели:
внешний вид однородный плотный сгусток без газообразования;
вкус чистый, кислый, острый со слабым привкусом уксусной кислоты;
титруемая кислотность 105±10^oТ;
микроскопический препарат присутствие клеток, соответствующих бактериальным закваскам, и отсутствие посторонних бактерий;
бактерии группы кишечных палочек отсутствуют при посеве в 10 мл продукта;
количество гидроксидов 57 мкг/мл.

Кисломолочные продукты с гидролизатом из кукумарии могут храниться не более 2 сут при температуре 4±2^oC.

Пример 5. Готовят смесь из 8 л обезжиренного молока и 2 л гидролизата из кукумарии, содержащего в 1 мл 300 мкг/мл гликозидов, разливают в бутылки по 0,5 л, стерилизуют при температуре 112^oC в течение 12 мин, охлаждают до температуры 40^oC, вносят 0,5 л активизированной смеси стандартной закваски "Бифилакт", выпускаемой НПО "Углич", выдерживают при температуре 37^oC в течение 8 ч.

Основные показатели как в примере 4.

Количество гликозидов 55 мкг/мл.

Кисломолочные продукты с гидролизатом из кукумарии могут хранится не более 2 сут при температуре 4±2^oC.

Пример 6. Способ получения ряженки с гидролизатом из кукумарии.

Готовят смесь из 9 л молока жирностью 3,5% и 1 л гидролизата из кукумарии, содержащего 500 мкг/мл гликозидов, разливают в бутылки по 0,5 л, стерилизуют при температуре 120^oC в течение 13 мин, вносят 0,5 л активизированной смеси стандартной закваски ряженки, содержащей мезофильные стрептококки, выдерживают при температуре 37^oC в течение 8 ч.

Охлаждают, хранят при температуре 3+2^oC в течение 2 сут.

Основные показатели:
внешний вид плотный сгусток без газа;
вкус чистый, слабокислый, приятный;
титруемая кислотность 105±10^oТ;
микроскопический препарат присутствие клеток, соответствующих бактериальным закваскам, и отсутствие посторонних бактерий;
бактерии группы кишечных палочек отсутствуют при посеве в 10 мл продукта;
количество гликозидов 52 мкг/мл.

Пример 7. Способ получения ряженки с гидролизатом из кукумарии.

Готовят смесь из 8 л молока жирностью 3,5% и 2 л гидролизата кукумарии, содержащей 300 мкг/мл гликозидов, разливают в бутылки по 0,5 л, стерилизуют при температуре 120^oC в течение 13 мин, вносят 0,5 л активированной смеси стандартной закваски ряженки, содержащей мезофильные стрептококки, выдерживают при температуре 37^oC в течение 8 ч.

Охлаждают и хранят при температуре 3±2^oC в течение 2 сут.

Основные показатели как в примере 6.

Пример 8. Способ получения кефира "Бифилакт" с сухим препаратом из гидролизата кукумарии.

В 10 л обезжиренного молока вносят при перемешивании 96 г сухого препарата из гидролизата кукумарии, содержащего 6300 мг/г тритерпеновых гликозидов. Смесь пастеризуют (или стерилизуют) при температуре 112^oC в течение 12 мин, охлаждают до температуры 40^oC, вносят 0,3 л активизированной смеси стандартной закваски "Бифилакт", выпускаемой НПО "Углич", выдерживают при температуре 37^oC в течение 8 ч. После образования сгустка быстро охлаждают, хранят при температуре 0^oC.

Основные показатели:
внешний вид однородный плотный сгусток, без газообразования;
вкус чистый, кислый, острый со слабым привкусом уксусной кислоты;
титруемая кислотность 105±10^oТ;
микроскопический препарат присутствие клеток, соответствующих бактериальным закваскам, и отсутствие посторонних бактерий;
бактерии группы кишечных палочек отсутствуют при посеве в 10 мл продукта;
количество гликозидов 64 мкг/мл.

Кисломолочные продукты с гидролизатом из кукумарии могут храниться не более 2 сут при температуре 4±2^oC.

Примеры, поясняющие сущность способа определения количества тритерпеновых гликозидов.

Пример 9. Определение количества гликозидов в выварочных водах.

140 мл выварочных вод после варки кукумарии в воде пропускают через колонку (1,8 х 20 см), наполненную тефлоновым порошком "Полихром-1" с диаметром частиц 0,25-0,5 мм, промывают водой до отсутствия поглощения при 200 нм промывных вод, а затем смывают сумму гликозидов 50% спиртом. Водно-спиртовой раствор выпаривают до отсутствия спирта и повторно пропускают через колонку с тефлоновым порошком, элюируют 96% спиртом, спиртовой раствор выпаривают досуха. Получено 46 мг светло-желтого порошка, который растворяют в 2 мл 45% спирта.

ВЭЖХ сконцентрированной суммы гликозидов проводят на жидкостном хроматографе Shimadzu LC-9A с ультрафиолетовым детектором при 220 нм на колонке Shim-pack Phenyl при следующих условиях: система спирт:вода 9:11, скорость элюирования 1 мл/млн. В колонку вводят 0,5 мкл исследуемого раствора.

По полученной хроматограмме рассчитывают количество тритерпеновых гликозидов по формуле, полученной из градуировочного графика
Y=386230.105X-265118.031
где X концентрация гликозидов в мкг/мл;
Y площадь пика с временем удерживания 2,23 мин в мкВ/с.

Для построения калибровочного графика была выделена очищенная сумма гликозидов. Для этого лиофилизированный порошок после сушки выварочных вод трижды обрабатывали гексаном для удаления стеринов и липидов. Остаток после удаления гексана трижды обработали на кипящей водяной бане спиртом. Спиртовые экстракты объединили, упарили досуха при пониженном давлении. Остаток хроматографировали на силикагеле. Элюирование проводили сначала хлороформом, а затем смесью хлороформа и спирта в соотношении 4:1 и 2:1. После хроматографии была выделена фракция суммы тритерпеновых гликозидов с R_f 0,14 в системе хлороформ:спирт 4:1.

Найдя количество гликозидов по графику, рассчитывали их количество (в мкг/мл) в исходных выварочных водах по формуле

где γ количество гликозидов, найденное по графику, мкг;
V¹ общий объем раствора в 45% спирте, мл;
V² объем выварочных вод, пропущенных через колонку с тефлоновым порошком, мл;
V³ объем раствора, введенного в хроматограф, мкл.

Количество гликозидов в выварочных водах составляет 59,24 мкг/мл.

Пример 10. Определение количества гликозидов в гидролизате.

25 мл гидролизата, полученного из измельченных тканей кукумарии пропускают через колонку (1,8 Х 20 см), наполненную тефлоновым порошком ("Полихром-1") с диаметром частиц 0,25-0,5 мм, промывают водой до отсутствия поглощения при 200 нм в промывных водах, а затем смывают сумму гликозидов 50% спиртом (приблизительно 250 мл). Водно-спиртовой раствор выпаривают на роторном испарителе до отсутствия спирта и повторно пропускают через колонку с тефлоновым порошком, отмывают водой до отсутствия поглощения при 200 нм в промывных водах. Элюирование гликозидов проводят 95% этиловым спиртом (250 мл) и выпаривают досуха. Остаток растворяют в 2 мл 45% спирта.

Высокоэффективную жидкостную хроматографию и определение количества гликозидов проводят подобно примеру 9.

Количество гликозидов в гидролизате составляет 519,42 мкг/мл.

Формула изобретения

1. Способ получения гидролизата из гидробионтов, включающий промывку сырья, его измельчение, смешивание его с водой, введение фермента, проведение ферментативного гидролиза с последующим отделением гидролизата, отличающийся тем, что в качестве сырья используют кукумарию, которую разделывают, вводят протеолитический фермент, полученный из внутренностей краба в количестве 1000 3500 ПЕ на 1 кг кукумарии, а ферментативный гидролиз проводят при 30 45^oС в течение 14 24 ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ферментативный гидролиз проводят при естественном значении рН.

3. Способ приготовления кисломолочного продукта, включающий стерилизацию или пастеризацию молока, внесение биологически активной добавки, внесение закваски, сквашивание и охлаждение, отличающийся тем, что биологически активную добавку вводят перед стерилизацией, а в качестве БАД используют гидролизат кукумарии с содержанием гликозидов 300 600 мкг/мл в количестве 10 20 об. или 90 180 г порошка гидролизата из кукумарии на 10 л молока.

4. Способ определения количества тритерпеновых гликозидов, включающий подготовку пробы, измерение оптической плотности и определение количества гликозидов в анализируемом образце по предварительно построенному градуировочному графику, отличающийся тем, что подготовку пробы проводят сорбцией гликозидов на тефлоновом порошке, затем колонку с сорбентом промывают водой до отсутствия балластных веществ в промывных водах, элюируют тритерпеновые гликозиды 50%-ным спиртом, элюат упаривают до отсутствия спирта, полученный водный раствор гликозидов повторно сорбируют на тефлоновом порошке и отмывают водой до отсутствия балластных веществ в промывных водах, после чего гликозиды элюируют 96%-ным спиртом, спиртовой элюат выпаривают досуха, сухой остаток растворяют в 45%-ном спирте, а определение количества тритерпеновых гликозидов проводят методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на обратнофазной колонке в 45%-ном спирте при скорости потока 1 мл/мин и измерении оптической плотности при 220 нм, и по площади или высоте пика с временем удерживания 2,23 мин вычисляют содержание гликозидов.