Способ осветления и обезжиривания раствора белкового ферментативного гидролизата

 

Изобретение относится к пищевой и медицинской промышленности. Гидролизат, полученный из белоксодержащего материала, осветляют и обезжиривают, смешивая его с раствором хитозана. При этом рН раствора гидролизата доводят до значения не более 6,5 добавлением раствора соляной кислоты. Используют раствор хитозана с концентрацией 0,1-2% из расчета 1 г хитозана на 50-200 г сухих веществ в растворе гидролизата. Смесь перемешивают до полного распределения в ней раствора хитозана, рН смеси доводят до значения 7,5-10. После полного осаждения хитозана отделяют осадок. Применение способа позволит упростить и удешевить процесс получения конечного продукта, а также снизить массовую долю минеральных веществ в готовом продукте. 7 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к пищевой и медицинской промышленности, в частности к способам осветления и обезжиривания растворов ферментативных белковых гидролизатов от примесей, например липидов, с целью получения продуктов, пригодных для изготовления микробиологических питательных сред.

В известных способах производства ферментативных белковых гидролизатов для получения прозрачного раствора используют последовательное осаждение высокомолекулярных белковых молекул в изоэлектрических точках в кислой и щелочной областях (Артюхин В.И., Шепелин А.П., Киселева Н.В. Белковые гидролизаты в производстве питательных сред: Производство и применение продуктов микробиологических производств: Обзорн. информ. - М.: ВНИИСЭНТИ Минмедпрома СССР, 1990.- Вып. 9-10. - 52 с.). Для этого обычно сначала гидролизат раствор подкисляют раствором соляной кислоты до рН 3,5-4,5, кипятят, охлаждают до комнатной температуры и отделяют осадок. Затем полученный раствор подщелачивают раствором гидроксида натрия до рН 8,0-8,1, кипятят, охлаждают и снова отделяют осадок. Возможно применение сначала подщелачивания, а затем подкисления гидролизата. При этих операциях удаляются слабогидролизованные высокомолекулярные белки. Но липиды остаются в растворе. Для получения гидролизата с низким содержанием липидов необходимо поэтому использовать сырье с низкой массовой долей жира. Кроме того, многократная нейтрализация раствора приводит к увеличению в конечном продукте массовой доли минеральных веществ, а именно хлористого натрия.

Известен способ избирательного осаждения и удаления липидов из подсырной сыворотки с использованием хитозана (Hwang D.-C., Damodaran S. Selective precipitation and removal of lipids from cheese whey using chitosan // J. Agr. and Food Chem.-1995.- Vol.43, 1. -P.33-37).

Согласно способу, в осветленную сладкую сыворотку из-под сыра чеддер при рН 6,2 и 25^oС вносят 1%-ный р-р хитозана в 10%-ной АсОН, добавлением 1 М НСl доводят до рН 4,5, выдерживают 10 мин и центрифугируют в центрифуге со скоростью около 1488 об/мин. В надосадочном слое опытного и контрольного (без хитозана) образцов при λ=500 нм определяют нефелометрические показатели, разница между которыми показывает эффективность удаления фрагментов оболочек жировых шариков молока. В подкисленной сыворотке образуется комплекс - соединение из и оболочек жировых шариков, который выпадает в осадок и отделяется центрифугированием. Надосадочный слой содержит почти все сывороточные белки, а жира <0,26 г/100 г белка. Изолят сывороточного белка не содержит обнаруживаемых количеств хитозана. Предварительное сгущение сыворотки в 4 раза незначительно увеличивает минимальную концентрацию хитозана, необходимого для выпадения в осадок оболочек жировых шариков молока.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения белкового продукта путем осаждения белковых веществ из промывных вод рыбообрабатывающих предприятий хитозаном (Сафронова Т.М., Бойцова Т.М., Березан Д.П. Способ получения белкового продукта: Пат. 2137390 РФ, МКИ⁶ А 23 J 1/04, А 23 L 1/326.- Заявл. 07.10.98; 98118338/13; Опубл. 20.09.99.- Бюл. 26). При этом берут промывные воды с рН 5-7, прибавляют нейтрализованный непосредственно перед введением в промывные воды 2%-ный уксуснокислый раствор хитозана при соотношении раствор хитозана: промывные воды 1:3. Уксуснокислый раствор хитозана нейтрализуют до рН 6,1-6,4. В этом способе преследуется цель соосаждения белков с хитозаном.

Недостатком указанного способа является то, что в данном методе используется количество хитозана, сравнимое с количеством осаждаемого белка. Учитывая высокую стоимость хитозана, себестоимость конечного продукта будет также высока. Кроме того, после добавления раствора хитозана в промывные воды не проводят подщелачивание полученного раствора до рН более 7-8, при котором происходит наиболее полное осаждение хитозана и это сказывается на качестве продукта.

Предлагаемый способ обезжиривания и осветления раствора белковых гидролизатов предусматривает смешивание раствора гидролизатов с раствором хитозана при доведения активной кислотности (рН) раствора гидролизата до значения рН не более 6,5, в полученный раствор вводят при перемешивании раствора хитозана (осадителя) с концентрацией от 0,1 до 2% из расчета 1 г хитозана на 50-200 г сухих веществ в растворе гидролизата, при этом полученную смесь выдерживают в течение 15-60 мин для полного распределения хитозана в растворе, затем осуществляют нейтрализацию этой смеси путем доведения ее рН до 7,0-10,0 значения, при котором происходит наиболее полное осаждение хитозана, суспензию выдерживают 10-60 мин до полного формирования осадка, который затем отделяют любым из известных способов: центрифугированием, декантацией или фильтрованием.

Хитозан не только связывает растворенные липиды, но приводит к соосаждению взвешенных частиц и крупных негидролизованных белковых молекул, вызывая осветление раствора гидролизата.

Полученный обезжиренный и осветленный раствор упаривают под вакуумом до 10% исходного объема и сушат под вакуумом или в сушилке любой конструкции до остаточной влажности не более 4%.

Значения рН-введения и рН-осаждения хитозана выбирают в зависимости от вида гидролизата, количество добавляемого хитозана на единицу массы сухих веществ в гидролизате - от степени дезацетилирования хитозана.

В таблице приведен химический состав гидролизатов, полученных из разного сырья, обезжиренных и осветленных хитозаном.

Предлагаемый нами способ осуществляли следующим образом.

Пример 1 К 3,5 л раствора белкового ферментативного гидролизата из сайки с концентрацией сухих веществ 8% и рН 6,5 добавили 330 мл 1%-ного раствор хитозана со степенью дезацетилирования 85% в 0,1 н. НСl. рН после введения раствора хитозана составило 5,5.

После введения раствора хитозана полученную смесь перемешали в течение 30 мин до полного распределения раствора хитозана.

Затем рН смеси довели до значения 8,25 прибавлением 47 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия. Нейтрализованную смесь перемешали в течение 60 мин. После полного осаждения хитозана осадок отделили центрифугированием при факторе разделения 5000 g.

Полученный раствор упарили под вакуумом до массовой доли сухих веществ 45% и высушили в сушильном шкафу при температуре 80^oС до остаточной влажности 4%. Химический состав полученного гидролизата до обработки хитозаном (контроль) и после обезжиривания приведен в таблице.

Пример 2 В 9,7 л раствора белкового ферментативного гидролизата, полученного из отходов промысла северной креветки, с массовой долей сухих веществ 9% с рН 8,58 добавили при перемешивании 154 мл 18%-ной соляной кислоты до момента достижения рН гидролизата величины 6,26, затем прилили 730 мл 1%-ного раствора хитозана со степенью дезацетилирования 72% в 0,1 н. HCl. рН после добавления раствора хитозана составил 6,16. Смесь активно перемешивали в течение 20 мин.

Далее рН смеси довели до значения 8,2 прибавлением 110 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия. Полученную смесь оставили на 60 мин. Затем осадок отделили центрифугированием при факторе разделения 5000 g.

Полученный прозрачный раствор упарили в вакуумном ротационном испарителе до массовой доли сухих веществ 45% и затем высушили при температуре 80^oС.

Химический состав гидролизата до обработки хитозаном (контроль) и после обезжиривания приведен в таблице.

Пример 3 К 3,3 л раствора белкового ферментативного гидролизата, полученного из отходов переработки камчатского краба, с рН 8,7 и массовой долей сухих веществ 6,6% добавили при перемешивании 63 мл 18%-ной соляной кислоты до достижения рН гидролизата 3,8, затем 150 мл 1%-ного раствора хитозана со степенью дезацетилирования 85% в 0,1 н. HCl. рН после добавления раствора хитозана составил 3,45. Смесь перемешивали в течение 20 мин. Далее рН смеси довели до значения 8,2 добавлением 45 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия. Полученную смесь оставили на 60 мин. Затем осадок отделили центрифугированием при факторе разделения 5000 g.

Полученный прозрачный раствор упарили в вакуумном ротационном испарителе до массовой доли сухих веществ 45% и высушивали в сушилке при температуре 80^oС.

Химический состав гидролизата приведен в таблице.

Пример 4 К 4,6 л раствора белкового ферментативного гидролизата с массовой долей сухих веществ 7%, полученного из отходов переработки исландского гребешка, с рН 6,1 добавили при перемешивании 125 мл 2%-ного раствора хитозана со степенью дезацетилирования 85% в 0,1 н. HCl. рН после добавления раствора хитозана составил 5,9. После перемешивании смеси в течение 20 мин рН довели до значения 8,2 путем добавления 43 мл 30%-ного раствора гидроксида натрия. Полученную смесь оставили на 60 мин. Затем осадок отделили центрифугированием при факторе разделения 5000 g.

Полученный прозрачный раствор упарили в вакуумном ротационном испарителе до массовой доли сухих веществ 50% и высушили в сушилке при температуре 80^oС.

Химический состав гидролизата приведен в таблице.

Пример 5 К 4,9 л раствора белкового ферментативного гидролизата с массовой долей сухих веществ 8,1%, полученного из морского огурца Cucumaria frondosa, с рН 6,15 добавили 5 н. HCl до рН 3,8. Затем при перемешивании прибавили 300 мл 0,5%-ного раствора хитозана со степенью дезацетилирования 98% в 0,1 н HCl. рН после добавления раствора хитозана составил 3,7. После перемешивания смеси в течение 20 мин рН раствора довели до значения 8,2 добавлением 75 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия. Полученную смесь оставили на 60 мин. Затем осадок отделили центрифугированием при факторе разделения 5000 g.

Полученный прозрачный раствор упарили в вакуумном ротационном испарителе до массовой доли сухих веществ 56% и высушили в сушилке при температуре 80^oС.

Химический состав гидролизата приведен в таблице.

Осветление и обезжиривание растворов белковых ферментативных гидролизатов, получаемых из всевозможных отходов при переработке животного сырья, в частности из отходов рыбной промышленности или цельных морских гидробионтов, малоценных пород рыб, по предлагаемому способу позволяет упростить и удешевить процесс получения высококачественного конечного продукта, а также снизить массовую долю минеральных веществ и хлорида натрия в готовом продукте по сравнению с известными и используемыми технологиями.

Формула изобретения

1. Способ осветления и обезжиривания раствора белкового ферментативного гидролизата, полученного из материала, содержащего белок, характеризующийся тем, что он включает доведение рН раствора гидролизата соляной кислотой до значения не более 6,5, добавление раствора хитозана с концентрацией 0,1-2% из расчета 1 г хитозана на 50-200 г сухих веществ в растворе гидролизата, перемешивание до полного распределения хитозана, доведение рН смеси до 7,5-10,0, перемешивание с последующим отделением образовавшегося осадка.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала, содержащего белок, используют цельные иглокожие.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала, содержащего белок, используют малоценную рыбу.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала, содержащего белок, используют отходы производства рыбной промышленности.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве отходов рыбной промышленности используют отходы от переработки ракообразных.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве отходов рыбной промышленности используют отходы от переработки моллюсков.

7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве отходов рыбной промышленности используют отходы от переработки иглокожих.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют хитозан со степенью дезацетилирования от 60 до 98%.

РИСУНКИ

Рисунок 1