Способ получения гидролизата из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир
Владельцы патента RU 2534355:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к биотехнологии. Плоды и кожуру бананов взвешивают, промывают, измельчают и смешивают с предварительно подогретой до 45±1°C водой в соотношении 1:3. Подщелачивают до показателя рН 8,2-8,3, вносят фермент, в качестве которого используют поджелудочную железу крупного рогатого скота в количестве 9-15% к общему объему. Вносят консервант, в качестве которого используют хлороформ в количестве 1% к общему объему. Смесь подвергают гидролизу в течение 10 сут при температуре 45-50°C. Первые сутки смесь перемешивают через каждые 15 мин по 5 мин, в дальнейшем через каждые 2 ч по 5 мин. Гидролизат фильтруют через марлю, затем фильтровальные полотенца (бумагу) и стерилизуют методом озонирования. Пробкуют и хранят в герметически закрытом состоянии при температуре от 2°C до 8°C. Изобретение обеспечивает получение прозрачного гидролизата с повышенной стерильностью, с высокой биологической активностью, что приводит к улучшению его свойств при применении его в качестве стимулятора роста лептоспир. 2 табл., 3 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам получения гидролизата из плодов и кожуры бананов, и может быть использовано, как стимулятор роста для культивирования лептоспир.
Уровень техники
Известен способ получения ферментативного гидролизата, при котором готовят водную суспензию дрожжей, затем вносят ферменты, полученные из штамма микромицета ВКПМF-683, или его культуральную жидкость и выдерживают для гидролиза биомассы при pH 4,5-6,0. При использовании живых клеток дрожжей их инактивируют путем нагревания до температуры 70-95°C в течение 15-20 мин. После гидролиза гидролизат пастеризуют при 80-90°C в течение 15-20 мин и сушат. При необходимости из гидролизата удаляют нерастворимые вещества (см. пат. RU №2104300, C12N 1/06, A23J 1/18, A23L 1/28, опубл. 10.02.1998 г.). Недостатком данного гидролизата является высушивание конечного продукта, высокая себестоимость конечного продукта.
Известен способ получения ферментативного гидролизата, при котором для высвобождения аминокислот из белковосодержащих отходов их подвергают воздействию 26%-ным водным раствором аммиака, гидролизуемый субстрат измельчают. Предварительно сырье разводят деминерализованной водой в соотношении: для глобулина 1:1,5, для куриных эмбрионов и фибрина 1:5, для сгустков крови - 1:1,6. К подготовленному таким образом сырью добавляют 26% водный раствор аммиака из расчета 19 мл на 1 л смеси и воды. Гидролиз проводят в течение двух часов при температуре 120°C. По окончании аммиачного гидролиза гидролизат охлаждают до 45°C, доводят pH гидролизуемого материала до 7,0 раствором соляной кислоты и приступают к ферментативному гидролизу с применением ферментов поджелудочной железы крупного рогатого скота. Ферментативный гидролиз осуществляют при 42-43°C в течение шести-семи суток для глобулинов, шести суток для куриных эмбрионов и фибрина, четырех-пяти суток - для сгустков крови (см. пат. RU №2103345, С12N 1/00, опубл. 27.01.1998 г.). Недостатком данного способа является сложность технологического процесса, высокая себестоимость конечного продукта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ получения ферментативного гидролизата из свежей белокочанной капусты, включающий приготовление белоксодержащей массы, смешивание ее с водопроводной водой, кипячение, отличающийся тем, что в качестве белоксодержащей массы используют измельченную капусту, смешивание с водопроводной водой проводят в соотношении 1:3 с последующим кипячением в течение 9-11 мин, затем смесь охлаждают до 48-50°C, добавляют измельченную поджелудочную железу крупного рогатого скота, устанавливают 20%-ным раствором гидроокиси натрия pH до 8,2-8,3 по фенолфталеину, добавляют 1% хлороформа, проводят гидролиз в термокамере при температуре 38-42°C в течение 4-5 сут, причем в первые 1,5-2 ч смесь перемешивают через каждые 10-15 мин, а затем перемешивание проводят через каждые 5,5-6,0 ч, при этом ежедневно измеряют уровень аминного азота, который на третьи сутки составляет 0,2±0,05%, затем термокамеру отключают, гидролизат оставляют на сутки, а потом фильтруют (см. пат. RU №2415923, C12N 1/20, опубл. 10.04.2011 г.).
Недостатком данного гидролизата является кипячение, приводящее к разрушению витаминов, что пагубно сказывается на его свойствах при применении в качестве стимулятора роста лептоспир, технологическая сложность исполнения.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения и стерилизации гидролизата из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир, полностью стерильного, прозрачного, обладающего более низкой себестоимостью по сравнению с известными аналогами.
Техническим результатом, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, является повышение стерильности и получение прозрачного гидролизата с высокой биологической активностью, содержащего разнообразные макро- и микроэлементы, что приводит к улучшению его свойств при применении в качестве стимулятора роста лептоспир.
Технический результат достигается тем, что в способе получения гидролизата из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир, в котором сырье взвешивают, промывают, измельчают, смешивают с водой, подщелачивают до показателя 8,2-8,3, вносят фермент и консервант, подвергают гидролизу, фильтруют, стерилизуют, пробкуют, хранят герметично закрытым при температуре от 2°C до 8°C, согласно изобретению в качестве сырья используют кожуру и плоды бананов, которые смешивают с предварительно подогретой до 45±1°C водой в соотношении 1:3, вносят фермент, в качестве которого используют поджелудочную железу крупного рогатого скота в количестве 9-15% к общему объему, вносят консервант, в качестве которого используют хлороформ в количестве 1% к общему объему, подвергают гидролизу в течение 10 сут при температуре 45-50°C, первые сутки смесь перемешивают через каждые 15 мин по 5 мин, в дальнейшем через каждые 2 ч по 5 мин, после гидролизат фильтруют через марлю, затем фильтровальные полотенца (бумагу), стерилизуют методом озонирования от 37 мин до 42 мин, пробкуют, хранят герметично закрытым при температуре от 2°C до 8°C.
Осуществление изобретения
Примеры конкретного выполнения способа получения гидролизата из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир.
Пример 1. Плоды и кожуру бананов взвешивали (420 г), тщательно промывали в проточной водопроводной воде, измельчали в гомогенизаторе до однородной массы и помещали в стеклянную емкость, затем добавляли 1260 мл (1:3) водопроводной воды, подогретой до 45±1°C. Смесь подщелачивали до рН 8,2-8,3 ед. л. натрием углекислым (Na2CO3). Затем добавляли 13% (к общему объему) измельченной поджелудочной железы КРС (245,6 г). Добавляли к общему объему 1% химически чистого хлороформа и помещали в термокамеру. Подвергали гидролизу в течение 10 сут при температуре 45°C. Первые сутки смесь перемешивали через каждые 15 мин по 5 мин, в дальнейшем через каждые 2 ч по 5 мин. Гидролизат фильтровали через марлю, затем фильтровальные полотенца (бумагу). Стерилизовали полученный гидролизат методом озонации с помощью бытового озонатора в течение 37 мин герметично закрытым. Гидролизат пробковали, хранили герметически закрытым при t от +2 до +8°C. Гидролизат представляет собой прозрачную жидкость бледно-розового цвета.
Пример 2. Плоды и кожуру бананов взвешивали (420 г), тщательно промывали в проточной водопроводной воде, измельчали в гомогенизаторе до однородной массы и помещали в стеклянную емкость, затем добавляли 1260 мл (1:3) водопроводной воды, подогретой до 45±1°C. Смесь подщелачивали до pH 8,2-8,3 ед. л. натрием углекислым (Na2CO3). Затем добавляли 9% (к общему объему) измельченной поджелудочной железы КРС (245,6 г). Добавляли к общему объему 1% химически чистого хлороформа и помещали в термокамеру. Подвергали гидролизу в течение 10 сут при температуре 47°C. Первые сутки смесь перемешивали через каждые 15 мин по 5 мин, в дальнейшем через каждые 2 ч по 5 мин. Гидролизат фильтровали через марлю, затем фильтровальные полотенца (бумагу). Стерилизовали полученный гидролизат методом озонации с помощью бытового озонатора в течение 40 мин герметично закрытым. Гидролизат пробковали, хранили герметически закрытым при t от 2 до 8°C. Гидролизат представляет собой прозрачную жидкость бледно-розового цвета.
Пример 3. Плоды и кожуру бананов взвешивали (420 г), тщательно промывали в проточной водопроводной воде, измельчали в гомогенизаторе до однородной массы и помещали в стеклянную емкость, затем добавляли 1260 мл (1:3) водопроводной воды, подогретой до 45±1°C. Смесь подщелачивали до рН 8,2-8,3 ед. л. натрием углекислым (Na2CO3). Затем добавляли 15% (к общему объему) измельченной поджелудочной железы КPC (245,6 г). Добавляли к общему объему 1% химически чистого хлороформа и помещали в термокамеру. Подвергали гидролизу в течение 10 сут при температуре 50°C. Первые сутки смесь перемешивали через каждые 15 мин по 5 мин, в дальнейшем через каждые 2 ч по 5 мин. Гидролизат фильтровали через марлю, затем фильтровальные полотенца (бумагу). Стерилизовали полученный гидролизат методом озонации, с помощью бытового озонатора, в течение 42 мин, герметично закрытым. Гидролизат пробковали, хранили герметически закрытым при t от 2 до 8°C. Гидролизат представляет собой прозрачную жидкость бледно-розового цвета.
Гидролизаты полностью стерильны, прозрачны, имеют слабо-розовый цвет, хорошо фильтруются и обладают высокой биологической активностью.
Для подтверждения биологической активности гидролизатов из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир, приготовленных согласно примерам №1, 2, 3, провели исследование их химического и аминокислотного состава, а также провели исследование гидролизатов в качестве стимуляторов роста для накопления культуры лептоспир. Для этого к производственной питательной среде для культивирования лептоспир добавили гидролизаты из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир, приготовленных согласно примерам №1, 2, 3, в количестве 1% к общему объему.
Было проведено химическое исследование полученных гидролизатов на наличие микро- и макроэлементов и аминокислот.
На основании проведенных исследований получены следующие результаты, таблица 1.
Определение активности гидролизата способом К. Бакирджиева
Берут 2 флакона гидролизата. В первую пробирку помещают 500 мг дрожжей, 19,5 мл глюкозы и 0,5 мл 0,9% раствор натрия хлорида (контроль). Во вторую и третью пробирки - 500 мг дрожжей, 19,5 мл глюкозы, 0,5 мл гидролизата. Пробирки плотно укупориваются резиновыми пробками с вставленными в них изогнутыми стеклянными трубками, через которые выходит жидкость, вытесняемая углекислым газом, вырабатываемым дрожжами в процессе их жизнедеятельности. Объем вытесняемой жидкости в пробирках определяют каждые 24 ч.
Разница в объеме вытесняемой жидкости между контрольной пробиркой и тестовыми составила 40%. Это указывает на высокую биологическую активность гидролизата.
При исследовании гидролизатов в качестве стимуляторов роста для лептоспир испытывали культуры тест - штаммов: Leptospira Pomona B2k6, L. Icterohaemorragyae B2k2 и L. Tarassovi B2k4. Рост микроорганизмов на питательной среде, содержащей в качестве стимуляторов роста гидролизаты из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир, приготовленных по примерам №1, №2 и №3, превосходит рост микроорганизмов на производственной питательной среде для культивирования лептоспир в 2 раза. Данные представлены в таблице 2.
(Р<0,01) достоверная разница в сравнении с контролем.
Таким образом, разработанный способ получения гидролизата из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир с минимальными затратами позволяет сохранить его стерильность, прозрачность, широкий набор биологических компонентов, что дает право использовать его в различных областях промышленности.
Отличие от имеющихся аналогов: гидролизат из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир превосходит традиционные виды гидролизатов (в частности, белковый гидролизат дрожжевой биомассы, ферментативный гидролизат из свежей белокочанной капусты) по следующим параметрам:
- включает большое количество высокоактивных низкомолекулярных азотистых соединений;
- содержит разнообразные макро- и микроэлементы: Zn, Fe, Na, K, Mg, Ca;
- экологическая чистота, отсутствие антибиотиков и др. вредных примесей;
- имеет более низкую себестоимость;
- обладает высокой степенью прозрачности.
| Таблица 1 | |
| Некоторые химические компоненты гидролизатов из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир, приготовленных по примерам №1, 2, 3 | |
| Химические компоненты/качественные показатели | Количественные показатели |
| 1. Аминокислоты: | г/л: |
| аспарагиновая кислота | количество не рассчитывали |
| аспарагин | количество не рассчитывали |
| валин | количество не рассчитывали |
| глутаминовая кислота | количество не рассчитывали |
| триптофан | количество не рассчитывали |
| аргинин | количество не рассчитывали |
| треонин | количество не рассчитывали |
| цистеин | количество не рассчитывали |
| лизин | количество не рассчитывали |
| 3. Микро- и макроэлементы | мг/л: |
| цинк | 6,60±0,15 |
| медь | - |
| железо | 2,40±0,18 |
| натрий | 529,0±6,9 |
| калий | 1359,0±5,5 |
| марганец | 0,9±0,1 |
| кальций | 4,10±0,10 |
| магний | 62,0±1,5 |
| Таблица 2 | ||
| Ростостимулирующие качества водно-сывороточной среды с добавлением новых стимуляторов роста, n=50 | ||
| № стимулятора | Название стимулятора роста | Суммарное количество микроорганизмов всех штаммов лептоспир в 1 мл в млн/см3 |
| 1 | Ферментативный гидролизат из эмбрионально-яичной массы куриного эмбриона | 69,3±1,09 |
| 2 | Ферментативный гидролизат из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир по примерам №1, 2, 3 | 119,8±0,85 |
| 3 | Ферментативный гидролизат из отрубей | 91,8±0,49 |
| 4 | Ферментативный гидролизат из дрожжей | 90,5±0,65 |
| контроль | без стимулятора | 61,9±0,88 |
Способ получения гидролизата из плодов и кожуры бананов в качестве стимулятора роста для культивирования лептоспир, в котором плоды и кожуру бананов взвешивают, промывают, измельчают, смешивают с предварительно подогретой до 45±1°C водой в соотношении 1:3, подщелачивают до показателя рН 8,2-8,3, вносят фермент, в качестве которого используют поджелудочную железу крупного рогатого скота в количестве 9-15% к общему объему, вносят консервант, в качестве которого используют хлороформ в количестве 1% к общему объему, подвергают гидролизу в течение 10 сут при температуре 45-50°C, первые сутки смесь перемешивают через каждые 15 мин по 5 мин, в дальнейшем через каждые 2 ч по 5 мин, после гидролизат фильтруют через марлю, затем фильтровальные полотенца (бумагу), стерилизуют методом озонирования, пробкуют, хранят в герметически закрытом состоянии при температуре от +2°C до +8°C.
