СПОСОБ БЕЗОТХОДНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ХИТИНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ Российский патент 1998 года по МПК A23L1/33 A23J1/04 C08B37/08 

Изобретение относится к технологии обработки гидробионтов, в частности к технологии получения продуктов: хитина, комплекса протеолитических ферментов, комплекса каротиноидных пигментов, жира-полуфабриката, белково-минеральной муки, белкового гидролизата из панцирьсодержащих отходов (ПСО), образующихся при переработке крабов, и может быть использовано в рыбообрабатывающей, пищевой, микробиологической промышленности, сельском хозяйстве и охране окружающей среды.

В настоящее время на плавбазах отходы крабового производства в основном перерабатываются на кормовую муку, а на краболовах, заготавливающих варено-мороженые конечности краба, из-за отсутствия рыбомучных установок отходы после измельчения сбрасывают за борт. На более глубокую переработку направляется лишь незначительное количество отходов: панцирные трубочки ходильных конечностей - как сырье для получения хитозана. Панцирь краба не используют для получения хитина, т.к. известные способы удаления белков и дименирализации путем щелочного и кислотного гидролиза приводят к деструкции хитина и не обеспечивают получение качественного продукта.

Трудоемкость процесса заготовки панцирных трубочек, необходимость использования высококонцентрированных растворов кислоты и щелочи при получении хитина по известным способам, экологическая вредность существующих технологий не позволяют организовать производство хитина на плавучих предприятиях.

В то же время отходы краба могут служить сырьем для получения не только хитина и хитозана, но и широкого спектра ценных продуктов: комплекса протеолитических ферментов, жира, каротиноидных пигментов.

Известен способ переработки ПСО с целью получения хитина из панциря ракообразных, сущность которого заключается в том, что панцирные трубочки (бедро, коленце и голень) ходильных конечностей крабов после извлечения из них мяса промывают водой, сушат до содержания влаги не более 12%, затем обрабатывают 8%-ным раствором щелочи при соотношении массы сухого панциря и раствора щелочи 1:10 при температуре 95 - 100^oC, фильтруют, промывают водой, затем обрабатывают 8%-ным раствором соляной кислоты в течении 20 ч при перемешивании, фильтруют, промывают водой, после чего проводят повторную обработку сначала щелочью, а затем кислотой при тех же условиях, фильтруют, промывают водой, сушат, измельчают. Для отбелки хитин после второй обработки кислотой последовательно обрабатывают 1%-ным раствором перманганата калия в течение 0,5 ч при соотношении массы хитина и раствора 1:5, фильтруют, обрабатывают 0,5 ч 2%-ным раствором щавелевой кислоты, фильтруют, промывают 2%-ным раствором соляной кислоты, отмывают водой, центрифугируют, сушат (Технологическая инструкция по производству хитина из сушеного панциря криля. ТИ N 169-77, утв. ВРПО "Дальрыба" 30.03.1977 г.).

Однако этот способ не предусматривает переработку панциря и внутренностей краба, т.е. не обеспечивает безотходную утилизацию отходов. Кроме того, предварительная варка сырья и жесткие режимы обработки сырья приводят к снижению качества хитина, биологической ценности белка и разрушению пигментов. Этот способ не позволяет решить проблему безотходной утилизации ПСО на крабоперерабатывающих предприятиях и требует решения экологических вопросов, связанных не только с утилизацией панциря, внутренностей, но и отходов после извлечения хитина и отработанных щелочных и кислотных растворов. Другим недостатком описанного способа является обязательная тепловая обработка сырья, что существенно осложняет процесс заготовки и хранения ПСО в морских условиях.

Известен способ переработки панцирьсодержащих отходов от разделки мелких ракообразных, в частности криля, обеспечивающий получение хитина и кормовой муки (Барышев Г.И. Разделение отходов при производстве мяса мелкой антарктической креветки на кормовой продукт и концентрат панциря // Механизация и автоматизация добычи и обработки рыбы и нерыбных объектов: Сб. науч. трудов/ВНИРО. - М.: ВНИРО, 1985, с. 48 - 52.). Способ включает: измельчение сырья, сушку в виброкипящем слое, "шелушение" для отделения частиц белка от панциря, фракционирование по размеру и массе. В результате осуществления способа получают хитинсодержащую и белково-минеральную фракции. Первая используется как сырье для получения хитина, а вторая - как кормовой продукт. Однако этот способ также не предусматривает получения других ценных компонентов: жира, ферментов, пигментов.

Известен способ переработки ПСО раков, крабов, позволяющий получать белковый гидролизат путем обработки сырья папаином (Suryanayana Rao SV e.a. Preparation and microbiological evaluation of bactopeptone from shirp waste// J. Food Sci and Technol, 1980, v. 17 - N 3, p. 133 - 136). При этом в водную суспензию сырья вводят 2% папаина и смесь выдерживают 4 ч при 45 - 50^oC. Затем фермент дезактивируют путем повышения температуры смеси до 100^oC. Этот способ является экологически чистым, но он не предусматривает сохранение и выделение хитина, пигментов, ферментов. Кроме того, применение дорогостоящего папаина значительно влияет на себестоимость продукции.

Известны способы переработки ПСО мелких ракообразных, обеспечивающие извлечение из них пигментных комплексов и белково-минеральных компонентов. Технологическая схема процесса включает: измельчение панцирьсодержащих отходов, перемешивание их с водой, установление оптимального значения pH и температуры, внесение протеолитического ферментного препарата (Milezyme 8x, или трипсин), выдерживание реакционной смеси для разрушения белково-пигментного комплекса при 40 - 45^oC в течение 1 ч, дезактивирование фермента путем повышения температуры, внесение горячего растительного масла и антиоксиданта, выдерживание смеси 30 мин при 80 - 90^oC, центрифугирование с целью отделения экстракта каротиноидов от плотной белковой массы (Chen H.M., Meyer S. P. , Extraction of astaxanthine pigment from crayfish waste using soy oil process// J. Food Sci, 1982, v. 47, N 3, p. 892 - 896).

В результате такой обработки получают масляный экстракт, содержащий 50 - 100 мг/% каротиноидов, и белковый гидролизат. Данный способ обеспечивает лишь частичное сохранение и выделение пигментов, не предусматривает извлечение других компонентов: хитина, ферментов, что обусловливает высокую себестоимость каротиноидов.

Известен способ переработки ПСО с получением хитина и экстракта пигментов, который включает тепловую обработку (варку) панцирьсодержащих отходов, сушку, дробление выдержку в 15-кратном количестве 1N соляной кислоты в течение 0,5 ч, центрифугирование, обработку отходов 10-кратным количеством 3,5%-ного раствора едкого натрия при 65^oC в течение 2 - 3 ч, экстракцию каротиноидов ацетоном, выдерживание хитина в 10-кратном объеме 0,315%-ного раствора гипохлорита в течение 5 мин. (No H.K., Meyers S.P., Lee K.S. Isolation and characterization of chitin from crawfish shell waste// J. Agr. and Food Chem, 1989, v. 37, N 3, p. 575 - 579).

Однако данный способ имеет ряд существенных недостатков.

1. Обязательная предварительная тепловая обработка сырья (варка);
2. Большие потери белковых веществ в процессе деминерализации сырья;
3. Снижение качества хитина и белковых веществ в результате частичной деструкции под действием высоких концентраций кислоты и щелочи;
4. Низкий выход комплекса пигментов;
5. Высокую пожаро- и взрывоопасность из-за применения ацетона для экстракции пигментов, что практически исключает возможность реализации способа в производственных условиях;
6. Не предусматривает извлечения из сырья ферментов и жира, что не обеспечивает комплексной безотходной переработки сырья;
7. Требует капитальных вложений для решения вопроса утилизации отработанных щелочных, кислотных, ацетоновых и жиросодержащих растворов.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ переработки мелких ракообразных с получением белковой фракции, используемой на корм скоту, белкового гидролизата и хитина из сыромороженого криля, который включает размораживание криля, прессование с отделением белковой фракции, промывку жома, щелочной гидролиз 0,2 - 2%-ным раствором едкого натра или едкого калия при соотношении жом : раствор щелочи 1 : 1 - 1 : 8 и температуре 20 - 80^oC в течение 0,5 - 2 ч; деминерализацию панциря, суспендированного в воде в соотношении панцирь : вода 1 : 2 - 1 : 5, добавлением к суспензии концентрированной соляной кислоты в соотношении панцирь : кислота 1 : 1 - 1 : 3 при комнатной температуре в течение 1 ч; повторную щелочную очистку хитина 0,2 - 2%-ным раствором едкого натра или калия при соотношении хитин : раствор щелочи 1 : 1 - 1 : 8 и температуре 20 - 80^oC в течение 0,5 - 2 ч, разделение на хитин и щелочной гидролизат, нейтрализацию рабочих растворов с получением белково-минеральной кормовой пасты. Промытый до нейтральной реакции хитин подвергают замораживанию при температуре не выше минус 12^oC. Замороженный хитин измельчают до 2 - 4 мм, суспендируют в 50 - 60% растворе щелочи при соотношении массы хитина и раствора щелочи 1 : 10 и подвергают диацетилированию при 90 - 110^oC в течение 1,5 - 2 ч. Суспензию разделяют и получаемый хитозан тщательно промывают дистиллированной водой до pH 7, после чего сушат при 40 - 60^oC до остаточной влажности 5 - 8% (Быков В.П., Быкова В.М., Сафронова Т.М., Кривошеина Л.И., Немцев С. В., Недосекова Т.М., Новиков А.В., Ермишева Щ.Э., Кадыров З.К., Сныткин И.И. - Способ переработки мелких ракообразных с получением хитозана, - Патент РФ N 2000066, кл. A 23 L / 1/33,).

Основным недостатком этого способа является непригодность использования условий кислотного гидролиза (высокая концентрация кислоты и продолжительность процесса) для панциря краба, хитин которого значительно менее устойчив к воздействию кислот по сравнению с таковым криля. Обработка панциря краба в этих условиях приводит к высоким потерям хитина, уменьшению его молекулярного веса, что снижает вязкость и, следовательно, качество получаемого из него хитозана.

К недостаткам этого способа также относится высокий расход щелочи, т.к. значительное остаточное содержание белка в хитине после первой щелочной очистки вызывает необходимость повторной обработки щелочью в тех же условиях.

Кроме того, этот способ не предусматривает извлечения из сырья ферментов, каротиноидов и жира, что не обеспечивает безотходной переработки сырья и требует решения вопроса утилизации белоксодержащих сбросов, а также больших объемов отработанных щелочных, кислотных растворов.

Задача, решаемая изобретением - безотходная переработка панцирьсодержащих отходов крабового производства с получением высококачественного хитина, комплекса протеолитических ферментов, жира-полуфабриката, белковой муки или пасты, белкового гидролизата, экстракта каротиноидных пигментов, минерально-белковой пасты; создание экологически чистого способа переработки отходов и снижение себестоимости конечных продуктов, в частности, хитина, и, следовательно, хитозана.

Это достигается тем, что твердый панцирьсодержащий остаток, полученный после того как размороженное сырье (отходы от переработки крабов, включающие карапакс, внутренности, конечности) прессуют, отделяют жидкую фракцию, из которой центрифугированием выделяют комплекс ферментов, жир-полуфабрикат и белковую фракцию, выдерживают в растворе с pH 7,5 - 8,0, содержащем ферментный препарат с активностью 60 - 200 Пе/г в количестве 1 - 10% к массе сырья, приготовленный из внутренностей краба, при 4 - 60^oC в течение 1 - 24 ч и отделяют белковый гидролизат. После этого из депротеинированного панциря экстрагируют пигментный комплекс сначала растительным маслом, затем хлороформом, а очистку хитина проводят:
от минеральных солей - путем выдерживания его в 1,0 - 5,0%-ном растворе соляной кислоты при комнатной температуре в течение 0,5 - 20 ч;
от остаточного белка - путем обработки 2,5 - 3,5%-ным раствором гидроокиси натрия в течение 2 - 2,5 ч при температуре 55 - 65^oC
Растворы, полученные на стадиях обработки панциря кислотой и щелочью, объединяют в соотношении, позволяющем достичь нейтрального значения pH, из полученной суспензии центрифугированием отделяют белково-минеральную пасту, которую промывают, сушат, получая белково-минеральную муку, а нейтрализованную воду сбрасывают в стоки.

Сущность способа заключается в следующем: не обработанное термически или мороженое сырье (отходы от переработки крабов, включающие карапакс, внутренности, конечности) размораживают на воздухе до температуры 0+2^oC, прессуют на пресс-сепараторе с диаметром отверстий 0,5-1 мм, отделяют жидкую фракцию, содержащую белковые вещества, протео- и хитинолитические ферменты и жир, от панцирьсодержащего жома.

Жидкую фракцию подвергают автолизу в течение 2-6 ч при температуре не выше 12^oC, после чего центрифугируют для разделения раствора протеолитических ферментов, жира и белкового осадка. Дополнительную очистку раствора протеолитических ферментов и жира проводят путем сепарирования и фильтрацией через нутч-фильтр. Полученный ферментный препарат при необходимости стабилизируют хлористым натрием (8-10% от массы раствора), либо антисептиками (бензойнокислым натрием, бензойной или сорбиновой кислотой) и хранят при температуре не выше 4^oC не более 12 мес.

Ферментный препарат используют в данном способе при дальнейшей обработке панцирьсодержащего сырья.

Белковый осадок, полученный после центрифугирования жидкой фракции либо сушат, либо консервируют, получая кормовую белковую муку или пасту.

Депротеинизация. Панцирьсодержащий жом, полученный после прессования, промывают водой при температуре 15-25^oC, перемешивая массу в течение 10-20 мин при соотношении жом : вода 1:4.

На этой стадии в перерабатываемый жом может быть введено панцирьсодержащее измельченное сырье, прошедшее тепловую обработку, например измельченные конечности или панцирь краба после варки при производстве варено-мороженых конечностей, непригодные для выделения протеолитического ферментного препарата и подходящие для выделения хитина, пигментов и белково-минеральных веществ.

Промытый жом выдерживают в растворе ферментного препарата при температуре 4-60^oC в течение 1-24 ч при соотношении жом : раствор 1:1-1:1,5. Раствор имеет pH 7,5-8,0 и содержит 1-10% ферментного препарата к массе сырья с протеолитической активностью 60-200 Пе/г, полученного, как описано выше, в этом же технологическом процессе. В качестве антисептика используют бензойно-кислый натрий или сорбиновую, или бензойную кислоту в количестве 0,1-1,0% к массе жома.

После ферментолиза массу направляют на осадительную горизонтальную центрифугу для отделения депротеинированного панциря от белкового гидролизата. Депротеинированный панцирь направляют на депигментацию, а белковый гидролизат - на концентрирование и/или сушку.

Белковый гидролизат содержит белки с молекулярной массой 20000-70000, полипептиды с молекулярной массой менее 6000, аминокислоты и каротиноидные пигменты в количестве 4000-45000 мг/%. Гидролизат может использоваться как пищевая или кормовая добавка, как компонент микробиологических сред или фармацевтических препаратов.

Для выделения пигментов депротеинизированный панцирь смешивают с растительным маслом, имеющим температуру 60-70^oC, при соотношении панцирь : масло 1: 1 - 1:1,2 смесь выдерживают в течение 20-30 мин при температуре 50-70^oC, затем охлаждают до комнатной температуры, в смесь добавляют хлороформ в количестве 50-60% к массе, перемешивают 5 мин и жидкую фракцию сливают, остаток 3 раза промывают равным объемом хлороформа. Хлороформенные вытяжки объединяют и упаривают, получая масляный экстракт каротиноидных пигментов.

Полученный экстракт содержит комплекс каротиноидных пигментов, основными компонентами которого являются: астаксантин (56-74%), астацин (16-21%), бета-каротин (3-8%). Общее содержание пигментов в экстракте составляет 540-700 мг/%.

Панцирьсодержащий остаток (хитин) после извлечения пигментов направляют на дополнительную очистку от минеральных солей (деминерализацию) и белковых веществ.

Для удаления минеральных солей хитин заливают 2-5%-ным раствором соляной кислоты (соотношение хитин : кислота 1:12 - 1:16 и перемешивают при 4 - 20^oC в течении 0,5-20 ч. Затем раствор сливают, а хитин промывают проточной водой до нейтральной реакции промывных вод и направляют на очистку от белковых веществ.

Для удаления белковых веществ хитин заливают 2,5-4,0%-ным раствором гидроксида натрия в соотношении хитин : раствор 1:10 - 1:5 и перемешивают при температуре 55-65^oC в течение 2-2,5 ч, после чего щелочной раствор сливают, а хитин промывают водой до нейтральной реакции промывных вод и высушивают при температуре 40-50^oC в течение 3,5-4 ч.

Растворы, полученные на стадиях деминерализации и щелочной обработки сырья, объединяют в нейтрализаторе в соотношении, обеспечивающем получение раствора с нейтральным значением pH. Образующуюся при этом суспензию центрифугируют для отделения минерально-белкового осадка, получая минерально-белковую пасту.

Полученная минерально-белковая паста содержит 5-3,0% белка, 12-14% минеральных веществ, среди которых преобладает кальций, представленный в виде солей аминокислот, низкомолекулярных пептидов и фосфорной кислоты. Белково-минеральную пасту или полученную из нее муку используют как кормовую добавку.

Нейтрализованный водный раствор сбрасывают. Выход хитина составляет 12-12,5% против 2,0-2,5% при обработке нашего сырья кислотно-щелочным гидролизом по прототипу, а содержание в хитине минеральных солей составляет не более 0,08% против 0,2%. Хитозан, полученный по технологии, описанной по прототипу (размораживание, замораживание, диспергирование в 60%-ном растворе NaOH и диацетилирование при 100^oC в течение 90 мин с последующей промывкой до pH 7,0 и сушкой) из хитина, полученного по заявляемому способу, имеет следующую характеристику: полную растворимость в слабых растворах кислот, вязкость не менее 2000 сПз.

Таким образом предлагаемый способ позволяет расширить сырьевую базу для получения высококачественного хитина и хитозана.

Обработка сырья ферментным препаратом приводит к глубокому рыхлению поверхности панциря, что облегчает доступ реагентов к внутренним слоям панциря.

Предварительное ферментативное разрушение структуры панциря позволяет проводить процессы депигментации, деминерализации, щелочной доочистки в более мягких условиях. Смягчение условий этих процессов обеспечивает сохранение нативной структуры хитина, следствием чего является улучшение его качества и увеличение выхода в 5-6 раз по сравнению с известными способами.

Ферментативная обработка сырья позволяет разрушить белково-пигментный комплекс с максимальным сохранением каротиноидных пигментов, в результате чего их вывод увеличивается в 6-12 раз. Вследствие полного извлечения пигментов из сырья из технологического процесса исключается стадия отбелки хитина.

Ферментативная обработка сырья позволяет исключить процедуру тепловой обработки панцирьсодержащих отходов, снизить расход кислоты, щелочи, увеличить выход продуктов, что значительно снижает их себестоимость.

Возможность исключения из технологического процесса тепловой обработки карапакса позволяет использовать ПСО не только как источник хитина, но и комплекса протеолитических ферментов и жира-полуфабриката.

Заявляемый способ переработки ПСО представляет экологически чистый процесс, т. к. предусматривает 100%-ную утилизацию сырья и нейтрализацию производственных сбросов.

Заявляемый способ позволяет проводить последовательное извлечение содержащихся в сырье компонентов, но также предусматривает возможность получения любого индивидуального компонента.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. Мороженые не обработанные термически ПСО (панцирь с внутренностями, конечности) размораживают до температуры в центре блока 15^oC и прессуют на пресс-сепараторе с диаметром отверстий барабана 1 мм для отделения жидкой фракции, содержащей белковые вещества, протеолитические и хитинолитические ферменты и липиды. Полученный жом промывают, перемешивая, водой при комнатной температуре при соотношении жом : вода 1:4 для более полного отделения растворимых белков и ферментов.

Жидкую фракцию подвергают автолизу в течении 2 ч при температуре не выше 12^oC, после чего центрифугируют на горизонтальной осадительной центрифуге (5000g) для разделения ее на три фракции: водный раствор протеолитических ферментов, жир-полуфабрикат и плотный осадок - белковую пасту. Затем раствор протеолитических ферментов направляют на сепарирование для очистки его от жира.

Полученный ферментный препарат стабилизируют хлористым натрием (8-10% от массы раствора), и хранят при температуре не выше 4^oC не более 12 мес. Выход ферментного препарата составляет 7,0-7,2% к массе сырья. В состав ферментного препарата входят: трипсиноподобные ферменты, коллагеназа, хитиназа. Общая протеолитическая активность ферментного препарата составляет 64 ПЕ/г препарата.

Полученный таким образом комплекс ферментов используют в производстве пищевых и технических продуктов.

Жир-полуфабрикат, выход которого составляет 7,9% к массе сырья имеет следующие характеристики: кислотное число 8,0, перекисное число 0,43; содержание неомыляемых веществ 3,2; доля ЭПК 11,6%. Его используют как технический жир или направляют на дальнейшую переработку с целью получения жировых композиций: фосфолипидов, жидких триглицеридов и каротиноидов для лечебно-профилактического питания.

Белково-минеральную пасту используют как кормовую добавку. Выход ее составляет 4,4% к массе сырья, содержание белковых веществ в ней составляет 21%, а минеральных солей 1,2%.

Промытый жом направляют на обработку ферментным препаратом для разрушения и удаления белков. Жом заливают 1%-ным раствором ферментного препарата, имеющим протеолитическую активность 200 ПЕ/г, при соотношении жом : раствор 1: 1 и термостатируют при 40^oC и pH 7,5 в течение 1 ч. По истечении указанного времени массу центрифугируют на осадительной центрифуге (3000g) для отделения депротеинированного панциря от белкового гидролизата.

Белковый гидролизат направляют на концентрирование под вакуумом и последующую сушку, а безбелковый панцирь - на депигментацию.

Белковый гидролизат содержит белки с молекулярной массой 20000-70000, полипептиды с молекулярной массой менее 6000, аминокислоты и каротиноидные пигменты в количестве 4000-4500 мг/%. Гидролизат может использоваться как пищевая или кормовая добавка, как компонент микробиологических сред или фармацевтических препаратов.

Для выделения основного количества каротиноидных пигментов панцирь заливают растительным предварительно нагретым до 50^oC масла в соотношении панцирь : масло 1:0,8 и перемешивают, поддерживая указанную температуру, в течение 30 мин. Затем массу охлаждают до комнатной температуры и добавляют хлороформ в количестве 50% к массе, перемешивают 5 мин и сливают экстракт пигментов. Плотный остаток промывают еще 3 раза аналогичным объемом хлороформа. Хлороформные вытяжки объединяют, упаривают, получая масляный экстракт каротиноидов с содержанием пигментов 600 мг/%.

Полученный экстракт содержит комплекс каротиноидных пигментов, основными компонентами которого являются: астаксантин (65%), астацин (20%), бета-каротин (5%).

Освобожденный от каротиноидов панцирь очищают от остаточного количества минеральных солей. Для этого плотный остаток, полученный после извлечения каротиноидов, заливают 5%-ным раствором соляной кислоты в соотношении панцирь : кислота 1:12 и выдерживают, периодически помешивая, в течение 0,5 ч. Раствор кислоты сливают, а осадок деминерализованного хитина промывают водой до нейтральной реакции промывных вод. Выход деминерализованного хитина составляет 45%.

Деминерализованный хитин подвергают дополнительной очистке от белковых веществ. Для этого хитин суспендируют в соотношении 1:10 в 2,5%-ном растворе гидроксида натрия и перемешивают 2 ч при температуре 65^oC. Щелочной раствор сливают, хитин промывают водой до нейтральной реакции промывных вод и сушат при температуре 50^oC. Выход хитина составляет не менее 12% к массе сырого краба. Хитин имеет белоснежный вид, поэтому не требуется проведения дополнительного отбеливания. Содержание минеральных солей в нем составляет 0,08%.

Растворы, полученные на стадиях деминерализации и щелочной доочистки, объединяют в нейтрализере в соотношениях, обеспечивающих получение раствора с нейтральным значением pH. Образующуюся при этом белково-минеральную суспензию центрифугируют при 3000 g, отделяя белково-минеральную пасту.

Полученный продукт содержит 3,0% белка, 14% минеральных веществ, среди которых преобладает кальций, представленный в виде солей аминокислот, низкомолекулярных пептидов и фосфорной кислоты. Белково-минеральную пасту или полученную из нее муку используют как кормовую добавку.

Пример 2. Мороженые ПСО (панцирь с внутренностями, конечности) размораживают до температуры в центре блока 12-15^oC и прессуют на пресс-сепараторе с диаметром отверстий барабана 1 мм для удаления белковых веществ, протеолитических и хитинолитических ферментов и липидов. Полученный жом промывают при перемешивании водой для более полного отделения растворимых белков и ферментов.

Жидкую фракцию подвергают автолизу в течении 4,5 ч при температуре 8^oC, после чего центрифугируют на горизонтальной осадительной центрифуге (5000g) для разделения ее на три фракции: водный раствор протеолитических ферментов, жир-полуфабрикат и плотный осадок - белковую пасту. Затем раствор протеолитических ферментов направляют на сепарирование для очистки его от жира, после чего консервируют путем внесения бензойно-кислого натрия в количестве 1,0% к массе ферментного препарата.

Промытый жом направляют на обработку ферментным препаратом для разрушения и удаления белков. Жом заливают 6%-ным раствором ферментного препарата, имеющем протеолитическую активность 130 ПЕ/г, при соотношении жом : раствор 1: 1,2 и термостатируют при 37^oC и pH 7,8 в течение 14 ч. По истечении указанного времени массу центрифугируют на осадительной центрифуге (3000g) для отделения депротеинированного панциря от белкового гидролизата.

Белковый гидролизат направляют на концентрирование под вакуумом и последующую сушку, а безбелковый панцирь - на депигментацию.

Для выделения пигментов панцирь заливают растительным предварительно нагретым до 60^oC маслом в соотношении панцирь : масло 1:1 и перемешивают, поддерживая указанную температуру, в течение 25 мин. Затем массу охлаждают до комнатной температуры и добавляют хлороформ в количестве 55% к массе, перемешивают 5 мин и сливают экстракт пигментов. Плотный остаток промывают еще 4 раза аналогичным объемом хлороформа. Хлороформные вытяжки объединяют, упаривают, получая масляный экстракт каротиноидов с содержанием пигментов не менее 600 мг/%.

Освобожденный от каротиноидов панцирь очищают от остаточного количества минеральных солей. Для этого плотный остаток, полученный после извлечения каротиноидов заливают 3,2%-ным раствором соляной кислоты в соотношении панцирь : кислота 1:14 и выдерживают, периодически помешивая, в течение 11 ч. Раствор кислоты сливают, а осадок деминерализованного хитина промывают водой до нейтральной реакции промывных вод. Выход деминерализованного хитина составляет 43-45%.

Деминерализованный хитин подвергают дополнительной очистке от белковых веществ. Для этого хитин суспендируют в соотношении 1:7,5 в 3,2%-ном растворе гидроксида натрия и перемешивают 2,2 ч при температуре 58^oC. Щелочной раствор сливают, хитин промывают водой до нейтральной реакции промывных вод и сушат при температуре 40-50^oC. Выход хитина составляет не менее 12% к массе сырого краба. Хитин имеет белоснежный вид, поэтому не требуется проведения дополнительного отбеливания.

Растворы, полученные на стадиях деминерализации и щелочной доочистки, объединяют в нейтрализере в соотношениях, обеспечивающих получение раствора с нейтральным значением pH. Образующуюся при этом белково-минеральную суспензию центрифугируют при 3000 g, отделяя белково-минеральную пасту.

Пример 3. Мороженое ПСО (панцирь с внутренностями, конечности) размораживают до температуры в центре блока 12-15^oC и прессуют на пресс-сепараторе с диаметром отверстий барабана 0,5 мм для удаления белковых веществ, протеолитических и хитинолитических ферментов и липидов. Полученный жом промывают при перемешивании водой для более полного отделения растворимых белков и ферментов.

Жидкую фракцию подвергают автолизу в течении 4,5 ч при температуре 8^oC, после чего центрифугируют на горизонтальной осадительной центрифуге (5000g) для разделения ее на три фракции: водный раствор протеолитических ферментов, жир-полуфабрикат и плотный осадок - белковую пасту. Затем раствор протеолитических ферментов направляют на нутч-фильтр для очистки его от жира, после чего консервируют путем внесения хлористого натрия в количестве 9% к массе ферментного препарата.

Промытый жом направляют на обработку ферментным препаратом для разрушения и удаления белков. Жом заливают 6%-ным раствором ферментного препарата, имеющим протеолитическую активность 130 ПЕ/г, при соотношении жом : раствор 1:1,5 и термостатируют при 60^oC и pH 8,0 в течение 24 ч. По истечении указанного времени массу центрифугируют на осадительной центрифуге (3000g) для отделения депротеинированного панциря от белкового гидролизата.

Белковый гидролизат направляют на концентрирование под вакуумом и последующую сушку, а безбелковый панцирь - на депигментацию.

Для выделения пигментов панцирь заливают растительным предварительно нагретым до 70^oC маслом в соотношении панцирь : масло 1:1,2 и перемешивают, поддерживая указанную температуру, в течение 20 мин. Затем массу охлаждают до комнатной температуры и добавляют хлороформ в количестве 60% к массе, перемешивают 5 мин и сливают экстракт пигментов.

Плотный остаток промывают еще 5 раз аналогичным объемом хлороформа. Хлороформные вытяжки объединяют, упаривают, получая масляный экстракт каротиноидов с содержанием пигментов не менее 600 мг/%.

Освобожденный от каротиноидов панцирь очищают от остаточного количества минеральных солей. Для этого плотный остаток, полученный после извлечения каротиноидов, заливают 1%-ным раствором соляной кислоты в соотношении панцирь : кислота 1: 16 и выдерживают, периодически помешивая, в течение 20 ч. Раствор кислоты сливают, а осадок деминерализованного хитина промывают водой до нейтральной реакции промывных вод. Выход деминерализованного хитина составляет 40-45%.

Деминерализованный хитин подвергают дополнительной очистке от белковых веществ. Для этого хитин суспендируют в соотношении 1:5 в 3,5%-ном растворе гидроксида натрия и перемешивают 2,5 ч при температуре 55^oC. Щелочной раствор сливают, хитин промывают водой до нейтральной реакции промывных вод и сушат при температуре 40-50^oC. Выход хитина составляет 12% к массе сырого краба. Хитин имеет белоснежный вид, поэтому не требуется проведения дополнительного отбеливания.

Растворы, полученные на стадиях деминерализации и щелочной доочистки, объединяют в нейтрализере в соотношениях, обеспечивающих получение раствора с нейтральным значением pH. Образующуюся при этом белково-минеральную суспензию центрифугируют при 3000 g, отделяя белково-минеральную пасту.

Изобретение относится к пищевой промышленности и позволяет комплексно перерабатывать отходы от переработки крабов. Не обработанное термически или мороженое сырье размораживают на воздухе, прессуют на пресс-сепараторе, отделяют жидкую фракцию, содержащую белковые вещества, протео- и хитинолитические ферменты и жир, от панцирьсодержащего жома. Жидкую фракцию подвергают автолизу в течение 2-6 ч при температуре не выше 12^oC, после чего центрифугируют. Дополнительную очистку раствора проводят путем сепарирования и фильтрацией через нутч-фильтр. Полученный ферментный препарат стабилизируют хлористым натрием (8-10% от массы раствора), либо антисептиками (бензойнокислым натрием, бензойной или сорбиновой кислотой и хранят при температуре не выше 4^oC не более 12 мес. Ферментный препарат используют в данном способе при дальнейшей обработке панцирьсодержащего сырья. Белковый осадок, полученный после центрифугирования жидкой фракции, либо сушат, либо консервируют, получая кормовую белковую муку или пасту. Панцирьсодержащий жом промывают водой при температуре 15-25^oC, перемешивая массу в течение 10-20 мин при соотношении жом : вода 1:4. Промытый жом выдерживают в растворе ферментного препарата при температуре 4-60^oC в течение 1-24 ч при соотношении жом : раствор - 1:1-1:1,5. Раствор имеет pH 7,5-8,0 и содержит 1-10% ферментного препарата к массе сырья с протеолитической активностью 60-200 ПЕ/г. В качестве антисептика используют бензойнокислый натрий или сорбиновую, или бензойную кислоту в количестве 0,1-1,0% к массе жома. После ферментолиза массу центрифугируют. Депротеинированный панцирь направляют на депигментацию, а белковый гидролизат - на концентрирование и/или сушку. Депротеинированный панцирь смешивают с растительным маслом, имеющим температуру 600-70^oС. Охлаждают до комнатной температуры. Добавляют хлороформ в количестве 50-60% к массе, перемешивают 5 мин. Жидкую фракцию сливают. Остаток 3 раза промывают равным объемом хлороформа. Хлороформенные вытяжки объединяют и упаривают. Панцирьсодержащий остаток (хитин) заливают 2-5%-ным раствором соляной кислоты (соотношение хитин : кислота1:12-1:16) и перемешивают при 4-20^oC в течение 0,5-20 ч. Затем раствор сливают. Хитин промывают проточной водой. Для удаления белковых веществ хитин обрабатывают раствором гидроксида натрия. Щелочной раствор сливают. Растворы, полученные на стадиях деминерализации и щелочной обработки сырья, объединяют в нейтрализаторе в соотношении, обеспечивающем получение раствора с нейтральным значением pH. Суспензию центрифугируют для отделения минерально-белкового осадка, получая минерально-белковую пасту. Предлагаемый способ позволяет расширить сырьевую базу для получения высококачественного хитина и хитозана. 5 з.п.ф-лы.

1. Способ безотходной комплексной переработки хитинсодержащего сырья, включающий прессование сырья с отделением белковой фракции, комплекса хитино- и протеолитических ферментов и жира с получением белкового продукта и жома, промывку жома водой при соотношении жома и воды 1 : 2 и температуре не выше 25^oC, его депротеинирование, деминерализацию путем обработки соляной кислотой с последующим разделением на хитин и кислотный гидролизат, промывку хитина до нейтральной реакции водой, доочистку хитина от белков путем обработки раствором щелочи с последующим отделением щелочного гидролизата и промывку хитина водой до нейтральной реакции с последующей его сушкой и получением готового продукта, смешивание, объединение кислотных гидролизатов, полученных на стадии деминерализации, и щелочных гидролизатов, полученных на стадиях доочистки хитина, до обеспечения нейтрального значения pH с последующим отделением минерально-белкового осадка, отличающийся тем, что в качестве сырья используют нетермообработанные панцирьсодержащие отходы крабового производства, жидкую фракцию после прессования сырья подвергают автолизу в течение 2 - 6 ч при температуре не выше 12^oC, центрифугируют с получением белковой пасты, жира и раствора протеолитических ферментов, проводят доочистку жира и раствора протеолитических ферментов путем сепарирования и фильтрации через нутч-фильтр с получением комплекса протеолитических ферментов и жира-полуфабриката, депротеинирование жома после промывки водой проводят в течение 1 - 24 ч полученным раствором комплекса протеолитических ферментов, имеющим pH 7,5 - 8,0 и содержащим 1 - 10% ферментного препарата к массе сырья с протеолитической активностью препарата к массе сырья с протеолитической активностью 60 - 200 ПЕ/г, при температуре 4 - 60^oC и соотношении сырье : раствор 1 : 1 - 1 : 1,5 с отделением белкового гидролизата, оставшийся жом обрабатывают растительным маслом с получением масляного экстракта каротиноидных пигментов, а полученный жом деминерализуют 1 - 5%-ной соляной кислотой при комнатной температуре при соотношении 1 : 12 - 1 : 16 в течение 0,5 - 20 ч с последующей промывкой его водой, проводят доочистку от белков с получением конечного продукта хитина. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии обработки депротеинирования комплексом протеолитических ферментов в смесь может быть введен антисептик в количестве 0,05 - 0,2% к массе сырья. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед обработкой комплексом протеолитических ферментов на стадии промывки жома водой в него могут быть внесены измельченные термообработанные панцирьсодержащие отходы краба. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный раствор протеолитических ферментов стабилизируют внесением в него 8 - 10% хлористого натрия или антисептиков в количестве 0,1 - 1,0%, выбранных из ряда: бензойная кислота, бензойнокислый натрий или сорбиновая кислота. 5. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что жом, полученный после отделения белкового гидролизата, обрабатывают растительным маслом при 50 - 70^oC в течение 20 - 30 мин при соотношении панцирь : масло, равном 1 : 0,8 - 1 : 1,2, охлаждают до 15 - 30^oC, не менее трех раз обрабатывают хлороформом в количестве 50 - 60% к массе, хлороформенные вытяжки объединяют, упаривают с получением масляного экстракта каротиноидных пигментов. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что доочистку хитина от белков проводят 2,5 - 4,0%-ной щелочью при температуре 55 - 65^oC в течение 2,0 - 2,5 ч при соотношении хитин : раствор, равном 1 : 10 - 1 : 5.1