ПИЩЕВОЙ БЕЛКОВЫЙ ПРОДУКТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК A23J1/10 C12N1/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к ферментативному гидролизату белка коллагена и способу его изготовления, и может быть использовано в биотехнологии для получения лечебно-профилактических и специализированных продуктов, используемых в рационе спортсменов.

Известен способ получения ферментативного гидролизата, включающий ферментативный гидролиз измельченного белоксодержащего сырья, осаждение полученной биомассы, фильтрование продукта и его высушивание (см. А.С. СССР 1025722, кл. С 12 N 1/00, 1983).

Однако известный способ отличается сложностью технологии и относительно высокой себестоимостью конечного пищевого белкового продукта, так как требует дорогостоящего оборудования.

По технической сущности наиболее близкими к заявляемым изобретениям являются пищевой белковый продукт, содержащий аминокислоты, концентрацию водородных ионов 1%-ного раствора 6,5-6,8, растворимость не менее 5,0%, массовую долю влаги не более 5,0%, массовую долю общего азота 5,5-6,0%, а также способ его изготовления, включающий ферментативный гидролиз в присутствии хлороформа измельченного белоксодержащего сырья в виде спилка шкур млекопитающих, смешанного с очищенной водой, осаждение, осветление продукта и его высушивание (см. Патент РФ 2068879, кл. С 12 N 1/00, от 24.12.92).

Недостатком известных изобретений является длительность процесса приготовления пищевого белкового продукта, что удорожает себестоимость.

Кроме того, способ изготовления пищевого белкового продукта мало приспособлен для промышленного использования и пригоден лишь для лабораторных целей при приготовлении в малых объемах.

Техническим результатом является ускорение процесса получения пищевого белкового продукта и соответствующее удешевление его себестоимости.

Дополнительным техническим результатом является получение нового пищевого белкового продукта - "Колламин" на основе коллагеносодержащего сырья, содержащего значительное количества незаменимых для человека аминокислот, биологически активных полипептидов, витаминов и микроэлементов.

Для этого в способе изготовления пищевого белкового продукта, включающем ферментативный гидролиз в присутствии хлороформа измельченного белоксодержащего сырья в виде спилка шкур млекопитающих, смешанного с очищенной водой, осаждение, осветление продукта и его высушивание, согласно изобретению отношение массы спилка шкур млекопитающих к массе воды берут равной 0,35-0,6, гидролиз проводят при 42-48^oС с рН 7,8-8,0 в течение 7-10 часов, кроме того, осаждение неразгидролизированной массы проводят по окончании гидролиза в зоне рН 7,4-7,5 при температуре +80-95^oС, причем согласно изобретению пищевой белковый продукт характеризуется следующим соотношением компонентов, мас.%:
Аминокислоты - 30-50
Ди-, три- и тетрапептиды - 35-55
Полипептиды не выше 2000 Д - 11-16
Полипептиды более 2000 Д - 0,05-0,9
Витамины - 0,05-0,9
Микроэлементы - 0,05-0,5
Остаточная влага - 2-7
и получен в результате ферментативного гидролизата белка коллагена из спилка шкур млекопитающих при отношении массы спилка шкур млекопитающих к массе воды, равном 0,35-0,6, гидролизе 42-48^oС и рН 7,8-8,0 в течение 7-10 часов.

Кроме того, в 100 г продукта "Колламина" содержатся витамины, мг:
В1 - 0,1-0,15
В2 - 0,2-0,3
В6 - 0,1-0,15
С - 4,5-4,8
Бета-каротин - 0,05-0,2
Е - 0,02-0,1
Сущность изобретения для способа заключается в том, что проведение гидролиза при более высокой температуре в щелочной зоне с более высокими значениями рН с наиболее эффективным соотношением фермента с субстратом позволило сократить процесс получения до 7-10 часов.

Кроме того, получаемый белковый продукт характеризуется наличием двух аминокислот, характерных только для белка коллагена - оксилизин и оксипролин, а также аминокислот с разветвленной углеродной цепью, крайне необходимых для улучшения метаболизма мышечной ткани.

Сравнение заявленных изобретений с ближайшим аналогом позволяет утверждать о соответствии критерию "новизна", а отсутствие отличительных признаков в аналогах говорит о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Предварительные испытания позволяют надеяться на широкое промышленное использование.

В качестве сырья для получения ферментативного гидролизата (ФГ) используют гольевой спилок шкур млекопитающих (крупного рогатого скота или свиньи).

Ферментативный гидролизат гольевого спилка шкур млекопитающих не требует для своего изготовления дорогостоящего оборудования и иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Гольевой спилок шкур крупного рогатого скота (КРС) отмывают от щелочного консерванта водопроводной водой, измельчают, прогревают при температуре 90^oС в течение 40 минут. Полученную смесь - гомогенат разводят очищенной водой в соотношении 0,5 и подвергают гидролизу протеолитическим ферментом - поджелудочной железы свиньи, взятой в количестве 20 об.%.

Процесс ведут в щелочной зоне рН 7,8 при температуре 45^oС в течение 8 часов (до момента прекращения нарастания величины аминного азота) в присутствии хлороформа (1,5 об.%). После этого прогревают полученную биомассу при температуре +90^oС при рН 7,5 в течение 15 минут, далее охлаждают, удаляют сформировавшийся осадок, а надосадочную жидкость фильтруют с помощью глубинных фильтров. Оставшиеся в надосадочной жидкости высокомолекулярные соединения в изоэлектрической точке белка самопроизвольно оседают, после чего их фильтруют и подвергают высушиванию в потоке горячего воздуха.

В результате получен пищевой белковый продукт, характеризуется следующим соотношением компонентов, мас.%:
Аминокислоты - 40
Ди-, три- и тетрапептиды - 44
Полипептиды не выше 2000 Д - 10
Полипептиды более 2000 Д - 0,8
Витамины - 0,7
Микроэлементы - 0,5
Остаточная влага - 4
Кроме того, в 100 г продукта содержатся витамины, мг:
В1 - 0,15
В2 - 0,25
В6 - 0,15
С - 4,70
Бета-каротин - 0,20
Е - 0,10
Пример 2.

Гольевой спилок шкур свиньи отмывают от щелочного консерванта водопроводной водой, измельчают, прогревают при температуре 80^oС в течение 50 минут. Полученную смесь - гомогенат разводят очищенной водой в соотношении 0,6 и подвергают гидролизу протеолитическим ферментом - поджелудочной железы свиньи, взятой в количестве 20 об.%.

Процесс ведут в щелочной зоне при рН 7,8 при температуре +45^oС в течение 8 часов (до момента прекращения нарастания величины аминного азота) в присутствии хлороформа (1,5 об.%). После этого прогревают полученную биомассу при температуре +90^oС при рН 7,5 в течение 12 минут, далее охлаждают, удаляют слой жира с поверхности и сформировавшийся осадок. Обезжиренную надосадочную жидкость фильтруют с помощью глубинных фильтров. Оставшиеся в надосадочной жидкости высокомолекулярные соединения в изоэлектрической точке белка самопроизвольно оседают, затем фильтруют и подвергают высушиванию в потоке горячего воздуха.

В результате получен пищевой белковый продукт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Аминокислоты - 39
Ди-, три- и тетрапептиды - 43
Полипептиды не выше 2000 Д - 12,2
Полипептиды более 2000 Д - 0,8
Витамины - 0,6
Микроэлементы - 0,4
Остаточная влага - 4
Кроме того, в 100 г продукта содержатся витамины, мг:
В1 - 0,12
В2 - 0,22
В6 - 0,12
С - 4,76
Бета-каротин - 0,1
Е - 0,05
Экспериментально установлено по показаниям величин аминного азота, что выбор соотношения массы спилка шкур млекопитающих к массе воды в диапазоне 0,35-0,6 обеспечивает наиболее полное прохождение гидролиза.

Диапазон температуры 42-48^oС с рН 7,8-8,0 максимально активирует ферментативный процесс и позволяет проводить гидролиз не более 10 часов.

По данным исследований НИИ Физико-Химической Биологии им. А.Н.Белозерского МГУ пищевой белковый продукт, полученный по примерам 1 и 2, названный "Колламин", включает набор аминокислот, полипептиды, витамины водо- и жирорастворимые, микроэлементы и остаточную влагу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Аминокислоты - 30-50
Ди-, три- и тетрапептиды - 35-55
Полипептиды не выше 2000 Д - 11-16
Полипептиды более 2000 Д - 0,05-0,9
Витамины - 0,05-0,9
Микроэлементы - 0,05-0,5
Остаточная влага - 2-7
Качественный и количественный состав аминокислот препарата является аналогичным для нативного коллагена. Содержит в своем составе 2 аминокислоты, встречающиеся только в нативном коллагене - оксипролин и оксилизин, а также редкие, но важные для аминокислотного обмена аминокислоты - орнитин и таурин.

По данным НИИ питания РАМН пищевой белковой продукт "Колламин" содержит в 100 г витамины, мг:
В1 - 0,1-0,15
В2 - 0,2-0,3
В6 - 0,1-0,15
С - 4,8-4,5
Бета-каротин - 0,05-0,2
Е - 0,02-0,1
Строгое соблюдение условий гидролиза позволяет получать в достаточной степени стандартный продукт, имеющий разброс количественных показателей аминокислот - 4-5%.

Полученный ферментативный гидролизат "Колламин" по результатам контрольных анализов имеет физико-технические характеристики, представленные в таблице 1.

Аминокислотный состав "Колламина", (%) представлен в таблице 2.

Таким образом, заявленный способ изготовления позволяет обеспечить ускоренный процесс получения нового пищевого белкового продукта - "Колламин", содержащего значительное количество незаменимых для человека аминокислот, биологически активных полипептидов, витаминов и микроэлементов при невысокой его себестоимости.

Изобретение относится к пищевой промышленности, может быть использовано для получения лечебно-профилактических и специализированных продуктов питания. Пищевой белковый продукт представляет собой ферментативный гидролизат белка коллагена, включающий полный набор аминокислот, полипептиды, витамины водо- и жирорастворимые, микроэлементы и остаточную влагу. Способ его получения предусматривает ферментативный гидролиз спилка шкур млекопитающих при отношении массы спилка к массе воды в диапазоне, равном 0,35-0,6, гидролиз проводят при 42-48^oС с рН 7,8-8,0 в течение 7-10 ч. Неразгидролизованную массу по окончании гидролиза осаждают при рН 7,4-7,5 и температуре 80-95^oС. Пищевой белковый продукт обогащен незаменимыми для человека аминокислотами, снижена себестоимость целевого продукта. Способ получения продукта позволяет ускорить процесс до 7-10 ч и удешевить его себестоимость. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Пищевой белковый продукт, характеризующийся следующим соотношением компонентов, мас. %:
Аминокислоты - 30 - 50
Ди-, три- и тетрапептиды - 35 - 55
Полипептиды не выше 2000 Д - 11 - 16
Полипептиды более 2000 Д - 0,05 - 0,9
Витамины - 0,05 - 0,9
Микроэлементы - 0,05 - 0,5
Остаточная влага - 2 - 7
и получен в результате ферментативного гидролиза белка коллагена из спилка шкур млекопитающих при отношении массы спилка шкур млекопитающих к массе воды, равном 0,35-0,6, гидролизе при 42-48^oС и рН 7,8-8,0 в течение 7-10 ч. 2. Пищевой белковый продукт по п. 1, характеризующийся тем, что он содержит в 100 г продукта витамины, мг:
В1 - 0,1 - 0,15
В2 - 0,2 - 0,3
В6 - 0,1 - 0,15
С - 4,8 - 4,5
Бета-каротин - 0,05 - 0,2
Е - 0,02 - 0,13
3. Способ изготовления пищевого белкового продукта, включающий ферментативный гидролиз в присутствии хлороформа измельченного белоксодержащего сырья в виде спилка шкур млекопитающих, смешанного с очищенной водой, осаждение, осветление продукта и его высушивание, отличающийся тем, что отношение массы спилка шкур млекопитающих к массе воды берут в диапазоне, равном 0,35-0,6, гидролиз проводят при 42-48^oС с рН 7,8-8,0 в течение 7-10 ч. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что осаждение неразгидролизированной массы проводят по окончании гидролиза в зоне рН 7,4-7,5 при температуре +80-95^oС.