СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА Российский патент 2006 года по МПК A23J1/00 A23J3/00 A23J3/04 A23K1/00 

Описание патента на изобретение RU2281656C2

Изобретение относится к биотехнологии, касается получения белка из биомассы насекомых мухи и может быть использовано в пищевой и комбикормовой промышленности.

Известен способ получения белковой пищевой добавки из животного сырья (измельченных замороженных органов и тканей млекопитающих), экстрагированием в щелочном растворе, удалением балластных веществ, подкислением экстракта, промывкой осадка и высушиванием (1).

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает получения высокобелкового продукта, содержание протеина в сухом продукте не более 26%.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к достигаемому результату является способ получения белкового препарата из растительного сырья (2-прототип), включающий экстракцию сырья, отделение экстракта и выделение из него белка путем подкисления и центрифугирования.

Недостатками этого способа являются:

- невысокое содержание белка в исходном сырье, в отрубях содержится 16,8-17,0% белка;

- присутствие в отрубях полиуглеводов требует их предварительного осаждения подкислением экстракта с последующим отделением осадка, что влечет потерю части белковых компонентов;

- лимитированность растительного белка рядом незаменимых аминокислот;

- продолжительность и низкая эффективность процесса получения белка;

- сезонность поступления растительного сырья.

Известно, что белковые препараты, полученные из растительного сырья, содержат ряд антипитательных соединений (тиогликозиды, сапонины, танины и др.).

Сущностью изобретения является способ получения белка, на основе нового типа высокобелкового сырья - личинок насекомых и совокупности приемов извлечения белка, увеличение качества, выхода и удешевление целевого продукта.

Технический результат изобретения - предложено новое высокобелковое сырье, использование которого позволяет достичь сверх суммарного результата по содержанию белка и аминокислот в целевом препарате пищевого и кормового назначения. Достигнута рациональная переработка вторичного продукта утилизации отходов пищевых производств и сельского хозяйства - личинок насекомых, а также сточных вод молочного производства - молочной сыворотки.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, предусматривающем экстракцию растительного сырья, отделение экстракта и осаждение из него белка соляной кислотой, согласно изобретению в качестве исходного сырья используют биомассу личинок насекомых, экстракцию белка из гомогенизированной биомассы проводят 0,01-0,5% - раствором щелочи, при соотношении 1:3-1:11, температуре 20°С-100°С и постоянном перемешивании в течение 10-60 мин. Экстракт отделяют от нерастворимых частиц суспензии. Белок выделяют добавлением раствора кислоты или использованием в качестве осаждающего агента 8-10% молочной сыворотки с кислотностью 200-300°Т до достижения рН 4,0-6,0, осевший белок отделяют и высушивают.

Биомасса личинок насекомых отличается тем, что при экстракции белка на воздухе при комнатной температуре биомасса быстро темнеет, белок приобретает темный цвет. Отличительной особенностью нового способа являются условия экстракции белка из сырья, а именно проведение процесса извлечения белка при повышенной температуре до 100°С. Предлагаемый температурный режим повышает органолептические характеристики конечного продукта и степень экстракции белковых компонентов.

Оптимальная совокупность предлагаемых физических и химических методов получения белка из биомассы насекомых позволяет достичь максимального, по степени извлечения, содержанию и качеству белка результата.

В сухом белковом препарате, полученном по предлагаемому способу, содержится 78-96% протеина.

В таблице 1 приведены данные, характеризующие достижение поставленной цели по предлагаемому способу в сравнении с прототипом.

Предложенный способ за счет использования в качестве сырья для получения протеина личинок различных насекомых дает сверхсуммарный результат по содержанию незаменимых аминокислот в белковом концентрате и выходу протеина. Способ позволяет расширить сырьевую базу, рационально использовать дешевый вторичный продукт переработки производственных стоков и отходов - личинки насекомых, удешевить белок, рационально использовать стоки молочного производства, утилизировать молочную сыворотку.

Выход белка зависит от его общего содержания в сырье. Использование в качестве сырья личинок насекомых позволяет достичь более высоких значений параметров технологического процесса, так как их биомасса содержит более 58% белка. Из биомассы личинок извлекается до 62,0% протеина.

Повышение качества белкового концентрата достигается за счет использования высокобелкового сырья - личинок насекомых, увеличения содержания в концентрате протеина и незаменимых аминокислот (табл.2).

Результаты исследований свидетельствуют, что заявляемый способ позволяет получить белок улучшенного состава. Использование в качестве сырья для получения белка, дешевого вторичного продукта, высвобождающегося в процессе переработки сельскохозяйственных и промышленных отходов и стоков, снижает стоимость целевого продукта, т.е. обеспечивает решение поставленной задачи.

Пример 1. 1 кг измельченной в блендере биомассы личинок комнатной мухи Musca domestica экстрагировали в 3 л 0,01% раствора NaOH при t 20°C при постоянном перемешивании в течение 110 мин. Суспензию центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Полученный экстракт подкисляли 5%-ным раствором HCl до рН 4,0, центрифугировали при 2000 об/мин в течение 5 мин.

Белковый препарат имеет вид темно-серого, рассыпчатого порошка, содержит 78%, сумма незаменимых аминокислот белка 49,5%.

Пример 2. 1 кг измельченной в блендере, обезжиренной биомассы личинок комнатной мухи Musca domestica экстрагировали в 9 л 0,5% раствора NaOH при температуре 60°С при постоянном перемешивании в течение 60 мин. Суспензию центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Полученный экстракт подкисляли 5%-ным раствором HCl до рН 5,0, центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Белковый препарат имеет вид серого, рассыпчатого порошка, содержит 86% протеина, сумма незаменимых аминокислот белка 50,0%.

Пример 3. 1 кг измельченной в блендере биомассы личинок комнатной мухи Musca domestica экстрагировали в 11 л 0,5% раствора NaOH при температуре 100°С при постоянном перемешивании в течение 30 мин. Суспензию центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Полученный экстракт подкисляли введением молочной сыворотки кислотностью 200°Т до рН 5,0, центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин.

Белковый препарат имеет вид белого, рассыпчатого порошка, содержит 89% протеина, сумма незаменимых аминокислот 50,2%.

Пример 4. 1 кг измельченной в блендере, обезжиренной биомассы личинок термитов Cryptotermes domesticus экстрагировали в 8 л 0,5% раствора NaOH при температуре 95°С при постоянном перемешивании в течение 50 мин. Суспензию центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Полученный экстракт подкисляли введением 10% молочной сыворотки кислотностью 200°Т до рН 5,0, центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин.

Белковый препарат имеет вид белого, рассыпчатого порошка, содержит 96% протеина, сумма незаменимых аминокислот белка 50,4%.

Пример 5. 1 кг измельченной в блендере, обезжиренной биомассы личинок мучного червя Tenebrio molitor экстрагировали в 9 л 0,4% раствора NaOH при температуре 95°С при постоянном перемешивании в течение 60 мин. Суспензию центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Полученный экстракт подкисляли 5%-ным раствором HCl до рН 4,5, центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин.

Белковый препарат имеет вид белого, рассыпчатого порошка, содержит 96% протеина, сумма незаменимых аминокислот белка 50,5%.

Пример 6. 1 кг измельченной в блендере биомассы личинок саранчи Locusta migratoria экстрагировали в 9 л 0,5% раствора NaOH при температуре 95°С при постоянном перемешивании в течение 60 мин. Суспензию центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Полученный экстракт подкисляли 5%-ным раствором HCl до рН 4,5, центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Белковый препарат имеет вид белого, рассыпчатого порошка, содержит 96% протеина, сумма незаменимых аминокислот белка 50,5%.

Пример 7. 1 кг измельченной в блендере, обезжиренной биомассы личинок зеленых мясных мух Lucilia sericata экстрагировали в 8 л 0,5% раствора NaOH при температуре 95°С при постоянном перемешивании в течение 30 мин. Суспензию центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Полученный экстракт подкисляли 5%-ным раствором HCl до рН 4,5, центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин.

Белковый препарат имеет вид белого, рассыпчатого порошка, содержит 96% протеина, сумма незаменимых аминокислот белка 50,5%.

Пример 8. 1 кг измельченной в блендере, обезжиренной биомассы личинок синей мясной мухи Calliphora vicina экстрагировали в 8 л 0,5% раствора NaOH при температуре 95°С при постоянном перемешивании в течение 30 мин. Суспензию центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Полученный экстракт подкисляли 5%-ным раствором HCl до рН 4,5, центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин. Белковый препарат имеет вид темно-серого, рассыпчатого порошка, содержит 96% протеина, сумма незаменимых аминокислот белка 50,5%.

Литература

1. Патент РФ, №2075944, С1, А 23 J 1/2, БИ №9, 27.03.97.

2. AC СССР, №1177966, А 23 J 1/12. Способ получения белка из отрубей. БИ №29, 07.08.86.

Таблица 1
Химический состав биомассы личинок комнатной мухи и пшеничных отрубей
КомпонентКоличество, %Тело личинокМука личинокБелковый препаратОтрубиПротеин56,258,278-9616,8-17,8Сумма незаменимых аминокислот--50,4937,04Липиды16,0-18,017,9-19,00,1-1,53,4-4,8Зола2,997,0-7,32,5-3,52,9-4,9-Влажность6-9

Таблица 2
Аминокислотный состав белка, полученного на основе личинок комнатной мухи
АминокислотаСодержание, % к сумме аминокислотПредлагаемый способИзвестный способ (прототип)Эталон ФАО91Аспарагиновая7,938,825,7Треонин4,265,134,22,8Серии3,553,436,5Глутаминовая12,2512,6626,0Пролин9,0311,436,3Глицин3,644,753,1Аланин4,284,433,4Цистеинxx0,572,0Валин6,436,413,174,2Метионин4,263,920,832,2Изолейцин4,644,793,04,2Лейцин5,795.698,184,8Тирозин9,997,471,92,8Фенилаланин8,948,155,72,8Лизин6,185,016,44,2Гистидин5,864,274,5Аргинин2,983,666,7Триптофанxx3,091,4Сумма незаменимых аминокислот:50,4946,5737,0431,4Примечание: х - (цистеин и триптофан) не определяли
Препараты получены: 1 - гидролизом биомассы опарышей, 9 - щелочной экстракцией из биомассы опарышей.

Похожие патенты RU2281656C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА 2003
  • Кузнецов Борис Борисович
  • Аксенов Александр Васильевич
  • Козинцев Андрей Львович
  • Уланова Рузалия Владимировна
RU2283000C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА 2013
  • Уланова Рузалия Владимировна
  • Кравченко Ирина Константиновна
RU2557407C2
СОСТАВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАЧИНКИ ДЛЯ ВАФЕЛЬ 2016
  • Уланова Рузалия Владимировна
  • Кравченко Ирина Константиновна
  • Менько Екатерина Владимировна
RU2638648C2
Способ производства колбасных изделий 2018
  • Уланова Рузалия Владимировна
  • Кравченко Ирина Контантиновна
  • Мотузко Анна Никитична
  • Пурмель Игорь Владимирович
RU2687367C1
Способ приготовления хлебобулочных изделий 2018
  • Уланова Рузалия Владимировна
  • Кравченко Ирина Контантиновна
  • Мотузко Анна Никитична
  • Зайчик Борис Цалерьевич
RU2687375C1
Способ производства кондитерских мучных изделий 2018
  • Уланова Рузалия Владимировна
  • Кравченко Ирина Контантиновна
  • Мотузко Анна Никитична
  • Зайчик Борис Цалерьевич
RU2688458C1
Способ производства помадных конфет 2016
  • Уланова Рузалия Владимировна
  • Кравченко Ирина Константиновна
  • Менько Екатерина Владимировна
RU2659236C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА ИЗ ПОДМОРА МУХИ ЧЕРНАЯ ЛЬВИНКА HERMETIA ILLUCENS 2023
  • Лопатин Сергей Александрович
  • Хайрова Аделя Шамилевна
  • Варламов Валерий Петрович
RU2814817C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАМЕНИТЕЛЯ МОЛОКА 2013
  • Уланова Рузалия Владимировна
  • Кравченко Ирина Константиновна
  • Горелова Ольга Петровна
  • Николаева Ольга Сергеевна
RU2557402C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО ПРЕПАРАТА ИЗ ТОКСИЧНОГО ШРОТА КЛЕЩЕВИНЫ 2002
  • Уланова Р.В.
RU2221436C2

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА

Изобретение относится к биотехнологии. Биомассу личинок насекомых измельчают. Экстракцию белка из биомассы проводят 0,01-0,5%-раствором щелочи, при соотношении 1:3-1:11, температуре 20-100°С и постоянном перемешивании в течение 10-60 мин. Экстракт отделяют от нерастворимых частиц суспензии. Белок выделяют, подкисляя экстракт кислотой. Осевший белок отделяют. Белковый препарат отличается большим содержанием высокоценного белка. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 281 656 C2

1. Способ получения белка, предусматривающий экстракцию сырья, отделение экстракта и выделение из него белка, отличающийся тем, что в качестве источника сырья используют измельченную биомассу личинок насекомых, экстракцию белка проводят 0,01-0,5%-ным раствором щелочи при соотношении биомассы и экстрагента 1:3-1:11, температуре 20-100°С и постоянном перемешивании 10-60 мин, удаляют нерастворившиеся частицы, осаждают белок из экстракта добавлением осаждающего агента.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что химической обработке сырья предшествует механическая обработка - измельчение сырья.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве осаждающего агента применяют молочную сыворотку с кислотностью 200-300°Т.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2281656C2

Способ получения белка из отрубей 1984
  • Милютин В.Н.
  • Карташева Л.Д.
  • Крамаренко Е.В.
  • Шеремет О.В.
SU1177966A1
Способ приготовления кормовой добавки из личинок мух 1987
  • Ерофеева Тамара Владимировна
  • Григорьев Павел Петрович
  • Грейнштейн Агнесса Карловна
  • Кузьмина Александра Вячеславна
SU1517904A1
JP 10215785, 18.08.1998
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОЦЕННОГО БЕЛКА 1999
  • Кириллов Л.И.
RU2151503C1
Способ производства казеина 1979
  • Соколов Александр Александрович
  • Янкунас Владислав Антонович
  • Перепечко Александра Владимировна
  • Конева Ольга Ивановна
  • Хейнштейн Григорий Шмуйлович
  • Косарев Александр Александрович
SU906494A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОЙ ПИЩЕВОЙ ДОБАВКИ 1996
  • Морозов В.Г.
  • Хавинсон В.Х.
RU2075944C1
Способ получения 2-окси-5-сульфокислоты дифенила 1936
  • Ворожцов Н.Н. Младший
  • Трощенко А.Т.
SU50857A1

RU 2 281 656 C2

Авторы

Кузнецов Борис Борисович

Аксенов Александр Васильевич

Козинцев Андрей Львович

Уланова Рузалия Владимировна

Даты

2006-08-20Публикация

2003-11-19Подача