СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СЫРЬЕВЫХ ОТХОДОВ КОЖЕВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА К РАСТВОРЕНИЮ Российский патент 2008 года по МПК C08H1/06 C12S3/00 A23J1/10 

Изобретение относится к кожевенной промышленности, в частности к получению белкового гидролизата из сырьевых отходов кожевенного производства.

Известен ряд способов получения белковых гидролизатов из сырьевых и гольевых коллагенсодержащих отходов производства кож. Например, известен способ (А.С. СССР №162280, С14С 1/08, опубл. 16.04.1964, бюл. №9), предусматривающий предварительную обработку коллагенсодержащих гольевых отходов щелочно-солевой смесью, в состав которой входят 100 г/л гидроксида натрия и 142 г/л безводного сульфата натрия, при 20°С, ж.к.=6 (от исходной массы) в течение 48 часов, промывку раствором сульфата натрия такой же концентрации при ж.к.=10 в течение 3-5 часов, нейтрализацию 3% раствором борной кислоты при ж.к.=10 в течение 5-6 часов, промывку в течение 12-16 часов, растворение в 1М растворе уксусной кислоты.

К недостаткам данного способа следует отнести:

- использование агрессивных сред при предварительной обработке материала, что способствует загрязнению и распаду коллагена;

- большая продолжительность подготовительных процессов;

- большой расход воды и химических материалов;

- энергетические затраты на приготовление раствора сульфата натрия;

- большие затраты на очистку сточных вод.

Известен способ получения белкового гидролизата из коллагенсодержащих отходов производства кож (А.С. СССР №511062, A23J 1/10, опубл. 25.04.1976, бюл. №15), предусматривающий промывку кожевенного сырья, мездрение, снятие эпидермиса на двоильной машине, измельчение, обработку 5% раствором хлорида натрия, промывку водой, обработку раствором пепсина при жидкостном коэффициенте 4, рН 1,5-1,8 и 25-30°С в течение 7-10 суток. Обработанное пепсином сырье подвергают инактивации 0,01-0,02 Н раствором едкой щелочи в течение 18-24 часов при 20-25°С. Инактивированный спилок подвергают однократной промывке проточной водой и замораживанию при -10-30°С. Волокнистые частички коллагена после дефростации промывают при жидкостном коэффициенте 4 и температуре 20-25°С. Промытый полуфабрикат растворяют в растворе органической кислоты, гомогенизируют и фильтруют.

К недостаткам данного способа следует отнести большое количество процессов и операций, предшествующих растворению спилка, сложность их выполнения, большую продолжительность, большой расход воды, электроэнергии, большие затраты на очистку сточных вод, применение агрессивных сред, что способствует загрязнению коллагена.

Наиболее близким по технологической сущности является способ получения белкового гидролизата из твердых хромсодержащих отходов кожевенного производства (RU 2249047, С12S 3/00, 7/00, опубл. 27.03.2005, бюл. №9), предусматривающий ферментативную обработку коллагенсодержащих отходов в водном растворе пепсина 0,1-0,5 г/л при температуре 30-40°С в течение 1-6 ч (1 стадия), раздубливание в водном растворе щавелевой кислоты 1-20 г/л при температуре 10-30°С в течение 1-24 ч (2 стадия), ферментативную обработку в водном растворе нейтральной или щелочной протеазы 0,1-15,0 г/л при температуре 30-40°С в течение 1-6 ч (3 стадия), обработку в растворе уксусной кислоты 40-80 г/л в течение 20-100 ч при температуре 10-30°С (4 стадия). Недостатком способа является длительность процесса растворения и ограниченная сырьевая база, использование агрессивных химических материалов.

Технической задачей заявленного изобретения является обеспечение получения белкового гидролизата, содержащего продукты растворения коллагена, максимально сохранившие структуру белка, расширение сырьевой базы коллагенсодержащего сырья, а также упрощение технологии, сокращение продолжительности обработки и энергозатрат, затрат на химические материалы и очистку сточных вод, исключение использования агрессивных сред.

Поставленная задача достигается тем, что в способе обработки коллагенсодержащих отходов производства кож, включающем их промывку, ферментативную отмоку, ферментативное обезволашивание, отмоку проводят в водном растворе пепсина 0,1-5,0 г/л при температуре 20-40°С в течение 1-6 часов, ферментативное обезволашивания выполняют в водном растворе нейтральной или щелочной протеазы 1,0-5,0 г/л при температуре 30-40°С в течение 1-16 часов. Затем проводят промывку, измельчение на кусочки 5×5 мм, растворение по общеизвестному способу [А.С. СССР №162280, С14C 1/08, опубл. 16.04.1964, бюл. №9].

Технический результат заключается в том, что получается белковый гидролизат с молекулярной массой порядка 180-300 тыс., а также предусматривает упрощение технологии, сокращение продолжительности обработки и энергозатрат, затрат на химические материалы и очистку сточных вод, исключение использования агрессивных сред, расширение сырьевой базы коллагенсодержащего сырья.

Неочевидность достижения качественно нового технического результата следует из того, что согласно данным специальной литературы и данным, полученным при патентном поиске, неизвестен способ ферментативной подготовки сырьевых отходов к растворению с использованием данной комбинации ферментных препаратов. Соблюдение режима заявленного способа обеспечивает эффективную подготовку коллагенсодержащих отходов к последующему растворению.

Для осуществления ферментативного обезволашивания в качестве ферментативного препарата могут быть использованы нейтральные или щелочные протеазы, выделенные, например, из штаммов Bacillus subtilis, Aspergillus oryzae, Streptomyces griseus, Streptomyces Spp. и других.

Варианты расхода используемых веществ предложенного способа приведены в таблице 1.

Таблица 1Расход веществРасход веществ, г/лВариант1234567Пепсин0,122,52,532,55Протеаза «Прок»33,5312,553

Способ по примерам 1-7 осуществляют следующим образом. Сырье подвергают промывке в течение суток при температуре 20-25°С, обрабатывают водным раствором пепсина 0,1-5,0 г/л в течение 1-6 часов, при температуре 25-40°, ж.к. 2-5. Затем производят обезволашивание с помощью ферментного препарата «Прок» 1,0-5,0 г/л в течение 1-16 часов, при температуре 30-40°С, ж.к. 2-5, промывку выполняют в водной среде, измельчают сырье на кусочки размером 5×5 мм.

Растворение по общеизвестному способу [А.С. СССР №162280, С14C 1/08, опубл. 16.04.1964, бюл. №9].

В таблице 2 приведены данные по выходу белка в раствор и его молекулярная масса.

Таблица 2Содержание сухого остатка в гидролизате и его молекулярная массаВариантПерешедший в раствор белок, %Средняя молекулярная масса продуктов гидролиза, 10^-3 Да130300265228-280395221-225423260584200-255682180770220

Как видно из таблицы, предложенный способ позволяет получить белковый гидролизат с молекулярной массой порядка 180-300 тыс.

Полученный белковый гидролизат может быть использован в процессах кожевенного и мехового производства.

Молекулярная масса гидролизата (по вискозиметрии), полученная по прототипу, составляет 300-320 тыс.

Способ подготовки сырьевых отходов к растворению включает промывку, ферментативную обработку в 2 стадии, промывку, измельчение на кусочки 5×5 мм. На первой стадии проводят обработку водным раствором пепсина 0,1-5,0 г/л в течение 1-6 ч при температуре 25-40°С. На второй стадии проводят обработку водным раствором нейтральной или щелочной протеазы 1,0-5,0 г/л в течение 1-16 ч при температуре 30-40°С. Способ позволяет получить белковый гидролизат с молекулярной массой порядка 180-300 тыс. 2 табл.

Способ подготовки сырьевых отходов кожевенного производства к растворению, включающий промывку, ферментативную обработку водным раствором пепсина, отличающийся тем, что ферментативную обработку отходов проводят в 2 стадии: на первой стадии - водным раствором пепсина 0,1-5,0 г/л в течение 1-6 ч, при температуре 25-40°С, на второй стадии водным раствором нейтральной или щелочной протеазы, обладающей обезволашивающей способностью, 1,0-5,0 г/л в течение 1-16 ч, при температуре 30-40°С, с последующей промывкой и измельчением на кусочки 5×5 мм.