СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЛИЗАТА ИЗ ПЛОДОВ И КОЖУРЫ БАНАНОВ В КАЧЕСТВЕ СТИМУЛЯТОРА РОСТА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ЛЕПТОСПИР Российский патент 2014 года по МПК C12P21/06 C12N1/00 

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

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.

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.