Способ получения обогащенного цинком белкового гидролизата из гидробионта (варианты) Российский патент 2023 года по МПК A23J1/04 A23J3/30 A23L17/50 

Группа изобретений относится к рыбной промышленности, в частности к способам получения белковых гидролизатов, обогащенных эссенциальным микроэлементом цинком и с высоким содержанием общего азота и свободных аминокислот, в частности таурина, которые могут быть использованы в лечебно-профилактическом, спортивном питании, косметологии, в пищевой промышленности для приготовления рыбной продукции, майонеза, соусов, в аквакультуре.

Известен способ получения белкового гидролизата из мяса моллюсков (см. патент РФ № 2319409, МПК A23L 1/333, A23J 1/04, дата публикации 20.03.2008 г. ), включающий подготовку сырья, его кислотный гидролиз соляной кислотой, нейтрализацию, упаривание, созревание и расфасовку.

В качестве ближайшего аналога принят способ получения белкового гидролиза из мяса мидий (см. патент РФ № 2017439, МПК A23L 1/333, A23J 1/04, дата публикации 12.11.1992 г. ), включающий подготовку сырья, кислотный гидролиз соляной кислотой при температуре 102-105°C в течение 16-22 часов, нейтрализацию, упаривание гидролизата и его отделение от осадка путем фильтрации.

Недостатками ближайшего аналога являются:

- продолжительность технологии, обусловленная не только длительностью гидролиза, но и выдерживанием гидролизата в течение не менее 5 сут перед отделением осадка;

- длительная обработка белковой составляющей используемого сырья при высокой температуре приводит к разрушению, рацемизации и изомеризации отдельных аминокислот, что влияет на их биологическую активность;

- обязательная нейтрализация щелочью с образованием солей (хлоридов), что приводит к повышенному содержанию поваренной соли NaCl при нейтрализации гидрооксидом натрия, негативно влияет на органолептические свойства и ограничивает применение белковых гидролизатов в лечебно-профилактическом питании, в частности для людей, использующих малосолевую и безсолевую диеты.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является разработка способа, обеспечивающего фортификацию эссенциально важным микроэлементом цинком и отсутствие солей в готовом продукте, который существенно расширяет область применения при сокращении продолжительности и понижении температуры гидролиза.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в следующем:

- получение белковых гидролизатов, обогащенных цинком и с высоким содержанием общего азота и свободных аминокислот, в частности таурина, и отсутствием солей;

- разработка технологии, в которой сокращены продолжительность и температура гидролиза и расширена область применения.

Поставленная задача решается тем, что:

1). способ получения обогащенного цинком белкового гидролизата из гидробионта, включающий подготовку сырья, гидролиз, отделение жидкой фракции, нейтрализацию и упаривание отличается тем, что в качестве сырья используют измельченные мягкие ткани Mactra chinensis, гидролиз проводят анолитом рН = 3,0-3,5, получаемым из дистиллированной воды, при соотношении сырье: анолит 1 кг: 2-2,5 л, в течение 10-12 часов при температуре 80-85°С, полученный гидролизат остывает в течение 4 часов, затем его осветляют центрифугированием со скоростью 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяют жидкую фракцию, проводят нейтрализацию до рН 6,8-7,1, добавляют 20%-ный водный раствор хлорида цинка (III) при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубируют при температуре 20-25°С в течение 60 минут, проводят нанофильтрацию и упаривают до содержания сухих веществ по массе не менее 25%;

2). способ получения обогащенного цинком белкового гидролизата из гидробионта, включающий подготовку сырья, гидролиз, отделение жидкой фракции, нейтрализацию и упаривание отличается тем, что в качестве сырья используют измельченные мягкие ткани Anadara broughtonii, гидролиз проводят анолитом рН = 2,5-3,0, получаемым из дистиллированной воды, при соотношении сырье: анолит 1 кг: 2-2,5 л, в течение 10-12 часов при температуре 85-90°С, полученный гидролизат остывает в течение 4 часов, затем его осветляют центрифугированием со скоростью 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяют жидкую фракцию, проводят нейтрализацию до рН 6,8-7,1, добавляют 20%-ный водный раствор хлорида цинка (III) при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубируют при температуре 20-25°С в течение 60 минут, проводят нанофильтрацию и упаривают до содержания сухих веществ по массе не менее 25%;

3). способ получения обогащенного цинком белкового гидролизата из гидробионта, включающий подготовку сырья, гидролиз, отделение жидкой фракции, нейтрализацию и упаривание отличается тем, что в качестве сырья используют измельченные мягкие ткани Spisula sachalinensis, гидролиз проводят анолитом рН = 2,5-3,0, получаемым из дистиллированной воды, при соотношении сырье: анолит 1 кг: 1,5-2,0 л, в течение 10-12 часов при температуре 85-90°С, полученный гидролизат остывает в течение 4 часов, затем его осветляют центрифугированием со скоростью 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяют жидкую фракцию, проводят нейтрализацию до рН 6,8-7,1, добавляют 20%-ный водный раствор хлорида цинка (III) при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубируют при температуре 20-25°С в течение 60 минут, проводят нанофильтрацию и упаривают до содержания сухих веществ по массе не менее 25%.

Сопоставительный анализ признаков заявляемой группы изобретений с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретений обеспечивают решение следующих функциональных задач.

Признаки, описывающие используемое сырье, позволяют расширить сырьевую базу для получения белковых гидролизатов, а также обуславливают высокое содержание общего азота и свободных аминокислот, в частности таурина, в готовом продукте.

Признаки, характеризующие используемый анолит, описывают тип гидролизующего агента, не требующего нейтрализации.

Признаки, касающиеся соотношения сырье: анолит, описывают оптимальное соотношение, обеспечивающее эффективный гидролиз.

Признаки, касающиеся температуры гидролиза, длительность которого составляет 10-12 часов, описывают оптимальные режимные характеристики гидролиза, при этом умеренный температурный режим позволяет уменьшить или предотвратить изомеризацию или разрушение отдельных аминокислот.

Признаки «полученный гидролизат остывает в течение 4 часов» позволяют подготовить гидролизат к дальнейшей обработке.

Признаки «полученный гидролизат… осветляют центрифугированием со скоростью 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С» позволяют удалить взвешенные частицы.

Признаки «отделяют жидкую фракцию» позволяют выделить целевой продукт.

Признаки «проводят нейтрализацию до рН 6,8-7,1» позволяют обеспечить необходимую рН среды для взаимодействия аминокислот и пептидов с хлоридом цинка.

Признаки «[в жидкую фракцию] добавляют 20%-ный водный раствор хлорида цинка при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубируют при температуре 20-25°С в течение 60 минут, проводят нанофильтрацию» позволяют получить белковый гидролизат, обогащенный эссенциальным микроэлементом цинком за счет образования хелатных комплексов цинка с органическими соединениями.

Признаки «упаривают жидкую фракцию до содержания сухих веществ по массе не менее 25%» позволяют удалить лишнюю влагу и получить готовый продукт.

Заявляемый способ осуществляют по стандартной технологии на стандартном оборудовании.

В качестве сырья используют мягкие ткани двустворчатых моллюсков Дальневосточного региона (Mactra chinensis, Anadara broughtonii, Spisula sachalinensis) -двигательный мускул, мантию, аддуктор. В качестве сырья также могут быть использованы и некондиционные мягкие ткани - срезанные остатки мускулов-замыкателей, мантия или ее части, другие части мышечной ткани с механическими повреждениями при технологии.

Мягкие ткани промывают в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещают на решета для удаления излишней воды, продолжительность стекания составляет 20-30 мин.

Далее сырье измельчают до размера частиц 0,1-0,5 мм, затем дополнительно гомогенизируют.

Измельченное сырье переносят в реактор (с эмалированным или стеклянным покрытием) с анолитом с заданным уровнем рН, обеспечивая требуемое соотношение сырье: анолит.

Далее проводят гидролиз при заданной температуре в течение 10-12 часов при перемешивании каждый час в течение 5 минут.

Полученный гидролизат осветляют центрифугированием при 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяют жидкую фракцию фильтрованием и подвергают ее нейтрализации до рН 6,8-7,1.

Затем в жидкую фракцию добавляют 20%-ный водный раствор хлорида цинка (III) при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубируют при температуре 20-25°С в течение 60 минут, проводят нанофильтрацию.

На заключительном этапе обогащенную цинком жидкую фракцию упаривают до содержания сухих веществ не менее 25% по массе.

Примеры осуществления способа

Пример 1

Двигательный мускул Mactra chinensis массой 1 кг промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин.

Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,5 мм, затем дополнительно гомогенизировали.

Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 2 л анолита рН = 3,0. Гидролиз проводили при 80°С в течение 12 ч.

Полученный гидролизат остывал в течение 4 часов, затем его осветляли центрифугированием со скоростью 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяли жидкую фракцию фильтрованием, нейтрализовали ее Ca(OH)₂ до рН = 7,0 и добавляли 20%-ный водный раствор хлорида цинка при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубировали при температуре 20°С в течение 60 минут, проводили нанофильтрацию, затем упаривали.

Содержание сухих веществ составляло 27,42±0,85%, содержание общего азота 2,75±0,13%, содержание свободных аминокислот 1,3±0,03%, содержание таурина 3,3±0,1% от суммы свободных аминокислот, рН = 2,85, содержание цинка - 0,30 мг/мл.

Пример 2

Мантию Mactra chinensis массой 1 кг промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин.

Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,3 мм, затем дополнительно гомогенизировали.

Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 2,5 л анолита рН = 3,3. Гидролиз проводили при 85°С в течение 10 ч.

Полученный гидролизат остывал в течение 4 часов, затем его осветляли центрифугированием при 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяли жидкую фракцию фильтрованием, нейтрализовали ее Ca(OH)₂ до рН = 6,9 и добавляли 20%-ный водный раствор хлорида цинка при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубировали при температуре 22°С в течение 60 минут, проводили нанофильтрацию, затем упаривали.

Содержание сухих веществ составляло 27,50±0,73%, содержание общего азота 2,77±0,12%, содержание свободных аминокислот 1,35±0,02%, содержание таурина 3,2±0,1% от суммы свободных аминокислот, рН = 6,9, содержание цинка - 0,29 мг/мл.

Пример 3

Двигательный мускул и мантию Mactra chinensis массой 1 кг промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин.

Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,5 мм, затем дополнительно гомогенизировали.

Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 2 л анолита рН = 3,5. Гидролиз проводили при 83°С в течение 11 ч.

Полученный гидролизат остывал в течение 4 часов, затем его осветляли центрифугированием при 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяли жидкую фракцию фильтрованием, нейтрализовали ее КOH до рН = 7,0 и добавляли 20%-ный водный раствор хлорида цинка при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубировали при температуре 25°С в течение 60 минут, проводили нанофильтрацию, затем упаривали.

Содержание сухих веществ составляло 26,57±0,81%, содержание общего азота 2,67±0,13%, содержание свободных аминокислот 1,4±0,03%, содержание таурина 3,28±0,1% от суммы свободных аминокислот, рН = 7,0, содержание цинка - 0,30мг/мл.

Пример 4

Двигательный мускул Anadara broughtonii массой 1 кг промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин.

Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,5 мм, затем дополнительно гомогенизировали.

Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 2 л анолита рН = 2,5. Гидролиз проводили при 85°С в течение 12 ч.

Полученный гидролизат остывал в течение 4 часов, затем его осветляли центрифугированием со скоростью 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяли жидкую фракцию фильтрованием, нейтрализовали ее Ca(OH)₂ до рН = 7,0 и добавляли 20%-ный водный раствор хлорида цинка при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубировали при температуре 20°С в течение 60 минут, проводили нанофильтрацию, затем упаривали.

Содержание сухих веществ составляло 26,92±1,1%, содержание общего азота 2,85±0,11%, содержание свободных аминокислот 1,28±0,04%, содержание таурина 3,61±0,17% от суммы свободных аминокислот, рН = 7,0, содержание цинка - 0,27 мг/мл.

Пример 5

Мантию Anadara broughtonii массой 1 кг промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин.

Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,3 мм, затем дополнительно гомогенизировали.

Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 2,5 л анолита рН = 3,0. Гидролиз проводили при 90°С в течение 10 ч.

Полученный гидролизат остывал в течение 4 часов, затем его осветляли центрифугированием при 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяли жидкую фракцию фильтрованием, нейтрализовали ее Ca(OH)₂ до рН = 6,9 и добавляли 20%-ный водный раствор хлорида цинка при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубировали при температуре 22°С в течение 60 минут, проводили нанофильтрацию, затем упаривали.

Содержание сухих веществ составляло 28,98±1,05%, содержание общего азота 2,90±0,10%, содержание свободных аминокислот 1,33±0,03%, содержание таурина 3,03±0,15% от суммы свободных аминокислот, рН = 6,9, содержание цинка - 0,28 мг/мл.

Пример 6

Двигательный мускул и мантию Anadara broughtonii массой 1 кг промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин.

Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,5 мм, затем дополнительно гомогенизировали.

Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 2 л анолита рН = 2,8. Гидролиз проводили при 87°С в течение 11 ч.

Полученный гидролизат остывал в течение 4 часов, затем его осветляли центрифугированием при 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяли жидкую фракцию фильтрованием, нейтрализовали ее КOH до рН = 7,0 и добавляли 20%-ный водный раствор хлорида цинка при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубировали при температуре 25°С в течение 60 минут, проводили нанофильтрацию, затем упаривали.

Содержание сухих веществ составляло 27,81±1,09%, содержание общего азота 2,87±0,12%, содержание свободных аминокислот 1,2±0,04%, содержание таурина 3,32±0,11% от суммы свободных аминокислот, рН = 7,0, содержание цинка - 0,27 мг/мл.

Пример 7

Двигательный мускул Spisula sachalinensis массой 1 кг промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин.

Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,5 мм, затем дополнительно гомогенизировали.

Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 2 л анолита рН = 2,5. Гидролиз проводили при 85°С в течение 12 ч.

Полученный гидролизат остывал в течение 4 часов, затем его осветляли центрифугированием со скоростью 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяли жидкую фракцию фильтрованием, нейтрализовали ее Ca(OH)₂ до рН = 7,0 и добавляли 20%-ный водный раствор хлорида цинка при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубировали при температуре 20°С в течение 60 минут, проводили нанофильтрацию, затем упаривали.

Содержание сухих веществ составляло 26,57±0,81%, содержание общего азота 2,67±0,13%, содержание свободных аминокислот 1,21±0,03%, содержание таурина 2,54±0,26% от суммы свободных аминокислот, рН = 7,0, содержание цинка- 0,29 мг/мл.

Пример 8

Мантию Spisula sachalinensis массой 1 кг промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин.

Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,3 мм, затем дополнительно гомогенизировали.

Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 1,5 л анолита рН = 3,0. Гидролиз проводили при 90°С в течение 10 ч.

Полученный гидролизат остывал в течение 4 часов, затем его осветляли центрифугированием при 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяли жидкую фракцию фильтрованием, нейтрализовали ее Ca(OH)₂ до рН = 6,9 и добавляли 20%-ный водный раствор хлорида цинка при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубировали при температуре 22°С в течение 60 минут, проводили нанофильтрацию, затем упаривали.

Содержание сухих веществ составляло 25,63±0,76%, содержание общего азота 2,43±0,12%, содержание свободных аминокислот 1,19±0,04%, содержание таурина 2,89±0,13% от суммы свободных аминокислот, рН = 6,9, содержание цинка-0,27 мг/мл.

Пример 9

Двигательный мускул и мантию Spisula sachalinensis массой 1 кг промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин.

Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,5 мм, затем дополнительно гомогенизировали.

Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 1,8 л анолита рН = 2,8. Гидролиз проводили при 87°С в течение 11 ч.

Полученный гидролизат остывал в течение 4 часов, затем его осветляли центрифугированием при 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяли жидкую фракцию фильтрованием, нейтрализовали ее КOH до рН = 7,0 и добавляли 20%-ный водный раствор хлорида цинка при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции: хлорид цинка = 10:1, инкубировали при температуре 25°С в течение 60 минут, проводили нанофильтрацию, затем упаривали.

Содержание сухих веществ составляло 26,92±1,12%, содержание общего азота 2,51±0,1%, содержание свободных аминокислот 1,24±0,05%, содержание таурина 2,71±0,1% от суммы свободных аминокислот, рН = 7,0, содержание цинка - 0,28 мг/мл.

Авторы исследовали полученные образцы.

Готовые продукты представляли собой:

1). обогащенный цинком белковый гидролизат Mactra chinensis - темно-окрашенная жидкость с приятным запахом, рН = 6,8-7,1, содержащая сложную смесь свободных заменимых и незаменимых аминокислот, включая таурин, пептиды, а также эссенциальный микроэлемент цинк;

2). обогащенный цинком белковый гидролизат Anadara broughtonii - темно-окрашенная жидкость с приятным запахом, рН = 6,8-7,1, содержащая сложную смесь свободных заменимых и незаменимых аминокислот, включая таурин, пептиды, а также эссенциальный микроэлемент цинк;

3). обогащенный цинком белковый гидролизат Spisula sachalinensis - темно-окрашенная жидкость с приятным запахом, рН = 6,8-7,1, содержащая сложную смесь свободных заменимых и незаменимых аминокислот, включая таурин, пептиды, а также эссенциальный микроэлемент цинк.

Органолептические характеристики белковых гидролизатов из гидробионтов приведены в таблице 1.

Таблица 1
Органолептические характеристики обогащенных цинком белковых гидролизатов из гидробионтов Показатель Описание Внешний вид Темная жидкость Цвет Однородный коричневый Вкус и запах Свойственные, без посторонних привкуса и запаха Наличие посторонних примесей Не допускается

Показатели безопасности обогащенных цинком белковых гидролизатов из гидробионтов представлены в таблицах 2-4.

Таблица 2
Показатели безопасности обогащенных цинком белковых гидролизатов из Mactra chinensis Показатель Допустимый уровень содержания,
не более Фактическое значение Токсичные элементы, мг/кг Мантия Двигательный мускул Двигательный мускул + мантия Свинец 0,3 0,008 0,007 0,009 Мышьяк 0,1 0,006 0,005 0,007 Кадмий 0,05 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Ртуть 0,05 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Пестициды, мг/кг не более ГХЦГ (α-, β- и γ-изомеры) 0,05 не обнаружено не обнаружено не обнаружено ДДТ, ДДД, ДДЕ 0,1 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Полихлорированные бифенилы, мг/кг 3,0 0,09 0,08 0,07 Радионуклиды, Бк/кг(л) не более Цезий-137 60 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Стронций-90 80 не обнаружено не обнаружено не обнаружено

Таблица 3
Показатели безопасности обогащенных цинком белковых гидролизатов из Anadara broughtonii Показатель Допустимый уровень содержания,
не более Фактическое значение Токсичные элементы, мг/кг Мантия Двигательный мускул Двигательный мускул + мантия Свинец 0,3 0,005 0,006 0,007 Мышьяк 0,1 0,004 0,006 0,005 Кадмий 0,05 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Ртуть 0,05 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Пестициды, мг/кг не более ГХЦГ (α-, β- и γ-изомеры) 0,05 не обнаружено не обнаружено не обнаружено ДДТ, ДДД, ДДЕ 0,1 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Полихлорированные бифенилы, мг/кг 3,0 0,08 0,09 0,08 Радионуклиды, Бк/кг(л) не более Цезий-137 60 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Стронций-90 80 не обнаружено не обнаружено не обнаружено

Таблица 4
Показатели безопасности обогащенных цинком белковых гидролизатов из Spisula sachalinensis Показатель Допустимый уровень содержания,
не более Фактическое значение Токсичные элементы, мг/кг Мантия Двигательный мускул Двигательный мускул + мантия Свинец 0,3 0,004 0,005 0,004 Мышьяк 0,1 0,006 0,006 0,004 Кадмий 0,05 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Ртуть 0,05 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Пестициды, мг/кг не более ГХЦГ (α-, β- и γ-изомеры) 0,05 не обнаружено не обнаружено не обнаружено ДДТ, ДДД, ДДЕ 0,1 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Полихлорированные бифенилы, мг/кг 3,0 0,09 0,07 0,08 Радионуклиды, Бк/кг(л) не более Цезий-137 60 не обнаружено не обнаружено не обнаружено Стронций-90 80 не обнаружено не обнаружено не обнаружено

Химический состав обогащенных цинком белковых гидролизатов из гидробионтов представлен в таблицах 5-7.

Таблица 5
Химический состав обогащенных цинком белковых гидролизатов из Mactra chinensis Белковый гидролизат из Химический состав, % сухие вещества общий азот липиды минеральные вещества мантии 27,50±0,73 2,77±0,12 0,15±0,007 2,5±0,06 мускула 27,42±0,85 2,75±0,13 0,12±0,006 1,9±0,05 мускула и мантии 26,57±0,81 2,67±0,13 0,16±0,007 2,1±0,05

Таблица 6
Химический состав обогащенных цинком белковых гидролизатов из Anadara broughtonii Белковый гидролизат из Химический состав, % сухие вещества общий азот липиды минеральные вещества мантии 28,98±1,05 2,90±0,10 0,14±0,006 2,2±0,05 мускула 26,92±1,10 2,85±0,11 0,15±0,005 1,7±0,06 мускула и мантии 27,81±1,09 2,87±0,12 0,13±0,005 2,0±0,06

Таблица 7
Химический состав обогащенных цинком белковых гидролизатов из Spisula sachalinensis Белковый гидролизат из Химический состав, % сухие вещества общий азот липиды минеральные вещества мантии 25,63±0,76 2,43±0,12 0,08±0,0004 2,02±0,03 мускула 26,57±0,81 2,67±0,13 0,16±0,007 1,30±0,05 мускула и мантии 26,92±1,12 2,51±0,10 0,11±0,004 2,06±0,05

Ценность белковых гидролизатов заключается в высоком содержании эссенциального микроэлемента цинка, а также свободных аминокислот и пептидов, обладающих высокой биологической активностью и усвояемостью.

Аминокислотный состав обогащенных цинком белковых гидролизатов из гидробионтов представлен в таблицах 8-10.

Таблица 8
Состав и содержание свободных аминокислот в обогащенных цинком белковых гидролизатах из Mactra chinensis АК и группы АК Содержание,
% от общей массы свободных аминокислот Мантия Двигательный мускул Двигательный мускул + мантия таурин 3,25±0,15 2,89±0,13 3,11±0,17 пролин 4,59±0,22 4,96±0,24 5,12±0,25 гистидин 1,14±0,05 1,02±0,05 0,89±0,04 серусодержащие 4,81±0,23 5,63±0,27 5,12±0,25 основные 11,35±0,55 12,95±0,64 12,05±0,56 алифатические 19,96±0,98 20,52±0,99 19,26±0,95 дикарбоновые 8,53±0,41 10,23±0,50 9,21±0,45 ароматические 9,12±0,45 8,56±0,42 9,58±0,44 нейтральные 7,62±0,37 8,21±0,39 8,25±0,41 сумма 70,1±3,48 74,53±3,68 73,09±3,65

Таблица 9
Состав и содержание свободных аминокислот в обогащенных цинком белковых гидролизатах из Anadara broughtonii АК и группы АК Содержание,
% от общей массы свободных аминокислот Мантия Двигательный мускул Двигательный мускул + мантия таурин 3,03±0,15 3,61±0,17 3,32±0,11 пролин 5,47±0,26 5,12±0,25 5,29±0,20 гистидин 0,78±0,03 0,89±0,04 0,83±0,03 серусодержащие 6,08±0,31 5,12±0,25 5,87±0,23 основные 11,23±0,54 12,05±0,56 11,52±0,50 алифатические 21,09±1,03 19,26±0,95 20,65±0,91 дикарбоновые 9,54±0,45 9,21±0,45 9,30±0,40 ароматические 10,12±0,50 9,58±0,44 9,80±0,41 нейтральные 9,02±0,44 8,25±0,41 8,69±0,35 сумма 76,36±3,71 73,09±3,65 75,03±3,41

Таблица 10
Состав и содержание свободных аминокислот в обогащенных цинком белковых гидролизатах из Spisula sachalinensis АК и группы АК Содержание,
% от общей массы свободных аминокислот Мантия Двигательный мускул Двигательный мускул + мантия таурин 2,89±0,13 2,54±0,26 2,71±0,10 пролин 4,96±0,24 3,69±0,17 4,20±0,21 гистидин 1,02±0,05 0,91±0,44 1,00±0,04 серусодержащие 5,63±0,27 7,12±0,35 6,22±0,25 основные 12,95±0,64 10,56±0,51 11,43±0,51 алифатические 20,52±0,99 18,84±0,88 20,03±0,85 дикарбоновые 10,23±0,50 10,91±0,51 10,60±0,42 ароматические 8,56±0,42 9,57±0,44 8,99±0,35 нейтральные 8,21±0,39 9,23±0,45 8,87±0,34 сумма 74,53±3,68 73,37±3,61 74,05±3,15

Полученные обогащенные цинком белковые гидролизаты из гидробионтов характеризуются высоким содержанием биологически активной свободной аминокислоты таурина (сульфоксиглицина), обладающей благотворным разнообразным воздействием на организм человека.

Таурин является необходимым составным компонентом в питании человека, поскольку не синтезируется в организме. Таурин участвует в процессе конъюгации желчных кислот, обладает антитоксическими и антиоксидантными свойствами, обладает способностью защищать ткани сердца от повреждений (см. Аюшин Н.Б. Таурин: фармацевтические свойства и перспективы получения из морских организмов // Известия ТИНРО-центра, 2001, Т.129. С.129-145; Chahine R., Hanna J., Aboukhalil K. Taurine and myocardial noradrenaline // Arzneimitell_Forschung Drug res. - 1994,- Vol, 441. № 2. - P. 126-128; Cozzi R., Ricordi R., Bartioni F. Taurine and ellagic acid - 2 differently-acting natural antioxidants /| Enviromental and Molec. Multiagenesssis. - 1195.- Vol.26. № 3. - P. 248-254; Kerai M. D. J., Waterfield C.J., Kenyon S.H. Taurine-protective properties against ethanol-indused hepatid steatosis and lipid peroxidation / Amino Acids. - 1986. -Vol.15. № 1-2. - P. 53-76).

Свободные аминокислоты и пептидные фракции связываются с микроэлементом цинком с образованием сложных хелатных соединений.

Эффективность связывания микроэлемента цинка с аминокислотной и пептидной матрицами белкового гидролизата подтверждается его высоким содержанием в белковых гидролизатах (см. таблицы 11-13).

Таблица 11
Содержание цинка в белковых гидролизатах из Mactra chinensis Белковый гидролизат из Содержание цинка, мг/мл мантии 0,29±0,012 двигательного мускула 0,30±0,010 мантии + двигательного мускула 0,30±0,011

Таблица 12
Содержание цинка в белковых гидролизатах из Anadara broughtonii Белковый гидролизат из Содержание цинка, мг/мл мантии 0,28±0,005 двигательного мускула 0,27±0,007 мантии + двигательного мускула 0,27±0,006

Таблица 13
Содержание цинка в белковых гидролизатах из Spisula sachalinensis Белковый гидролизат из Содержание цинка, мг/мл мантии 0,27±0,006 двигательного мускула 0,29±0,007 мантии + двигательного мускула 0,28±0,005

Цинк - жизненно важный микроэлемент, который играет важную роль в обменных процессах, входит в состав многих ферментов, участвует в процессах синтеза и распада углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот и в регуляции экспрессии генов, влияет на активность гормонов и витаминов.

Недостаточное потребление цинка приводит к анемии, вторичному иммунодефициту, циррозу печени, половой дисфункции, наличию пороков развития плода. Физиологическая потребность для взрослых - 12 мг/сутки (Методические рекомендации MP 2.3.1.0253-21 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» (утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 22 июля 2021 г. ).

Цинк является эссенциальным металлом, вовлеченным в регуляцию функционирования нервной, эндокринной, иммунной, репродуктивной и других систем за счет реализации сигнальной, кофакторной, структурной функции в составе более чем 3000 ферментов и цинксодержащих металлопротеинов (см. Maret W. Regulation of Cellular Zinc Ions and Their Signaling Functions.In: Zinc Signaling. Singapore: Springer; 2019: 5-22). Нарушение обмена цинка связано с широким спектром патологий, в том числе сахарным диабетом как 1 так и 2 типа вследствие его участия как в продукции и секреции, так и передаче сигнала инсулина (см. Maret W. Zinc in pancreatic islet biology, insulin sensitivity, and diabetes. Prev. Nutr. Food Sci. 2017; 22(1): 1-8).

Цинк является одним из наиболее важных минералов для обмена веществ, который принимает участие во многих метаболических процессах в качестве каталитического, регулирующего и структурного компонента. Он является кофактором для более чем 300 ферментов, таких как карбоангидраза, алкогольдегидрогеназа и щелочная фосфатаза, и входит в структуру 2500 факторов транскрипции (см. Liu M.J. and all Zinc deficiency augments leptin production and exacerbates macrophage infiltration into adipose tissue in mice fed a high-fat diet. J. Nutr. 2013; 143(7): 1036-1045; Tanaka S., Takahashi E., Matsui T., Yano H. Zinc promotes adipocyte differentiation in vitro. Asian-Australasian J. Animal Sci. 2001;14(7): 966-969; Pandurangan M., Veerappan M., Kim D.H. Cytotoxicity of zinc oxide nanoparticles on antioxidant enzyme activities and mRNA expression in the cocultured C2C12 and 3T3-L1 cells. Appl. Biochem. Biotechnol. 2015; 175(3): 1270-1280).

Дефицит цинка как микроэлемента-антиоксиданта может быть вовлечен в окисление липидов и воспаление (см. Smith U., Kahn B.B. Adipose tissue regulates insulin sensitivity: role of adipogenesis, de novo lipogenesis and novel lipids. J. Int. Med. 2016; 280(5): 465-475; Ghosh C., Yang S.H., Kim J.G., Jeon T.I., Yoon B.H., Lee J.Y., Lee E.Y., Choi S.G., Hwang S.G. Zinc-chelated vitamin C stimulates adipogenesis of 3T3-L1 cells. Asian-Australasian J. Animal Sci. 2013;26(8): 1189-1196).

Изменение органолептических характеристик обогащенных цинком белковых гидролизатов из гидробионтов в процессе хранения представлено в таблице 14.

Таблица 14
Изменение органолептических показателей обогащенных цинком белковых гидролизатов из гидробионтов в процессе хранения Наименование показателей Продолжительность хранения образцов Свежеприготовленные образцы 12 месяцев 15 месяцев 18 месяцев 21 месяц 24 месяца Внешний вид Темная жидкость Показатели качества не изменились Вкус, запах Свойственные, без посторонних привкуса и запаха Цвет Однородный коричневый

Изменение показателей безопасности обогащенных цинком белковых гидролизатов из гидробионтов в процессе хранения представлено в таблицах 15-16.

Таблица 15
Изменение показателей безопасности обогащенных цинком белковых гидролизатов из Mactra chinensis или Anadara broughtonii в процессе хранения Показатель В 1-ый месяц хранения В 24-ый месяц хранения В 1-ый месяц хранения В 24-ый месяц хранения В 1-ый месяц хранения В 24-ый месяц хранения Токсичные элементы, мг/кг Мантия Мантия Двигательный мускул Двигательный мускул Двигательный мускул + мантия Двигательный мускул + мантия Свинец 0,008 0,007 0,007 0,006 0,009 0,008 Мышьяк 0,006 0,006 0,005 0,004 0,007 0,006 Кадмий не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. Ртуть не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. Пестициды, мг/кг ГХЦГ (α-, β- и γ-изомеры) не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. ДДТ, ДДД, ДДЕ не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. Полихлорированные бифенилы, мг/кг 0,09 0,08 0,08 0,06 0,07 0,06 Радионуклиды, Бк/кг(л) Цезий-137 не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. Стронций-90 не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн.

Таблица 16
Изменение показателей безопасности обогащенных цинком белковых гидролизатов из Spisula sachalinensis в процессе хранения Показатель В 1-ый месяц хранения В 24-ый месяц хранения В 1-ый месяц хранения В 24-ый месяц хранения В 1-ый месяц хранения В 24-ый месяц хранения Токсичные элементы, мг/кг Мантия Мантия Двигательный мускул Двигательный мускул Двигательный мускул + мантия Двигательный мускул + мантия Свинец 0,007 0,006 0,008 0,007 0,008 0,009 Мышьяк 0,008 0,007 0,006 0,006 0,008 0,007 Кадмий не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. Ртуть не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. Пестициды, мг/кг ГХЦГ (α-, β- и γ-изомеры) не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. ДДТ, ДДД, ДДЕ не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. Полихлорированные бифенилы, мг/кг 0,07 0,07 0,09 0,07 0,05 0,05 Радионуклиды, Бк/кг(л) Цезий-137 не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. Стронций-90 не обн. не обн. не обн. не обн. не обн. не обн.

Группа изобретений относится к биотехнологии, в частности к способам получения белковых гидролизатов. Описаны способы получения обогащенных цинком белковых гидролизатов из гидробионтов, выбранных из Mactra chinensis, или Anadara broughtonii, или Spisula sachalinensis, включающие подготовку сырья, гидролиз в течение 10-12 часов с использованием анолита с определенным уровнем рН, получаемым из дистиллированной воды, отделение жидкой фракции, нейтрализацию, внесение водного раствора хлорида цинка (III), инкубирование при температуре 20-25°С в течение 60 минут, нанофильтрацию и упаривание до содержания сухих веществ по массе не менее 25%. Способы позволяют получить продукты, обогащенные цинком, с высоким содержанием общего азота и свободных аминокислот и отсутствием солей, а также сократить продолжительность и температуру гидролиза. 3 н.п. ф-лы, 16 табл., 9 пр.

1. Способ получения обогащенного цинком белкового гидролизата из гидробионта, включающий подготовку сырья, гидролиз, отделение жидкой фракции, нейтрализацию и упаривание, отличающийся тем, что в качестве сырья используют измельченные мягкие ткани Mactra chinensis, гидролиз проводят анолитом рН 3,0-3,5, получаемым из дистиллированной воды, при соотношении сырье : анолит 1 кг : 2-2,5 л, в течение 10-12 часов при температуре 80-85°С, полученный гидролизат остывает в течение 4 часов, затем его осветляют центрифугированием со скоростью 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяют жидкую фракцию, проводят нейтрализацию до рН 6,8-7,1, добавляют 20%-ный водный раствор хлорида цинка (III) при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции : хлорид цинка = 10:1, инкубируют при температуре 20-25°С в течение 60 минут, проводят нанофильтрацию и упаривают до содержания сухих веществ по массе не менее 25%.

2. Способ получения обогащенного цинком белкового гидролизата из гидробионта, включающий подготовку сырья, гидролиз, отделение жидкой фракции, нейтрализацию и упаривание, отличающийся тем, что в качестве сырья используют измельченные мягкие ткани Anadara broughtonii, гидролиз проводят анолитом рН 2,5-3,0, получаемым из дистиллированной воды, при соотношении сырье : анолит 1 кг : 2-2,5 л, в течение 10-12 часов при температуре 85-90°С, полученный гидролизат остывает в течение 4 часов, затем его осветляют центрифугированием со скоростью 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяют жидкую фракцию, проводят нейтрализацию до рН 6,8-7,1, добавляют 20%-ный водный раствор хлорида цинка (III) при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции : хлорид цинка = 10:1, инкубируют при температуре 20-25°С в течение 60 минут, проводят нанофильтрацию и упаривают до содержания сухих веществ по массе не менее 25%.

3. Способ получения обогащенного цинком белкового гидролизата из гидробионта, включающий подготовку сырья, гидролиз, отделение жидкой фракции, нейтрализацию и упаривание, отличающийся тем, что в качестве сырья используют измельченные мягкие ткани Spisula sachalinensis, гидролиз проводят анолитом рН 2,5-3,0, получаемым из дистиллированной воды, при соотношении сырье:анолит 1 кг : 1,5-2,0 л, в течение 10-12 часов при температуре 85-90°С, полученный гидролизат остывает в течение 4 часов, затем его осветляют центрифугированием со скоростью 4000 об/мин в течение 10 мин при 25°С, отделяют жидкую фракцию, проводят нейтрализацию до рН 6,8-7,1, добавляют 20%-ный водный раствор хлорида цинка (III) при соотношении по массе 6,25 × азот в жидкой фракции:хлорид цинка = 10:1, инкубируют при температуре 20-25°С в течение 60 минут, проводят нанофильтрацию и упаривают до содержания сухих веществ по массе не менее 25%.