СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО ГИДРОЛИЗАТА ИЗ ГИДРОБИОНТОВ Российский патент 2024 года по МПК A23J1/04 A23J3/32 

Изобретение относится к области рыбной промышленности и может быть использовано для получения гидролизатов из протеинсодержащего вторичного сырья из свежих, охлажденных, замороженных гидробионтов. Такие гидролизаты могут быть применены в качестве добавок при создании пищевых продуктов, фармацевтических и ветеринарных препаратов.

Известен способ получения иммуностимулятора из нервной ткани головоногих моллюсков, мозга морских млекопитающих и рыб (RU 2563816, МПК А61К 35/30, 35/56, 35/60, G01N 33/50, опубл. 20.09.2015), сущность которого заключается в размораживании и измельчении сырья, его обработке ферментными препаратами протеолитического действия («Протомексом», трипсином или химотрипсином) в количестве 15-45 ед. активности на 1 г сырья при рН 5,5-7,5, гидромодуле 1:1-5 и температуре 22-45°С в течение 1,5-3,5 ч, отделении надосадочной жидкости при помощи фильтрации с последующей щадящей (сублимационной или вакуумной) сушкой конечного продукта.

К существенным недостаткам данного аналога можно отнести использование ограниченных видов сырья гидробионтов, а также потребность в использовании вносимых ферментных препаратов, что повышает себестоимость конечного продукта.

Известен способ получения коллагеновой дисперсии из кожи рыб для продуктов питания (RU 2736363, МПК A23J 1/04, 1/10, опубл. 06.11.2020), включающий очистку кожи рыб, их промывку в проточной водопроводной воде в течение 20-25 мин с целью удаления слизи и загрязнений, замачивание в ЭХА-растворе (анолит, рН 4-5) в течение 2-6 ч с периодическим перемешиванием, последующую обработку сырья раствором янтарной кислоты концентрацией 5 г кислоты на 995 мл воды при соотношении 1:3-5 к массе сырья в течение 12-18 ч при температуре 18-25°С, добавление спиртового раствора дигидрокверцитина концентрацией 40% в количестве 0,05% массы сырья, гомогенизацию полученной смеси.

К существенным недостаткам данного аналога можно отнести использование ЭХА-раствора (анолита), разрешенного для обработки только неразделанного сырья и приводящего к денатурации белков в поверхностном слое.

За ближайший аналог способ получения белкового продукта из рыбного сырья (RU 2410894, МПК A23J 1/04, опубл. 10.02.2011), сущность которого заключается в измельчении мышечной ткани, смешивании фарша с молочной творожной сывороткой в соотношении 1:1 и проведении автолиза при температуре 40-60°С в слабокислой (рН=5,0±0,2) среде в течение 2-4 ч до степени расщепления белка 30-60%. Автолиз завершают инактивацией ферментов с помощью нагрева реакционной смеси до 80-90°С в течение 15-20 мин. Полученный автолизат охлаждают и протирают.

Основными существенными недостатками такой технологии является использование молочной сыворотки - продукта, мало применяемого в рыбной промышленности, которая использована для создания кислой среды и, как побочное действие - отбеливание продукта, без придания продукту новых полезных свойств, а также способ инактивации ферментов с использованием высокой температуры, который способствует денатурации растворенных белковых веществ и, как следствие, приводит к понижению биологической ценности получаемого продукта.

Техническим результатом является реализация назначения заявленного изобретения, т.е. получение белкового гидролизата из гидробионтов за счет создания оптимальных условий для действия эндогенных ферментов при проведении автолитического кислотного ферментолиза содержащих кожу пищевых отходов гидробионтов, использования органической кислоты, участвующей в цикле Кребса, являющейся естественным метаболитом человеческого организма, применения обогащающего конечный продукт способа инактивации ферментов.

Для получения необходимого технического результата способ получения белкового гидролизата из гидробионтов включает измельчение сырья, смешивание сырья с 5%-ным водным раствором янтарной кислоты в соотношении сырье : водный раствор янтарной кислоты как 1:1-3:1 до уровня рН среды 4,0-4,5, проведение автолитического ферментолиза сырья в виде отходов от разделки кальмаров при 40°С, а сырья в виде филе охлажденной салаки - при 4°С до глубины, контролируемой по уровню аминного азота, инактивацию ферментов смеси за счет возвращения рН среды к первоначальному значению с помощью карбонатов калия, кальция, магния, фильтрование гидролизата, упаривание до уровня влаги не выше 10% или сушку при температуре не выше 45°С.

Измельченное сырье - свежие, охлажденные или размороженные отходы переработки гидробионтов, включая кожу, - смешивают с водным 5% раствором органической кислоты, в предлагаемом способе выбрана янтарная кислота, разрешенная к применению в пищевой промышленности, в соотношении, обеспечивающим рН среды 4,0-4,5. Автолиз проводят при постоянной заданной температуре, что обусловлено биохимической природой эндогенных ферментов, при периодическом перемешивании в течение времени, необходимого для достижения требуемой глубины автолиза, контролируемой по уровню аминного азота.

По окончании процесса автолиза для возвращения рН среды к значениям, нативным для использованного сырья, и, как следствие, создания неоптимальных условий для сохранения активности эндогенных ферментов, используют соли угольной кислоты - карбонаты калия, кальция, магния, разрешенные к применению в пищевой промышленности. Количество смеси карбонатов вносят, исходя из количества израсходованной при автолизе янтарной кислоты и с учетом рекомендуемых соотношений конкретных элементов щелочных и щелочноземельных металлов в диете взрослого человека. При таком предлагаемом способе инактивации ферментов гидролизат дополнительно обогащается полезными для организма элементами, что повышает его пищевую ценность.

Полученный автолизат содержит продукты гидролиза белков исходного сырья - пептиды, пептоны, аминокислоты, карбонаты, а также сукцинаты - соли янтарной кислоты. При этом продукт не содержит эндогенных хлоридов и обогащен ионами щелочных или щелочноземельных металлов, являющихся эссенциальными компонентами обменных процессов (MP 2.3.1.0253-21 Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. - М., 2021. - 72 с.)

Автолизат фильтруют и сохраняют при помощи упаривания до уровня влаги не выше 10% или сушки при температурах не выше 45°С для предотвращения денатурации находящихся в нем белковых веществ.

Предлагаемое техническое решение прошло экспериментальную проверку.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Замороженные отходы, полученные при разделке и обесшкуривании перуано-чилийского гигантского кальмара (Dosidicus gigas), размораживали до температуры -5°С и измельчали на мясорубке с диаметром решетки 2 мм. Полученную массу смешивали в соотношении 1:1 с 5% раствором янтарной кислоты и при периодическом перемешивании, термостатировали при температуре 40±1°С до накопления уровня аминного азота, не менее, чем в 1,5 раза превышающего начальное значение (см. прилагаемый график). Создание неоптимальных условий для активности катепсинов осуществляли за счет изменения рН среды с помощью смеси карбонатов калия, магния и кальция с образованием соответствующих водорастворимых солей янтарной кислоты:

Количество эквимолярно вносимых карбонатов рассчитывали, исходя из количества израсходованной при автолизе янтарной кислоты. Предлагаемое соотношение карбонатов - в смеси должно обеспечивать рекомендуемое соотношение калия, кальция и магния в диете взрослого человека соответственно 175:50:21 (MP 2.3.1.0253-21 Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. - М., 2021. - 72 с. )

Для нейтрализации 300 мл 5% раствора янтарной кислоты использовали 12,3 г K₂CO₃, 2,1 г MgCO₃ и 1,0 г CaCO₃. После нейтрализации янтарной кислоты гидролизат фильтровали, упаривали до уровня влаги не выше 10%, что обеспечивало стабильность микробиологических показателей конечного продукта. Отфильтрованный гидролизат вместо упаривания также подвергали сушке при температуре не выше 45°С для предотвращения денатурации находящихся в нем белковых веществ.

Полученный продукт обладает повышенной биологической и пищевой ценностью и повышенной усвояемостью протеиновой части, что объясняется гидролизом ее составляющих. Благодаря содержанию сукцинат-иона, иммобилизированного в матрице частично гидролизованного коллагена, продукт обладает иммуномоделирующими свойствами, кроме того, в питании играет в т.ч. роль аналога пищевых волокон (Синцова С.В. Клиническая эффективность применения минералосодержащих препаратов и янтарной кислоты у спортсменов / С. В. Синцова, Ю. С. Лелекова, А. А. Метелева / Спортивная медицина: наука и практика. - 2017, Т. 7, №4. - С.30-35).

Как известно из литературы, употребление продуктов, содержащих сукцинат-ионы, может быть показано при острой и хронической формах ишемической болезни сердца, в восстановительном периоде после состоявшейся мозговой катастрофы, при полинейропатии, синдроме диабетической стопы, псориазе (Смирнов, А. В. Янтарная кислота и ее применение в медицине. Часть П. Применение янтарной кислоты в медицине / А.В. Смирнов, О. Б. Нестерова, Р. В. Голубев // Нефрология. - 2014, Т. 18, №4. - С. 12-24).

Пример 2. Филе охлажденной салаки (Clupea harengus) измельчали на мясорубке с диаметром решетки 2 мм. Полученную массу смешивали в соотношении 3:1 с 5% раствором янтарной кислоты и при периодическом перемешивании термостатировали при температуре 4°С в течение 28 сут до уровня накопления аминного азота 700-900 мг/100 г продукта (табл.1). В полученный гидролизат аналогично примеру 1 вносили карбонаты, фильтровали через бязь и использовали в качестве содержащей азотистые вещества основы для соусов. Количество сукцинатов составляет 5 г/100 г продукта и зависит от степени накопления азотистых веществ гидролизата, достигая 10-кратной величины верхнего допустимого уровня потребления взрослым (MP 2.3.1:1915-04 Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ. - М., 2004. - 46 с).

Динамика кислотного автолиза мышечной ткани салаки при 4°С представлена в таблице.

Получаемый продукт, по сравнению с продуктом в примере 1, не содержит негидролизованной части, полностью водорастворим, характеризуется большим удельным содержанием вкусо- и ароматообразующих соединений, обладая при этом повышенной биологической активностью, благодаря содержанию сукцинат-ионов, и пищевой ценностью за счет содержания эссенциальных элементов.

Таким образом, предлагаемый процесс автолиза вторичного сырья гидробионтов, по сравнению со способом, описанным в ближайшем аналоге, позволяет создать оптимальные условия для деятельности эндогенных ферментов для данного вида сырья и получить автолизат с заданной глубиной гидролиза, обладающий повышенной биологической и пищевой ценностью, благодаря использованию янтарной кислоты для создания кислой среды и карбонатов для инактивации ферментов. При этом исключается денатурация белковых веществ при инактивации ферментов, как в ближайшем аналоге. Применение предлагаемого способа позволит повысить уровень промышленной утилизации вторичного сырья в рыбной промышленности, а также снизить себестоимость продукции, т.к. используются недорогие компоненты.

Изобретение относится к области рыбной промышленности и может быть использовано для получения гидролизатов. Способ получения белкового гидролизата из гидробионтов включает измельчение сырья, смешивание сырья с 5%-ным водным раствором янтарной кислоты в соотношении сырье : водный раствор янтарной кислоты как 1:1-3:1 до уровня рН среды 4,0-4,5, проведение автолитического ферментолиза сырья в виде отходов от разделки кальмаров при 40°С, а сырья в виде филе охлажденной салаки - при 4°С до глубины, контролируемой по уровню аминного азота, инактивацию ферментов смеси за счет возвращения рН среды к первоначальному значению с помощью карбонатов калия, кальция, магния, фильтрование гидролизата, упаривание до уровня влаги не выше 10% или сушку при температуре не выше 45°С. Изобретение позволяет получить белковый гидролизат из гидробионтов. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Способ получения белкового гидролизата из гидробионтов, характеризующийся тем, что включает измельчение сырья, смешивание сырья с 5%-ным водным раствором янтарной кислоты в соотношении сырье : водный раствор янтарной кислоты как 1:1-3:1 до уровня рН среды 4,0-4,5, проведение автолитического ферментолиза сырья в виде отходов от разделки кальмаров при 40°С, а сырья в виде филе охлажденной салаки - при 4°С до глубины, контролируемой по уровню аминного азота, инактивацию ферментов смеси за счет возвращения рН среды к первоначальному значению с помощью карбонатов калия, кальция, магния, фильтрование гидролизата, упаривание до уровня влаги не выше 10% или сушку при температуре не выше 45°С.