СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРОДУКТА НА ОСНОВЕ ГИДРОЛИЗАТОВ ИЗ МОЛЛЮСКОВ Российский патент 2025 года по МПК A23J1/04 A23J3/32 

Изобретение относится к биотехнологии, а точнее к способам получения композиций белковых гидролизатов из гидробионтов, сбалансированных по аминокислотному скору, для получения функциональных продуктов, применяемых профилактической медицине и пищевой промышленности.

Известен способ получения гидролизата из моллюсков (Пат. 2548108 С1, РФ, МПК A23L 1/333, 2009), с улучшенными органолептическими показателями, в котором предлагается нейтрализовать щелочь уксусной кислотой и гидролизат сбраживать в ферментере при помощи спиртовых дрожжей. Недостатком данного способа является энергоемкость и трудоемкость процесса, необходимость предварительно отделять интерстициальную жидкость, содержащую свободные аминокислоты, необходимость замораживать или иным способом предотвращать ее бактериальную контаминацию, существенное увеличение длительности процесса за счет 24 часовой ферментации, проведение ферментативного гидролиза в неконтролируемых условиях, невозможность промышленной применимости из-за указанных недостатков способа.

Известен способ получения белкового гидролизата из моллюсков (Пат. 2134523 С1, РФ, МПК A23L 1/333, A23J 1/04, 1998), предусматривающий извлечение из створок раковин мягкой ткани моллюсков путем их нагрева при перемешивании для нарушения герметичности раковин и добавления ферментного препарата. Вторая стадия заключается в проведении кислотного гидролиза соляной кислотой в течение 14-18 часов. Недостатки данного метода широко известны - разрушение части аминокислот, в том числе триптофана полностью, необходимость использования кислотоустойчивого промышленного оборудования, длительность процесса. Также использование одного вида сырья не позволяет получить конечный продукт, сбалансированный по аминокислотному скору, а высокое содержание поваренной соли снижает органолептические показатели.

Известен способ получения белкового гидролизата (Пат. 2195130 С1, РФ, МПК A23K 1/10, A23J 1/02, 1/04, 1/10, 2001). Гидролиз сырья проводят в течение 6-7 ч в режиме открытого упаривания, с предварительной стадией отделения жировой фракции, нейтрализацию осуществляют электрохимической обработкой в электролизере. Недостатком способа является применение нестандартного промышленного оборудования, проведение открытого упаривания, требует дополнительных мер защиты окружающей среды, а также проведение гидролиза при температуре 102-105°С, требует увеличения расхода электроэнергии. Конечный продукт, согласно заявляемым характеристикам не содержит пептидов, которые проявляют биологическую активность.

Наиболее близким по техническому решению является способ получения лечебно-профилактической композиции (Пат. 2541463, С1 РФ, МПК A61K 35/56 (2006.01) A23L 1/333 (2006.01) А61Р 9/10 (2006.01), 2011. Способ получения композиции заключается в получении кислотного гидролизата из мяса рапаны, а щелочного - мидии. Полученные щелочной и кислотный гидролизаты объединяют в объемном соотношении 10:1, при постоянном перемешивании доводят рН до 6,4-6,6 и смесь гидролизатов концентрируют упариванием под вакуумом 0,65 кг с/см² при температуре 95-97°С до 20-25% по сухому веществу. Недостатком способа является применение соляной кислоты для гидролиза мяса рапаны, специфический неприятный запах омыленных липидов в ходе щелочного гидролиза мидий и соленый вкус, что снижает маркетинговую привлекательность композиции.

Задачей изобретения является разработка технологии получения композиций из гидролизатов черноморских моллюсков, культивируемых или добываемых промысловым способом, сбалансированных по аминокислотному скору, с улучшенными органолептическими показателями.

Технический результат изобретения заключается в получении лиофилизированной композиции с содержанием влаги в конечном продукте не более 6-8% остаточной влаги, пригодной для измельчения таблетки лиофилизации и фасовки в твердые желатиновые капсулы или таблетирования.

Для решения поставленной технической задачи изобретения предложен следующий Способ получения функционального продукта на основе гидролизатов из, добываемых промысловым способом, мидий и рапан в виде композиции из щелочного гидролизата из измельченного мяса мидий со створками, которые гидролизуют в течение 3 ч, и кислотного гидролизата из измельченного мяса рапаны, которое гидролизуют течение 20 ч, с последующим упариванием композиции. В способе для щелочного гидролиза используют предварительно обезжиренный фарш, для чего измельченных со створкой мидий нагревают в воде до 85°С в течение 30 мин. при постоянном перемешивании, с отделением бульона, охлаждением его и декантацей жирового слоя и повторным нагревом бульона до 80°С. Полученный обезжиренный мидийный бульон гидролизуют щелочью при нагреве до 95°С, отделяя, отфильтровывая и охлаждая до комнатной температуры полученный гидролизат. Для кислотного гидролизата используют нагретый до 60°С 24%-ый раствор лимонной кислоты, в который в соотношении 1:1 вводят фарш из мяса рапаны. Гидролиз проводят, повышая температуру от 60 до 95°С при постоянном перемешивании, затем полученный кислотный гидролизат отфильтровывают и охлаждают до комнатной температуры. Щелочной и кислотный гидролизаты смешивают в соотношении 15:1 до рН 5,68, затем композицию упаривают, нагревая до 80°С при вакууме минус 650 - минус 700 мбар до содержания сухих растворенных веществ не более 15%, и лиофильно высушивают.

Общим с прототипом является использование в качестве сырья черноморских моллюсков мидий и рапан, измельчение мидий со створкой, использование щелочного гидролиза сырья при температуре от 80°С для растворения и отделения мягких тканей мидий от створки, фильтрование на нутч-фильтре, нейтрализация щелочного мидийного гидролизата кислотным гидролизатом, упаривание.

В заявляемом способе авторами экспериментальным путем установлены последовательность операций, конкретные условия проведения каждой операции и средства, с помощью которых технология реализуется. Количественные значения являются оптимальными, позволяющими достигнуть заявленный технический результат.

Отличительным признаком заявляемой композиции являются:

- предварительное отделение липидной фракции до проведения щелочного гидролиза, что повышает степень гидролиза белка и улучшает органолептические показатели целевого продукта, за счет исчезновения привкуса омыленных липидов;

- использование для кислотного гидролиза качестве лизирующего агента раствор лимонной кислоты 24 %-ной концентрации;

- образование в результате реакции нейтрализации цитрата натрия, что облегчает концентрирование полуфабриката под вакуумом и ускоряет лиофильную сушку полученной композиции за счет проведения процесса ниже температуры коллапса препарата, в сравнении с гидролизатами или композициями, содержащими поваренную соль;

- цитрат натрия является разрешенной вкусовой добавкой (Е331), как регулятор кислотности, комплексообразователь, диспергирующий агент, проявляет буферные свойства, выступает эмульгатором;

- конечный продукт характеризуется улучшенными органолептическими показателями: приятный запах, слабосоленый вкус и низкое содержание поваренной соли;

- содержанием свободных аминокислот в сбалансированном соотношении, не ниже рекомендованного ФАО/ВОЗ, а также производных аминокислот, таких как таурин;

- использование рН 5,6-6,4 способствуют снижению концентрации солей и улучшению органолептических показателей заявляемой композиции;

- дополнение способа операцией лиофильной сушки и сокращение времени лиофильной сушки полученной композиции до 36 часов, включая стадию замораживания образцов до температуры эвтектической кристаллизации в течение 12-14 часов - по сравнению с известными приемами лиофильной сушки.

Перечисленные отличительные признаки позволяют сделать вывод о наличии новизны в предлагаемом техническом решении. Проведенные патентные исследования и изучение научных публикаций по теме изобретения не обнаружили решений, имеющих сходства с заявляемым способом. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется описанием с таблицами и графиком. На Фиг. 1. -аминокислотные скоры мидийного гидролизата (моно) и композиции мидийного щелочного и кислотного гидролизата рапаны в сравнении с эталоном ФАО/ВО.

Морские гидробионты, в частности моллюски, как массовые виды используются в качестве сырья для получения биологически активных добавок к пище [1]. Однако каждому виду присущи свои особенности и ни один вид моллюсков не может в полной мере удовлетворить потребности человека во всех питательных элементах, в частности по составу аминокислот и его сбалансированности для полноценного питания. Поэтому нами ранее уже было принято решение проводить исследования аминоскислотного состава для получения композиций гидролизатов из гидробионтов для улучшения аминокислотного скора до норм соотвествующих эталону ФАО/ВОЗ [2]. Кроме того, моллюски имеют в своем составе такие биологически активные производные аминокислот как таурин, саркозин, карнозин и иные гистидинсодержащие дипептиды, проявляющие уникальные фармакологические и физиологические эффекты [3].

Критерий патентоспособности «промышленная применимость» подтверждается примером реализации способа. Пример осуществления способа 225 кг мороженой мидии в створке измельчали, например, на молотковом измельчителе. Фарш засыпали в реактор при постоянном перемешивании с нагретой водой в количестве 220 л. После достижения смеси температуры 85°С и интенсивного перемешивания в течение 30 минут, бульон через кран, находящийся над уровнем створки, перекачивали при помощи вакуумного насоса в мерник объемом 250 литров и отстаивали при охлаждении естественным способом в течение 3 ч. Затем нижнюю фракцию при помощи вакуумного насоса перекачивали в реактор с фаршем, нагревали вновь до 80°С и добавляли 2,26 кг едкого натра, растворенного в 20 л воды, до конечной концентрации в объеме 0,5%. Щелочной гидролиз проводили в течение 3 ч повышая температуру до 95°С. После окончания гидролиза, жидкую часть отделяли от фрагментов створок раковин и отфильтровывали через систему механических фильтров, включая полипропиленовый фильтр с диаметром пор 100 мкм в приемный танк и охлаждали. Объем гидролизата 325 л.

Замороженное мясо рапаны измельчали, пропуская через электромясорубку. Полученный фарш массой 18,6 кг переносили в реактор с нагретыми до 60°С 20 л 24%-ого раствора лимонной кислоты и гидролизовали при постоянном нагреве от 60 до 95°С и постоянном перемешивании в течение 20 ч. Затем в рубашку реактора подавали холодную воду и охлаждали полученный гидролизат.

Полученные гидролизаты смешивали при следующем соотношении компонентов: щелочной гидролизат из обезжиренного фарша мидий и кислотный гидролизат из мяса рапаны в соотношении 15:1 до рН 5,68.

После смешивания композицию упаривали нагревая до 80°С при вакууме минус 650- минус 700 мбар до содержания сухих веществ 10,88, но не более 15%.

По 160 мл жидкой композиции замораживали на трех поддонах слоем до 8 мм при минус 60°С в камере генератора льда лиофильной сушилки, например SCIENZ 12ND/D, в течение 12 часов. Затем проводили отжиг при минус 20°С в течение 2 часов в морозильной камере, вновь помещали в камеру генератора льда лиофильной сушилки и охлаждали до минус 45°С в течение 1 часа. Включали вакуум-насос и проводили сублимацию замерзшего льда при вакууме 1-5 Па и температуре образца не выше минус 30°С в течение 14 часов. Затем поддоны устанавливали на полку лиофильной сушилки и проводили десорбцию остаточной влаги при нагреве полок при до +30°С в течение 7 часов. Получено 49,4 г лиофильно-высушенного легко рассыпающегося порошка с остаточной влажностью 6,85%. Содержание общего азота в лиофильно высушенном образце составляет 5,8%, что в пересчете на белок с коэффициентом 6,25 составляет 36,2%. Порошок имел слабо соленый вкус, присущий мидийному бульону с нотками вкуса соленой рыбы. Цвет от желто-коричневого до желто-серого. Запах присущий мидийному бульону и мясу рапаны.

Рекомендации по применению: полученная композиция после измельчения может фасоваться в твердые желатиновые капсулы как пищевая добавка готовая для употребления, а также использоваться как компонент при производстве хлебо-булочных изделий или соусов типа Майонеза или иных функциональных продуктов для обогащения аминокислотного и белкового состава.

Данные по содержанию свободных кислот (САК) в исходном сырье и в гидролизатах и композиции приведены в (табл.1 и 2).

Источники информации, принятые во внимание:

1. Пивненко Т.Н. Ферментативные гидролизаты из гидробионтов Тихого океана как основа для создания биологически активных добавок к пище и продуктов функционального питания: монография / Т.Н. Пивненко, Н.Н. Ковалев, Т.С. Запорожец, Н.Н. Беседнова, Т.А. Кузнецова. Владивосток: Дальнаука, 2015. 160 с.

2. Голубь, Н.А. Биотехнология получения продукта лечебно-профилактического назначения из двустворчатого моллюска мидии / Н.А. Голубь, В.Е. Ерохин, В.И. Рябушко // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. - 2015. - Т. 11, №2. - С. 11-19. - EDN VDPCMV.

3. Голубь, В.Е. Ерохин, В.И. Рябушко // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. - 2015. - Т. 11, №2. - С. 11-19. -EDN VDPCMV.

4. Эпштейн Л.М., Аюшин Н.Б., Петрова И.П. Таурин и карнозин в тканях тихоокеанских моллюсков // Вопросы питания. - 1997. - 6. - С. 6-8.

Изобретение относится к биотехнологии и пищевой промышленности. Раскрыт способ получения функционального продукта на основе гидролизатов из мидий и рапан в виде композиции из щелочного гидролизата из измельченного мяса мидий со створками, которые гидролизуют в течение 3 ч, и кислотного гидролизата из измельченного мяса рапаны, которое гидролизуют в течение 20 ч, с последующим упариванием композиции. Для щелочного гидролиза используют предварительно обезжиренный фарш, для чего измельченных со створкой мидий нагревают в воде до 85°С в течение 30 мин при постоянном перемешивании, с отделением бульона, охлаждением его и декантацией жирового слоя и повторным нагревом бульона до 80°С, который гидролизуют щелочью при нагреве до 95°С, отделяя, отфильтровывая и охлаждая до комнатной температуры полученный гидролизат. Для кислотного гидролизата используют нагретый до 60°С 24%-ный раствор лимонной кислоты, в который в соотношении 1:1 вводят фарш из мяса рапаны, гидролиз проводят, повышая температуру от 60 до 95°С при постоянном перемешивании, затем полученный кислотный гидролизат отфильтровывают и охлаждают до комнатной температуры. Далее смешивают щелочной и кислотный гидролизаты в соотношении 15:1 до рН 5,68, затем композицию упаривают, нагревая до 80°С при вакууме минус 650 - минус 700 мбар до содержания сухих растворенных веществ не более 15%, и лиофильно высушивают. Изобретение позволяет получить лиофилизированную композицию с содержанием влаги в конечном продукте не более 6-8% остаточной влаги, пригодной для измельчения таблетки, лиофилизации и фасовки в твердые желатиновые капсулы или таблетирования. 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Способ получения функционального продукта на основе гидролизатов из культивируемых или добываемых промысловым способом мидий и рапан в виде композиции из щелочного гидролизата из измельченного мяса мидий со створками, которые гидролизуют в течение 3 ч, и кислотного гидролизата из измельченного мяса рапаны, которое гидролизуют течение 20 ч, с последующим упариванием композиции, отличающийся тем, что для щелочного гидролиза используют предварительно обезжиренный фарш, для чего измельченных со створкой мидий нагревают в воде до 85°С в течение 30 мин при постоянном перемешивании, с отделением бульона, охлаждением его и декантацией жирового слоя и повторным нагревом бульона до 80°С, который гидролизуют щелочью при нагреве до 95°С, отделяя, отфильтровывая и охлаждая до комнатной температуры полученный гидролизат; для кислотного гидролизата используют нагретый до 60°С 24%-ный раствор лимонной кислоты, в который в соотношении 1:1 вводят фарш из мяса рапаны, гидролиз проводят, повышая температуру от 60 до 95°С при постоянном перемешивании, затем полученный кислотный гидролизат отфильтровывают и охлаждают до комнатной температуры, после чего, смешивают щелочной и кислотный гидролизаты в соотношении 15:1 до рН 5,68, затем композицию упаривают, нагревая до 80°С при вакууме минус 650 - минус 700 мбар до содержания сухих растворенных веществ не более 15%, и лиофильно высушивают.