Способ получения белкового гидролизата из подсолнечного шрота Советский патент 1986 года по МПК A23J1/14 

Изобретение относится к получению белковых гидролизатов, используемых в пищевой промьшшенности в качестве добавок для производства, пищевых про дуктов, в медицине для энтеральног введения, а также в микробиологической промьшшенности как основа питательных сред. Из-за высокого содержания белка, имеющего высокую питательную ценность, подсолнечник представляет сущсственньй интерес как источник бел ка для питания людей и кормления сельскохозяйственных животных, поскольку по своей питательной ценности, аминокислотному составу и сбалансированности аминокислот он лишь незначительно уступает из всех белков растительного происхождения тол ко соевому белку (Circle, 1972). Определенный интерес представляет также получение продукта дальней шей переработки белка - белковых гидролизатов различной степени расщепления . Эти гидролизаты могут использоваться для приготовления питательных сред, необходимых в микробиологической промьшшенности и здравоохранении, для приготовления питательных бульонов и добавок к пищевым продуктам, для кормления сельско хозяйственных животных, особенно молодняка, для приготовления аминокислотно-пептидного компонента для зондового парэнтерального питания больных с поражениями ЖКТ и т.п. Как для получения пищевого белка так и для получения белковых гидролизатов, чрезвычайно перспективным представляется использование в качестве исходного сырья отходов масло экстракционного производства - подсолнечниковых жмь1хов и шротов, так как 90-95% выращиваемого подсолнечника перерабатывается именно в масло-жировой промьшшенности для получения растительного масла, а жмыхи и шроты, как отходы этогопроизводства, отправляются на корм сельскохозяйственным животным. Эти отходы составляют примерно 40-50% веса исходного сырья, а содержание белка в них колеблется от 30 до 50%. Дополнительным преимуществом использования в качестве исходного сырья подсолнечникового шрота является низкое содержание в нем жиров (1%), 43 присутствие которых при производстве гидролизата нежелательно. . При непосредственном гидролизе подсолнечникового шрота любым из известных способов и при следующей нейтрализации в гидролизате накапливаются продукты гидролиза целлюлозы и различных пентоз, которыми богата подсолнечниковая лузга и клетчатка (примером может служить фурфурол), В гидролизате накапливаются также продукты окисления различных цветообразующих соединений, которые присутствуют в ядре, оболочке и в лузге (перикарпе) подсолнечникового с.емени: Этими соединениями являются хлорогеновая, кофейная,хинная и некоторые другие оксикоричные кислоты, а также каротин. Продуктами окисления вьш1еуказанных кислот являются хиноны, которые ковалентно связываются с некоторьми аминокислотами и, следовательно, белками, что существенно снижает питательную ценность получаемых белков и гидролизатов, придает им нежелательнуюокраску (желтую, зеленую, бурую, коричневую, серую), а также придает получаемым гидролизатам бактерицидные свойства, что делает данные гидролизаты непригодными для использования в качестве основы для приготовления питательных сред для культивирования микроорганизмов. Избавиться от этих нежелательных соединений после гидролиза затруднительно и нецелесообразно, так как это приводит к потере ряда аминокислот из аминокислотного набора гидролизата. Известен способ получения пищевого белка из шрота масличных культур, предусматривающий обработку исходного сьфья перед экстракцией белка водой при рН 6,0-6,3 для удаления пигментов, низкомолекулярных водорастворимых соединений, что повьш1ает биологическую. ценность белка за счет исключения возможности потемнения пищевых продуктов, в которые добавляется получаемый белок. На подсолнечном шроте указанный способ не обеспечивает эффективной очистки от цветообразующих соединений (хлорогеновая, кофейная и хинная кислоты), химическая структура которых отличается от пигментов хлопчатника (госсипол и др.) и приводит к большим потерям белка из использовйнного сырья, так как мини мум растворимости белков подсолнечника лежит в диапазоне 3,8-4,2. Известен способ получения гидролизата из подсолнечного шрота, заключающийся в том, что исходное сьфье подвергают двухступенчатой экстракции солевым или щелочным раствором, из полученного экстракта осаждают белок в изоэлектрической точке с последующим. гидролизом белкового изолята соляной кислотой. Однако этот способ получения белкового гидролизата пресле Ьует аналитические цели и неприменим в промыш ленном производстве, так как требует проведения продолжительного гидролиза (24 часа) при высокой концентрации кислоты, кроме того, при нейтрализации применяемой соляной кислоты образующиеся соли трудно удалить из раствор.. В известном способе не предусматривается удаление цветообразукяцих соединений, что отрицательно сказывается на качестве целевого продукта, который вследствие этого приобретает нежелательную цветность и бактерицидные свойства. Цель изобретения - повышение биологической (питательной) ценности гидролизатао Это достигается тем, что в способе получения белкового гидролизата, предусматривающем щелочно-солевую экстракцию, осаждение белка из экстракта в изоэлектрической точке с .последующим его гидролизом , перед экстракцией исходное сырье обрабатывают водным или водно-спиртовым раствором с рН 3,8-4,2, а гидролиз белка ведут 1-20%-ным раствором серной кислоты при 100-150 С в течение 0,5-12 ч с последующей нейтрализацией, осветлением, выпариванием гвдролизата и отделением нерастворимого осадка. Пример 1. 10 кг подсолйечного шрота заливают 200 л водопроводной воды, соляной кислотой устанавливают рН 3,8 перемешивают, дают отстояться 15 мин, с поверхности жидкости с помощью сита удаляют лузгу, снова перемешивают, повторно уда ляют всплывшую лузгу. Суспензию отстаивают в течение 30 мин, декантируют надосадочную жидкость и отбрасывают ее. Осадок заливают водопроводАЗной водой до первоначального объема, снова устанавливают рН 3,8, перемешивают, выдерживают 1ч, надосадочную жидкость снова декантируют и снова удаляют. На этих стадиях обработки значительно снижается содержание лузги и цветообразующих фенольных кислот в подсолнечном шроте. Осадок отжимают от избыточной воды фильтрацией или ценрифугированием и переносят в сосуд с подогревом (КЭП-250). В КЭП-250 осадок заливают 200 л воды, подогревают до 50 С, добавля 20%-ный раствор NaOH до рН 11-12 и вводят поваренную соль до конечной концентрации 5%, Щелочно-солевую экстракцию растительного белка проводят при постоянном перемешивании в течение часа, смесь нейтрализуют соляной кислотой до рН 7,0, переносят в герметический сосуд, отстаивают в течение часа и фильтруют через бельтинг под давлением 0,5-1,5.атм. Для вьшадения белка фильтрат подкисляют до рН 3,8-4,0, отстаивают в течение 2-3 ч, надосадочную жидкость удаляют. Осадок один раз промывают водопроводной водой. Полученная паста содержит 1-1,2 кг по сухому весу белка. Общий выход белкового изолята сс5Ставляет 80-85%. Водную суспензию белкового изолята доводят по объему до 40 л, добавляют серную кислоту до конечной концентрации 1% и гидролизуют при 100°С в течение 12 ч. Гидролизат нейтрализуют водной суспензией CaOHj при постоянном перемешивании до рН 4,0 и одновременно осветляют с добавлением активированного угля марки ОУБ в количестве 2% на объем, после добавления угля смесь перемешивают, отстаивают в течение 30 мин фильтруют через бельтинг. Гидролизат концентрируют выпариванием, после этого концентрированный гидролизат отстаивают.Выпадающий осадок гипса удаляют, сливая надосадочную жидкость. Надосадочную жидкость собирают и подщелачивают раствором NaOH до рН 9,2, прибавляют .расплавленный двузамещенный фосфат натрия (NajHPO) до слабоположительной, реакции на ионы РО. Вьшавушй осадок отделяют фильтрацией через бельтинг, и фильтрат нейтрализуют соляной кислотой до рН 7,0. Пример 2. Промывку uipora на 1-ой и 2-ой сталии ведут водно-спиртовым раствором по примеру 1, устанавливают рН 4,0 серной кислотой, экстракцию белка и получение водной суспензии белкового изолята вьшолняют как в примере 2. В водную суспензию белкового изолята добавляют серную кислоту до конечной -концентрации 5% и гидролизуют при в течение двух часов. Нейтрализация и осветление изолята по примеру. 1. Пример 3. При промывке шрота на 1-ой и 2-ой стадии обработки по примеру 1 устанавливают рН 4,2 серной кислотой. Экстракцию белка и получение водной суспензии белкового изолята выполняют как в примере 1 В водную суспензию белкового изолята добавляют серную кислоту до конечной концентрации 20% и гидролизуют при в течение 0,5 ч. Нейтрализация и осветление изолята по примеру 1. Полученный очищенный сернокислотный гидролизат белка из подсолнечного шрота в количестве 6-7 л, содержит до 10% сухих веществ и имеет следующий состав, в % к сухому весу:

10,5

Общий азот Пептиды (биуретовые продукты)

39,3

22,7 Аминокислоты

4,7 Углеводы Нуклеиновые

0,075 кислоты 33,5 Зола

Степень рас33щепления Февольные

0,000 кислоты Как видно из приведенного примера, извлеченный из подсолнечного ирота белок превращается в водорасворимый концентрат, который может быть использован в жидком виде или подвергаться сушке известными способами.

Препарат содержит азотистых веществ 65%, со степенью расщепления .33%. Нуклеиновые кислоты присутствуют в небольшом количестве (0,075 Он содержит около 23% свободных амнокислот. Изучение амияограммы по Средние данные трех опытов. Соотношение незаменимых и заменимых аминокислот составляет 1:4. Особенно важно наличие в препарате триптофана, который практически отсутствует во всех предложенных ранее кислотных гидролизатах из другого пищевого сырья. Наличие полного набора незаменимых аминбкислот в препарате предполагает возможность его использования в клинической практике для энтерального зондового питания тяжело пострадавших при различных поражениях. Важное значение имеет наличие лизина/триптофана, способствующее росту детей.

Высокое содержание свободных аминокислот делает целесообразным непосредственное введение гидролизата трота в питание человека, так аминокислоты являются наиболее легко усваиваемой формой веществ белкового

ряда, обладают способностью.непосредственно или рефлекторным путем включать физиологические механизмы пищеварения, участвуют (особенно глутаминовая кислота, лизин, лейцин, аспарагиновая кислота и др.) в создании характерного приклекательного вкуса естественных продуктов, в частности мяса, рыбы, грибов. Некоторые из аминокислот принадлежат к веществам, необходимым для человека, но не синтезируемым им.

По количественному содержанию и набору аминокислот гидролизат подсолнечного шрота не уступает наиболее ценным продуктам, применяемым в общей кулинарии и лечебном питании (табл. 2).

В табл. 2 представлено содержание аминокислот в бульонах из мяса и ; гидролизата по7;солнечного шрота

Таблица 2

cilOCOB ПОЛУЧЕНИЯ ВЕЛКОВОГО ГИДРОЛИЗАТА ИЗ ПОДСОЛНЕЧНОГО ШРОТА, предусматривающий щелочно-солевую. экстракцию, осаждение белка из экстракта в йзоэлектрической точке с последующим его гидролизатом, отличающийся тем, что, с целью повьшения биологической ценности целевого продукта, перед экстракцией исходное сырье обрабатьгоают водным или водно-спиртовьм раствором с рН 3,8-4,2, а гидролиз белка ведут 1-20%-ным раствором серной кислоты при 100-150С в течение 0,5-12 ч с последующей нейтрализацией, осветлением, выпариванием гидролизата и отделением нерастворимого осадка. (Л

Азотистые вещества (в расчете на белок)625,0 700,0

Свободные аминокислоты: 39,2 59,0 в том числе: Примечания. Г. 2 3.

104

660 1280 500 Состав бульонов рассчитан на содержание 1% сухого вещества. За эталон принят говяжий бульон. строке незаменимые для человека аминокислоты приводится суммарное содержание триптофана, лизина, гистидина, аргинина, треонина, валина метионина, изолейцина, лейцина, фенилалайина. В строке вкусовые приводится суммарное содержание глутаминовой кислоты, лизина, аланина, пррлина, лейцина, серина, фенилаланина, аспарагиновой кцслоты, метионина, цистеина (цистина). Гидролизат белка подсолнечного шрота может быть использован в качестве основы питательных сред для выращивания бактерий. Данные табл. 2. показывают, что особенно перспективно применение ги

Чувствительность среды в микробных клетках (минимальная доза, при которой наблюдается рост)

агар из ГБПШ

Sh. Flexneri Г 8516 Cor, diphtheroides 19t1 epli communis 1015

Proteus vulgaris 1

л Pseudomonas 5810

Aeromonas b020

Данные, представленные в табл. 3, свидетельствуют о высоких ростовых качествах питательных сред из гидролизата белка подсолнечного шрота по отношению к целому ряду различных микроорганизмов. Использование в каКоличество колоний при посеве 100 микробных клеток

агар

агар из ГВПШ

Хоттингера

честве основного источника питания гидролизата белка подсолнечного шрота позволяет получать питательные среды, по своему качеству не уступающие такой полноценной среде, как агар из перевара мяса по Хоттингеру. 18/43 ролизлта шрота и питании людей, ослабленных травмами или заболеваниями. В табл. 3 предстаилены некоторые показатели роста бактерий на среде 5 из гидролизата белка подсолнечного шрота (ГЫШ) и на агаре Хоттингера. Таблица 3