Способ получения белкового гидролизата из кератинсодержащего сырья Советский патент 1986 года по МПК A23J1/10 

1 .

Изобретение относится к медицинской микробиологии и может быть ис- юльзовано при получении питательных сред для вьщеления и культивирования микроорганизмов.

Целью изобретения является повышение биологической ценности целевого продукта и тем самым обеспечение возможности использования его для культивирования микроорганизмов.

Сущность способа заключается в следующем.

Выбор в качестве сорбента древесного угля марки ОУ-Б обусловлен свойствами активных групп, образующихся на поверхности угля и имеюпщх оптимум сорбции в кислотной зоне, тогда как угли других типов имеют оптиму- мы сорбции в нейтральной или щелочной зоне „Этопреимущество позаоляе.тве ти процессыгидролиза и осветлениягид ролизата одновременно,при этом происхдит удаление токсических веществ и ингбиторов роста микроорганизмов.

1

Отделение сорбента после гидролиза проводят в кислой среде до нейтрализации кислоты при рН 0,5-1,5, что является оптимальным для удаления пигментных и токсических веществ, вьщеляющихся в процессе гидролиза кератинсодержащего сырья. Это основано на том, что пигментные и токсические вещества меламинов, пигментов рыжих волос и перьев и других, а также продукты их гид- ролиза содержат в своем составе атомы азота, которые протониру- ются в кислой среде и тем cai-ibiM придают этим соединениям свойства катионов. Применение сорбента с ак- тинными группами кислотного типа,например древесного угля марки ОУ-Б ГОСТ 4453-48, приводит к образованию нерастворимых солеподобных соединений между частицами сорбента и пиг- ментными токсическими веществами. В процессе удаления сорбента удаляются а,цсорбированные на нем пигментные токсические вещества.Повышение рН выше 2,0 приводит к снижению числа прот ннрованных атомов азота в пигментньсс и токсических веществах, в результате чего удаление пигментных и токсических веществ из гидролизата невозможно. Применение сорбента с другими типами активных групп, например углей марки ОУ-А, ОУ-С, также не приводит к желаемому эффекту.

1532

J .

Прибавление к гидролизату сульфида или сульфита натрия в концентрации 0,25-0,3% необходимо для восстановления дисульфидных групп молекул цистина и перевода цистина в цистеин или сульфоцистеин. Это приводит к растворению серусодержащих аминокислот (растворимость цистина 0,01 г на 100 мл; растворимость цистеина 5,6 г на 100 мл), их сохранности и повышению биологической питательной ценное ти гидролизата. Снижение количества вводимого сульфида или сульфита натрия приводит к неполному восстановлению дисульфидных связей серусодер- жа1цих аминокислот, что увеличивает потери гдистина и цистинсодержащих пептидов, тогда как увеличение кон- цeнтpa J и сульфита или сульфида натрия приводит в первом случае к выделению сернистого ангидрида при культивировании микроорганизмов, действующих как, бактерицидное вещество, а во втором случае к автокаталитической реакции разрушения тиолов с выделением элементарной серы,что делает гидролизат непригодным для культивирования микроорганизмов.

Добавление сульфида или сульфита натрия при рН 8,5-9,0 и температуре 90-100 С об еспечивает оптимальную скорость восстановления дисульфидных соединений серусодержапщх аминокислот. При снижении рН и температуры наблюдается значительное снижение скорости восстановления дисульфидньк соединений, в то время как увеличение рН и температуры (,0, температура 100 С) к существенному повышению скорости восстановления не приводит и экономически не оправдано.

В табл. 1 показано влияние обработки сульфитом или сульфидом натрия иа химический состав гидролизата.

П р и м а р 1. 1 кг рого-копытной муки зэ-гр окают в реактор, куда вносят 20 л воды и 0,5 кг активированного древесного угля марки ОУ-Б, добавляют серную кислоту до конечной концентрации 5% и гидролизуют при 132 С в течение 3 ч.

Гидролизат декантируют с осадка, фильтруют и нейтрализуют суспензией Ca(OH)j до рН 3,8-4,0, подщелачивают 40%-ным раствором NaOH до рН 9,0, вносят 0,25% сульфита натрия и нагревают до 90 С.

Гндро.пнзат отстаивают в течение 30 мни, декантируют и фильтруют.

Отфильтрованньш гидролизат нейтрализуют до рН 7,0 добавлением 18%-но- го раствора НС С, упаривают и сушат известным способом.

П р и м е р 2. Гидролиз рого-ко- пытной муки осуществляют как в примере 1 ,

Гидролизат. декантируют, фильтруют и нейтрализуют суспензией Ca(OH)j до рН 3,8-4,0, а затем подщелачивают 40%-ным раствором NaOH до рН 8,5 и вносят 0,3% сульфита натрия, нагревают до 100°С.

Гидролизат отстаивают в течение 30 мин, декантируют и фильтруют.

Гидролизат нейтрализуют, упарива- ют и сушат как в примере 1.

П р и м е р 3. Гидролиз рого-ко- пытной муки как в примере 1.

Гидролизат декантируют, фильтруют и нейтрализуют суспензией Са(ОН) до рН 3,8-4,0, подщелачивают 40%-ным раствором NaOH до рН 8,5, добавляют 0,25% сульфида натрия и нагревают до 100°С.

Гидролизат отстаивают 30 мин, декантируют и фильтруют.

Гидролизат нейтрализуют, упаривают и сушат как в примере 1.

Пример 4. Гидролиз рого-ко- пытной муки проводят как в примере 1

Гидролизат декантируют, фильтруют и нейтрализуют суспензией Ca(OH)j как в примере 1. Нейтрализованньй гидролизат подщелачивают 40%-ным раствором NaOH до рН 9,0, добавляют 0,3% сульфида натрия и нагревают до

90°С.

Гидролизат отстаивают 30 мин, декантируют и фильтруют.

Гидролизат нейтрализуют, упаривают и« сушат как в примере 1.

Пример5. 1кг перьев загружают в реактор, куда вносят 20 л воды и 500 г активированного угля марки ОУ-Б, добавляют серную кислоту до конечной концентрации 10% и гидроли- 3уют при 127°С в течение 2 ч.

Гидролизат декантируют с осадка, фильтруют, нейтрализук т суспензией СаСОН) до рН 3,8-4,0, подщела чивают 40%-ным раствором NaOH до рН 9,0 и вносят 0,25% сульфита натрия и нагревают до .

Гидролизат отстаивают в течение 30 мин, декантируют, фильтруют и

нейтрализуют до рН 7,0, упаривают и сушат известным способом.

Примерб. 1 кг волос загружают в реактор, куда добавляют 20 л 5 воды, 600 г активированного древесного угля марки ОУ-Б, серную кислоту до конечной концентрации 5% и гидролизуют при в течение 2 ч. Гидролизат декантируют, фильтру- 10 ют и нейтрализуют суспензией Ca(OH),j до рН 3,8-4,0, подщелачивают 40%-ным раствором NaOH до рН 8,5, добавляют 0,25% сульфида натрия и нагревают до 90°С.J5 Гидролизат отстаивают в течение 30 мин, декантируют, фильтруют,нейтрализуют до рН 7,0, упаривают и сушат известным способом.

Пример7. 1кг рого-копытной 0 муки загружают в реактор, куда вносят 20 л воды и 0,5 кг сорбента - древесного угля марки ОУ-Б ГОСТ 4453- 48, добавляют серную кислоту до конечной концентрации 2% (рН 1,5) ,пе- 5 ремешнвают и гидролизуют при 132 С в течение 5 ч.

По окончании гидролиза гидролизат охлаждают и без нейтраяизации кислоты при рН -V 1,5, гидрох1изат от- Q деляют от сорбента фильтрованием.

Профильтрованньй бесцветный гидролизат нейтрализуют суспензией Ca(OH)j до рН 3,8-4,0, подщелачивают 40%-ным раствором NaOH до рН 8,5-9,0, вводят 0,25-0,3% сульфида или сульфита натрия и нагревают до 90-100°С.

Гидролизат отстаивают в течение 30 мин, декантируют с осадка гипса и фильтруют.

Отфильтрованный гидролизат нейтрализуют 18%-ным раствором НС€, упаривают и сушат известным способом.

П р им е р 8. 1 кг рого-копытной муки загружают в реактор, куда вно- сят 20 л воды и 0,5 кг сорбента - древесного угля марки ОУ-Б ГОСТ 4453- 48, добавляют серную кислоту до конечной концентрации 5% (рН ,0), перемешивают и гидролизуют при 132 С в течение 3 ч.

По окончании гидролиза гидролизат охлаждают и без нейтрализации кислоты при рН ,0, отделяют от сорбен- та фильтpoвaнIieм.

Профильтрованньй бесцветный гидролизат нейтрализуют, подщелачивают, упаривают и сушат как в примере 7.

S

Пример9. 1 кг poro-Konbni-Hoft муки загружают в реактор, куда вносят 20 л воды и 0,5 кг сорбента - древесного угля марки ОУ-Б ГОСТ 4453-48, добавляют серную кислоту до конечной концентрации 15% (рН 1,5), перемешивают и гидролизуют при 132 с в течение 1,2 ч.

По окончании гидролиза гидролизат охлаждают и без нейтрализации кисло- ты при рН ,5, отделяют от сорбента фильтрованием.

Профильтрованный бесцветньй гидролизат нейтрализуют, подщелачивают, упаривают и сушат как в примере 7.

Полученный согласно приведенным примерам гидролизат представляет собой сьшучий порошок белого цвета,ко- торьм легко и полностью растворим в воде и имеет следующий состав, % к сухому весу:

Общий азот11,2

Пептиды (биуретовые продукты)55,6

Свободные аминокислоты 14,6 Зола30,1

Степень расщепления 30,2%. Препарат содержит около 70% азотис тьгх веществ со степенью расщепления 30% и 14,3% свободных аминокислот, В нем представлены практически все аминокислоты, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов.

Аминокислоты

Содержание 35

аминокислот 5%

Следы

3,52

1,21

Химический состав г идролизатов, полученных по предлагаемому способу из рого-копьггной муки

Пептиды (биуретовые

продукты), %

48,1

j

10

15

0

5

0

5

0

Аргинин8,01 Аспарагиновая кислота 9,71

Треонин 5,23

Серии9,43 Глютаминовая кислота 17,40

Пролин7,25

,45

Алании4,00 .

Цдстеин11,78

Валин4,98

.Метионин0,26

Изолейцин, 2,84

Лейцин6,48

Тирозин1,91

Фенилаланин1,54

Важно наличие большого количества цистеина, практически отсутствукяцего в известных кислотных гидролизатах из другого сырья.

Гидролизат может быть использован в качестве основы питательных сред для выращивания микроорганизмов.

Данные, представленные в табл. 2, свидетельствуют о высоких ростовых качествах питательных сред, приготов- ленньк из кислотного гидролизата ке- ратинсодержащего сьфья; Использование в качестве основного источника питания гидролизата кератинсодержа- щего сырья позволяет получать питательные среды, по своему качеству не. уступающие такой полноценной среде, как агар из перевара мяса по Хоттин- геру.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет получить белковый гидролизат, по своим свойствам более пригодньй д;ля выращивания микроорганизмов.

Таблица 1

47,5

47,5

47,8

1237153

8 Продолжение табл.