Способ получения белкового гидролизата Советский патент 1993 года по МПК A23K1/10 

Изобретение относится к технологии получения белкового гидролизата их колла- тенсодержащего сырья и эндокринового производства и может быть использовано в производстве кормов животных и птиц, а .также в химической промышленности в производстве поверхностно-активных веществ и косметических средств.

Известен способ получения белкового гидролизата из отходов кожевенного сырья: обрезки шкур, мездра и другие отходы шкур крупного рогатого .скота и свиных, включающий двухстадийную обработку сырья ферментами. Первая стадия - обработка протеолитическими ферментами в щелочной среде с добавлением мочевины при рН 9-13, температуре ванны 30-60°С. Вторая стадия - обработка сырья ферментами в нейтральной или кислой среде. После пол- ного растворения сырья температура раствора поднимается до 80-100°С. Белковый раствор после отделения жира высушивается на распылительной сушилке. Выход сухого гидролизата из машинной мездры составляет 8-10% от массы сырья.

Недостатком указанного способа является длительный и дорогостоящий двухста- дийный гидролиз коллагенсодержащего сырья. Кроме того добавление мочевины отрицательно влияет на качество гидролизата при использовании его в качестве белковой добавки к кормам животных и птиц.

Известен способ растворения коллаген- содержащих кожевенных отходов в кислой среде рН 1-6,-температуре 50°С с применением кислых протеаз, имеющих опт.дей- ствие при рН 1-6. В ванну добавляется мочевина 0.25-0,01 моль/л. Выход сухого гидролизата составляет из машинной мездры 8-10% от массы сырья.

Недостатком указанного способа является длительный и дорогостоящий процесс получения кислых микробных протеаз. Другим недостатком является добавление моче- Вины в ванну при гидролизе сырья, что снижает качество гидролизата при использовании его в кормах.

Известен способ переработки коллагенсодержащего сырья на корм животных, например из обрезков шкур крупного рогатого скота и свиных, включающий промывку

00

ч о

со

ходного сырья водой, щелочной гидролиз сырья, нейтрализацию, .ферментативную обработку измельченной поджелудочной железой, инактивацию фермента кипячением раствора и сушку,

Недостатком указанного способа является применение поджелудочной железы, которая имеется в ограниченном количестве и используется в медицинской промышленности длягТ1 ро изводства медицинских препаратов. Другим недостатком является щелочной гидролиз сырья при 110-120°С в автоклавах, Это сложный и энергоемкий процесс.

Следующим недостатком является процесс инактивации фермента кипячением гидролизата. Содержание определенного количества ферментов в гидролизате улучшают усвояемость кормов. Имеются методики по добавке ферментов в корм для улучшения их усвояемости (ВНИ биотехнический институт Применение ферментных препаратов в животноводстве и кормопроизводстве. VI Всесоюзное совещание, г.Майкоп, 11-14-10, 1983).

Наиболее близким к изобретению является способ производства корма из отходов .кожевенного производства, предусматривающий очистку сырья от механических примесей, промывку проточной водой, измельчение до состояния фарша, двухкратную промывку теплой водой, обработку серной кислотой до рН 6,0-6,5, термический гидролиз сырья при 100°С, охлаждение до 50°С, добавление амилосубтилина и обработку ферментным препаратом, жидкостной коэффициент (ж.к.)3 (трехкратное содержание воды), затем раствор гидролизата концентрируют в вакуум-сушильной установке и высушивают.

Недостатком указанного способа является осуществление трудо- и энергоемких производственных операций промывки сырья проточной водой, выгрузка его из емкости, измельчение до состояния фарша (размеры частицы 2-2,5 мм), обратная погрузка в емкость и вторая стадия промывки фарша. При этом промывка фарша, содержащего жир, в производственных условиях очень затруднена, он заклеит рабочую поверхность, мешалку и отверстия емкости, а при сливе воды большие потери белковых и других ценных питательных веществ.

Другим недостатком указанного способа является применение амилосубтилина ГЗх, содержащего в основном амилолитиче- ские ферменты, гидролизующие углеводные компоненты. Для гидролиза отходов кожевенного производства, состоящих в основном из белковых веществ, требуются проте- олитические ферментные препараты.

Следующим недостатком способа является применение серной кислоты, которая

имеет сильные окисляющие свойства и образует побочные продукты, например S02 - затрудняющие каталитическое действие фермента.

Следующим недостатком способа явля0 ется высокое содержание воды в ванне при обработке сырья ферментом (ж.к.3), которую после гидролиза придется упаривать. Для проведения ферментного гидролиза обычно ж.к.1-2.

5 Цель изобретения. - упрощение технологического процесса и уменьшение трудо- и энергозатрат.

Цель достигается способом, представляющим собой получения белкового гидро0 лизата из машинной мездры, обрезки шкур, спилковой обрези кожевенного и мехового производств и отходов эндокриновых препаратов, предусматривающим измельчение, промывку водой, гидротермическую

5 обработку при 85-95°С в течении 2-3 ч, нейтрализацию до рН 7,5-8,0 и гидролиз проте- олитическимй ферментным препаратом протосубтилином ГЗх или другим препаратом протеолитического действия при 500 40°С, жидкостном коэффициенте 1-2, концентрации фермента в ванне 0,2-0,9% от массы сырья, продолжительности гидролиза 2-7 ч при периодическом перемешивании. После полного растворения сырья

5 .проводят удаление жира, раствор концентрируют до 20-40% сухих веществ и проводят его сушку.

Существенное отличие предлагаемого способа от известного в том, что сырье про0 ходит термическую обработку и нейтрализацию без слива избыточной воды, что позволяет избежать значительных потерь белковых и других биологически ценных веществ.

5 Другим отличием является применение протосубтилина ГЗх, который легко гидро- лизует термически денатурированный коллаген, и отпадает потребность измельчения сырья до фарша. При сливе отработанных

0 жидкостей после промывки фарша и обработки его серной кислотой получаются зна- чительные потери ценных белковых веществ.

Пример 1. 1000 г машинной мездры

5 шкур крупного рогатого скота измельчают до размеров 50X100 мм и промывают проточной водой в течении 2 ч. Затем при 85°С, ж.к.0,3 проводят гидротермическую обработку сырья в течении 2 ч и нейтрализуют соляной кислотой до рН 7,5. После того ванну охлаждают до 42°С и проводят ферментативный гидролиз сырья с добавлением протосубтилина ГЗх в количестве 0,4% от массы сырья в течение 7 ч, перемешивание периодическое. Затем удаляют всплывший жир и проводят концентрацию раствора до 20% сухих веществ и сушку гидролизата на лиофилизате.

Выход готового продукта составляет 130 г (13% от массы сырья) с содержанием белка 76,4%.

П р и м е р 2. 1000 г обрезков шкур крупного рогатого скота измельчают до размеров 50X100 мм и промывают проточной водой 2 ч. Затем при 95°С, ж.к.0,3 проводят гидротермическую обработку сырья в течение 3 ч и нейтрализуют сырье соляной кис- лотой до рН 7,5. После того ванну охлаждают до 42°С и проводят ферментативный гидролиз сырья протосубтилином ГЗх в количестве 0,9% от массы сырья в течение 7 ч при периодическом перемешивании. Вначале перемешивают 0,5 ч, затем по 10 мин в каждые 0,5 ч. Затем удаляют всплывший жир и проводят концентрацию раствора до 40% сухих веществ и сушку гидролизата на лиофилизате.

Выход готового продукта составляет 140 г (14% от массы сырья) с содержанием белка 83,2%.

ПримерЗ. ЮООг обрезков свинных шкур после золения измельчают до размеров 50X100 мм и промывают проточной водой 2 ч. Затем при 90°С, ж.к.0,3 проводят гидротермическую обработку сырья в тече- ние 3 ч и нейтрализуют сырье соляной кислотой до рН 7,5. После того ванну охлаждают до 42°С и проводят ферментативный гидролиз сырья протосубтилином ГЗх в количестве 0,7% от массы сырья в течение 5 ч при периодическом перемешивании. Затем удаляют всплывший жир, проводят концентрацию раствора до 30% сухих веществ и сушку гидролизата на лиофилиза- торе.

Выход готового продукта составляет 140 г (14% от массы сырья) с содержанием белка 80%.

П р и м е р 4. 1000 г белковых отходов производства эндокриновых препаратов (из поджелудочной железы и селезенки животных) погружают в посуду и при 95°С. ж.к.1 проводят гидротермическую обработку сырья в течение 2 ч и нейтрализуют сырье щелочным реагентом до рН 8,0. Затем ванну охлаждает до А2°С и проводят ферментативный гидролиз сырья протосубтилином ГЗх в количестве 0,5% от массы сырья в течение 4 ч при периодическом перемешивании. Вначале перемешивают 0,5 ч, затем

по 10 мин в каждые 0,5 ч. Затем удаляют всплывший жир и проводят концентрацию раствора до 30% сухих веществ и сушку гидрозата на лиофилизаторе.

Выход готового продукта составляет 150 г (15% от массы сырья) с содержанием белка 81,2%.

П р и м е р 5. 1000 г обрезков шкур крупного рогатого скота мясокомбинатов измельчают до размеров 50X100 мм промывают проточной водой 1 ч. Затем при 95°С, ж.к.1 проводят гидротермическую обработку сырья в течение 3 ч и нейтрализуют сырье щелочным реагентом до рН 8,0. После того ванну охлаждают до 42°С и проводят ферментативный гидролиз сырья протосубтилином ГЗх в количестве 0,9% в течение 5 ч при периодическом перемешивании. Затем удаляют всплывший жир, фильтруют через несколько слоев марли, проводят концентрацию раствора до 30% сухих веществ и сушку гидролизата на лиофилизаторе.

Выход готового продукта составляет 160 г (16% от массы сырья) с содержанием белка 82,6%.

При включении белкового гидролизата в корме бройлеров (вместо кормовых дрожжей) в количестве 3% масса бройлеров увеличилась на 3,5%, а расход кормов на прирост 1 кг мяса уменьшился на 7% по сравнению с контрольными.

Проведен контрольный способ получения белкового гидролизата по известному процессу (прототип). Сравнительные данные по выходу продукта и лабораторным анализам представлены в таблице.

Из таблицы видно, что содержание белка в готовом продукте предлагаемого способа на 20% больше, чем в известном способе. Ввиду того, что получаемый продукт предназначен как белковая добавка в корма животных и птиц, увеличение содержания белка на 20% в готовом продукте предлагаемого способа увеличит биологическую ценность кормов и создает значительный экономический эффект.

Формула изобретени я Способ получения белкового гидролизата, предусматривающий измельчение сырья животного происхождения, промывку его водой, ферментативный гидролиз, концентрацию и сушку, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и уменьшения трудо- и энергозатрат, перед ферментативным гидролизом проводят термическую обработку сырья при 85-95°С в течение 2-3 ч и нейтрализацию сырья до рН 7,5-8,0, причем в качестве ферментного препарата используют протосубтилин ГЗХ в количестве 0,4- 0,9% от общей массы, а концентрацию раствора проводят до содержания сухих веществ 30%, .

Использование: в производстве кормов для животных и птиц. Сущность: измельчение, промывка отходов кожевенного производства, гидротермическая обработка; нейтрализация, гидролиз протосубтилином ГЗх, концентрация полученного раствора и сушка на вибрационно-распылительной сушилке. 1 табл. .

Продолжение таблицы