Способ получения пептона

Способ получения пептона

Реферат

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в микробиологической и пищевой промышленности.

Известно, что пептон является одним из главных компонентов питательных сред, используемых в микробиологической промышленности. Установлено, что отсутствие пептона даже в самых простых микробиологических средах приводит не только к удлинению лаг-фазы любого микробиологического синтеза, но и к существенному уменьшению выхода целевого продукта. В связи с этим в настоящее время получению различных видов пептонов придается первостепенное значение. Известно также, что пептон представляет собой продукт неполного гидролиза белков различного происхождения и состоит в основном из пептидов, небольшого количества свободных аминокислот и незначительного количества непрогидролизованных белков. Обычным способом получения пептона является двухстадийный ферментативный гидролиз пищевого сырья второй категории, например рубцов желудков, летошки, фибрина крови сельскохозяйственных животных. В качестве ферментов используют ферменты животного происхождения: пепсин, химотрипсин или панкреатин, необходимые для медицинской практики и пищевой промышленности (Телишевская Л.Я «Белковые гидролизаты». М., 2000 г., Аграрная наука, 296 с., стр. 191).

Недостатком известных способов получения пептона является низкая глубина ферментативного гидролиза используемого мясного сырья, длительность процесса ферментизации, малый выход готового продукта.

Известен способ получения пептона, включающий гидролиз внутренних органов с/х животных, их слизистых оболочек или вторичных жмыхов этих органов и тканей после извлечения биологически активных веществ ферментным препаратом при оптимальных значениях его концентрации, температуре и pH, коагуляции негидролизованного белка и активации фермента нагреванием с последующим отделением продуктов гидролиза и сушкой, причем в качестве ферментов используют щелочную или нейтральную протеазы Г-3Х или Г-10Х (см. патент РФ №1609153, кл. С 12 Р 21/06, С 12 N 1/20. 1993 г. - прототип).

Недостатком известного способа также является низкая глубина гидролиза используемого сырья, низкое процентное содержание в продукте свободных аминокислот, низкая эффективность получения искомого продукта из-за длительности процесса.

Технической задачей предложенного изобретения является обеспечение возможности получения пептона с глубокой степенью конверсии белковой составляющей из сырьевых отходов пищевой промышленности, преимущественно мясной, а также пивоваренной ее отраслей, повышение эффективности и производительности получения пептона.

Указанная задача обеспечивается тем, что в способе получения пептона, включающем гидролиз отходов мясного сырья убойных животных, обработку отходов ферментами микробного и животного происхождения при повышенной температуре и постоянном перемешивании реакционной смеси с последующим отделением продуктов гидролиза и сушкой, в качестве отходов мясного сырья используют боенскую кровь, водный экстракт из костей убойных животных и пивные дрожжи, которые предварительно смешивают в объемном соотношении 1:1:1 соответственно и гидролизуют при температуре 40-50°С в течение 4-5 часов с последующей обработкой ферментами, включающими панкреас краба и экстракт поджелудочной железы убойных животных, до полного нарастания аминного азота, при этом отделение клеточных оболочек непрореагированных пивных дрожжей производят методом сепарирования с последующей фильтрацией раствора, а сушку искомого продукта производят методом распыления.

Способ осуществляется следующим образом.

В качестве сырья используют практически любые отходы мясной промышленности, за исключением рогокопытного сырья и шкур убойных животных, а в качестве инструмента для гидролиза - отходы дрожжей пивоваренной промышленности и комплекс ферментов из поджелудочной железы убойных животных или любой другой фермент микробного, растительного, например папаин, животного происхождения, например ферменты из панкреаса крабов или других гидробионтов. Сырье помещают в реактор и создают в реакционной среде жидкостный гидромодуль 1:5-1:15, например с помощью воды, боенской крови, жидких пивных дрожжей, водных экстрактов из костей сельскохозяйственных животных. Подвергают нагреванию несколько часов при 40-45°С, после чего добавляют к реакционной среде любой из вышеназванных ферментов. Продолжают гидролиз еще несколько часов при той же температуре до тех пор, пока в реакционной массе не прекратится прирост свободных аминогрупп, контролируемых любым известным способом. Температуру реакционной смеси резко доводят до 100-110°С, после чего резко охлаждают, отделяют клеточные оболочки, и оставшийся непрореагированный белок отделяют вначале сепарированием, а затем пропусканием раствора через специальную колонку, набитую фторопластовым материалом. Полученный опалесцирующий раствор подвергают распылительной сушке при обычных режимах и получают искомый продукт.

Нижеследующие примеры поясняют сущность предлагаемого изобретения.

Пример 1.

Пептон А

100 кг пекарских дрожжей, содержащих не менее 20% сухих веществ, обрабатывались на гомогенизаторе под давлением 20 МПа. К полученной массе добавлялось 100 л воды и смесь выдерживалась в реакторе при перемешивании в течение 4-5 часов при 40-50°С в присутствии 1-1,5% этанола или толуола, затем к ней добавлялась боенская кровь в количестве 100 л. Полученная реакционная масса перемешивалась еще в течение 1-1,5 ч при 40-50°С, после чего к ней добавляли экстракт ферментов из поджелудочной железы убойных животных в количестве 0,3-0,5 кг. Перемешивание продолжалось еще в течение 3-4 часов при температуре 45±5°С, после чего смесь резко нагревалась до 100±10°С, охлаждалась до 20°С, сепарировалась на вертикальной осадительной центрифуге периодического действия или сепараторе. Фугат пропускался через колонку, заполненную мелкогранулированным фторопластом с размерами частиц 0,25±0,5 мм, после чего высушивался на распылительной сушилке обычного типа. Выход составил 25 кг (84%, считая на сухое вещество).

Пример 2.

Пептон В

200 л остаточных жидких пивных дрожжей, содержащих 10-15% сухих веществ, помещают в реактор, добавляют 1,5% этанола и перемешивают 2-3 часа при 45±5°С, после чего к реакционной массе добавляют 200 л боенской крови и 200 л водного экстракта из костей убойных животных. Смесь перемешивают 3-4 часа при 45±5°С, после чего добавляют к ней 0,3 кг водного экстракта ферментов из поджелудочной железы убойных животных и 0,2 кг фермента из панкреаса крабов. Гидролиз продолжают еще 4 часа при той же температуре, затем резко повышают температуру реакционной массы до 100±5°С, после чего ведут дальнейшую обработку так, как описано в примере 1. Выход сухого продукта составил 27 кг (77%, считая на сухое вещество).

Испытания всех полученных гидролизатов показали, что они полностью соответствуют стандарту на пептон, но существенно превосходят последний по содержанию в них свободных аминокислот и низших пептидов.

Физико-химические и биологические свойства полученных пептонов сведены в таблицы 1-3.

Таблица 1
Показатели	Пептон «А»	Пептон «В»	Требования ТУ 49-278-75 «Т» «Д»
Внешний вид	Аморфный однородный порошок	Аморфный однородный порошок
Цвет	Кремовый	Светло-желтый	От белого до желтого
Общий азот, %	12,4	14,0	12-14
Аминный азот, %	3,9	4,4	3-4
Полипептиды,%	75,0	96,0	70-80
Свободный белок, ед. опт. плотности	0,30	0,03	0,35-0,50
рН раствора	6,8	6,5	6,0-7,0
Зола сульфированная, %	4,0	4,2	5,0-10,0
Влага, %	4,5	5,8	5,0-10,0
Растворимость	Полная	Полная	Полная
Свободный индол	Отсутствует	Отсутствует	Не допускается
Соли тяжелых металлов	Отсутствуют	Отсутствуют	Не допускаются
Способность поддерживать рост микробов	Рост типичный	Рост типичный

Таблица 2
Содержание свободных аминокислот в различных образцах пептона, %
Аминокислоты	Пептон "А"	Пептон "В"	Пептон Семипалатинский	Пептон фирмы "Дифко"
Треонин	1,0	1,4	0,24	0,41
Валин	2,7	3,05	1,52	0,76
Метионин	1,7	1,91	0,71	-
Изолейцин	0,45	0,74	0,92	0,70
Лейцин	1,25	2,8	0,71	-
Фенилаланин	3,10	4,94	2,01	1,01
Лизин	2,37	2,91	1,0	0,57
Триптофан	0,21	1,00	-	-
Аспарагиновая
кислота	6,10	9,55	0,20	0,90
Серин	2,48	3,7	0,35	Следы
Глутаминовая
кислота	4,25	6,92	0,62	0,54
Пролин	-	1,1	0,51	-
Глицин	3,22	5,66	0,50	0,53
Аланин	2,17	3,35	1,10	0,91
Цистин	-	0,1	-	-
Тирозин	1,38	1,42	1,04	0,52
Гистидин	0,33	1,8	0,01	0,19
Аргинин	0,66	1,30	0,27	1,27
Общая сумма	33,37	46,75	13,30	9,10

Таблица 3
Рост тест-культур на средах с пептонами "А" и "В"(в единицах оптической плотности)
Культура	Пептон "А"	Пептон "В"	Контроль
Staphylococcus aureas	0,48+0,02	0,72±0,03	0,35±0,01
Shigella flexnery	0,31±0,01	0,32±0,01	0,21±0,01
Escherichia coli	1,32±0,03	1,27±0,02	0,63±0,03
Corynebacterium
diphtheroides	0,22±0,01	0,38±0,04	0,19±0,02
Streptococcus faecalis	0,44±0,05	0,49±0,02	0,34±0,01

Техническим результатом предложенного изобретения является увеличение глубины гидролиза и его эффективности из-за повышения степени расщепления белковых фракций используемого мясного сырья при обработке комплексом ферментов микробного и животного происхождения, что позволяет обеспечить высокие водосвязывающие и органолептические свойства искомого продукта, снизить время обработки сырья и увеличить количество свободных аминокислот и коллагеназную активность продукта.

Способ получения пептона, включающий обработку отходов мясного сырья убойных животных ферментами микробного и животного происхождения при повышенной температуре и постоянном перемешивании реакционной смеси с последующим отделением продуктов гидролиза и сушкой, отличающийся тем, что в качестве отходов мясного сырья используют боенскую кровь, водный экстракт из костей убойных животных и пивные дрожжи, которые предварительно смешивают в объемном соотношении 1:1:1 и перемешивают при температуре 40-50°С в течение 3-4 ч с последующей обработкой ферментами, включающими гепатопанкреас краба и экстракт поджелудочной железы убойных животных, до полного нарастания аминного азота, при этом отделение клеточных оболочек непрореагированных пивных дрожжей производят методом сепарирования с последующей фильтрацией раствора, а сушку искомого продукта производят методом распыления.