Способ получения аминокислотного гидролизата

Способ получения аминокислотного гидролизата

Реферат

Изобретение относится к области обработки белков для пищевых целей и получения композиции белков для пищевых продуктов, в частности из рыбы и морских животных.

Известны способы получения белков из содержащих его сырья, например рыбы, предусматривающие разделку рыбного сырья, гомогенизацию рыбного сырья посредством измельчения, образование реакционной смеси посредством обработки гомогената рыбного сырья протеолитическим ферментом из сырья животного происхождения, ферментативный гидролиз реакционной смеси, инактивацию ферментов нагреванием реакционной смеси, отделение целевого продукта, концентрирование и сушку продукта (например, SU №708986 A 23 J 3/00, 1980 г.)

Известные способы получения продуктов распада животных тканей чаще всего основаны на введении протеолитических ферментов микроорганизмов извне, что в конечном итоге в результате различия происхождения ферментов и белковой массы приводит к невысокому выходу свободных аминокислот из-за ограниченного гидролиза и к ухудшению аминокислотного состава готового продукта.

В качестве прототипа выбран способ получения аминокислотного гидролизата, предусматривающий разделку рыбного сырья, гомогенизацию рыбного сырья посредством измельчения, образование реакционной смеси посредством обработки гомогената рыбного сырья ферментативным комплексом, выделенным из рыбного сырья, ферментативный гидролиз реакционной смеси, инактивацию ферментов нагреванием реакционной смеси, центрифугирование реакционной смеси с выделением гидролизата и сушку гидролизата с образованием сухого продукта (RU №2055482, A 23 J 3/34, 1996 г.).

Известный способ характеризуется трудоемкостью, так как он предусматривает внесение фермента в виде предварительно сформированной массы ферментативного комплекса из пилорических придатков кишечника рыб с последующей их гомогенизацией. Кроме того, в указанном способе для получения ферментативного комплекса в достаточном для гидролиза количестве имеет место привлечение ненативного кишечника рыбного сырья.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание эффективной технологии изготовления продукта с повышенной биологической и пищевой ценностью.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является технологическое обеспечение условий для глубокого гидролиза белков рыбного сырья нативным составом ферментативного комплекса и накопления максимального количества аминокислот с сохранением их нативного состава.

Указанный технический результат достигается способом получения аминокислотного гидролизата, предусматривающим разделку рыбного сырья, гомогенизацию рыбного сырья посредством измельчения, образование реакционной смеси посредством обработки гомогената рыбного сырья ферментативным комплексом, выделенным из рыбного сырья, ферментативный гидролиз реакционной смеси, инактивацию ферментов нагреванием реакционной смеси, центрифугирование реакционной смеси с выделением гидролизата и сушку гидролизата с образованием сухого продукта, за счет того, что в качестве источника ферментативного комплекса, выделенного из рыбного сырья, применяют содержимое утроб подвергнутого разделке и подлежащего ферментативному гидролизу рыбного сырья, при этом количественное соотношение рыбного сырья и содержимого утроб рыбного сырья в реакционной смеси устанавливают из условия обеспечения 50-300 единиц протеолитической активности ферментативного комплекса на 1 г гомогената рыбного сырья, причем в реакционную смесь добавляют дистиллированную воду и раствор едкого натра до достижения значения рН 7,4-7,6, ферментативный гидролиз проводят при температуре 40-50°С до достижения концентрации аминного азота - 850-900 мг %, а после центрифугирования реакционной смеси проводят дополнительную инактивацию ферментов и сопровождают ее осветлением гидролизата с добавлением соляной кислоты до достижения значения рН 3,15-3,25 и сепарированием рыбьего жира и последующим добавлением в гидролизат раствора едкого натра до достижения значения рН 6,0-6,2.

А также за счет того, что перед сушкой гидролизата проводят концентрирование гидролизата выпариванием влаги до уменьшения объема в 6,5-7 раз.

А также за счет того, что концентрирование проводят при температуре 55-70°С и при давлении 0,015-0,025 МПа.

А также за счет того, что сушку гидролизата проводят до остаточной влажности не более 7,0%.

Реализация способа и проявление сущности изобретения осуществляются следующим образом.

В качестве рыбного сырья для получения гидролизата предпочтительны виды рыб, имеющие желудок и/или пищевод с функциями респираторной, депонирующей и первичной переработки пищи (например, лососевый, окуневый и щуковый виды). Собственно рыба промывается и подвергается разделке с отделением головы и извлечением содержимого утроб. После сортировки (по отдельности обезглавленные тушки и содержимое утроб) рыбное сырье из обезглавленных тушек гомогенизируют посредством измельчения и как гомогенат загружают в гидрозиз-аппарат. Для образования реакционной смеси посредством обработки гомогената рыбного сырья ферментативным комплексом в качестве источника ферментативного комплекса, выделенного из рыбного сырья, применяют содержимое утроб подвергнутого разделке и подлежащего ферментативному гидролизу рыбного сырья, при этом количественное соотношение рыбного сырья и содержимого утроб рыбного сырья в реакционной смеси устанавливают из условия обеспечения 50-300 единиц протеолитической активности ферментативного комплекса на 1 г гомогената рыбного сырья (ЕА/г субстрата). Одновременно с введением ферментативного комплекса в реакционную смесь при непрерывном перемешивании добавляют дистиллированную воду и раствор едкого натра (например, с массовой долей растворенного вещества - 20%) до достижения значения рН 7,4-7,6. Ферментативный гидролиз проводят при температуре 40-50°С. Во время проведения гидролиза рН реакционной смеси поддерживают в пределах 7,4-7,6 и для контроля глубины распада белковых веществ формольным титрованием периодически отбирают пробы на содержание аминного азота (азота аминной группы). Примерно через 6-12 часов при достижении концентрации аминного азота - 850-900 мг % гидролиз прекращают инактивацией ферментов посредством последовательного нагревания реакционной смеси до температуры 90°С, выдерживания ее в нагретом состоянии в течение 10 минут и охлаждения до комнатной температуры.

В охлажденном состоянии реакционную смесь подвергают центрифугированию с выделением гидролизата в виде жидкой фракции и непрогидролизованного осадка с влажностью 70-80%. После центрифугирования реакционной смеси проводят дополнительную инактивацию ферментов и сопровождают ее осветлением гидролизата с сепарированием рыбьего жира, для чего в выделенный в виде жидкой фракции гидролизат добавляют соляную кислоту (например, с массовой долей растворенного вещества - 20%) до достижения значения рН 3,15-3,25, полученную смесь при постоянном перемешивании нагревают до температуры 90°С в течение 10 минут и направляют на сепарирование рыбьего жира. В сепарированный таким образом гидролизат добавляют раствор едкого натра до достижения значения рН 6,0-6,2 и при постоянном перемешивании могут направить на концентрирование. Последнее осуществляют выпариванием, например, в вакуумно-выпарной установке при температуре 55-70°С и при давлении 0,015-0,025 МПа до уменьшения объема в 6,5-7 раз. Продолжительность этой операции может составить 5 часов. Концентрат гидролизата собирают в сборник, а затем направляют на сушку. Во избежание кристаллизации концентрата гидролизата температуру в сборнике поддерживают в пределах 50-60°С.

Сушку концентрата гидролизата проводят до остаточной влажности не более 7,0%, например, в распылительной сушильной установке при температуре теплоносителя на входе 140-160°С и на выходе 80-90°С. Отработанный теплоноситель очищают до степени 98%, например, на первом этапе в циклоне и на втором этапе - в рукавном фильтре.

Полученный готовый продукт фасуют по 5 кг в бумажные мешки с полиэтиленовым вкладышем. Вкладыши запаивают, а бумажные мешки зашивают. Мешки укладывают в картонно-набивные барабаны. Хранение продукта осуществляют в сухом месте при температуре 20-22°С.

Содержание свободных аминокислот в готовом продукте зависит от изменений (например, сезонных) протеолитической активности ферментативного комплекса содержимого утроб рыбного сырья, при этом количественное соотношение рыбного сырья и содержимого утроб рыбного сырья в реакционной смеси, выбранное из условия обеспечения более 300 единиц протеолитической активности ферментативного комплекса на 1 г гомогената, нецелесообразно из-за отсутствия изменения глубины гидролиза, а количественное соотношение, выбранное из условия обеспечения менее 50 единиц протеолитической активности ферментативного комплекса на 1 г гомогената, создает условия для нежелательной активизации гнилостной микрофлоры.

В частности, при гидролизе реакционной смеси рыбного сырья с ферментативным комплексом, выделенным из рыбного сырья, со значением рН 7,6 при температуре 50°С до достижения концентрации аминного азота - 900 мг %, инактивации ферментов с осветлением гидролизата при рН 3,25, сепарировании рыбьего жира и восстановлении физиологически оптимального значения рН 6,2, концентрировании при температуре 70°С и при давлении 0,025 МПа с уменьшением объема в 7 раз и завершающей сушке до остаточной влажности не более 7,0% конечный продукт - аминокислотный гидролизат имеет нижеследующие показатели биологической и пищевой ценности (табл.1).

Таблица 1
Наименование	Содержание в % от сухого вещества при ЕА/г субстрата
более 300	300	150	50
Лизин	1,76	1,76	1,69	1,48
Гистидин	1,53	1,53	1,47	1,29
Аргинин	1,23	1,23	1,18	1,04
Аспарагиновая кислота	2,83	2,83	2,72	2,38
Треонин	1,01	1,01	0,97	0,85
Серии	1,08	1,08	1,04	0,91
Глутаминовая кислота	4,9	4,9	4,72	4,13
Пролин	3,16	3,16	3,04	2,66
Глицин	4,24	4,24	4,08	3,57
Аланин	4,82	4,82	4,64	4,06
Цистин	0,23	0,23	0,22	0,19
Валин	3,08	3,08	2,97	2,59
Метионин	0,8	0,8	0,77	0,67
Изолейцин	2,49	2,49	2,40	2,10
Лейцин	4,15	4,15	4,00	3,50
Тирозин	1,83	1,83	1,76	1,54
Фениналаланин	2,41	2,41	2,32	2,03
Всего	41,55	41,55	40,00	35,00
Продолжительность гидролиза, час	6-8	10	12	15

В частности, при гидролизе реакционной смеси рыбного сырья с ферментативным комплексом, выделенным из рыбного сырья, со значением рН 7,4 при температуре 40°С до достижения концентрации аминного азота - 850 мг %, инактивации ферментов с осветлением гидролизата при рН 3,15, сепарировании рыбьего жира и восстановления физиологически оптимального значения рН 6,0, концентрировании при температуре 55°С и при давлении 0,015 МПа с уменьшением объема в 6,5 раз и завершающей сушке до остаточной влажности не более 7,0% конечный продукт - аминокислотный гидролизат имеет нижеследующие показатели биологической и пищевой ценности (табл.2).

Таблица 2
Наименование	Содержание в % от сухого вещества при ЕА/г субстрата
более 300	300	150	50
Лизин	1,74	1,74	1,68	1,47
Гистидин	1,52	1,52	1,46	1,28
Аргинин	1,22	1,22	1,18	1,03
Аспарагиновая кислота	2,81	2,81	2,71	2,37
Треонин	1,00	1,00	0,97	0,85
Серин	1,07	1,07	1,03	0,90
Глутаминовая кислота	4,86	4,86	4,69	4,10
Пролин	3,13	3,13	3,02	2,65
Глицин	4,20	4,20	4,06	3,55
Аланин	4,78	4,78	4,61	4,04
Цистин	0,23	0,23	0,22	0,19
Валин	3,05	3,05	2,95	2,58
Метионин	0,79	0,79	0,77	0,67
Изолейцин	2,47	2,47	2,38	2,09
Лейцин	4,11	4,11	3,97	3,48
Тирозин	1,81	1,81	1,75	1,53
Фениналаланин	2,39	2,39	2,31	2,02
Всего	41,19	41,19	39,77	34,80
Продолжительность гидролиза, час	6-8	10	12	15

1. Способ получения аминокислотного гидролизата, предусматривающий разделку рыбного сырья, гомогенизацию рыбного сырья посредством измельчения, образование реакционной смеси посредством обработки гомогената рыбного сырья ферментативным комплексом, выделенным из рыбного сырья, ферментативный гидролиз реакционной смеси, инактивацию ферментов нагреванием реакционной смеси, центрифугирование реакционной смеси с выделением гидролизата и сушку гидролизата с образованием сухого продукта, отличающийся тем, что в качестве источника ферментативного комплекса, выделенного из рыбного сырья, применяют содержимое утроб подвергнутого разделке и подлежащего ферментативному гидролизу рыбного сырья, при этом количественное соотношение рыбного сырья и содержимого утроб рыбного сырья в реакционной смеси устанавливают из условия обеспечения 50-300 единиц протеолитической активности ферментативного комплекса на 1 г гомогената рыбного сырья, причем в реакционную смесь добавляют дистиллированную воду и раствор едкого натра до достижения значения рН 7,4-7,6, ферментативный гидролиз проводят при температуре 40-50°С до достижения концентрации аминного азота 850-900 мг %, а после центрифугирования реакционной смеси проводят дополнительную инактивацию ферментов и сопровождают ее осветлением гидролизата с добавлением соляной кислоты до достижения значения рН 3,15-3,25 и сепарированием рыбьего жира и последующим добавлением в гидролизат раствора едкого натра до достижения значения рН 6,0-6,2.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед сушкой гидролизата проводят концентрирование гидролизата выпариванием влаги до уменьшения объема в 6,5-7 раз.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что концентрирование проводят при температуре 55-70°С и при давлении 0,015-0,025 МПа.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что сушку гидролизата проводят до остаточной влажности не более 7,0%.