CN103276038A - 一种试剂级蛋白胨的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种试剂级蛋白胨的生产方法,包括选材与浸泡、高温高压蒸煮、分离提取、蛋白酶水解、再次加热灭酶、中和分离和过滤、低温连续浓缩干燥的步骤。本发明的工艺合理、成本低、收率高、生产周期短,采用本发明制得的蛋白胨产品品质好、使用范围广,达到试剂级标准,可广泛用于现代生物医学研究,各种细菌检测,基因工程,生物工程的发酵、食用菌培植等领域。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域,具体来说涉及一种蛋白胨的生产方法。
背景技术
蛋白胨是一种将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的外观呈淡黄色的粉剂,具有肉香的特殊气息。蛋白质经酸、碱或蛋白酶分解后也可形成蛋白胨。蛋白胨富含有机氮化合物,也含有一些维生素和糖类,其能为微生物提供C源、N源、生长因子等营养物质,因而可以作为微生物培养基的主要原料。蛋白胨在抗生素、医药工业、发酵工业、生化制品及微生物学科研等领域中的用量均很大。蛋白胨还可以用来治疗消化道疾病。不同的生物体需要特定的氨基酸和多肽,因此存在着各种蛋白胨,一般来说,用于蛋白胨生产的蛋白包括动物蛋白(酪蛋白、肉类)和植物蛋白(豆类)等两种。现有的生产方法各种文献介绍比较多,蛋白胨的生产方法具有工艺简单、操作简便、设备要求低等特点。但现有技术中的蛋白胨生产方法普遍存在着产品品质不佳,生产周期长(11~20小时),收率低等问题,而且通常是用单一的原料进行生产,其营养成份有限,因而其使用范围较窄。
试剂级蛋白胨是用作生化或医学等领域实验试剂的蛋白胨产品,现已成为配制微生物培养基时不可缺少的原料。现有技术中的蛋白胨是用精蛋白为基质,经特殊水解提取制备的干燥粉末,营养丰富,在培养基中为微生物生长提供氮源,可做培养基原料及微生物工程菌应用。目前试剂级蛋白胨生产成本较高,而普通的蛋白胨制备工艺则无法保证蛋白胨产品达到试剂级标准。如CN1958781A公开的一种试剂蛋白胨及其生产方法,是以畜禽骨料、动物皮肉心肝渣废弃物、动物胰脏或胰渣、工业盐酸、动物毛发水、酒精为原料,经投料、加水、高温蒸煮、蛋白酶水解、工业盐酸综合、烧汤、撇泡沫、初滤、精滤、浓缩、干燥、包装而成。该方案制得的试剂蛋白胨收率较高而品质却不够理想。又如CN100371454C公开的一种蛋白胨的制备工艺,是采用生物酶解方法,选用鲜牛骨、干杂骨、动物组织、内脏等原料,将鲜牛骨和干杂骨分别蒸煮分离出骨胶液,再将动物组织、内脏加入水打浆,并与骨胶液混合,在特定温度和PH下用复合蛋白酶进行酶解,最后经灭酶、脱色、过滤、浓缩、干燥制得蛋白胨。该方案生产蛋白胨的收率不够理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种产品品质好、收率高、生产周期短的试剂级蛋白胨的生产方法。
一种试剂级蛋白胨的生产方法,包括以下步骤:
(1)选材与浸泡:按以下重量百分配比选取原料放入高压蒸汽锅内,并将各原料混合后加2倍体积的水浸泡2~4小时:
动物鲜骨或骨渣45~50%;动物内脏渣30~35%;豆渣15~20%;
(2)高温高压蒸煮:向锅体内引入蒸汽,蒸煮4h,压力0.2Mpa;
(3)分离提取:蒸煮完毕后将锅体内压力降低并排汤,撇去泡沫及浮油,使油和汤液分离,保留汤液;
(4)蛋白酶水解:将汤液温度降至43~45℃,用pH调节碱将汤液pH调节至7.0~8.0,称取重量为原料总重6~8%的蛋白酶,用2倍体积的汤液化开后,添加到汤液中进行水解反应,在恒温45~50℃条件下保持4~5个小时的酶解,并进行转速为70~90r/min的低速搅拌;
(5)再次加热、灭酶:用饱和硫酸锌溶液检测酶解完毕后,将汤的温度升至50~55℃,并加入重量为原料总重0.4~0.6%的动物毛发水,用蒸汽提升汤液的温度,再次加热至95℃,保持15min,将蛋白酶灭活;
(6)中和、离心和过滤:用pH调节剂将酶解后的汤液调节至pH为6.5~7.5,离心分离汤液和杂质沉淀,再以过滤机将汤液过滤至汤液透明无沉淀物,以除掉杂质;
(7)低温连续浓缩干燥:将过滤后的汤液放入浓缩锅内低温连续浓缩干燥,温度≤70℃,浓缩至含水量为30%~40%后,进行真空低温喷雾干燥,真空度0.1Mpa,干燥至含水量≤5%后,粉碎至粒径≤2mm的颗粒状,即可得到试剂级蛋白胨产品。
进一步的,上述试剂级蛋白胨的生产方法,包括以下步骤:
(1)选材与浸泡:按以下重量百分配比选取原料放入高压蒸汽锅内,并将各原料混合后加2倍体积的水浸泡3小时:
动物鲜骨或骨渣48%;动物内脏渣34%;豆渣18%;
(2)高温高压蒸煮:向锅体内引入蒸汽,蒸煮4h,压力0.2Mpa;
(3)分离提取:蒸煮完毕后将锅体内压力降低并排汤,撇去泡沫及浮油,使油和汤液分离,保留汤液;
(4)蛋白酶水解:将汤液温度降至44℃,用pH调节碱将汤液pH调节至7.5,称取重量为原料总重7%的蛋白酶,用2倍体积的汤液化开后,添加到汤液中进行水解反应,在恒温48℃条件下保持4.5个小时的酶解,并进行转速为80r/min的低速搅拌;
(5)再次加热、灭酶:用饱和硫酸锌溶液检测酶解完毕后,将汤的温度升至53℃,并加入重量为原料总重0.5%的动物毛发水,用蒸汽提升汤液的温度,再次加热至93℃,保持15min,将蛋白酶灭活;
(6)中和、离心和过滤:用pH调节剂将酶解后的汤液调节至pH为7.0,离心分离汤液和杂质沉淀,再以过滤机将汤液过滤至汤液透明无沉淀物,以除掉杂质;
(7)低温连续浓缩干燥:将过滤后的汤液放入浓缩锅内低温连续浓缩干燥,温度≤50℃,浓缩至含水量为35%后,进行真空低温喷雾干燥,真空度0.1Mpa,干燥至含水量≤3%后,粉碎至粒径≤1mm的颗粒状,即可得到试剂级蛋白胨产品。
本发明所述步骤(4)中的蛋白酶为胰蛋白酶和动物组织水解酶按3:2组成的复合酶。
本发明所述步骤(5)中的动物毛发水是将动物毛发和/或羽毛加入到浓度为34~36%的工业盐酸中,存放3周所得物。
本发明与现有技术相比,采用了以动物鲜骨或骨渣、动物内脏渣和豆渣为原料,以高压高温蒸煮配合蛋白酶水解反应,最后经加热灭酶、离心过滤、低温连续浓缩干燥的过程,得到高品质、高产率的蛋白胨产品,整个工艺过程生产周期较短,既保证了生产质量,又保证了生产效率。本发明中的原料混合物经蒸煮高温变性处理和蛋白酶酶解处理,产生了多种氨基酸,再经动物毛发水补充肉质与骨质等蛋白质中缺少的色氨酸和亮氨酸等氨基酸,使得终产品中的氨基酸可达20多种,得到了高营养、高品质的蛋白胨。在酶解的过程中,保证酸碱环境,并以适当的温度条件和搅拌速度酶解,酶解时间适中,有利于提高蛋白胨的品质。本发明采用pH调节碱等pH调节剂调节生产过程中的pH值,保证了产品在中性及酸性条件下水解,避免了产生毒性的D-型氨基酸,最终得到的产品品质好,使用范围广。
本发明中的蛋白酶采用胰蛋白酶和动物组织水解酶按3:2组成的复合酶,可提高酶解效率,增强酶解效果。本发明中的动物毛发水采用特定浓度的工业盐酸浸泡动物毛发和/或羽毛存放3周制得,比现有技术中的制备方法更能提高动物毛发水所含的色氨酸和亮氨酸等氨基酸含量,有助于提高试剂级蛋白胨产品的品质。本发明工艺合理、成本低、收率高、生产周期短,采用本发明制得的蛋白胨产品达到试剂级标准,具有含氨基酸齐全、营养丰富、微生物培养功能等特点,可广泛用于现代生物医学研究,各种细菌检测,基因工程,生物工程的发酵、食用菌培植等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例来描述本发明的技术方案。以下所述为本发明的较佳实施例,可用于解释和支持本发明,但不对本发明作任何形式上的限制,任何未脱离本发明技术方案内容,以及依据本发明的技术实质对以下实施例所作的简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
实施例1
(1)选材与浸泡:按以下重量百分配比选取原料放入高压蒸汽锅内,并将各原料混合后加2倍体积的水浸泡3小时:
动物鲜骨或骨渣48%;动物内脏渣34%;豆渣18%;
(2)高温高压蒸煮:向锅体内引入蒸汽,蒸煮4h,压力0.2Mpa;
(3)分离提取:蒸煮完毕后将锅体内压力降低并排汤,撇去泡沫及浮油,使油和汤液分离,保留汤液;
(4)蛋白酶水解:将汤液温度降至44℃,用pH调节碱将汤液pH调节至7.5,称取重量为原料总重7%的蛋白酶,用2倍体积的汤液化开后,添加到汤液中进行水解反应,在恒温48℃条件下保持4.5个小时的酶解,并进行转速为80r/min的低速搅拌;
蛋白酶采用胰蛋白酶和动物组织水解酶按3:2组成的复合酶;
(5)再次加热、灭酶:用饱和硫酸锌溶液检测酶解完毕后,将汤的温度升至53℃,并加入重量为原料总重0.5%的动物毛发水,用蒸汽提升汤液的温度,再次加热至93℃,保持15min,将蛋白酶灭活;
动物毛发水是将动物毛发和/或羽毛加入到浓度为35%的工业盐酸中,存放3周所得物;
(6)中和、离心和过滤:用pH调节剂将酶解后的汤液调节至pH为7.0,离心分离汤液和杂质沉淀,再以过滤机将汤液过滤至汤液透明无沉淀物,以除掉杂质;
(7)低温连续浓缩干燥:将过滤后的汤液放入浓缩锅内低温连续浓缩干燥,温度≤50℃,浓缩至含水量为35%后,进行真空低温喷雾干燥,真空度0.1Mpa,干燥至含水量≤3%后,粉碎至粒径≤1mm的颗粒状,即可得到试剂级蛋白胨产品。
实施例2
(1)选材与浸泡:按以下重量百分配比选取原料放入高压蒸汽锅内,并将各原料混合后加2倍体积的水浸泡2小时:
动物鲜骨或骨渣45%;动物内脏渣35%;豆渣15%;
(2)高温高压蒸煮:向锅体内引入蒸汽,蒸煮4h,压力0.2Mpa;
(3)分离提取:蒸煮完毕后将锅体内压力降低并排汤,撇去泡沫及浮油,使油和汤液分离,保留汤液;
(4)蛋白酶水解:将汤液温度降至43℃,用pH调节碱将汤液pH调节至7.0~8.0,称取重量为原料总重6%的蛋白酶,用2倍体积的汤液化开后,添加到汤液中进行水解反应,在恒温45℃条件下保持4个小时的酶解,并进行转速为70r/min的低速搅拌;
蛋白酶采用胰蛋白酶和动物组织水解酶按3:2组成的复合酶;
(5)再次加热、灭酶:用饱和硫酸锌溶液检测酶解完毕后,将汤的温度升至50℃,并加入重量为原料总重0.4%的动物毛发水,用蒸汽提升汤液的温度,再次加热至95℃,保持15min,将蛋白酶灭活;
动物毛发水是将动物毛发和/或羽毛加入到浓度为34%的工业盐酸中,存放3周所得物;
(6)中和、离心和过滤:用pH调节剂将酶解后的汤液调节至pH为7.0,离心分离汤液和杂质沉淀,再以过滤机将汤液过滤至汤液透明无沉淀物,以除掉杂质;
(7)低温连续浓缩干燥:将过滤后的汤液放入浓缩锅内低温连续浓缩干燥,温度≤70℃,浓缩至含水量为30%后,进行真空低温喷雾干燥,真空度0.1Mpa,干燥至含水量≤5%后,粉碎至粒径≤2mm的颗粒状,即可得到试剂级蛋白胨产品。
实施例3
(1)选材与浸泡:按以下重量百分配比选取原料放入高压蒸汽锅内,并将各原料混合后加2倍体积的水浸泡2小时:
动物鲜骨或骨渣46%;动物内脏渣34%;豆渣20%;
(2)高温高压蒸煮:向锅体内引入蒸汽,蒸煮4h,压力0.2Mpa;
(3)分离提取:蒸煮完毕后将锅体内压力降低并排汤,撇去泡沫及浮油,使油和汤液分离,保留汤液;
(4)蛋白酶水解:将汤液温度降至43.5℃,用pH调节碱将汤液pH调节至7.0~8.0,称取重量为原料总重6.5%的蛋白酶,用2倍体积的汤液化开后,添加到汤液中进行水解反应,在恒温46℃条件下保持4个小时的酶解,并进行转速为75r/min的低速搅拌;
蛋白酶采用胰蛋白酶和动物组织水解酶按3:2组成的复合酶;
(5)再次加热、灭酶:用饱和硫酸锌溶液检测酶解完毕后,将汤的温度升至51℃,并加入重量为原料总重0.45%的动物毛发水,用蒸汽提升汤液的温度,再次加热至95℃,保持15min,将蛋白酶灭活;
动物毛发水是将动物毛发和/或羽毛加入到浓度为34.5%的工业盐酸中,存放3周所得物;
(6)中和、离心和过滤:用pH调节剂将酶解后的汤液调节至pH为6.5,离心分离汤液和杂质沉淀,再以过滤机将汤液过滤至汤液透明无沉淀物,以除掉杂质;
(7)低温连续浓缩干燥:将过滤后的汤液放入浓缩锅内低温连续浓缩干燥,温度≤30℃,浓缩至含水量为34%后,进行真空低温喷雾干燥,真空度0.1Mpa,干燥至含水量≤1%后,粉碎至粒径≤2mm的颗粒状,即可得到试剂级蛋白胨产品。
实施例4
(1)选材与浸泡:按以下重量百分配比选取原料放入高压蒸汽锅内,并将各原料混合后加2倍体积的水浸泡2小时:
动物鲜骨或骨渣47%;动物内脏渣33%;豆渣20%;
(2)高温高压蒸煮:向锅体内引入蒸汽,蒸煮4h,压力0.2Mpa;
(3)分离提取:蒸煮完毕后将锅体内压力降低并排汤,撇去泡沫及浮油,使油和汤液分离,保留汤液;
(4)蛋白酶水解:将汤液温度降至44℃,用pH调节碱将汤液pH调节至7.0~8.0,称取重量为原料总重7%的蛋白酶,用2倍体积的汤液化开后,添加到汤液中进行水解反应,在恒温47℃条件下保持4.5个小时的酶解,并进行转速为80r/min的低速搅拌;
蛋白酶采用胰蛋白酶和动物组织水解酶按3:2组成的复合酶;
(5)再次加热、灭酶:用饱和硫酸锌溶液检测酶解完毕后,将汤的温度升至52℃,并加入重量为原料总重0.55%的动物毛发水,用蒸汽提升汤液的温度,再次加热至95℃,保持15min,将蛋白酶灭活;
动物毛发水是将动物毛发和/或羽毛加入到浓度为35%的工业盐酸中,存放3周所得物;
(6)中和、离心和过滤:用pH调节剂将酶解后的汤液调节至pH为7.5,离心分离汤液和杂质沉淀,再以过滤机将汤液过滤至汤液透明无沉淀物,以除掉杂质;
(7)低温连续浓缩干燥:将过滤后的汤液放入浓缩锅内低温连续浓缩干燥,温度≤40℃,浓缩至含水量为36%后,进行真空低温喷雾干燥,真空度0.1Mpa,干燥至含水量≤2%后,粉碎至粒径≤2mm的颗粒状,即可得到试剂级蛋白胨产品。
实施例5
(1)选材与浸泡:按以下重量百分配比选取原料放入高压蒸汽锅内,并将各原料混合后加2倍体积的水浸泡2小时:
动物鲜骨或骨渣50%;动物内脏渣31%;豆渣19%;
(2)高温高压蒸煮:向锅体内引入蒸汽,蒸煮4h,压力0.2Mpa;
(3)分离提取:蒸煮完毕后将锅体内压力降低并排汤,撇去泡沫及浮油,使油和汤液分离,保留汤液;
(4)蛋白酶水解:将汤液温度降至44.5℃,用pH调节碱将汤液pH调节至7.0~8.0,称取重量为原料总重7.5%的蛋白酶,用2倍体积的汤液化开后,添加到汤液中进行水解反应,在恒温49℃条件下保持4.5个小时的酶解,并进行转速为85r/min的低速搅拌;
蛋白酶采用胰蛋白酶和动物组织水解酶按3:2组成的复合酶;
(5)再次加热、灭酶:用饱和硫酸锌溶液检测酶解完毕后,将汤的温度升至54℃,并加入重量为原料总重0.6%的动物毛发水,用蒸汽提升汤液的温度,再次加热至95℃,保持15min,将蛋白酶灭活;
动物毛发水是将动物毛发和/或羽毛加入到浓度为35.5%的工业盐酸中,存放3周所得物;
(6)中和、离心和过滤:用pH调节剂将酶解后的汤液调节至pH为7.0,离心分离汤液和杂质沉淀,再以过滤机将汤液过滤至汤液透明无沉淀物,以除掉杂质;
(7)低温连续浓缩干燥:将过滤后的汤液放入浓缩锅内低温连续浓缩干燥,温度≤50℃,浓缩至含水量为38%后,进行真空低温喷雾干燥,真空度0.1Mpa,干燥至含水量≤3%后,粉碎至粒径≤2mm的颗粒状,即可得到试剂级蛋白胨产品。
实施例6
(1)选材与浸泡:按以下重量百分配比选取原料放入高压蒸汽锅内,并将各原料混合后加2倍体积的水浸泡2小时:
动物鲜骨或骨渣49%;动物内脏渣32%;豆渣19%;
(2)高温高压蒸煮:向锅体内引入蒸汽,蒸煮4h,压力0.2Mpa;
(3)分离提取:蒸煮完毕后将锅体内压力降低并排汤,撇去泡沫及浮油,使油和汤液分离,保留汤液;
(4)蛋白酶水解:将汤液温度降至45℃,用pH调节碱将汤液pH调节至7.0~8.0,称取重量为原料总重8%的蛋白酶,用2倍体积的汤液化开后,添加到汤液中进行水解反应,在恒温50℃条件下保持4~5个小时的酶解,并进行转速为90r/min的低速搅拌;
蛋白酶采用胰蛋白酶和动物组织水解酶按3:2组成的复合酶;
(5)再次加热、灭酶:用饱和硫酸锌溶液检测酶解完毕后,将汤的温度升至55℃,并加入重量为原料总重0.6%的动物毛发水,用蒸汽提升汤液的温度,再次加热至95℃,保持15min,将蛋白酶灭活;
动物毛发水是将动物毛发和/或羽毛加入到浓度为36%的工业盐酸中,存放3周所得物;
(6)中和、离心和过滤:用pH调节剂将酶解后的汤液调节至pH为7.5,离心分离汤液和杂质沉淀,再以过滤机将汤液过滤至汤液透明无沉淀物,以除掉杂质;
(7)低温连续浓缩干燥:将过滤后的汤液放入浓缩锅内低温连续浓缩干燥,温度≤60℃,浓缩至含水量为40%后,进行真空低温喷雾干燥,真空度0.1Mpa,干燥至含水量≤4%后,粉碎至粒径≤2mm的颗粒状,即可得到试剂级蛋白胨产品。
根据《中国生物制品主要原辅料质控标准2000版》中对蛋白胨的质量控制标准,对本发明实施例1~6所得蛋白胨产品进行检测,结果确定本发明所得蛋白胨产品符合《中国生物制品主要原辅料质控标准2000版》中的相关规定。
Claims (4)
1.一种试剂级蛋白胨的生产方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)选材与浸泡:按以下重量百分配比选取原料放入高压蒸汽锅内,并将各原料混合后加2倍体积的水浸泡2~4小时:
动物鲜骨或骨渣45~50%;动物内脏渣30~35%;豆渣15~20%;
(2)高温高压蒸煮:向锅体内引入蒸汽,蒸煮4h,压力0.2Mpa;
(3)分离提取:蒸煮完毕后将锅体内压力降低并排汤,撇去泡沫及浮油,使油和汤液分离,保留汤液;
(4)蛋白酶水解:将汤液温度降至43~45℃,用pH调节碱将汤液pH调节至7.0~8.0,称取重量为原料总重6~8%的蛋白酶,用2倍体积的汤液化开后,添加到汤液中进行水解反应,在恒温45~50℃条件下保持4~5个小时的酶解,并进行转速为70~90r/min的低速搅拌;
(5)再次加热、灭酶:用饱和硫酸锌溶液检测酶解完毕后,将汤的温度升至50~55℃,并加入重量为原料总重0.4~0.6%的动物毛发水,用蒸汽提升汤液的温度,再次加热至95℃,保持15min,将蛋白酶灭活;
(6)中和、离心和过滤:用pH调节剂将酶解后的汤液调节至pH为6.5~7.5,离心分离汤液和杂质沉淀,再以过滤机将汤液过滤至汤液透明无沉淀物,以除掉杂质;
(7)低温连续浓缩干燥:将过滤后的汤液放入浓缩锅内低温连续浓缩干燥,温度≤70℃,浓缩至含水量为30%~40%后,进行真空低温喷雾干燥,真空度0.1Mpa,干燥至含水量≤5%后,粉碎至粒径≤2mm的颗粒状,即可得到试剂级蛋白胨产品。
2.如权利要求1所述的一种试剂级蛋白胨的生产方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)选材与浸泡:按以下重量百分配比选取原料放入高压蒸汽锅内,并将各原料混合后加2倍体积的水浸泡3小时:
动物鲜骨或骨渣48%;动物内脏渣34%;豆渣18%;
(2)高温高压蒸煮:向锅体内引入蒸汽,蒸煮4h,压力0.2Mpa;
(3)分离提取:蒸煮完毕后将锅体内压力降低并排汤,撇去泡沫及浮油,使油和汤液分离,保留汤液;
(4)蛋白酶水解:将汤液温度降至44℃,用pH调节碱将汤液pH调节至7.5,称取重量为原料总重7%的蛋白酶,用2倍体积的汤液化开后,添加到汤液中进行水解反应,在恒温48℃条件下保持4.5个小时的酶解,并进行转速为80r/min的低速搅拌;
(5)再次加热、灭酶:用饱和硫酸锌溶液检测酶解完毕后,将汤的温度升至53℃,并加入重量为原料总重0.5%的动物毛发水,用蒸汽提升汤液的温度,再次加热至93℃,保持15min,将蛋白酶灭活;
(6)中和、离心和过滤:用pH调节剂将酶解后的汤液调节至pH为7.0,离心分离汤液和杂质沉淀,再以过滤机将汤液过滤至汤液透明无沉淀物,以除掉杂质;
(7)低温连续浓缩干燥:将过滤后的汤液放入浓缩锅内低温连续浓缩干燥,温度≤50℃,浓缩至含水量为35%后,进行真空低温喷雾干燥,真空度0.1Mpa,干燥至含水量≤3%后,粉碎至粒径≤1mm的颗粒状,即可得到试剂级蛋白胨产品。
3.如权利要求1所述的一种试剂级蛋白胨的生产方法,其特征在于:所述步骤(4)中的蛋白酶为胰蛋白酶和动物组织水解酶按3:2组成的复合酶。
4.如权利要求1所述的一种试剂级蛋白胨的生产方法,其特征在于:所述步骤(5)中的动物毛发水是将动物毛发和/或羽毛加入到浓度为34~36%的工业盐酸中,存放3周所得物。
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