NO122285B

NO122285B -

Info

Publication number: NO122285B
Application number: NO166590A
Authority: NO
Inventors: J Ploquin; M Schmitt
Original assignee: Auby Prod Chim; Brissonneau & Lotz
Priority date: 1966-01-29
Filing date: 1967-01-27
Publication date: 1971-06-07
Also published as: ES336190A1; CH480019A; OA02307A; IS737B6; DE1692563A1; NL6701401A; IS1620A7; FR1472256A; GB1171982A

Description

Fremgangsmåte ved utvinning av proteinkomponenter fra proteolyserte proteinhpldige råmaterialer, spesielt fra proteolysert fisk og fiskeavfall. Procedure for extracting protein components from proteolysed protein-rich raw materials, especially from proteolysed fish and fish waste.

I næringsmiddelindustrien, og spesielt i fiskeforedlingsindu-strien, forekommer det ofte at man etter å ha trukket fordel av de edle og lett salgbare komponenter anvender restmaterialet til frem-stilling av salgbare biprodukter. Eksempelvis har man i fiskefored-lingsindustrien på forskjellige måter forsokt å opparbeide ikke salgbare fiskearter og visse rester fra tilberedelsen av salgbar fisk til fiskemel, autolysater, oppløsninger, osv. Hovedsakelig fordi de kjente behandlingsanordninger ikke er tilstrekkelig enkle til å kunne mon-teres i båtene, vil imidlertid materialer på basis av proteiner og ledsagende meget ustabile stoffer (bl.a. hoyt umettede lipider) spal-tes og overfores til produkter av en slik organoleptisk karakter at de ikke egner seg som næringsmidler. Dessuten er de kjente fremgangs-måter blant annet beheftet med den rrvangel at de bare i begrenset ut- strekning drar nytte av de næringsrike proteinstoffer som inneholdes i råmaterialet. Det er et :mål med den foreliggende oppfinnelse å av-hjelpe disse mangler og å muliggjbre en rasjonell og optimal ut-nyttelse av alle proteinholdige råmaterialer, spesielt fisk og fiskeavfall. In the food industry, and especially in the fish processing industry, it often happens that, after taking advantage of the noble and easily salable components, the residual material is used for the production of salable by-products. For example, the fish processing industry has tried in various ways to process non-marketable fish species and certain residues from the preparation of marketable fish into fishmeal, autolysates, solutions, etc. Mainly because the known treatment devices are not sufficiently simple to be installed in the boats , however, materials based on proteins and accompanying highly unstable substances (including highly unsaturated lipids) will be broken down and transferred to products of such an organoleptic character that they are not suitable as foodstuffs. In addition, the known methods have, among other things, the disadvantage that they only benefit to a limited extent from the nutritious protein substances contained in the raw material. It is an aim of the present invention to remedy these shortcomings and to enable a rational and optimal utilization of all proteinaceous raw materials, especially fish and fish waste.

I henhold til oppfinnelsen skaffer der således en fremgangsmåte ved utvinning av proteinkomponenter fra proteolyserte proteinholdige råmaterialer, spesielt fra proteolysert fisk og fiskeavfall, under anvendelse av et spiselig, kolloidalt, overveiende anionisk, hoy-molékylært utfelningsmateriale, hvilken fremgangsmåte utmerker seg ved at der proteolyseres ved pH mellom 5 og 11, fortrinnsvis mellom 6 og 9-»og proteolysatet underkastes minst to suksessivé operasjoner for å felle ut proteinene selektivt, idet hver utfelningsoperasjon omfatter tilsetning til det proteolyserte produkt av 1 - 10 %, fortrinnsvis 2 - 5 % i beregnet på proteinvekten, av minst ett spiselig, kolloidalt, overveiende anionisk materiale med lett justerbar hoy molekylvekt, senkning av pH-verdien og avpasning av det proteolyserte produkts ionestyrke slik at det isoelektriske utfelningsprodukt for det proteinholdige kompleks som skal utfelles ved utfelningsoperasjonen, nåes, og fraskillelse av det utfelte kompleks. Som kolloidalt utfelningsmateriale anvendes fortrinnsvis ett valgt blant sure polysaccharidestere, spesielt carragener, såsom de av den generelle formel According to the invention, there is thus provided a method for extracting protein components from proteolysed protein-containing raw materials, especially from proteolysed fish and fish waste, using an edible, colloidal, predominantly anionic, high-molecular precipitation material, which method is distinguished by the fact that proteolyses by pH between 5 and 11, preferably between 6 and 9-"and the proteolysate is subjected to at least two successive operations to precipitate the proteins selectively, each precipitation operation comprising adding to the proteolysed product 1 - 10%, preferably 2 - 5% in calculated on the protein weight, of at least one edible, colloidal, predominantly anionic material with an easily adjustable high molecular weight, lowering the pH value and adjusting the ionic strength of the proteolysed product so that the isoelectric precipitation product for the proteinaceous complex to be precipitated in the precipitation operation is reached, and separation of the precipitated complex. As colloidal precipitation material, one selected from acidic polysaccharide esters, especially carrageens, such as those of the general formula is preferably used

hvor n er et polymerisasjonstall, og Me er et kation som er minst ett av elementene natrium, kalium, magnesium og kalsium. where n is a polymerization number, and Me is a cation that is at least one of the elements sodium, potassium, magnesium and calcium.

Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen omfatter som det forste trinn ehproteolyse, som i og for seg er kjent, og som utfores enten ved autolyse eller ved podning av ett eller flere exogene fermenter såsom proteaser, pepsiner, proteolytiske fermenter, osv., for å overfore proteinene og lipoproteinene i en hensiktsmessig strukturform, dvs. for å gjore dem utfellbare. Hydrolysen kan likeledes utfores ved hjelp av kjemiske metoder (sur eller basisk katalyse), dog uten at særlige fordeler oppnåes. Spaltningen som igangsettes, kan være mer eller mindre fremskreden, alt etter hvilket mål man onsker oppnådd, f.eks. lett assimilerbare peptider eller dannelse av aminosyrer. Uansett arten av det anvendte råmateriale og det onskede produkt, utfores hydrolysen etter kjente og i litteraturen beskrevne normer. The method according to the invention comprises as the first step ehproteolysis, which is known per se, and which is carried out either by autolysis or by inoculation of one or more exogenous ferments such as proteases, pepsins, proteolytic ferments, etc., in order to transfer the proteins and lipoproteins in an appropriate structural form, i.e. to make them foldable. The hydrolysis can also be carried out using chemical methods (acidic or basic catalysis), although no special advantages are achieved. The split that is initiated can be more or less advanced, depending on which goal you wish to achieve, e.g. easily assimilable peptides or formation of amino acids. Regardless of the nature of the raw material used and the desired product, the hydrolysis is carried out according to known norms described in the literature.

Til det erholdte proteolysat tilsettes så, eventuelt etter partiell ekstraksjon av lipidene etter kjente metoder og filtrering, det anioniske, kolloidale utfelningsarateriale, såsom en sur poly-saccharidester, spesielt en svovelsyreester av et polysaccharid. The anionic, colloidal precipitation material, such as an acidic polysaccharide ester, especially a sulfuric acid ester of a polysaccharide, is then added to the proteolysate obtained, optionally after partial extraction of the lipids by known methods and filtration.

Dette kolloidale materiale opplbses i proteolysatet ved pH mellom This colloidal material dissolves in the proteolysate at a pH between

5 og 11, fortrinnsvis mellom 6 og 9. Den erholdte kolloidale oppløs-ning bringes deretter til en ionestyrke og en pH som svarer til det isoelektriske punkt for komplekset mellom det anioniske kolloid og det fbrste protein (eller helst dets spaltningsprodukter), hvorved dette kompleks felles ut. Fraksjoneringen av proteolysatet i sine forskjellige bestanddeler, oppnåes ved å endre pH-verdien i suksessive sprang mellom de isoelektriske punkter som svarer til de forskjellige komplekser som dannes. Etter hver utfelning, idet man beveger seg i retning av .stadig lavere pH-verdi, utfores en sentrifugering eller filtrering for å skille det utfelte kompleks fra reaksjons-blandingen. Man kan også utfore disse separasjoner på andre måter, f.eks. ved fraksjonert utfrysning. Etter ny surgjoring til det neste isoelektriske punkt utfelles og fraskilles det neste kompleks osv. 5 and 11, preferably between 6 and 9. The colloidal solution obtained is then brought to an ionic strength and a pH corresponding to the isoelectric point of the complex between the anionic colloid and the first protein (or preferably its cleavage products), whereby this complex split out. The fractionation of the proteolysate into its various components is achieved by changing the pH value in successive steps between the isoelectric points that correspond to the different complexes that are formed. After each precipitation, moving in the direction of increasingly lower pH value, a centrifugation or filtration is carried out to separate the precipitated complex from the reaction mixture. These separations can also be carried out in other ways, e.g. by fractional freezing. After re-acidification to the next isoelectric point, the next complex is precipitated and separated, etc.

Okning av ionestyrken kan av og til være nbdvendig, spesielt Increasing the ionic strength may occasionally be necessary, esp

for finere fraksjoneringer, men vanligvis krever utfeiningen av et partielt proteolysat (som ikke utelukkende inneholder frie aminosyrer) med et egnet anionisk kolloidalt materiale ingen spesiell tilsetning av satter, idet man allerede har skaffet tilveie en tilstrekkelig ionestyrke ved utforelsen av proteolysen. Ved behandling av fisk kan sjo-vann anvendes for å gi dispersjonen eller oppløsningen av, det behandlede materiale bnsket tilstand og tetthet. Virkningen av kolloidene utoves ikke bare på proteinene men også på spaltningeproduktene. F61-gelig må utfelnings-pH-verdien for komplekset ligge nær den som svarer til kompleksetsisoelektriske punkt, og ligger som oftest i området mellom 1,3 og V,5. for finer fractionations, but usually the purification of a partial proteolysate (which does not exclusively contain free amino acids) with a suitable anionic colloidal material does not require any special addition of saturates, since a sufficient ionic strength has already been provided when carrying out the proteolysis. When treating fish, sea water can be used to give the dispersion or dissolution of the treated material the desired state and density. The effect of the colloids is exerted not only on the proteins but also on the cleavage products. According to F61, the precipitation pH value for the complex must be close to that which corresponds to the complex isoelectric point, and is most often in the range between 1.3 and V.5.

For å unngå at de anioniske kolloider, som anvendes som utfel-ningsmidler for de opploste proteiner og/ellér deres hydrolyseprodukter, gir den behandlede masse en overdrevent ugunstig viskositet, arbeides der under slike betingelser at hverken reaksjonshastigheten eller separasjonshastigheten (filtreringshastighéten) nedsettes. Eventuelt fortynnes opplbsninger som er for viskdse. Likeledes må tilsetning av elektrolytter som ville begunstige dannelse av en gel istedenfor en utfelning, unngåes. I praksis synes det ikke å være fordelaktig å anvende et mengdeforhold mellom anioniske kolloider og proteiner (peptider eller aminosyrerj som er lavere enn 1% eller høyere enn 10 %. Foretrukne verdier ligger mellom 2 % og 5 %• Dersom det skulle oppstå en overdrevent hoy viskositet i reaks jonsblandingen som folge av tilsetningen av kolloidet, ville overskuddet av f.eks. et polysaccharid kunne hydrolyseres ved oppvarmning og således bli fjernet. In order to avoid that the anionic colloids, which are used as precipitants for the dissolved proteins and/or their hydrolysis products, give the treated mass an excessively unfavorable viscosity, work is carried out under such conditions that neither the reaction rate nor the separation rate (the filtration rate) is reduced. If necessary, dilute solutions that are too viscous. Likewise, the addition of electrolytes which would favor the formation of a gel instead of a precipitation must be avoided. In practice, it does not seem to be advantageous to use a quantity ratio between anionic colloids and proteins (peptides or amino acids) that is lower than 1% or higher than 10%. Preferred values are between 2% and 5%• If an excessively high viscosity in the reaction mixture as a result of the addition of the colloid, the excess of eg a polysaccharide could be hydrolysed by heating and thus removed.

Kompleksene som utfelles og skilles ut ved filtrering eller sentrifugering, kan aromatiseres, farves og beskyttes mot utvikling av bakterier og fungi i overenstemmeIse med tillatt praksis og kan deretter gis enhver onsket form, f.eks. torres og opparbeides til mel, tabletter, o.l. The complexes which are precipitated and separated by filtration or centrifugation can be aromatized, colored and protected against the development of bacteria and fungi in accordance with accepted practice and can then be given any desired form, e.g. dried and processed into flour, tablets, etc.

De.t nedenstående eksempel vil ytterligere illustrere oppfinnelsen. The examples below will further illustrate the invention.

Eksempel Example

Ved vinterfiske utenfor kysten av Saint-Nazaire ble 100 kg van-lige Atlanterhavs-fiskearter', 60 kg ikke salgbare fiskearter og k- 0 kg fiskeavfall fra salgbare fiskearter (21,5 kg innvoller og filetter-ingsrester og 18,5 kg hoder) skåret opp i stykker av storrelse noen få centimeter og opparbeidet tii en masse i 50 liter vann tilsatt natronlut til pH -8. Massen ble proteolysert ved tilsetning av 10 g av et proteolytisk streptomyces-ferment ("Protonase P") dispergert i 200 ml vann, og omroring av massen ved h0 omdr./min og 50° C i 3 timer. Det frafiltrerte proteolysat besto hovedsakelig av lav-molekylære peptider. Til det svakt alkaliske (pH = 7,5) proteolysat ble det under stadig omroring og ved en temperatur mellom 65 og 70° C tilsatt henholdsvis 1,8 kg og 0,5 kg av to pulverformige polygalactose-svovelsyreestere av den ovenfor angitte formel, hvor kationet for den overværende dels vedkommende var natrium, og med viskositetsindeks på henholdsvis 200 - 20 og 600 - 20. pH-verdien ble innstilt forst, During winter fishing off the coast of Saint-Nazaire, 100 kg of common Atlantic fish species, 60 kg of non-marketable fish species and 0 kg of fish waste from marketable fish species (21.5 kg offal and filleting remains and 18.5 kg of heads) cut into pieces a few centimeters in size and worked up into a mass in 50 liters of water with caustic soda added to pH -8. The mass was proteolysed by adding 10 g of a proteolytic streptomyces ferment ("Protonase P") dispersed in 200 ml of water, and stirring the mass at h0 rpm and 50° C. for 3 hours. The filtered proteolysate consisted mainly of low molecular weight peptides. To the weakly alkaline (pH = 7.5) proteolysate, 1.8 kg and 0.5 kg respectively of two powdered polygalactose-sulphuric acid esters of the formula stated above were added under constant stirring and at a temperature between 65 and 70° C. where the cation for the remaining part was sodium, and with a viscosity index of 200 - 20 and 600 - 20 respectively. The pH value was set first,

på<!>+,7 - M-,6, og det ble.ved sentrifugering fraskilt en forste utfelning U-^ som i sentrifugen ble vasket med 50 liter vann. Etter sammen-slåing av moderluten og vaskevannene ble pH-verdien innstilt på 3,5 - 3A» hvilket forårsaket utskillelse av. en ny utfelning t^jsom ble fraskilt og vasket. Moderluten og vaskevannet ble slått sammen og tilsatt 1,2 kg polygalactose-svovelsyreestere med viskositetsindeks M-50 - 20, og det hele ble holdt oppvarmet ved 70° C. Den erholdte utfelning (U-^) ble fraskilt og vasket. Moderluten kunne resirkuleres eller eventuelt hives. Utfeiningene U-p U2og U^ ble torret hver for seg, da de utgjorde tre forskjellige peptidfraksjoner. Ved elektro- on <!>+,7 - M-,6, and a first precipitate U-^ was separated by centrifugation, which was washed in the centrifuge with 50 liters of water. After combining the mother liquor and the wash waters, the pH value was adjusted to 3.5 - 3A", which caused the separation of a new precipitate t^jwhich was separated and washed. The mother liquor and the washing water were combined and 1.2 kg of polygalactose-sulphuric acid esters with viscosity index M-50 - 20 were added, and the whole was kept heated at 70° C. The resulting precipitate (U-^) was separated and washed. The mother liquor could be recycled or, if necessary, removed. The fractions U-p U2 and U^ were dried separately, as they constituted three different peptide fractions. In case of electro-

forese i alkalisk miljo oket hovedmobilitetene svarende til de pep-tidiske deler i rekkefolgen U, - U 2 - U^. forese in an alkaline environment increased the main mobilities corresponding to the peptide parts in the sequence U, - U 2 - U^.

Claims

1. Method - for the extraction of protein components from proteolysed proteinaceous raw materials, especially from proteolysed fish and fish waste, using an edible, colloidal, predominantly anionic, high molecular weight precipitation material, characterized in that proteolyses are carried out at a pH between 5 and 11, preferably between 6 and 99 and the proteolysate is subjected to at least two successive operations to selectively precipitate the proteins, each precipitation operation comprising adding to the proteolysed product 1 to 10%, preferably 2 to 5%, calculated on the protein weight, of at least one edible, colloidal, predominantly anionic material with easily adjustable high molecular weight, lowering the pH value and adjusting the ionic strength of the proteolysed product so that the isoelectric precipitation point for the proteinaceous complex to be precipitated during the precipitation operation is reached and separation of the precipitated complex.

2. Method according to claim 1, characterized in that one selected from acidic polysaccharide esters, especially carrageenan, is used as colloidal precipitation material.

3. ■ Method according to claim 1, characterized in that the colloidal precipitation material used is one selected from among polysaccharide esters of the general formula:

where n is a polymerization number, and Me is a cation which is at least one of the elements sodium, potassium, magnesium and calcium.