RU2110926C1 - Protein solving method - Google Patents
Protein solving method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2110926C1 RU2110926C1 RU96100912A RU96100912A RU2110926C1 RU 2110926 C1 RU2110926 C1 RU 2110926C1 RU 96100912 A RU96100912 A RU 96100912A RU 96100912 A RU96100912 A RU 96100912A RU 2110926 C1 RU2110926 C1 RU 2110926C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carried out
- protein
- initial mixture
- mixture
- heating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Meat, Egg Or Seafood Products (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пищевой промышленности и биотехнологии в т.ч. препаративной биохимии, а более конкретно к способам получения белковых растворов из белоксодержащего сырья преимущественно природного происхождения, например отходов рыбоперерабатывающей, зерновой, мясной и других отраслей пищевой промышленности, и может быть также использовано в медицинских и косметических целях. The invention relates to food industry and biotechnology, including preparative biochemistry, and more specifically to methods for producing protein solutions from protein-containing raw materials of predominantly natural origin, for example, waste from fish processing, grain, meat and other food industries, and can also be used for medical and cosmetic purposes.
Известен способ растворения белка в основном для получения белковых гидролизатов из белоксодержащего сырья (например, авт.св. СССР N 1695868, кл. A 23 J 1/18, 1991), включающий кислотный гидролиз сырья концентрированной кислотой и нагревание до 100 - 250oC перед смешиванием.A known method of dissolving protein mainly to obtain protein hydrolysates from protein-containing raw materials (for example, ed. St. USSR N 1695868, class A 23 J 1/18, 1991), including acid hydrolysis of raw materials with concentrated acid and heating to 100 - 250 o C before mixing.
Недостатками способа являются относительно низкая степень растворения белка и соответственно ухудшенное качество конечного продукта - белоксодержащего раствора, а также необходимость использования сильнодействующих концентрированных кислот, в значительной степени ухудшающих экологию такого производства. The disadvantages of the method are the relatively low degree of protein dissolution and, accordingly, the deteriorated quality of the final product, a protein-containing solution, as well as the need to use potent concentrated acids, which significantly degrade the ecology of such a production.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятым за прототип изобретения, является способ растворения белка для получения белкового гидролизата из гидробионтов (авт.св. СССР N 1687213, кл. A 23 J 1/04, 1991). Указанный способ предусматривает экстракцию предварительно измельченного и промытого водой сырья 0,5 - 2,0%-ным раствором NaCl в соотношении 1 : 6 в катодной камере диафрагменного электролизера при плотности тока 300 - 600 А/м2 в течение 10 - 15 мин до достижения pH 12,0 - 12,5 с последующим нагревом при 80 - 90oC в течение 15 - 40 мин.The closest technical solution to the claimed, adopted as a prototype of the invention, is a method of dissolving a protein to obtain a protein hydrolyzate from hydrobionts (ed. St. USSR N 1687213, class A 23 J 1/04, 1991). The specified method involves the extraction of pre-ground and washed with water raw materials with a 0.5 - 2.0% NaCl solution in a ratio of 1: 6 in the cathode chamber of a diaphragm electrolyzer at a current density of 300 - 600 A / m 2 for 10 - 15 min until it reaches pH 12.0 - 12.5, followed by heating at 80 - 90 o C for 15 - 40 minutes
Недостатками прототипа являются излишняя сложность и длительность всего производственного цикла в целом, в т.ч. многостадийность технологического процесса, служащая основной причиной значительного повышения энергозатрат, особенно в условиях непрерывного крупномасштабного промышленного производства. The disadvantages of the prototype are the excessive complexity and duration of the entire production cycle as a whole, including the multi-stage process, which is the main reason for a significant increase in energy consumption, especially in conditions of continuous large-scale industrial production.
Изобретение направлено на создание технологий получения белоксодержащих растворов различного назначения с возможностью переработки нетрадиционных видов белоксодержащего сырья, в т.ч. отходов от переработки сырья преимущественно природного происхождения (шротов, сои, подсолнечника, отходов от разделки рыбы, сывороток подсырной, творожной и др.), а также побочных белоксодержащих продуктов микробиологических производств, например грибная масса, остающаяся при производстве лимонной кислоты, и дрожжевых грибов и др. The invention is directed to the creation of technologies for the production of protein-containing solutions for various purposes with the possibility of processing unconventional types of protein-containing raw materials, including waste from the processing of raw materials mainly of natural origin (meal, soybean, sunflower, waste from cutting fish, whey, cheese, cottage cheese, etc.), as well as protein by-products of microbiological industries, for example, mushroom mass remaining in the production of citric acid and yeast and other
При этом решена задача создания эффективного способа растворения белка, позволяющего совместить высокое качество конечного продукта - белоксодержащего раствора с одновременной гарантированной максимально высокой степенью содержания растворенного в нем белка, минимизацией энерго- и трудозатрат и расширением диапазона видов перерабатываемого сырья. At the same time, the problem of creating an effective method for dissolving protein was solved, which allows combining the high quality of the final product - a protein-containing solution with the guaranteed maximum level of protein dissolved in it, minimizing energy and labor costs and expanding the range of types of processed raw materials.
Это достигается тем, что в предполагаемом способе растворения белка, включающем измельчение сырья, смешивание его с раствором электролита, обработку исходной смеси в электрическом поле, преимущественно в катодной камере двухкамерного электролизера, и нагревание, в отличие от прототипа, электрообработку и нагревание исходной смеси осуществляют таким образом, чтобы при достижении pH смеси значения 10,0 - 12,5 температура последней не превышала температуры коагуляции белка (соответствующего вида сырья), а процесс ведут до скачкообразного увеличения коэффициента светопропускания исходной смеси, на основании чего делают вывод о полном растворении белка и окончании процесса. При этом скачкообразное увеличение коэффициента светопропускания среды исходной смеси сопровождается и совпадает по времени с образованием во всем объеме исходной смеси светопрозрачной, преимущественно однородной, структуры. После этого прекращают процесс подвода тепла для поддержания температуры смеси. Коэффициент светопропускания определяют путем измерения степени мутности среды, например, при помощи фотоэлектрокалориметра. This is achieved by the fact that in the proposed method of dissolving the protein, including grinding the raw material, mixing it with an electrolyte solution, processing the initial mixture in an electric field, mainly in the cathode chamber of a two-chamber electrolyzer, and heating, in contrast to the prototype, the electric processing and heating of the initial mixture is carried out as follows so that when the pH of the mixture reaches 10.0 - 12.5, the temperature of the latter does not exceed the coagulation temperature of the protein (the corresponding type of raw material), and the process leads to an abrupt increase the values of the transmittance of the initial mixture, on the basis of which they conclude that the protein is completely dissolved and the process ends. In this case, an abrupt increase in the light transmission coefficient of the medium of the initial mixture is accompanied and coincides in time with the formation of a translucent, mainly uniform, structure in the entire volume of the initial mixture. After that, the heat supply process is stopped to maintain the temperature of the mixture. The light transmittance is determined by measuring the degree of turbidity of the medium, for example, using a photoelectric calorimeter.
Процессы электрообработки и нагревания исходной смеси осуществляют одновременно таким образом, что имеет место корреляция между скорость увеличения значений pH и температуры, позволяющая избежать термокоагуляции белка, а процесс ведут до скачкообразного увеличения светопропускания во всем объеме исходной смеси, на основании его делают вывод об окончании процесса экстракции белка. Вид корреляционной кривой зависит от термолабильности белков, содержащихся в исходном сырье, например отходов зерно-, рыбо- и мясоперерабатывающей промышленности и определяется на основании теоретических предпосылок и эмпирически. The processes of electric processing and heating of the initial mixture are carried out simultaneously in such a way that there is a correlation between the rate of increase in pH and temperature, which allows to avoid thermocoagulation of the protein, and the process is carried out until an abrupt increase in light transmission in the entire volume of the initial mixture, based on which it is concluded that the extraction process is completed squirrel. The form of the correlation curve depends on the thermal lability of the proteins contained in the feedstock, for example, waste from the grain, fish and meat processing industry and is determined on the basis of theoretical assumptions and empirically.
Совмещение в одном технологическом процессе стадий электрообработки и нагрева исходной белоксодержащей смеси, которая осуществляется, например, в одном из вариантов, в двухкамерной электролизере, снабженном рубашкой для нагрева, позволяет, с одной стороны уменьшить число технологических операций (по сравнению с прототипом) и соответственно время технологического цикла, снизить потери тепла, сократить число единиц оборудования, с другой - достичь полного растворения ткани в более щадящих условиях, т.е. за меньшее время и при более низких значениях pH, что обусловлено комплексным воздействием этих двух факторов на сырье. The combination in one technological process of the stages of electric processing and heating of the initial protein-containing mixture, which is carried out, for example, in one of the options, in a two-chamber electrolyzer equipped with a jacket for heating, allows, on the one hand, to reduce the number of technological operations (compared with the prototype) and, accordingly, time technological cycle, reduce heat loss, reduce the number of pieces of equipment, on the other - to achieve complete dissolution of the tissue in more gentle conditions, i.e. in less time and at lower pH values, due to the complex effect of these two factors on raw materials.
При осуществлении способа одновременное регулирование процессов электрообработки и нагревания, в т.ч. выдерживание (достижение) конкретных заданных значений pH и температуры исходной смеси в каждый отдельный момент времени на протяжении всего процесса, осуществляют путем установления корреляции с помощью регулирующего органа, подключенного к электрической схеме потенциометра, измеряющего pH и контактного термометра, измеряющего температуру. When implementing the method, the simultaneous regulation of the processes of electrical processing and heating, including maintaining (achieving) specific set pH values and the temperature of the initial mixture at each separate point in time throughout the process is carried out by establishing correlation using a regulator connected to an electric circuit of a potentiometer that measures pH and a contact thermometer that measures temperature.
В другом варианте процесс нагревания исходной смеси осуществляют после окончания процесса ее электрохимической обработки, например, в отдельном реакторе, снабженном устройством для подвода тепла и механизмом для перемешивания смеси, при этом на начальной стадии электрообработку смеси ведут преимущественно при комнатной температуре, контролируя возможный нагрев смеси в результате пропускания постоянного тока в случае недостаточной электропроводности последней, до значений температуры, не превышающих величины термокоагуляции белка. In another embodiment, the process of heating the initial mixture is carried out after the end of the process of its electrochemical treatment, for example, in a separate reactor equipped with a device for supplying heat and a mechanism for mixing the mixture, while at the initial stage the electric treatment of the mixture is carried out mainly at room temperature, controlling the possible heating of the mixture in as a result of passing a direct current in the case of insufficient conductivity of the latter, to temperatures not exceeding the value of thermocoagulation of the protein .
Для обработки традиционных видов белоксодержащего сырья, например гидробионтов, используют сильные электролиты - водные растворы солей преимущественно щелочных металлов, например хлорид натрия, калия или сульфат натрия, или фосфат натрия, но для обработки отдельных нетрадиционных видов сырья, в частности отходов производства, могут использовать их смесь в различных сочетаниях в зависимости от физико-химического состояния сырья. Концентрацию солей в растворе и соотношение сырье : раствор электролита, как правило, выбирают в диапазоне 0,1 - 8,0 мас.% и 1:0,1 до 1:20 соответственно, что достаточно для создания хорошей электропроводности, получения устойчивой однородной структуры исходной смеси и является целесообразным с экономической точки зрения, например расходы химических компонентов. Плотность тока выбирают в диапазоне 200 до 515 А/м2. Это объясняется тем, что в этих пределах в зависимости от вида и состояния исходного сырья процесс растворения белка протекает оптимальным образом.For the processing of traditional types of protein-containing raw materials, such as hydrobionts, strong electrolytes are used - aqueous solutions of salts of mainly alkali metals, for example sodium chloride, potassium or sodium sulfate, or sodium phosphate, but they can be used to process certain non-traditional types of raw materials, in particular waste products mixture in various combinations depending on the physicochemical state of the feed. The concentration of salts in the solution and the ratio of raw materials: electrolyte solution, as a rule, are selected in the range of 0.1 - 8.0 wt.% And 1: 0.1 to 1:20, respectively, which is sufficient to create good electrical conductivity, to obtain a stable uniform structure the initial mixture and is appropriate from an economic point of view, for example, the costs of chemical components. The current density is selected in the range of 200 to 515 A / m 2 . This is due to the fact that, within these limits, depending on the type and condition of the feedstock, the process of protein dissolution proceeds optimally.
На стадии первичной обработки сырья перед смешиванием с электролитом при его необходимости измельчают и доводят до фаршеобразной структуры, например, с помощью любого из известных механических устройств, в т.ч. фаршмашины или волчка. Стадия измельчения сырья может быть совмещена с процессом смешивания с электролитом, в т.ч. в катодной камере электролизера, снабженного измельчителем и перемешивающим устройством, или происходить на начальной фазе процесса обработки в электрическом поле. В другом варианте для более эффективного хода процесса структуру исходной смеси до начала экстракции доводят до получения стойкой однородной эмульсии преимущественно высокой степени эмульгирования, что значительно ускоряет процесс растворения белка, т. к. разрушение структур последнего под действием электрического тока будет происходить непосредственно, начиная с поверхности каждой отдельной клетки вещества, в т.ч. ее оболочки, и, следовательно, более интенсивно. At the stage of primary processing of the raw materials, before mixing with the electrolyte, if necessary, they are crushed and adjusted to a stuffing structure, for example, using any of the known mechanical devices, including minced machines or spinning top. The stage of grinding the raw materials can be combined with the mixing process with the electrolyte, including in the cathode chamber of an electrolyzer equipped with a grinder and a mixing device, or occur in the initial phase of the processing process in an electric field. In another embodiment, for a more efficient process, the structure of the initial mixture is adjusted to a stable homogeneous emulsion of a predominantly high degree of emulsification before extraction begins, which significantly accelerates the process of protein dissolution, since the destruction of the structures of the latter under the influence of electric current will occur directly, starting from the surface each individual cell of the substance, including her shell, and therefore more intense.
Для осуществления электрохимического процесса экстракции белка в катодной камере анодную камеру электролизера заполняют любым электропроводящим составом или материалом, наиболее целесообразным является использование раствора электролита той же концентрации, что и для приготовления исходной смеси. To carry out the electrochemical process of protein extraction in the cathode chamber, the anode chamber of the electrolyzer is filled with any electrically conductive composition or material, the most appropriate is the use of an electrolyte solution of the same concentration as for the preparation of the initial mixture.
Сущность заявляемого способа поясняется следующими примерами. The essence of the proposed method is illustrated by the following examples.
Предложенный способ был реализован в лабораторных условиях с помощью двухкамерного электролизера, разделенного диафрагмой на анодное и катодное пространства с предусмотренными графитовыми электродами, соединенными с положительным и отрицательным полюсами постоянного источника тока. The proposed method was implemented in laboratory conditions using a two-chamber electrolyzer separated by a diaphragm into anode and cathode spaces with provided graphite electrodes connected to the positive and negative poles of a constant current source.
Пример 1. Сырье - нестатированный соевой шрот замачивался в 0,1%-ном растворе хлорида натрия в течение 1 ч в соотношении 1 : 20, затем суспензия подавалась на электрообработку в катодную камеру лабораторного двухкамерного электролизера с плоскопараллельным расположением катода, анода и катионообменной диафрагмы. Обработка суспензии велась до достижения pH среды 12, причем регулирующим органом осуществлялась корреляция между величиной pH и температурой, выраженная пропорциональной зависимостью, например, таким образом, что при pH≤ 10 t≤ 45oC, при pH≤ 11 t≤50oC и т.д. При достижении pH = 12,2 температура достигала 70 ± 1oC и реакционная масса термостатировалась при этой температуре 20 ± 5oC и реакционная масса термостатировалась при этой температуре 20 ± 5 мин. Общее время электрообработки 30± 5 мин при плотности тока = 200 А/м2. Об окончании процесса судили по увеличению коэффициента светопропускания в 20 и более раз по сравнению с исходным, определенным замером на ФЭК-22 (фотоэлектроколориметре).Example 1. Raw materials - unstated soybean meal was soaked in a 0.1% sodium chloride solution for 1 h in a ratio of 1: 20, then the suspension was fed to the cathode chamber of a laboratory two-chamber electrolyzer with a plane-parallel arrangement of the cathode, anode and cation exchange diaphragm. The suspension was treated until the pH of medium 12 was reached, and the regulator carried out a correlation between the pH value and the temperature, expressed as a proportional dependence, for example, so that at pH≤ 10 t≤ 45 o C, at pH≤ 11 t≤50 o C and etc. When reaching pH = 12.2, the temperature reached 70 ± 1 o C and the reaction mass was thermostated at this temperature 20 ± 5 o C and the reaction mass was thermostated at this temperature 20 ± 5 min. The total electric processing time is 30 ± 5 min at a current density = 200 A / m 2 . The end of the process was judged by an increase in the transmittance of 20 or more times compared with the initial, determined measurement on the FEK-22 (photoelectric colorimeter).
Затем масса центрифугировалась на центрифуге с F ≥5000 g, после чего осветленный раствор соевого белка подвергался сепарированию на сепараторе с целью удаления остаточных количеств соевого масла (при необходимости). Обезжиренный белковый раствор нейтрализовался до нейтральных значений pH в анодной камере электролизера при плотности тока 200 А/м2 30 ± 5 мин и расфасовывался в тару или направлялся на сушку (лиофиную, распылительную или др.), или расфасовывался в тару без нейтрализации.Then the mass was centrifuged in a centrifuge with F ≥5000 g, after which the clarified soy protein solution was separated on a separator in order to remove residual soybean oil (if necessary). The defatted protein solution was neutralized to neutral pH values in the anode chamber of the electrolyzer at a current density of 200 A / m 2 for 30 ± 5 min and packaged in a container or sent for drying (lyophine, spray, etc.), or packaged in a container without neutralization.
Пример 2. Сырье - сухой гаммарус. Аналогично примеру 1, но перед стадией замачивания сырье диспергировалось на электромясорубке или другом диспергирующем оборудовании до размера частиц 1 •10-1 - 5 • 10-3 м, в качестве электролита использовали 0,5%-ный раствор сульфата натрия, а электрообработку вели при плотности тока 315 А/м2 до достижения pH 12, и термостатировали при температуре 80 ± 1oC.Example 2. Raw materials - dry gammarus. Similar to example 1, but before the soaking stage, the raw material was dispersed in an electric meat grinder or other dispersing equipment to a particle size of 1 • 10 -1 - 5 • 10 -3 m, a 0.5% sodium sulfate solution was used as the electrolyte, and the electric treatment was carried out at current density of 315 A / m 2 until reaching pH 12, and thermostatically controlled at a temperature of 80 ± 1 o C.
Пример 3. Сырье - отходы рыборазделки (калтычки, приголовки), аналогично примеру 2, но стадия замачивания исключалась из технологического цикла, а электрообработку вели при гидромодуле 1 : 10 при плотности тока 420 А/м2 до достижения pH 11,8 и термостатировали при температуре 76 ± 1oC 10 ± 5 мин.Example 3. Raw materials - fish processing waste (wickets, headers), similar to example 2, but the soaking stage was excluded from the technological cycle, and the electric processing was carried out at a hydraulic unit of 1: 10 at a current density of 420 A / m 2 until pH 11.8 was reached and thermostated at temperature 76 ± 1 o C 10 ± 5 min.
Пример 4. Сырье - отходы производства лимонной кислоты - биомасса грибов Aspergillus Heger. Аналогично примеру 3, но в качестве электролита использовали 1%-ный раствор хлорида калия, а электрообработку вели при плотности тока 250 А/м2 до достижения pH 10,8 и термостатировали при температуре 60 ±1oC.Example 4. Raw materials - waste production of citric acid - the biomass of Aspergillus Heger fungi. Analogously to example 3, but as an electrolyte used a 1% solution of potassium chloride, and the electrical treatment was carried out at a current density of 250 A / m 2 until a pH of 10.8 was reached and thermostated at a temperature of 60 ± 1 o C.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96100912A RU2110926C1 (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Protein solving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96100912A RU2110926C1 (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Protein solving method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96100912A RU96100912A (en) | 1998-03-10 |
| RU2110926C1 true RU2110926C1 (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=20175833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96100912A RU2110926C1 (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Protein solving method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2110926C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2525258C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "АГТУ") | Fermented fish product manufacture method |
| RU2580010C2 (en) * | 2010-09-07 | 2016-04-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Control of coagulant supply during tofu manufacture |
-
1996
- 1996-01-11 RU RU96100912A patent/RU2110926C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2580010C2 (en) * | 2010-09-07 | 2016-04-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Control of coagulant supply during tofu manufacture |
| RU2525258C1 (en) * | 2013-01-09 | 2014-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "АГТУ") | Fermented fish product manufacture method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4036993A (en) | Process for preparation of fish meat extracts | |
| US4936962A (en) | Process for adjusting the pH of an aqueous flowable fluid | |
| CN104744280A (en) | Method of preparing sarcosine by bipolar membrane electrodialysis process | |
| RU2110926C1 (en) | Protein solving method | |
| CN102948810B (en) | Desalination method of salted egg white | |
| CN104498569A (en) | Method for preparing fish-skin collagen powder by use of dry fish skin | |
| RU2382072C1 (en) | Method of preparing ostrich rendered fat | |
| RU2312514C1 (en) | Method for obtaining protein enzymatic hydrolyzates | |
| RU2090595C1 (en) | Method of purifying fat | |
| KR20030069951A (en) | Process for preparing gelatin from fish | |
| RU2218822C2 (en) | Method for producing of chitinous sorbent | |
| SU1521753A1 (en) | Method of extracting fat from raw material of animal origin | |
| SU1687213A1 (en) | Method for protein hydrolyzate preparation from hydrobionts | |
| SU697173A1 (en) | Method of obtaining bentonite-base adsorbent | |
| Gerzhova | Extraction des protéines de canola par des solutions aqueuses électro-activées, optimisation des conditions d'extraction et étude de leurs propriétés techno-fonctionnelles | |
| JP4957451B2 (en) | Method and apparatus for modifying flour or flour dough | |
| RU96100912A (en) | PROTEIN DISSOLUTION METHOD | |
| RU1794440C (en) | Method for macaroni articles production | |
| RU2423883C1 (en) | Method for whitening hydrobiont semi-finished products | |
| RU2442439C1 (en) | Method of production of curing substance water solution | |
| RU2245079C1 (en) | Method for preparing of granular fish caviar | |
| RU2260980C1 (en) | Soya milk production method | |
| RU1779315C (en) | Method for producing clarified blood of slaughtered animals | |
| RU2055622C1 (en) | Protein coagulation method | |
| RU97110858A (en) | ENVIRONMENTALLY FRIENDLY METHOD FOR PREPARING GRAIN FISH CAVIAR (OPTIONS) |