RU2567171C1 - Способ получения уксусной дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена - Google Patents

Способ получения уксусной дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена Download PDF

Info

Publication number
RU2567171C1
RU2567171C1 RU2014140300/13A RU2014140300A RU2567171C1 RU 2567171 C1 RU2567171 C1 RU 2567171C1 RU 2014140300/13 A RU2014140300/13 A RU 2014140300/13A RU 2014140300 A RU2014140300 A RU 2014140300A RU 2567171 C1 RU2567171 C1 RU 2567171C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
collagen
fish
fat
dispersion
acetic
Prior art date
Application number
RU2014140300/13A
Other languages
English (en)
Inventor
Людмила Леонидовна Семенычева
Маргарита Викторовна Астанина
Юлия Леонидовна Кузнецова
Наталья Борисовна Валетова
Евгения Викторовна Гераськина
Ольга Александровна Таранкова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Системы качества жизни"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Системы качества жизни" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Системы качества жизни"
Priority to RU2014140300/13A priority Critical patent/RU2567171C1/ru
Priority to PCT/RU2015/000624 priority patent/WO2016056949A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2567171C1 publication Critical patent/RU2567171C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H1/00Macromolecular products derived from proteins
    • C08H1/06Macromolecular products derived from proteins derived from horn, hoofs, hair, skin or leather
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/461Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from fish
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/78Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin or cold insoluble globulin [CIG]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • C08L89/04Products derived from waste materials, e.g. horn, hoof or hair
    • C08L89/06Products derived from waste materials, e.g. horn, hoof or hair derived from leather or skin, e.g. gelatin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

Изобретение относится к переработке отходов рыбного производства (рыбьих шкур), касается способа получения уксуснокислой дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена. Способ получения уксусной дисперсии рыбного коллагена включает очистку рыбьих шкур, измельчение, троекратную промывку водопроводной водой, обработку коллагенсодержащего сырья 3%-ным раствором уксусной кислоты при жидкостном коэффициенте 5, выдерживание в кислотном растворе при периодическом помешивании, гомогенизацию путем фильтрации через капроновую ткань. Очищенное и измельченное коллагенсодержащее сырье предварительно анализируют на содержание влаги, золы и жира. Выдерживание в кислотном растворе осуществляют в течение 15-18 часов, при этом используют рыбьи шкуры с содержанием влаги 58-69%, золы 0.6-0.9%, жира 1-10%. Предлагаемый способ получения уксусной дисперсии рыбного коллагена обеспечивает получение высокомолекулярного рыбного коллагена с заданным комплексом свойств: молекулярной массой 210-220 кДа, полидисперсностью 1,2-1,5, с содержанием жира 0.03-0.05%, золы 0.03-0.04%, повышение выхода коллагена, а также сокращение длительности технологического цикла и расхода электроэнергии, при этом полученный продукт можно использовать для получения медицинских и косметических препаратов, а также некоторых продуктов питания. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Description

Изобретение относится к переработке отходов рыбного производства (рыбьих шкур), касается способа получения уксуснокислой дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена, который можно использовать для получения медицинских и косметических препаратов, а также некоторых продуктов питания.
Создание коллагенсодержащих продуктов в настоящее время востребовано во многих сферах. Такие свойства, как стимуляция регенерации собственных тканей человеческого организма, высокая механическая прочность и способность связывать воду и наряду с этим образовывать комплексы с биологически активными веществами, отсутствие токсичности и канцерогенности позволяют говорить о крайней перспективности применения коллагенсодержащих продуктов в качестве компонентов функциональных продуктов питания, биологически активных добавок, косметических и медицинских препаратов. Необходимо особенно подчеркнуть, что коллаген рыбный все увереннее вытесняет коллаген крупного рогатого скота. Он является гипоаллергенным, так как на 96% идентичен человеческому белку, обладает трансдермальными свойствами, то есть проникает через кожу. Кроме того, интерес к рыбному коллагену в последнее время возрос в связи с тем, что вся значительная часть крупного рогатого скота подвержена губчатой энцефелопатии. В научной и публицистической литературе в последнее время особое место уделяется рыбному коллагену (Землякова Е.С., Мезенова О.Б. Биологически активные композиции остеотропного и хондропротекторного действия на основе вторичного сырья гидробионтов. // Калининград: КГТУ, 2011, 169 с. Воробьев В.И. Использование рыбного коллагена и продуктов его гидролиза. // Известия КГТУ, 2008, №13, С. 55-58. Као Т.Х., Разумовская Р.Г. Разработка оптимальных режимов экстракции коллагена из отходов переработки рыб Волго-Каспийского бассейна. // М.: Известия ВУЗов. Пищевая технология, 2011, №1, С. 33-36. Борисов О.И., Хаустова Г.А., Антипова Л.В., Успенская М.Е. Исследование свойств продуктов растворения коллагена (ПРК), полученных из шкур прудовых рыб. // Успехи современного естествознания, 2012, №6, с. 130-131. Маслова Г.В., Егорова Е.С., Прокошенков А.А., Василевский П.Б. Способ получения белкового гидролизата из гидробионтов. А.с. №1687213 СССР, кл. A23J 1/4. №4755339/13; заявл. 07.08.89; опубл. 30.10.91, 5 с., 1991. Кучина Ю.А., Шошина Е.В., Дубровин С.Ю., Путинцев Н.М., Коновалова И.Н., Василевский П.Б. Электрохимический способ получения ферментативных белковых гидролизатов из гидробионтов, используемых для приготовления микробиологических питательных сред. // М.: Вестник МГТУ, 2007, Т. 10, №4, С. 628-632. Кириллов А.И., Линчевская А.А., Куприна Е.Э. Комплексная переработка коллаген- и минералсодержащих вторичных ресурсов рыбопереработки методом электрохимического экстрагирования. // СПб.: Химия и мимическая технология. Технология неорганических веществ, 2013, №18 (44), С. 24-26. Мухин В.А., Новиков В.Ю. Ферментативные белковые гидролизаты тканей морских гидробионтов: получение, свойства и практическое использование. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2001, 96 с. Цибизова М.Е., Костюрина К.В. Рыбные гидролизаты как один из компонентов полнорационных кормов для птицеводства. // Вестник АГТУ, 2006, №3 (32), С. 243-249. Землякова Е.С., Мезенова О.Я. Биопрепарат из отходов от разделки судака // Рыбпром, 2008, №2, С. 31-32. Иен Н.Х., Новиков М.В. Молекулярно-массовое распределение фракций ферментативных гидролизатов из дрейсены и мидий. // Рыбпром, 2009, №1, С. 43-44). Разработки ведутся для применения пептидов коллагена вовнутрь, при этом организм обеспечивается достаточным количеством глицина, пролина и гидроксипролина, поставляя необходимый материал для синтеза собственного коллагена, способствуя восстановлению и образованию соединительной ткани суставов, хрящей и связок. Уже существуют косметические препараты на основе рыбного коллагена с уникальными регенерирующими свойствами для глубокого увлажнения кожи, повышения упругости и эластичности кожи, восстановления водно-жирового баланса кожи и т.п., а также медицинские препараты при лечении пародонтоза, кожной аллергии, псориаза, для формирования кожных покровов при поражении кожи. Однако технологии выделения коллагена остаются несовершенными и требуют глубокого анализа и модернизации.
Выделение и использование рыбного коллагена решает еще одну важную задачу современного человека - это снижения отходов производства. В настоящее время производство рыбопродукции сопровождается большим количеством белоксодержащих отходов (кости, плавники, кожа, чешуя, внутренности и т.д.), составляющие от 30 до 70% исходного сырья. В последнее время увеличилось количество рыбной продукции, изготавливаемой из обезшкуренного филе, которое в большинстве случаев подвергается утилизации. Частичное использование данных отходов приводит, с одной стороны, к потере крайне важного белкового продукта для использования в пищевых, кормовых, медицинских и косметических целях, а с другой - к загрязнению окружающей среды и нарушению «Международной конвенции по предотвращению загрязнения морей сбросами отходов и других материалов». Сегодня ресурсосбережение - одна из главных задач при разработке новых технологий и развитии любого производства. Человечество не стоит на месте: находятся новые места залегания полезных ископаемых, новые способы их добычи и использования - с одной стороны, с другой - создаются новые материалы и разрабатываются ресурсосберегающие технологии. Задача технологии - минимизировать затраты исходного сырья при производстве различных материалов, и решается она благодаря научным исследованиям, путем разработки новых процессов и материалов, путем использования их ранее неизвестных механических, физических, химических свойств.
Проблема выделения коллагена из рыбьей шкуры является актуальной в настоящее время, так как использование данного белка позволит решить множественные задачи медицины и косметологии, а также других областей.
Другим не менее актуальным аспектом выделения коллагена из рыбьей шкуры является сохранение окружающей среды, вследствие возможности создания безотходного производства переработки рыбы.
В настоящее время описано много способов выделения коллагена из природного сырья. Как правило, используют кислотный, щелочной, щелочно-солевой, электрохимческий, ферментатитвный и другие методы. Часто используют совокупность методов. Однако, чаще всего, способы выделения коллагена из рыбьих шкур приводят к получению дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена с широким спектром молекулярных масс (с высоким коэффициентом полидисперсности), высоким содержанием жира, золы, а также нестабильной концентрации коллагена в дисперсии. Об этом свидетельствуют литературные данные (Воробьев В. И. Использование рыбного коллагена и продуктов его гидролиза. // Известия КГТУ, 2008, №13, с. 55-58, Тихонова Ю.В., Кривоносова Л.Г., Ломакин С.П., Филатова Э.С., Хабибуллин P.P. Свойства продуктов гидролиза коллагена. Башкирский химический журнал, 2009, №1, с. 13-152). В патентах эти свойства чаще всего не упоминаются, в то время как для получения качественных медицинских и косметических препаратов из высокомолекулярного коллагена они имеют важное, практически первостепенное значение (http://perlealpha.ru, http://fjrmula-figuri-spa.prom.ua/).
Известен способ получения дисперсий коллагена, содержащий измельчение коллагенсодержащего сырья, обезжиривание щелочно-солевой обработкой 5-12%-ным раствором КОН и насыщенным K2SO4, промывку, нейтрализацию раствором KHSO4 или борной кислотой, повторную промывку, гомогенизацию полученного коллагенсодержащего раствора (SU 171502 А1, кл. С14С 1/08, опубл. 01.01.1965 г.).
Известен способ обработки коллагенсодержащего сырья, заключающийся в его измельчении, обезжиривании щелочью, нейтрализации минеральной кислотой, гомогенизации полученного коллагенсодержащего раствора (SU 282588 А1, кл. С09Н 7/00, С14С 1/06, опубл. 01.01.1970 г.).
Известен способ обработки коллагенсодержащего сырья путем его замораживания, измельчения, обезжиривания 5%-ным раствором NaOH, обработки в щелочно-солевой ванне 11-13%-ным NaOH, насыщенным сульфатом натрия при ЖК=12, промывки раствором Na2SO4 при ЖК=8-10, нейтрализации кислыми солями в три этапа с понижением концентрации кислоты от 15 до 0,25%, измельчения полученного коллагена, растворения его в органической кислоте, гомогенизации полученного коллагенсодержащего сырья (SU 562574 А1, кл. С14С 1/08, опубл. 25.06.1977 г.).
Известен способ обработки кожи плоских рыб путем промывки в фосфатном буфере и деионизованной воде, выделение коллагена обработкой 0.25 M раствором уксусной кислоты (1 кг на 10 л раствора) в течение 15 минут, центрифугирования, высаживания коллагена путем добавления в раствор хлорида натрия до достижения концентрации 7%, очистку диализом (WO 1993001241, кл. С07К 14/78, С08Н 1/06, C08L 89/06, опубл. 21.01.1993 г.).
Известен способ обработки коллагенсодержащего сырья - шкур рыб, путем замораживания, измельчения, дефростирования, обезжириваний щелочно-солевым раствором, содержащим гидроокись натрия и сульфат натрия при ж.к.=3 в течение 18-20 ч, последующую промывку водой в течение 30 мин, нейтрализацию раствором сульфата аммония с его концентрацией 4,5-5,0% от массы исходного сырья в течение 90-120 мин, растворения в органической кислоте и гомогенизации (RU 2139937 С1, кл. С14С 13/00, С14С 1/08, С08Н 1/06, опубл. 20.10.1999 г.).
Недостатками известных способов являются: длительность и многостадийность выделения коллагена, значительный расход реагентов, загрязняющих сточные воды, частичный гидролиз белкового продукта, особенно при использовании щелочных растворов и ферментов. Гидролиз коллагена приводит к распаду молекул высокомолекулярного коллагена и значительному разбросу значений молекулярных масс и, соответственно, к увеличению коэффициента полидисперсности.
Известен способ получения коллагена из рыбьей кожи, который подразумевает снятие кожи со свежей или замороженной рыбы, очистку кожи, замораживание, измельчение, набухание в течение 30 мин в разбавленном растворе органической кислоты (уксусной, лимонной, винной и т.п.) в соотношении 10-200 г очищенной кожи на 1 литр раствора, гомогенизацию, выдерживание в течение некоторого времени для лучшего растворения коллагена (в таком виде возможно хранение с добавлением противомикробных агентов при температурах ниже 12°C) и лиофильную сушку (US 20030004315, кл. A23J 1/04, A23L 1/00, A23L 1/305, А61К 38/17, А61К 8/65, А61К 8/96, А61Р 43/00, С07К 1/14, С07К 14/78, С08Н 1/06, С12Н 1/04, С12Н 1/052, G01N 31/00, G01N 33/68, опубл. 02.01.2003 г.).
Известен способ получения биологически активного коллагена из шкур лососевых рыб, включающий очистку и промывку кожи, обработку 0.1-1.5% раствором молочной кислоты при температуре 15-20°C в течение 24-48 ч с целью получения набухшей массы и последующую многократную фильтрацию через фильтр из натурального шелка (WO 2004035625, кл. С07К 14/78, С08Н 1/06, опубл. 29.04.2004 г.).
Недостатками данных методов являются отсутствие контроля качества исходного сырья - шкуры рыб, что не позволит на начальном этапе исключить использование некачественного сырья, дороговизна или недоступность некоторых реагентов, таких как молочная кислота, длительность процесса, отсутствие контроля качества дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ обработки коллагенсодержащего сырья, защищенный патентом RU 2314352 С1, кл. С14С 13/00, С14С 1/00, С08Н 1/06, опубл. 10.01.2008 г., принятый за ближайший аналог (прототип).
В способе по прототипу сырье отходов шкур рыб кожевенной и рыбной промышленности замораживают, измельчают на кусочки 20×20 мм, дефростируют при мойке водопроводной водой при 2-3-кратной ее смене в течение 2 ч при температуре 18-20°C. Затем кусочки сырья обрабатывают раствором, содержащим 2-4% СН3СОО, при жидкостном коэффициенте, равном 5, и выдерживают в растворе при периодическом перемешивании в течение 12 ч при температуре 18-20°C. Обработанный раствор сливают. Полученный коллаген промывают проточной водой в течение 30 минут при температуре 18-20°C. Промытый коллаген растворяют в щелочно-солевой ванне в течение 4 ч 2-3% NaOH и 6-7% Na2SO4 при жидкостном коэффициенте, равном 5, при температуре 18-20°C. После чего осуществляют гомогенизацию через капроновую ткань. В процессе гомогенизации нерастворившийся чешуйчатый покров удаляют с капроновой ткани.
Преимуществом и общим признаком с предлагаемым изобретнием является использование дешевого реагента - пищевого уксуса, что значительно снижает расходы на приобретение реагентов и позволяет получать дисперсию коллагена непосредственно на пищевом производстве, снизив таким образом транспортные расходы.
Недостатком способа по прототипу является отсутствие тщательной очистки сырья, в результате чего наличие остатков чешуи, мышечной ткани и жира приводит к образованию неоднородного коллагена и примесей кислото- и водорастворимых биополимеров, снижающих качество продукта - повышается содержание жира и золы. Отсутствие контроля качества исходного сырья - шкур рыб не позволяет на начальном этапе исключить использование некачественного сырья. Исключение предварительного контроля сырья приводит к получению продукта, не отвечающего ожидаемым характеристикам.
В задачу изобретения положено создание нового способа получения уксусной дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена.
Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является получение высокомолекулярного рыбного коллагена с заданным комплексом свойств: молекулярной массой 210-220 кДа, полидисперсностью -1,2-1,5, с содержанием жира 0.03-0.0 5%, золы 0.03-0.04%, повышение выхода коллагена, а также сокращение длительности технологического цикла и расхода электроэнергии.
Это достигается тем, что в способе получения уксусной дисперсии рыбного коллагена, включающем очистку рыбьих шкур, измельчение, троекратную промывку водопроводной водой, обработку коллагенсодержащего сырья 3%-ным раствором уксусной кислоты при жидкостном коэффициенте 5, выдерживание в кислотном растворе при периодическом помешивании, гомогенизацию путем фильтрации через капроновую ткань, очищенное и измельченное коллагенсодержащее сырье предварительно анализируют на содержание влаги, золы и жира, выдерживание в кислотном растворе осуществляют в течение 15-18 часов, при этом используют рыбьи шкуры с содержанием влаги 58-69%, золы 0.6-0.9%, жира 1-10%; измельчение очищенной шкуры осуществляют мясорубкой (электрическим диспергатором) с диаметром пор 3,5 мм; каждую промывку осуществляют в течение 30-50 минут.
На фиг. 1 представлен график зависимости площади хроматографического пика от массовой доли коллагена в растворе.
Предложенный способ осуществляют следующим образом.
Для осуществления способа используют отходы рыбного производства - шкуры промысловых рыб. Очищают шкуры рыбы от чешуи, прирезей мышечной ткани и жира, измельчают, например, мясорубкой (электрическим диспергатором) с диаметром пор 3,5 мм.
Приготовленную шкуру (очищенную и измельченную) анализируют на содержание влаги, золы и жира.
Определяют влажность сырья.
Навеску сырья массой ~1 г прокаливают в сушильном шкафу при 100°C до постоянной массы (18-20 часов). Расчет влажности проводят по формуле:
ω(воды)=(а-b)×100/с,
где а - масса гильзы с навеской до высушивания, г;
b - масса гильзы с навеской после высушивания, г;
с - масса навески, г.
Определяют зольность сырья.
Навеску высушенного сырья массой ~0.5 г сжигают в муфельной печи при температуре 650°C. Расчет проводят по формуле:
ω(золы)=(а-b)×100/с,
где а - масса гильзы с навеской до сжигания, г;
b - масса гильзы с навеской после сжигания, г;
с - масса навески, г.
Определяют жирность сырья.
Навеску сырья массой ~1 г промывают 4-6 раз диэтиловым эфиром. Эфирные вытяжки собирают, эфир выпаривают, жир взвешивают. Расчет проводят по формуле:
ω(жира)=100а/с,
где а - масса жира, г;
с - масса навески, г.
Дальнейшую обработку продолжают при содержании в коллагенсодержащем сырье влаги 58.00-69.00%, золы 0.60-0.90%, жира 1.00-10.00%. Коллагенсодержащее сырье промывают водопроводной водой трижды по 30-50 минут, что оптимально обеспечивает растворение минеральных солей из сырья, заливают 3%-ным раствором уксусной кислоты (минимальная концентрация кислоты для максимального выделения коллагена) при жидкостном коэффициенте 5, оставляют на 15-18 часов (время, в течение которого растворяется большая часть коллагена из сырья), периодически помешивая, отфильтровывают через два слоя капроновой ткани. Получают коллагеновую дисперсию с содержанием 3-5% коллагена молекулярной массой 210-220 кДа и коэффициентом полисперсности 1,2-1,5, жира 0.03-0.05%, золы 0.03-0.04%, которую могут хранить несколько месяцев в холодильнике при температуре 2-8°C. Выход коллагена составляет 40-70% относительно обезвоженного сырья.
Определяют молекулярно-массовые характеристики коллагеновой субстанции и массовую долю коллагена методом ГПХ.
Молекулярно-массовые характеристики коллагена определяют методом ГПХ на высокоэффективном жидкостном хроматографе фирмы SHIMADZU СТО-20А/20АС (Япония) с применением колонки TosohBioscienceTSKgelG3000SWx1 с диаметром пор 5 мкм. В качестве детектора используют низкотемпературный светорассеивающий детектор ELSD-LTII. В качестве элюента используют 0.5 M раствор уксусной кислоты. Для калибровки применяют стандарты декстрана с диапазоном молекулярных масс 1000-410000 Да. Фильтрование образцов коллагеновой субстанции осуществляют через насадочные мембраны MilliporeMillex-LCR (PTFE 0.45 µm). Для определения массовой доли коллагена проводят калибровку. Предварительно готовят растворы коллагена различных концентраций в диапазоне 1.00-6.00%, фильтруют через насадочные мембраны MilliporeMillex-LCR (PTFE 0.45 µm), определяют содержание коллагена гравиметрическим методом. Одновременно эти растворы анализируют методом ГПХ. Строят зависимость площади пика, соответствующего высокомолекулярному коллагену, от концентрации коллагена (ФИГ. 1).
Определяют массовую долю коллагена в коллагеновой субстанции гравиметрическим методом.
Навеску субстанции массой ~0.5 г высушивают в сушильном шкафу при 105°C до постоянной массы. Расчет проводят по формуле:
ω(коллагена)=(а-b)×100/с,
где а - масса гильзы с навеской до высушивания, г;
b - масса гильзы с навеской после высушивания, г;
с - масса навески, г.
Определяют массовую долю жира в коллагеновой субстанции гравиметрическим методом.
Навеску субстанции массой ~20 г 4-6 раз экстрагируют эфиром, эфирные вытяжки собирают в стакан, затем выпаривают эфир. Расчет проводят по формуле:
ω(жира)=100а/с,
где а - масса жира, г;
с - масса навески, г.
Определяют зольность в коллагеновой субстанции.
Навеску коллагеновой субстанции массой ~0.5 г высушивают, сжигают в муфельной печи при температуре 650°C. Расчет проводят по формуле:
ω(золы)=(а-b)×100/с,
где а - масса гильзы с навеской до сжигания, г;
b - масса гильзы с навеской после сжигания, г;
с - масса навески, г.
Полученная предложенным способом коллагеновая дисперсия после лиофилизации может быть использована для получения медицинских и косметических препаратов, продуктов питания, например, для получения коллагеновых губок и пленок, содержащий высокомолекулярный коллаген без следов гидролизата, с минимальным содержанием жира.
Использование коллагенсодержащего сырья с содержанием в влаги 58.00-69.00%, золы 0.60-0.90%, жира 1.00-10.00% обеспечивает хорошее отделение коллагена в растворе уксусной кислоты.
Предлагаемый способ позволяет получить непосредственно на пищевом производстве высокомолекулярный коллаген в одну стадию с использованием недорогого реагента - пищевого уксуса. Таким образом достигается экономия на транспортировке отходов до места переработки, снижение затрат на реагенты и электроэнергию. Кроме этого количество стадий и время выделения коллагеновой субстанции оптимизировано в сравнении с известными способами. При этом выделение коллагена из рыбьих шкур происходит количественно. На основании этого можно говорить, как о невысокой цене дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена с заданным комплексом свойств (молекулярно-массовыми характеристиками, содержанием коллагена, золы и жира) в силу доступности способа ее выделения.
Проведение предварительного анализа сырья на содержание влаги, золы и жира, позволяет сопоставить эти показатели с диапазоном показателей, дающих удовлетворительный результат выхода коллагена. При таком подходе исключается возможность использования сырья, не дающего коллагеновую дисперсию необходимого состава и качества, а следовательно, подразумевает экономию реагентов.
По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет:
- получить дисперсию, содержащую однородный высокомолекулярный рыбный коллаген с молекулярной массой 200-220 кДа и коэффициентом полидисперсности 1.2-1,5, жира 0.03-0.05%, золы 0.03-0.04%;
- повысить выход коллагена;
- сократить длительность технологического цикла с 18,5 ч до 17 ч за счет изменения последовательности технологических процессов;
- снизить расход электроэнергии за счет уменьшения длительности цикла обработки, снижения температуры процессов.
Ниже приведены примеры, подтверждающие реализацию способа получения уксуснокислой дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена.
Пример 1.
Коллагенсодержащее сырье (отходы шкур рыбной промышленности) очищают от чешуи, прирезей мышечной ткани и жира, измельчают мясорубкой или электрическим диспергатором с диаметром пор 3,5 мм. Приготовленную шкуру анализируют на содержание влаги (61.3%), золы (0.82%) и жира (1.0%). Сырье промывают водопроводной водой трижды по 30 минут, заливают 3%-ным раствором уксусной кислоты при жидкостном коэффициенте 5. Оставляют на 15 часов, периодически помешивая. Отфильтровывают через два слоя капроновой ткани. Полученная коллагеновая дисперсия содержит 3,24% коллагена с молекулярной массой 220 кДа и коэффициентом полидисперсности 1.08, жира 0.03%, золы 0.04%, которая может хранится несколько месяцев в холодильнике при температуре 2-8°C. Выход коллагена составляет 43% относительно обезвоженного сырья.
Пример 2.
Коллагенсодержащее сырье (отходы шкур рыбной промышленности) очищают от чешуи, прирезей мышечной ткани и жира, измельчают мясорубкой или электрическим диспергатором с диаметром пор 3,5 мм. Приготовленную шкуру анализируют на содержание влаги (58,2%), золы (0.88%) и жира (9,6%). Сырье промывают водопроводной водой трижды по 40 минут, заливают 3%-ным раствором уксусной кислоты при жидкостном коэффициенте 5. Оставляют на 15-18 часов, периодически помешивая. Отфильтровывают через два слоя капроновой ткани. Полученная коллагеновая дисперсия содержит 2,97% коллагена с молекулярной массой 220 кДа и коэффициентом полисперсности 1,21, жира 0.04%, золы 0.03%, которая может хранится несколько месяцев в холодильнике при температуре 2-8°C. Выход коллагена составляет 39% относительно обезвоженного сырья.
Пример 3.
Коллагенсодержащее сырье (отходы шкур рыбной промышленности) очищают от чешуи, прирезей мышечной ткани и жира, измельчают мясорубкой или электрическим диспергатором с диаметром пор 3,5 мм. Приготовленную шкуру анализируют на содержание влаги (65.6%), золы (0.72%) и жира (1.5%). Сырье промывают водопроводной водой трижды по 50 минут, заливают 3%-ным раствором уксусной кислоты при жидкостном коэффициенте 5. Оставляют на 15-18 часов, периодически помешивая. Отфильтровывают через два слоя капроновой ткани. Полученная коллагеновая дисперсия содержит 5.13% коллагена с молекулярной массой 220 кДа и коэффициентом полисперсности 1,27, жира 0.03%, золы 0.03%, которая может хранится несколько месяцев в холодильнике при температуре 2-8°C. Выход коллагена составляет 74% относительно обезвоженного сырья.

Claims (3)

1. Способ получения уксусной дисперсии рыбного коллагена, включающий очистку рыбьих шкур, измельчение, троекратную промывку водопроводной водой, обработку коллагенсодержащего сырья 3%-ным раствором уксусной кислоты при жидкостном коэффициенте 5, выдерживание в кислотном растворе при периодическом помешивании, гомогенизацию путем фильтрации через капроновую ткань, отличающийся тем, что очищенное и измельченное коллагенсодержащее сырье предварительно анализируют на содержание влаги, золы и жира, выдерживание в кислотном растворе осуществляют в течение 15-18 часов, при этом используют рыбьи шкуры с содержанием влаги 58-69%, золы 0.6-0.9%, жира 1-10%.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измельчение очищенной шкуры осуществляют мясорубкой (электрическим диспергатором) с диаметром пор 3,5 мм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждую промывку осуществляют в течение 30-50 минут.
RU2014140300/13A 2014-10-06 2014-10-06 Способ получения уксусной дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена RU2567171C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014140300/13A RU2567171C1 (ru) 2014-10-06 2014-10-06 Способ получения уксусной дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена
PCT/RU2015/000624 WO2016056949A1 (ru) 2014-10-06 2015-09-29 Способ получения уксуснокислой дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014140300/13A RU2567171C1 (ru) 2014-10-06 2014-10-06 Способ получения уксусной дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2567171C1 true RU2567171C1 (ru) 2015-11-10

Family

ID=54536915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014140300/13A RU2567171C1 (ru) 2014-10-06 2014-10-06 Способ получения уксусной дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2567171C1 (ru)
WO (1) WO2016056949A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2665589C2 (ru) * 2016-12-22 2018-08-31 Общество с ограниченной ответственностью "Хеликсан" Способ получения гидролизата рыбного коллагена
RU2716228C1 (ru) * 2019-02-26 2020-03-06 Елена Георгиевна Грициенко Способ получения коллагеновой дисперсии из кожи рыб
RU2736363C2 (ru) * 2019-05-06 2020-11-16 Елена Георгиевна Грициенко Способ получения коллагеновой дисперсии из кожи рыб
RU2810511C1 (ru) * 2022-12-14 2023-12-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Способ получения рыбного коллагенового гомогенизата

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113150118A (zh) * 2021-04-25 2021-07-23 广州创尔生物技术股份有限公司 一种非变性ι型胶原蛋白的快速制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3455776A (en) * 1967-01-24 1969-07-15 Ethicon Inc Method for swelling and dispersing collagen
RU2314352C1 (ru) * 2006-04-10 2008-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет Способ обработки коллагенсодержащего сырья
RU2340210C1 (ru) * 2007-04-03 2008-12-10 Людмила Константиновна Петриченко Способ производства натурального структурообразователя
CN102702346A (zh) * 2012-06-20 2012-10-03 江南大学 一种从鱼皮中提取酸溶性胶原蛋白的方法及所得到的产品
UA79357U (ru) * 2012-08-13 2013-04-25 Одесская Национальная Академия Пищевых Технологий Способ получения коллагенового препарата

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU562574A1 (ru) 1975-07-31 1977-06-25 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Моского Рыбного Хозяйства И Океанографии Способ обработки коллагенсодержащего сырь
FR2678624A1 (fr) 1991-07-04 1993-01-08 Coletica Utilisation de la peau non pigmentee de poisson, en particulier de poisson plat comme nouvelle source industrielle de collagene, procede d'extraction, collagene et biomateriau ainsi obtenus.
US6337389B1 (en) * 1995-03-17 2002-01-08 Bioscience Consultants, L.L.C. Method and process for the production of collagen preparations from invertebrate marine animals and compositions thereof
JP2731833B2 (ja) * 1995-06-26 1998-03-25 大同ほくさん株式会社 海洋生物を原料とした代用皮膚
RU2139937C1 (ru) 1998-12-07 1999-10-20 Восточно-Сибирский государственный технологический университет Способ обработки коллагенсодержащего сырья
FR2801313A1 (fr) * 1999-05-19 2001-05-25 Coletica Produit collagenique contenant du collagene d'origine marine a faible odeur et de preference a proprietes mecaniques ameliorees, ainsi que son utilisation sous forme de compositions ou de produits cosmetiques ou pharmaceutiques
NZ519878A (en) 1999-11-29 2004-02-27 Nz Inst For Crop & Food Res Collagen
FR2806415B3 (fr) * 2000-03-15 2002-04-26 Biovaleur Sa Procede de preparation d'une composition a base de collagene issu de peaux de poissons
PL190737B1 (pl) 2002-10-15 2006-01-31 Przybylski Jozef Edward Sposób otrzymywania kolagenu biologicznie aktywnego ze skór ryb łososiowatych
CN101979654A (zh) * 2010-10-20 2011-02-23 江西科技师范学院 一种从鱼皮中提取胶原蛋白的方法
JP5875761B2 (ja) * 2010-12-16 2016-03-02 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター コラーゲン線維ゲルおよびその用途

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3455776A (en) * 1967-01-24 1969-07-15 Ethicon Inc Method for swelling and dispersing collagen
RU2314352C1 (ru) * 2006-04-10 2008-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет Способ обработки коллагенсодержащего сырья
RU2340210C1 (ru) * 2007-04-03 2008-12-10 Людмила Константиновна Петриченко Способ производства натурального структурообразователя
CN102702346A (zh) * 2012-06-20 2012-10-03 江南大学 一种从鱼皮中提取酸溶性胶原蛋白的方法及所得到的产品
UA79357U (ru) * 2012-08-13 2013-04-25 Одесская Национальная Академия Пищевых Технологий Способ получения коллагенового препарата

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2665589C2 (ru) * 2016-12-22 2018-08-31 Общество с ограниченной ответственностью "Хеликсан" Способ получения гидролизата рыбного коллагена
RU2716228C1 (ru) * 2019-02-26 2020-03-06 Елена Георгиевна Грициенко Способ получения коллагеновой дисперсии из кожи рыб
RU2736363C2 (ru) * 2019-05-06 2020-11-16 Елена Георгиевна Грициенко Способ получения коллагеновой дисперсии из кожи рыб
RU2810511C1 (ru) * 2022-12-14 2023-12-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" Способ получения рыбного коллагенового гомогенизата

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016056949A1 (ru) 2016-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huda et al. Fish bone and scale as a potential source of halal gelatin
RU2567171C1 (ru) Способ получения уксусной дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена
Hao et al. The characteristics of gelatin extracted from sturgeon (Acipenser baeri) skin using various pretreatments
CN102559826A (zh) 一种胶原蛋白低聚肽的制备方法
Norziah et al. Response surface optimization of bromelain-assisted gelatin extraction from surimi processing wastes
CN101570772A (zh) 一种天然骨胶原的制备方法
WO2017209587A1 (fr) Procédé d'extraction et de purification de collagène marin natif à partir des écailles de sardine sardina pilchardus
JP2004141007A (ja) 魚由来ゼラチンペプチドの製造方法
CN103554248A (zh) 一种从淡水珍珠蚌肉中提取胶原蛋白的工艺方法
CN106032546A (zh) 从鱼鳞中提取医用材料基胶原蛋白的方法
Matinong et al. Collagen Extraction from Animal Skin. Biology 2022, 11, 905
KR100703947B1 (ko) 콜라겐의 제조방법
Skierka et al. Optimization of condition for demineralization Baltic cod (Gadus morhua) backbone
Shakil et al. Tannery solid waste into wealth by non-edible gelatin production from raw trimmings
Esmaeili Kharyeki et al. The effect of processing conditions on physico-chemical properties of whitecheek shark (Carcharhinus dussumieri) skin gelatin
RU2665589C2 (ru) Способ получения гидролизата рыбного коллагена
JP2013014529A (ja) チョウザメ類脊索から簡便な抽出方法で得られるii型コラーゲン
CN109251245A (zh) 一种从牛蹄中取牛蹄筋提取蹄筋胶原蛋白的方法
RU2008100627A (ru) Способ производства формованных изделий из фарша прудовой рыбы с добавлением пищевой коллагеновой эмульсии
CN113603768A (zh) 一种鱼源胶原蛋白的制备方法
CN103992746A (zh) 一种利用罗非鱼皮制备不同凝胶强度药用明胶的方法
CN111662375A (zh) 从动物软骨中提取非变性ii型胶原蛋白的制备方法
RU2259779C2 (ru) Способ получения коллагеновой дисперсии
RU2133097C1 (ru) Способ получения кормовой добавки "витапептид", кормовая добавка "витапептид"
Aminudin et al. Characterization of collagen extract from the skins of commercial freshwater fish

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170208

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171007

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200617