RU2808050C1 - Method for obtaining protein hydrolyzate from atlantic cod processing waste - Google Patents
Method for obtaining protein hydrolyzate from atlantic cod processing waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808050C1 RU2808050C1 RU2023106579A RU2023106579A RU2808050C1 RU 2808050 C1 RU2808050 C1 RU 2808050C1 RU 2023106579 A RU2023106579 A RU 2023106579A RU 2023106579 A RU2023106579 A RU 2023106579A RU 2808050 C1 RU2808050 C1 RU 2808050C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrolyzate
- temperature
- raw material
- crushed
- processing waste
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 241000276438 Gadus morhua Species 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003531 protein hydrolysate Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 46
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 20
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 claims description 8
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 8
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 7
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 abstract description 3
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 abstract description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 abstract description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract 1
- 229940116540 protein supplement Drugs 0.000 abstract 1
- 235000005974 protein supplement Nutrition 0.000 abstract 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 26
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 11
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 6
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 6
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 5
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 5
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 5
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 5
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 5
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 2
- 108010027350 protosubtilin Proteins 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000029816 Collagenase Human genes 0.000 description 1
- 108060005980 Collagenase Proteins 0.000 description 1
- 108010028690 Fish Proteins Proteins 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 229960002424 collagenase Drugs 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013622 meat product Nutrition 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 235000015277 pork Nutrition 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 235000019155 vitamin A Nutrition 0.000 description 1
- 239000011719 vitamin A Substances 0.000 description 1
- 235000019165 vitamin E Nutrition 0.000 description 1
- 239000011709 vitamin E Substances 0.000 description 1
- 235000008939 whole milk Nutrition 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к рыбной промышленности и направлено на получение ферментативного белкового гидролизата из отходов переработки трески атлантической и может быть использовано при производстве белкового гидролизата для пищевой, косметической, комбикормовой и других отраслей промышленности.The invention relates to the fishing industry and is aimed at obtaining an enzymatic protein hydrolyzate from Atlantic cod processing waste and can be used in the production of protein hydrolyzate for food, cosmetics, feed mills and other industries.
При обработке рыбного сырья образуется большое количество белоксодержащих отходов при выполнении таких операций, как разделка, зачистка, порционирование. При разделке рыбы на обесшкуренное филе в состав отходов входят головы, хрящи с остатками мышечных фрагментов, кожа, плавники. В настоящее время эти отходы мало используются в пищевых целях, большая их часть идет на получение кормовой продукции.When processing fish raw materials, a large amount of protein-containing waste is generated when performing operations such as cutting, cleaning, and portioning. When cutting fish into skinless fillets, the waste includes heads, cartilage with the remains of muscle fragments, skin, and fins. Currently, this waste is little used for food purposes; most of it is used to produce feed products.
Известен способ получения гидролизатов из отходов мясо-, птице- и рыбоперерабатывающих производств (Пат. РФ № 2272418, опубл. 27.03.2006 г. ), включающий гидролиз сырья водой и соляной кислотой, с последующей нейтрализацией гидроксидом натрия, очистку от жира и взвешенных твердых частиц, гомогенизацию и сушку полученного гидролизата. Данный способ получения гидролизатов проводят в три стадии: водный гидролиз в течение 4-5 часов при температуре 100-120°С и массовом соотношении сырья и воды 1:2-1:3, отделение жидкой фракции гидролизата 1 с последующей очисткой и сушкой, твердый осадок подвергают кислотному гидролизу 1-2% раствором соляной кислоты в течение 4-5 часов при температуре 100-120°С, вновь отделяют жидкую фракцию гидролизат 2, которую нейтрализуют гидроксидом натрия, очищают и сушат, а твердый костный остаток повторно подвергают кислотному гидролизу 3-4% раствором соляной кислоты в течение 4-5 часов при температуре 120-140°С, полученную смесь гидролизат 3, нейтрализуют гидроксидом натрия, гомогенизируют и сушат. Недостатками данного способа являются длительность технологического процесса 15-20 часов, использование высоких температур +100°С+140°С и довольно концентрированных растворов кислот, 2 - 4% растворы соляной кислоты. При подобных жестких технологических режимах происходит разрушение термолабильных аминокислот и окисление жиров, что ухудшает качество конечного продукта и снижает его питательную ценность. Необходимость нейтрализации полученных гидролизатов гидроксидом натрия приводит к образованию большого количества поваренной соли, что также ограничивает возможности их использования в пищевых продуктах.There is a known method for producing hydrolysates from waste from meat, poultry and fish processing industries (RF Patent No. 2272418, published on March 27, 2006), including hydrolysis of raw materials with water and hydrochloric acid, followed by neutralization with sodium hydroxide, removal of fat and suspended solids particles, homogenization and drying of the resulting hydrolyzate. This method of obtaining hydrolysates is carried out in three stages: aqueous hydrolysis for 4-5 hours at a temperature of 100-120°C and a mass ratio of raw materials and water of 1:2-1:3, separation of the liquid fraction of hydrolyzate 1, followed by cleaning and drying, solid the sediment is subjected to acid hydrolysis with a 1-2% solution of hydrochloric acid for 4-5 hours at a temperature of 100-120°C, the liquid fraction hydrolyzate 2 is again separated, which is neutralized with sodium hydroxide, purified and dried, and the solid bone residue is re-subjected to acid hydrolysis 3 -4% hydrochloric acid solution for 4-5 hours at a temperature of 120-140°C, the resulting mixture of hydrolyzate 3 is neutralized with sodium hydroxide, homogenized and dried. The disadvantages of this method are the duration of the technological process of 15-20 hours, the use of high temperatures +100°C+140°C and fairly concentrated acid solutions, 2 - 4% hydrochloric acid solutions. Under such harsh technological conditions, thermolabile amino acids are destroyed and fats are oxidized, which deteriorates the quality of the final product and reduces its nutritional value. The need to neutralize the resulting hydrolysates with sodium hydroxide leads to the formation of a large amount of table salt, which also limits the possibilities of their use in food products.
Известен способ получения аминокислотного гидролизата для пищевых целей (Пат. РФ № 2277795, опубл. 20.06.2006 г.) предусматривающий разделку и гомогенизацию рыбного сырья, образование реакционной среды посредством обработки гомогената ферментативным комплексом, выделенным из рыбного сырья, ферментативный гидролиз реакционной смеси, инактивацию ферментов нагреванием реакционной смеси, центрифугирование реакционной смеси с выделением гидролизата, его осветление и сушку с образованием сухого продукта. Недостатком данного способа является использование в качестве источника ферментативного комплекса содержимое утроб подвергнутого разделке рыбного сырья, что приводит к увеличению трудоемкости процесса за счет необходимости постоянного контроля технологических параметров процесса: регулирование рН реакционной среды и контроль содержания аминного азота, т.к. используемый комплекс ферментов не стандартизован (протеолитическая активность 50-300 ед. на 1 г гомогената рыбного сырья) и необходимая глубина гидролиза достигается за счет увеличения продолжительности ферментолиза с 8 до 15 часов.There is a known method for producing amino acid hydrolyzate for food purposes (RF Patent No. 2277795, published on June 20, 2006) involving cutting and homogenization of fish raw materials, the formation of a reaction medium by treating the homogenate with an enzymatic complex isolated from fish raw materials, enzymatic hydrolysis of the reaction mixture, inactivation enzymes by heating the reaction mixture, centrifugation of the reaction mixture to isolate the hydrolyzate, its clarification and drying to form a dry product. The disadvantage of this method is the use of the contents of the wombs of cut-up fish raw materials as a source of the enzymatic complex, which leads to an increase in the labor intensity of the process due to the need for constant monitoring of the technological parameters of the process: regulation of the pH of the reaction medium and control of the amine nitrogen content, because the enzyme complex used is not standardized (proteolytic activity 50-300 units per 1 g of fish raw material homogenate) and the required depth of hydrolysis is achieved by increasing the duration of enzymolysis from 8 to 15 hours.
Известен способ получения гидролизата рыбного коллагена (Пат. РФ № 2665589, опубл. 31.08.2018 г.), включающий подготовку и анализ сырья (шкуры промысловых рыб), ферментативное выделение гидролизата коллагена, получение кислой дисперсии гидролизата коллагена, формирование сухой формы гидролизата коллагена. Подготовку сырья осуществляют путем очистки рыбьих шкур, четырехкратная промывки их водой, замораживания, измельчения и перемешивания. Ферментативное выделение гидролизата коллагена осуществляют путем промывки подготовленного гомогенизированного продукта водой, заливки 1-3%-ным раствором протеолитического ферментного препарата при гидромодуле 1:2-1:5, выдерживания в течение 5 часов. Далее проводят фильтрацию продукта от примесей и получение кислой дисперсии, путем подкисления раствора раствором уксусной кислоты до рН 5,5-6,5. Формирование сухой формы осуществляют путем испарения воды из фильтрата без нагрева при температуре выше 50°С. Недостатком данного способа является наличие значительного количества промывных вод на стадии подготовки сырья и большой расход ферментного препарата не менее 20 г на 1 кг сырья, т.к. при ферментативной обработке 1 кг сырья необходимо приготовить не менее 2 л 1% раствора ферментного препарата.There is a known method for producing fish collagen hydrolyzate (RF Patent No. 2665589, published on August 31, 2018), including the preparation and analysis of raw materials (commercial fish skins), enzymatic isolation of collagen hydrolyzate, obtaining an acidic dispersion of collagen hydrolyzate, and the formation of a dry form of collagen hydrolyzate. The preparation of raw materials is carried out by cleaning fish skins, washing them with water four times, freezing, grinding and mixing. Enzymatic isolation of collagen hydrolyzate is carried out by washing the prepared homogenized product with water, pouring a 1-3% solution of a proteolytic enzyme preparation at a hydromodulus of 1:2-1:5, and incubating for 5 hours. Next, the product is filtered from impurities and an acidic dispersion is obtained by acidifying the solution with a solution of acetic acid to pH 5.5-6.5. The dry form is formed by evaporating water from the filtrate without heating at temperatures above 50°C. The disadvantage of this method is the presence of a significant amount of wash water at the stage of raw material preparation and the high consumption of the enzyme preparation of at least 20 g per 1 kg of raw material, because When enzymatically processing 1 kg of raw material, it is necessary to prepare at least 2 liters of a 1% solution of the enzyme preparation.
Известен способ получения белкового гидролизата из вторичного рыбного сырья (Пат. РФ № 2711915, опубл. 23.01.2020 г., включающий следующие операции: промывку сырья проточной водой t=12°С в течение 2-6 часов; замачивание сырья в воде на 24 часа и повторная промывка; обезжиривание спирто-эфирной смесью в течение 2-4 часов; деминерализация 3% раствором уксусной кислоты в течение 12-24 часов при t=+18°С +25°С с последующей нейтрализацией 2,5% раствором гидроксида натрия до рН 5,8-6,2, промывкой и измельчением сырья; затем полученную массу гидролизуют раствором коллагеназы активностью 60 ед/г в количестве 0,3% к массе сырья в течение 12-24 часов при t=37°С; проводят термическую инактивацию фермента с последующим центрифугированием гидролизата; полученный гидролизат сушат и измельчают. Недостатком данного способа является длительность технологического процесса и большое количество промывных вод, которые необходимо утилизировать.There is a known method for producing protein hydrolyzate from secondary fish raw materials (RF Patent No. 2711915, published on January 23, 2020, including the following operations: washing the raw materials with running water t = 12°C for 2-6 hours; soaking the raw materials in water for 24 hours and repeated washing; degreasing with an alcohol-ether mixture for 2-4 hours; demineralization with a 3% acetic acid solution for 12-24 hours at t=+18°C +25°C, followed by neutralization with a 2.5% sodium hydroxide solution to pH 5.8-6.2, by washing and grinding the raw material; then the resulting mass is hydrolyzed with a solution of collagenase with an activity of 60 units/g in an amount of 0.3% by weight of the raw material for 12-24 hours at t = 37°C; thermal inactivation of the enzyme followed by centrifugation of the hydrolyzate; the resulting hydrolyzate is dried and crushed. The disadvantage of this method is the duration of the technological process and a large amount of wash water that must be disposed of.
Известен способ получения белкового пищевого продукта (А.С. СССР № 1171003, опубл. 07.08.1985), включающий измельчение рыбы, обработку ее уксусной кислотой, разделение массы на фракции и сушку. Для упрощения способа, сокращения его продолжительности, увеличения выхода продукта и улучшения его качества перед обработкой рыбы в уксусную кислоту добавляют лимонную, а твердую фракцию перед сушкой смешивают со свиным жиром и сушат смесь при 103°С -130°С, после сушки осуществляют прессование. В результате отсутствия потерь белковых веществ, вызываемых влиянием щелочных растворов при высоких значениях рН, обеспечивается повышенное содержание белков. Белковый продукт имитирует мясные изделия из рыбы. Однако указанный известный способ использует только филе или необработанную нежирную рыбу.There is a known method for producing a protein food product (A.S. USSR No. 1171003, publ. 08/07/1985), including grinding fish, treating it with acetic acid, dividing the mass into fractions and drying. To simplify the method, reduce its duration, increase the yield of the product and improve its quality, before processing the fish, citric acid is added to acetic acid, and the solid fraction is mixed with pork fat before drying and the mixture is dried at 103°C -130°C, after drying, pressing is carried out. As a result of the absence of losses of protein substances caused by the influence of alkaline solutions at high pH values, an increased protein content is ensured. The protein product imitates fish meat products. However, this known method only uses fillets or unprocessed lean fish.
Известен способ получения гидролизатов (А.С. СССР № 1559466, опубл. 27.10.1996), предусматривающий измельчение рыбы или отходов их переработки, смешивание с водой в соотношении 2:1-1:1, нагрев смеси до +40°С+45°С, внесение фермента протеолитического протосубтилина Г3х, проведение гидролиза в течение 0,5 ч -2,5 ч, фильтрацию и сушку сублимационную или распылительную. Изобретение направлено на повышение выхода целевого продукта, улучшение его качества. Благодаря мягкой температурной обработке сохраняется большое количество жирорастворимых витаминов А, Е.There is a known method for producing hydrolysates (A.S. USSR No. 1559466, published on October 27, 1996), which involves grinding fish or their processing waste, mixing with water in a ratio of 2:1-1:1, heating the mixture to +40°C+45 °C, adding the proteolytic enzyme G3x protosubtilin, carrying out hydrolysis for 0.5 hours -2.5 hours, filtration and freeze-drying or spray drying. The invention is aimed at increasing the yield of the target product and improving its quality. Thanks to mild temperature treatment, a large amount of fat-soluble vitamins A and E is preserved.
Известен способ получения водорастворимого кормового рыбного белкового концентрата (А.С. СССР №1 238 748, опубл.23.06.1986), включающий измельчение сырья, ферментативный гидролиз, инактивацию ферментов нагреванием, отделение гидролизата от нерастворившегося остатка, обезжиривание гидролизата сепарированием, концентрирование упариванием и сушку гидролизата распылением. Для повышения качества гидролизата после измельчения сырье варят при 90°С - 100°С в течение 20 минут, затем разделяют на жидкую и твердую части, гидролизу подвергают твердую отпрессованную часть ферментной композицией протосубтилином Г20Х и протолихенином Г 20Х при соотношении 1:1 при рН 7,7 - 8,0 с помощью 1 н. раствора NaOH в течение 3 ч - 4 ч при постоянном перемешивании, по окончании гидролиза смесь нейтрализуют раствором 1н. соляной кислоты HCl. Жидкую часть обезжиривают и добавляют к гидролизату перед концентрированием. Непрогидролизованный остаток промывают водой в соотношении 1:1 и затем направляют на производство кормовой муки. Изобретение направлено на повышение качества целевого продукта. Полученный белковый водорастворимый концентрат используют в качестве заменителей цельного молока для выпойки с/х животных. В известном способе используют рыбу пониженной пищевой ценности, в т.ч. жирную.There is a known method for producing water-soluble feed fish protein concentrate (A.S. USSR No. 1 238 748, publ. 06/23/1986), including grinding of raw materials, enzymatic hydrolysis, inactivation of enzymes by heating, separation of the hydrolyzate from the undissolved residue, degreasing of the hydrolyzate by separation, concentration by evaporation and Spray drying of the hydrolyzate. To improve the quality of the hydrolyzate after grinding, the raw material is boiled at 90°C - 100°C for 20 minutes, then divided into liquid and solid parts, the pressed solid part is subjected to hydrolysis with the enzyme composition protosubtilin G20X and protolichenin G 20X at a ratio of 1:1 at pH 7 .7 - 8.0 using 1 n. NaOH solution for 3 hours - 4 hours with constant stirring; at the end of hydrolysis, the mixture is neutralized with a 1N solution. hydrochloric acid HCl. The liquid part is degreased and added to the hydrolyzate before concentration. The non-hydrolyzed residue is washed with water in a 1:1 ratio and then sent for the production of feed flour. The invention is aimed at improving the quality of the target product. The resulting water-soluble protein concentrate is used as a substitute for whole milk for feeding agricultural animals. In the known method, fish of low nutritional value is used, incl. fat.
Техническая задача - разработка эффективного способа получения белкового гидролизата из отходов переработки трески атлантической с повышенной биологической и пищевой ценностью.The technical task is to develop an effective method for producing protein hydrolyzate from Atlantic cod processing waste with increased biological and nutritional value.
Технический результат - получение обладающего довольно высокой биологической ценностью белкового гидролизата из отходов переработки трески атлантической при незначительной длительности технологического процесса.The technical result is the production of a protein hydrolyzate with a fairly high biological value from Atlantic cod processing waste with a short duration of the technological process.
Для достижения технического результата в способе получения белкового гидролизата из отходов переработки трески атлантической, включающем измельчение сырья, ферментативный гидролиз, инактивацию ферментного препарата нагреванием, отделение гидролизата от нерастворившегося осадка и сушку, после измельчения сырье смешивают с 0,5% - 1,0% раствором органической кислоты в соотношении 1:4 и выдерживают при температуре +15°С +20°С в течение 30 минут при постоянном перемешивании, затем смесь фильтруют, полученный осадок промывают холодной водой до значений рН промывных вод не менее 5,0, после промывки осадок смешивают с водой в соотношении 1:2, добавляют раствор гидрооксида натрия до рН 8,3, нагревают до +60°С, вносят ферментный препарат протозим в количестве 2 г - 4 г / кг исходного измельченного сырья и проводят гидролиз при +60°С в течение 2-4 часов при постоянном перемешивании, после сушки гидролизат измельчают и упаковывают.To achieve a technical result in the method of obtaining protein hydrolyzate from Atlantic cod processing waste, including grinding the raw material, enzymatic hydrolysis, inactivation of the enzyme preparation by heating, separation of the hydrolyzate from the undissolved sediment and drying, after grinding the raw material is mixed with a 0.5% - 1.0% solution organic acid in a ratio of 1:4 and kept at a temperature of +15°C +20°C for 30 minutes with constant stirring, then the mixture is filtered, the resulting precipitate is washed with cold water until the pH of the wash water is at least 5.0, after washing the precipitate mixed with water in a ratio of 1:2, add a solution of sodium hydroxide to pH 8.3, heat to +60°C, add the enzyme preparation protozyme in an amount of 2 g - 4 g / kg of the original crushed raw material and carry out hydrolysis at +60°C for 2-4 hours with constant stirring, after drying, the hydrolyzate is crushed and packaged.
В качестве органической кислоты используют уксусную или лимонную кислоту. Инактивацию ферментного препарата проводят при температуре +90°С в течение 10 минут. Гидролизат сушат до содержания влаги не более 8% с использованием лиофильной сушки.Acetic or citric acid is used as an organic acid. Inactivation of the enzyme preparation is carried out at a temperature of +90°C for 10 minutes. The hydrolyzate is dried to a moisture content of no more than 8% using freeze drying.
Для получения белкового гидролизата используют отходы филетирования трески атлантической (хребты с остатками мышечных фрагментов, хвосты, плавники), которые измельчают и обрабатывают раствором органической кислоты - уксусной или лимонной-для улучшения органолептических показателей конечного продукта, обработка уже измельченных вторичных рыбных отходов позволяет значительно сократить продолжительность операции за счет увеличения поверхности обмена. Ферментативный гидролиз белоксодержащего сырья проводят в условиях, оптимальных для работы ферментного препарата Протозим, который разрешен для применения в пищевых производствах, обладает высокой протеолитической активностью (50000 ед./г) и обеспечивает глубокую степень расщепления белка при низких концентрациях (не более 0,5% от массы измельченного сырья).To obtain protein hydrolyzate, Atlantic cod filleting waste is used (ridges with remains of muscle fragments, tails, fins), which are crushed and treated with a solution of organic acid - acetic or citric - to improve the organoleptic characteristics of the final product; processing of already crushed secondary fish waste can significantly reduce the duration operations by increasing the exchange surface. Enzymatic hydrolysis of protein-containing raw materials is carried out under conditions optimal for the operation of the enzyme preparation Protozyme, which is approved for use in food production, has high proteolytic activity (50,000 units/g) and provides a deep degree of protein breakdown at low concentrations (no more than 0.5% based on the mass of crushed raw materials).
Предлагаемый способ получения белкового гидролизата из отходов переработки трески атлантической иллюстрируется таблицами, представленными на фиг. 1, 2.The proposed method for producing protein hydrolyzate from Atlantic cod processing waste is illustrated by the tables presented in Fig. 12.
На фиг. 1 представлен химический состав исходного сырья из отходов переработки трески атлантической, включающих хребты рыб с фрагментами мышечной ткани, плавники, хвосты, на фиг. 2- показатели качества белкового гидролизата.In fig. Figure 1 shows the chemical composition of the feedstock from Atlantic cod processing waste, including fish ridges with fragments of muscle tissue, fins, and tails; FIG. 2- quality indicators of protein hydrolyzate.
Способ осуществляли следующим образом.The method was carried out as follows.
Вторичное рыбное сырье, отходы переработки трески атлантической - хребты с остатками мышечных фрагментов, хвосты, плавники, измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 5 мм, смешивают с 0,5 - 1,0% раствором органической кислоты, уксусной или лимонной, в массовом соотношении сырье: раствор кислоты 1:4 и выдерживают при температуре +15°С +20°С и постоянном перемешивании в течение 30 минут. Затем полученную смесь фильтруют, осадок, представляющий фарш, промывают холодной водопроводной водой до значений рН промывных вод не менее 5,0 ед. После промывки фарш смешивают с водой при соотношении сырье: вода 1:2, доводят рН реакционной среды до значений 8,3 ед. раствором гидроксида натрия, нагревают до температуры +60°С и добавляют ферментный препарат (ФП) протозим в количестве 2 г- 4 г на 1 кг исходного измельченного сырья. Время введения ФП считают началом гидролиза. Гидролиз проводят в течение 2-4 часов при температуре +60°С и постоянном перемешивании. По окончании процесса реакционную смесь нагревают до температуры +90°С для инактивации ФП, выдерживают при этой температуре в течение 10 минут и фильтруют для удаления негидролизованного остатка, состоящего из 2 частей: приблизительно 1/3 суспензия серого цвета и 2/3 - измельченные хребты. Серую сметанообразную массу можно вновь направить на гидролиз, но ее не так много, или утилизировать. Измельченные хребты, представляющие собой белый осадок, можно промыть, измельчить и использовать как минеральную кормовую добавку, богатую фосфором, кальцием. Фильтрат, прозрачный очищенный гидролизат, сушат до содержания влаги в продукте не более 8% с применением лиофильной сушки. Высушенный гидролизат измельчают, упаковывают и направляют на хранение. Ферментативный белковый гидролизат представляет собой однородный мелкодисперсный порошок белого или светло-желтого цвета, хорошо растворимый в воде. Показатели качества полученного гидролизата представлены в таблице (фиг. 2).Secondary fish raw materials, Atlantic cod processing waste - ridges with remains of muscle fragments, tails, fins, crushed on a grinder with a grid hole diameter of 5 mm, mixed with a 0.5 - 1.0% solution of organic acid, acetic or citric, in a mass ratio raw materials: acid solution 1:4 and kept at a temperature of +15°C +20°C and constant stirring for 30 minutes. Then the resulting mixture is filtered, the precipitate, which represents minced meat, is washed with cold tap water until the pH of the wash water is at least 5.0 units. After washing, the minced meat is mixed with water at a raw material: water ratio of 1:2, the pH of the reaction medium is adjusted to 8.3 units. sodium hydroxide solution, heated to a temperature of +60°C and the enzyme preparation (EP) protozyme is added in an amount of 2 g - 4 g per 1 kg of initial crushed raw materials. The time of FP administration is considered the beginning of hydrolysis. Hydrolysis is carried out for 2-4 hours at a temperature of +60°C and constant stirring. At the end of the process, the reaction mixture is heated to a temperature of +90°C to inactivate the EP, maintained at this temperature for 10 minutes and filtered to remove the unhydrolyzed residue, consisting of 2 parts: approximately 1/3 gray suspension and 2/3 crushed ridges . The gray creamy mass can be sent back for hydrolysis, but not much of it, or disposed of. The crushed ridges, which are a white sediment, can be washed, crushed and used as a mineral feed additive rich in phosphorus and calcium. The filtrate, a clear, purified hydrolysate, is dried to a moisture content in the product of no more than 8% using freeze drying. The dried hydrolyzate is crushed, packaged and sent for storage. Enzymatic protein hydrolyzate is a homogeneous fine powder of white or light yellow color, highly soluble in water. The quality indicators of the resulting hydrolyzate are presented in the table (Fig. 2).
Преимущество данного способа состоит в том, что обработку вторичного рыбного сырья раствором органической кислоты проводят после измельчения рыбных отходов, что позволяет сократить продолжительность операции за счет увеличения поверхности обмена и способствует повышению качества продукции. Ранее было установлено, что обработка измельченных рыбных отходов в течение 30 минут разбавленными растворами органических кислот не приводит к деструкции белковых молекул, а значит потери белка при обработке и последующей промывке незначительны. Ферментативный гидролиз проводят в условиях, оптимальных для работы ферментного препарата. Выбранный фермент протозим сохраняет свою активность в широком диапазоне значений рН реакционной среды - рНоптим=6,0 - 10,0, что упрощает процесс регулирования технологических параметров. Кроме того, более высокая температура обработки +60°С, при которой протозим стабилен, позволяет сократить продолжительность гидролиза за счет увеличения скорости реакции.The advantage of this method is that the processing of secondary fish raw materials with a solution of organic acid is carried out after grinding the fish waste, which reduces the duration of the operation by increasing the exchange surface and helps improve the quality of the product. It was previously found that treating crushed fish waste for 30 minutes with dilute solutions of organic acids does not lead to the destruction of protein molecules, which means that protein losses during processing and subsequent washing are insignificant. Enzymatic hydrolysis is carried out under conditions optimal for the operation of the enzyme preparation. The selected protozyme enzyme retains its activity in a wide range of pH values of the reaction medium - pH optimal = 6.0 - 10.0, which simplifies the process of regulating technological parameters. In addition, a higher processing temperature of +60°C, at which the protozyme is stable, makes it possible to reduce the duration of hydrolysis by increasing the reaction rate.
Данный способ обеспечивает рациональное использование рыбного сырья, позволяет получить продукт с высокими качественными показателями, уменьшить продолжительность его обработки, упростить технологию получения гидролизата.This method ensures the rational use of fish raw materials, allows us to obtain a product with high quality indicators, reduce the duration of its processing, and simplify the technology for obtaining hydrolyzate.
Примеры осуществления способа.Examples of method implementation.
Пример 1.Example 1.
Вторичное рыбное сырье 1 кг (отходы переработки трески атлантической- хребты с остатками мышечных фрагментов, хвосты, плавники) измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 5 мм, смешивают с 0,5% раствором лимонной кислоты в массовом соотношении сырье: раствор кислоты 1:4 и выдерживают при температуре +20°С и постоянном перемешивании в течение 30 минут. Затем полученную смесь фильтруют, осадок (фарш) промывают холодной водопроводной водой до значений рН промывных вод не менее 5,0 ед. После промывки фарш смешивают с водой в массовом соотношении сырье : вода=1:2, доводят рН реакционной среды до значений 8,3 ед. раствором гидроксида натрия, нагревают до температуры +60°С и добавляют ферментный препарат (ФП) протозим в количестве 2 г на 1 кг исходного измельченного сырья. Время введения ФП считают началом гидролиза. Гидролиз проводят в течение 2 часов при температуре +60°С и постоянном перемешивании. По окончании процесса реакционную смесь нагревают до температуры +90°С для инактивации ФП, выдерживают при этой температуре в течение 10 минут и фильтруют для удаления негидролизованного сырья. Фильтрат, прозрачный очищенный гидролизат, сушат до содержания влаги в продукте не более 8% с применением лиофильной сушки. Высушенный гидролизат измельчают, упаковывают и направляют на хранение.Secondary fish raw materials 1 kg (waste from the processing of Atlantic cod - ridges with the remains of muscle fragments, tails, fins) are crushed on a grinder with a grid hole diameter of 5 mm, mixed with a 0.5% solution of citric acid in a mass ratio of raw materials: acid solution 1:4 and kept at a temperature of +20°C and constant stirring for 30 minutes. Then the resulting mixture is filtered, the precipitate (minced meat) is washed with cold tap water until the pH of the wash water is at least 5.0 units. After washing, the minced meat is mixed with water in a mass ratio of raw material: water = 1:2, the pH of the reaction medium is adjusted to 8.3 units. sodium hydroxide solution, heated to a temperature of +60°C and the enzyme preparation (EP) protozyme is added in the amount of 2 g per 1 kg of initial crushed raw material. The time of FP administration is considered the beginning of hydrolysis. Hydrolysis is carried out for 2 hours at a temperature of +60°C and constant stirring. At the end of the process, the reaction mixture is heated to a temperature of +90°C to inactivate the EP, maintained at this temperature for 10 minutes and filtered to remove non-hydrolyzed raw materials. The filtrate, a clear, purified hydrolysate, is dried to a moisture content in the product of no more than 8% using freeze drying. The dried hydrolyzate is crushed, packaged and sent for storage.
Пример 2.Example 2.
Способ осуществляли аналогично примеру 1 за исключением того, что обработку измельченного сырья проводили 1,0% раствором уксусной кислоты и выдерживают при температуре +15°С.The method was carried out similarly to example 1, except that the processing of the crushed raw materials was carried out with a 1.0% solution of acetic acid and kept at a temperature of +15°C.
Пример 3.Example 3.
Способ осуществляли аналогично примеру 1 за исключением того, что ферментативный гидролиз проводили в течение 4 часов.The method was carried out similarly to example 1, except that enzymatic hydrolysis was carried out for 4 hours.
Пример 4.Example 4.
Способ осуществляли аналогично примеру 1 за исключением того, что ферментативный гидролиз проводили в течение 4 часов, концентрация ферментного препарата составила 4 г на 1 кг исходного измельченного сырья.The method was carried out similarly to example 1, except that enzymatic hydrolysis was carried out for 4 hours, the concentration of the enzyme preparation was 4 g per 1 kg of initial crushed raw materials.
В качестве сырья для получения белковых гидролизатов использовали отходы переработки атлантической трески (Gadus morhua), которые представляют собой хребты рыб с фрагментами мышечной ткани, плавники, хвосты. Химический состав белоксодержащего сырья представлен в таблице (фиг. 1).Waste from the processing of Atlantic cod (Gadus morhua), which consists of fish ridges with fragments of muscle tissue, fins, and tails, was used as raw material for the production of protein hydrolysates. The chemical composition of protein-containing raw materials is presented in the table (Fig. 1).
Органолептические и физико-химические показатели качества белкового гидролизата представлены в таблице (фиг. 2). Анализ данных показал, что полученный гидролизат характеризуется высоким содержанием белка и представляет собой однородный мелкодисперсный порошок белого или светло-желтого цвета, хорошо растворимый в воде.Organoleptic and physicochemical indicators of the quality of the protein hydrolyzate are presented in the table (Fig. 2). Analysis of the data showed that the resulting hydrolyzate is characterized by a high protein content and is a homogeneous fine powder of white or light yellow color, highly soluble in water.
Предлагаемый способ получения белкового гидролизата из отходов переработки трески атлантической позволяет получить готовый протеиновый продукт, состоящий из биологически активных пептидов с молекулярной массой 30-60 кДа и с высокими качественными показателями, сократить длительность технологического цикла, упростить процесс регулирования технологических параметров.The proposed method for obtaining protein hydrolyzate from Atlantic cod processing waste allows us to obtain a finished protein product consisting of biologically active peptides with a molecular weight of 30-60 kDa and with high quality indicators, reduce the duration of the technological cycle, and simplify the process of regulating technological parameters.
Claims (4)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2808050C1 true RU2808050C1 (en) | 2023-11-22 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60007655T2 (en) * | 1999-10-20 | 2004-11-11 | Nordur Ehf | PROTEIN HYDROLYSATE PRODUCED USING MARINE PROTEASES |
CN101001544B (en) * | 2004-05-26 | 2010-11-17 | 诺凯普生物科技公司 | Hydrolysed marine protein product, process for the production thereof, and application |
RU2711915C1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Method of producing protein hydrolyzate from secondary fish raw material |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60007655T2 (en) * | 1999-10-20 | 2004-11-11 | Nordur Ehf | PROTEIN HYDROLYSATE PRODUCED USING MARINE PROTEASES |
CN101001544B (en) * | 2004-05-26 | 2010-11-17 | 诺凯普生物科技公司 | Hydrolysed marine protein product, process for the production thereof, and application |
RU2711915C1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-01-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Method of producing protein hydrolyzate from secondary fish raw material |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Jannicke Remme et al., Production of Protein Hydrolysates from Cod (Gadus morhua) Heads: Lab and Pilot Scale Studies Published online: 03 Jan 2022 Pages 114-127; https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10498850.2021.2021341. Ю.В. Живлянцева и др., ПЕПТОН ИЗ ВТОРИЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ АТЛАНТИЧЕСКОЙ ТРЕСКИ: ТЕХНОЛОГИЯ, КАЧЕСТВО, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ, Вестник КамчатГТУ, N 45, сентябрь 2018 г., с. 28-36. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4176199A (en) | Extraction of protein from edible beef bones and product | |
JP4226299B2 (en) | Method for producing fish-derived gelatin peptide | |
CA3010453C (en) | A new method to improve enzyme hydrolysis and resultant protein flavor and bio-activity of fish offcuts | |
EP0648079B1 (en) | Method for production of a meat hydrolyzate and a use of the meat hydrolyzate | |
EP0217887A1 (en) | A process for recovering chitin from materials in which chitin occurs together with or connected to proteinaceous substances | |
Nanda et al. | A review: Application of bromelain enzymes in animal food products | |
JP2000001499A (en) | Peptide having biological activity, its use and its production | |
US4262022A (en) | Method for preparing a food material from blood | |
RU2344618C1 (en) | Method of hydrolysate production | |
RU2728468C1 (en) | Method for production of a protein food additive from meat and bone raw material | |
US4579660A (en) | Method for treatment of biomass | |
RU2808050C1 (en) | Method for obtaining protein hydrolyzate from atlantic cod processing waste | |
RU2711915C1 (en) | Method of producing protein hydrolyzate from secondary fish raw material | |
RU2390252C1 (en) | Method of producing protein additive from animal-origin raw materials | |
RU2206231C2 (en) | Method for obtaining protein hydrolyzate out of keratincontaining raw material | |
RU2207033C2 (en) | Method for wasteless complex reprocessing of chitin-containing raw material | |
RU2055482C1 (en) | Method of protein-nucleinic hydrolysate preparing | |
RU2226841C1 (en) | Protein food additive production method | |
RU2133097C1 (en) | Method of preparing food addition "vitapeptid", food addition "vitapeptid" | |
RU2791452C9 (en) | Method for producing a protein-containing food ingredient | |
RU2791452C1 (en) | Method for producing a protein-containing food ingredient | |
RU2262859C2 (en) | Method for obtaining fermentative hydrolyzate based upon fish proteins | |
RU2795474C2 (en) | Method for processing waste obtained after cutting crabs | |
RU2760741C1 (en) | Method for complex processing of slaughterhouse waste into protein-peptide concentrate and bone meal - feed additives | |
DELANNOY | Little or Underutilized Marine Resources |