Production of a biologically valuable proteins from caviar production waste by their biomodification
Authors: Максимова С.Н. , Полещук Д.В. , Подленный Л.Ю. , Калинина Н.С. , Волков В.В. , Горячева Е.Д. 
Published: March 2023

Обоснована актуальность использования вторичного рыбного коллагенсодержащего сырья для создания ценных белковых продуктов. Показана высокая биологическая активность низкомолекулярных пептидов с молекулярной массой менее 10 кДа и целесообразность их получения из вторичного сырья водного происхождения. Доказана рациональность применения ферментативного гидролиза, проводимого с применением специфических протеолитических ферментов в регулируемых условиях, и преимущества ферментолиза, позволяющего максимально сохранить биологически ценный потенциал водных биологических ресурсов в готовом продукте Представлены результаты аналитических и экспериментальных исследований по обоснованию использования ферментативной обработки с использованием ферментного препарата Protamex в отношении отходов икорного производства, образующихся при пробивке ястыков лососевых видов рыб. Установлены рациональные технологические параметры ферментолиза: температура – 55 °С, концентрация ферментного препарата – 0,5 %, гидромодуль – 1:0,5, продолжительность – 30 мин. Описан способ производства сухого белкового гидролизата, заключающийся в тщательном измельчении вторичного сырья, в ферментативной обработке массы в присутствии ферментного препарата Protamex, в инактивации фермента при температуре 80 °С, в разделении смеси на две фракции после центрифугирования на делительной воронке, в сушке водорастворимой белковой фракции на лиофильной сушилке. Определен химический состав высушенного гидролизата, свидетельствующий о высоком содержании в нем белка (77,9 %). Проведены исследования аминокислотного состава белковой составляющей ферментативного гидролизата. Полученные экспериментальные данные подтверждают биологическую ценность белкового продукта за счет высокого содержания отдельных незаменимых аминокислот (лизина, треонина, метионина с цистеином и тирозина с фенилаланином) в его белковой фракции. В результате исследования молекулярно-массового распределения частиц в белковой фракции гидролизата методом высокоэффективной жидкостной хроматографии установлено, что содержание биологически активных низкомолекулярных пептидов с молекулярной массой менее 10 кДа в полученном белковом продукте составляет около 37 %. На основании полученных результатов сделано заключение о биологической ценности белкового гидролизата и перспективах его получения из отходов икорного производства при пробивке ястыков, которые накапливаются в значительном количестве на промышленных предприятиях, занимающихся переработкой тихоокеанских лососевых видов рыб.

The relevance of the use of collagen-containing fish by-products for the production of valuable protein products is substantiated in this article. Presence of low molecular weight peptides under 10 kDa with high biological activity and opportunity of their production from hydrobionts processing by-products are shown. The rationality of the use of enzymatic hydrolysis with specific proteolytic enzymes under controlled conditions and the advantages of enzymatic hydrolysis allowing maximum preservation of the biologically valuable potential of aquatic biological resources in the final products have been proven. The results of the analytical and experimental studies on the justification of the use of enzymatic treatment with the use of the industrial enzyme Protamex in relation to caviar production by-products generated during the punching of ovaries of salmon species are presented. Rational technological parameters of enzymatic hydrolysis have been established: temperature 55 °С, enzyme concentration 0.5 %, hydromodulus 1:0.5, duration 30 minutes. Method for protein hydrolysate powder production is described. It consists of fine grinding of the by-products, enzymatic processing of the mass in the presence of the enzyme Protamex, inactivation of the enzyme at 80 °C during 15 minutes, separation of the mixture into two fractions after centrifugation in a separating funnel, freeze-drying of the water-soluble protein fraction. Protein hydrolysate powder has high protein content (77.9 %). According to the tests results the amino acid composition the proteins have high biological value due to the high content of certain essential amino acids: lysine, threonine, methionine with cysteine and tyrosine with phenylalanine. According to the results of the protein molecular weight distribution tests by high performance liquid chromatography the content of the biologically active low molecular weight peptides with a molecular weight under 10 kDa in hydrolyzate is about 37 %. Based on the results the protein hydrolysate made from the caviar processing by-products generated in significant quantities at industrial enterprises processing Pacific salmon fish species during the punching of ovaries has high biological value and the prospects for its industrial production.