СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОЛИЗАТА ИЗ КАЛИФОРНИЙСКИХ ЧЕРВЕЙ
METHOD FOR PRODUCTION OF HYDROLYSATE OF CALIFORNIAN WORMS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам получения гидролизата из калифорнийских червей, и может быть использовано как биологически активная составная часть пищевых добавок и питательных сред для культивирования микроорганизмов.
Уровень техники
Известен способ получения ферментативного гидролизата, включающий обработку белоксодержащего сырья, разведенного водой медицинским панкреатином или нативной поджелудочной железой свиньи, в щелочной зоне рН 7,6-7,8 в присутствии хлороформа при 37-38°С в течение 6-7 суток, прогревание при 90°С в течение 5-10 мин, последующее осаждение высокомолекулярных соединений в изоэлектрической точке белка, фильтрование целевого продукта и его высушивание, при этом в качестве белоксодержащего сырья используют обезжиренную, обезвоженную мозговую ткань крупного рогатого скота, фермент растворяют в воде в соотношении 1:25 и перед осаждением высокомолекулярных соединений проводят обработку гидролизата 20-22%-ным раствором хлористого кальция в течение 5-10 мин (см. пат. RU №2020153, МПК C12N 5/00, С12Р 21/06, опубл. 30.09.1994 г.).
Недостатком данного способа является сложность технологического процесса, высокая себестоимость конечного продукта.
Известен способ получения белкового гидролизата из мясного и мясокостного сырья убойных животных, заключающийся в том, что измельченное мясное и мясокостное сырье гомогенизируют с водой и обезжиривают. Ферментативный гидролиз ведут комплексом протеолитических ферментов, полученным из поджелудочной железы убойных животных, и протосубтилином Г20х. В качестве сырья дополнительно используют рогокопытную муку, а полученную после обезжиривания жировую фракцию подвергают ферментации. Биомассу смешивают с мясокостным бульоном и кровью убойных животных в равных соотношениях, выдерживают в течение 20-24 час при температуре 45-50°С. Рогокопытную муку подвергают кислотному гидролизу с твердой фракцией в течение 5-6 час при температуре 110-120°С с последующим охлаждением и высушиванием. Ферментацию жировой фракции проводят бактериальной культурой дрожжей Candida tropicalis штамм ВСБ-28 в присутствии минеральных солей и при температуре 37-40°С в течение 6-8 часов при непрерывной аэрации. Способ позволяет увеличить степень конверсии белка и использовать в процессе все отходы мясной промышленности (см. пат. RU №2132142, МПК A23J 1/10, A23J 3/00, опубл. 27.06.1999 г.).
Недостатком данного способа получения белкового гидролизата является высокая себестоимость конечного продукта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является способ получения гидролизата следующего состава г/л: говяжье или конское мясо очищают от жира и сухожилий, нарезают кусочками или полосками в толщину пальца. Кладут в кипящую воду из расчета 2 л воды на 1 кг мяса; кипятят в течение 5 минут. Мясо вылавливают и пропускают через мясорубку. Смешивают фарш с жидкостью и остужают до 45°С после чего смесь помещают в бутыль с плотной резиновой пробкой, куда добавляют 5-10 г панкреатина или 40-80 г поджелудочной железы (в зависимости от того, какую степень расщепления хотят получить) (Козлов Ю.А. Питательные среды в медицинской микробиологии / Ю.А.Козлов, 1950. - С.51).
Недостатком данного гидролизата является высокая себестоимость.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения гидролизата из калифорнийских червей, обладающего высоким качеством и низкой стоимостью.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению качества и снижению стоимости.
2
3
Технический результат достигается с помощью способа получения гидролизата из калифорнийских червей, предусматривающего смешение биомассы червей с водопроводной водой в соотношении 1:2 соответственно, кипячение в течение 8-10 минут, отделение биомассы червей от бульона, измельчение ее на гомогенизаторе с получением фарша, охлаждение бульона до 45-50°С, подщелачивание бульона NaCO до рН 8,2 по фенолфталеину, смешивание фарша калифорнийских червей с бульоном, добавление поджелудочной железы крупного рогатого скота в количестве 40-150 г/л, добавление к общему объему 2% хлороформа, выдерживание в течение 14 суток при температуре 37°С, встряхивание в течение первых суток через каждые 15 минут в течение 5 минут, а в последующие дни - через каждые 2 часа по 5 минут, фильтрование, добавление 2% хлороформа в фильтрат.
2
3
Сущность приготовления ферментативного гидролизата из калифорнийских червей заключается в следующем. Биомассу калифорнийских червей в количестве 0,5 кг соединяют с 1 л водопроводной воды и кипятят в течение 8-10 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают NaCO до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 150 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 35-37°С.
Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.
Осуществление изобретения
Примеры конкретного выполнения способа получения гидролизата из калифорнийских червей.
2
3
Пример 1. Биомасса калифорнийских червей содержит до 82% протеина, поэтому представляет собой белоксодержащее сырье. Предварительно биомассу калифорнийских червей промывают - это и является подготовкой белоксодержащего сырья. Затем биомассу в количестве 0,5 кг соединяют с 0,5 л водопроводной воды и кипятят в течение 8 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы с получением фарша. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают NaCO до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 40 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 35°С. Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.
Полученная основа имеет осадок, плохо фильтруется.
2
3
Пример 2. Биомассу калифорнийских червей в количестве 0,5 кг соединяют с 1 л водопроводной воды и кипятят в течение 10 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы с получением фарша. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают NaCO до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 80 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 37°С. Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.
При таком гидролизе происходит неполное расщепление белков до аминокислот, что снижает биологическую ценность.
2
3
Пример 3. Биомассу калифорнийских червей в количестве 0,5 кг соединяют с 1 л водопроводной воды и кипятят в течение 10 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы с получением фарша. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают NaCO до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 100 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 37°С. Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.
При таком гидролизе происходит неполное расщепление белков до аминокислот.
2
3
Пример 4. Биомассу калифорнийских червей в количестве 0,5 кг соединяют с 1 л водопроводной воды и кипятят в течение 10 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы с получением фарша. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают NaCO до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 150 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 37°С. Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.
Полученный гидролизат хорошо фильтруется, обладает высокой биологической активностью, белки максимально расщепляются до аминокислот.
2
3
Пример 5. Биомассу калифорнийских червей в количестве 0,5 кг соединяют с 1 л водопроводной воды и кипятят в течение 10 мин. Затем червей отделяют от бульона и измельчают в гомогенизаторе до однородной массы с получением фарша. Бульон остужают до температуры 45-50°С, подщелачивают NaCO до рН 8,2 по фенолфталеину. Фарш калифорнийских червей помещают в трехлитровый стеклянный баллон, заливают готовым остывшим бульоном, добавляют 180 г поджелудочной железы КРС. К общему объему содержимого баллона вливают 2% хлороформа, закрывают плотно ватно-марлевым тампоном с пергаментом. Баллон помещают в термокамеру при температуре 37°С. Выдерживают в течение 14 суток, встряхивают в течение первых суток через каждые 15 минут по 5 минут, а в последующие дни через каждые два часа по 5 минут. Ежедневно измеряют уровень аминного азота. В конце переваривания жидкость фильтруют через ткань Белтинга и 4 слоя фильтровальной бумаги. Измеряют аминный азот. В фильтрат добавляют 2% хлороформа, пробкуют и хранят при температуре от 2 до 8°С. Гидролизат представляет собой жидкость коньячного цвета.
При такой рецептуре гидролизат примера №5 по биологической ценности не уступает гидролизату, приготовленному согласно примера № 4. Недостаток последнего гидролизата в использовании большего количества поджелудочной железы КРС, что при пересчете на экономическую эффективность увеличивает денежные затраты.
Таким образом, наиболее оптимальным и соответствующим требованиям, предъявляемым к гидролизатам, является способ получения гидролизата по примеру №4. Гидролизат имеет коньячный цвет, хорошо фильтруется и обладает высокой биологической активностью.
Пример № 6. Для подтверждения биологической активности гидролизата из калифорнийских червей, приготовленного согласно примеру № 4, провели исследование его химического состава, испытали на активность способом К.Бакирджиева (Калашник И.А. Стимулирующая терапия в ветеринарии / И.А.Калашник. - 2-е изд., перераб. и доп. - К.: Урожай, 1990. - 160 с.), а также провели исследование гидролизата в качестве основы микробиологических питательных сред для наращивания бактериальной массы. Для этого мясной гидролизат в агаре Хоттингера заменили на гидролизат из калифорнийских червей по примеру № 4.
Было проведено химическое исследование полученного гидролизата на наличие аминокислот, углеводов, а так же микро- и макроэлементов.
На основании проведенных исследований получены следующие результаты таблица 1.
Таблица 1
Некоторые химические компоненты гидролизата из калифорнийских червей, приготовленные по примеру № 4
Химические компоненты/ качественные показатели
Количественные показатели
1. Аминокислоты:
г/л:
треонин
51,1±0,2
пролин
41,2±0,1
метионин
23,3±0,8
лейцин
38,0±1,0
аргинин солянокислый
43,0±0,5
2. Углеводы:
-
глюкоза
количество не рассчитывали
следы лактозы
количество не рассчитывали
гликоген
количество не рассчитывали
3. Микро- и макроэлементы
мг/л:
цинк
4,9
железо
38,4
натрий
29,3
калий
245
магний
28,7
кальций
19,7
Определение активности гидролизата способом К. Бакирджиева.
Берут 2 флакона гидролизата. В первую пробирку помещают 500 мг дрожжей, 19,5 мл глюкозы и 0,5 мл 0,9%-ный раствор натрия хлорида (контроль).
Во вторую и третью пробирки - 500 мг дрожжей, 19,5 мл глюкозы, 0,5 мл гидролизата. Пробирки плотно укупоривают резиновыми пробками с вставленными в них изогнутыми стеклянными трубками, через которые выходит жидкость, вытесняемая углекислым газом, вырабатываемым дрожжами в процессе их жизнедеятельности. Объем вытесняемой жидкости в пробирках определяют каждые 24 часа.
Разница в объеме вытесняемой жидкости между контрольной пробиркой и тестовыми составила 30%. Это указывает на высокую биологическую активность гидролизата.
При исследовании гидролизата в качестве основы микробиологических питательных сред для наращивания бактериальной массы испытывают культуры тест-штаммов: Y.pestis Ev; Р.aeruginosa 27/99; S.marcescens-1; lactobacterii-сп; E.coli CA-18. Рост микроорганизмов на питательной среде, содержащей в качестве питательной основы гидролизат из калифорнийских червей, превосходит рост микроорганизмов на агаре Хоттингера. На новой питательной среде наблюдается сплошной рост с образованием интенсивного красного пигмента для S.marcescens-1 и сплошной рост с образованием интенсивного сине-зеленого пигмента для Р.aeruginosa 27/99, а также увеличение количества выросших колоний для E.coli CA-18, Y.pestis EV, Lactobacterii-сп. Данные представлены в таблице 2.
Таким образом, разработанный способ получения гидролизата из калифорнийских червей с минимальными затратами позволяет сохранить широкий набор биологических компонентов, что дает право использовать его в различных областях промышленности.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества.
Гидролизат из калифорнийских червей превосходит традиционные виды гидролизатов (в частности, мясной и кильки) по следующим параметрам:
- включает большое количество высокоактивных низкомолекулярных азотистых соединений;
- содержит разнообразные макро- и микроэлементы: Zn, Fe, Na, K, Mg, Ca;
- экологическая чистота, отсутствие антибиотиков и др. вредных примесей;
- имеет более низкую себестоимость.