СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОЛЛАГЕНОВОГО ГИДРОЛИЗАТА
FUNCTIONAL COLLAGEN HYDROLYSATE MANUFACTURING METHOD

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к мясоперерабатывающей отрасли.
3
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения белкового продукта из коллагенсодержащего сырья, основанный на применении метода последовательного химического и ферментативного гидролиза [А.с. 1658971, опубл. 30.06.91; Бюл.№24], включающего приемку, промывку коллагенсодержащего сырья, химический гидролиз содержащихся в нем балластных веществ путем обработки известью (Ca(ОН)2) концентрацией 0,1-0,2 моль/дм в течение 3 часов при температуре 95-100°C, последующее охлаждение с удалением жира, ферментативный гидролиз с использованием протеазы С в течение 7-10 часов, при температуре 48-52°C, pH 9,0-10,5, инактивацию ферментного препарата кипячением в течение 10-20 минут, фильтрование.
Недостатками этого способа являются длительность получения коллагенового продукта (10-13 часов), наличие приемов, ведущих к нарушению нативной структуры коллагеновых белков (обработка химическими реагентами), недостаточно высокий выход целевого продукта, невысокая биологическая ценность коллагенового продукта.
Технической задачей изобретения является повышение качества функционального коллагенового продукта и его выхода, интенсификация технологического процесса, исключение применения химических реагентов, сохранение нативной структуры коллагена.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ получения функционального коллагенового гидролизата, характеризующийся тем, что он предусматривает приемку коллагенсодержащего сырья (отходы жиловки мяса), удаление ножом видимых прирезей жировой и мышечной ткани, промывку в проточной воде температурой 30-35°C в течение 5-10 мин; измельчение на волчке с диаметром отверстий 2-3 мм; обработку измельченной массы ферментными препаратами. Ферментативный гидролиз проводят в две стадии: сначала на первой стадии применяют ферментный препарат общепротеолитического действия Нейтраза 1.5 MG, с целью удаления балластных веществ, для чего готовят его водный раствор и вносят в измельченную массу с гидромодулем 1:2 при дозировке 5 ед. протеолитической активности на 1 г сырья, обработку ведут в течение 2-2,5 ч, при температуре 45-55°C и pH 6,8-7,2; после обработки ферментным препаратом Нейтраза 1.5 MG твердую фракцию промывают водой для удаления продуктов гидролиза и фермента, отделяют центрифугированием при частоте вращения 83 оборота в секунду, в течение 5 минут, измельчают на гомогенизаторе, а затем в измельченную массу вносят водный раствор ферментного препарата с коллагенолитической активностью «Коллагеназа пищевая» с гидромодулем 1:2, взятый в количестве 6 ед. протеолитической активности на 1 г сырья, обработку проводят в течение 2,5-3 ч, при температуре 37-40°C и pH 6,8-7,2, после обработки ферментным препаратом коллагеназы твердую фракцию отделяют центрифугированием при частоте вращения 83 оборота в секунду, полученный коллагеновый гидролизат упаковывают в полиэтиленовые пакеты и замораживают.
Технический результат заключается в улучшении качества получаемого функционального коллагенового гидролизата за счет повышения его биологической ценности, в сохранении нативной структуры белка коллагена, интенсификации производственного цикла (приблизительно в 2 раза), повышении выхода коллагенового гидролизата.
Способ получения функционального коллагенового гидролизата осуществляется следующим образом.
Отходы цеха жиловки колбасного и консервного производств, представленные главным образом жилами и сухожилиями, с помощью ножа освобождают от видимых прирезей жировой, мышечной и хрящевой ткани, промывают в проточной воде температурой 30-35°C в течение 5-10 мин и измельчают на волчке с диаметром решетки 2-3 мм.
Затем измельченную массу подвергают ферментативному гидролизу. Обработку ферментными препаратами ведут в две стадии.
На первой стадии ферментативного гидролиза применяли препарат общепротеолитического действия Нейтраза 1.5.MG для гидролиза балластных (неколлагеновых) белков при дозировке 5 ед. ПА на 1 г белка субстрата при температуре 45-55°C и продолжительности 2,5 ч. Ферментный препарат вносили в виде водного раствора. Гидромодуль раствора фермента к коллагенсодержащему сырью - 1:2.
Критерием эффективности гидролиза суммарных белковых фракций коллагенсодержащего сырья служило накопление продуктов гидролиза, имеющих в своем составе пептидные связи, в жидкой фракции гидролизата.
Вид графических зависимостей, характеризующих динамику накопления водорастворимых продуктов гидролиза в жидкой фракции гидролизата с Нейтразой 1.5 MG, свидетельствует о том, что использование этого препарата отвечает поставленной цели, обеспечивая при дозировке препарата 5 ед. ПА/ г белка максимальный гидролиз балластных белковых фракций при наименьших потерях коллагеновых белков.
После обработки препаратом фермента общепротеолитического действия Нейтраза 1.5 MG твердую фракцию промывают водой, отделяют центрифугированием при частоте вращения 83 оборота в секунду в течение 5 минут и измельчают на гомогенизаторе, для увеличения площади контакта очищенной от балластных белков коллагеновой фракции с ферментным препаратом с коллагенолитической активностью «Коллагеназа пищевая».
На второй стадии используют ферментный препарат с выраженной коллагенолитической активностью - «Коллагеназа пищевая» для целенаправленной деструкции, разволокнения коллагенсодержащего сырья, который также вносили в виде раствора при дозировке 6 ед. ПА на 1 г белка субстрата при температуре (37-40)°C и продолжительности 2,5-3 ч.
О степени деструкции коллагена и потерях целевой белковой фракции судили по накоплению оксипролина в жидкой фракции гидролизата.
После обработки препаратом фермента «Коллагеназа пищевая» твердую фракцию отделяют центрифугированием при частоте вращения 83 оборота в секунду, в течение 5 минут, упаковывают в полиэтиленовые пакеты и замораживают при минус 4-6°C.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. 100 кг сухожилий крупного рогатого скота очищают ножом от видимых прирезей жировой и мышечной ткани, промывают в проточной воде температурой 35°C в течение 10 мин. Измельчают на волчке с диаметром отверстий 3 мм. Затем измельченную массу обрабатывают раствором ферментного препарата общепротеолитического действия Нейтраза 1.5 MG, для чего готовят его водный раствор с гидромодулем 1:2 при дозировке 5 ед. протеолитической активности на 1 г сырья и вносят в измельченную массу, обработку ведут в течение 2,5 ч, при температуре 50°C и pH 6,8; после обработки ферментным препаратом Нейтраза 1.5 MG твердую фракцию отделяют центрифугированием при частоте вращения 83 оборота в секунду, в течение 5 минут, и измельчают на гомогенизаторе, а затем в измельченную массу вносят водный раствор ферментного препарата коллагеназы с гидромодулем 1:2, взятый в количестве 6 ед. протеолитической активности на 1 г сырья, обработку проводят в течение 3 ч, при температуре 37°C и pH 7, после обработки ферментным препаратом коллагеназы твердую фракцию отделяют центрифугированием при частоте вращения 83 оборота в секунду. Полученный гидролизат упаковывают в полиэтиленовые пакеты по 1 кг и замораживают при температуре -6°С.
Полученный гидролизат анализируют, определяя в нем содержание сухих веществ, чистого коллагена, показатели биологической ценности. Данные анализа представлены в таблице 1.
Пример 2. Способ получения коллагенового гидролизата аналогичен примеру 1, но обработку Нейтразой 1.5 MG ведут при 55°С в течение 2 часов.
Полученный гидролизат анализируют, определяя в нем содержание сухих веществ, чистого коллагена, показатели биологической ценности. Данные анализа представлены в таблице 1.
Таблица 1
Показатели коллагеновых продуктов
Прототип
Пример 1
Пример 2
Выход сухого вещества, %
16,50
18,25
18,14
Чистый коллаген, %
15,90
17,94
17,90
КРАС (коэффиент различия аминокислотного скора)
43,40
39,69
40,10
БЦ (биологическая ценность)
56,60
60,31
59,90
Продолжительность производственного цикла, ч
11,5
5,8
5,5
Как видно из таблицы 1, предложенный способ позволяет добиться положительного эффекта, который характеризуется повышенным выходом коллагена, более высокой биологической ценностью конечного продукта, а также сокращением технологического цикла более чем в 2 раза.
Повышение дозировки ферментного препарата Нейтраза 1.5 MG выше 5 ед. протеолитической активности на 1 г сырья экономически невыгодно, а снижение дозировки не позволяет в полной мере удалить балластные белковые вещества.
Продолжительность ферментативной обработки Нейтразой 1.5 MG составляет 2-2,5 ч, т.к. при продолжительности обработки менее 2 ч происходит недостаточный гидролиз балластных белковых фракций, в связи с чем не достигается их последующее удаление при промывании обработанного сырья водой, что отрицательно сказывается на качестве коллагеновой массы.
Продолжительность обработки ферментным препаратом «Коллагеназа пищевая» свыше 3 часов негативно сказывается на выходе целевого продукта.
Предложенный способ позволяет:
- улучшить качество получаемого функционального коллагенового гидролизата за счет повышения его биологической ценности,
- сохранить нативную структуру белка коллагена,
- интенсифицировать производственный цикл (приблизительно в 2 раза),
- повысить выход коллагенового гидролизата.