способ получения сухого гидролизата эластина

Формула изобретения

Способ получения сухого гидролизата эластина, характеризующийся тем, что выделяют белок - эластин из выйной связки, полученной при жиловке шейного отруба крупного рогатого скота как эластическую ткань, которую зачищают от остатков мышечной и жировой тканей путем последовательной экстракции ацетоном, эфиром и щелочью с последующим высушиванием и измельчением, причем выделенный эластин подвергают ферментативной обработке пепсином в условиях рН 1,60-1,65, температуре (37±2)°С в течение 20-22 ч, затем полученный растворимый гидролизат эластина подвергают атмосферной сублимационной сушке при температуре -10...-12°С в течение 44-48 ч и измельчают до порошкообразного состояния.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мясной промышленности, а полученный продукт может быть использован в пищевой промышленности в качестве дополнительного источника аминокислот и добавки, влияющей на консистенцию продукта.

В последнее время большое внимание уделяется проблемам рационального использования вторичного сырья и привлечения новых видов натурального белкового сырья и создания на их основе продуктов для массового потребления.

Резервным белковым сырьем животного происхождения является вторичное сырье - соединительная ткань. Основными белками соединительной ткани являются коллаген и эластин. Сходство между ними в том, что это сложные фибриллярные белки, аминокислотный состав которых представлен в основном неполярными аминокислотами, для них также присуще наличие большого количества поперечных ковалентных сшивок. Это прочные белки, которые плохо расщепляются под действием растворов кислот и щелочей. Однако это разные белки каждый со своими свойствами. Широкое их использование в пищевой промышленности ограничено их сложным строением и прочностью.

Структура и свойства коллагена изучены хорошо, и коллагенсодержащее сырье используется в пищевой промышленности.

Известны способы получения коллагеновых субстанций из животных тканей (АНТИПОВА Л.В., ГЛОТОВА И.А. Получение и свойства коллагеновых субстанций из животных тканей. - “Биотехнология”, 1999, №5, с.47-53). В качестве источника коллагена использовались краевые участки шкуры животных, мездра, жилки, сухожилия, фасции. Для ферментации исходного сырья использовались ферментные промышленные препараты: мегатерин и протосубтилин Г20х. В результате полученные коллагеновые массы использованы для формования модельных коллагеновых пленок.

В мясной промышленности используется и сухой белковый полуфабрикат, полученный путем сушки бульона после варки кости молодняка крупного рогатого скота, массовая доля белка в котором составляет не менее 86%, это в основном коллаген.

Разработаны и мясные различные продукты с использованием вторичных источников пищевого белка животного происхождения, так мясной продукт для детского питания (патент RU 2165723, 27.04.2001). Мясной продукт состоит из мяса, крови, субпродуктов коллагенсодержащих, сыворотки молочной. В колбасные изделия при приготовлении фарша внесены белковая эмульсия, приготовленная из шкуры свиньи, которую измельчают и выдерживают в 3-5% растворе поваренной соли (патент RU 2166854, 20.05.2001).

Недостатком известных продуктов является использование только коллагенсодержащего сырья.

Вторым по распространенности белком является эластин, в настоящее время известен его химический и аминокислотный состав, однако структура белка не установлена до конца. Существуют лишь предположения, гипотезы. Эластинсодержащее сырье используется в промышленности для производства только кормовой муки. Также известна возможность использования эластической ткани для получения йодированной пищевой добавки (патент RU 2142723, 20.12.1999). Однако речь идет об эластической ткани (выйная связка).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу получения сухого гидролизата эластина является способ выделения эластина при последовательной его экстракции ацетоном, эфиром и щелочью. Способ выделения эластина по известной методике ВФС заключается в следующем.

Выйные связки крупного рогатого скота, очищенные от жира и других тканей, мелко нарезают, измельчают на мясорубке и заливают ацетоном, операция повторяется несколько раз до исчезновения мутности ацетона. Затем проводят обработку эфиром. После удаления эфира высушиванием на воздухе в вытяжном шкафу материал обрабатывают раствором натра едкого при кипячении. В последующем осадок промывают водой, подщелоченной до рН 7,0. Осадок обезвоживают, подсушивают на воздухе, измельчают и просеивают (ВФС 42-2285-97 Эластолитин).

Недостатком известного способа получения эластина является его нерастворимость, что и ограничивает возможность применения.

Задачей, решаемой изобретением, является использование биохимических методов для создания растворимой формы на основе соединительно-тканного белка - эластина.

Технический результат изобретения - получение растворимой формы эластина в виде сухого гидролизата.

Технический результат достигается тем, что в способ получения сухого гидролизата эластина характеризуется тем, что выделяют белок - эластин из выйной связки, полученной при жиловке шейного отруба крупного рогатого скота как эластическую ткань, которую зачищают от остатков мышечной и жировой тканей путем последовательной экстракции ацетоном, эфиром и щелочью с последующим высушиванием и измельчением, согласно изобретению выделенный эластин подвергают ферментативной обработке пепсином в условиях: рН 1,60-1,65, температуре 37±2°С в течение 20-22 часов, затем полученный растворимый гидролизат эластина подвергают атмосферной сублимационной сушке при температуре -10°С...-12°С в течение 44-48 часов и измельчают до порошкообразного состояния.

Сравнение предлагаемого изобретения с другими известными из уровня технологии техническими решениями позволило установить следующее:

- основу порошка составляет белок вторичного сырья животного происхождения - эластин после ферментативной обработки и сублимационной сушки;

- эластин, полученный предлагаемым способом, является растворимым;

- эластин благодаря своей уникальной структуре способен восстанавливаться после сушки;

- сухой гидролизат белка может быть использован в пищевой промышленности как дополнительный источник аминокислот.

Способ получения сухого гидролизата эластина заключается в следующем.

Полутуши крупного рогатого скота подвергают разделке, обвалке и жиловке. В результате жиловки шейного отруба выделяется эластическая ткань - выйная связка.

Выйные связки крупного рогатого скота, очищенные от жира и других тканей, мелко нарезают, измельчают на мясорубке и заливают 5 объемами ацетона, выдерживают в течение 4 ч, после чего ацетон отделяют и повторяют операцию трижды, меняя ацетон через 6-12 ч. Каждый раз при прибавлении ацетона непрерывно перемешивают первые 20 мин, а затем периодически. Конец обезвоживания определяют по исчезновению мутности ацетона. Затем проводят двукратную обработку 3 объемами эфира медицинского, меняя через 6-12 ч. После удаления эфира высушиванием на воздухе материал обрабатывают 6 объемами 0,1 М раствором натра едкого при кипячении в течение 1 ч и охлаждают до комнатной температуры. Отделяют осадок, дважды промывают его водой, после чего промывают при перемешивании водой, устанавливая в промывной воде рН 7,0 прибавлением 1 М раствора кислоты хлористоводородной и дважды промывают водой, подщелоченной до рН 7,0. Промытый от солей осадок отделяют, отжимают, суспендируют в 5 объемах воды и гомогенизируют в течение 10 мин. Затем нагревают до кипения, охлаждают и фильтруют при температуре 60-70°С. Осадок обезвоживают 3 объемами ацетона с трехкратной его сменой, подсушивают на воздухе, измельчают на мельнице и просеивают.

После выделения эластина из выйной связки путем последовательной экстракции в ацетоне, эфире и щелочи его обрабатывают 0,2% раствором фермента - пепсина. Был использован промышленный препарат фирмы “МЕRCK” (Германия), выделенный из слизистой желудка свиньи. Ферментацию проводят в условиях термостата при температуре 37±2°С, рН среды 12,60-1,65 в течение 20-22 часов. Температура термостатирования соответствует оптимальной температуре действия фермента, так как при температуре ниже указанной пепсин неактивен, а если температура будет 40°С и выше, то пепсин денатурирует. Значение рН 1,60-1,65 является оптимальным для пепсина, выделенного из слизистой желудка свиньи. Длительность процесса ферментации (20-22 часа) определяют получением прозрачного раствора, то есть белок из твердого состояния переходит в жидкое. Переход эластина из нерастворимой в растворимую форму связан со специфичностью действия пепсина, которая выражается в преимущественном гидролизе пептидных связей, образованных аминными группами фенилаланина и тирозина. В последующем рН среды нейтрализуют раствором щелочи до 7,0-7,2.

После ферментации раствор гидролизата замораживают при температуре -18°С...-20°С в течение 20-22 часов. Резкое замораживание объекта при низких температурах -18°С...-20°С приводит к образованию мелких кристаллов льда, равномерно расположенных по объему вещества. Это в последующем приводит к более равномерной сушке эластина.

Следующим этапом в получении сухого гидролизата эластина является сублимационная сушка при температуре -10°С...-12°С, в течение 44-48 часов. Температура сушки подобрана с позицией обеспечения сохранности структуры продукта, исключая при этом излишних затрат энергии. Готовность порошка определяют по влажности не более 10%. Полученный порошок досушивают в термостате при температуре 40±2°С в течение 25-30 мин. Готовность порошка определяют по влажности - 5%.

Параметры полученного порошка приведены в таблице

Таблица Параметры порошка
№ п/п	Наименование	Показатели
1.	Содержание влаги, %	5
2.	Содержание белка, %	92-94
3.	Содержание золы, %	1.8-2.2
4.	Угол естественного откоса, градус	30
6.	Насыпная масса, г/мл	0,65
7.	Диаметр частиц, мм	0,7
8.	Цвет	светло-желтый
9.	Вкус	нейтральный
10.	Токсичность	не токсичен

Примеры, подтверждающие возможность осуществления производства сухого гидролизата эластина.

Пример 1. Эластин, выделенный из эластической ткани (выйной связки) при последовательной экстракции: ацетоном, эфиром, щелочью, высушенный при комнатной температуре и измельченный, ферментировали 0,2% раствором пепсина в течение 20 часов, при рН 1,6 и температуре 37°С. Полученный раствор гидролизата белка подвергали атмосферной сублимационной сушке при температуре -10°С. Продолжительность сублимации составила 44 часа.

Пример 2. Эластин, выделенный из эластической ткани (выйной связки) при последовательной экстракции: ацетоном, эфиром, щелочью, высушенный при комнатной температуре и измельченный, ферментировали 0,2% раствором пепсина в течение 21 часа, при рН 1,63 и температуре 39°С. Полученный раствор гидролизата белка подвергали атмосферной сублимационной сушке при температуре -12°С. Продолжительность сублимации составила 46 часов.

Пример 3. Эластин, выделенный из эластической ткани (выйной связки) при последовательной экстракции: ацетоном, эфиром, щелочью, высушенный при комнатной температуре и измельченный, ферментировали 0,2% раствором пепсина в течение 22 часов, при рН 1,65 и температуре 35°С. Полученный раствор гидролизата белка подвергали атмосферной сублимационной сушке при температуре -10°С. Продолжительность сублимации составила 48 часов.

Полученный эластин может быть использован на пищевые цели в промышленности, как дополнительного источника животного белка.