Способ получения белкового гидролизата из подсолнечного шрота

(19) 151) 4 А БРЕТЕНИ САНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ 7 ИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРВ 718964, кл. А 23 Л 1/14, 1978.Покровский А.А., Пятницкая И.Н,и др. Изучение биологической эффективности белковых изолятов подсолнечника. - "Масло-жировая промышленность", 1974, )Е 5, с. 9-12.(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГО ГИДРОЛИЗАТА ИЗ ПОДСОЛНЕЧНОГО ШРОТА, предусматривающий щелочно-солевую. экстракцию, осаждение белка из экстракта в изоэлектрической точке с последуецим его гидролиэатом, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения биологической ценности целевого продукта, перед экстракцией исходное сырье обрабатывают водным или водно-спиртовым раствором с рН 3,8-4,2, а гидролиз белка ведут 1-20%-ным раствором серной кислоты при 100-150 С в течение 0,5-12 ч с последующей нейтрализацией осветле- ФР нием, выпариванием гидролизата и отделением нерастворимого осадка.843 25 30 35 40 45 50 55 1 1081Изобретение относится к получению белковых гидролизатов, используемых в пищевой промышленности в качестве добавок для производства,пищевых продуктов, в медицине для энтерального введения, а также в микробиологической промышленности как основа питательных сред.Из-за высокого содержания белка, имеющего высокую питательную цен ность, подсолнечник представляет существенный интерес как источник белка для питания людей и кормления сельскохозяйственных животных, поскольку по своей питательной ценнос ти, аминокислотному составу и сбалансированности аминокислот он лишь незначительно уступает иэ всех белков растительного происхождения только соевому белку (С 1 гс 1 е, 1972). 20 Определенный интерес представляет также получение продукта дальнейшей переработки белка - белковых гидролиэатов различной степени расщепленияЭти гидролизаты могут использоваться для приготовления питательных сред, необходимых в микробиологической промышленности и здравоохранении, для приготовления питательных бульонов и добавок к пищевым продуктам, для кормления сельскохозяйственных животных, особенно молодняка, для приготовления аминокислотно-пептидного компонента для зондового парэнтерального питания больных с поражениями ЖКТ и т.п. Как для получения пищевого белка, так и для получения белковых гидролизатов, чрезвычайно перспективным представляется использование в качестве исходного сырья отходов маслоэкстракционного производства - подсолнечниковых жмь 1 хов и шротов, так как 90-957 выращиваемого подсолнечника перерабатывается именно в масло-жировой промышленности для получения растительного масла, а жмыхи и шроты, как отходы этого 1 производства, отправляются на корм сельскохозяйственным животным. Эти отходы составляют примерно 40-507 веса исходного сырья, а содержание белка в ннх колеблется от 30 до 507. Дополнительным преимуществом использования в качестве исходного сырья подсолнечникового шрота является низкое содержание в нем жиров (17),присутствие которых при производстве гидролизата нежелательно.При непосредственном гидролизе подсолнечникового шрота любым из известных способов и при следующей нейтрализации в гидролизате накапливаются продукты гидролиза целлюлозы и различных пентоз, которыми богата подсолнечниковая лузга и клетчатка (примером может служить фурфурол).В гидролиэате накапливаются также продукты окисления различных цвето- образующих соединений, которые присутствуют в ядре, оболочке и в луэге (перикарпе) подсолнечникового семени; Этими соединениями являются хлорогеновая, кофейная, хинная и некоторые другие оксикоричные кислоты, а также каротин. Продуктами окисления вышеуказанных кислот являются хиноны, которые ковалентно связываются с некоторыми аминокислотами и, следовательно, белками, что сущесгвенно снижает питательную ценность получаемых белков и гидролиэатов, придает им нежелательную окраску (желтую, зеленую, бурую, коричневую, серую), а также придает получаемым гидролизатам бактерицидные свойства, что делает данные гидролизаты непригодными для использования в качестве основы для приготовления питательных сред для культивирования микроорганизмов. Избавиться от этих нежелательных соединений после гидролиза затруднительно и нецелесообразфно, так как это приводит к потере ряда аминокислот из аминокислотного набора гидролизата.Известен способ получения пищевого белка из шрота масличных культур, предусматривающий обработку исходного сырья перед экстракцией белка водой при рН 6,0-6,3 для удаления пигментов, низкомолекулярных водораство" римых соединений, что повышает биологическую.ценность белка за счет исключения возможности потемнения пищевых продуктов, в которые добавляется получаемый белок. На подсолнечном шроте указанный способ не обеспечивает эФФективной очистки от цветообразующих соединений (хлорогеновая, коФейная и хинная кислоты), химическая структура которых отличается от пигментов хлопчатника (госсипол и др.) и приводит к большим потерям белка нз3 1081использованного сырья, так как минимум растворимости белков подсолнечника лежит в диапазоне 3,8-4,2.Известен способ получения гидролизата из подсолнечного шрота, заключающийся в том, что исходное сырьеподвергают двухступенчатой экстракции солевым или щелочным раствором,из полученного экстракта осаждаютбелок в изоэлектрической точке споследующим гидролиэом белковогоизолята соляной кислотой.Однако этот способ получения белкового гидролизата преследует аналитические цели и неприменим .в промывленном производстве, так как требуетпроведения продолжительного гидролиза (24 часа) при высокой концентрации кислоты, кроме того, при нейтрализации применяемой соляной кислоты 2 Ообразующиеся соли трудно удалить израствору.В известном способе не предусматривается удаление цветообразующихсоединений, что отрицательно сказывается на качестве целевого продукта, который вследствие этого приобретает нежелательную цветность ибактерицидные свойства.Цель изобретения - повышение биологической (питательной) ценностигидролизата.Это достигается тем, что в способе получения белкового гидролизата,предусматривающем щелочно-солевую35экстракцию, осаждение белка из экстракта в изоэлектрической точке с,последующим:его гидролизом., передэкстракцией исходное сырье обрабатывают водным или водно-спиртовым 4 Ораствором с рН 3,8-4,2, а гидролизбелка ведут 1-20 Х-ным раствором серной кислоты при 100-150 С в течение0,5-12 ч с последующей нейтрализацией, осветлением, выпариванием45гидролизата и отделением нерастворимого осадка,П р и м е р 1. 10 кг подсолйечного шрота заливают 200 л водопро. водной воды, соляной кислотой устанавливают рН 3,8 перемешивают, даютотстояться 15 мин, с поверхностижидкости с помощью сита удаляют лузгу, снова перемешивают, повторно удаляют всплывшую лузгу. Суспензию отстаивают в течение 30 мин, декантируют надосадочную жидкость и отбраеывают ее. Осадок заливают водопровод 8434ной водой до первоначального объема,снова устанавливают рН 3,8, перемешивают, выдерживают 1 ч, надосадочную жидкость снова декантируют и снова удаляют, Иа этих стадиях обработки значительно снижается содержаниелузги и цветообразующих фенольныхкислот в подсолнечном шроте.Осадок отжимают от избыточнойводы Фильтрацией или ценрифугированием и переносят в сосуд с подогревом (КЭП).В КЭПосадок залицают 200 ловоды, подогревают до 50.С, добавляют 207-ный раствор ИаОН до рН 11-12и вводят поваренную соль до конечнойконцентрации 5 Х, Щелочно-солевуюэкстракцию растительного белка проводят при постоянном перемешивании втечение часа, смесь нейтрализуютсоляной кислотой до рН 7,0, переносят в герметический сосуд, отстаивают в течение часа и Фильтруют черезбельтинг под давлением 0,5-1,5,атм.Для выпадения белка Фильтрат подкисляют до рН 3,8-4,0, отстаивают втечение 2-3 ч, надосадочную жидкостьудаляют. Осадок один раз промываютводопроводной водой. Полученная паста содержит 1-1,2 кг по сухому весубелка, Общий выход белкового иэолятасоставляет 80-85 ,Водную суспензию белкового изолята доводят по объему до 40 л, добавляют серную кислоту до конечной концентрации 13 и гидролиэуют при 100 Св течение 12 ч.Гидролизат нейтрализуют воднойсуспензией СаОН при постоянном перемешивании до рН 4,0 и одновременноосветляют с добавлением активированного угля марки ОУБ в количестве 2 Жна объем, после добавления угля смесьперемешивают, отстаивают в течение30 мин фильтруют через бельтинг.Гидролизат концентрируют выпариванием, после этого концентрированный гидролизат отстаивают. Выпадающийосадок гипса удаляют, сливая надосадочную жидкость. Надосадочную жидкость собирают и подщелачивают раствором ИаОН до рН 9,2, прибавляютрасплавленный двузамещенный Фосфатнатрия (ИаНР 04) до слабоположительной реакции на ионы РО 4,Выпавший осадок отделяют Фильтрацией через бельтинг, и фильтрат нейтрализуют соляной кислотой до рН 7,0,5П р и м е р 2, Промывку шрота на1-ой и 2-ой стадии ведут водно-спиртовым раствором по примеру 1, устанавливают рН 4,0 серной кислотой,экстракцию белка и получение воднойсуспензии белкового изолята выполняют как в примере 2.В водную суспензию белкового изолята добавляют серную кислоту до конечной концентрации 5% и гидролизуютпри 121 С в течение двух часов,Нейтрализация и осветление изолята по примеру. 1,П р и м е р 3. При промывке шрота на 1-ой и 2-ой стадии обработкипо примеру 1 устанавливают рН 4,2серной кислотой. Экстракцию белка иполучение водной суспензии белкового изолята выполняют как в примере 1,В водную суспензию белкового изолята добавляют серную кислоту доконечной концентрации 20% и гидролизуют при 150 С в течение 0,5 ч.Нейтрализация и осветление изолята по примеру 1.Аминокислоты1 О % к сухомувесу 3 ТриптоФан15 0,17 0,40 Лизин 0,27 Гистидин 0,83 Аммиак 0,87 Аргинин Аспарагиновая25 кислота 6,20 081843 Ьказало (табл, 1), что в нем представлены практически все аминокислоты необходимые для жизнедеятельности микрорганизмов.Полученный очищенный сернокислотный гщролизат белка "из подсолнечного шрота в количестве 6-7 л, содержит до 10% сухих веществ и имеет следующий состав, в % к сухому весу:Общий азот 10,5Пептиды(биуретовыепродукты) 39,3Аминокислоты 22,7Углеводы 4,7Нуклеиновыекислоты 0,075Зола 33,5Степень расщепления 33Фенольныекислоты 0;000Как видно из приведенного примера, извлеченный из подсолнечного шрота белок превращается в водорастворимый концентрат, который может быть использован в жидком виде или подвергаться сушке известными способами;Препарат содержит азотистых веществ 65%, со степенью расщепления ,33%. Нуклеиновые кислоты присутствуют в небольшом количестве (О 075). Он содержит около 23% свободных аминокислот. Изучение амияограммы по Треонин 0,40 Серии30 0,60 Глютаминоваякислота 6,40 Пролин 0,57 35 Глицин Алании 40 Цистин 1,60 1,03 0 Валин 1, 17 Иетионин 0,50 45 0,53 Изолейцин Лейцин 1,30 0,30 50 Тирозин 0,33 Фениналанин Сумма амино 55 кислот 22,67 ф)Средние данные трех опытов.Бульон из гидролизата шрота Куриныйбульон Говяжийбульон Х к говяжему 1 юг/л Х к го- мг/лвяжему мг/л Азотистые вещества (в расчете на белок) 104 625,0 . 700,0 . 112 39,2 59,0 151 660 500 Свободные аминокислоты: 280 в том числе; а) незаменимые 22,3 139625 342 2505 31,4 140 13,6 25,8 190 б) "вкусовые" П р и м е ч а н и я. 1; Состав бульонов рассчитан на содержание 1 Х сухоговещества. За эталон принят говяжий бульон.2 В строке "незаменимые для человека аминокислоты"приводится суммарное содержание триптофана, лизина, гистидина, аргинина, треонина, валина, метионина, изолейцина, лейцира, фенилаланина.3. И строке "вкусовые" приводится суммарное содержание глутаминовой кислоты, лизина, аланина, пролина, лейцина, серина, фенилаланина, аспарагмновой кислоты, метионина, цистеина (цистина).В 7 1Соотношение незаменимых и заменимых аминокислот составляет 1:4. Особенно важно наличие в препарате триптофана, который практически отсутствует во всех предложенных ранее кислотных гидролиэатах из другого пищевого сырья. Наличие полного набора незаменимых аминбкислот в препарате предполагает возможность егоиспользования в клинической практике для энтерального зондового питания тяжело пострадавших при различных поражениях. Важное значение имеет наличие лизина/триптофана, способствующее росту детей.Высокое содержание свободных аминокислот делает целесообразным непосредственное введение гидролиэата шрота в питание человека, так аминокислоты являются наиболее легко усваиваемой формой веществ белкового 08843 8ряда, обладают способностью непосредственно нли реФлекторным путемвключать Физиологические механизмыпищеварения, участвуют (особенно5глутаминовая кислота, лизин, лейцин,аспарагиновая кислота и др.) в создании характерного приклекательноговкуса естественных продуктов, вчастности мяса, рыбы, грибов. Некото 1 О рые из аминокислот принадлежат квеществам, необходимым для человека,но не синтезируемым им,По количественному содержанию инабору аминокислот гидролизат подсолнечного шрота не уступает наиболее ценным продуктам, применяемым вобщей кулинарии и лечебном питании(табл. 2).В табл, 2 представлено содержаниеаминокислот в бульонах из мяса и1843 10ролиэата врата в питании людей, ослабленных травмами или заболеваниями,В табл. 3 представлены некоторыепоказатели роста бактерий на среде из гидролиэата белка подсолнечного шрота (ГБПШ) и на агаре Хоттингера,Таблица 3 9 1 ОЯГидролизат белка подсолнечного шрота может быть использован в качестве основы питательных сред для выращивания бактерий.Данные табл, 2. показывают, что особенно перспективно применение гидКоличество колоний припосеве 100 микробныхклеток твительность средыкробных клеткахимальная доза, прирой наблюдается кроорганиэм рост агар изГБПШ агарХоттинге оттинера Яп. Г 1.ехпегд 1 . 851 ЬСог. 41 рЬЬегоддев 191 351 Збфб 0 2111 10 1 О 10 9 10 1 Ь+3 1выхидроДанные, представлсвидетельствуют о в честве основного исто гидролизата белка под 31 та позволяет получатьсреды, по своему качещие такой полноценной агар из перевара мяса ачеств х питательнбелка подсолению к целоаниэмов, Ис иза от микроор Техред М.Хода Редакто оликова Обруч оррек акаэ 6054/1 Тираж 543 сударственного коми м изобретений и от ва, Ж, Раушская Подписноетета СССРрытийнаб., д. 4 ВНИИПИ по дел 13035, Мос/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,1 сощщцп 1 в 1015ойецв чц 1 яаг 1 в 1ецдощопав 5810гощопав Ь 020 енные в таблсоких ростои сред иэ гнечного шротаму ряду различныхольэование в каника питанияолнечного шропитательныетву не уступаюсреде, какпо Хбттингеру.