Способ получения белкового гидролизата из кератинсодержащего сырья

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 4 А 23,1 1/10 ИСАНИ ЕТЕНИ ДЕТЕЛЬС арстий проин 981ССР 974. тво 10,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ С(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОГОГИДРОЛИЗАТА ИЗ КЕРАТИНСОДЕРЖАЩЕГОСЫРЬЯ, предусматривающий проведениопераций гидролиза сырья кислотой,обработку гидролиэата активированным древесным углем с последующим его отделением, нейтрализацию, упаривание гидролизата, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повьппения биологической ценности целевогопродукта и тем самым обеспечения воэможности использования его для культивирования микроорганизмов, операции гидролиэа сырья, обработки гидролиэата активированным древеснымуглем проводят одновременно, приэтом для обработки используют активированный уголь марки ОУ-Б (кислый)с последующим отделением древесногоугля от гидродизата, а после нейтрализации к гидролизату добавляют 0,250,37. сульфида или сульфита натрияпри рН 8,5-9,0 и температуре 90 -100 С для восстановления дисульфидных связей серусодержащих аминокисло.т.1237153 Изобретение относится к медицинской микробиологии и может быть использовано при получении питательныхсред для выделения и культивированиямикроорганизмов. 5Целью изобретения является новышение биологической ценности целевого продукта и тем самым обеспечениевозможности использования его длякультивирования микроорганизмов, 10Сущность способа заключается вследующем,Выбор в качестве сорбента,цревесного угля марки ОУ-Б обусловлен свойствами активных групп, образующихся 15на поверхности угля и имеющих оптимум сорбции в кислотной зоне, тогдакак угли других типов имеют оптимумы сорбции в нейтральной или щелочной зоне.Этопреимущество позаоляетвес- щти процессыгидролиза и осветления гидролизата одновременно,при этом происходит удалениетоксических веществи ингибиторов роста микроорганизмов.25Отделение сорбента после гидролиэа проводят в кислой среде до нейтрализации кислоты при рН 0,5-1,5, чтоявляется оптимальным для удаленияпигментных и токсических веществ,ЗОвыделяющихся в процессе гидролизакератинсодержащего сырья. Это основано на том, что пигментные и токсические вещества меламинов, пигментов рыжих волос и перьев идругих, а также продукты их гидролиза содержат в своем составеатомы азота, которые протонируются в кислой среде и тем самымпридают этим соединениям свойствакатионов, Применение сорбента с активными группами кислотного типа,например древесного угля марки ОУ-БГОСТ 4453-48, приводит к образованиюнерастворимых солеподобных соединений между частицами сорбента и пигментными токсическими веществами. Впроцессе удаления сорбента удаляютсяацсорбированные на нем пигментныетоксические вещества. Повышение рН выше 2,0 приводит к снижению числа прото- цнированных атомов азота в пигментныхи токсических веществах, в результате чего удаление пигментных и токсических веществ из гидролизата невозможно, Применение сорбента с другими 55типами активных групп, например углей марки ОУ-А, ОУ-С, также не приво.дит к желаемому эффекту. 2Прибавление к гидролиэату сульфида или сульфита натрия в концентрации 0,25-0,37, необходимо для восстановления дисульфидных групп молекулцистина и перевода цистина в цистеинили сульфоцистеин. Это приводит крастворению серусодержащих аминокислот (растворимость цистина 0,01 г на100 мл; растворимость цистеина 5,6 гна 100 мл), их сохранности и повыше нию биологической питательной ценности гидролиэата. Снижение количествавводимого сульфида или сульфита натрия приводит к неполному восстановлению дисульфидных связей серусодержащих аминокислот, что увеличиваетпотери цистина и цистинсодержащихпептидов, тогда как увеличение концентрации сульфита или сульфида натрия приводит в первом случае к выцелению сернистого ангидрида при культивировании микроорганизмов, действующих как бактерицидное вещество,а во втором случае к автокаталитической реакции разрушения тиолов с выделением элементарной серы,что делает гидролизат непригодным для культивирования микроорганизмов.Добавление сульфида или сульфитанатрия при рН 8,5-9 0 и температуре90-100 С обеспечивает оптимальнуюскорость восстановления дисульфидныхсоединений серусодержащих аминокислот, При снижении рН и температурынаблюдается значительное снижениескорости восстановления дисульфидныхсоединений, в то время как увеличение рН и температуры (рН ) 9,0, темпео,ратура ) 100 С) к существенному повышению скорости восстановления не приводит и экономически не оправдано. В табл. 1 показано влияние обработки сульфитом или сульфидом натрия на химический состав гидролизата,П р и м е р 1. 1 кг рого-копытноймуки загружают н реактор, куда вносят20 л воды и 0,5 кг активированногодревесного угля марки ОУ-Б, добавляют серную кислоту до конечной коноцентрации 5 Ж и гидролизуют при 132 Св течение 3 ч,Гидролизат декантируют с осадка,фильтруют и нейтрализуют суспензиейСа(ОН), до рН 3,8-4,0, подщелачивают 403-ным раствором ИаОН до рН 9,0,вносят 0,252 сульфита натрия и нагревают до 90 С.Гидролизат отстаивают в течение30 мин, декантируют и фипьтруют,Отфильтрованный гидролизат нейтрализуют до рН ,0 добавлением 18 -ного раствора НС 1, упаривают и сушатизвестным способом.П р и м е р 2. Гидролиэ рого-копытной муки осуществляют как в примере .Гидролизат декантируют, фильтруюти нейтрализуют суспензией Са(ОН), дорН 3,8-4,0, а затем подщелачивают40 -ным раствором ИаОН до рН 8,5 ивносят 0,3% сульфита натрия, нагревают до 100 С,Гидролизат отстаивают в течение30 мин, декантируют и фильтруют.Гидролизат нейтрализуют, упаривают и сушат как в примере 1.П р и м е р 3. Гидролиз рого-копытной муки как в примере 1.Гидролизат декантируют, фильтруюти нейтрализуют суспензией Са(ОН), дорН 3,8-4,0, подщелачивают 402-нымраствором ИаОН до рН 8,5, добавляют0,25 сульфида натрия и нагреваютдо 100 С.Гидролизат отстаивают 30 мин, декантируют и фильтруют.Гидролизат нейтрализуют, упаривают и сушат как в примере 1.П р и м е р 4, Гидролиз рого-копытной муки проводят как в примере 1.Гидролизат декантируют, фильтруют и нейтрализуют суспенэией Са(ОН)как в примере 1. Нейтрализованныйгидролизат подщелачивают 40 -нымраствором ИаОН до рН 9,0, добавляют0,3 сульфида натрия и нагревают до90 С.Гидролизат отстаивают 30 мин, декантируют и фильтруют.Гидролизат нейтрализуют, упаривают иа сушат как в примере 1.П р и м е р 5. 1 кг перьев загружают в реактор, куда вносят 20 л воды и 500 г активированного угля марки ОУ-Б, добавляют серную кислоту доконечной концентрации 103 и гидролнэуют.при 127 С в течение 2 ч.Гидролизат декантируют с осадка,фильтруют, нейтрализуют суспензиейСа(ОН), до рН 3,8-4,0, подщелачивают 402-ным раствором МаОНдо рН 9,0 и вносят 0,25 сульфитанатрия и нагревают до 90 С. Гидролиэат отстаивают в течение30 мин, декактируют, фильтруют и нейтрализуют до рН 7,0, упаривают исушат известным способом.П р и м е р 6. 1 кг волос загружают в реактор, куда добавляют 20 лводы, 600 г активированного древесного угля марки ОУ-Б, серную кислоту до конечной концентрации 5 иогидролиэуют при 132 С в течение 2 ч.Гидролиэат декантируют, фильтру О ют и нейтрализуют суспенэией Са(ОН),до рН 3,8-4,0, подщелачивают 403-нымраствором ИаОН до рН 8,5, добавляют0,25 сульфида натрия и нагревают до90 СГидролизат отстаивают в течение30 мин, декантируют, фильтруют,нейтрализуют до рН 7,0, упаривают и сушат известным способом.П р и м е р 7. 1 кг рого-копытноймуки загружают в реактор, куда вносят 20 л воды и 0,5 кг сорбента "древесного угля марки ОУ-Б ГОСТ 445348, добавляют серную кислоту до конечной концентрации 2(рН " 1,5),пе ремешивают и гидролизуют при 132 Св течение 5 ч.По окончании гидролиза гидролизат охлаждают и без нейтрализациикислоты при рН 1,5, гидролизат отделяют от сорбента Фильтрованием.Профильтрованный бесцветный гидролизат нейтрализуют суспензией Са(ОН)до рН 3,8-4,0, подщелачивают 40 -нымраствором ИаОН до рН 8,5-9,0, вводят0,25-0,3 Е сульфида или сульфита натрия и нагревают до 90-100 С.Гидролиэат отстаивают в течение30 мин, декантируют с осадка гипса и фильтруют.Отфильтрованный гидролизат нейтрализуют 18%-ным раствором НС 6, упаривают и сушат известным способом.П р и м е р 8. 1 кг рого-копытноймуки загружают в реактор, куда вносят 20 л воды и 0,5 кг сорбента - древесного угля марки ОУ-Б ГОСТ 445348, добавляют серную кислоту до конечной концентрации 5 Е (рН " 1,0), перемешивают и гидролиэуют при 132 С в течение 3 ч.По окончании гидролиза гидролиэатохлаждают и беэ нейтрализации кислоты при рН1,0, отделяют от сорбен та фильтрованием.Профильтрованный бесцветный гидролиэат нейтрализуют, подщелачивают, упаривают и сушат как в примере 7.АргининАспарагиновая кислотаТреонинСеринГлютаминовая кислотаПролинГлицинАланинЦистеинВалин,ИетионинИз олейцинЛейцинТирозинФенилаланин 8,01 9,71 5,23 9,43 17,40 7,25 4,45 4,00 11,78 4,98 0,26 2,84 6,48 1,91 1,54 Содержаниеаминокислот,7. Аминокислоты Следы3,521,21 ТриптофанЛизинГистидин Та блица 1 Химический состав гидролизатов, полученных попредлагаемому способу из рого-копытной мукиПример 40,37Иа,БРН 9,0с=90 С Пример 20,37Иа БОрН 8,5=100 С Показатели 2,4 2,8 2,0 2,0 Влажность, % Пептиды (биуретовыепродукты), 7 48,1 3 12371П р и м е р 9. 1 кг рого-копыл ной муки загружают в реактор, куда вносят 20 л воды и 0,5 кг сорбента - древесного угля марки ОУ-Б ГОСТ 4453-48, добавляют серную кислоту до конечной концентрации 157 рН-1,5), перемешивают и гидролизуют при 132 С в течение 1,2 ч.По окончании гидролиза гидролизат охлаждают и без нейтрализации кисло ты при рН0,5, отделяют от сорбента фильтрованием.Профильтрованный бесцветный гидролизат нейтрализуют, подщелачивают, упаривают и сушат как в примере 7. 15Полученный согласно приведенным примерам гидролизат представляет собой сыпучий порошок белого цвета,который легко и полностью растворим в воде и имеет следующий состав, 7. к 20 сухому весу:Общий азот 11,2Пептиды (биуретовыепродукты55,6Свободные аминокислоты 14,6 25Зола 30,1Степень расщепления 30, 27Препарат содержит около 707 азотистых веществ со степенью расщепления 307 и 14,37. свободных аминокислот. Зо В нем представлены практически все аминокислоты, необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов. Важно наличие большого количества цистеина, практически отсутствующего в известных кислотных гидролизатах из другого сырья.Гидролизат может быть использован в качестве основы питательных сред для выращивания микроорганизмов.Данные, представленные в табл. 2, свидетельствуют о высоких ростовых качествах питательных сред, приготов. ленных из кислотного гидролизата кератинсодержащего сырья; Использование в качестве основного источника питания гидролизата кератинсодержащего сырья позволяет получать питательные среды, по своему качеству не.уступающие такой полноценной среде,как агар из перевара мяса по Хоттингеру.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет получить белковый гидролизат, по своим свойствам более пригодный для выращивания микроорганизмов.1237153 16,6 16,0 16,0 35,2 35,0 35,5 36,0 9,4 9,3 28,0 28,0 28,4 27,8 Следы Следы Следы Следы Триптофан 3,62 3,62 3,66 3,65 Лизин Гистидин 1,58 1,52 8,40 8,40 8,42 10,00 9,92 9,82 5,46 5,52 5,50 ТреонинСерии 9,65 9,6818,00 9,70 9,62 17,98 17,96 18,02 7,54 7,56 7,54 ПролинГлицин 4,46 4,52 4,48. 4,20 4,18Алании 7,67 7,72 7,71 Цистеин 5,78 5,73 Волин 0,46 0,42 Метионин 6,77 6,77 6,75 Кзолейцин 2,83 2,84 2,80 2,85 Лейцин 1,86 1,68 1,92 1,65 1,91 1,66 1,88 1,69 Тирозин фенилаланинСвободные аминокислоты,Х 16,4 Зола, 7Общий азот, У.Степень расщепления, ХАминокислотный состав, Х. АргининАспарагиновая кислота Глутаминовая кислота 8Продолжение табл.