PL219629B1 - Sposób wytwarzania hydrolizatu białkowego metodą chemiczną - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania hydrolizatu białkowego z tkanki mięsno-kostnej metodą chemiczną polega na tym, że proces hydrolizy prowadzi się przy stosunku wagowym tkanki mięsno-kostnej do wody od 1:0,75 do 1:3 w temperaturze od 70 do 130°C, w czasie od 0,5 do 3 h, po czym oddziela się od hydrolizatu tłuszcz i odpady kostne w znany sposób.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania hydrolizatu białkowego metodą hydrolizy chemicznej.

Białkowe hydrolizaty to mieszaniny protein powstałych w wyniku katalitycznej hydrolizy białek pochodzenia naturalnego. Stosuje się zarówno kwasową jak i zasadową metodę wytwarzania hydrolizatów białkowych. Jest to proces hydrolizy chemicznej, który powinien przebiegać w środowisku silnie kwasowym (pH < 1) bądź silnie alkalicznym (pH > 12). W przypadku pierwszym, jako substancji katalizującej używa się kwasu solnego lub siarkowego, natomiast przy hydrolizie zasadowej, wodorotlenku wapnia bądź tlenku magnezu. Proces ten powinien przebiegać w temperaturze 80-100°C, przez około 6-18 godzin. Produktem takiego procesu są hydrolizaty białkowe nieżelujące, mające zastosowanie głównie jako dodatki smakowo-zapachowe w przetwórstwie żywności. Wydajność hydrolizy wynosi około 80%. Często też tkankę mięsno-kostną z rozbioru mięsa traktuje się jako odpad lub też jako surowiec do produkcji karmy zwierzęcej.

Daleko idącą hydrolizę białka, prowadzącą do uwolnienia krótkich peptydów i aminokwasów, stosuje się w celu uzyskania hydrolizatów do celów żywnościowych, paszowych lub technicznych albo peptydów aktywnych biologicznie. Szybkość hydrolizy wiązań peptydowych w białkach zależy od rodzaju aminokwasów tworzących te wiązania. Najbardziej odporne na hydrolizę są wiązania peptydowe z waliną, leucyną i izoleucyną, natomiast seryna i treonina ulegają powolnej degradacji. Skład hydrolizatu zależy bardzo istotnie od czasu hydrolizy w danej temperaturze i od jakości surowca. Surowcem do produkcji hydrolizatów białkowych oraz suszonych protein pylistych może być tkanka mięsno-kostna z rozbioru półtusz wieprzowych lub wołowych. Tkanka ta, aby była przydatna do produkcji hydrolizatów musi być przechowywana w chłodni, a do produkcji hydrolizatów przekazana w postaci rozdrobnionej. Hydrolizaty białkowe są wysoko funkcjonalnymi substancjami, posiadającymi (zależnie od zastosowania), zdolność żelowania, pęcznienia, wiązania wody oraz emulgacji. Mają szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym.

Z opisu patentowego US2751408 znany jest sposób otrzymywania hydrolizatów białkowych polegający na hydrolizie protein z dodatkiem nieutleniających kwasów mineralnych, oddzieleniu składników huminowych przy stosowaniu pH 0,5-4,0, w temperaturze 40-100°C, doprowadzeniu pH do 5,5 -10,0 i strąceniu w tych warunkach składników tyrozynowych celem otrzymania czystego hydrolizatu. Inne rozwiązania znane jest z opisu patentowego US4293 571, gdzie hydrolizat proteinowy (białkowy) jest poddawany obróbce termicznej celem denaturacji protein, które są następnie usuwane przez ultrafiltrację. Permeat z ultrafiltracji zawiera oczyszczony hydrolizat białkowy.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania hydrolizatu białkowego żelującego mogącego znaleźć zastosowanie jako zamiennik żelatyny w przemyśle spożywczym. Dodatkowym celem jest uzyskanie maksymalnego ubytku tkanki mięsno-kostnej w czasie procesu, tak by zminimalizować ilość powstających w procesie hydrolizy odpadów kostnych.

Sposób wytwarzania hydrolizatu białkowego z tkanki mięsno-kostnej według wynalazku charakteryzuje się tym, że do wody dodaje się przed hydrolizą 80% kwas mlekowy w ilości od 0,5 do 1,5 części wagowych na 100 części wagowych wody, a proces hydrolizy prowadzi się przy stosunku wagowym tkanki mięsno-kostnej do wody od 1:0,75 do 1:3 w temperaturze od 70 do 130°C, w czasie od 0,5 do 3 h, po czym oddziela się od hydrolizatu tłuszcz i odpady kostne w znany sposób. Hydrolizat białkowy otrzymany sposobem według wynalazku posiada własności żelujące oraz zawiera białka w ilości od około 7 do około 11%.

Przed hydrolizą rozdrabnia się tkankę mięsno-kostną korzystnie do uziarnienia od 0,2 do 20 mm.

Korzystnie stosuje się tkankę mięsno-kostną powstałą wskutek rozdrobnienia kości wieprzowych.

Korzystnie stosuje się tkankę mięsno-kostną powstałą wskutek rozdrobnienia kości wieprzowych zawierającą wodę w ilości około 40% wagowych; białko w ilości około 18% wagowych; tłuszcz w ilości około w ilości około 20% wagowych; części mineralne w ilości około 22% wagowych.

Dodatkowo korzystnie stosuje się tkankę mięsno-kostną o gęstości nasypowej od 1,1 do 1,2 kg/dm³.

Korzystnie odpady kostne oddziela się od hydrolizatu przez filtrację na nuczy filtracyjnej.

Korzystnie tłuszcz oddziela się od hydrolizatu przez wirowanie.

Korzystnie proces hydrolizy prowadzi się przy ciągłym mieszaniu.

Dobranie właściwych parametrów procesu, takich jak odpowiednia temperatura, skład mieszaniny reakcyjnej oraz czas hydrolizy, co jest istotą wynalazku, umożliwia otrzymanie hydrolizatu białkowego

PL 219 629 B1 o zawartości białka od około 7 do około 11% i o odpowiednich własnościach takich jak barwa, klarowność oraz zdolność żelowania. Stwierdzono, że temperatura procesu powyżej 130°C powoduje znaczne rozłożenie łańcuchów białkowych, a co za tym idzie utratę właściwości żelujących. Właściwości te można zachować prowadząc proces w niższych temperaturach od 70°C do 130°C. Jednocześnie przy zachowaniu odpowiedniego czasu reakcji i odpowiednich proporcji miazgi mięsno-kostnej do wody możliwa jest maksymalna redukcja odpadów kostnych. Proces hydrolizy prowadzono w reaktorze laboratoryjnym, przy ciągłym mieszaniu.

Sposób według wynalazku jest bardzo wydajny, gdyż pozwala na otrzymanie hydrolizatu białkowego w ilości odpowiadającej około 80% wagi surowca (tkanki mięsno-kostnej).

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady:

P r z y k ł a d I

Do 100 części wagowych miazgi mięsno-kostnej powstałej wskutek rozdrobnienia tkanki mięsno-kostnej kości wieprzowych zawierającego [%]: woda ~ 40; białko ~ 18; tłuszcz ~ 20; części mine₃ ralne ~ 22; gęstość nasypowa 1,15 kg/dm ; uziarnienie 0,2-20 mm dodano 100 części wagowych wody, do której wcześniej dodano 1 część wagową 80% kwasu mlekowego. Proces hydrolizy prowadzono w reaktorze laboratoryjnym, przy ciągłym mieszaniu przez 40 min w temperaturze 110°C. Następnie od hydrolizatu białkowego oddzielono części stale (mułek kostny w ilości 27 g) przez filtrację na nuczy filtracyjnej i tłuszcz (w ilości 8 g) przez wirowanie. Otrzymany w ilości 79 g hydrolizat białkowy zawierał 10,5% białka, posiadał własności żelujące i jasną barwę.

P r z y k ł a d II

Do 100 części wagowych miazgi mięsno-kostnej powstałej wskutek rozdrobnienia tkanki mięsno-kostnej kości wieprzowych zawierającego [%]: woda ~ 41; białko ~ 20; tłuszcz ~ 20; części mine₃ ralne ~ 24; gęstość nasypowa 1,2 kg/dm³; uziarnienie 0,2-20 mm dodano 200 części wagowych wody, do której wcześniej dodano 0,5 części wagowej 80% kwasu mlekowego. Proces hydrolizy prowadzono w reaktorze laboratoryjnym, przy ciągłym mieszaniu przez 40 min w temperaturze 110°C. Następnie od hydrolizatu białkowego oddzielono części stałe (mułek kostny w ilości 25 g) przez filtrację na nuczy filtracyjnej i tłuszcz (w ilości 7 g) przez wirowanie. Otrzymany w ilości 80 g hydrolizat białkowy zawierał 9,5% białka, posiadał własności żelujące i jasną barwę.

Claims (8)

1. Sposób wytwarzania hydrolizatu białkowego z tkanki mięsno-kostnej, znamienny tym, że do wody dodaje się przed hydrolizą 80% kwas mlekowy w ilości od 0,5 do 1,5 części wagowych na 100 części wagowych wody, a proces hydrolizy prowadzi się przy stosunku wagowym tkanki mięsno-kostnej do wody od 1:0,75 do 1:3 w temperaturze od 70 do 130°C, w czasie od 0,5 do 3 h, po czym oddziela się od hydrolizatu tłuszcz i odpady kostne w znany sposób.

2. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przed hydrolizą rozdrabnia się tkankę mięsno-kostną korzystnie do uziarnienia od 0,2 do 20 mm.

3. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się tkankę mięsno-kostną powstałą wskutek rozdrobnienia kości wieprzowych.

4. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się tkankę mięsno-kostną zawierającą wodę w ilości około 40% wagowych; białko w ilości około 18% wagowych; tłuszcz w ilości około około 20% wagowych; części mineralne w ilości około 22% wagowych.

5. Sposób według zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że stosuje się tkankę mięsno-kostną o gę₃ stości nasypowej od 1,1 do 1,2 kg/dm³.

6. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienny tym, że odpady kostne oddziela się od hydrolizatu przez filtrację na nuczy filtracyjnej.

7. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienny tym, że tłuszcz oddziela się od hydrolizatu przez wirowanie.

8. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienny tym, że proces hydrolizy prowadzi się przy ciągłym mieszaniu.