способ получения белкового гидролизата из твердых хромсодержащих отходов кожевенного производства

Классы МПК:C12S3/00 Обработка животных или растительных материалов или микроорганизмов
C12S7/00 Обработка кож, например удаление волос, умягчение
A23J1/10 из волос, перьев, рога, шкур, кож, костей и тп 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Московский государственный университет дизайна и технологии (МГУДТ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2003-04-04
публикация патента:

Изобретение относится к биотехнологии и касается способа получения белковых веществ из твердых хромсодержащих отходов кожевенного производства. Способ получения белкового гидролизата из твердых хромсодержащих отходов кожевенного производства включает раздубливание, ферментативную обработку. Обработку отходов проводят в четыре стадии: на первой стадии - ферментом пепсином, на второй стадии - щавелевой кислотой, на третьей стадии - нейтральной или щелочной протеазой, на четвертой стадии - уксусной кислотой. Способ позволяет получить белковый гидролизат с низким содержанием минеральных веществ, высоким содержанием сухого остатка, молекулярной массой, соизмеримой с молекулярной массой коллагена /300-360 тыс./. 2 табл.

Формула изобретения

Способ получения белкового гидролизата из твердых хромсодержащих отходов кожевенного производства, включающий раздубливание, ферментативную обработку, отличающийся тем, что обработку отходов проводят в четыре стадии: на первой стадии - водным раствором пепсина 0,1-5,0 г/л в течение 1-6 ч, при температуре 30-40°С, на второй стадии - водным раствором щавелевой кислоты 1-20 г/л в течение 1-24 ч, при температуре 10-30°С, на третьей стадии - водным раствором нейтральной или щелочной протеазы 0,1-15,0 г/л в течение 1-6 ч, при температуре 30-40°С, на четвертой стадии - водным раствором уксусной кислоты 40-80 г/л в течение 20-100 ч, при температуре 10-30°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кожевенной промышленности, в частности к технологии получения белковых веществ из твердых хромсодержащих отходов кожевенного производства.

Известен способ получения белкового гидролизата из коллагенсодержащих отходов производства кож хромового дубления, предусматривающий их раздубливание в водном растворе гидроксида кальция 12 г/л при температуре 60-65°С, ферментативную обработку в водном растворе протеазы Alcalase - 12 г/л при температуре 60-65°С (М.М.Taylor, E.S.Diefendorf, G.C.Na. Enzymatic treatment of chrome shavings. - JALCA, vol.85, 1990, №8, р.264-274). К недостаткам данного способа относится:

- использование высоких температур, приводящих к изменению структуры белка, а следовательно, и его свойств;

- применение малорастворимого гидроксида кальция, способствующего загрязнению сточных вод, а также белкового гидролизата;

- использование ферментного препарата Alcalase, обладающего широкой субстратной специфичностью и обеспечивающего получение белкового гидролизата с низкой молекулярной массой, что ограничивает область применения последнего.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ получения белкового гидролизата из коллагенсодержащих отходов производства кож хромового дубления, предусматривающий их раздубливание в водном растворе оксида магния 12 г/л при температуре 70°С, ферментативную обработку в присутствии щелочной протеазы - 12 г/л при температуре 70°С (М.М.Taylor, L.F.Cabeza, W.N.Manner, E.M.Brown. Use of tryptec enzyme preparations in treatment of chrome shavings. - JALCA, vol.95, 2000, №7, р.243-251).

Использование в данном способе получения белкового гидролизата высокой температуры обработки (70°С) приводит к изменению структуры и свойств белка, что ограничивает область применения белкового гидролизата. Кроме того, данный способ характеризуется относительно низким содержанием сухого остатка в гидролизате (3,0-4,7 %), высоким содержанием минеральных веществ (11,8-18,6 %).

Технической задачей заявленного изобретения является обеспечение получения белкового гидролизата, содержащего продукты растворения коллагена, максимально сохранившие структуру белка.

Поставленная задача достигается тем, что в способе обработки коллагенсодержащих отходов производства кож хромового дубления, включающем их раздубливание, ферментативную обработку, перед раздубливанием проводят обработку в водном растворе пепсина 0,1-5,0 г/л и температуре 30-40°С в течение 1-6 ч (1 стадия). Раздубливание выполняют в водном растворе щавелевой кислоты 1-20 г/л при температуре 10-30°С в течение 1-24 ч (2 стадия). Последующую ферментативную обработку проводят в водном растворе нейтральной или щелочной протеазы 0,1-15,0 г/л при температуре 30-40°С в течение 1-6 ч (3 стадия). Заключительную стадию выполняют в водном растворе уксусной кислоты 40-80 г/л в течение 20-100 ч при температуре 10-30°С (4 стадия).

Технический результат заключается в том, что получается белковый гидролизат с низким содержанием минеральных веществ, в т.ч. оксида хрома, высоким содержанием сухого остатка, молекулярной массой, соизмеримой с молекулярной массой коллагена (300-360 тыс.).

Неочевидность достижения качественно нового технического результата следует из того, что согласно данным специальной литературы (И.С.Шестакова, Л.В.Моисеева, Т.Ф.Миронова. Ферменты в кожевенном и меховом производстве. М.: Легпромбытиздат, 1990, с.40) пепсин действует на неизмененный коллаген, дубление ослабляет действие пепсина. Соблюдение же режима заявленного способа обеспечивает эффективную подготовку коллагенсодержащих отходов хромового дубления в присутствии пепсина к раздубливанию и последующему растворению.

Для осуществления третьей стадии способа - ферментативной обработки в качестве ферментного препарата могут быть использованы нейтральные или щелочные протеазы, выделенные, например, из штаммов Bacillus subtilis, Aspergillus oryzae, Streptomyces griseus, Streptomyces Spp. и других.

Варианты расхода используемых веществ предложенного способа приведены в табл. 1.

Способ по примерам 1-3 осуществляют следующим образом. Хромовую стружку обрабатывают водным раствором пепсина 0,1-5,0 г/л в течение 1-6 ч, при температуре 30-40°С, ЖК 5-10 (1 стадия). Затем проводят раздубливание в водном растворе щавелевой кислоты 1-20 г/л, в течение 1-24 ч, при температуре 10-30°С, ЖК 5-10 (2 стадия). Последующую ферментативную обработку осуществляют в водном растворе ферментного препарата “Прок” 0,1-15,0 г/л в течение 1-6 ч, при температуре 30-40°С, ЖК 5-10 (3 стадия). Растворение полученного продукта проводят в водном растворе уксусной кислоты 40-80 г/л в течение 20-100 часов при температуре 10-30°С, ЖК 10-30 (4 стадия).

Способ по ближайшему аналогу осуществляют следующим образом. Хромовую стружку раздубливают в водном растворе оксида магния 12 г/л, при температуре 70°С, в течение 3 ч, ЖК 5. Затем проводят ферментативную обработку в присутствии щелочной протеазы 10 г/л, рН 8,5-9,0, температуре 70°С, в течение 3 ч. Далее выполняют фильтрацию полученного продукта.

Показатели качества белкового гидролизата, выработанного по примерам 1-7 и по ближайшему аналогу, приведены в табл.2.

Как следует из табл. 2, предложенный способ позволяет получить белковый гидролизат с низким содержанием минеральных веществ, в т.ч. оксида хрома, высоким содержанием сухого остатка, молекулярной массой, соизмеримой с молекулярной массой коллагена (300-360 тыс.).

Нарушение заявленного расхода ферментных препаратов пепсина и протеазы “Прок” не обеспечивает достижения цели изобретения: уменьшается степень гидролиза белка (вариант 4-6), белковый гидролизат содержит фрагменты белка с молекулярной массой, значительно меньшей молекулярной массы коллагена (вариант 5, 7). Увеличение расхода щавелевой и уксусной кислоты, а также температуры обрабатывающей жидкости выше установленного предела нецелесообразно, т.к. не способствует улучшению качества продукта и интенсификации процесса. Уменьшение расхода щавелевой и уксусной кислоты, температуры обрабатывающей жидкости ниже установленного предела не обеспечивает получение белкового гидролизата соответствующего качества, т.к. в первом случае не достигается дехромирование коллагенсодержащих отходов, во втором случае - их растворение, а в третьем - и дехромирование, и растворение.

Полученный белковый гидролизат может быть использован в процессах кожевенного и мехового производства.

Таблица 1
Расход веществ, г/л Примеры
оптимальные контрольные
123 456 7
Пепсин 0,12,55,0 05,15,0 0,1
Протеаза “Прок” 15,07,50,1 15,07,50 16,0
Таблица 2
Вариант Показатель
содержание в гидролизате сухого остатка, % молекулярная масса продуктов гидролиза, 10-3 Да
Ближайший аналог 4,5 10-30
1 10,1300-360
212,5 300-360
3 14,0300-360
43,5 400-500
5 3,8200-250
63,4 400-500
7 14,7100-120

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2249047

patent-2249047.pdf

Класс C12S3/00 Обработка животных или растительных материалов или микроорганизмов

способ препаративного выделения основных белков из надмолекулярных структур растущей популяции escherichia coli -  патент 2471873 (10.01.2013)
очистка белков с помощью катионного поверхностно-активного вещества -  патент 2426738 (20.08.2011)
способ получения электроизоляционной бумаги -  патент 2415221 (27.03.2011)
способ ферментативно-пероксидного беления льносодержащих тканей -  патент 2372429 (10.11.2009)
способ ферментативно-пероксидной подготовки к прядению высоколигнифицированной льняной ровницы -  патент 2366771 (10.09.2009)
способ ферментативно-пероксидной подготовки льняной ровницы к прядению -  патент 2366770 (10.09.2009)
совмещенный способ подготовки к прядению и крашения льняного волокна -  патент 2366769 (10.09.2009)
биотермофотоэлектрокаталитическая когенерационная установка для экологически безопасной утилизации свалочного биогаза -  патент 2362636 (27.07.2009)
способ подготовки сырьевых отходов кожевенного производства к растворению -  патент 2328508 (10.07.2008)
способ выделения гликозаминогликанов из минерализованной соединительной ткани -  патент 2325902 (10.06.2008)

Класс C12S7/00 Обработка кож, например удаление волос, умягчение

Класс A23J1/10 из волос, перьев, рога, шкур, кож, костей и тп 

Наверх