способ получения белкового гидролизата

Формула изобретения

Способ получения белкового гидролизата из цельных тушек птиц, включающий гидролиз сырья соляной кислотой с предварительным гидролизом гидроксидом натрия, отличающийся тем, что в качестве сырья используют цельные тушки птицы, предварительный гидролиз проводят гидроксидом натрия концентрацией 0,5-1% при температуре 90-110°С и гидромодуле 1:(1-2) в течение 4-5 ч, осуществляют декантацию жидкого щелочного гидролизата, твердый мясо-костный остаток гидролизуют 5-10%-ной соляной кислотой при 110-120°С и гидромодуле 1:(1-2) с последующим объединением щелочного и кислотного гидролизатов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кормопроизводству и предназначено для использования в производстве сухих белковых кормовых добавок. В предлагаемом способе гидролизуют малоценную не потрошеную птицу в оперении для получения кормовых добавок.

Известен способ получения белкового гидролизата из мяса, который включает следующие операции: мясо измельчают, экстрагируют горячей водой, получая водорастворимую фракцию. Нерастворимый остаток отделяют и подвергают кислотному гидролизу, получая кислоторастворимую фракцию, которую затем нейтрализуют щелочными соединениями, например гидроксидом натрия. Фракцию, полученную после экстракции горячей водой, и фракцию, полученную гидролизом соляной кислотой с последующей нейтрализацией, соединяют и выпаривают под вакуумом, получая мясной экстракт. Данный продукт используют как ароматизатор для придания запаха мяса. (Патент США №3692538, публ. 19.09.72 г.).

Данный способ не обеспечивает достаточно высокого выхода готового продукта, не предназначен для получения кормовой добавки.

Известен способ получения белкового гидролизата из кератинсодержащего сырья, который включает гидролиз сырья соляной кислотой с последующей нейтрализацией гидроксидом натрия, очистку и сушку белкового гидролизата. Перед гидролизом сырья соляной кислотой сырье гидролизуют гидроксидом натрия при температуре 120-130°С в течение 1-2 ч, причем гидроксид натрия используют концентрацией 5-15%, а массовое отношение сырья к соляной кислоте составляет 1:3. Кроме того, после предварительного гидролиза гидроксидом натрия кератиносодержащее сырье измельчают (патент РФ №2206231, публ. 17.07.20-01 - прототип).

Недостатком способа является высокое содержание соли в готовом продукте, ограничивающее его использование для кормовых целей. Высокие концентрации реагентов приводят к большому их расходу и высокой стоимости конечного продукта.

Техническим результатом, который достигается при использовании данного изобретения, является возможность утилизации экологически небезопасного сырья при неблагоприятной санитарно-эпидемиологической обстановке (падеж птицы) с получением дешевого кормового продукта. Существенным является также повышение качества конечного продукта за счет уменьшения концентрации соли. Кроме того, уменьшается стоимость конечного продукта за счет уменьшения количества и концентрации используемых реагентов.

Технический результат достигается за счет того, что в способе получения белкового гидролизата из цельных тушек птиц в оперении, включающем гидролиз сырья гидроксидом натрия при температуре 90-110°С в течение 4-5 часов, причем гидроксид натрия используется концентрацией 0,75%, а массовое отношение сырья к раствору гидроксида натрия 1:1-1:2. После чего производится декантация жидкой фазы, твердую фазу щелочного костного остатка гидролизуют соляной кислотой с концентрацией 5%, при температуре 120°С, в течение 4-5 часов, при соотношении жидкой и твердой фазы 1:1-1:2. Кислотный и щелочной гидролизаты соединяют, в результате чего происходит нейтрализация щелочи кислотой с образованием хлорида натрия. Дополнительная нейтрализация кислотой или щелочью осуществляется лишь в случае, когда после соединения кислотного и щелочного гидролизата среда продукта не будет нейтральной.

В качестве сырья используют непригодные в пищу или малоценные тушки птиц, в том числе, не отвечающие санитарно-гигиеническим требованиям, а также трупы павшей птицы.

Температура гидролиза сырья гидроксидом натрия выбрана исходя из того, что процесс проходит в открытой емкости. Время процесса выбрано исходя из того, что менее 4 часов не происходит разрыхления перьевого оперения птиц, а при гидролизе более 5 часов разрыхляется мышечная ткань.

Выбор температуры, концентрации и времени гидролиза гидроксидом натрия связан с необходимостью разрыхления перьевого оперения птиц, состоящего из кератина. Уменьшение концентрации гидроксида натрия, требующее увеличения времени гидролиза, обусловлено необходимостью мягкого гидролиза мякоти птицы, при котором гидролиз белка затрагивает прежде всего соединительную, а потом уже мышечную ткани птицы. Это позволяет достичь полноты гидролиза белка, особенно при обработке больших масс сырья. Важным является также тот факт, что при обеспечении оптимальной степени гидролиза содержание соли в получаемом продукте не превышает норм, предусмотренных для кормовых добавок.

Пример 1.

Процесс гидролиза в реакторе объемом 10 м ³, в который загружается масса кур 2500 кг, насыпная плотность кур 560 кг/м³, масса раствора NaOH 5000 кг, количество безводного NaOH в растворе 25 кг, концентрация раствора 0,5%, коэффициент заполнения реактора 0,8, продолжительность гидролиза 4 часа, температура 100°С. После декантации раствора масса щелочного костного остатка составляет 1200 кг, к нему добавляют 1200 кг 5% раствора HCl, состоящего из 160 кг 37% HCl и 1040 кг воды.

Температуру смеси доводят до 120°С, продолжительность кислотного гидролиза 4 часа. В смесь добавляют декантат щелочного гидролиза. В результате, среда полученного раствора кислая, для нейтрализации которой добавляют 4 кг NaOH. Общее количество внесенной NaOH составляет 6,5 кг. Полученный раствор подвергают сушке, получая сухой порошкообразный продукт. Количество образовавшейся NaCl в сухом продукте составляет 95 кг. Масса получившегося сухого порошкообразного гидролизата составляет 950 кг, концентрация соли в сухом продукте 10%.

Пример 2.

Процесс гидролиза ведут в реакторе объемом 10 м³, в который загружается масса уток 2500 кг, насыпная плотность птицы 560 кг/м³ , масса раствора NaOH 5000 кг, количество безводного NaOH в растворе 50 кг, концентрация раствора 1%, коэффициент заполнения реактора 0,8, продолжительность гидролиза 4 часа, температура 100°С. После декантации раствора масса щелочного костного остатка составляет 560 кг, к нему добавляют 560 кг 5% раствора HCl, состоящего из 76 кг 37% HCl и 484 кг воды.

Температуру смеси доводят до 120°С, продолжительность кислотного гидролиза 4 часа. В смесь добавляют декантат щелочного гидролиза. В результате, среда полученного раствора щелочная, для нейтрализации которой добавляют 51 кг 37% HCl. Общее количество внесенной HCl, составляет 127 кг. Полученный раствор подвергают сушке, получая сухой порошкообразный продукт. Количество NaCl, содержащееся в сухом продукте, составляет 73 кг. Масса получившегося сухого порошкообразного гидролизата составляет 930 кг, концентрация соли в сухом продукте 8%.

Пример 3.

Процесс гидролиза ведут в реакторе объемом 10 м³, в который загружается масса кур 2500 кг, насыпная плотность кур 560 кг/м³, масса раствора NaOH 5000 кг, количество безводного NaOH в растворе 37,5 кг, концентрация раствора 0,75%, коэффициент заполнения реактора 0,8, продолжительность гидролиза 4 часа, температура 100°С. После декантации раствора масса щелочного костного остатка составляет 680 кг, к нему добавляют 680 кг 5% раствора HCl, состоящего из 92 кг 37% HCl и 588 кг воды.

Температуру смеси доводят до 120°С, продолжительность кислотного гидролиза 4 часа. В смесь добавляют декантат щелочного гидролиза. В результате, среда полученного раствора нейтральная. Полученный раствор подвергают сушке, получая сухой порошкообразный гидролизат. Количество образовавшейся NaCl, полученной в результате нейтрализации, в сухом продукте составляет 55 кг. Масса получившегося сухого порошкообразного гидролизата составляет 910 кг, концентрация соли в сухом продукте 6%.

Преимуществом предлагаемой технологии получения гидролизата является уменьшение количества NaCl, содержащейся в готовом продукте (сухом порошкообразном белковом гидролизате), используемом в качестве белковой добавки на кормовые нужды. Оптимальной является концентрация гидроксида натрия, равная 0,75%. В случае использования при предварительном гидролизе гидроксида натрия концентрацией 5-15% с последующей нейтрализацией щелочного гидролизата соляной кислотой, содержание NaCl в сухом порошкообразном гидролизате составляет 25-30%, что затрудняет его использование на кормовые нужды.

В таблице 1 приведены характеристики полученного гидролизата.

Таблица 1. Результаты химических исследований
Показатели качества	Ед. изм.	Результат
Белок по Бернштейну	%	48.81
Сырой протеин	%	61.43
Перевариваемый протеин	%	94.51
Сырой жир	%	7.02
Витамин А	мг/кг	29.1
Витамин Е	мг/кг	215
Витамин С	мг/кг	191.4
Метионин	%	3.18
Цистин	%	0.1
Изолейцин	%	2.66
Лейцин	%	5.38
Фенилаланин	%	3.14
Лизин	%	3.13
рН	Ед. рН	7.36
Перекисное число жира	% J	0.08
Кислотное число жира	мгКОН/г	13.92

Результаты химических испытаний, приведенные в таблице 1, свидетельствуют о том, что перевариваемость полученного гидролизата существенно выше (на 5-7%), чем в рыбной муке, и сравнимо с перевариваемостью коровьего молока. Значительно увеличивается содержание витамина А и целого ряда аминокислот.

Кроме того, кислотное число жира и перекисное число жира находятся в пределах ПДК, что свидетельствует о доброкачественности продукта.

Способ получения гидролизата позволяет получить качественный кормовой продукт высокой энергетической ценности, отличающийся малым содержанием NaCl.