СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКА

Изобретение относится к биотехнологии, касается получения белка из биомассы насекомых и может быть использовано в пищевой, комбикормовой и фармацевтической промышленности.

Известен способ получения белковой пищевой добавки из животного сырья (измельченных замороженных органов и тканей млекопитающих) экстракцией в щелочном растворе, удалением балластных веществ, подкислением экстракта, промывкой осадка и сушкой белка (1).

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает получения высокобелкового продукта, содержание протеина в сухом продукте не превышает 26%.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к достигаемому результату является способ получения белка из личинок насекомых (2 - прототип), включающий измельчение биомассы насекомых, экстракцию белка из сырья, удаление не растворившихся компонентов, выделение белка в изоэлектрической точке и отделение осевшего белка.

Недостатками этого способа являются: низкие органолептические показатели белкового препарата, недостаточно полное извлечение белка, до 62%, высокая степень зараженности сырья микроорганизмами, целевой продукт по микробиологическим показателям не соответствует гигиеническим требованиям к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов.

Биомасса личинок насекомых отличается тем, что под действием входящих в ее состав быстро окисляемых соединений в процессе хранения и экстракции белок быстро темнеет и в течение нескольких минут светло-кремовый цвет сырья приобретает черный цвет. Целевой продукт, полученный из сырья черного цвета, имеет невысокие органолептические показатели, что ограничивает его использование в пищевой промышленности, предъявляющей высокие требования к внешнему, товарному виду продукта.

Личинки насекомых культивируются на вторичных продуктах и отходах пищевого и сельскохозяйственного производства, у которых степень контаминации микроорганизмами очень высока. Вследствие этого биомасса насекомых содержит микроорганизмы, среди которых могут присутствовать культуры, представляющие опасность для человека. Часть из этих микроорганизмов в процессе переработки сырья попадает в целевой продукт - препарат белка. Поэтому очень важно обеззараживание личинок насекомых, предупреждающее заражение посторонними микроорганизмами готовой продукции.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества и биологической ценности белка, удлинении сроков хранения, увеличении выхода белка, формировании более плотной структуры сгустка белка,

Расширение диапазонов и режимов экстракции белка, совмещение процессов измельчения и экстракции, замена кислотной коагуляции белка на молочнокислое подкисление позволяет достичь максимального результата по улучшению качества белка и степени его осаждения, снижению потерь белка.

Обеззараживание сырьевого материала и конечного продукта, обеспечение безопасности биотехнологического производства достигается в результате использования микроорганизмов, способных подавлять развитие нежелательной микрофлоры.

Следует отметить, что высвобождающийся в процессе производства белка из личинок насекомых осадок представляет собой ценнейшее сырье - сырец хитина, широко используемый в пищевой и фармацевтической промышленности.

Включение в состав закваски лейконостоков с высокой газообразующей, протеолитической, кислотообразующей и антибиотической активностью способствует активной коагуляции белка, образованию плотного сгустка и активному выделению сыворотки, снижает потери белка при его отделении от сыворотки и степень загрязнения производственного процесса.

Предварительная высокотемпературная обработка личинок насекомых, введение в процесс получения белка молочнокислых бактерий повышает технологичность производства, увеличивает сроки хранения, длительность транспортировки сырья и целевого продукта.

Технический результат достигается тем, что способ получения белка характеризуется тем, что личинки насекомых промывают при температуре 20°C - 125°C в течение 2,0-20,0 мин, обезжиривают, проводят измельчение и экстракцию белка, при работе ножей с частотой вращения 1400-3000 об/мин и мешалки с частотой вращения 18-30 об/мин, при 120°C - 125°C в течение 2.0-60.0 мин, гидромодуле 1:1-1:15, pH 5.0-14.0, затем удаляют осадок, в полученный экстракт вводят закваску, состоящую из монокультур молочнокислых бактерий, бифидобактерий, пропионовокислых, уксуснокислых бактерий, лейконостоков и дрожжей, сквашивают, белок отделяют и высушивают.

В сухом белковом препарате, полученном по предлагаемому способу, содержится 80,0-97,5% протеина, степень извлечения белка составляет 70-90%.

Белковый препарат имеет вид белого рассыпчатого порошка без запаха и вкуса, с содержанием 80,0-97,5% белка.

Пример 1. 1 кг личинок комнатной мухи Musca domestica промывают при t 20°C, в течение 20 мин, обезжиривают смесью спирта и хлороформа (1:1). Измельчение личинок и экстракцию белка проводят при работе ножей 1400 об/мин и мешалки с частотой вращения 18 об/мин, при pH 5.0, при соотношении биомассы и экстрагента 1:1, t 20°C, в течение 2 мин. Затем удаляют осадок центрифугированием при 3000 об/мин в течение 5 мин.

В полученный экстракт вводят закваску, состоящую из культуры Lactobacillus acidophilus, суспензию выдерживают при оптимальной температуре, затем подогревают до t 80°C, отделяют осевший белок центрифугированием при 2000 об/мин в течение 5 мин и высушивают.

Используемый температурный режим достаточен для получения качественного продукта. Сухой белковый препарат имел вид темно-серого рассыпчатого порошка без постороннего запаха и вкуса, содержал 80,0% протеина, сумма незаменимых аминокислот составляла 49,0%. По органолептическим и микробиологическим показателям белок соответствует установленным требованиям.

Пример 2. 1 кг личинок комнатной мухи Musca domestica промывают при t 125°C в течение 2 мин, обезжиривают смесью спирта и хлороформа (1:1). Измельчение личинок и экстракцию белка проводят при работе ножей 3000 об/мин и мешалки с частотой вращения 30 об/мин, при соотношении биомассы и экстрагента 1:15, pH 10, 120°C, в течение 60 мин. Суспензию центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин, осадок удаляют.

В полученный экстракт вводили закваску, состоящую из смеси Lactobacillus lactis, Bifidibacterium bifidum, Leuconostoc lactis и Propionibacterium acidipropionici в соотношении 4:1:1:1. Суспензию выдерживают при оптимальной температуре, затем подогревают до t 80°C, отделяют осевший белок, высушивают.

Сухой белковый препарат имел вид белого рассыпчатого порошка без постороннего запаха и вкуса, содержал 85,0% протеина, сумма незаменимых аминокислот составляла 50,0%. По органолептическим и микробиологическим показателям белок соответствует установленным требованиям.

Пример 3. 1 кг личинок мучного червя Tenebrio molitor промывают при t 100°C, в течение 10 мин, обезжиривают смесью спирта и хлороформа (1:1). Измельчение личинок и экстракцию белка проводят при работе ножей 1000 об/мин и мешалки с частотой вращения 20 об/мин, при соотношении биомассы и экстрагента 1:15, pH 10, 1120°C, в течение 60 мин. Суспензию центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин, осадок удаляют.

В полученный экстракт вводят закваску, состоящую из смеси Streptoccocus thermophilus, Acetobacter aceti, Saccharomyces cerevisiae в соотношении 5:1:1. Суспензию выдерживают при оптимальной температуре, затем подогревают до t 80°C, отделяют осевший белок, высушивают.

Сухой белковый препарат имел вид белого рассыпчатого порошка, без постороннего запаха и вкуса, содержал 87,0% протеина, сумма незаменимых аминокислот составляла 49,3%. По органолептическим и микробиологическим показателям белок соответствует установленным требованиям.

Пример 4. 1 кг личинок термитов Cryptotermes domesticus промывают при t 100°C в течение 8 мин, обезжиривают смесью спирта и хлороформа (1:1). Измельчение личинок и экстракцию белка проводят при работе ножей 2000 об/мин и мешалки с частотой вращения 150 об/мин, при соотношении биомассы и экстрагента 1:7, pH 11, t 110°C. Суспензию центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин, осадок удаляли. В полученный экстракт вводят закваску, состоящую из культуры Streptococcus thermophilus. Суспензию выдерживают при оптимальной температуре, затем подогревают до t 80°C, отделяют осевший белок, высушивают.

Сухой белковый препарат имел вид белого рассыпчатого порошка, без запаха и вкуса, содержал 97,5% протеина, сумма незаменимых аминокислот составляла 51,15%. По органолептическим и микробиологическим показателям белок соответствует установленным требованиям.

Пример 5. 1 кг личинок термитов Cryptotermes domesticus промывают при t 100°C в течение 8 мин, обезжиривают смесью спирта и хлороформа (1:1). Измельчение личинок и экстракцию белка проводят при работе ножей 2000 об/мин и мешалки с частотой вращения 150 об/мин, при соотношении биомассы и экстрагента 1:7, pH 11, 1110°C.

Суспензию центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин, осадок удаляют. В полученный экстракт вводят закваску, состоящую из смеси культур Leuconostoc lactis, Acetobacter aceti в соотношении 1:1. Суспензию выдерживают при оптимальной температуре, затем подогревают до 190°C, отделяют осевший белок, высушивают.

Сухой белковый препарат имел вид белого рассыпчатого порошка, без запаха и вкуса, содержал 97,0% протеина, сумма незаменимых аминокислот составляла 51,0%. По органолептическим и микробиологическим показателям белок соответствует установленным требованиям.

Таким образом, разработанный нами способ получения белка позволяет:

- достичь высоких значений параметров технологического процесса за счет улучшения качества исходного сырья и целевого продукта, уровня извлечения белка, его биологической ценности, увеличения сроков хранения сырья и целевого продукта;

- существенно понизить микробную контаминацию сырья - биомассы насекомых и белка, нежелательной микрофлорой;

- обеспечить безопасность производства и работающего персонала.

- значительно снизить образование отходов, достичь экологической безопасности и рациональной переработки биомассы личинок насекомых.

Литература

1. Патент РФ №2075944 C1, A23J 1/2. БИ №9, 27.03.97.

2. Положительное решение по заявке РФ №2003133482/13 (036246), МПК A23J 1/00 3/04, A23K 1/00, 19.11.2003 г.