Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУАНИНА

Изобретение относится к рыбной промышленности, в частности к извлечению гуанина из серебристой чешуи и кожи отдельных видов рыб, используемого в получении жемчужного пата и перламутрового препарата.

Известен способ получения гуанина, включающий снятие гуанина из чешуи рыб посредством совмещения ферментативного гидролиза растворами щелочной протеазы соединительной ткани гуанофорных клеток и последующее извлечение гуанина водными растворами ПАВ синтамида и синтанола в соотношении 1:7 к сырой массе (см. патент SU №899611, 1982 г.). Основным недостатком данного способа является применение дорогостоящих ферментных препаратов и ПАВов, низкий выход гуанина на уровне 0,94% от массы чешуи, потеря перламутрового блеска в процессе щелочно-ферментативного гидролиза.

Известен способ извлечения кристаллов гуанина из чешуи каспийской кильки, включающий тепловое воздействие острым паром или горячей водой, с последующей обработкой чешуи мыльным раствором и центрифугированием моющей среды, содержащей гуанин, и промыванием его на первом этапе водой, затем смесью бензина и хлороформа (см. патент РФ №2287545, 2005 г.). Однако известный способ имеет ряд недостатков, так как характеризуется высокой энергоемкостью процесса и, кроме того, под действием высоких температур коллаген чешуи переходит в растворимую форму глютина, что нецелесообразно применять при комплексной переработке чешуи с получением не только кристаллов гуанина, но и рыбного клея из оставшихся пластинок после его снятия.

Наиболее близким, принятым за прототип является способ получения кристаллов гуанина из чешуи рыб, включающий снятие гуанина с чешуи рыбы применением органического растворителя керосина, отмывание остатка керосина бензином и водой. Очистку гуанина от белковых загрязнений осуществляют ферментацией в водной среде в присутствии соляной кислоты и фермента пепсина (см. Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Т.2. ВНИРО, М.: Колос, 1994 г., с.588).

Недостатком данного способа является продолжительность процесса, а также применение пожароопасных растворителей (керосина, бензина), которые пожароопасны, ухудшают условия труда, экологически вредны, так как неизбежно попадают в производственные стоки.

В приведенных аналогах в качестве сырья была использована чешуя каспийской кильки. В настоящее время численность популяции каспийской кильки резко снизилась, что привело к сокращению сырьевой базы на предприятиях по изготовлению жемчужного пата и перламутрового препарата. Характерной серебристой окраской обладает, например, вобла и эта окраска сохраняется при производстве вяленой продукции.

В настоящее время на рыбоперерабатывающих предприятиях вяленую воблу разделывают, как правило, на тушку, которую в последующем фасуют в полимерную упаковку под вакуумом, при разделывании образуются отходы, в частности кожа с чешуей. Образуемые при разделывании отходы утилизируются путем закапывания на специально выделенных полигонах, что приводит к экологической нагрузке на окружающую среду и экономически неэффективно для самих предприятий.

При использовании чешуи каспийской кильки необходимо было консервирование поваренной солью. При обработке кожи с чешуей вяленой воблы консервирование не требуется. Кроме того, использование кожи с чешуей вяленой воблы, в качестве сырья для получения гуанина будет способствовать увеличению его выхода, поскольку гуанин содержится и в коже рыб.

Техническая задача - создание безопасной и экономически эффективной технологии извлечения кристаллов гуанина из кожи с чешуей вяленой воблы с применением водного раствора карбамида (синтетической мочевины).

Технический результат - увеличение выхода гуанина.

Это достигается тем, что в способе получения гуанина, включающем снятие гуанина, очистку его от белковых и липидных загрязнений, в качестве сырья используют кожу с чешуей вяленой воблы, снятие гуанина осуществляют замачиванием ее в водном растворе карбамида концентрацией 10%, нагревают смесь до 45°С при соотношении 1:10, выдерживают смесь при температуре 20-25°С в течение 60-72 часов, полученную смесь фильтруют, промывают водой, затем очищают гуанин внесением 0,3% фермента трипсина, создают слабощелочную среду добавлением 0,0125% водного раствора поверхностно-активного вещества хозяйственного мыла с рН 7,8-8, в соотношении от исходной массы гуанина 1:1,5, ферментируют смесь при температуре 37°С в течение 24 часа, промывают гуанин водой, обезжиривают ацетоном с последующим его удалением.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом: кожу вяленой воблы без снятия чешуи замачивают в 10% водном растворе карбамида, нагревают смесь до 45°С в соотношении 1:10, выдерживают смесь при температуре 20-25°С в течение 60-72 часов при периодическом помешивании, после растворения кожи смесь фильтруют, для отделения чешуи, через сито с диаметром отверстий 1 мм, многократно промывают водой до полной очистки пластинок чешуи от кристаллов гуанина, полученный фильтрат, содержащий гуанин кожи и чешуи, центрифугируют при частоте 3000 об/мин в течение 15 мин, сливают надосадочную жидкость, плотную часть гуанина очищают ферментом трипсином концентрацией 0,3%, создают слабощелочную среду добавлением 0,0125% водного раствора поверхностно-активного вещества хозяйственного мыла с рН 7,8-8, в соотношении от исходной массы гуанина 1:1,5, смесь ферментируют при температуре 37°С продолжительностью 24 часа, промывают гуанин проточной водой и обезжиривают ацетоном в соотношении 1:10 в течение 24 часов, с последующим его удалением при высушивании очищенного гуанина при температуре 20-25°С в течение 20-30 мин. Выход гуанина составил 3,5% от исходной массы сырья.

Концентрация водного раствора карбамида ниже 10% не способствует полному растворению кожи рыбы и тем самым снижает выход гуанина. Водный раствор карбамида концентрацией 10% и выше хорошо растворяет кожу. Нагревание кожи с чешуей в растворе карбамида до 45°С интенсифицирует процесс снятия гуанина. Более высокие температуры приводят к экстракции коллагена чешуи в раствор и распаду карбамида на углекислый газ и аммиак. Для очистки гуанина от белковых загрязнений был применен протеолитический фермент трипсин, который активен при рН среды 7,8-8 и температуре - 37°С. Для достижения слабощелочной среды использовали раствор хозяйственного мыла с концентрацией 0,0125%. Концентрация фермента трипсина к исходной массе гуанина составила 0,3%, поскольку более высокие концентрации способствуют снижению качества гуанина, а более низкие увеличивают продолжительность ферментации.

Пример 1 осуществления способа.

Кожу вяленой воблы с чешуей замачивали в водном растворе карбамида концентрацией 10%, при соотношении 1:10, после чего полученную смесь нагревали до температуры 45°С и выдерживали в течение 72 часов при температуре 20-25°С с периодическим помешиванием. Полученную смесь фильтровали через сито диаметром отверстий 1 мм, остаток чешуи на фильтре многократно промывали водой до полного снятия кристаллов гуанина с пластинок, собранный фильтрат центрифугировали при 3000 об/мин продолжительностью 10 мин, плотную часть гуанина очищали ферментом трипсином концентрацией 0,3%, создавали слабощелочную среду добавлением 0,0125% водного раствора поверхностно-активного вещества хозяйственного мыла с рН 7,8-8, в соотношении от исходной массы гуанина 1:1,5. Ферментирование осуществляли при температуре 40°С, продолжительностью 24 часа, промывали гуанин проточной водой. Обезжиривание гуанина осуществляли с помощью ацетона при соотношении гуанина и ацетона 1:10, с периодическим помешиванием в течение 24 часов. Растворитель отделяли центрифугированием при 1000 об/мин продолжительностью 10 мин. Очищенный гуанин подсушивали при температуре 20-25°С для полного удаления растворителя.

Данный способ позволяет увеличить выход гуанина до 3,5% от исходной массы сырья.

Положительный эффект: предлагаемый способ позволяет использовать вторичное сырье производства, дешевые вспомогательные вещества и значительно увеличивает выход гуанина.