Пептидный концентрат

Производство пептидного концентрата в отечественной промышленности основано на расщеплении рыбного белка путем обработки рыбного сырья протеолитическими ферментами для получения высокоэффективных кормовых продуктов.

Расщепление белковых веществ происходит под действием ферментов, присутствующих в тканях и органах рыбы и в микроорганизмах. Для подавления гнилостной микрофлоры используют дихлорэтан, пиросульфит натрия и хлороформ.

По данным А. П. Черногорцева и других, консерванты не оказывают влияния на протеолитические ферменты, сохранение которых обеспечивает полное завершение ферментативного гидролиза. Удаление консервантов из полученных гидролизатов осуществляется в закрытых сосудах путем нагревания содержимого до температуры 98 - 100°С.

По данным Луизианского университета (США), в вареных кусках рыбы, помещенных в смесь хлороформа и толуола, не наблюдается неферментативного гидролиза, который имеет место в водных эмульсиях липоидов даже при комнатной или более высокой температуре. Более того, гидролиз не наблюдается также при варке острым паром в течение 90 мин. Установлено, что хлороформ и толуол резко тормозят гидролиз тканей фосфолипазой.

Падение скорости гидролиза в конце процесса типично для ферментативных систем и может быть объяснено инактивацией или подавлением, тогда как гидролиз фосфатидов сырья, хранящегося во льду, даже если оно и испортилось, может объясяться действием собственных (тканевых) ферментов.

Следует также отметить, что ферментативная система, способствующая гидролизу фосфатидов, освобождает обе группы жирных кислот одновременно. При этом освобождение примерно 40% жирных кислот сопровождается снижением содержания в липоидах фосфора с 3 до 1%.

Таким образом, гидролиз фосфатидов рыбного сырья обусловлен действием ферментов, содержащихся в тканях самой рыбы, и, следовательно, неферментативный гидролиз и бактериальный гидролиз заметной роли при этом не играют.

A. П. Черногорцев установил, что в присутствии дихлорэтана и хлороформа скорость протеолитического процесса почти не меняется, свободные аминокислоты остаются без изменений.

При применении пиросульфита натрия свободные аминокислоты образуются в меньших количествах, чем при использовании хлороформа и дихлорэтана. Нарастание небелкового азота ускоряется, но при этом сильно снижается аминоазот.

По данным А. П. Черногорцева и В. И. Шендерюка, пептидный концентрат активно стимулирует рост, особенно молодняка птиц и животных.

Теоретические основы получения пептидного концентрата. Рыбное сырье содержит необходимый комплекс протеиназ, осуществляющих реакции расщепления белковых веществ. Каталитическая активность протеиназ проявляется при определенной концентрации водородных ионов.

Белок, содержащийся в рыбном сырье, под действием протеиназ расщепляется до низкомолекулярных продуктов, легко усвояемых организмом, биологически активные вещества при этом сохраняются.

B. И. Шендерюк установил определенную зависимость активности протеолитических ферментов от концентрации водородных ионов (рис. 60).

Характер кривых показывает, что существует три явно выраженных оптимума действия протеолетических ферментов. Протеиназы группы трипсина способны произвести более глубокую дезагрегацию белковых веществ, чем другие комплексы протеиназ. Установлено, что распад белка кильки с наибольшей скоростью осуществляется при рН 7,8, почти в 2 раза ниже оказывается скорость ферментативной реакции при рН 3 и крайне незначительно расщепление белка тканевыми протеиназами при рН 3,6.

Полагают, что ферменты находятся в известной связи с витаминами, наличие которых и обусловливает их действие.

Ферменты способствуют как распаду, так и синтезу органических веществ.

По Джонстону, общая активность ферментов внутренних органов, желудков и пилорических придатков рыб характеризуется данными табл. 39.

Таблица 39

В естественных условиях протеолиз рыбного сырья протекает при рН 6,8; это значит, что протеолиз в естественных условиях проходит в результате деятельности ферментов пилоричесих придатков группы трипсина, так как для деятельности других протеиназ нет условий.

Рис. 60. Зависимость активности протеолитических ферментов от концентрации водородных ионов: 1 - для фарша из целой кильки при инкубации 0,5 ч; 2 - для фарша из мышечной ткани при инкубации 6 ч

При протеолизе накапливаются практически все основные аминокислоты, обладающие широкой специфичностью в отношении гидролизуемых связей. В зависимости от глубины протеоиза в полученном продукте происходит даже увеличение количества некоторых витаминов за счет высвобождения их из систем, в состав которых они входят.

Нарастание количества витаминов в теле каспийской кильки зависимости от глубины протеолиза характеризуется данными абл. 40.

Таблица 40

В процессе ферментативной обработки рыбного сырья осуществляется значительное высвобождение свободных аминокислот и витаминов, что благоприятно сказывается на усвоении их организмом птиц и животных.

По данным ВНИИПП (Патрик), полученным в опытах по скармливанию жидкого рыбного корма цыплятам, этот корм является эффективным протеиновым компонентом растительных кормов, обеспечивающих увеличение выхода мяса на 15 - 20%.

Технология получения пептидного концентрата. Для получения пептидного концентрата применяют дихлорэтан, который приостанавливает действие микроорганизмов, не изменяя при этом реакции среды. Это дает возможность полностью использовать высокоактивный комплекс ферментов, обеспечивающий большую скорость расщепления белковых веществ, содержащихся в рыбном сырье. Установлено, что скорость реакции значительно возрастает, если ферментация рыбного сырья осуществляется при оптимальной для действия ферментов температуре.

Пептидный концентрат высокого качества получается из абсолютно свежего сырья и отходов консервного и филейного производства, особенно при наличии пилорических придатков, содержание ферментов в которых значительно большее, чем в мясе рыбы.

Производство пептидного концентрата осуществляется на предприятиях рыбной промышленности Сибири, на установках конструкции Ю. Д. Сапунова и Н. Л. Слинкина по схеме, показанной на рис. 61.

После заполнения ферментатора сырьем и необходимой герметизации включают в работу мешалки и сырье орошают с помощью специальных приспособлений дихлорэтаном, который используется как присадка в количестве 2,5% к массе загруженного сырья.

Установлено, что указанная доза присадки "ди" вполне достаточна для того, чтобы полностью исключить микробиологический процесс разложения сырья и обеспечить интенсивность процесса его ферментации.

Полный цикл ферментации завершается в течение 18 - 30 ч при температуре 45°С. Необходимый температурный режим при ферментации создается путем подачи горячей воды в межрубашечное пространство ферментатора. Горячая вода поступает из смесителя температурой не выше 80 - 85°С, т. е. обязательно ниже точки испарения дихлорэтана, чем обеспечивается его полное сохранение в сырье. Цикл прогрева сырья до температуры 45°С завершается в течение 3 - 4 ч при непрерывном перемешивании сырья механической мешалкой. Контроль температуры содержимого в ферментаторе осуществляется дистанционным термометром. Необходимый температурный режим воды в межрубашечном пространстве поддерживается терморегулятором. Как только температура содержимого в ферментаторе будет доведена до 45°С, подачу горячей воды прекращают, вместо нее подключают холодную воду, снижая тем самым температуру в межрубашечном пространстве до 45 - 50°С.

Рис. 61. Схема получения пептидного концентрата: 1 - шнековый подъемник для подачи сырья; 2 - ферментатор; 3 - стол со столешницей для отцеживания жидкой фазы; 4 - приемный бункер для пептидного концентрата и его консервирования; 5 - шестереночный насос для перекачки пептида в разливочный бункер; 6, 7 - цароводный смеситель для нагрева воды, поступающей в межрубашечное пространство ферментатора; 8 - дроссель-регулятор; 9 - терморегулятор, состоящий из термосистемы; 10 - ручной насос для перекачивания дихлорэтана; 12 - сборный отстойник для дихлорэтана, поступающего из конденсатора; 13 - конденсатор; 14 - расходный бак для дихлорэтана; 15 - дозатор; 16 - дозирующее устройство; 17 - термобаллон; 18 - мешалка ферментатора; 19 - реле времени для включения в работу мешалки ферментатора; 20 - дистанционный термометр контроля хода процесса ферментации

При установившейся температуре 45 - 50°С в термосистеме начинается процесс ферментации. Через каждые 30 мин на 5 мин автоматически включается в работу мешалка, обеспечивающая перемешивание содержимого. Ферментация проходит при полной автоматизации всего технологического процесса. Завершение процесса ферментации определяется при помощи прибора ФТА.

По завершении процесса ферментации отключают термосистему, из межрубашечного пространства удаляют горячую воду.

Термосистему ставят на режим 100°С. Одновременно включают на постоянную работу механическую мешалку и в течение 30 - 40 сек подают острый пар, ускоряя тем самым доведение температуры содержимого в ферментаторе до точки кипения.

Практикой установлено, что в течение 3 - часовой пропарки содержимое в ферментаторе полностью освобождается от дихлорэтана. Смесь паров воды и дихлорэтана отводится на конденсацию и отстой, после чего регенерированный растворитель снова возвращается в систему для использования по назначению.

Перед разгрузкой полученную в ферментаторе массу охлаждают путем отключения термосистемы и вместо горячей воды в межрубашечное пространство подают холодную воду. Охлаждение ведут до тех пор, пока температура содержимого достигнет 50 - 60°С (во избежание получения ожогов при открывании сливной горловины ферментатора).

Охлажденная масса из ферментатора через сливную горловину поступает на специальный стол, при этом твердые взвеси оседают на столешнице, а жидкая фракция пептидного концентрата фильтруется в приемный бункер, в котором консервируется пиросульфитом натрия (1,23% к массе концентрата), а затем насосом перекачивается в разливочный бункер. После отстоя жира концентрат расфасовывается в соответствующую тару и отправляется по назначению. Продукт получается почти полностью обезжиренным, обладает хорошими кормовыми свойствами и может заменять цельное молоко при откорме телят. Ценность этого продукта заключается еще и в том, что в упаренном бульоне сохраняются водоростворимые витамины.

Техническая характеристика