Технология получения биологически активных веществ из отходов переработки креветки и применение их в животноводстве (стр. 2 )

Биохимический спектр сыворотки крови определяли с помощью автоматического биохимического анализатора Olympus AU 400. Гематологические показатели определяли с помощью автоматического гематологического анализатора PCE 90-vet. Исследования фекалий и типизацию микроорганизмов проводили согласно Методическим рекомендациям «Диагностика и лечение дисбактериоза кишечника» (1990).

При анализе и статистической обработке результатов использовали программу «Microsoft Excel», входящую в пакет программ «Microsoft Office, 2007». Для выявления статистически значимых различий использовали критерий Стьюдента-Фишера (, 1961).

Результаты собственных исследований

Разработка технологии комплексной переработки отходов креветки. В настоящее время предложены различные методы ферментативной обработки ХСС, которые предполагают использование кислых и щелочных протеиназ, панкреатина, трипсина, коллагеназы, собственных ферментных комплексов членистоногих. Полученные таким способом хитин и белок отличаются более высоким качеством, так как при этом используются «щадящие» условия, что позволяет максимально сохранить нативные свойства полимеров. Однако использование в промышленных условиях очищенных ферментов повышает себестоимость полученных продуктов. В связи с этим, весьма перспективной и экономически обоснованной является разработка технологии комплексной переработки отходов креветки с применением в качестве ферментсодержащего препарата гомогената поджелудочной железы свиньи, что позволяет снизить стоимость целевых продуктов.

Получение белкового гидролизата. С целью повышения доступности для ферментов предварительно размороженные отходы креветки гомогенизировали на коллоидной мельнице до получения однородной массы. Химический состав полученного гомогената представлен в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав отходов креветки

Массовая доля, %
влага	белки	липиды	хитин	минеральные вещества
65,0-75,0	12,2-14,5	3,1-6,4	4,5-5,1	5,2-6,0

В качестве источника фермента использовали предварительно гомогенизированную на коллоидной мельнице поджелудочную железу свиньи с протеолитической активностью 0,09-0,1 ПЕ/мг. При отработке процесса гидролиза было изучено влияние следующих экспериментальных факторов: соотношение субстрат-вода, концентрация фермента и продолжительность процесса.

В результате проведенных исследований установлены оптимальные параметры ферментативного гидролиза: ферментолиз суспендированных в воде отходов креветки в соотношении 2:1 гомогенатом поджелудочной железы в количестве 10% от объема сырья при температуре 470С, рН 7,9-8,1 в течение 6 часов; инактивация фермента нагреванием реакционной смеси до 90-100 0С с последующим охлаждением до 40 0С; отстаивание в течение 20 часов; фильтрация гидролизата через бельтинг ткань на нутч фильтре.

Полученный жидкий гидролизат содержал не менее 1095 мг% свободных аминогрупп. Выход сухого продукта составил 9,4-10,8% от массы исходного сырья. Органолептические и физико-химические свойства полученного белкового гидролизата представлены в таблице 2.

Таблица 2

Органолептические и физико-химические свойства гидролизата из отходов креветки

Наименование показателей	Характеристика и значение показателей
Внешний вид, цвет	Порошок розовый с серым оттенком
Запах, вкус	Специфический
рН 1% раствора	7,8-8,0
Общий азот, %, не менее	9,8
Аминный азот, %, не менее	6,4
Степень гидролиза (Nам/Nоб),%, не менее	62,2
Влажность (распылительная сушка), %, не более	5,8

Результаты изучения аминокислотного состава сухого препарата показали, что полученный белковый гидролизат содержит все незаменимые аминокислоты, в том числе триптофан (таблица 3).

Таблица 3

Количественная характеристика аминокислот в белковом гидролизате

Заменимые аминокислоты	Содержание аминокислот, г/100 г	Незаменимые аминокислоты	Содержание аминокислот, г/100 г
Аргинин	6,82	Валин	4,92
Аспарагиновая кислота	6,35	Метионин	2,84
Тирозин	3,67	Лейцин	6,22
Серин	2,76	Изолейцин	4,58
Глутаминовая кислота	7,81	Треонин	3,28
Пролин	3,37	Фенилаланин	3,91
Глицин	3,64	Лизин	5,83
Аланин	5,27	Гистидин	2,65
Цистин	1,15	Триптофан	0,21
Сумма: 75,28 г/100 г

Количество незаменимых аминокислот в гидролизате составило 34,44 г/100г белка. Как видно из таблицы 3, в гидролизате из отходов креветки превалирует содержание аргинина, аспаргиновой и глутаминовой кислоты, валина, лейцина и лизина.

Таким образом, в результате отработки технологических параметров гидролиза отходов креветки с использованием в качестве ферментсодержащего препарата гомогената поджелудочной железы свиньи получен препарат белкового гидролизата, содержащий в своем составе не менее 6,4% аминного азота и все незаменимые аминокислоты.

Получение хитина. Для получения качественного препарата хитина необходимо снизить в нем содержание белка до 1-2%. После проведения ферментативного гидролиза уровень содержания белка в хитине составил 6-10%. Удаление остаточного белка достигалось мягким гидролизом щелочами в низких концентрациях при невысокой температуре, что позволяет максимально сохранить молекулярную массу хитина.

Исходным материалом для изготовления хитина служил креветочный жом, полученный после ферментативного гидролиза отходов креветки. С целью определения оптимальных условий депротеинирования были изучены концентрационные, температурные и временные параметры процесса, что позволило максимально снизить остаточное содержание белка в препарате хитина. Отработку процесса депротеинирования хитинсодержащего материала проводили при концентрации NaOH 0,25-3%, продолжительности процесса 0,5-4ч, температуре 600C и соотношении сырье:раствор щелочи 1:5. В результате проведенных исследований установлено, что обработка хитинсодержащего материала 1%-ным раствором NaOH в соотношении 1:5 при 600C в течение 3 часов позволило снизить содержание белка в хитине до 0,9-1,2%. Следует отметить, что депротеинирование необходимо проводить сразу после ферментолиза, когда хитин находится в набухшем состоянии и молекулы щелочи более эффективно проникают в его структуру.

При оптимизации условий деминерализации хитина установлено, что наиболее эффективной является обработка 2%-ным раствором соляной кислоты при соотношении твердой и жидкой фазы 1:4, температуре 60 0С в течение 2 часов. При данных условиях был получен хитин с содержанием минеральных веществ менее 1% (таблица 4). Использование более высоких концентраций соляной кислоты нежелательно, так как это приводит к снижению молекулярной массы полимера.

Таблица 4

Качественные показатели хитина из отходов креветки

Наименование показателя	Требования ТУ 9 (хитин)	Хитин из отходов креветки
Внешний вид	порошок или хлопья	хлопья
Цвет	от белого до серовато-розового	светло-кремовый
Массовая доля влаги, %	≤10,0	9,1-9,2
Минеральные вещества, %	≤1,0	0,85-0,95
Белковые вещества, %	≤1,5	0,9-1,2

Таким образом, в результате проведенных исследований был получен препарат хитина, соответствующий требованиям ТУ 9.

Получение хитозана. В качестве исходного материала для изготовления хитозана использовали хитин, полученный нами ранее. Деацетилированием хитина 50% раствором NaOH в соотношении 1:6 при 1200С в течение 2 ч получен препарат хитозана. После промывки водой до рН 7,5-8,0 и конвекционной сушки были изучены органолептические и физико-химические свойства препарата (таблица 5).

Таблица 5

Органолептические и физико-химические показатели хитозана

Наименование показателей	Характеристика и значение показателей
Внешний вид	Чешуйки 1-3 мм
Цвет	Белый с желтым оттенком
Запах, вкус	Специфический
рН 1% раствора хитозана в 1% растворе уксусной кислоты	4,7 – 4,9
Влажность, %	9,1 - 9,2
Молекулярная масса, кДа	250-290
Степень деацетилирования, %	79-85
Содержание белка, %	0,7-0,9
Зольность, %	0,85-0,97