RU2743860C1 - Method for obtaining collagen extract from broiler chicken legs - Google Patents
Method for obtaining collagen extract from broiler chicken legs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743860C1 RU2743860C1 RU2020116687A RU2020116687A RU2743860C1 RU 2743860 C1 RU2743860 C1 RU 2743860C1 RU 2020116687 A RU2020116687 A RU 2020116687A RU 2020116687 A RU2020116687 A RU 2020116687A RU 2743860 C1 RU2743860 C1 RU 2743860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collagen
- extract
- acetic acid
- legs
- temperature
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
- A23J1/00—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
- A23J1/10—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from hair, feathers, horn, skins, leather, bones, or the like
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
- A23J3/00—Working-up of proteins for foodstuffs
- A23J3/30—Working-up of proteins for foodstuffs by hydrolysis
- A23J3/32—Working-up of proteins for foodstuffs by hydrolysis using chemical agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnology area
Изобретение относится к пищевой, медицинской и косметической промышленности, а именно к способу получения экстракта коллагена, который может найти свое применение в пищевой промышленности для производства пищевых продуктов как структурообразователь при производстве консервированной продукции, как основа для производства пищевых и съедобных покрытий для продуктов, бульонов, студней, соусов, напитков, добавок в хлебопекарном и кондитерском производствах, для применения в качестве добавки, позволяющей текстурировать пищевые продукты, а также в медицине, как средство для лечения поврежденных тканей, и в косметической промышленности - при производстве косметических средств.The invention relates to the food, medical and cosmetic industry, in particular to a method for producing collagen extract, which can find its application in the food industry for the production of food products as a structure former in the production of canned products, as a basis for the production of food and edible coatings for products, broths, jellies, sauces, drinks, additives in the bakery and confectionery industries, for use as an additive that allows the texturing of food products, as well as in medicine, as a remedy for the treatment of damaged tissues, and in the cosmetic industry - in the production of cosmetics.
Уровень техникиState of the art
Коллаген - широко распространенная группа белков, встречающихся только в животном мире. В коллагене различают несколько основных последовательных структурных уровней его строения. Структуру коллагена подразделяют на первичную, вторичную, третичную и четвертичную. Строение коллагена, выделенного из дермы, сухожилий, хрящей, костной ткани и других частей организма на первичном, вторичном и третичном структурных уровнях идентично. Главное отличие друг от друга этих разновидностей коллагена можно обнаружить преимущественно на четвертичном и субмикроскопическом уровнях. На четвертичную и микроструктуру оказывают влияние не только вид организма или характер его ткани, содержащей коллаген, но и ряд других факторов, например, возраст. В структуре коллагена содержатся атомы азота, углерода, кислорода, водорода и серы. От большинства других белков коллаген отличается повышенным содержанием азота, в среднем 17,8%. Поэтому коэффициент пересчета азота на белок для коллагена равен 5,62 (100:17,8=5,62).Collagen is a widespread group of proteins found only in the animal kingdom. In collagen, there are several main sequential structural levels of its structure. Collagen structure is divided into primary, secondary, tertiary and quaternary. The structure of collagen isolated from the dermis, tendons, cartilage, bone tissue and other parts of the body is identical at the primary, secondary and tertiary structural levels. The main difference between these types of collagen can be found mainly at the Quaternary and submicroscopic levels. The quaternary and microstructure is influenced not only by the type of organism or the nature of its tissue containing collagen, but also by a number of other factors, for example, age. The structure of collagen contains atoms of nitrogen, carbon, oxygen, hydrogen and sulfur. Collagen differs from most other proteins by its increased nitrogen content, on average 17.8%. Therefore, the conversion factor of nitrogen to protein for collagen is 5.62 (100: 17.8 = 5.62).
По аминокислотному составу коллаген занимает особое место среди белков. Он является единственным протеином животного происхождения, содержащим большое количество глицина, оксипролина и пролина, малое количество тирозина и метионина. Серы в коллагене содержится очень мало, а метионин - единственная аминокислота, содержащая серу. Цистеин, цистин и триптофан отсутствуют. Эти особенности состава коллагена определяют его свойства. Сложность структуры коллагена обусловливает многообразие изменений, которые наблюдаются при тех или иных обработках. Одним из наиболее характерных свойств коллагена является его способность превращаться в растворимое гелеобразующее вещество, которое может быть получено при нагревании в горячей воде. Если коллаген подвергают экстрагированию в горячей воде в нейтральной среде без дополнительной обработки, то количество растворенного белка незначительно. Для получения максимального выхода коллагена с хорошими физико-химическими свойствами необходимо коллагенсодержащее сырье подготовить, т.е. подвергнуть предварительной обработке. Подготовка коллагена заключается в его расщеплении. Под расщеплением коллагена понимается совокупность процессов разделения его структуры на элементы низшего порядка с разрушением различных связей, которые могут быть вызваны воздействием кислот, щелочей, солей, ферментов и т.п. Характер получающихся продуктов зависит от метода подготовки сырья (щелочной, кислотный и т.д.). При подготовке коллагена необходимо добиться такой степени разрушения прочных межмолекулярных связей в его структуре, чтобы выплавление продукта шло при относительно невысокой температуре (50-60°С) и чтобы за короткое время теплового воздействия выход продукта был максимальным (не менее 70 масс %).In terms of amino acid composition, collagen occupies a special place among proteins. It is the only protein of animal origin that contains large amounts of glycine, hydroxyproline and proline, and small amounts of tyrosine and methionine. Collagen contains very little sulfur, and methionine is the only amino acid that contains sulfur. Cysteine, cystine and tryptophan are absent. These features of the composition of collagen determine its properties. The complexity of the collagen structure determines the variety of changes that are observed during certain treatments. One of the most characteristic properties of collagen is its ability to convert into a soluble gelling agent, which can be obtained by heating in hot water. If collagen is subjected to extraction in hot water in a neutral medium without additional processing, then the amount of dissolved protein is insignificant. To obtain the maximum yield of collagen with good physicochemical properties, it is necessary to prepare collagen-containing raw materials, i.e. pretreat. Collagen preparation involves breaking it down. The breakdown of collagen is understood as a set of processes for dividing its structure into elements of a lower order with the destruction of various bonds that can be caused by the action of acids, alkalis, salts, enzymes, etc. The nature of the resulting products depends on the method of preparation of the raw materials (alkaline, acidic, etc.). When preparing collagen, it is necessary to achieve such a degree of destruction of strong intermolecular bonds in its structure so that the melting of the product proceeds at a relatively low temperature (50-60 ° C) and that for a short time of heat exposure the product yield is maximum (at least 70 wt%).
Чем старше животное, тем больше в коллагене прочных поперечных связей ковалентного типа и тем труднее он растворяется при различных обработках.The older the animal, the more strong cross-linking of the covalent type in collagen and the more difficult it is to dissolve during various treatments.
Вопросы применения препаратов и материалов из коллагена в медицине, особенно в восстановительной хирургии, нашли широкое освещение. Основным достоинством коллагена, как пластического материала, является отсутствие токсических и канцерогенных свойств, высокая механическая прочность и устойчивость к тканевым ферментам, а также стимуляция регенерации собственных тканей организма. В этом отношении препараты из коллагена имеют преимущества перед препаратами из других биополимеров, в частности, из фибрина или желатина, являющегося денатурированным коллагеном.The use of drugs and materials from collagen in medicine, especially in reconstructive surgery, has been widely covered. The main advantage of collagen as a plastic material is the absence of toxic and carcinogenic properties, high mechanical strength and resistance to tissue enzymes, as well as stimulation of the regeneration of the body's own tissues. In this respect, collagen preparations have advantages over preparations from other biopolymers, in particular from fibrin or gelatin, which is denatured collagen.
Обычно белковые препараты имеют ограниченное применение для заживления ран, ожогов, стимулирования обмена и регенерации кожи, так как часто вызывают аллергию. Гидролизаты из тканей молодых животных и птиц, взятые до их иммунологического созревания, не обладают аллергенностью, кроме того, эмбриональные ткани обладают свойством стимулировать и нормализовать обмен поврежденных и имеющих возрастные изменения ткани. Например, препарат «Солкосерил» швейцарской фирмы «Солк», который широко используется не только для лечения ран и ожогов, но и для лечения язв желудка и двенадцатиперстной кишки, трофических язв и т.д. Принцип создания тот же - эмбрионально-регуляторные свойства иммунологически незрелых тканей (препарат «Солкосерил» получен из крови телят).Usually, protein preparations are of limited use for healing wounds, burns, stimulating skin metabolism and regeneration, as they often cause allergies. Hydrolysates from tissues of young animals and birds, taken before their immunological maturation, do not possess allergenicity, in addition, embryonic tissues have the ability to stimulate and normalize the exchange of damaged and age-related tissue changes. For example, the drug "Solcoseryl" of the Swiss company "Salk", which is widely used not only for the treatment of wounds and burns, but also for the treatment of stomach and duodenal ulcers, trophic ulcers, etc. The principle of creation is the same - embryonic-regulatory properties of immunologically immature tissues (the drug "Solcoseryl" is obtained from the blood of calves).
С позиции использования экстракта коллагена в продуктах питания, наряду с необходимыми в этом случае показателями, было установлено, что он обладает высокой перевариваемостью (89,3%), способностью желировать при комнатной температуре, даже при трехкратном разведении и длительное время сохранять форму продукта. Подтвержденная исследованиями биологическая активность, довольно высокое содержание таких важных микроэлементов как хром, кальций, цинк, кремний, участвующие в регуляции углеводного обмена, хорошие эмульгирующая и гелеобразующая способность является основанием для использования экстракта коллагена как структурообразователя при разработке на его основе пищевых продуктов. На основании проведенных клинических, санитарно-химических и санитарно-микробиологических испытаний разработанные продукты (муссы, желе, суфле) рекомендованы для профилактического питания людей и пациентов с заболеваниями органов пищеварения и страдающими различными болезнями метаболизма (ожирение, сахарный диабет, гипертоническая болезнь).From the standpoint of the use of collagen extract in food, along with the indicators necessary in this case, it was found that it has a high digestibility (89.3%), the ability to gel at room temperature, even with threefold dilution, and maintain the shape of the product for a long time. Biological activity confirmed by research, rather high content of such important microelements as chromium, calcium, zinc, silicon involved in the regulation of carbohydrate metabolism, good emulsifying and gel-forming ability is the basis for the use of collagen extract as a structure-forming agent in the development of food products based on it. On the basis of clinical, sanitary-chemical and sanitary-microbiological tests, the developed products (mousses, jellies, soufflés) are recommended for the preventive nutrition of people and patients with diseases of the digestive system and suffering from various metabolic diseases (obesity, diabetes mellitus, hypertension).
Из уровня техники известны разные способы изготовления экстракта коллагена из ног свежезабитых цыплят-бройлеров в возрасте 7-8 недель при их иммунологической незрелости, путем экстракции раствором уксусной кислоты. Получаемый экстракт коллагена представляет собой водный раствор пептидов с различным молекулярным весом и аминокислотами, подвергшихся минимуму биологической деградации, и содержащий растворенные микроэлементы.From the prior art, various methods are known for the production of collagen extract from the legs of freshly slaughtered broiler chickens at the age of 7-8 weeks with their immunological immaturity, by extraction with a solution of acetic acid. The resulting collagen extract is an aqueous solution of peptides with different molecular weights and amino acids that have undergone a minimum of biological degradation and contains dissolved trace elements.
Известен способ получения коллагена путем измельчения биологического материала (дерма КРС), обработки насыщенным раствором сульфата натрия, содержащим 10% раствор едкого натра, с временем экспозиции от 3 до 5 суток, нейтрализации щелочи водным раствором борной кислоты, промывания проточной водой, растворения обработанного материала в одномолярной уксусной кислоте и очищения диализом против дистиллированной воды в течение 3 суток (Хилькин A.M., Шехтер А.Б., Истранов Л.П., Леменев В.Л. Коллаген и его применение в медицине, 1976. - М. Медицина. - с. 35).A known method of producing collagen by grinding biological material (cattle dermis), processing with a saturated solution of sodium sulfate containing 10% sodium hydroxide solution, with an exposure time of 3 to 5 days, neutralizing alkali with an aqueous solution of boric acid, washing with running water, dissolving the treated material in one-molar acetic acid and purification by dialysis against distilled water for 3 days (Khilkin AM, Shekhter A.B., Istranov L.P., Lemenev V.L. Collagen and its use in medicine, 1976. - M. Medicine. - p. . 35).
Недостатками известного способа является длительный период времени, требующийся для выделения готового продукта, применение дорогостоящих реактивов, используемых для получения коллагена и загрязнение окружающей среды сточными водами, содержащими неорганические кислоты и щелочи.The disadvantages of this method are the long period of time required to isolate the finished product, the use of expensive reagents used to obtain collagen and environmental pollution with wastewater containing inorganic acids and alkalis.
Также известен способ получения коллагена из ног цыплят бройлеров, предусматривающий измельчение ног цыплят бройлеров, смешение измельченного сырья с 5% раствором уксусной кислоты, взятой из расчета на 1 часть сырья используют 8 частей раствора кислоты, выдерживание полученной массы при температуре 4-7°С в течение 12, 24, 36 и 48 ч и центрифугирование. (Optimum Condition of Extracting Collagen from Chiken Feet and its Characteristics / Asian Australisian Journal of Animal Sciences, November 2001, 14(11): 1638-1644). Выход коллагена по данному способу составляет 17-19% от исходного сырья.There is also a known method of obtaining collagen from the legs of broiler chickens, which involves grinding the legs of broiler chickens, mixing the crushed raw material with a 5% solution of acetic acid, taken per 1 part of the raw material, use 8 parts of the acid solution, keeping the resulting mass at a temperature of 4-7 ° C in for 12, 24, 36 and 48 hours and centrifugation. (Optimum Condition of Extracting Collagen from Chiken Feet and its Characteristics / Asian Australisian Journal of Animal Sciences, November 2001, 14 (11): 1638-1644). The collagen yield according to this method is 17-19% of the feedstock.
Недостатком этого способа является низкий выход коллагена, длительность технологического процесса (от 3 до 5 суток), а также избыток уксусной кислоты.The disadvantage of this method is the low yield of collagen, the duration of the technological process (from 3 to 5 days), as well as an excess of acetic acid.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения белкового гидролизата из ног цыплят бройлеров для медицинского применения, заключающийся в очистке сырья, измельчении очищенного сырья и выдерживании в разбавленной кислоте, полученную смесь декантируют, процеживают или фильтруют, а затем обезвоживают или концентрируют до состояния сухого порошка или высушенного геля (US 4455302, МПК А61К 35/12). Измельченное сырье смешивают с 1,0-1,5% раствором уксусной кислоты и выдерживают при комнатной температуре от 8 до 12 часов при периодическом перемешивании. Затем измельченную смесь отмывают водой и повторно заливают раствором уксусной кислоты с рН=3,6-6,5, предпочтительно 4,6, из расчета 1:1 по весу и полученную смесь нагревают до температуры 54-60°С и выдерживают при этой температуре в течение 30-40 минут при постоянном перемешивании. Полученную смесь центрифугируют для удаления жира и твердых частиц и при необходимости высушивают.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a method of obtaining a protein hydrolyzate from the legs of broiler chickens for medical use, which consists in cleaning raw materials, grinding the purified raw materials and keeping them in dilute acid, the resulting mixture is decanted, filtered or filtered, and then dehydrated or concentrated to a dry powder or dried gel (US 4455302, IPC A61K 35/12). The crushed raw materials are mixed with 1.0-1.5% acetic acid solution and kept at room temperature for 8 to 12 hours with periodic stirring. Then the crushed mixture is washed with water and re-poured with a solution of acetic acid with pH = 3.6-6.5, preferably 4.6, at a rate of 1: 1 by weight and the resulting mixture is heated to a temperature of 54-60 ° C and kept at this temperature within 30-40 minutes with constant stirring. The resulting mixture is centrifuged to remove fat and particulate matter and dried if necessary.
Недостатки данного способа заключаются в том, что низкая концентрация уксусной кислоты на способствует увеличению технологического процесса, а температурный режим экстракции ведет к превращению коллагена в желатин.The disadvantages of this method are that the low concentration of acetic acid does not contribute to an increase in the technological process, and the temperature mode of extraction leads to the conversion of collagen into gelatin.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей настоящего изобретения является разработка простого эффективного способа получения экстракта коллагена из ног цыплят-бройлеров по безотходной технологии.The objective of the present invention is to develop a simple effective method for obtaining collagen extract from the legs of broiler chickens using a waste-free technology.
Решение технической задачи достигается тем, что способ получения экстракта коллагена из ног цыплят-бройлеров, предусматривающий стадии очистки сырья, его промывку, измельчение, гидролиз и экстракцию раствором уксусной кислоты, и центрифугирование, при этом гидролиз осуществляют 2,0-2,5%-ным раствором уксусной кислоты с выдержкой в течение 6-10 часов при температуре 18-25°С, а экстрагирование сырья проводят 1,5-1,8%-ным раствором уксусной кислоты при температуре 50-55°С в течение 45-50 мин при постоянном перемешивании.The solution to the technical problem is achieved by the fact that the method of obtaining collagen extract from the legs of broiler chickens, which provides for the stages of raw material purification, washing, grinding, hydrolysis and extraction with acetic acid solution, and centrifugation, while hydrolysis is carried out 2.0-2.5% - a solution of acetic acid with exposure for 6-10 hours at a temperature of 18-25 ° C, and the extraction of raw materials is carried out with a 1.5-1.8% solution of acetic acid at a temperature of 50-55 ° C for 45-50 minutes with constant stirring.
Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение выхода коллагена до не менее 70 масс. % и сокращение технологического цикла (от 10 до 15 часов).The technical result of the claimed invention is to increase the yield of collagen to at least 70 mass. % and reduction of the technological cycle (from 10 to 15 hours).
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
В настоящее время цыплята-бройлеры поступают на переработку в возрасте 5-6 недель (35-42 дней) в силу того, что вновь выведенные кроссы достигают в этом возрасте массу тушки 1,5-1,8 кг. В связи с этим, получаемые продукты убоя, как, например, ноги являются иммунологически незрелым сырьем, т.е. лишены антигенности и полученный белок коллагена не вызывает аллергию.Currently, broiler chickens enter processing at the age of 5-6 weeks (35-42 days) due to the fact that newly hatched crosses reach a carcass weight of 1.5-1.8 kg at this age. In this regard, the resulting slaughter products, such as legs, are immunologically immature raw materials, i.e. are devoid of antigenicity and the resulting collagen protein does not cause allergies.
Исходное сырье, отсортировывают от наминов и известковых наростов, освобождают от остатков ороговевшего чешуйчатого слоя эпидермиса, удаляют остатки чешуи, пера, загрязнений. Промывают водопроводной водой. Очищенные и промытые ноги измельчают, измельчение можно проводить на электромясорубке или волчке с диаметром отверстий решетки 5-6 мм. Полученную измельченную массу взвешивают. Затем в реакторе приготовили 2,0-2,5%-ный водный раствор ледяной уксусной кислоты и в него загружают измельченные ноги в соотношении 1:1,2 - 1,2:1 по массе, предпочтительнее 1:1. Смесь оставляют 6-10 часов при температуре 18-25° для гидролиза, периодически помешивая для обеспечения максимального соприкосновения сырья с раствором уксусной кислоты.The raw materials are sorted out from mamins and calcareous growths, freed from the remnants of the keratinized scaly layer of the epidermis, the remnants of scales, feathers, and impurities are removed. Rinse with tap water. The cleaned and washed legs are crushed, grinding can be carried out on an electric meat grinder or a top with a grid hole diameter of 5-6 mm. The resulting crushed mass is weighed. Then, a 2.0-2.5% aqueous solution of glacial acetic acid was prepared in the reactor and crushed legs are loaded into it in a ratio of 1: 1.2 - 1.2: 1 by weight, preferably 1: 1. The mixture is left for 6-10 hours at a temperature of 18-25 ° for hydrolysis, stirring occasionally to ensure maximum contact of the raw material with the acetic acid solution.
Для удаления продуктов гидролиза, крови, большей части жира и других примесей сырье промывают водопроводной водой. Можно и предпочтительнее промывать на сетке с величиной отверстий 2-3 мм.To remove hydrolysis products, blood, most of the fat and other impurities, the raw materials are washed with tap water. It is possible and preferable to wash on a mesh with aperture size of 2-3 mm.
Разделение сырья от промывной воды проводят на отстойной центрифуге периодического действия. Окончательно промытое и разделенное от воды сырье взвешивают. Для последующей экстракции белка коллагена из подготовленного сырья приготовили 1,5-1,8%-ный водный раствор ледяной уксусной кислоты в соотношении 1:1,2 - 1,2:1, предпочтительнее 1:1, к массе сырья при этом рН смеси должна находиться в интервале 4,0-4,5. Экстракцию сырья осуществляют в опрокидывающихся котлах с механическими мешалками, поддерживая температуру смеси 50-55°С в течение 45-50 мин. при постоянном перемешивании. Полученный экстракт подают в сборник, снабженный греющей рубашкой, а мясо-костный шрот выгружают в емкости и используют на кормовые цели в качестве минеральной добавки. Далее проводят очистку экстракта методом фильтрации на друк-фильтре. Предварительно на ткать фильтра наносят намывной слой перлита группы Б фильтрованного толщиной 25-30 мм. Фильтрацию проводят, создавая давление сжатым воздухом в сборнике, из которого поступает экстракт на друк-фильтр для обеспечения равномерной и постепенной скорости прохождения экстракта. Очищенный экстракт собирают в сборник, снабженным греющей рубашкой. При фильтрации поддерживают температуру экстракта в пределах 50-55°С. Выход экстракта в гелеобразном состоянии составляет 78-80% от массы подготовленного сырья (очищенных, промытых и измельченных ног цыплят-бройлеров). При температуре экстракта коллагена от 50°С до 37°С - это бесцветная, липкая, слегка опалесцирующая жидкость, а при комнатной температуре (18-25°С) экстракт представляет собой упругий, прозрачный гель, сохраняющийся долгое время без явлений синерезиса.Separation of raw materials from wash water is carried out on a batch-type settling centrifuge. The raw material, finally washed and separated from water, is weighed. For the subsequent extraction of collagen protein from the prepared raw material, a 1.5-1.8% aqueous solution of glacial acetic acid was prepared in a ratio of 1: 1.2 - 1.2: 1, preferably 1: 1, to the mass of the raw material with the pH of the mixture should be in the range of 4.0-4.5. The extraction of raw materials is carried out in tilting boilers with mechanical stirrers, maintaining the temperature of the mixture at 50-55 ° C for 45-50 minutes. with constant stirring. The resulting extract is fed into a collection tank equipped with a heating jacket, and the meat and bone meal is unloaded into containers and used for fodder purposes as a mineral supplement. Next, the extract is purified by filtration on a Druk filter. Preliminarily, a precoated layer of filtered perlite of group B with a thickness of 25-30 mm is applied to the filter fabric. Filtration is carried out by creating pressure with compressed air in the collector, from which the extract flows to the Druk filter to ensure a uniform and gradual rate of passage of the extract. The purified extract is collected in a collection tank equipped with a heating jacket. During filtration, the temperature of the extract is maintained within the range of 50-55 ° C. The yield of the extract in a gel state is 78-80% of the mass of the prepared raw material (cleaned, washed and crushed legs of broiler chickens). At a temperature of the collagen extract from 50 ° C to 37 ° C, it is a colorless, sticky, slightly opalescent liquid, and at room temperature (18-25 ° C), the extract is an elastic, transparent gel that persists for a long time without syneresis.
Использование в способе в качестве сырья ног 5-6-ти недельных цыплят бройлеров и проведение экстракции при температуре 50-55°С в течение 45-50 мин с использованием низкой концентрации уксусной кислоты позволяет получить коллаген с выходом не менее 70 масс. %.Using in the method as raw material the legs of 5-6 week old broiler chickens and carrying out the extraction at a temperature of 50-55 ° C for 45-50 minutes using a low concentration of acetic acid allows you to obtain collagen with a yield of at least 70 wt. %.
Изобретение поясняется примерами.The invention is illustrated by examples.
Пример 1. Исходное сырье, а именно ноги цыплят бройлеров, отделенные от тушек цыплят-бройлеров 5-6-ти недельного возраста, отсортировали от наминов и известковых наростов, освободили от остатков ороговевшего чешуйчатого слоя эпидермиса, удалили остатки чешуи, пера, загрязнений. Промыли водопроводной водой в перфорированных барабанах. Очищенные и промытые ноги измельчали на электромясорубке. Полученную измельченную массу взвесили. Затем в реакторе приготовили 2%-ный водный раствор ледяной уксусной кислоты и в него загружают измельченные ноги в соотношении 1,2:1 по массе. Смесь оставили на 6 ч при температуре 18°С для гидролиза, периодически помешивая для обеспечения максимального соприкосновения сырья с раствором уксусной кислоты.Example 1. The raw material, namely the legs of broiler chickens, separated from the carcasses of broiler chickens 5-6 weeks of age, were sorted from mamin and calcareous growths, freed from the remnants of the keratinized scaly layer of the epidermis, removed the remnants of scales, feathers, dirt. Washed with tap water in perforated drums. The cleaned and washed legs were ground in an electric meat grinder. The resulting milled mass was weighed. Then, a 2% aqueous solution of glacial acetic acid was prepared in the reactor and crushed legs are loaded into it in a ratio of 1.2: 1 by weight. The mixture was left for 6 h at a temperature of 18 ° C for hydrolysis, stirring occasionally to ensure maximum contact of the raw material with the acetic acid solution.
Для удаления продуктов гидролиза, крови, большей части жира и других примесей сырье дважды промыли водопроводной водой на сетке с величиной отверстий 2 мм. Разделение сырья от промывной воды провели на отстойной центрифуге периодического действия.To remove hydrolysis products, blood, most of the fat and other impurities, the raw materials were washed twice with tap water on a mesh with a mesh size of 2 mm. Separation of raw materials from wash water was carried out on a batch-type settling centrifuge.
Окончательно промытое и разделенное от воды сырье взвесили. Для последующей экстракции белка коллагена из подготовленного сырья приготовили 1,5%-ный водный раствор ледяной уксусной кислоты в соотношении 1,2:1 к массе сырья при этом рН смеси составляла 4,1. Экстракцию сырья осуществляют в опрокидывающихся котлах с механическими мешалками, поддерживая температуру смеси 55°С в течение 45 минут. Полученный экстракт подавали в сборник, снабженный греющей рубашкой, а мясо-костный шрот выгружали в емкости и использовали на кормовые цели в качестве минеральной добавки. Далее проводили очистку экстракта методом фильтрации на друк-фильтре. Предварительно на ткать фильтра наносили намывной слой перлита группы Б фильтрованного толщиной 25 мм. Фильтрацию проводили, создавая давление сжатым воздухом в сборнике, из которого поступает экстракт на друк-фильтр. Очищенный экстракт собирали в сборник, снабженным греющей рубашкой. При фильтрации поддерживали температуру экстракта в пределах 55°С. Выход экстракта в гелеобразном состоянии составлял 78% от массы подготовленного сырья (очищенных, промытых и измельченных ног цыплят-бройлеров). При температуре экстракта коллагена от 50°С до 37°С - это бесцветная, липкая, слегка опалесцирующая жидкость, а при комнатной температуре (18-25°С) экстракт представляет собой упругий, прозрачный гель, сохраняющийся долгое время (более 1 года) без явлений синерезиса. Время, затраченное на получение экстракта, составило 10 часов.The raw material, finally washed and separated from water, was weighed. For the subsequent extraction of collagen protein from the prepared raw material, a 1.5% aqueous solution of glacial acetic acid was prepared in a ratio of 1.2: 1 to the weight of the raw material, while the pH of the mixture was 4.1. The extraction of raw materials is carried out in tilting boilers with mechanical stirrers, maintaining the temperature of the mixture at 55 ° C for 45 minutes. The resulting extract was fed into a collection tank equipped with a heating jacket, and meat and bone meal was unloaded into containers and used for fodder purposes as a mineral supplement. Next, the extract was purified by filtration on a Druk filter. Preliminarily, on the filter cloth, a precoated layer of filtered perlite of group B with a thickness of 25 mm was applied. Filtration was carried out by creating pressure with compressed air in the collector, from which the extract flows to the Druk filter. The purified extract was collected in a collection tank equipped with a heating jacket. During filtration, the temperature of the extract was maintained at 55 ° C. The yield of the extract in the gel state was 78% of the mass of the prepared raw material (cleaned, washed and crushed legs of broiler chickens). At a temperature of the collagen extract from 50 ° C to 37 ° C, it is a colorless, sticky, slightly opalescent liquid, and at room temperature (18-25 ° C), the extract is an elastic, transparent gel that persists for a long time (more than 1 year) without syneresis phenomena. The time taken to obtain the extract was 10 hours.
При добавлении в жидкий раствор коллагена щелочи отмечалось его помутнение и выпадение осадка в виде волокнистых структур с характерным для нативного (естественного) коллагена свойствами («Коллаген и его применение в медицине» Хилькин A.M., Шехтер А.Б. и др., 1976, с. 33-35).When alkali was added to a liquid solution of collagen, it became cloudy and precipitated in the form of fibrous structures with properties characteristic of native (natural) collagen ("Collagen and its application in medicine" Khilkin AM, Shekhter A.B. et al., 1976, p. . 33-35).
Остающийся мясокостный шрот по заключению специалистов-кинологов, может быть использован в качестве минеральной добавки в кормах для животных, т.к. содержит достаточно большое количество кальция, магния и калия (в мг/100 г. - 2146; 26,2; 10,8 - соответственно). Таким образом, технология получения экстракта коллагена является безотходной и экологически чистой, т.к. для ее выработки используется пищевая уксусная кислота невысокой (1,5-1.8%) концентрации.The remaining meat-and-bone meal, according to the conclusion of the cynologists, can be used as a mineral additive in animal feed, because contains a fairly large amount of calcium, magnesium and potassium (in mg / 100 g - 2146; 26.2; 10.8 - respectively). Thus, the technology for producing collagen extract is waste-free and environmentally friendly, because for its production, food-grade acetic acid of low (1.5-1.8%) concentration is used.
Пример 2.Example 2.
Исходное сырье, а именно ноги цыплят бройлеров, отделенные от тушек цыплят-бройлеров 5-6-ти недельного возраста, отсортировали от наминов и известковых наростов, освободили от остатков ороговевшего чешуйчатого слоя эпидермиса, удалили остатки чешуи, пера, загрязнений. Промыли водопроводной водой в перфорированных барабанах. Очищенные и промытые ноги измельчали на волчке с диаметром отверстий решетки 5 мм. Полученную измельченную массу взвесили. Затем в реакторе объемом приготовили 2,5%-ный водный раствор ледяной уксусной кислоты и в него загружают измельченные ноги в соотношении 1:1,2 по массе. Смесь оставили на 10 ч при температуре 25°С для гидролиза, периодически помешивая для обеспечения максимального соприкосновения сырья с раствором уксусной кислоты.The initial raw materials, namely the legs of broiler chickens, separated from the carcasses of broiler chickens of 5-6 weeks of age, were sorted from mamin and calcareous outgrowths, freed from the remnants of the keratinized scaly layer of the epidermis, removed the remnants of scales, feathers, dirt. Washed with tap water in perforated drums. The cleaned and washed legs were grinded on a top with a grid hole diameter of 5 mm. The resulting milled mass was weighed. Then, a 2.5% aqueous solution of glacial acetic acid was prepared in a reactor with a volume, and crushed legs were loaded into it in a ratio of 1: 1.2 by weight. The mixture was left for 10 h at a temperature of 25 ° C for hydrolysis, stirring occasionally to ensure maximum contact of the raw material with the acetic acid solution.
Для удаления продуктов гидролиза, крови, большей части жира и других примесей сырье дважды промыли водопроводной водой на сетке с величиной отверстий 3 мм. Разделение сырья от промывной воды провели на отстойной центрифуге периодического действия.To remove hydrolysis products, blood, most of the fat and other impurities, the raw materials were washed twice with tap water on a mesh with a mesh size of 3 mm. Separation of raw materials from wash water was carried out on a batch-type settling centrifuge.
Окончательно промытое и разделенное от воды сырье взвесили. Для последующей экстракции белка коллагена из подготовленного сырья приготовили 1,8%-ный водный раствор ледяной уксусной кислоты в соотношении 1:1,2 к массе сырья при этом рН смеси составляла 4,5. Экстракцию сырья осуществляют в опрокидывающихся котлах с механическими мешалками, поддерживая температуру смеси 50°С в течение 50 минут. Полученный экстракт подавали в сборник, снабженный греющей рубашкой, а мясо-костный шрот выгружали в емкости и использовали на кормовые цели в качестве минеральной добавки. Далее проводили очистку экстракта методом фильтрации на друк-фильтре. Предварительно на ткать фильтра наносили намывной слой перлита группы Б фильтрованного толщиной 30 мм. Фильтрацию проводили, создавая давление сжатым воздухом в сборнике, из которого поступает экстракт на друк-фильтр. Очищенный экстракт собирали в сборник, снабженным греющей рубашкой. При фильтрации поддерживали температуру экстракта в пределах 50°С. Выход экстракта в гелеобразном состоянии составлял 80% от массы подготовленного сырья (очищенных, промытых и измельченных ног цыплят-бройлеров). При температуре экстракта коллагена от 50°С до 37°С - это бесцветная, липкая, слегка опалесцирующая жидкость, а при комнатной температуре (18-25°С) экстракт представляет собой упругий, прозрачный гель, сохраняющийся долгое время без явлений синерезиса. Время, затраченное на получение экстракта, составило 15 часов.The raw material, finally washed and separated from water, was weighed. For the subsequent extraction of collagen protein from the prepared raw material, a 1.8% aqueous solution of glacial acetic acid was prepared in a ratio of 1: 1.2 to the weight of the raw material, while the pH of the mixture was 4.5. The extraction of raw materials is carried out in tilting boilers with mechanical stirrers, maintaining the temperature of the mixture at 50 ° C for 50 minutes. The resulting extract was fed into a collection tank equipped with a heating jacket, and meat and bone meal was unloaded into containers and used for fodder purposes as a mineral supplement. Next, the extract was purified by filtration on a Druk filter. Preliminarily, a precoated layer of filtered perlite of group B with a thickness of 30 mm was applied to the filter cloth. Filtration was carried out by creating pressure with compressed air in the collector, from which the extract flows to the Druk filter. The purified extract was collected in a collection tank equipped with a heating jacket. During filtration, the temperature of the extract was maintained at 50 ° C. The yield of the extract in the gel state was 80% of the mass of the prepared raw material (cleaned, washed and crushed legs of broiler chickens). At a temperature of the collagen extract from 50 ° C to 37 ° C, it is a colorless, sticky, slightly opalescent liquid, and at room temperature (18-25 ° C), the extract is an elastic, transparent gel that persists for a long time without syneresis. The time taken to obtain the extract was 15 hours.
Пример 3 (сравнительный). Осуществляют аналогично примеру 1. Но на стадии гидролиза раствор уксусной кислоты берут в 1,5%-ной концентрации и выдерживают в течение 6 часов при комнатной температуре. Это приводит к недостаточной очистке сырья и недостаточной подготовке сырья (размягчению) к последующему экстрагированию, а при концентрации уксусной кислоты свыше 2,5% и продолжительности процесса свыше 10 часов происходит преждевременное разрушение костной ткани и вымывание солей кальция, калия и др., что приводит к снижению выхода белка коллагена из исходного сырья (выход менее 50 масс. %).Example 3 (comparative). Carried out analogously to example 1. But at the stage of hydrolysis, the acetic acid solution is taken in 1.5% concentration and kept for 6 hours at room temperature. This leads to insufficient purification of raw materials and insufficient preparation of raw materials (softening) for subsequent extraction, and with an acetic acid concentration of more than 2.5% and a process duration of more than 10 hours, premature destruction of bone tissue and leaching of calcium, potassium, etc. salts occur, which leads to to reduce the yield of collagen protein from the feedstock (yield less than 50 wt.%).
Пример 4 (сравнительный). Осуществляют аналогично примера 1. Но на стадии экстракции белка коллагена раствор уксусной кислоты берут 1,4%-ной концентрации и выдерживают смесь при температуре 40°С в течение 45 мин. В данном случае происходит недостаточный выход белка коллагена из исходного сырья, а при концентрации уксусной кислоты свыше 1,8%, температуре выше 55°С и продолжительности свыше 50 мин, происходит денатурация белка коллагена и превращения его в желатин.Example 4 (comparative). Carried out analogously to example 1. But at the stage of collagen protein extraction, the acetic acid solution is taken at 1.4% concentration and the mixture is kept at a temperature of 40 ° C for 45 minutes. In this case, there is an insufficient yield of collagen protein from the feedstock, and at an acetic acid concentration of more than 1.8%, a temperature above 55 ° C and a duration of more than 50 minutes, the collagen protein is denatured and converted into gelatin.
Также были проведены исследования по возможности применения экстракта коллагена для местного лечения ожоговых ран на опытных животных. В результате проведенных работ было сделано заключение: «лечение экстрактами коллагена оказывает благоприятное воздействие на течение и заживление ожоговых ран. Это проявляется в уменьшении эксудативных явлений (гиперемии, отека, миграции лейкоцитов), в уменьшении выраженности или даже купировании гнойного воспаления. По данным гистологических исследований экстракты коллагена указанного обладают сорбционными и гидрационными свойствами».Also, studies were carried out on the possibility of using collagen extract for the local treatment of burn wounds in experimental animals. As a result of the work carried out, it was concluded that “treatment with collagen extracts has a beneficial effect on the course and healing of burn wounds. This is manifested in a decrease in exudative phenomena (hyperemia, edema, migration of leukocytes), in a decrease in the severity or even relief of purulent inflammation. According to the data of histological studies, the specified collagen extracts have sorption and hydration properties. "
Кроме того, полученный нами экстракт коллагена из ног цыплят-бройлеров до их иммунологического созревания, прошел апробацию в косметологической лечебнице «Институт красоты». В результате исследования было отмечено, что препарат безвреден, констатировано отсутствие раздражающего и аллергизирующего действия. Он оказывает положительное влияние на липидный обмен, проявляет влагоудерживающее действие, стимулирует увеличение волосяных фолликул и размеры сальных желез, биологически активен. Экстракт коллагена в 5-20%-ной концентрации рекомендован для использования в косметических изделиях.In addition, the collagen extract obtained by us from the legs of broiler chickens before their immunological maturation was tested in the beauty institute “Institute of Beauty”. As a result of the study, it was noted that the drug is harmless, the absence of irritating and allergenic effects was stated. It has a positive effect on lipid metabolism, exhibits a water-retaining effect, stimulates an increase in hair follicles and the size of the sebaceous glands, is biologically active. Collagen extract in 5-20% concentration is recommended for use in cosmetic products.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020116687A RU2743860C1 (en) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | Method for obtaining collagen extract from broiler chicken legs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020116687A RU2743860C1 (en) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | Method for obtaining collagen extract from broiler chicken legs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2743860C1 true RU2743860C1 (en) | 2021-03-01 |
Family
ID=74857437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020116687A RU2743860C1 (en) | 2020-04-30 | 2020-04-30 | Method for obtaining collagen extract from broiler chicken legs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2743860C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4483724A1 (en) * | 2023-06-29 | 2025-01-01 | European Supplements Ltd | Method for obtaining collagen extract from broiler chicken feet |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4455302A (en) * | 1973-10-24 | 1984-06-19 | Robertson Harry J | Medical protein hydrolysate, process of making the same and processes of utilizing the protein hydrolysate to aid in healing traumatized areas |
-
2020
- 2020-04-30 RU RU2020116687A patent/RU2743860C1/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4455302A (en) * | 1973-10-24 | 1984-06-19 | Robertson Harry J | Medical protein hydrolysate, process of making the same and processes of utilizing the protein hydrolysate to aid in healing traumatized areas |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
HASHIM P. ET AL. Isolation and Characterization of Collagen from Chicken Feet. World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Bioengineering and Life Sciences, Vol:8, No:3, 2014, рр. 250-254. * |
I. N. BELOGLAZOVV. O. GOLUBEV Basics of calculating filtration processes. - M.: Publishing house "Ore and Metals", 2002. - 210 p., Ill., P. 166-167. * |
IN AND. ISHCHENKO Industrial technology of medicines. Manual (2nd edition). Vitebsk, 2012, p. 568, see p. 349-351. * |
JOSE C. C. SANTANA ET AL. Valorization of Chicken Feet By-Product of the Poultry Industry: High Qualities of Gelatin and Biofilm from Extraction of Collagen. Polymers 2020, 12(3), 529; https://doi.org/10.3390/polym12030529. Received: 11 December 2019 / Revised: 17 February 2020 / Accepted: 19 February 2020 / Published: 2 March 2020. Найдено онлайн: https://www.mdpi.com/2073-4360/12/3/529/htm. * |
JOSE C. C. SANTANA ET AL. Valorization of Chicken Feet By-Product of the Poultry Industry: High Qualities of Gelatin and Biofilm from Extraction of Collagen. Polymers 2020, 12(3), 529; https://doi.org/10.3390/polym12030529. Received: 11 December 2019 / Revised: 17 February 2020 / Accepted: 19 February 2020 / Published: 2 March 2020. Найдено онлайн: https://www.mdpi.com/2073-4360/12/3/529/htm. LIU D.C. ET AL. Optimum Condition of Extracting Collagen from Chicken Feet and its Characetristics. Asian Australasian Journal of Animal Sciences, November 2001, 14(11):1638-1644. В.И. ИЩЕНКО Промышленная технология лекарственных средств. Пособие (2-е издание). Витебск, 2012, с. 568, см. c. 349-351. БЕЛОГЛАЗОВ И.Н., ГОЛУБЕВ В.О. Основы расчета фильтрационных процессов. - М.:Издательский дом "Руда и Металлы", 2002. - 210 с., ил., с. 166-167. HASHIM P. ET AL. Isolation and Characterization of Collagen from Chicken Feet. World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of B * |
LIU D.C. ET AL. Optimum Condition of Extracting Collagen from Chicken Feet and its Characetristics. Asian Australasian Journal of Animal Sciences, November 2001, 14(11):1638-1644. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4483724A1 (en) * | 2023-06-29 | 2025-01-01 | European Supplements Ltd | Method for obtaining collagen extract from broiler chicken feet |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100347192C (en) | Collagen and method for producing same | |
CN101787078B (en) | A kind of collagen polypeptide and its preparation method and application | |
JPS58103322A (en) | Manufacture of collagen composition | |
KR101871395B1 (en) | Method for production collagen with high yield | |
CN105969830A (en) | Method for extracting active collagen peptide from pigskin | |
CN101063161A (en) | Coproduction technique for collagen and chondroitin sulfate | |
CN112778412B (en) | Preparation method of low-endotoxin collagen | |
CN108902438B (en) | Cod peptide and enzymolysis extraction method thereof | |
CN110713534A (en) | Collagen peptide with photoaging improvement effect and preparation method thereof | |
KR101760890B1 (en) | Preparing method of Collagen | |
KR101489916B1 (en) | A method for extracting high purity collagen from animal byproducts | |
WO2007131424A1 (en) | Method for preparing low molecular weight proteoglycan and collagen compositions, its products and uses | |
RU2743860C1 (en) | Method for obtaining collagen extract from broiler chicken legs | |
US4216204A (en) | Medical protein hydrolysate, process of making the same and processes of utilizing the protein hydrolysate to aid in healing traumatized areas | |
US4455302A (en) | Medical protein hydrolysate, process of making the same and processes of utilizing the protein hydrolysate to aid in healing traumatized areas | |
JPH1017310A (en) | Collagen, production of hydroxyapatite and its product | |
US4094973A (en) | Medical protein hydrolysate and process of using the same | |
KR20180028229A (en) | The Method of High-yield and High-purity Manufacturing of Allo-collagen Composition Extracted From Human origin | |
CN113151385A (en) | Method for efficiently preparing livestock and poultry cartilage collagen polypeptide | |
RU2711915C1 (en) | Method of producing protein hydrolyzate from secondary fish raw material | |
CA1071106A (en) | Medical protein hydrolysate and process of making the same | |
CN113122604A (en) | Sea intestine glue and preparation method and application thereof | |
RU2226841C1 (en) | Protein food additive production method | |
RU2133097C1 (en) | Method of preparing food addition "vitapeptid", food addition "vitapeptid" | |
Das et al. | Animal byproducts-boon to human health: a review |