Email this article 
The use of enzymatic modification in recycling of meat and bone collagen-containing byproducts
- Authors: Mezenova N.Y.1, Agafonova S.V.1, Mezenova O.Y.1, Baydalinova L.S.1, Volkov V.V.1
-
Affiliations:
- Kaliningrad State Technical University
- Issue: Vol 10, No 2 (2020)
- Pages: 314-324
- Section: Physico-chemical biology
- URL: https://bakhtiniada.ru/2227-2925/article/view/299686
- DOI: https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-2-314-324
- ID: 299686
Cite item
Full Text
Abstract
The objective of this research was to study the process of extraction of valuable protein watersoluble substances from highly mineralized meat and bone raw materials during hydrolysis by proteolytic enzymes. The experiments were carried out on beef tubular and costal bones using enzymes Alcalase 2.5 L, Protamex, Protosubtilin G3x. The efficiency of protein hydrolysis was evaluated by the accumulation of nonprotein amino nitrogen in the aqueous protein extract, the amount of which was determined by formol titration. The chemical composition of raw materials and hydrolysis products was evaluated by standard physicochemical methods. The drying of hydrolyzed protein fractions was carried out on a lyophilic freeze dryer at a condenser temperature of -55 ° C. Drying of the sedimentary protein-mineral fraction was carried out by convection method at 60 aboutC. The general chemical composition of raw materials and protein hydrolysates is established. It was shown that fermentolysis in an aqueous medium with preliminary separation of fat and subsequent separation of fractions makes it possible to obtain low molecular weight water-soluble peptides and protein-mineral insoluble compositions, as well as fat products in the amount of 13.3–14.4 % of raw materials by weight. The yield of proteins by the content of solid products in water-soluble freeze-dried products was 6.1–7.9 %, depending on the type of enzyme and hydrolysis conditions. The bulk of the raw material's protein mass is precipitated together with mineral substances during fermentolysis. The solids content in dense sediments was 66.5–73.8 %. It is recommended to use the fermentolysis of meat and bone raw materials for pre-treatment in subsequent high-temperature hydrolysis. Protein products obtained by enzymatic modification of meat and bone raw materials are recommended for use as part of feed supplements, microbiological media and fertilizers, as well as feed for aquaculture. To accomplish that, it is necessary to study their amino acid composition and conduct biological tests. The extracted fat may also serve as a raw material for a number of fat products (margarine, spreads, soap).
About the authors
N. Yu. Mezenova
Kaliningrad State Technical University
Email: nataliya.mezenova@klgtu.ru
S. V. Agafonova
Kaliningrad State Technical University
Email: svetlana.agafonova@klgtu.ru
O. Ya. Mezenova
Kaliningrad State Technical University
Email: mezenova@klgtu.ru
L. S. Baydalinova
Kaliningrad State Technical University
Email: baydalinova@nevmail.ru
V. V. Volkov
Kaliningrad State Technical University
Email: vladimir.volkov@klgtu.ru
References
- Shсhekotova A.V., Khamagaeva I.S., Tsyrenov V.Zh., Darbakova N.V., Khazagaeva S.N. Biotechnological processing procedures of collagen-containing raw materials for creation of functional foods // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9. N 2. С. 250–259. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-2-250-259
- Глотова И.А., Литовкин А.Н. Проблемы и перспективы переработки вторичных продуктов убоя птицы // Технологии и товароведение сельскохозяйственной продукции. 2013. N 1. С. 7–12.
- Литовкин А.Н., Глотова И.А., Кривцова О.Ю. Вторичные продукты убоя птицы как сырьё для функциональных препаратов животных белков // Современные наукоемкие технологии. 2014. N 5–1. С. 189.
- Глотова И.А., Галочкина Н.А., Болтыхов Ю.В. Функциональные коллагенсодержащие субстанции на основе вторичных продуктов животноводства // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2012. N 4 (328). С. 16–19.
- Глотова И.А., Ряжских В.И, Галочкина Н.А., Макаркина Е.Н., Галочкин М.Н. Получение функциональных дисперсных систем на основе коллагеновых белков: формализованный подход к описанию тепло-массообменных процессов // Фундаментальные исследования. 2012. N 11-20. С. 383–388.
- Глотова И.А., Литовкин А.Н. Переработка голов и ног птицы с получением пищевых модулей // Мясная индустрия. 2016. N 6. С. 48–50.
- Asyakina L., Babich O., Dolganuk V., Suhih S. Methods of production and purification of biologically active peptides // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. Vol. 7. Issue 4. P. 2415–2422.
- Prosekov A., Babich O., Kriger O., Ivanova S., Pavsky V., Sukhikh S., et al. Functional properties of the enzyme-modified protein from oat bran // Food Bioscience. 2018. Vol. 24. P. 46–49. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2018.05.003
- Фисинин В.И., Исмаилова Д.Ю., Волик В.Г., Лукашенко В.С., Салеева Ч.П. Глубокая переработка вторичных продуктов птицеводства для разных направлений исследования (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52. N 6. С. 1105–1115. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.6.1105rus
- Мезенова О.Я. Перспективы получения и использования протеинов из вторичного рыбного сырья // Вестник международной академии холода. 2018. N 1. С. 5–10. https://doi.org/10.17586/1606-4313-2018-17-1-5-10
- Пискаева А.И. Биотехнологические аспекты утилизации отходов птицеперерабатывающих предприятий // Уникальные исследования XXI века. 2016. N 10 (22). С. 5–25.
- Мезенова О.Я., Волков В.В., Мерзель Т., Гримм Т., Кюн С., Хелинг А.. Сравнительная оценка способов гидролиза коллагенсодержащего рыбного сырья при получении пептидов и исследование их аминокислотной сбалансированности // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2018. Т. 8. N 4. С. 83–94. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2018-8-4-83-94
- Мезенова О.Я., Хелинг А., Мерзель Т. Биопотенциал вторичного рыбного сырья // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2018. N 1. С. 11–18.
- Глотова И.А., Литовкин А.Н., Артёмов Е.С., Ермолова А.В., Шахов С.В., Саранов И.А. Исследование процессов дегидратации биополимерных систем в составе птицепродуктов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). 2016. Т 121. С. 801–812. https://doi.org/10.21515/1990-4665-121-045
- Минченко В.Н., Коваль О.В., Васькина Т.И. Химический анализ костной ткани телят при включении в рацион биопротекторов в условиях техногенного загрязнения территории // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. N 1 (53). С. 33–37.
- Какимов А.К., Есимбеков Ж.С., Кабулов Б.Б. Минеральный состав реберных костей убойных животных // Международная научнопрактическая конференция, посвященная памяти Василия Матвеевича Горбатова. 2015. N 1. С. 217–219.
- Zhai Y., Wang F., Wang S. Study on prescription and technology for producing calciumrich chewable tablets using carp bone // Journal of Tianjin Agricultural University. 2013. Issue 2. P. 25–36.
- Курчаева Е.Е., Артемов Е.С., Глотова И.А., Тертычная Т.Н., Калашникова С.В., Ходыкина О.И. Инновационные подходы к созданию продуктов питания функциональной направленности // Технологии и товароведение сельскохозяйственной продукции. 2015. N 1. С. 65–71.
- Babich O., Sukhih S., Prosekov A., Ulrikh E., Lukin A. Selection of modes of poultry waste conversion into biofertilizers // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. 2018. Vol. 10. Issue 7. P. 1768–1771.
- Dyshlyuk L.S., Noskova S.Yu., Asyakina L.K., Babich O.O. Upgrading experimental technological lines for obtaining bio-fertilizers from poultry biowaste // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017. Vol. 12. Issue 23. P. 6732–740.
Supplementary files
