NO317900B1

NO317900B1 - Process for the recovery of peptides / amino acids and oil / fat, their use as well as amino acids / peptides, oil and hydroxyapatite prepared by the process.

Info

Publication number: NO317900B1
Application number: NO20023601A
Authority: NO
Inventors: Tomas Carlsson
Original assignee: Aminotech As
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-12-27
Also published as: NO20023601D0

Abstract

Det er beskrevet en fremgangsmåte for hydrolysering av en proteinholdig råvare og utskillelse av aminosyrer/peptider hvor hydrolyseringen foregår ved hjelp av den proteinholdige råvarens egne enzymer og at hydrolysatet føres gjennom et membranfilter, hvor peptider/aminosyrer følger en permeat strøm, mens de aktive enzymene kontinuerlig nedbryter eventuelle proteinrester som avleires på membranoverflaten og enzymene føres sammen med retenatet tilbake til hydrolysen. Videre er et aminosyre- og peptidprodukt samt et oljeprodukt beskrevet og anvendelsen av disse er anført.A process is described for hydrolyzing a proteinaceous raw material and secreting amino acids / peptides in which the hydrolysis takes place by means of the proteinaceous raw material's own enzymes and that the hydrolyzate is passed through a membrane filter, where peptides / amino acids follow a permeate stream, while the active enzymes degrades any protein residues that deposit on the membrane surface and the enzymes are returned with the retenate to the hydrolysis. Furthermore, an amino acid and peptide product as well as an oil product are described and their use is stated.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for utvinning av peptider/aminosyrer og olje/felt fra en proteinholdig råvare, anvendelse av fremgangsmåten samt aminosyrer/peptider, olje og hydroksyapatitt fremstilt ved fremgangsmåten. The present invention relates to a method for extracting peptides/amino acids and oil/field from a proteinaceous raw material, use of the method as well as amino acids/peptides, oil and hydroxyapatite produced by the method.

Det er kjent i industrien å produsere peptider og aminosyrer gjennom syrehydrolyse, samt med bioteknologisk og/eller kjemisk/teknisk anvendende, både naturlig og kunstig produserte, konsentrerte enzymer. Foreliggende oppfinnelse er en måte å bruke de naturlig forekommende nedbrytningsenzymene fra animalske/akvatiske råvarer i en industriell prosess som gir et produkt med farmasøytisk, bioteknologisk eller næringsmiddelskvalitet. It is known in the industry to produce peptides and amino acids through acid hydrolysis, as well as with biotechnological and/or chemical/technical applications, both naturally and artificially produced, concentrated enzymes. The present invention is a way of using the naturally occurring degradation enzymes from animal/aquatic raw materials in an industrial process that provides a product with pharmaceutical, biotechnological or foodstuff quality.

Med farmasøytisk kvalitet menes produkter for intravenøs bruk og produkter som er klassifisert som medisin for mennesker og dyr eller som naturmedisin. Pharmaceutical quality means products for intravenous use and products that are classified as medicine for humans and animals or as natural medicine.

Med bioteknologisk kvalitet menes produkter som kan benyttes som for eksempel dyrkingsmedia eller katalysator i dyrking av celler, bakterier, fungi og alger. Biotechnological quality refers to products that can be used as, for example, culture media or catalysts in the cultivation of cells, bacteria, fungi and algae.

Med næringsmiddelskvalitet menes produkter som brukes for humankonsumering enten som additiv eller som selvstendig produkt. Food quality means products that are used for human consumption either as an additive or as an independent product.

Oppfinnelsen kan naturligvis også brukes til å produsere forprodukter, i form av et additiv eller som selvstendige produkter. The invention can of course also be used to produce precursor products, in the form of an additive or as independent products.

Aminosyrer og peptider er velkjente innen farmasøytisk, naturmedisinsk og veterinærmedisinsk industri som bestanddeler i produkter som for eksempel intravenøs ernæring samt som spesialernæring for å lindre visse trauma. Her har det frem til nå hovedsaklig vært benyttet ekstrakter fra blodplasma og proteinhydrolysat produsert med pankreas enzymer fra svin og kalv. Oppfinnelsen gir farmasøytisk industri en mulighet til å få tilgang til aminosyrer og peptider av en hittil ukjent kvalitet. Amino acids and peptides are well known in the pharmaceutical, naturopathic and veterinary medicine industries as ingredients in products such as intravenous nutrition and as special nutrition to alleviate certain traumas. Here, until now, extracts from blood plasma and protein hydrolyzate produced with pancreatic enzymes from pigs and calves have mainly been used. The invention gives the pharmaceutical industry an opportunity to gain access to amino acids and peptides of a hitherto unknown quality.

Aminosyrer og ultrakorte peptider anvendes også for bioteknologiske prosesser, for eksempel når et høypotent dyrkingsmedium skal produseres. Begrensende for all industri som dyrker encellete organismer eller cellesubstrat fra høyere organismer er tilgangen på dyrkingsmedia med tilstrekkelig kvalitet. Brist eller høy pris er begrensende. Dessuten inneholder aminosyrer eller peptider fremstilt ved hjelp av bioteknologiske metoder som regel veksthemmende stoffer som kan unngås i produkter fremstilt ved fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelsen. Kombinasjonen av naturlige aminosyrespektra og biologiske sporemner/mineraler som den her beskrevne prosessen produserer gir et unikt produkt for produksjon av dyrkingsmedia for bioteknologiindustrien. Dessuten kan teknikken resirkulere proteiner fra mange typer kulturer tilbake til aminosyrer og peptider som deretter kan brukes på nytt. Amino acids and ultra-short peptides are also used for biotechnological processes, for example when a highly potent culture medium is to be produced. The limiting factor for all industry that cultivates single-celled organisms or cell substrate from higher organisms is access to culture media of sufficient quality. Shortage or high price is limiting. In addition, amino acids or peptides produced by means of biotechnological methods usually contain growth-inhibiting substances that can be avoided in products produced by the method according to this invention. The combination of natural amino acid spectra and biological trace elements/minerals produced by the process described here provides a unique product for the production of cultivation media for the biotechnology industry. In addition, the technique can recycle proteins from many types of cultures back into amino acids and peptides that can then be used again.

Peptider/aminosyrer brukes i næringsmiddelindustrien, som bindemidler, emulgatorer, smakstilsetning, og liknende. Anvendelsene er betydelige og stigende. De mest anvendte peptider og aminosyrer i næringsmiddelindustrien stammer fra soyabønner og melk. Spesielt aminosyrer og peptider fra soya og melk er kjent for å forårsake allergene reaksjoner som kun kan unngås hvis man anvender en annen peptid/aminosyresammensetning som ikke stammer fra disse kilder eller en peptid/aminosyresammensetning fra soya og melk som er tilstrekkelig modifisert for å ikke forårsake disse reaksjoner. Således er det et stort behov for en fremgangsmåte som tilveiebringer en sammensetning av aminosyrer og peptider som også kan stamme fra soya og/eller melk, men som ikke forårsaker allergene reaksjoner. Produkter fra de fleste animalske kilder har ikke oppnådd samme grad av anvendelse, da det ikke finnes ekstraksjonsteknikker som kan bevare produktets funksjonalitet og samtidig fjerne uønskede kvalitetsforringende komponenter som for eksempel salt og fett. Peptides/amino acids are used in the food industry, as binders, emulsifiers, flavoring, and the like. The applications are significant and increasing. The most commonly used peptides and amino acids in the food industry come from soybeans and milk. Amino acids and peptides from soy and milk in particular are known to cause allergic reactions that can only be avoided if one uses another peptide/amino acid composition that does not originate from these sources or a peptide/amino acid composition from soy and milk that is sufficiently modified not to cause these reactions. Thus, there is a great need for a method which provides a composition of amino acids and peptides which can also originate from soy and/or milk, but which does not cause allergic reactions. Products from most animal sources have not achieved the same degree of application, as there are no extraction techniques that can preserve the product's functionality and at the same time remove unwanted quality-deteriorating components such as salt and fat.

Innen forproduksjonen anvendes mange forskjellige sammensetninger av proteiner, peptider og aminosyrer som stammer fra ulike kilder. I forproduksjonen er sammensetning av peptidene, aminosyrene og proteinene også meget viktig ettersom dyrenes vekstevne er avhengig av et balansert forinn tak. Således er det også her et stort behov for en fremgangsmåte som tilveiebringer en hvilken som helst ønsket sammensetning som gir optimale vekstbetingelser for dyrene. Within pre-production, many different compositions of proteins, peptides and amino acids are used which originate from various sources. In pre-production, the composition of the peptides, amino acids and proteins is also very important, as the animals' ability to grow depends on a balanced feed. Thus, there is also a great need here for a method which provides any desired composition which provides optimal growth conditions for the animals.

I det følgende brukes uttrykket "endogene" enzymer som et uttrykk for proteinproduktets egne enzymer i motsetning til de "eksogene" enzymer som er fremmedenzymer som tilsettes råvaren av proteiner i forbindelse med en tradisjonell hydrolyse. Et eksempel på et "eksogent" enzym er "Deterzyme APY", som er en bakteriell protease (E.C.3.4.21) fremstilt ved kontrollert fermentering av Bacillus alcalophilus og som kan kjøpes fra flere leverandører. In the following, the term "endogenous" enzymes is used as an expression for the protein product's own enzymes in contrast to the "exogenous" enzymes which are foreign enzymes that are added to the raw material of proteins in connection with a traditional hydrolysis. An example of an "exogenous" enzyme is "Deterzyme APY", which is a bacterial protease (E.C.3.4.21) produced by controlled fermentation of Bacillus alcalophilus and which can be purchased from several suppliers.

Med endogen enzymer menes også enzymer ekstrahert fra andre lignende naturlige enzymvarer/råvarer, fortrinnsvis fra kaldblodige dyr. Endogenous enzymes also mean enzymes extracted from other similar natural enzyme products/raw materials, preferably from cold-blooded animals.

Benevningen hydrolysat er i den nedenstående teksten brukes som en betegnelse på de råvarer som befinner seg under prosessering. In the text below, the term hydrolyzate is used as a designation for the raw materials that are being processed.

Det foreligger flere patenter innenfor oppfinnelsens område som for eksempel RU 2103360 som beskriver et næringsmedium for kultivering av eukaryotceller og en fremgangsmåte for fremstilling av et hydrolysat fra fiskeslo som fremstilles ved proteolytisk hydrolyse. Denne hydrolyseprosessen gjennomføres ved en høy pH justert med natriumhydroksid, ved hjelp av temperaturinaktivering, filtrering og tørking. Fiskeavfallet blandes med destillert vann i forhold 1:1, og hydrolysen skjer ved en temperatur på +40° - +42°C inntil man oppnår en vektandel på aminonitrogen på 5,5-6,5% og en vektandel på frie aminosyrer på 50-60%. There are several patents within the scope of the invention, such as RU 2103360 which describes a nutrient medium for the cultivation of eukaryotic cells and a method for producing a hydrolyzate from fish slime which is produced by proteolytic hydrolysis. This hydrolysis process is carried out at a high pH adjusted with sodium hydroxide, using temperature inactivation, filtration and drying. The fish waste is mixed with distilled water in a 1:1 ratio, and the hydrolysis takes place at a temperature of +40° - +42°C until a weight proportion of amino nitrogen of 5.5-6.5% and a weight proportion of free amino acids of 50 -60%.

Dessuten er det i SU 1755417 angitt en fremgangsmåte for produksjon av hydrolysater av fiskeråvarer i en fermentor hvor det tilsettes et fermenteringspreparat fulgt av filtrering og tørking av produsert hydrolysat, hvor man anvender ikke-knust råvare som mates periodisk inn i fermentoren. In addition, SU 1755417 specifies a method for the production of hydrolysates of fish raw materials in a fermenter where a fermentation preparation is added followed by filtration and drying of the produced hydrolyzate, where uncrushed raw material is used which is periodically fed into the fermenter.

RU 1559466 beskriver en fremgangsmåte for produksjon av hydrolysater, som forutsetter knusing av fiskeprodukter eller avfall fra foredling av disse, blanding med vann, oppvarming av blandingen, tilsetning av et proteolytisk fermenteringspreparat, fermentering, filtrering og tørking, hvor blandingen av råstoff og vann skjer i forhold 2:1-1:1, oppvarmingen skjer opptil +40°- +45°C, mens fermentasjon foretas over 0,5 - 2,5 timer ved bruk av det eksogene enzymet protosubtilin G3x. RU 1559466 describes a method for the production of hydrolysates, which requires crushing fish products or waste from their processing, mixing with water, heating the mixture, adding a proteolytic fermentation preparation, fermentation, filtering and drying, where the mixture of raw material and water takes place in ratio 2:1-1:1, the heating takes place up to +40°- +45°C, while fermentation is carried out over 0.5 - 2.5 hours using the exogenous enzyme protosubtilin G3x.

Ytterligere nevnes FR 2168259 som beskriver en enzymatisk hydrolyse av fiskeproteiner som utføres ved å knuse fersk fisk til en fin masse uten å tilsette vann. Det tilsettes eksogene enzymer og massen hydrolyseres i ca 15 timer avhengig av ønsket løselighet. Produktet stabiliseres i 5-20 minutter ved +90°- +100°C, filtreres, pasteuriseres og sentrifugeres. Prosessen gir produkter med høy næringsverdi. FR 2168259 is also mentioned which describes an enzymatic hydrolysis of fish proteins which is carried out by crushing fresh fish into a fine mass without adding water. Exogenous enzymes are added and the mass is hydrolysed for about 15 hours, depending on the desired solubility. The product is stabilized for 5-20 minutes at +90°- +100°C, filtered, pasteurized and centrifuged. The process produces products with high nutritional value.

Annen kjent teknikk innen fagfeltet omfatter "Journal of Agricultural and Food Chemistry", mars 2000, vol. 48, nr. 3, s. 657-666, Kristinsson, H. et al., "Critical Reviews in Food Science and Nutrition", 2000,40, (1), s. 43-81, Kristinsson, H. G. et al., "Process Biochem", 1993, vol. 28, nr. 1, s. 1-15, Gildberg, A., CN-A-1157694, JP-A-03258729, US-A-3928630 og NO-B-305851. Other prior art includes "Journal of Agricultural and Food Chemistry", March 2000, vol. 48, No. 3, pp. 657-666, Kristinsson, H. et al., "Critical Reviews in Food Science and Nutrition", 2000,40, (1), pp. 43-81, Kristinsson, H. G. et al. , "Process Biochem", 1993, vol. 28, No. 1, pp. 1-15, Gildberg, A., CN-A-1157694, JP-A-03258729, US-A-3928630 and NO-B-305851.

Som vist over er det kjent forskjellig teknikk for frigjøring av proteiner, peptider og aminosyrer fra fisk som er egnet for næringsmiddelproduksjon. Dessuten er det kjent å fremstille også olje/fett fra råmaterialet fra plante- så vel som animalske råvarer. As shown above, different techniques are known for releasing proteins, peptides and amino acids from fish that are suitable for food production. In addition, it is known to also produce oil/fat from the raw material from plant as well as animal raw materials.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av et proteinhydrolysat basert på bruk av naturlige enzymer uten tilsetning av noen ikke naturlige stoffer. Dette i motsetning til andre metoder som bruker enzymer fira mange forskjellige kilder slik som fra bakteriekulturer o. lign. The purpose of the present invention is to provide a method for producing a protein hydrolyzate based on the use of natural enzymes without the addition of any non-natural substances. This is in contrast to other methods that use enzymes from many different sources such as from bacterial cultures etc.

Videre er det et formål at prosessen skal tilveiebringe et produkt som er helt fritt for protein og DNA samt andre allergene stoffer og at dette skjer uten at det går ut over utnyttelsen av råvarene. Metoden skal også redusere fettet i sluttproduktet til et så lavt nivå at ulempene med bruk av fiskeråvarer elimineres. Det skal tilveiebringes et produkt som skal kunne brukes innenfor mange forskjellige områder hvor fettinnholdet i produkter produsert med kjente metoder har begrenset eller umuliggjort dette. Furthermore, it is an aim that the process should provide a product that is completely free of protein and DNA as well as other allergenic substances and that this happens without affecting the utilization of the raw materials. The method must also reduce the fat in the final product to such a low level that the disadvantages of using fish raw materials are eliminated. A product must be provided that can be used in many different areas where the fat content of products produced using known methods has limited or made this impossible.

Videre er det et formål å utnytte råvarene mest mulig fullstendig og at belastningen av miljøet i forbindelse med produksjonen blir lavest mulig. Furthermore, it is an aim to utilize the raw materials as completely as possible and that the burden on the environment in connection with production is as low as possible.

Således er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for utvinning av peptider/aminosyrer og olje/fett fra en proteinholdig råvare, kjennetegnet ved at den innbefatter følgende trinn: a. å kverne råvaren; b. å oppvarme den kvernede råvaren til en temperatur i området fra 40 - 62°C, fortrinnsvis 45 - 58°C; c. å eventuelt før og/eller etter oppvarmingen separere olje/fett fra råvaren for å oppnå et første oljeprodukt; d. å tilsette vann som holder tilnærmet eller samme temperatur som råvaren, hvor pH-verdien av vannet er justert ved tilførsel av kalsium; e. å hydrolysere råvaren med endogene enzymer for å fremstille et hydrolysat; f. å eventuelt under hydrolyseringen tilsette en pH-regulator for å opprettholde den ønskede pH-verdi i hydrolysatet; g. å fjerne faste partikler og ikke hydrolyserte proteiner som kan returneres til hydrolysen i trinn e; h. å periodisk eller kontinuerlig skille ut fett/olje, for å oppnå et andre oljeprodukt; i. å eventuelt behandle hydrolysatet mot mikroorganismevekst, fortrinnsvis ved UV-behandling; j. å utskille den molekyl vekt fr aksjon av peptider/aminosyrer som ønskes ved membranfiltrering, fortrinnsvis av crossflow type; k. å tilbakeføre de deler av hydrolysatet som ikke penetrerer membranfiltret i trinn j tilbake til hydrolysen i trinn e; 1. å konsentrere og eventuelt tørke permeat fra membranfiltreringen i trinn j, for å oppnå peptider/aminosyrer; m. å helt eller delvis tilbakeføre et destillat fra konsentrasjonen til membranfilterets permeatside. Thus, a method for extracting peptides/amino acids and oil/fat from a protein-containing raw material has been provided, characterized in that it includes the following steps: a. grinding the raw material; b. heating the milled raw material to a temperature in the range of 40 - 62°C, preferably 45 - 58°C; c. to optionally separate oil/fat from the raw material before and/or after heating to obtain a first oil product; d. adding water that maintains approximately or the same temperature as the raw material, where the pH value of the water has been adjusted by adding calcium; e. hydrolyzing the raw material with endogenous enzymes to produce a hydrolyzate; f. to optionally add a pH regulator during the hydrolysis to maintain the desired pH value in the hydrolyzate; g. to remove solid particles and unhydrolyzed proteins that can be returned to the hydrolysis in step e; h. to periodically or continuously separate fat/oil, to obtain a second oil product; i. to optionally treat the hydrolyzate against microorganism growth, preferably by UV treatment; j. to separate the molecular weight fraction of peptides/amino acids that is desired by membrane filtration, preferably of the crossflow type; k. returning the parts of the hydrolyzate that do not penetrate the membrane filter in step j back to the hydrolysis in step e; 1. to concentrate and optionally dry permeate from the membrane filtration in step j, to obtain peptides/amino acids; m. to completely or partially return a distillate from the concentration to the permeate side of the membrane filter.

Foretrukne trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av underkravene 2-7. Preferred features of the method according to the invention appear from subclaims 2-7.

Med membranfilter menes i denne sammenheng membranlignende filtrer slik som membranfiltrer, osmotiske filtrer, ultrafiltre, elektrostatiske filtrer, crossflow filtrer og lignende. Disse bør fortrinnsvis være kjennetegnet ved en "cut-off '-verdi på mindre enn eller lik 10.000 Dalton. In this context, membrane filters mean membrane-like filters such as membrane filters, osmotic filters, ultrafilters, electrostatic filters, crossflow filters and the like. These should preferably be characterized by a "cut-off" value of less than or equal to 10,000 Dalton.

Oppfinnelsen innbefatter også anvendelse av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for fremstilling av et farmasøytisk produkt, et bioteknologisk produkt, et næringsmiddelprodukt, samt et forprodukt. The invention also includes the use of a method according to the invention for the production of a pharmaceutical product, a biotechnological product, a food product, and a pre-product.

Oppfinnelsen omfatter også anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av hydroksyapatitt. The invention also includes the use of the method according to the invention for the production of hydroxyapatite.

Ytterligere er det tilveiebrakt aminosyrer/peptider fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved at de ikke inneholder allergener og DNA-spor og er tilnærmelsesvis fettfrie og har et saltinnhold på <0,5 vekt-%. Furthermore, amino acids/peptides produced by the method according to the invention have been provided, characterized by the fact that they do not contain allergens and DNA traces and are approximately fat-free and have a salt content of <0.5% by weight.

Der er også tilveiebrakt en olje fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved at den ikke inneholder allergener og DNA-spor. There is also provided an oil produced by the method according to the invention characterized by the fact that it does not contain allergens and DNA traces.

Endelig er det tilveiebrakt hydroksyapatitt fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved at den ikke inneholder allergener og DNA-spor. Finally, hydroxyapatite produced by the method according to the invention has been provided, characterized by the fact that it does not contain allergens and DNA traces.

Foreliggende oppfinnelse løser på den ene siden problemet med å tilveiebringe produkter med et bredt kvalitetsspekter som varierer fra anvendelse for næringsmiddelproduksjon til anvendelse i produkter som skal tilfredsstille kravene til for eksempel legemidler og lignende. The present invention solves, on the one hand, the problem of providing products with a wide range of quality that varies from use for food production to use in products that must meet the requirements of, for example, pharmaceuticals and the like.

Foreliggende oppfinnelse løser dette problemet ved å anvende råvarenes egne endogene enzymer og tilpasse produksjonsbetingelsene til disse enzymer. The present invention solves this problem by using the raw materials' own endogenous enzymes and adapting the production conditions to these enzymes.

Denne opprinnelsen kombinerer anvendelsen av endogene enzymer med en teknikk for å utvinne spesifikke størrelsesbestemte molekyler, fra enkelt aminosyrer opp til store peptider like under 10.000 dalton. This origin combines the use of endogenous enzymes with a technique to extract specific sized molecules, from single amino acids up to large peptides just below 10,000 daltons.

Oppfinnelsen innebærer at enzymene bibeholdes i fermenteringsprosessen mens de frigjorte aminosyrer og peptider utskilles. The invention implies that the enzymes are retained in the fermentation process while the released amino acids and peptides are secreted.

Oppfinnelsen innebærer videre at hydrolyseringsprosessen kan kjøres kontinuerlig med tilsetning av ytterligere råvarer underveis. The invention further implies that the hydrolysis process can be run continuously with the addition of further raw materials along the way.

Prosessen skiller seg vesentlig fra tidligere kjente enzymeringsprosesser ved at denne ((kan) foregå(r)): - uten tilsetninger, som for eksempel kloroform, for å unngå uønsket bakterievekst; - uten tilsetning av natriumhydroksid; - med mulighet for varm- og kaldutvinning av proteinfri(tt) og steril(t) marin(t) olje/fett; - med mulighet til å styre spektret av frie aminosyrer og peptider i sluttproduktet ved valg av råvarer for prosessen gjennom valg av spesifikke råvarer; - med mulighet at styre resultatet av prosessen, med hensyn til aminosyre- og peptidsammensetning ved hjelp av de anvendte prosessparametrene så som temperatur og pH - uten tilsetning av syre; - med fleksible kombinasjon av ulike råvarer; - ved hjelp av tilpasset konsentrering gis mulighet for utskilling av forskjellige produktfraksj oner; - ved bruk av en kontinuerlig enzymnedbrytningsprosess; - uten koagulering av proteiner og/eller peptider ved bruk av syre eller base; - med mulighet for størrelsesgradering av de peptider man produserer; - gir et produkt som inneholder mineraler og sporemner med biologisk opphav. The process differs significantly from previously known enzyme processes in that it ((can) take place(s)): - without additives, such as chloroform, to avoid unwanted bacterial growth; - without the addition of sodium hydroxide; - with the possibility of hot and cold extraction of protein-free and sterile marine oil/fat; - with the possibility to control the spectrum of free amino acids and peptides in the final product by choosing raw materials for the process through the selection of specific raw materials; - with the possibility of controlling the result of the process, with regard to amino acid and peptide composition using the process parameters used such as temperature and pH - without the addition of acid; - with flexible combination of different raw materials; - by means of adapted concentration, it is possible to separate different product fractions; - using a continuous enzyme degradation process; - without coagulation of proteins and/or peptides using acid or base; - with the possibility of size grading of the peptides produced; - provides a product that contains minerals and trace elements of biological origin.

Således er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for utvinning av peptider/aminosyrer, mineraler og olje/fett fra en proteinvare fortrinnsvis med akvatisk opphav. Thus, a method has been provided for the extraction of peptides/amino acids, minerals and oil/fat from a protein product preferably of aquatic origin.

Kjent teknikk skiller seg fra foreliggende oppfinnelse ved en grunnleggende forskjellig fremgangsmåte for behandling av fiskeproteiner, som dessuten foreligger i forskjellige fraksjoner med peptider og aminosyrer. Produksjonsbetingelsene skiller seg dessuten vesentlig fra denne teknikken og igjen unngår man ved den foreliggende oppfinnelsen bruk av eksogene enzymer. I tillegg som også vist ved de tidligere nevnte mothold tilveiebringer man med foreliggende oppfinnelse marine oljer/fett av høy kvalitet ved fremstilling av en annen spesifikk fremgangsmåte som ikke er beskrevet i kjent teknikk. Known technology differs from the present invention by a fundamentally different method for treating fish proteins, which are also present in different fractions with peptides and amino acids. The production conditions also differ significantly from this technique and again the present invention avoids the use of exogenous enzymes. In addition, as also shown by the previously mentioned countermeasures, the present invention provides marine oils/fats of high quality by producing another specific method that is not described in the prior art.

Fremgangsmåten som er beskrevet er en naturlig enzymering av proteiner med det formål å oppnå tørkete sluttprodukter eller flytende produkter med ulike sammensetninger av peptider og frie aminosyrer. Prosessen gir ferdige produkter som valgfritt inneholder fra 5% til 100% frie aminosyrer. Produktet inneholder ikke allergener og DNA spor. Det finnes kun meget små mengder med fett, typisk mindre enn 0,1%, samt biologiske sporemner. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir et produkt som er fullt brukbart som dyrkningsmedia for alle typer av kulturer, inkludert celler fra høyere organismer. The method described is a natural enzyme ring of proteins with the aim of obtaining dried end products or liquid products with different compositions of peptides and free amino acids. The process yields finished products that optionally contain from 5% to 100% free amino acids. The product does not contain allergens and DNA traces. There are only very small amounts of fat, typically less than 0.1%, as well as biological traces. The method according to the invention provides a product which is fully usable as culture media for all types of cultures, including cells from higher organisms.

Foreliggende oppfinnelse muliggjør en fremgangsmåte uten bruk av natriumhydroksid som kan føre til problemer ved produksjon av aminosyrer og peptider i industriell målestokk. Dessuten kan vannforholdet varieres i et betydelig større omfang sammenliknet med kjent teknikk og vektandelen på frie aminosyrer befinner seg også i et større område. The present invention enables a method without the use of sodium hydroxide, which can lead to problems in the production of amino acids and peptides on an industrial scale. In addition, the water ratio can be varied to a significantly greater extent compared to known techniques and the weight proportion of free amino acids is also in a larger range.

I forhold til denne teknikken bruker man i foreliggende oppfinnelse både knust og ikke-knust utgangsmateriale og det tilsettes ikke et fermenteringspreparat, men det anvendes de naturlige enzymer som allerede foreligger i råstoffet. Således utnyttes proteinråvarens endogene enzymer som fører til en enklere, mer stabil og billigere måte å gjennomføre hydrolysen på. I tillegg må betingelsene direkte tilpasses de endogene enzymenes aktivitetsbetingelser som også er forskjellige sammenliknet med kjent teknikk. In relation to this technique, in the present invention both crushed and uncrushed starting material is used and no fermentation preparation is added, but the natural enzymes that are already present in the raw material are used. Thus, the endogenous enzymes of the protein raw material are utilized, which leads to a simpler, more stable and cheaper way of carrying out the hydrolysis. In addition, the conditions must be directly adapted to the endogenous enzymes' activity conditions, which are also different compared to known techniques.

Et ytterligere problem som finnes i denne bransjen er at eksogene enzymer er dyre og kan ha varierende kvalitet. Den foreliggende oppfinnelsen unngå dette problemet ved en resirkulering av de endogene enzymer. A further problem that exists in this industry is that exogenous enzymes are expensive and can be of varying quality. The present invention avoids this problem by recycling the endogenous enzymes.

Ytterligere har de aktive enzymer en spesifikk rengjøringsfunksjon. Ettersom de holdes tilbake i filteret virker disse enzymer på ikke-filtrerte proteiner og peptider. Enzymene bevirker nedbrytning av disse materialer og således har filteret en lengre oppretthold yteevne sammenliknet med tradisjonelle filtreringsprosesser som anvendes ved hittil kjente hydrolyseprosesser. Det er en stor fordel med hensyn til kostnader, levetid og effektivitet av filtrene, kvalitet av produktene og utnyttelsesgrad av systemet/prosessen. Furthermore, the active enzymes have a specific cleaning function. As they are retained in the filter, these enzymes act on unfiltered proteins and peptides. The enzymes cause the breakdown of these materials and thus the filter has a longer maintenance performance compared to traditional filtration processes used in previously known hydrolysis processes. It is a great advantage in terms of costs, lifetime and efficiency of the filters, quality of the products and degree of utilization of the system/process.

I tillegg beskriver fremgangsmåten utvinning av oljer/fett og faste stoffer. Et av de faste stoffer som kan oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er hydroksyapatitt. Hydroksyapatitt anvendes for eksempel i biokromatografi og andre bioteknologiske separeringsprosesser, ved NMR og andre deteksjonsprosesser, og er således et kommersielt interessant biprodukt fra prosessen. In addition, the method describes the extraction of oils/fats and solids. One of the solid substances that can be obtained by the method according to the invention is hydroxyapatite. Hydroxyapatite is used, for example, in biochromatography and other biotechnological separation processes, in NMR and other detection processes, and is thus a commercially interesting by-product from the process.

Valg av teknikk og prosessparametere vil avgjøre hvilket sluttprodukt man får. På denne måten kan man tilpasse produkter til kundens ønsker. The choice of technique and process parameters will determine which end product you get. In this way, products can be adapted to the customer's wishes.

Figur 1 viser en utførelsesform av et anlegg i hvilket man anvender hydrolyseringsprosessen ifølge oppfinnelsen. Henvisningstallene til figuren står for følgende deler av anlegget: Figure 1 shows an embodiment of a plant in which the hydrolysis process according to the invention is used. The reference numbers in the figure stand for the following parts of the facility:

1. Fermentor 1. Fermenter

2. Separeringsenhet for utskilling faste partikler, fortrinnsvis en sikt 2. Separation unit for separating solid particles, preferably a sieve

3. Separeringsenhet, fortrinnsvis en sentrifuge av dekantertypen 3. Separation unit, preferably a centrifuge of the decanter type

4. Flotteringstank for separering proteiner og hydroksyapatitt 4. Flotation tank for separating proteins and hydroxyapatite

5. Separeringsenhet for utskilling av olje, fortrinnsvis en sentrifuge 5. Separation unit for separating oil, preferably a centrifuge

6. Filterenhet for steril fi Itrering 6. Filter unit for sterile filtration

7. Tank for olje/fett 7. Tank for oil/grease

8. Mikroorganisme-reduksjonsenhet 8. Microorganism reduction unit

9. Membranfilterenhet 9. Membrane filter unit

10. Konsentreringsenhet 10. Concentration unit

11. Tørkeenhet 11. Drying unit

12. Kverneutstyr 12. Grinding equipment

13. Sentrifuge fortrinnsvis av trekantertypen 13. Centrifuge preferably of the triangle type

14. Filter for olje 14. Filter for oil

15. Tank for olje utvunnet før hydrolyseringen 15. Tank for oil extracted before the hydrolysis

16. Varmeveksler for oppvarming av råvarer 16. Heat exchanger for heating raw materials

17. Kalsiumdoseringsanordning 17. Calcium dosing device

18. Varmeveksler for oppvarmning av vannet 18. Heat exchanger for heating the water

19. Anordning for tilførsel av benmel 19. Device for supplying bone meal

20. Anordning for tilsetning av nitrogen 20. Device for adding nitrogen

21. Beholder for utvunnet benfraksjon 21. Container for extracted bone fraction

I tillegg viser figur 1 sammen med beskrivelsen av anlegget en utførelsesform av prosessen ifølge oppfinnelsen, hvor bokstavene står for følgende strømmer: A. Strøm innbefattende proteiner, enzymer, olje/fett, peptider og frie aminosyrer, etter mikroorganisme reduksjonsenheten 8 inneholder strømmen ingen faste partikler, og en betydelig redusert andel ikke hydrolyserte proteiner og fett hvis separeringsenhetene 2 og 3 har vært brukt; In addition, Figure 1 together with the description of the facility shows an embodiment of the process according to the invention, where the letters stand for the following streams: A. Stream including proteins, enzymes, oil/fat, peptides and free amino acids, after the microorganism reduction unit 8 the stream contains no solid particles , and a significantly reduced proportion of non-hydrolysed proteins and fats if separation units 2 and 3 have been used;

Al Strøm hvis separeringsenhet 2 brukes, etter enheten 2 innholder strømmen ikke lengre faste partikler; Al Stream if separation unit 2 is used, after unit 2 the stream no longer contains solid particles;

A2 Strøm hvis separeringsenhet 3 ikke benyttes; A2 Current if separation unit 3 is not used;

Bl strøm innbefattende faststoffer utskilt med sikt. Bl stream including solids separated by sieve.

B2 strøm innbefattende faststoffer utskilt med sentrifuge B2 stream including solids separated by centrifuge

C. Strøm innbefattende olje/fett C. Stream including oil/grease

D. Strøm av destillat eller lignende for utløsning av permeat fra membranfilteret 9 E. Strøm av konsentrert peptid-aminosyre-løsning til tørkeenheten. D. Stream of distillate or similar for release of permeate from the membrane filter 9 E. Stream of concentrated peptide-amino acid solution to the drying unit.

El strøm av konsentrert peptid-aminosyre-løsning til pakking som flytende vare; El stream of concentrated peptide-amino acid solution for packaging as a liquid product;

F. Strøm av råvarer til fermentor 1; F. Flow of raw materials to fermenter 1;

Fl strøm av råvarer når olje utskillelse ikke skjer før hydrolysen; Fl flow of raw materials when oil separation does not occur before hydrolysis;

G. Strøm av ikke hydrolyserte proteiner tilbake til strøm A; G. Stream of non-hydrolyzed proteins back to stream A;

H. Strøm av tilsetningsvann. H. Flow of make-up water.

Med mindre annet er anført er alle prosent angivelser her i vektprosent. Unless otherwise stated, all percentages given here are in percent by weight.

I det følgende beskrives prosessen nærmere: In the following, the process is described in more detail:

1) Råvarer: 1) Raw materials:

Råvaren til prosessen kan bestå av proteinvare fortrinnsvis fisk, fiskeprodukter, skalldyr, krepsdyr, bløtdyr og biprodukter fra fisk /fiskeindustri for eksempel fiskeslo og andre marine organismer fra ferskvann og saltvann. De ulike råvarene kan anvendes enkeltvis eller i kombinasjon av produkter som inneholder "enzymvare" og "proteinvare". "Enzymvaren" er råmaterialet som inneholder de endogene enzymer i tilfredsstillende mengde og kvalitet. "Proteinvaren" beskriver råmaterialer som ikke innbefatter de endogene enzymene i tilfredsstillende mengde og kvalitet og som således må suppleres med enzymvaren for å kunne gjennomføre enzymbehandlingen. I noen tilfeller kan enzymvaren være identisk med proteinvaren. Tidligere kjente prosesser beskriver en sammensetning mellom slo og proteinvare som forholdet 1:1. Metoden beskrevet her gjør det mulig å variere dette forholdet for å oppnå det ønskete resultat i sluttproduktet. The raw material for the process can consist of protein products, preferably fish, fish products, shellfish, crustaceans, molluscs and by-products from the fish/fishing industry, for example fish slime and other marine organisms from fresh and salt water. The various raw materials can be used individually or in combination with products containing "enzyme product" and "protein product". The "enzyme product" is the raw material that contains the endogenous enzymes in satisfactory quantity and quality. "The protein product" describes raw materials that do not include the endogenous enzymes in satisfactory quantity and quality and which must therefore be supplemented with the enzyme product in order to be able to carry out the enzyme treatment. In some cases, the enzyme product may be identical to the protein product. Previously known processes describe a composition between sloe and protein product as a ratio of 1:1. The method described here makes it possible to vary this ratio to achieve the desired result in the final product.

Råvarene fyller de lovbestemte kravene for utgangsprodukter for fremstilling av næringsmidler. Råvarene har tidligere gjennom lovverket og definisjoner blitt klassifisert som avfall. Gjennom gode logistikk- og prosessrutiner vil man her være i stand til å få råstoffet godkjent som næringsmiddel. Det muliggjør produksjon i industriell målestokk og anvendelse av produktet i næringsmiddel- og/eller farmasøytisk industri. The raw materials meet the statutory requirements for output products for the manufacture of foodstuffs. The raw materials have previously been classified as waste through legislation and definitions. Through good logistics and process routines, you will be able to get the raw material approved as food. It enables production on an industrial scale and use of the product in the food and/or pharmaceutical industry.

2) Forbehandling av råvarene: 2) Pre-treatment of the raw materials:

Råvarene pumpes inn fra tank, igjennom et kvernesystem som gir ønsket finfordeling av varene. Kverningen gir større arbeidsoverflate for enzymene samt frigjør råvarenes enzymer. The raw materials are pumped in from the tank, through a grinder system that provides the desired fine distribution of the products. The grinding gives a larger working surface for the enzymes and releases the raw material's enzymes.

En første olje/fett fra råvarene kan utvinnes før enzym-prosessen settes i gang. Her kan for eksempel anvendes en kaldutvinning av oljen. An initial oil/fat from the raw materials can be extracted before the enzyme process is started. Here, for example, a cold extraction of the oil can be used.

Kaldutvinning av olje kan skje ved at man: Cold extraction of oil can be done by:

1. Sentrifugerer råvarene og skiller ut flytende og faste partiklar i to ulike fraksjoner. 1. Centrifuges the raw materials and separates liquid and solid particles into two different fractions.

2. Separere ut oljen fra den flytende fasen. 2. Separate the oil from the liquid phase.

3. Den faste fasen og den tunge fasen fra separeringen blandes og pumpes til 3. The solid phase and the heavy phase from the separation are mixed and pumped

fermentoren the fermenter

4, Oljefasen fra separeringen viderebehandles til ferdig kundespesifikt produkt som ikke behøver vidererafflnerning for å oppnå næringsmiddelkvalitet. 4, The oil phase from the separation is further processed into a finished customer-specific product that does not need further refining to achieve food quality.

Råvarene som skal tilsettes fermentor kan oppbevares i en eller flere buffertanker etter kveming, ulike tanker kan brukes for proteinvare og enzymvare. The raw materials to be added to the fermenter can be stored in one or more buffer tanks after fermentation, different tanks can be used for protein products and enzyme products.

Varene kan pumpes via en varmeveksler, til fermenteringstanken. Fermenteirngstanken kan også brukes for oppvarming hvis det ikke gjøres i varmeveksler før det pumpes inn. Overvåkning av betingelsene i fermentoren gjøres kontinuerlig, enten automatisk eller ved manuell prøvetaking. Tilsetning av ulike tilsatsvarer gjøres slik at vilkårene for enzymeringen holdes så konstante som mulig innen det området som er optimalt for den varen som ønskes fremstilt. The goods can be pumped via a heat exchanger to the fermentation tank. The fermentation tank can also be used for heating if it is not done in a heat exchanger before it is pumped in. Monitoring of the conditions in the fermenter is done continuously, either automatically or by manual sampling. The addition of various additives is done so that the conditions for the enzyme reaction are kept as constant as possible within the range that is optimal for the desired product.

3) Enzymeringsprosess: 3) Enzymization process:

Oppvarmede råvarer eller ikke oppvarmede råvarer i form av proteinvarer og enzymvarer pumpes over i en eller flere enzymeringstank/tanker. Til denne blandingen tilsettes temperert og pH justert vann som holder tilnærmet den temperatur som fermenteringen vil foregå i. Mengden vann vil kunne varieres i forhold til råstoff og ønsket resultat, beroende på en optimering av tilgjengelig enzym og proteinvare. pH justeres med tilsetning av for eksempel nitrogengass eller benmel. Heated raw materials or unheated raw materials in the form of protein products and enzyme products are pumped into one or more enzyme ring tank(s). To this mixture is added tempered and pH-adjusted water that maintains approximately the temperature at which the fermentation will take place. The amount of water can be varied in relation to the raw material and the desired result, depending on an optimization of the available enzyme and protein product. The pH is adjusted by adding, for example, nitrogen gas or bone meal.

Den tempererte og pH-justerte blandingen av råstoff og vann blir heretter kalt "hydrolysat". Hydrolysatet holdes i fermentortanken/er under konstant kraftig omrøring. Hensikten med dette er å bedre enzymeringsprosessen. Hydrolysatet pumpes kontinuerlig gjennom systemet for utskilling av de ønskede aminosyrer og peptider. The tempered and pH-adjusted mixture of raw material and water is hereafter called "hydrolyzate". The hydrolyzate is kept in the fermenter tank(s) under constant vigorous stirring. The purpose of this is to improve the enzymation process. The hydrolyzate is continuously pumped through the system to separate the desired amino acids and peptides.

For å holde betingelsene for enzymeringen konstante i fermenteringstanken kontrolleres aminobundet nitrogen, totalt proteininnhold, temperatur og pH jevnlig. In order to keep the conditions for the enzyme ring constant in the fermentation tank, amino-bound nitrogen, total protein content, temperature and pH are checked regularly.

Proteinvare og enzymvare tilsettes etter behov så lenge man ønsker at prosessen skal foregå. Protein product and enzyme product are added as needed for as long as you want the process to take place.

Det er en forutsetning for prosessen at det er alkaliske enzymer som virker. Det er derfor viktig å holde pH > 7,00 ved enzymeringen. pH intervallet vil ligge mellom 7,00 og 8,50. Optimal enzymeringsprosess nås ved pH 7,60 til 8,20. Hvis pH er >8,1 men <8,4 under hele prosessen ekskluderes fritt tryptofan fra aminosyrespektret omvent hvis pH er <7,6 men >7,4 under hele prosessen maksimeres tryptofan til alt som er mulig å utvinne, hvilket bestemmes av råvaren. Hvis temperaturen <46°C men >44°C og pH er <7,8 men >7,7 under hele prosessen oppløses kollagen ikke i større grad men oppnås som faste partikler. It is a prerequisite for the process that there are alkaline enzymes that work. It is therefore important to keep the pH > 7.00 during the enzyme ring. The pH range will be between 7.00 and 8.50. Optimal enzymation process is reached at pH 7.60 to 8.20. If pH is >8.1 but <8.4 throughout the process, free tryptophan is excluded from the amino acid spectrum conversely if pH is <7.6 but >7.4 throughout the process, tryptophan is maximized to all that is possible to extract, which is determined by the raw material . If the temperature is <46°C but >44°C and the pH is <7.8 but >7.7 during the entire process, collagen is not dissolved to a greater extent but is obtained as solid particles.

Til pH-j us tering av hydrolysatet kan det benyttes forskjellige baser, som for eksempel benmel fra tidligere produksjon, kalsium og nitrogen. Different bases can be used to adjust the pH of the hydrolyzate, such as bone meal from previous production, calcium and nitrogen.

Ved hjelp av den foreliggende oppfinnelsen kan man kontinuerlig styre enzymeringsprossen ved hjelp av forskjellige parametere for å holde betingelsene på et optimalt nivå. With the help of the present invention, one can continuously control the enzymation process by means of various parameters in order to keep the conditions at an optimal level.

Ved avslutning av prosessen må man temperaturinnaktivere eller på annen måte avslutte enzymaktiviteten for å unngå ammoniakkdannelse. At the end of the process, the enzyme activity must be temperature inactivated or otherwise terminated to avoid ammonia formation.

4) Kontroll av mikroorganismevekst 4) Control of microorganism growth

Kjent teknikk beskriver kloroform som en tilsetning for å hindre mikroorganismevekst men det benyttes fortrinnsvis ikke i denne prosessen. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bruker man UV, eller annen egnet metode som ikke koagulerer enzymene, for å drepe bakterier og fungi. Dette gjøres for at ikke kraftig vekst av mikroorganismer skal forbruke de frigjorte korte peptidene og frie aminosyrene ved dannelse av nye proteiner. Dessuten foretrekkes kloroform ikke i industriell skala. Known technology describes chloroform as an additive to prevent microorganism growth, but it is preferably not used in this process. In the method according to the invention, UV, or another suitable method which does not coagulate the enzymes, is used to kill bacteria and fungi. This is done so that vigorous growth of microorganisms does not consume the released short peptides and free amino acids during the formation of new proteins. Also, chloroform is not preferred on an industrial scale.

5) Utskilling av faste partikler 5) Separation of solid particles

Oppfinnelsen innebærer at faste partikler, over en viss størrelse kan utskilles fra hydrolysatet enten kontinuerlig eller periodisk ved hjelp av et siktsystem/filter. Siktsystemet kan utgå fra eller kobles forbi i systemet hvis dekantersystemet i neste produksjonstrinn klarer hele fastfaseutskillingen eller at det produkt som i den aktuelle situasjonen bearbeides, ikke inneholder faste partikler som egner seg for sikting. The invention implies that solid particles above a certain size can be separated from the hydrolyzate either continuously or periodically using a sieve system/filter. The sieving system can be based on or bypassed in the system if the decanter system in the next production step manages the entire solid phase separation or if the product that is processed in the current situation does not contain solid particles that are suitable for sieving.

De utskilte partiklene kan deretter deles opp etter densitet gjennom en floteringsprosess slik at proteinrester kan tilbakeføres til fermenteringstanken. Proteiner flyter opp og kan skummes vekk enten mekanisk eller manuelt. Det tyngre materialet havner i bunnen av floteringstanken. The secreted particles can then be separated according to density through a flotation process so that protein residues can be returned to the fermentation tank. Proteins float up and can be skimmed away either mechanically or manually. The heavier material ends up at the bottom of the flotation tank.

6) Dekantering av hydrolysatet 6) Decanting the hydrolyzate

En dekanter kan brukes i systemet før oljeseparatoren og membranfilteret. Dette gjøres for å forenkle separeringen av fett fra hydrolysatet på for eksempel en trefaseseparator og derved redusere belastningen på det etterfølgende membranfilteret. A decanter can be used in the system before the oil separator and membrane filter. This is done to simplify the separation of fat from the hydrolyzate on, for example, a three-phase separator and thereby reduce the load on the subsequent membrane filter.

En separator arbeider ikke optimalt om innholdet av faste partikler er for høyt, hvilket betyr at slamfasen blir stor. Dekanteren er en maskin som er konstruert for å skille ut faste partikler med større densitet enn den vesken de er del av. I oppfinnelsen er dette i hovedsak proteiner som utskilles, dermed er det ønskelig å tilbakeføre disse til fermenteringstanken for videre enzymering. Det utskilte faste materialet kan floteres etter samme prinsipp som benyttes ved siktningssystemet. Samme floteringsanordning kan eventuelt brukes. Dekanteren kan utgå/kobles ut av systemet hvis siktanordningen som tidligere er nevnt klarer den ønskede utskillingen eller at produkter som behandles ikke gir proteinrester som kan skilles ut med dekanter. A separator does not work optimally if the content of solid particles is too high, which means that the sludge phase becomes large. The decanter is a machine designed to separate out solid particles with a greater density than the bag they are part of. In the invention, these are mainly proteins that are secreted, so it is desirable to return these to the fermentation tank for further enzymation. The separated solid material can be floated according to the same principle as used in the screening system. The same flotation device can possibly be used. The decanter can be omitted/disconnected from the system if the sifting device mentioned earlier manages the desired separation or if products being processed do not produce protein residues that can be separated with decanters.

7) Separering 7) Separation

Hydrolysatet separeres med en trefaseseparator eller annen egnet sentrifugeringsmetode som egner seg for å skille ut den lettere fettfraksjonen fra hydrolysatet. Utskillingen av fett foregår enten kontinuerlig eller periodisk avhengig av mengden fett i de råvarer som bearbeides. Spesielt viktig ved den foreliggende oppfinnelsen er at en meget ren og høykvalitativ fettfraksjon kan utvinnes i og med at separeringen kan gjøres kontinuerlig i prosessen slik at fettet som frigjøres ikke utsettes for oksidasjon lengre enn nødvendig, når lipoproteinene spaltes ved hydrolysen. At hydrolysen foregår under basiske forhold hjelper også til med å holde fettkvaliteten høy, særlig når nitrogen benyttes for pH justering. The hydrolyzate is separated with a three-phase separator or other suitable centrifugation method that is suitable for separating the lighter fat fraction from the hydrolyzate. The excretion of fat takes place either continuously or periodically depending on the amount of fat in the raw materials being processed. Particularly important in the present invention is that a very pure and high-quality fat fraction can be extracted in that the separation can be done continuously in the process so that the fat that is released is not exposed to oxidation longer than necessary, when the lipoproteins are split by the hydrolysis. The fact that the hydrolysis takes place under basic conditions also helps to keep the fat quality high, especially when nitrogen is used for pH adjustment.

8) Membranfiltrering 8) Membrane filtration

Oppfinnelsen innebærer at hydrolysatet pumpes gjennom en anordning omfattende et membranfilter som fungerer på en måte som gjør at molekyler av viss størrelse kan penetrere membranene, fortrinnsvis under 10.000 dalton. Filtreringen gjøres ved at hydrolysatet enten pumpes gjennom et antall rørformete membraner eller forbi et antall plane membraner. The invention involves the hydrolyzate being pumped through a device comprising a membrane filter which functions in a way that enables molecules of a certain size to penetrate the membranes, preferably below 10,000 daltons. The filtration is done by pumping the hydrolyzate either through a number of tubular membranes or past a number of planar membranes.

Prinsippet for osmose brukes for transport gjennom membranene. Konsentrering av de utfiltrerte frie aminosyrene og peptidene gir destillert vann som biprodukt og en del av dette tilbakeføres til filtret med tilnærmet samme trykk som hydrolysatet har på den andre siden av membranen. Gjennom å holde konsentrasjonen av aminosyrer og peptider lavere på permeatsiden av membranene opprettholdes en osmosedrevet penetrering gjennom membranene. Strømmen av hydrolysat langs membranene renser disse mekanisk for belegning av proteinrester og peptider som er større enn de som kan penetrere membranene. The principle of osmosis is used for transport through the membranes. Concentration of the filtered out free amino acids and peptides gives distilled water as a by-product and part of this is returned to the filter with approximately the same pressure as the hydrolyzate on the other side of the membrane. By keeping the concentration of amino acids and peptides lower on the permeate side of the membranes, an osmosis-driven penetration through the membranes is maintained. The flow of hydrolyzate along the membranes cleans them mechanically for coating protein residues and peptides that are larger than those that can penetrate the membranes.

I tillegg gjør forekomsten av enzym i hydrolysatet at et eventuell belegg på membranene, bestående av proteiner og peptider, løses opp. In addition, the presence of enzyme in the hydrolyzate means that any coating on the membranes, consisting of proteins and peptides, dissolves.

9) Konsentrering: 9) Concentration:

Det ferdige hydrolysatfiltratet må deretter konsentreres. Dette gjøres for å fjerne vann før tørkeprosessen slik at kapasiteten av tørkingen blir utnyttet maksimalt, eller at man når det konsentreirngsnivået på inngående aminosyrer og peptider som ønskes i et flytende produkt. The finished hydrolyzate filtrate must then be concentrated. This is done to remove water before the drying process so that the capacity of the drying is utilized to the maximum, or that the concentration level of constituent amino acids and peptides desired in a liquid product is reached.

En destillasjonsprosess av typen vakuuminndamping er godt egnet til dette formålet, men hvilke som helst andre former av konsentreringsanordninger kan brukes til å skille ut de ønskede peptidene og aminosyrene fra væsken som de løses opp i under membranfiltreringen. Vakuuminndamperen konsentrerer væsken ved lav temperatur, slik at man ikke ødelegger peptider/aminosyrer. En forutsetning for at funksjonen ved membranfiltreringen i tidligere trinn skal bli optimal, er at konsentreringsanordningen kan returnere et destillat som er så rent som mulig. Dermed kan osmosen gjennom membranene bli optimal. Inndamping kan skje ved temperatuirntervallet +50 - +85 °C. Optimalt vil det være fra +65 - +70 °C. Man kan risikere at kondensatet har for høy temperatur for å bli tilbakeført til filteret eller fermenteringstanken. Om så er tilfelle må man bruke en varmeveksler som reduserer temperaturen til ønsket nivå. A distillation process of the vacuum evaporation type is well suited for this purpose, but any other form of concentrator may be used to separate the desired peptides and amino acids from the liquid in which they are dissolved during the membrane filtration. The vacuum evaporator concentrates the liquid at a low temperature, so that peptides/amino acids are not destroyed. A prerequisite for the function of the membrane filtration in earlier stages to be optimal is that the concentrating device can return a distillate that is as pure as possible. Thus, the osmosis through the membranes can be optimal. Evaporation can take place in the temperature range +50 - +85 °C. Optimally, it will be from +65 - +70 °C. There is a risk that the condensate has too high a temperature to be returned to the filter or the fermentation tank. If this is the case, you must use a heat exchanger that reduces the temperature to the desired level.

10) Tørking: 10) Drying:

Etter konsentrering kan produktet eventuelt tørkes men det kan også foreligge som flytende produkt eller hvilket som helst form derimellom. Tørking gjør at produktet blir mer lagringsstabilt, og det forenkler logistikk og håndtering. Måten produktet tørkes på er avgjørende for sluttresultatet. Et ferdig peptid-/aminosyreprodukt vil kunne være svært hygroskopisk og er derfor en utfordring med tanke på denne prosessen. Høy temperatur i tørkeprosessen vil også medvirke til at produktet får en mer hygroskopisk karakter. After concentration, the product can possibly be dried, but it can also exist as a liquid product or any form in between. Drying makes the product more stable for storage, and it simplifies logistics and handling. The way the product is dried is decisive for the end result. A finished peptide/amino acid product could be very hygroscopic and is therefore a challenge in terms of this process. High temperature in the drying process will also contribute to the product becoming more hygroscopic.

Tørking/granulering vil foregå i to trinn. Først tørkes til pulver i forstøvningstørker eller lignende, med kjølesteg og deretter blir produktet granulert. Granulering foregår ved at man "bygger" granulater ved at pulver/produkt holdes i kraftig bevegelse ved hjelp av mekanisk fluidisering. Deretter sprayes konsentratet/hydrolysatet inn i denne massen og man bygger gradvis opp granulater. Det hele er en kontinuerlig prosess. På slutten av granuleringsprosessen blåses tørket kald luft over/igjennom granulatet. Dette fører til at det blir sprøere og lettere oppløselig. Granulatet siktes deretter og ønsket fraksjon tas ut. Partikler som er for små (finst) tilbakeføres for videre granulering, "oversize" kvernes og siktes på nytt. Eventuell nydannet finst går i retur til ny granulering. Drying/granulation will take place in two stages. First, it is dried to powder in a spray dryer or similar, with a cooling step, and then the product is granulated. Granulation takes place by "building" granules by keeping the powder/product in vigorous motion by means of mechanical fluidisation. The concentrate/hydrolyzate is then sprayed into this mass and granules are gradually built up. It's all a continuous process. At the end of the granulation process, dried cold air is blown over/through the granulate. This causes it to become more brittle and more easily soluble. The granulate is then sieved and the desired fraction is taken out. Particles that are too small (fine) are returned for further granulation, "oversize" is milled and sieved again. Any newly formed fins are returned to new granulation.

Vanlig konvensjonell spraytørking vil også kunne anvendes, men dette gir et fint pulver med stor overflate. Dette fører til at produktet oppfører seg svært hygroskopisk og det blir derfor vanskelig å håndtere dette i store forpakninger, lagring m.m. Ordinary conventional spray drying can also be used, but this produces a fine powder with a large surface area. This leads to the product behaving very hygroscopically and it is therefore difficult to handle this in large packages, storage etc.

Ved granuleringsprosessen kan ulike additiver blandes i produktet, produkter som ikke er granulerte kan også fremstilles likeså som produkter som ikke tørkes, men bare konsentreres til ønsket nivå. During the granulation process, various additives can be mixed into the product, products that are not granulated can also be produced as well as products that are not dried, but only concentrated to the desired level.

Fordypet beskrivelse av funksjonen av membranfilrret In-depth description of the function of the membrane filter

Filtret kan være oppbygget av plane eller rørformede filterelementer. The filter can be made up of planar or tubular filter elements.

Filtersystemet er oppbygget så at filtratet, som består av proteinhydrolysat fra fermentoren hvor faste partikler og fett er fjernet men inklusive enzymkompleks, fritt kan sirkulere forbi membranenes retenatside (crossflow filtrering). The filter system is structured so that the filtrate, which consists of protein hydrolyzate from the fermenter where solid particles and fat have been removed but including the enzyme complex, can circulate freely past the retentate side of the membranes (crossflow filtration).

Derved skapes en strømning langs membranoverflaten som mekanisk minimerer risikoen for dannelse av blokkerende filterkake av retenat avsatt på membranene. Filtratet som sirkulerer på filtermembranenes retenatside inneholder enzymer som bryter ned de proteiner og store peptider som fester seg på og i membranene men er for store for at passere gjennom membranene til permeatsiden. Enzymene blokkeres mot at penetrere membranene ved at membran velges slik at maks molekylstørrelse på permeatet er 9800 Dalton. Herved blokkeres ikke nedbrutte proteiner og det oppnås et proteinfritt sterilt produkt. Thereby, a flow is created along the membrane surface which mechanically minimizes the risk of formation of blocking filter cake from retentate deposited on the membranes. The filtrate that circulates on the retentate side of the filter membranes contains enzymes that break down the proteins and large peptides that attach to and in the membranes but are too large to pass through the membranes to the permeate side. The enzymes are blocked from penetrating the membranes by choosing a membrane so that the maximum molecular size of the permeate is 9800 Daltons. In this way, degraded proteins are not blocked and a protein-free, sterile product is obtained.

Valg av membran med blokkering av mindre molekyler vil resultere i et produkt med mindre andel peptider og høyre andel frie aminosyrer. Choosing a membrane with blocking of smaller molecules will result in a product with a smaller proportion of peptides and the right proportion of free amino acids.

På permeatsiden bringes en strøm av fortrinnsvis vann til å passere langs med membranene, motsvarende den på retenatsiden. Trykket kan vare like på begge sider av membranene da osmosen driver permeatet gjennom membranene. Oppløsning skjer i vesken som sirkuler på permeatsiden. On the permeate side, a stream of preferably water is brought to pass along the membranes, corresponding to that on the retentate side. The pressure can remain the same on both sides of the membranes as osmosis drives the permeate through the membranes. Dissolution takes place in the bag which circulates on the permeate side.

Forutsetningen for at osmosen skal fungere er at konsentrasjonen av aminosyrer og peptider er høyere på retenat siden av membranene. Dette oppnås gjennom at destillat fira konsentrasjonsanlegget er den veske som bringes til å sirkulere på premeatsiden av membranen. The prerequisite for osmosis to work is that the concentration of amino acids and peptides is higher on the retentate side of the membranes. This is achieved through distillate from the concentration plant being the liquid that is circulated on the premeat side of the membrane.

Dette kan i prinsippet beskrives som en omvent diafiltrering der det er på permeatsiden man bruker additivt rent vann. In principle, this can be described as a reversed diafiltration where additive clean water is used on the permeate side.

Konsentrasjonen av permeatet kan gjøres med et annet membranfilter anordnet for omvent osmose (RO). Funksjonen av membranfilteret blir lik. The concentration of the permeate can be done with another membrane filter arranged for reverse osmosis (RO). The function of the membrane filter will be similar.

En serie av filtrer kan brukes for at skille ut ulike fraksjoner, med hensyn til maksimal peptidstørrelse, men ved de etterfølgende har man ingen hjelp av enzymkomplekset for at holde filtermembranene frie fra filterkake på retenatsiden. Det kan vare fordelaktigt at filtrere i ett trinn før at unngå blokkering. A series of filters can be used to separate out different fractions, with regard to the maximum peptide size, but with the subsequent ones you have no help from the enzyme complex to keep the filter membranes free from filter cake on the retentate side. It may be advantageous to filter in one step before to avoid blocking.

Det er foretatt labboratoireforsøk ved bruk av dialysemembran av standard slangeformet type som brukes innfor sykehusområdet av fabrikat Spectmm Laboratoris. Laboratory tests have been carried out using a dialysis membrane of the standard hose-shaped type used within the hospital area, manufactured by Spectmm Laboratoris.

I forsøk ble det anvendt Spectra/Por 1 Regenerated Cellulose (RC) med Molecular Weight Cut-Off (MWCO) eller 6,000 til 8,000 dalton (6k to 8k MWCO). Spectra/Por 1 Regenerated Cellulose (RC) with Molecular Weight Cut-Off (MWCO) or 6,000 to 8,000 daltons (6k to 8k MWCO) was used in experiments.

Fluksen gjennom disse membraner ved total TS (tørrstoff) på retenatsiden på 14,7 % ved temperatur 48,7 ° C og pH 7,85 var ved start 3,7 ml/cm<2>/h. Etter 12 timer 3,8 ml/ cm<2>/h og etter 24 timer 3,8 ml/cm<2>/h. Blokkering kunde ikke registreres enda med 60 timers drifttid. The flux through these membranes at a total TS (dry matter) on the retentate side of 14.7% at temperature 48.7 °C and pH 7.85 was at the start 3.7 ml/cm<2>/h. After 12 hours 3.8 ml/cm<2>/h and after 24 hours 3.8 ml/cm<2>/h. Blockage could not be registered even with 60 hours of operating time.

Ingen molekyler over 9000 dalton kunne identifiseres i permeatet, med peptid størrelsesanalyse før og etter konsentrering av de totalt 23 1 væske med 36 % TS som produsertes i løpet av totalt 60 timer. Største topp på spektrogrammet lå fra 410-1350 Dalton som uten korrigering gav 42% av spektrogrammets areal. No molecules above 9000 daltons could be identified in the permeate, with peptide size analysis before and after concentration of the total 23 1 liquid with 36% TS that was produced during a total of 60 hours. The largest peak on the spectrogram was from 410-1350 Dalton, which without correction gave 42% of the spectrogram's area.

Claims

1. Procedure for extracting peptides/amino acids and oil/fat from a protein-containing raw material, characterized in that it includes the following steps: a. grinding the raw material; b. heating the milled raw material to a temperature in the range of 40 - 62°C, preferably 45 - 58°C; c. to optionally separate oil/fat from the raw material before and/or after heating to obtain a first oil product; d. adding water that maintains approximately or the same temperature as the raw material, where the pH value of the water has been adjusted by adding calcium; e. hydrolyzing the raw material with endogenous enzymes to produce a hydrolyzate; f. to optionally add a pH regulator during the hydrolysis to maintain the desired pH value in the hydrolyzate; g. to remove solid particles and unhydrolyzed proteins that can be returned to the hydrolysis in step e; h. to periodically or continuously separate fat/oil, to obtain a second oil product; i. to optionally treat the hydrolyzate against microorganism growth, preferably by UV treatment; j. to separate out the molecular weight fraction of peptides/amino acids that is desired by membrane filtration, preferably of the crossflow type; k. returning the parts of the hydrolyzate that do not penetrate the membrane filter in step j back to the hydrolysis in step e; 1. to concentrate and optionally dry permeate from the membrane filtration in step j, to obtain peptides/amino acids; m. to completely or partially return a distillate from the concentration to the permeate side of the membrane filter.

2. Method according to claim 1, characterized in that it takes place as a closed process.

3. Method according to claim 1, characterized in that the pH regulator in step f is nitrogen gas or bone meal.

4. Method according to Kravl, characterized in that it further comprises separating the solid particles from step g into hydroxyapatite, protein residues and other solid particles.

5. Method according to claim 1, characterized in that the second oil product extracted in step h is passed through a filter, and any heavy parts (e.g. stearic acid) are removed to obtain a cold-pressed, protein-free, sterile oil.

6. Method according to claim 1, characterized in that when the hydrolyzate is passed through the membrane filter, peptides/amino acids follow the permeate flow, while the active enzymes continuously break down any protein residues that are deposited on the membrane surface and the enzymes are returned together with the retentate to the hydrolysis.

7. Method according to claim 1, characterized in that the hydrolysis mixture comprising active enzymes, amino acids, peptides and unconverted proteins is passed over a membrane filter after step i, where amino acids and possibly peptides are filtered out and the active enzymes present ensure that proteins that are deposited on the membrane filter are broken down .

8. Use of one of the methods according to claim 1, 6 or 7 for the production of a pharmaceutical product.

9. Use of a method according to one or more of claims 1-7 for the production of a biotechnological product.

10. Use of a method according to one or more of claims 1-7 for the production of a food product.

11. Application of a method according to one or more of claims 1-7 for the production of a preliminary product.

12. Use of a method according to one or more of claims 1-7 for the production of hydroxyapatite.

13. Amino acids/peptides produced by the method according to claim 1, characterized in that they do not contain allergens and DNA traces and are approximately fat-free and have a salt content of <0.5% by weight.

14. Oil produced by the method according to claim 5, characterized in that it does not contain allergens and DNA traces.

15. Hydroxyapatite produced by the method according to claim 4, characterized in that it does not contain allergens and DNA traces.