Characterization and Enzymatic Hydrolysis of Chicken Rest Raw Material

Abstract

I de siste årene har det vært økt behov og etterspørsel etter kjøttprodukter, spesielt produkter fra kylling. Denne økte etterspørselen har igjen ført til økt mengde restråstoff. Restråstoff har tidligere blitt destruert eller underutnyttet. En økende befolkningsvekst og økt forbruk av kjøtt på verdensbasis gjør at det er viktig å fullstendig utnytte næringsstoffene, som lipider og proteiner, fra restråstoffet. Disse næringsstoffene kan ekstraheres gjennom ulike teknologiske prosesser, som for eksempel enzymatisk hydrolyse. Enzymatisk hydrolyse produserer proteinhydrolysater ved å bruke endogene og kommersielle enzymer. Det ene målet med denne oppgaven var å karakterisere to forskjellige fraksjoner fra restråstoff fra kylling, innvoller og benfraksjon. Det andre målet i denne oppgaven var å hydrolysere fraksjonen med kyllinginnvoller med bruk av endogene enzymer og det kommersielle enzymet TailorFood Endocut-02L, og analysere proteinproduktet fra denne hydrolysen.

Innvollfraksjonen fra restråstoffet fra kylling bestod av 11.2 ± 0.2% proteiner, 27.5 ± 1.8% lipider, 0.65 ± 0.2% aske og 59.0 ± 0.5% vann. Beinfraksjonen bestod av 16.3 ± 0.9% proteiner, 21.2 ± 1.2% lipider, 4.80 ± 0.3% aske og 58.5 ± 0.5% vann. Enzymaktiviteten i de to fraksjonene ble bestemt ved naturlig pH og ved temperaturer fra 30 til 80 ℃ ved å analysere den proteolytiske aktiviteten. Den endogene aktiviteten var generelt lav. Den høyeste aktiviteten i både innvols- og benfraksjonen var ved 60 ℃. Innvollsfraksjonen hadde høyere aktivitet enn benfraksjonen. Den proteolytiske aktiviteten ble også bestemt ved pH 3 ved 30 og 40 ℃. Aktiviteten målt ved denne pHen og temperaturene var flere ganger høyere sammenlignet med aktiviteten målt ved naturlig pH.

Innvollsfraksjonen ble hydrolysert ved å bruke endogene enzymer (autolyse) og det kommersielle proteasen Endocut. Autolysen ga høyere utbytte av proteinhydrolysat sammenlignet med hydrolysen med Endocut. Utbytte av olje var høyere i hydrolysen med Endocut sammenlignet med autolysen. Utbyttet av olje gikk gradvis ned gjen- nom begge hydrolysene. Hydrolysegraden ble bestemt i proteinhydrolysatet. Den høyeste hydrolysegraden ble målt ved 120 minutter for både autolysen (50.5 ± 0.12 %) og hydrolysen med Endocut (50.2 ± 0.5 %). Differansen mellom hydrolysegraden målt i autolysen sammenlignet med hydrolysen med Endocut var lav.

An increase in the demand for meat products, especially chicken products, has lead to an increased amount of rest raw materials. These rest raw materials has often been discarded or underutilized. A growing world population means that the valuable nutrients, like proteins and lipids, in the rest raw materials have to be optimally recovered. The nutrients in this rest raw material can be extracted through technologies like enzymatic hydrolysis. Enzymatic hydrolysis produces protein hydrolysates using endogenous and commercial enzymes. The first aim of this project was to characterize two different fractions of chicken rest raw material, viscera and bone fraction. The second aim was to hydrolyse the chicken viscera fraction using both endogenous enzymes and the commercial enzyme TailorFood Endocut-02L, and analyze the protein products from the hydorlysis.

The chicken viscera fraction consisted of 11.2 ± 0.2% proteins, 27.5 ± 1.8% lipids, 0.65 ± 0.2% ash and 59.0 ± 0.5% water. The bone fraction consisted of 16.3 ± 0.9% proteins, 21.2±1.2% lipids, 4.80±0.3% ash and 58.5±0.5% water. Enzymatic activity was determined in the rest raw material at natural pH and temperatures from 30 to 80 ℃ by analyzing the proteolytic activity. The endogenous activity was generally low. The proteolytic activity in both the viscera and bone fraction was the highest at 60 ℃. The viscera fraction had a higher activity compared to the bone fraction. The proteolytic activity was also determined at pH 3 at 30 and 40 ℃. The activity measured at these temperatures was several times higher compared to the activities at natural pH.

The viscera fraction was hydrolyzed using endogenous enzymes (autolysis) and the commercial protease Endocut. The autolysis gave a higher hydrolysate yield com- pared to the hydrolysis with Endocut. The oil yield was higher in the hydrolysis compared to the autolysis. The oil yield declined throughout both of the two hy- drolysis. The degree of hydrolysis (DH) was determined in the hydrolysate. The highest DH were measured at 120 minutes for both the autolysis (50.5 ± 0.12 %) and hydrolysis with Endocut (50.2 ± 0.5 %). The difference between the DH measured in the autolysis compared to the hydrolysis with Endocut was low.