Способ комплексной переработки красных водорослей

 

Использование: в пищевой промышленности, а именно в способах комплексной переработки красной водоросли. Сущность изобретения: водоросль промывают пресной водой, измельчают до размеров частиц не более 100 мкм и экстрагируют водорастворимый пигмент водой при 4 - 25^oС, рН 7 - 8 при соотношении водоросль: вода, равным 1 : 3 - 1 : 8, в течение 1 - 2,5 ч при периодическом перемешивании. Полученный супернатант красителя осветляют, концентрируют, стабилизируют. С целью обесцвечивания водонерастворимых пигментов твердый остаток водорослей обрабатывают раствором пигментов, промывают, обрабатывают раствором гидроксида одновалентного металла при 50 - 60^oС, после чего промывают до рН 7-8 и экстрагируют агар при 80 - 90^oС в течение 15 - 30 мин. Экстракт охлаждают до образования студня, студень обезвоживают и сушат. Водорослевой остаток после извлечения агара обрабатывают 0,5 - 0,8%-ным раствором соляной кислоты, промывают водой до нейтральной реакции, прессуют и сушат с получением кормовой добавки. 3 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для комплексной переработки водорослей с получением красителя, фикоколлоида и добавки к корму животных.

Известен способ получения селективного экстрагирования красителей из сине-зеленых водорослей [1] состоящий в том, что свежую или сухую водоросль обрабатывают при 15-45^оС в течение 15-60 мин водным раствором, содержащим ионы кальция в концентрации 0,02-0,2 ион/г. Концентрацию кальция в растворе поддерживают в количестве 5-30 г на килограмм водорослей по сухому весу. Биомассу водорослей отделяют, затем обрабатывают раствором карбоната или бикарбоната натрия при перемешивании при 15-45^оС в течение 3-4 ч, при этом количество щелочного раствора составляет 5-30 кг на килограмм водорослей по сухому весу. Водную фазу, содержащую фикоцианин, отделяют от водорослей. Выход пигмента составляет 7-12 г/л голубого экстракта. Затем осадок водорослей сушат и обрабатывают смесью органических растворителей в течение 10-45 мин, отделяют жидкую фазу, содержащую каротиноиды, хлорофилл, липиды. Из экстракционного жидкостного раствора растворитель выпаривают с получением осадка коричневого цвета с высоким содержанием липидов. Данный продукт может быть использован как краситель корма для животных, рыб, птиц.

Недостатком данного способа является то, что его нельзя применять для получения красителя из красных водорослей.

Наиболее близким к изобретению является способ переработки красной водоросли анфельции с получением агара [2] включающий следующие операции: анфельцию замачивают в известковом растворе, содержащем 1-2% окиси кальция к массе водорослей в течение 20-24 ч при соотношении 1:12-1:15, известковый раствор сливают, водоросль моют, после чего варят в растворе извести 1-2% концентрации семикратно в батарее из трех автоклавов по принципу противотока. Навар направляют в отстойники на 4 ч, затем подают на сепараторы и охлаждают до 60^оС. Раствор желируют, режут, промывают. Студень обезвоживают, плавят при 85-90^оС, сепарируют, упаривают до 2-2,5% концентрации раствора, сушат при 160-170^оС и упаковывают.

Недостатком способа является то, что при переработке водоросли пищевой краситель, основой которого являются фикобилиновые пигменты, разрушается. Сточные воды требуют очистки. Энергоемкость процесса высокая.

Задача изобретения комплексная переработка водоросли анфельции с получением пищевого красителя и пищевого агара, а так же из отходов кормовые добавки для скота.

Сущность способа заключается в следующем.

Свежие водоросли промывают пресной водой, измельчают до размеров частиц не более 100 мкм и методом настаивания проводят экстракцию пигмента водой при 4-25^оС, рН= 7,0-8,0 при соотношении водоросль: вода, равном 1:3-1:8, в течение 1-2,5 ч при периодическом перемешивании. После первой экстракции супернатант сливают, а водоросли повторно экстрагируют при тех же условиях. Супернатант двух экстракций объединят и фильтруют. Полученный раствор красителя осветляют, например, центрифугированием, и концентрируют, например, ультрафильтрацией. Концентрат красителя стабилизируют бактериостатическим агентом, например сахаром или салициловой кислотой, и стерилизуют. Для получения красителя в виде порошка, концентрированный раствор сушат, например, лиофильной сушкой. Выход пигмента составляет 6-13 г на 1 кг свежих водорослей.

Твердый остаток водорослей, полученный после отделения пигмента, обрабатывают с целью обесцвечивания водонерастворимых пигментов раствором гипохлорита натрия, промывают, после чего обрабатывают раствором гидроксида калия или натрия при 50-60^оС, после чего промывают до рН=7-8.

Экстракцию агара проводят водой при нейтральной реакции среды при 80-90^оС в течение 15-30 мин. Полученный экстракт фильтруют, охлаждают до образования студня. Студень обезвоживают либо путем замораживания-размораживания, либо путем прессования, затем сушат. Выход агара составляет 20-22% Водораслевой остаток II после извлечения агара обрабатывают 0,5-0,8%-ным раствором соляной кислоты, промывают водой до нейтральной реакции, прессуют и сушат.

Предлагаемый способ позволяет перерабатывать водоросль комплексно, с получением трех продуктов: пищевого красителя, пищевого агара и кормовой добавки для скота.

П р и м е р 1. 1 кг свежедобытой анфельции моют пресной водой при 12-18^оС, инспектируют и измельчают на измельчителе до частиц размером до 50 микрон.

Экстракцию водорастворимых красящих веществ проводят при 4^оС в герметически закрытых экстракторах при соотношении водоросли вода 1:3, при этом вода над поверхностью сырья образует слой толщиной 0,5 см. Продолжительность экстракции при перемешивании составляет 2 ч, кратность равна 2. Экстракты двух, экстракций объединяют и фильтруют.

Полученный таким образом раствор водорастворимых красящих веществ, включающий фикоэритрин, фикоцианин и аллофикоцианин, осветляют центрифугированием при 6000 об/мин в течение 20 мин. Далее раствор смеси пигментов направляют на ультрафильтрацию (порог мембранной сепарации 20000 по молекулярному весу) до получения ультрафильтрата 1:10. Выход смеси пигментов составляет 12 г. В полученный концентрат добавляют 5% салициловой кислоты и стерилизуют ультразвуком с частотой 1000 кГц и интенсивностью 8 В/см² в течение 30 мин. Для получения красителя в сухом виде концентрат после стерилизации подвергают лиофильной сушке с получением красно-сиреневого порошка. Он содержит 4,8% зоны с влажностью 6,3% Водораслевой остаток, полученный после отделения водорастворимых пигментов, обрабатывают раствором гипохлорита натрия с активностью хлора 3 г/л в течение 40 мин, промывают водой и обрабатывают 1%-ным раствором гидроксида калия при 50^оС в течение 30 мин, после чего опять промывают водой до нейтральной реакции.

После этого проводят экстракцию агара водой при 80^оС в течение 30 мин. Полученный экстракт отфильтровывают через капроновую ткань и охлаждают до образования студня.

Студень замораживают в течение 24 ч при (-12^оС) и размораживают при комнатной температуре. Обезвоженный гель распределяют на поддонах слоем 2 см и высушивают при 65^оС до получения постоянного веса. Выход агара составляет 20% Прочность студня с массовой долей сухого агара 0,85% 970 г по прибору Валента, температура плавления -82^оС, температура застудневания 31,5^оС, массовая доля золы 3,5. Тяжелые металлы в продукте отсутствуют. Агар соответствует ГОСТ 16280-88 на агар пищевой.

Водораслевой остаток, полученный после извлечения агара, перерабатывают на кормовую добавку для скота. Для этого его обрабатывают горячей водой (80^оC), после чего обрабатывают 0,5%-ным раствором соляной кислоты, затем промывают водой до нейтральной реакции и высушивают.

П р и м е р 2. 1 кг анфельции моют и измельчают до размера частиц 80 микрон.

Экстракцию смеси водорастворимых пигментов проводят при 25^оС, рН=8 и соотношением водоросль вода, равном 1:8. Продолжительность экстракции составляет 1 ч, кратность равна 2. Далее получают сумму пигментов как в примере 1. Выход составляет 8 г. Водораслевой остаток обрабатывают раствором гипохлорита натрия с концентрацией активного хлора 7 г/л, затем промывают водой и обрабатывают раствором гидроксида натрия при 60^оС и опять промывают водой.

Экстракцию агара проводят при рН=8, температуре 90^оС в течение 20 мин. Далее агар получают как в примере 1.

Выход агара составляет 20% и по качественным показателям агар соответствует агару пищевому.

П р и м е р 3. Свежедобытую грацилярию в количестве 1 кг моют и измельчают до размера частиц 80 микрон.

Экстракцию смеси водорастворимых пигментов проводят при 15^оС, рН=7 и соотношении водоросль вода, равном 1:5. Экстракцию ведут в течение 1 ч двукратно. Полученный раствор пигментов сначала центрифугируют, затем направляют на ультрафильтрацию с получением ультрафильтрата, который затем стабилизируют и стерилизуют.

Водораслевой остаток обрабатывают как в примере 1 с получением агара с выходом 18-20% По качественным показателям агар соответствует агару пищевому ГОСТ 16280-88.

Водораслевой остаток, полученный после извлечения агара, как в примере 1 перерабатывают на кормовую добавку для скота.

Формула изобретения

1. СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КРАСНЫХ ВОДОРОСЛЕЙ путем предэкстракционной обработки водорослей, экстракции с получением агара, очистки экстракта, желирования и сушки агара, отличающийся тем, что для обработки используют свежедобытые водоросли, предэкстракционную обработку проводят путем измельчения водоросли до частиц не более 100 мкм, перед экстракцией осуществляют выделение смеси водорастворимых красящих веществ путем по крайней мере двукратной обработки водорослей водой, настаиванием при температуре 4 - 25^oС, рН 7 - 8 и при соотношении водоросли : вода 1 : 3 -1 : 8 с последующим отделением красителя от водорослевого остатка, из которого удаляют водонерастворимые красящие вещества, а экстракции подвергают полученный водорослевый остаток, для чего его обрабатывают водой при температуре 80 - 90^oС и рН 7 - 8 в течение 15 - 30 мин, причем после получения агара водорослевый остаток направляют на получение кормовой добавки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что экстракт смеси водорастворимых красящих веществ осветляют центрифугированием, концентрируют ультрафильтрацией и сушат или стабилизируют путем введения 5 - 10%-ной лимонной или салициловой кислоты, или 5 - 15% сахара, или 10 - 15%-ного хлористого натрия, или стерилизуют ультразвуком с частотой 600 - 1000 кГц, интенсивностью 4 - 8 Вт/см² и укупоривают.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что удаление водонерастворимых красящих веществ проводят обработкой водораслевого остатка гипохлоритом натрия с концентрацией активного хлора 3 - 7 г/л, промывкой водой, обработкой раствором гидроксида одновалентного металла при 50 - 60^oС с последующей промывкой водой до рН 7 - 8.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что водораслевой остаток после получения агара обрабатывают 0,5 - 0,8%-ным раствором соляной кислоты, промывают водой до нейтральной реакции, прессуют и сушат с получением кормовой добавки.