Способ получения студнеобразователей из смеси морских красных водорослей

 

Использование: изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к переработке водорослей, связанной с получением загустителей и студнеобразователей. Сущность изобретения: в качестве сырья для получения каррагинана и агара используют смесь красных водорослей хондрус арматус (Chondrua armatuc) и анфельции тобучинской (Ahnfeltia tobuchiensis), которую предварительно деминерализуют. После деминерализации водорослевой смеси из нее экстрагируют водой каррагинан, очищают полученный экстракт каррагинана, затем сушат с получением каррагинана или в очищенный экстракт вводят катионы калия с последующим получением каррагинана калия. Выделение каррагинана калия проводят обезвоживанием, прессованием или спиртом с последующим досушиванием при температуре не более 70^oС. После выделения каррагинана остаток водорослевой смеси промывают в пресной воде и обрабатывают смесь раствором гидроокиси натрия с одновременным внесением в раствор сухого хлористого натрия. После отмывки водорослевого остатка до нейтральной реакции (pH 7) из него экстрагируют агар, который затем промывают в пресной воде для удаления пигментов, обезвоживают прессованием и сушат при температуре не более 60^oС.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к переработке водорослей с получением загустителей и студнеобразователей.

Известен способ получения агароподобного продукта из смеси морских балтийских красных водорослей филлофоры (Phyllophora brodiaei) и фурцеллярии фастигиаты (Furcellaria fastigiata) в соотношении (по массе) 60-40 (Авт. св. СССР N 923503, МКИ⁴ A 23 L 1/04), путем обработки их щелочью, промывки, экстрагирования и сушки.

Наиболее близким техническим решением по используемому сырью является способ получения студнеобразователя из смеси красных морских водорослей (Авт. св. СССР N 603367, кл. A 23 L 1/04, опубл. 1976), где в качестве сырья используются красные водоросли грацилярия Gracilaria verrucosa и филлофора Phyllophora nervosa. Смесь водорослей обрабатывают щелочью, раствор сливают, далее водоросли обрабатывают острым паром в течение 40-60 мин, промывают и экстрагируют в растворе кислоты, после чего осуществляют фильтрацию и сушку.

На анфельциевых полях Южно-Курильской гряды и Южного Приморья сложилось своеобразное сообщество красных водорослей анфельции и хондруса, доля хондруса в котором колеблется от 20 до 40%. Рассортировка водорослей из такой смеси является трудоемкой технологической операцией и по этой причине поступающая на агаровые предприятия анфельция идет непосредственно на выработку агара в смеси с хондрусом. Получаемый из такого сырья агар не соответствует требованиям ГОСТа. По этой причине хондус в смеси с анфельцией рассматривается как механическая примесь, ухудшающая выход и качество агара. С другой стороны, хондрус является самостоятельным источником ценного гелеобразователя типа каррагинана, который обладает заглушающим и гелеобразующими свойствами. Разработанная в ТИНРО технология получения каррагинана из чистого хондруса послужила основанием для использования данной технологии в предлагаемом способе экстрагирования полисахаридов из смеси водорослей на первой ступени экстрагирования - извлечения из смеси водорослей полисахарида хондруса, каррагинана. Здесь имеет место исключение такого процесса как рассортировка хондруса из смеси перед экстрагированием каррагинана, которая, как правило, связана с тяжелым ручным трудом.

Задача, решаемая изобретением, получение двух студнеобразователей каррагинана и агара из смеси водорослей Chondrus armatus (хондрус шиповатый) и Ahnfeltia tobuchiensis (анфельция дальневосточная) путем последовательного экстрагирования, соотношение водорослей в смеси равняется 20-80, 30-70, 40-60.

Сущность изобретения заключается в том, что студнеобразователи экстрагируют поэтапно, при этом сначала экстрагируют каррагинан, путем обработки водой при температуре 60-70^oC в течение 2,5-3 ч, а из остатков водорослевой смеси экстрагируют агар.

Экспериментально установлено, что именно при рекомендуемом режиме предобработки водорослевой смеси происходит полное набухание талломов, размягчение ткани водорослей, что облегчает удаление растворимых неорганических солей, углеводных и свободных азотсодержащих веществ и части пигментов.

После слива воды водорослевую смесь дважды промывают от пигмента холодной водой, после чего заливают водой, нагревают смесь до 60-70^oC и экстрагируют каррагинан при этой температуре в течение 150-180 мин, гидромодуль 1: 10. Снижение температуры экстрагирования не дает положительного эффекта на полноту извлечения каррагинана из смеси, в результате чего имеем низкий выход продукта. Повышение же температуры связано с нежелательным явлением - выходом в раствор каррагинана низкомолекулярных агаровых фракций, что отрицательно сказывается на качестве каррагинана. Экстрагирование при продолжительности 4 ч и гидромодуле 1:10 способствовало максимальному выходу каррагинана. Из менее продолжительности и гидромодуля в процессе экстрагирования в сторону уменьшения или увеличения не меняло количества выделяемого каррагинана из смеси.

Экстракт после отделения от разварившейся смеси водорослей очищают центрифугированием или фильтрованием через слой вспомогательного фильтрующего вещества на пресс-фильтрах.

Очищенный экстракт используют для получения каррагината. Для этого в очищенный экстракт вводят гидрооксид калия в количестве 2-3% к содержанию сухих веществ в экстракте при температуре 20-70^oC или хлорида калия при температуре экстракта 60-70^oC в количестве 0,6-1,0% к содержанию сухих веществ в экстракте, выдерживают 120 мин для завершения структурирования геля.

В случае использования гидрооксида калия после выдерживания геля экстракт нейтрализуют добавлением кислоты до pH 7 и оставляют до завершения гелеобразования.

Полученный гель обезвоживают прессованием до содержания сухих веществ 13-14% и досушивают в кипящем слое при температуре не выше 70^oC.

Полученная соль каррагинана калия обладает свойствами гелеобразователя.

После выделения каррагинана остаток водорослевой смеси промывали в пресной воде комнатной температуры от оставшегося на талломах анфельции раствора каррагинана. Технологический принцип экстрагирования агара из остатка водорослевой смеси заключается в обработке остатка смеси 5%-ным раствором гидроокиси натрия с одновременным внесением в раствор сухого хлористого натрия до концентрации 3% с последующим промыванием до pH 7 промывных вод, экстрагированием, фильтрацией, желированием, прессованием и сушкой.

Обработка остатка водорослевой смеси после извлечения из смеси каррагинана щелочесолевой смесью NaOH+NaCl способствует размягчению клеточной стенки анфельции с одновременной блокировкой в ней агара. Рекомендованные режимы температуры, продолжительности обработки остатка смеси и гидромодуль наиболее приемлемы, т.к. способствуют максимальному извлечению полисахарида.

Промывка водорослевого остатка пресной водой после предобработки до нейтральной реакции (pH 7) достигается в течение 4-5 ч.

Извлечение агара из подготовленного остатка смеси достигается экстракцией при температуре 98-100^oC в течение 6 ч и гидромодуле 1:10. Рекомендуемый режим наиболее приемлем, т.к. анфельция хорошо разваривается, в результате чего достигается максимальное извлечение агара.

Выход готового продукта максимальный, до 7% от массы анфельции в смеси.

Пример 1. 50 г воздушно-сухой смеси водорослей хондрус:анфельция в соотношении (по массе) 20:80 замачивают в воде с температурой 40^oC. Время замочки 2 ч., гидромодуль 1:20. После замачивания водорослевую смесь промывают водой с температурой 18-20^oC до pH 7 и экстрагируют каррагинан из водорослевой смеси. Экстрагирование каррагинана осуществляют при температуре 65^oC и продолжительности 2,5 ч с гидромодулем 1:10. Затем раствор - каррагинана центрифугируют, осаждают хлоридом калия или обрабатывают гидрокисью калия, обезвоживают и проводят его сушку. Выход каррагинана составил 21,5% от воздушно-сухой водоросли хондрус, что составляет свыше 60% от его содержания в водоросли. Прочность гелей 2%-ных растворов каррагинана составляет 300 г по Валенту при осаждении хлоридом калия и 500 г по Валенту при обработке гидроокисью калия.

После выделения каррагинана остаток водорослевой смеси промывали в пресной воде, после чего остаток смеси обрабатывают 5%-ным раствором гидроокиси натрия с одновременным внесением сухого хлористого натрия до концентрации 3% при температуре 70^oC. Продолжительность обработки 2,5 ч при гидромодуле 1: 20. После обработки щелочесолевой раствор сливается, водосолевый остаток промывается водопроводной водой в течение 4-5 ч до pH 7. Из подготовленной смеси агар экстрагируют при температуре 98-100^oC. Продолжительность экстрагирования 6 ч. при гидромодуле 1:10. Выход агара до 7% от массы анфельции в смеси, что составляет 85% от его содержания в анфельции. Прочность 0,85%-ных растворов гелей агара 350 г по Валента. Температура плавления и застудневания 82 и 33^oC соответственно.

Пример 2. Экстрагируют каррагинан из водорослевой смеси в условиях примера 1, но при температуре 60^oC и продолжительности 3 ч. Прочность гелей 2%-ных растворов каррагинана 350 г по Валенту при осаждении хлоридом калия и 600 г по Валенту при обработке гидроокисью калия.

Затем из водорослевой смеси получают агар в условиях примера 1.

Пример 3. Экстрагируют каррагинан в условиях примера 1, но при температуре 70^oC и продолжительности 2 ч. Прочность гелей 2%-ных растворов каррагинана составляет 360 г по Валенту при осаждении хлоридом калия и 700 г по Валенту при обработке гидроокисью калия.

Затем экстрагируют агар из водорослевой смеси в условиях примера Предлагаемый способ позволяет исключить такой трудоемкий процесс сортировки водорослевой смеси при получении агара либо каррагинана, получить для совершенно самостоятельных студнеобразователя каррагинан и агар путем последовательного экстрагирования смеси водорослей хондрус и анфельция, не уступающих по органолептическим и физико-химическим показателям нормам стандарта на каррагинан пищевой и агар пищевой.

Формула изобретения

Способ получения студнеобразователей из смеси морских красных водорослей, включающий деминерализацию водорослей, удаление пигментов, промывку в воде, экстракцию студнеобразователей, обезвоживание и сушку, отличающийся тем, что студнеобразователи экстрагируют поэтапно, при этом сначала экстрагируют каррагинан путем обработки смеси водой при 60 - 70^oС в течение 2,0 - 3,0 ч, а из остатков водорослевой смеси экстрагируют агар.