RU2653366C1 - Способ получения биогеля из морских макрофитов - Google Patents

Способ получения биогеля из морских макрофитов Download PDF

Info

Publication number
RU2653366C1
RU2653366C1 RU2017109617A RU2017109617A RU2653366C1 RU 2653366 C1 RU2653366 C1 RU 2653366C1 RU 2017109617 A RU2017109617 A RU 2017109617A RU 2017109617 A RU2017109617 A RU 2017109617A RU 2653366 C1 RU2653366 C1 RU 2653366C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
algae
hours
water
cavitation
hydrolysis
Prior art date
Application number
RU2017109617A
Other languages
English (en)
Inventor
Наталья Михайловна Аминина
Юрий Николаевич Кузнецов
Евгений Валентинович Якуш
Лев Николаевич Бочаров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр" (ФГБНУ "ТИНРО-Центр")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр" (ФГБНУ "ТИНРО-Центр") filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр" (ФГБНУ "ТИНРО-Центр")
Priority to RU2017109617A priority Critical patent/RU2653366C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2653366C1 publication Critical patent/RU2653366C1/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L29/00Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/20Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
    • A23L29/206Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of vegetable origin
    • A23L29/25Exudates, e.g. gum arabic, gum acacia, gum karaya or tragacanth

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

Способ включает подготовку водорослей, измельчение и обработку их в кислой среде, промывку в пресной воде с настаиванием, гидролиз, гомогенизацию, фасовку. Гидролиз осуществляют в течение 1-2 часов с применением ультразвука в режиме кавитации одновременно с ультраизмельчением, при этом промытые водоросли помещают в емкость роторно-кавитационного экстрактора, заливают горячей водой 40-60°C при соотношении массы водоросли и воды 1:1, добавляют бикарбонат натрия до рН 7,0 и гомогенизируют. Изобретение обеспечивает увеличение выхода альгината натрия при снижении энергозатрат. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

Description

Изобретение относится к переработке морского растительного сырья, а именно бурой водоросли, с целью получения биогеля как пищевого продукта, а также в качестве основы для получения пищевых и косметических продуктов.
Известен способ получения гелеобразного продукта из бурых водорослей (патент РФ №2323600, A23L 1/30, A23L 1/0532, опубл. 10.05.2008).
Способ производства геля предусматривает разделку сырья, промывание, деминерализацию 0,5% раствором кислоты с рН 2,0 в течение 1-2 ч. Далее водоросли промывают, вымачивают при 20-35°С в течение 30-50 мин с 1-2-кратной сменой воды, дают воде стечь. Водоросли измельчают и варят при температуре 75-85°С в течение 6-10 часов, перемешивая, в процессе варки добавляют бикарбонат натрия до рН 7,0-8,0. Охлаждают до 35-45°С и гомогенизируют в течение 30 мин. Вводят раствор лимонной кислоты и раствор соли кальция, нагревают до 75°С и преобразуют в форму, пригодную для хранения.
Недостатком данного способа является его повышенная энергозатратность и получение продукта с пониженной вязкостью за счет воздействия на сырье высокой температуры (75-85°С) в течение длительного времени (6-10 ч).
Известен способ производства гомогенизированных бурых водорослей путем предварительной деструкции бурой водоросли ламинария с последующей ее экстракцией и добавлением компонентов, предусмотренных рецептурой (патент РФ №2248138, МПК A23L 1/337, A23L 1/0532, опубл. 20.03.2005). Данный способ заключается в том, что предварительно обработанные водоросли измельчают, высушивают в установке низковакуумного обезвоживания, обрабатывают кислым раствором с рН 1-3, после чего промывают пресной водой, далее осуществляют обработку водорослей щелочным раствором с рН 8-9 с последующей варкой их в этом растворе до получения водорослевой массы, которую гомогенизируют в варочном котле при температуре 60-70°С в течение 8 ч; затем нейтрализуют до рН 6-6,5 путем перемешивания водорослей с 0,5-2% кислым раствором в течение 1-3 ч, гелеобразный продукт пастеризуют, подвергают сушке в установке низковакуумного обезвоживания при температуре 65-75°С до получения сухого продукта с дальнейшим измельчением до порошкообразного состояния.
Недостатком данного способа является то, что кроме энергозатратных процессов варки в качестве сырья используют только водоросли после низковакуумной сушки, что еще больше удорожает технологический процесс получения конечного продукта.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ получения продукта «Ламифарэна», включающий подготовку водорослей, измельчение, обработку их в кислой среде, при этом обработку производят при рН 6, выдерживание в течение 5-6 часов, последующую промывку с 4-кратным настаиванием в пресной воде при температуре 20°С по 10-30 мин, стечку воды осуществляют в течение 30 мин. Далее водоросли обрабатывают глухим водяным паром при температуре воды 40-60°С в течение 16-24 часов с непрерывным перемешиванием. Полученную массу водорослей гомогенизируют до получения мелкодисперсной гелеобразной массы. Водорослевая масса имеет содержание свободного альгината от 14 до 21% (патент №2230464, МПК A23L 1/0532, A23L 1/337, С08В 37/04, опубл. 20.06.2004).
Недостатком данного способа является длительность процесса более 20 часов (нагревание более 15 часов и выдерживание в кислой среде 5-6 часов), что приводит к деструкции альгината натрия и изменению его вязкостных свойств, а в конечном результате к получению продукта с низким содержанием свободного альгината натрия.
Задачей изобретения является разработка способа получения биогеля из бурых водорослей с высоким содержанием свободного альгината натрия и повышенной вязкости, а также снижение энергозатрат за счет сокращения времени технического процесса.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе получения биогеля из бурых водорослей, включающем подготовку водорослей, измельчение, обработку их в кислой среде, промывку в пресной воде с настаиванием, гидролиз и гомогенизацию, фасовку, согласно изобретению, гидролиз проводят в течение 1 -2 часов с применением ультразвука в режиме кавитации одновременно с ультраизмельчением, при этом промытые водоросли помещают в емкость роторно-кавитационного экстрактора, заливают горячей водой 40-60°С при соотношении массы водоросли и воды 1:1, добавляют бикарбонат натрия до рН 7,0, гомогенизируют, затем конечный продукт фасуют. Обработку кислым раствором осуществляют при рН 5-6 в течение 1.0-1.5 ч, промывку водорослей от кислого раствора проводят пресной водой 1-2 раза с настаиванием 30 мин.
Новым в данном способе является то, что используется кавитационная обработка морского растительного сырья во время процесса химической переработки. Данный метод по своему влиянию на структуру тканей водорослей сходен с такими методами как гидротермическая, термомеханическая и некоторые другие химические предобработки, однако он имеет ряд преимуществ, а именно: метод позволяет значительно сократить продолжительность технологических процессов, количество химических реагентов, количество электроэнергии для поддержания высоких температур, необходимых при переработке растительного сырья.
В заявленном способе применение ультразвукового кавитационного воздействия позволяет значительно повысить эффективность таких процессов как измельчение и экстракция и снизить время обработки с 16-24 часов до 1-2 часов при температуре 40-60°С. Активированная, за счет кавитационных воздействий, вода легко связывается с полисахаридами водорослей, увеличивает их выход в раствор. В результате формируется устойчивая эмульсия. Полученный биогель из морских макрофитов имеет высокое содержание (не менее 50%) свободного альгината натрия.
Гидролиз, осуществляемый одновременно с ультраизмельчением, позволяет минимизировать воздействие на структуру полисахаридов водорослей и сохранять их вязкостные свойства.
К положительным сторонам обработки ультразвуком относится и бактерицидный эффект. Использование кавитационной обработки при измельчении водорослей улучшает свойства и снижает общее микробное число. При этом происходит полное уничтожение вегетативных форм дрожжей и плесени.
В таблице 1 представлены результаты определения микробиологических показателей в образцах, обработанных кавитационным методом. Как видно из таблицы, в полученных образцах рост микроорганизмов отсутствовал.
Figure 00000001
Кавитация в заявляемом способе способствует более быстрому протеканию гетерофазной реакции между полисахаридом (альгиновой кислотой) и солями бикарбоната натрия (содой) с получением водорастворимого альгината натрия, который составляет основу биогеля. Вследствие комбинирования эффекта кавитации с химическим, механическим воздействием на сырье для успешного протекания процесса требуется соотношение интенсивности ультразвука и гидростатического давления обрабатываемой среды не менее 0,1 Вт*м-2*кПа-2
Кроме того, в заявляемом способе до гомогенизации отсутствует процесс обработки водорослей при нагревании в течение длительного времени, что позволяет также сохранить натуральную структуру веществ водорослей и приводит к значительной экономии электроэнергии.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна», поскольку вся совокупность существенных признаков изобретения, содержащихся в независимом пункте формулы, не известна из уровня техники.
Заявляемое техническое решение, по мнению заявителя, соответствует критерию «изобретательский уровень», поскольку оно явным образом не следует из уровня техники, так как по результатам анализа технических решений того же назначения не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками для достижения технического результата указанного заявителем.
Заявляемое техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку может быть использовано в рыбной промышленности для производства нового пищевого продукта.
Способ осуществляется следующим образом.
Водоросль-сырец, мороженую или восстановленную (после замачивания сушеной водоросли в питьевой воде в течение 3-8 ч) измельчают и проводят кислотную обработку измельченных водорослей раствором пищевой кислоты до рН 5-6 в течение 1-1,5 ч при комнатной температуре. Затем водоросли промывают пресной водой 1-2 раза с настаиванием по 30 мин. Промытые водоросли подвергают гидролизу в течение 1-2 часов одновременно с ультраизмельчением с применением ультразвука в режиме кавитации, при этом водоросли помещают в емкость роторно-кавитационного экстрактора, заливают горячей (40-60°С) водой (V:V-1:1), добавляют бикарбонат натрия до рН 7. Полученную массу перемешивают, фасуют, укупоривают или сушат и упаковывают.
Примеры конкретного выполнения
Пример 1. 10 кг сырых водорослей из семейства ламинариевых (Laminariaceae) измельчают на шинковке или фарш-волчке и помещают в кислый раствор (1:1) при рН 5 на 1,0 ч. После кислотной обработки водоросль промывают 2 раза водой и гидролизуют, при этом помещают в емкость роторно-кавитационного экстрактора, заливают горячей водой 40°С (1:1), добавляют соду до рН 7,0 и обрабатывают в течение 1 ч. Полученную массу перемешивают, фасуют, укупоривают. В результате образуется 20 кг продукта с вязкостью 16 Па и содержанием альгината 50%.
Пример 2. 10 кг сырых водорослей из семейства алариевых (Alariaceae) измельчают на шинковке или фарш-волчке и помещают в кислый раствор (1:1) при рН 6 на 1,5 ч. После кислотной обработки водоросль промывают 1 раз водой и гидролизуют, при этом помещая в емкость роторно-кавитационного экстрактора, заливают горячей водой 50°С (1:1), добавляют соду до рН 7,0 и обрабатывают в течение 1 ч. Полученную массу перемешивают, фасуют, укупоривают. В результате образуется 20 кг продукта с вязкостью 18 Па и содержанием альгината 55%.
Пример 3. 10 кг сырых водорослей из семейства артротамнусовых (Arthrotamnaceae) измельчают на шинковке или фарш-волчке и помещают в кислый раствор (1:1) при рН 5 на 1,5 ч. После кислотной обработки водоросль промывают 2 раза водой и гидролизуют, при этом помещая в емкость роторно-кавитационного экстрактора, заливают горячей водой 60°С (1:1), добавляют соду до рН 7,0 и обрабатывают в течение 1 ч. Полученную массу перемешивают, высушивают, фасуют, упаковывают. В результате образуется 0,8 кг продукта с содержанием альгината 60% (с вязкостью 20 Па при добавлении воды к высушенному продукту).
Пример 4. 10 кг сырых водорослей из семейства лессониевых (Lessoniaceae) измельчают на шинковке или фарш-волчке и помещают в кислый раствор (1:1) при рН 6 на 1,5 ч. После кислотной обработки водоросль промывают 2 раза водой и гидролизуют, при этом помещая в емкость роторно-кавитационного экстрактора, заливают горячей водой 50°С (1:1), добавляют соду до рН 7,0 и обрабатывают в течение 2 ч. Полученную массу перемешивают, фасуют, укупоривают. В результате образуется 20 кг продукта с вязкостью 20 Па и содержанием альгината 60%.

Claims (3)

1. Способ получения биогеля из бурых водорослей, включающий подготовку водорослей, измельчение и обработку их в кислой среде, промывку в пресной воде с настаиванием, гидролиз, гомогенизацию, фасовку, отличающийся тем, что гидролиз осуществляют в течение 1-2 часов с применением ультразвука в режиме кавитации одновременно с ультраизмельчением, при этом промытые водоросли помещают в емкость роторно-кавитационного экстрактора, заливают горячей водой 40-60°C при соотношении массы водоросли и воды 1:1, добавляют бикарбонат натрия до рН 7,0, гомогенизируют, затем конечный продукт фасуют.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку раствором кислоты осуществляют при рН 5-6 в течение 1.0-1.5 ч.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водоросли промывают пресной водой 1-2 раза с настаиванием по 30 мин.
RU2017109617A 2017-03-22 2017-03-22 Способ получения биогеля из морских макрофитов RU2653366C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017109617A RU2653366C1 (ru) 2017-03-22 2017-03-22 Способ получения биогеля из морских макрофитов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017109617A RU2653366C1 (ru) 2017-03-22 2017-03-22 Способ получения биогеля из морских макрофитов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2653366C1 true RU2653366C1 (ru) 2018-05-08

Family

ID=62105479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017109617A RU2653366C1 (ru) 2017-03-22 2017-03-22 Способ получения биогеля из морских макрофитов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653366C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692621C1 (ru) * 2018-09-20 2019-06-25 Станислав Геннадьевич Тимофеев Способ переработки морских водорослей
RU2733116C1 (ru) * 2019-12-23 2020-09-29 Анатолий Анатольевич Хитров Способ получения пищевого гелеобразного концентрированного продукта из морских бурых водорослей
RU2790975C1 (ru) * 2022-02-08 2023-03-01 ВР Интернатионал АГ Способ получения продукта из бурых морских водорослей

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2230464C1 (ru) * 2002-10-09 2004-06-20 Кудрявцев Олег Николаевич Способ переработки водорослей с получением продукта "ламифарэна"
RU2248138C1 (ru) * 2003-11-19 2005-03-20 Новосельцев Сергей Геннадиевич Способ переработки морских бурых водорослей
RU2323600C2 (ru) * 2006-04-25 2008-05-10 Алексей Глебович Одинец Способ производства геля из бурых водорослей для диетического и профилактического питания

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2230464C1 (ru) * 2002-10-09 2004-06-20 Кудрявцев Олег Николаевич Способ переработки водорослей с получением продукта "ламифарэна"
RU2248138C1 (ru) * 2003-11-19 2005-03-20 Новосельцев Сергей Геннадиевич Способ переработки морских бурых водорослей
RU2323600C2 (ru) * 2006-04-25 2008-05-10 Алексей Глебович Одинец Способ производства геля из бурых водорослей для диетического и профилактического питания

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692621C1 (ru) * 2018-09-20 2019-06-25 Станислав Геннадьевич Тимофеев Способ переработки морских водорослей
RU2733116C1 (ru) * 2019-12-23 2020-09-29 Анатолий Анатольевич Хитров Способ получения пищевого гелеобразного концентрированного продукта из морских бурых водорослей
RU2790975C1 (ru) * 2022-02-08 2023-03-01 ВР Интернатионал АГ Способ получения продукта из бурых морских водорослей

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fu et al. Sono-physical and sono-chemical effects of ultrasound: Primary applications in extraction and freezing operations and influence on food components
US8470975B2 (en) Collagen mixture and method of making the same
CN104498568A (zh) 一种利用鲜鱼皮制取鱼皮胶原蛋白粉的方法
CN104313098A (zh) 一种鱼鳔胶原蛋白粉的制取方法
Abraham et al. Extraction of agar and alginate from marine seaweeds in red sea region
RU2653366C1 (ru) Способ получения биогеля из морских макрофитов
CN109111497A (zh) 一种牡丹籽蛋白的加工生产方法
RU2609635C1 (ru) Способ получения коллагенового белка из сырья животного происхождения, коллагеновые продукты и способы их использования
CN104522445B (zh) 一种柿子全果原浆沙司及其制备方法
CN112655752B (zh) 一种木樨草素鸡皮明胶可食性保鲜液、保鲜膜、制备方法和应用
CN102138578A (zh) 基于超高压技术的贝类脱壳工艺
Paniwnyk et al. The use of ultrasound as an enhancement aid to food extraction
KR101759282B1 (ko) 알칼리침지와 마이크로웨이브 탈수공정을 이용한 꼬시래기로부터 한천의 제조방법
US20130137854A1 (en) Collagen mixture and method of making the same
CN106591407A (zh) 一种鱼胶原蛋白粉及其制备方法
JP2018126105A (ja) プラセンタエキスの製造方法、プラセンタエキス含有粉体の製造方法および加工食品の製造方法
US20110282042A1 (en) Obtainment of chitin from shrimp waste by means of microwave and/or autoclaving in combination with organic acids in a single stage
CN108925741A (zh) 一种超声辅助亚临界萃取制备鱿鱼蛋白粉的方法
RU2230464C1 (ru) Способ переработки водорослей с получением продукта "ламифарэна"
RU2613279C1 (ru) Способ переработки морских водорослей
Abirami et al. Extraction of chitin from shrimp shell wastes by using Bacillus licheniformis and Lactobacillus plantarum
CN113303445A (zh) 柚皮膳食纤维香肠及其制作方法
Manuel Innovations in crustacean processing: Bioproduction of chitin and its derivatives
CN102140143B (zh) 一种从蟹壳中提取甲壳质的方法
RU2248138C1 (ru) Способ переработки морских бурых водорослей

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20201202