RU2801512C1 - Method for producing semi-finished product from brown algae - Google Patents
Method for producing semi-finished product from brown algae Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801512C1 RU2801512C1 RU2022132490A RU2022132490A RU2801512C1 RU 2801512 C1 RU2801512 C1 RU 2801512C1 RU 2022132490 A RU2022132490 A RU 2022132490A RU 2022132490 A RU2022132490 A RU 2022132490A RU 2801512 C1 RU2801512 C1 RU 2801512C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- algae
- finished product
- iodine
- semi
- water
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области пищевой, косметической и фармацевтической промышленности, а именно к технологии комплексной переработки водорослей морских бурых (например, ламинарии и фукуса) с получением гелеобразного продукта с высоким содержанием альгиновой кислоты, йода в органической форме и антиоксидантов.The invention relates to the field of food, cosmetic and pharmaceutical industries, namely to the technology of complex processing of sea brown algae (for example, kelp and fucus) to obtain a gel-like product with a high content of alginic acid, iodine in organic form and antioxidants.
Известен способ получения функционального пищевого полуфабриката из ламинарии (RU 2634554, A23L 17/60, заявл. 08.08.2016, опубл. 31.10.2017), включающий подготовку сырья (размораживание, мойка, освобождение от остатков песка и посторонних примесей); термическую обработку водорослей путем троекратного нагревания в воде до температуры 85-90°С при соотношении вода: ламинария - 2:1 с последующим стеканием воды в воздушной среде, причем на втором этапе нагревания в воду добавляют лимонную кислоту в количестве 0,2-0,25% от массы ламинарии; фасование готового продукта. Недостатком способа является сложность, и многостадийность технологического процесса. При троекратной термической обработке водорослей происходит значительное снижение содержания йода в полуфабрикате, а также других биологически активных соединений. Кроме того, получаемый функциональный пищевой полуфабрикат имеет ограниченный срок хранения, что сужает возможности его широкого распространения.A known method for producing a functional semi-finished food product from kelp (RU 2634554, A23L 17/60, declared 08.08.2016, publ. 10.31.2017), including the preparation of raw materials (defrosting, washing, freeing from sand residues and impurities); thermal treatment of algae by heating three times in water to a temperature of 85-90 ° C at a ratio of water: kelp - 2: 1, followed by drainage of water in the air, and at the second stage of heating, citric acid is added to the water in an amount of 0.2-0, 25% by weight of kelp; packaging of the finished product. The disadvantage of this method is the complexity and multi-stage process. With triple heat treatment of algae, there is a significant decrease in the iodine content in the semi-finished product, as well as other biologically active compounds. In addition, the resulting functional food semi-finished product has a limited shelf life, which limits the possibility of its wide distribution.
Известен способ получения пищевого полуфабриката из ламинариевых водорослей (RU 2041656, A23L 1/337, заявл. 23.10.1991, опубл. 20.08.1995), сущность которого заключается в том, что ламинариевые водоросли (сырец или сухие восстановленные) измельчают и обрабатывают пищевой кислотой при рН 1,0-3,0 в течение 2-3 ч с получением гидролизованной массы, которую затем промывают водой и обрабатывают NaHCO3 до рН 8,0-9,0. Полученную массу нагревают при температуре 80-95°С в течение 2-3 ч при периодическом помешивании и гомогенизируют. Полученный гомогенат нейтрализуют пищевой кислотой до рН 6,0-6,5, вводят пищевую соль кальция (например, лактат, глюконат) в количестве 0,3-0,5% от массы, фасуют и пастеризуют. Недостатком способа является то, что при длительной термической обработке происходит разрушение термолабильных соединений, обладающих биологической активностью, в том числе витаминов, антиоксидантов, йода в неорганической форме.A known method for producing a semi-finished food product from kelp algae (RU 2041656, A23L 1/337, declared 10/23/1991, publ. 08/20/1995), the essence of which lies in the fact that kelp algae (raw or dry restored) are crushed and treated with food acid at pH 1.0-3.0 for 2-3 h to obtain a hydrolyzed mass, which is then washed with water and treated with NaHCO 3 to pH 8.0-9.0. The resulting mass is heated at a temperature of 80-95°C for 2-3 hours with occasional stirring and homogenized. The resulting homogenate is neutralized with edible acid to pH 6.0-6.5, edible calcium salt (for example, lactate, gluconate) is added in an amount of 0.3-0.5% by weight, packaged and pasteurized. The disadvantage of this method is that during prolonged heat treatment, the destruction of thermolabile compounds with biological activity, including vitamins, antioxidants, iodine in inorganic form, occurs.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ извлечения водорастворимых компонентов из морских бурых водорослей, обогащенных фукоиданом и йодом (RU 2662368, A61K 36/03, B01D 11/02, заявл. 12.02.2016, опубл. 25.07.2018), включающий дробление и гомогенизацию смеси сырья в растворе хлористого кальция с последующим извлечением водорастворимых биологически активных веществ за счет фильтрации и сушки. При этом сырье предварительно промывают водой, насыщенной озоном, дополнительное измельчение дробленых водорослей проводят при оборотах роторно-пульсационного гомогенизатора, составляющих от 10 до 50% максимальных оборотов двигателя. После стадии гомогенизации проводят криодеструкцию гомогената (-18…-20°С в течение 20-48 ч), фильтрование под давлением, концентрирование на мембранной ячейке, удаление хлористого кальция и сушку. Недостатком способа является значительное удорожание технологии за счет трудоемкости технологического процесса, а также использования сублимационной сушки.Closest to the claimed method is a method for extracting water-soluble components from sea brown algae enriched with fucoidan and iodine (RU 2662368, A61K 36/03, B01D 11/02, application 02/12/2016, publ. 07/25/2018), including crushing and homogenization mixtures of raw materials in a solution of calcium chloride, followed by the extraction of water-soluble biologically active substances by filtration and drying. In this case, the raw material is pre-washed with water saturated with ozone, additional grinding of crushed algae is carried out at the speed of the rotary-pulsation homogenizer, which is from 10 to 50% of the maximum engine speed. After the stage of homogenization, cryodestruction of the homogenate is carried out (-18...-20°C for 20-48 h), filtration under pressure, concentration on a membrane cell, removal of calcium chloride and drying. The disadvantage of this method is a significant increase in the cost of technology due to the complexity of the process, as well as the use of freeze drying.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа получения полуфабриката из водорослей морских бурых (например, ламинарии и фукуса) с получением гелеобразного продукта с высоким содержанием альгиновой кислоты, йода и антиоксидантов.The technical objective of the present invention is to develop a method for obtaining a semi-finished product from brown seaweed (for example, kelp and fucus) to obtain a gel-like product with a high content of alginic acid, iodine and antioxidants.
Решение задачи достигается тем, что используемые водоросли морские бурые ламинарию и фукус (сырец, мороженые или сушеные и восстановленные после замачивания в питьевой воде в течение 3-8 ч) подготавливают (размораживают по необходимости, очищают от различных примесей и загрязнений), затем помещают в реактор механоакустического гомогенизатора (МАГ) и обрабатывают при мощности 100-500 Вт/кг в течение 30 минут с гидромодулем 1:1 - 1:5 при температуре 40±5°С, фасуют и маркируют полученные продукт.The solution of the problem is achieved by the fact that the seaweed used sea brown kelp and fucus (raw, frozen or dried and restored after soaking in drinking water for 3-8 hours) are prepared (defrosted as necessary, cleaned of various impurities and contaminants), then placed in the reactor of a mechanoacoustic homogenizer (MAG) and processed at a power of 100-500 W/kg for 30 minutes with a hydromodule 1:1 - 1:5 at a temperature of 40±5°C, the resulting product is packaged and labeled.
После обработки на МАГ может быть осуществлена сушка или заморозка полученного продукта, расфасовка и упаковка в тару.After processing on the MAG, the resulting product can be dried or frozen, packaged and packaged in containers.
В результате механоакустического воздействия происходит измельчение, диспергирование, гомогенизация и стерилизация посредством разрушения клеточных структур растительного сырья, а также микроорганизмов и их споровых форм (локальное повреждение клеточной стенки, фрагментация, неполное или полное разрушение клеток, экструзия внутриклеточных компонентов). Низкочастотная акустическая кавитация, создаваемая в реакторе МАГ, создает механические эффекты (турбулизация потоков, вихри, микроструи и ударные волны), которые, в свою очередь, вызывают радиальное движение клеточной стенки и дальнейшее ее разрушение.As a result of mechanoacoustic action, grinding, dispersion, homogenization and sterilization occur through the destruction of the cellular structures of plant materials, as well as microorganisms and their spore forms (local damage to the cell wall, fragmentation, incomplete or complete destruction of cells, extrusion of intracellular components). Low-frequency acoustic cavitation created in the MAG reactor creates mechanical effects (flow turbulence, vortices, microjets, and shock waves), which, in turn, cause radial movement of the cell wall and its further destruction.
В результате механоакустического воздействия происходит дополнительное более полное высвобождение из обработанной водоросли альгиновой кислоты, йода в органической форме и соединений, обладающих антиоксидантной активностью.As a result of mechanoacoustic action, there is an additional more complete release of alginic acid, iodine in organic form and compounds with antioxidant activity from the treated algae.
В результате получают однородную гелеобразную водорослевую массу зеленого цвета, содержащую твердые включения частиц пищевых волокон размером не более 2 мм. В полученном полуфабрикате содержание альгиновой кислоты составляет 34,0±1,4% в пересчете на сухое вещество; йода 1,75±0,4% в пересчете на сухое вещество; полифенольных веществ 25,69±2,1 мг-экв галловой кислоты/г сухой водоросли; каратиноидов 0,31±0,4 мг/г; антирадикальная активность 33,65±1,3% DPPH (при концентрации образца 1 мг/мл).As a result, a homogeneous gel-like green algae mass is obtained, containing solid inclusions of dietary fiber particles no larger than 2 mm in size. In the resulting semi-finished product, the content of alginic acid is 34.0±1.4% in terms of dry matter; iodine 1.75±0.4% in terms of dry matter; polyphenolic substances 25.69±2.1 mg-eq of gallic acid/g of dry algae; carotenoids 0.31±0.4 mg/g; antiradical activity 33.65±1.3% DPPH (at a sample concentration of 1 mg/ml).
Предложенный способ позволяет получить полуфабрикат с высоким содержанием альгиновой кислоты, йода и антиоксидантов. Продукт обладает повышенной сорбционной активностью по отношению к радиоизотопам и тяжелым металлам. Применение его позволит ликвидировать йододефицитные состояния у населения, а также способствует профилактике оксидативного стресса и заболеваний, связанных с ним. Полуфабрикат может использоваться самостоятельно в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности или в качестве обогатителя альгиновой кислотой, макро- и микроэлементами, витаминами пищевых продуктов функционального и специализированного назначения.The proposed method allows to obtain a semi-finished product with a high content of alginic acid, iodine and antioxidants. The product has an increased sorption activity towards radioisotopes and heavy metals. Its use will eliminate iodine deficiency in the population, and also contributes to the prevention of oxidative stress and diseases associated with it. The semi-finished product can be used independently in the food, cosmetic and pharmaceutical industries or as an enricher with alginic acid, macro- and microelements, vitamins of food products for functional and specialized purposes.
В процессе обработки на МАГ водорослей морских бурых происходит освобождение альгиновой кислоты, которая и определяет основные свойства гелей из бурых морских водорослей. Альгинаты обладают высокой хелатирующей способностью по отношению к ионам тяжелых и радиоактивных металлов и антиокислительной активностью (ингибитор радикалов -ОН).In the process of MAG treatment of brown seaweed, alginic acid is released, which determines the main properties of brown seaweed gels. Alginates have a high chelating ability with respect to ions of heavy and radioactive metals and antioxidant activity (radical inhibitor -OH).
Неорганические соединения йода, как правило, термически и химически нестабильны (потери при воздействии 100°С составляют не менее 60%; иодид-ионы подвергаются вторичным фармакокинетическим и фармакодинамическим взаимодействиям с неорганическими компонентами атмосферы, воды, нутриентов пищи). Кроме того, минеральный йод обладает высокой токсичностью: максимальное допустимое суточное потребление йода в РФ составляет 300 мкг [Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ: Методические рекомендации MP 2.3.1.1915-04 - M.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 46 с.], рекомендация ВОЗ - не более 1000 мкг в сутки. В тканях водорослей значительная часть йода (15-25% от общего содержания) присутствует в органической форме в виде 3-йод-L-тирозиновых и 3,5-дийод-L-тирозиновых аминокислотных фрагментов соответствующих растительных белков. Йодорганические соединения, имеющие ковалентную полярную связь атома углерода с атомом или группой атомов йода, являются очень прочными, проявляя химически- и термостабильные свойства.Inorganic iodine compounds, as a rule, are thermally and chemically unstable (losses when exposed to 100 ° C are at least 60%; iodide ions undergo secondary pharmacokinetic and pharmacodynamic interactions with inorganic components of the atmosphere, water, and food nutrients). In addition, mineral iodine is highly toxic: the maximum allowable daily intake of iodine in the Russian Federation is 300 mcg [Recommended levels of consumption of food and biologically active substances: Guidelines MP 2.3.1.1915-04 - M .: Federal Center for Sanitary and Epidemiological Supervision of the Ministry of Health of Russia, 2004. - 46 pp.], WHO recommendation - no more than 1000 mcg per day. In the tissues of algae, a significant part of iodine (15-25% of the total content) is present in the organic form in the form of 3-iodine-L-tyrosine and 3.5-diiodine-L-tyrosine amino acid fragments of the corresponding plant proteins. Organioiodine compounds having a covalent polar bond of a carbon atom with an atom or group of iodine atoms are very strong, exhibiting chemical and thermally stable properties.
Антиоксидантная активность полученного полуфабриката обусловлена содержанием в нем полифенольных веществ, каратиноидов, полисахаридов. Состав полифенольной фракции бурых водорослей характеризуется преимущественным содержанием полимеров флороглюцина - флоротаннинов. Каратиноиды в бурых водорослях представлены ксантофиллами (например, виолоксантин и фукоксантин), которые отличаются высокой стабильностью к окислению и свету.The antioxidant activity of the obtained semi-finished product is due to the content of polyphenolic substances, carotenoids, polysaccharides in it. The composition of the polyphenol fraction of brown algae is characterized by a predominant content of phloroglucinol polymers - phlorotannins. Carotenoids in brown algae are represented by xanthophylls (for example, violoxanthin and fucoxanthin), which are highly stable to oxidation and light.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is carried out as follows.
Получение гелеобразного продукта из морских бурых водорослей ламинарии и фукуса, включает подготовку водорослей - сырца, мороженых или сушеных и восстановленных после замачивания в питьевой воде в течение 3-8 ч, очистку от примесей и загрязнений, обработку в реакторе механоакустического гомогенизатора при мощности 100-500 Вт/кг водорослей в течение 30 минут с гидромодулем 1:1-1:5 при температуре 40±5°С, фасовку и маркировку полученного продукта.Obtaining a gel-like product from seaweed kelp and fucus, includes the preparation of algae - raw, frozen or dried and restored after soaking in drinking water for 3-8 hours, purification from impurities and contaminants, processing in a reactor of a mechanoacoustic homogenizer at a power of 100-500 W/kg of algae for 30 minutes with a hydromodule 1:1-1:5 at a temperature of 40±5°C, packaging and labeling of the resulting product.
Пример 1 (контроль).Example 1 (control).
Водоросли морские бурые (сырец, мороженые или восстановленные после замачивания сушеной водоросли в питьевой воде в течение 3-8 ч) подготавливают (размораживают по необходимости, очищают от различных примесей и загрязнений) измельчают, обрабатывают пищевой кислотой при рН 1,0-3,0 в течение 2-3 ч с получением гидролизованной массы, которую затем промывают водой и обрабатывают NaHCO3 до рН 8,0-9,0. Полученную массу нагревают при температуре 80-95°С в течение 2-3 ч при периодическом помешивании и гомогенизируют. Полученный гомогенат нейтрализуют пищевой кислотой до рН 6,0-6,5, фасуют и пастеризуют.Brown seaweed (raw, frozen or restored after soaking dried algae in drinking water for 3-8 hours) is prepared (thawed as necessary, cleaned of various impurities and contaminants), crushed, treated with food acid at pH 1.0-3.0 within 2-3 h to obtain a hydrolyzed mass, which is then washed with water and treated with NaHCO 3 to pH 8.0-9.0. The resulting mass is heated at a temperature of 80-95°C for 2-3 hours with occasional stirring and homogenized. The resulting homogenate is neutralized with food acid to pH 6.0-6.5, packaged and pasteurized.
Пример 2.Example 2
Водоросли морские бурые (сырец, мороженые или восстановленные после замачивания сушеной водоросли в питьевой воде в течение 3-8 ч) подготавливают (размораживают по необходимости, очищают от различных примесей и загрязнений), затем помещают в реактор механоакустического гомогенизатора (МАГ) и обрабатывают при мощности 100-500 Вт/кг в течение 30 минут с гидромодулем 1:1 - 1:5 при контроле температурного режима на уровне ла, фасуют и маркируют.Brown seaweed (raw, frozen or restored after soaking dried algae in drinking water for 3-8 hours) is prepared (defrosted as necessary, cleaned of various impurities and contaminants), then placed in the reactor of a mechanoacoustic homogenizer (MAG) and processed at power 100-500 W/kg for 30 minutes with hydronic ratio 1:1 - 1:5 with temperature control at la level, packaged and labelled.
В результате механоакустического воздействия в полуфабрикате по сравнению с контрольным образцом увеличивается (в среднем) содержание альгиновой кислоты на 6,5%, йода на 1,4%, полифенольных веществ на 27,3%, каратиноидов на 8,5%, антирадикальной активности на 30,1%.As a result of mechanoacoustic exposure in the semi-finished product, compared with the control sample, the content of alginic acid increases (on average) by 6.5%, iodine by 1.4%, polyphenolic substances by 27.3%, carotenoids by 8.5%, antiradical activity by 30.1%.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2801512C1 true RU2801512C1 (en) | 2023-08-09 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110086386A1 (en) * | 2009-03-10 | 2011-04-14 | Czartoski Thomas J | Algae biomass fractionation |
RU2662368C2 (en) * | 2016-02-12 | 2018-07-25 | Попова Наталья Дмитриевна | Method for water-soluble components extraction from marine brown algae enriched by fucoidan and iodine |
RU2772323C1 (en) * | 2021-11-11 | 2022-05-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Method for producing a beverage using fruit raw and whey |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110086386A1 (en) * | 2009-03-10 | 2011-04-14 | Czartoski Thomas J | Algae biomass fractionation |
RU2662368C2 (en) * | 2016-02-12 | 2018-07-25 | Попова Наталья Дмитриевна | Method for water-soluble components extraction from marine brown algae enriched by fucoidan and iodine |
RU2772323C1 (en) * | 2021-11-11 | 2022-05-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Method for producing a beverage using fruit raw and whey |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102287247B1 (en) | The composition of joint nutritional supplement for companion animals | |
RU2315487C1 (en) | Biologically active product from brown algae, biologically active food supplement, soft drink, perfume and cosmetic agent | |
Fabrowska et al. | Biomass and extracts of algae as material for cosmetics | |
KR101837163B1 (en) | Sunsik product using fermented rice bran products and manufacturing method thereby | |
RU2355240C1 (en) | Production method of food product with chondroprotective action | |
KR102126458B1 (en) | Method for Manufacturing Fermented Sea Cucumber Tea | |
RU2801512C1 (en) | Method for producing semi-finished product from brown algae | |
Ajibola et al. | Toxicity assessment of Lactococcus lactis IO-1 used in coconut beverages against artemia salina using brine shrimp lethality test | |
CN109529784B (en) | Gradient adsorption nano-composite of polyphenol and the like and preparation method thereof | |
KR101904702B1 (en) | Composition for immune enhancement and method the same | |
RU2487152C2 (en) | Method of producing gelatine | |
KR102099788B1 (en) | Anti-oxidative and Anti-inflammatory Composition of Starfish Extract from Crossaster papposus japonicus and Preparation Method Thereof | |
KR20120120571A (en) | A processing method of tablets by using collagen peptide from squid skin and marineplant extract and the herbal extract for anti-oxidant | |
KR100254794B1 (en) | Cosmetics composition for body and manufacturing process for the composition | |
de Oliveira Ruiz Moreti et al. | The use of Moringa oleifera seeds and their fractionated proteins for Microcystis aeruginosa and microcystin‐LR removal from water | |
RU2613279C1 (en) | Method for processing sea algae | |
RU2236155C2 (en) | Method for complex processing sea cucumbers, biologically active supplement "akmar", fodder biologically active supplement | |
Suhendrayatna et al. | Metabolism and organ distribution of arsenic in the freshwater fish Tilapia mossambica | |
Jha et al. | In vitro evaluation of free radical scavenging activity of Pistia stratiotes | |
WO2021211004A1 (en) | Method for processing grain to produce food products | |
RU2384342C1 (en) | Method for making medicated additive | |
Wang et al. | Antioxidant properties of marine macroalgae | |
RU2782196C9 (en) | Synbiotic composition for suppressing microbial pathogens of intestinal infections and method for production thereof | |
RU2782196C1 (en) | Synbiotic composition for suppressing microbial pathogens of intestinal infections and method for production thereof | |
Makki | Assessment Of Turbidity Removal Efficiency Of Pea Pod Extract For Surface Water Treatment |