СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ АГАРА Российский патент 2011 года по МПК C08B37/12 

Изобретение относится к рыбной промышленности, в области получения агара, и может быть использовано в пищевой промышленности, фармакологии, микробиологии и медицине.

Известен способ модификации микробиологического агара борогидридом натрия в водном растворе гидроокиси натрия [см. патент США, №398955, приоритет от 20.09.73, C08B 37/12].

Известны способы, обеспечивающие снижение содержания в агаре сульфатных групп, что достигается применением обработки агара гидроборатом натрия и последующим восстановлением его гидроаллюминатом лития в диоксане [Гааль Э., Медьеши Г., Верецкеи Л. Электрофорез в разделении биологических макромолекул: Пер. с англ. - М.: Мир, 1982. - 448 с.; Усов А.И., Вергунова Г.И. Полисахариды водорослей. // Биоорганическая химия. // Том 15. №2. 1989. С.198-207].

Недостатками этих методов является использование дорогих реагентов, таких как боргидрит натрия и гидроаллюминат натрия, а также трудность воспроизводства предлагаемых методов в условиях производства.

Наиболее близким к заявленному техническому решению известен способ модификации агар-агара путем введения в него химических добавок (натрий КМЦ) позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и сократить расход высококачественного дорогого сырья. Агар-агар с добавками КМЦ может быть использован в медицине, микробиологии, биотехнологии, ветеринарии для получения питательных сред и в пищевой промышленности для получения мармелада, желе и других продуктов. КМЦ со степенью полимеризации 300-500 вводят при соотношении агар-агар: добавка от 1:1 до 9:1. Смесь нагревают при 100-125° в течение по крайней мере 20 мин. При использовании низкосортного агар-агара смесь перед нагреванием выдерживают 16-18 ч при 4-8°C. После смешивания добавляют остальные ингредиенты для получения конкретной питательной среды [патент РФ 2111217, 1994 г., C08B 37/12, C08L 5/12].

Данный способ модификации основывается на синергизме агара с КМЦ и не приводит к изменению его химической структуры. Недостатком представленного способа является невозможность применения полученного модифицированного агар-агара в областях, где требуется водный раствор агара без химических добавок.

Технической задачей заявленного способа является улучшение качественных характеристик агара, за счет проведения процесса десульфатирования, что позволяет повысить регулярность структуры молекулы агара и улучшить его реологические характеристики.

Поставленная задача решается в способе модификации агара путем введения в него реагента, причем перед введением реагента в агар, последний растворяют в воде, а реагент вносят в количестве, обеспечивающим создание pH среды 7,1-14, раствор выдерживают в течение от 0,4 до 3 ч при поддержании температуры от 20 до 90°C, с последующим охлаждением и выдерживанием полученного геля в течение 1-3 ч при температуре не более 20°C, затем проводят очистку и обезвоживание агара.

В качестве реагента используют гидроксид металла, раствор гидроксида металла, раствор оксида металла, оксид металла.

Выбранные режимы обоснованы тем, что при смешивание реагента и раствора агара и выдерживании смеси при pH выше 14, температуре выше 90 и продолжительности дольше 3 ч приводит к щелочной деструкции агара, а при температуре ниже 20°C, pH меньше 7,1 и продолжительности меньше 15 мин процесс десульфатирования не осуществим.

В заявленном способе установлено, что на процесс модификации агара влияют условия, при которых происходит максимальное удаление сульфатных групп - pH среда (7,1-14), температура раствора (от 20 до 90°C) и продолжительность выдержки смеси при данных параметрах (1-3 ч).

В таблице представлены основные показатели качества агара, изменение которых подтверждает осуществление процесса десульфатирования агара в растворе.

Качественные показатели исходного и модифицированного агара Образец агара Прочность геля 0,85% раствора агара, г/см² Содержание A/G Золы, % аб. сух. в-ва Сульфаты, % Галактозы, % 3,6-ангидрогалактозы, % Исходный 143 4,1 0,96 37,47 24,99 0,71 Модифицированный 460 3,5 0,23 32,1 29,02 0,83

A/G - соотношение ангидрогалактозы к галактозе

Осуществление способа представлено на схеме.

Пример 1. Для получения агара с прочностью 500 г/см² и с соотношением A/G, равным 0,8, берут 0,5 г агара и растворяют его в 100 г воды. В полученный раствор добавляют раствор гидроксида металла до pH 10. Щелочной раствор выдерживают в течение 2,5 ч при температуре 90°C. Затем раствор охлаждают и выдерживают полученный гель в течение 1 ч при температуре не более 20°C, затем проводят очистку и обезвоживание агара.

Полученный агар имеет следующие показатели: прочность 500 г/см², содержание сульфата 0,3%, A/G - 0,8.

Пример 2. Для получения агара с прочностью 450 г/см² и с соотношением A/G, равным 0,9, берут экстракт из агарофитов, в который вводят гидроксид металла до pH 8. Щелочной раствор выдерживают в течение 3 ч при температуре 50°C. Затем раствор охлаждают и выдерживают полученный гель в течение 2 ч при температуре не более 20°C, затем проводят очистку и обезвоживание агара.

Полученный агар имеет следующие показатели: прочность 450 г/см², содержание сульфата 0,35%, A/G - 0,9.

Пример 3. Для получения агара с прочностью 300 г/см² и с соотношением A/G 0,92 берут экстракт из агарофитов и добавляют раствор оксида металла до pH 10. Щелочной раствор выдерживают в течение 1,5 ч при температуре 20°C. Затем раствор охлаждают и выдерживают полученный гель в течение 1,5 ч при температуре не более 20°C, затем проводят очистку и обезвоживание агара.

Полученный агар имеет следующие показатели: прочность 300 г/см², содержание сульфата 0,4%, A/G - 0,92.

Пример 4. Для получения агара с прочностью 400 г/см² и с соотношением A/G 0,85 берут 2 г агара и растворяют его в 100 г воды. В полученный раствор добавляют оксид металла до pH 12. Щелочной раствор выдерживают в течение 1 ч при температуре 45°C. Затем раствор охлаждают и выдерживают полученный гель в течение 1,5 ч при температуре не более 20°C, затем проводят очистку и обезвоживание агара.

Полученный агар имеет следующие показатели: прочность 400 г/см², содержание сульфата 0,5%, A/G - 0,85.

Агар модифицируют путем введения в него растворенного в воде реагента в количестве, обеспечивающим рН среды 7,1-14. Раствор выдерживают в течение от 0,4 до 3 ч при температуре от 20 до 90°С, с последующим охлаждением и выдерживанием полученного геля в течение 1-3 ч при температуре не более 20°С, после чего проводят очистку и обезвоживание агара. Изобретение позволяет снизить содержание сульфатных групп и улучшить качественные характеристики агара. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ модификации агара путем введения в него реагента, отличающийся тем, что перед введением реагента в агар последний растворяют в воде, а реагент вносят в количестве, обеспечивающем создание рН среды 7,1-14, раствор выдерживают в течение от 0,4 до 3 ч при поддержании температуры от 20 до 90°С с последующим охлаждением и выдерживанием полученного геля в течение 1-3 ч при температуре не более 20°С, затем проводят очистку и обезвоживание агара.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве реагента используют гидроксид металла.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве реагента используют раствор гидроксида металла.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве реагента используют раствор оксида металла.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве реагента используют оксид металла.