Изобретение относится к рыбной промышленности, в частности к способам выделения жирорастворимых каротиноидов, таких как ксантофиллы, для получения растительного жира сбалансированного жирнокислотного состава с комплексом ксантофиллов, который может быть использован в медицине в качестве пищевых добавок с лечебно-профилактическими свойствами, косметологии, в пищевой промышленности для приготовления рыбной продукции, майонеза, соусов, в аквакультуре.
Известен способ получения каротиноидов из ракообразных посредством их экстракции соевым маслом для использования обогащенного астаксантином масла в качестве добавок в рацион лососевых для ускорения процесса пигментации (Извлечение астаксантина с помощью соевого масла из отходов, образовавшихся в процессе обработки ракообразных (лангусты). / Chen H.M., Meyers S.P.; ЦНИИТЭИРХ. Пер. № 6729. - 20 C. - 8. - J. Food Sci., 1982, v.47, №3, р.892-896).
Известен способ получения каротиноидов из отходов, полученных при переработке головоногих моллюсков, включающий масляную экстракцию и тепловую обработку исходного сырья (см. патент РФ № 2064476, МПК C09B 61/00, дата публикации 27.07.1996).
Способ предусматривает использование в качестве сырья печени, гонад, остатков желудочно-кишечного тракта или целых головоногих моллюсков и измельчение сырья до размера частиц 1-3 мм. Измельченную массу подвергают тепловой обработке в два этапа для предотвращения свертывания белка: первый – при температуре от 18-20°С до 50-60°С; второй – от 18-20°С до 50-60°С, затем – воздействию температурой 80-85°С в течение 30-50 мин. После тепловой обработки полученную массу посредством известных приемов разделяют на жидкую и плотную фракции. Выделение каротиноидов осуществляют из жидкой фракции любым из известных способов: сепарированием или отстоем. Выход красителя из 100 кг сырья составил при сепарировании 16-30 кг, при отстое 5-10 кг (в зависимости от жирности отходов). Краситель может быть использован и как обогатитель БАВ.
Известен способ получения каротиноидов из панцирьсодержащих отходов речных раков (см. патент РФ № 2292163, МПК A23L 1/056, A22C 29/00, дата публикации 27.01.2007).
Способ предусматривает измельчение сырья, экстракцию этиловым спиртом при температуре 55°С в течение 1 ч, отделение экстракта от плотного остатка фильтрованием, повторное экстрагирование плотного остатка 1-2 раза. Плотный остаток высушивают и используют для получения хитина. Полученные экстракты объединяют, этиловый спирт упаривают под вакуумом при температуре не выше 70°С, полученную водно-липидную вытяжку смешивают с гексаном. Отделяют каротиноиды в гексане, гексан упаривают под вакуумом при температуре не выше 60°С. Выход каротиноидов составляет 0,65-0,75% на сухое вещество. Изобретение позволяет улучшить ряд физиологических процессов в организме человека и может быть использовано в качестве натурального красителя жиросодержащих пищевых продуктов и лекарственных препаратов из рыбьего жира для повышения их биологической ценности.
Известен способ получения комплекса жирорастворимых каротиноидов из асцидии, включающий разделку сырья, в качестве которого используют сырую или высушенную мантию или тунику или мантию и тунику из асцидии при соотношении мантии и туники 1:2, его промывку и измельчение, сушку при 40°С до влажности 7-10%, экстрагирование 96% этанолом или ацетоном в соотношении сырье : экстрагент 1:1-1:5 в течение 16-24 часов, полученный экстракт фильтруют, соединяют с маслом и водой в соотношении 5:1:10 для сырого сырья и 2:1:4 для сухого сырья соответственно, в темноте в течение 22-24 часов проводят реэкстракцию, отделяют масляный экстракт, промывают его водой, а затем готовый продукт сушат (см. патент РФ № 2339387, МПК A61K 35/56, A23L 1/30, дата публикации 27.11.2008).
Вышеуказанные решения направлены на получение не только ксантофиллов, а комплекса каротиноидов в целом.
В качестве ближайшего аналога принят способ получения каротиноидов из гидробионтов, при котором осуществляют подготовку сырья с последующей экстракцией смесью водного раствора спирта с пищевыми кислотами, полученный экстракт фильтруют и далее соединяют со смесью растительных масел, проводят реэкстракцию в темноте, отделяют масляный экстракт, промывают его водой и сушат (см. патент РФ № 2708157, МПК A23L 33/10, A23L 17/50, дата публикации 04.12.2019).
Недостатками ближайшего аналога являются использование в качестве сырья двустворчатых моллюсков, характеризующихся недостаточно высоким исходным содержанием ксантофиллов, недостаточно высокая концентрация ксантофиллов в экстракте, длительное время экстракции.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа, обеспечивающего повышение содержания ксантофиллов и биологической эффективности готового продукта, сокращение времени экстракции и реэкстракции, повышение стабильности ксантофиллов в процессе получения и хранения.
Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в повышении эффективности извлечения ксантофиллов из гидробионтов, сокращении времени экстракции и реэкстракации, повышении стабильности ксантофиллов в процессе получения и хранения, снижении трудоемкости.
Поставленная задача решается тем, что способ получения ксантофиллов из морских бурых водорослей, при котором осуществляют подготовку сырья с последующей экстракцией смесью водного раствора спирта с пищевыми кислотами, полученный экстракт фильтруют и далее соединяют со смесью растительных масел, проводят реэкстракцию в темноте, отделяют масляный экстракт, промывают его водой и сушат, отличается тем, что в качестве сырья используют морские бурые водоросли Undaria pinnatifida и Sargassum miyabei или Undaria pinnatifida и Costaria costata или Sargassum miyabei и Costaria costata при массовом соотношении 1:1, которые экстрагируют смесью 60%-ного водного раствора глицерина с кислотами уксусной и бензойной в соотношении 1000 мл : 0,3 мл : 0,1 мг соответственно при соотношении сырье : экстрагент 1 кг : 2-2,5 л в течение 8 часов, полученный экстракт соединяют со смесью оливкового масла с соевым или подсолнечным при их соотношении по объему 40-45 : 55-60, причем соотношение по объему экстракт : смесь масел составляет 1:1-1,2 и реэкстракцию проводят в течение 8 часов при температуре 22-24°С.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признаки «в качестве сырья используют морские бурые водоросли Undaria pinnatifida и Sargassum miyabei или Undaria pinnatifida и Costaria costata или Sargassum miyabei и Costaria costata при массовом соотношении 1:1» позволяют не только расширить сырьевую базу для получения фортифицированных растительных масел с пролонгированным сроком хранения, но и получить продукт с существенно высоким содержанием ксантофиллов.
Признак «в составе экстрагента используют 60% водный раствор глицерина» способствует повышению эффективности извлечения ксантофиллов из исходного сырья.
Трехатомный спирт глицерин хорошо растворяется в воде, разрешен к применению в пищевой промышленности, характеризуется высокой экстракционной способностью.
Признак «в составе экстрагента используют глицерин в смеси с уксусной кислотой» также обеспечивает повышение эффективности извлечения ксантофиллов из исходного сырья, поскольку известно, что органическая кислота способствует разрушению комплексов ксантофиллов с белками.
Авторами (см. Ni H. Optimization of acidic extraction of astaxanthin from Phaffia rhodozyma / H. Ni, Q.H. Chen, G.Q. He, G.B. Wu, Y.F.J. Yang// Zhejiang Univ. Sci. B. - 2008. - Vol. 9. - P. 51-59) показано, что органические и неорганические кислоты способствуют разрушению каротинопротеиновых комплексов и следовательно, применение кислоты увеличивает выход ксантофиллов при экстрагировании. Экспериментально доказано, что применение уксусной кислоты более эффективно для увеличения выхода ксантофиллов, чем лимонной.
Признак «в составе экстрагента используют глицерин в смеси с бензойной кислотой» обеспечивает стабильность ксантофиллов в процессе получения и хранения, т.к. бензойная кислота выступает в качестве пищевого антиоксиданта, гораздо более сильного, чем аскорбиновая кислота, которая к тому же является термолабильной.
Признак «в качестве экстрагента используют смесь 60%-ного водного раствора глицерина с кислотами уксусной и бензойной в соотношении 1000 мл : 0,3 мл : 0,1 мг соответственно» описывает состав экстрагента.
Признаки «экстракцию осуществляют в течение 8 часов при соотношении сырье : экстрагент 1 кг : 2-2,5 л» описывают оптимальные режимные характеристики экстракции.
Признак «полученный экстракт соединяют со смесью [масел], причем соотношение по объему экстракт : смесь масел составляет 1:1-1,2» обеспечивает полноту реэкстракции и высокую концентрацию ксантофиллов в готовом продукте.
Признак «экстракт соединяют со смесью оливкового масла с подсолнечным или соевым их соотношении по объему 40-45 : 55-60 соответственно» обеспечивают сбалансированный жирнокислотный состав готового продукта.
Признаки «реэкстракцию проводят в течение 8 часов при температуре 22-24°С» описывают оптимальные режимные характеристики реэкстракции, умеренный температурный режим позволяет максимально сохранить свойства и устойчивость ксантофиллов.
Заявляемый способ осуществляют по стандартной технологии на стандартном оборудовании.
В качестве сырья используют талломы и другие части морских бурых водорослей Undaria pinnatifida, Costaria costata и Sargassum miyabei. В качестве сырья могут быть использованы и отходы, полученные при их переработке.
Подготовленное сырье измельчают до размера частиц от 0,1 до 0,3 мм, затем дополнительно гомогенизируют.
Измельченное сырье помещают в стеклянную емкость и заливают экстрагентом, в качестве которого используют смесь 60%-ного водного раствора глицерина с кислотами уксусной и бензойной в соотношении 1000 мл : 0,3 мл : 0,1 мг соответственно при соотношении сырье : экстрагент 1 кг : 2-2,5 л и герметично укупоривают емкость для предотвращения контакта с кислородом воздуха во избежание окисления ксантофиллов.
Экстракцию проводят методом мацерации при температуре 25-27°С в течение 8 часов при перемешивании каждый час в течение 5 минут.
Полученный экстракт фильтруют через газовую ткань или центрифугируют, помещают в делительную воронку, добавляют к нему смесь оливкового масла с подсолнечным или соевым при их соотношении по объему 40-45:55-60 соответственно, причем соотношение по объему экстракт : смесь масел составляет 1:1-1,2.
Реэкстракцию проводят в темном месте в течение 8 часов при постоянной температуре 22-24°С.
После ее прохождения масляный экстракт промывают водой при интенсивном механическом перемешивании или встряхивании до удаления следов спирта, а затем сушат известным способом (фильтрация, центрифугирование).
Примеры осуществления способа
Пример 1
Сырые талломы морских бурых водорослей Undaria pinnatifida (0,5 кг) и Sargassum miyabei (0,5 кг) промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин. Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,3 мм, затем дополнительно гомогенизировали.
Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 2 л экстрагента в виде смеси 60%-ного водного раствора глицерина с кислотами уксусной и бензойной в соотношении 1000 мл : 0,3 мл : 0,1 мг соответственно и герметично укупоривали емкость для предотвращения контакта с кислородом воздуха.
Экстракцию проводили методом мацерации при 25-27°С в течение 8 ч. Каждый час производили перемешивание в течение 5 минут.
Полученный экстракт фильтровали через газовую ткань. Экстракт (2 л) помещали в делительную воронку, добавляли 2 л смеси растительных масел (40% оливкового и 60% соевого).
Реэкстракцию проводили в темном месте в течение 8 часов при температуре 22°С.
После ее прохождения масляный экстракт сливали, промывали водой при постоянном помешивании или встряхивании для удаления следов глицерина. Целевой продукт – масляный экстракт сушили.
Выход готового продукта составлял 1,98 л на 1 кг сырого сырья. Концентрация ксантофиллов в масляном экстракте составляла 0,28 мг/мл.
Пример 2
Сыромороженные талломы морских бурых водорослей Undaria pinnatifida (0,5 кг) и Costaria costata (0,5 кг) размораживали на воздухе при температуре не выше 20°С, затем обработку проводили аналогично примеру 1. Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 03 мм, затем дополнительно гомогенизировали.
Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 2,5 л экстрагента в виде смеси 60%-ного водного раствора глицерина с кислотами уксусной и бензойной в соотношении 1000 мл : 0,3 мл : 0,1 мг соответственно и герметично укупоривали емкость для предотвращения контакта с кислородом воздуха.
Экстракцию проводили методом мацерации при 25-27°С в течение 8 ч. Каждый час производили перемешивание в течение 5 минут.
Полученный экстракт фильтровали через газовую ткань. Экстракт (2,5 л) помещали в делительную воронку, добавляли 3 л смеси растительных масел (40% оливкового и 60% подсолнечного).
Реэкстракцию проводили в темном месте в течение 8 часов при температуре 24°С.
После ее прохождения масляный экстракт сливали, промывали водой при постоянном помешивании или встряхивании для удаления следов глицерина. Целевой продукт – масляный экстракт сушили.
Выход готового продукта составлял 2,47 л на 1 кг сырого сырья. Концентрация ксантофиллов в масляном экстракте составляла 0,27 мг/мл.
Пример 3
Сырые талломы, ризоиды и спорофиллы морских бурых водорослей Costaria costata (0,5 кг) и Sargassum miyabei (0,5 кг) промывали в проточной воде с температурой не выше 20°С, помещали на решета для удаления излишней воды. Продолжительность стекания 20-30 мин. Подготовленное сырье измельчали в электрическом куттере до гомогенной массы с размером частиц от 0,1 до 0,3 мм, затем дополнительно гомогенизировали.
Измельченное сырье помещали в стеклянную емкость, заливали 2,25 л экстрагента в виде смеси 60%-ного водного раствора глицерина с кислотами уксусной и бензойной в соотношении 1000 мл : 0,3 мл : 0,1 мг соответственно и герметично укупоривали емкость для предотвращения контакта с кислородом воздуха.
Экстракцию проводили методом мацерации при 25-27°С в течение 8 ч. Каждый час производили перемешивание в течение 5 минут.
Полученный экстракт фильтровали через газовую ткань. Экстракт (2,5 л) помещали в делительную воронку, добавляли 2,6 л смеси растительных масел (45% оливкового и 55% подсолнечного).
Реэкстракцию проводили в темном месте в течение 8 часов при температуре 23°С.
После ее прохождения масляный экстракт сливали, промывали водой при постоянном помешивании или встряхивании для удаления следов глицерина. Целевой продукт – масляный экстракт сушили.
Выход готового продукта составлял 2,58 л на 1 кг сырого сырья. Концентрация ксантофиллов в масляном экстракте составляла 0,31 мг/мл.
Целевым продуктом является растительный жир сбалансированного жирнокислотного состава, содержащий сложную смесь ксантофиллов в количестве 0,27-0,31 мг/мл, включая фукоксантин, фукоксантинол, зеаксантин и др.
Органолептические характеристики масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей приведены в таблице 1.
Таблица 1
Органолептические характеристики масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей
Отсутствие посторонних примесей позволяет вводить полученный масляный экстракт, например, в жировую фазу майонезов и соусов майонезных без изменения органолептических характеристик готового продукта.
Физико-химические показатели качества масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей представлены в таблице 2.
Таблица 2
Физико-химические показатели качества масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей
Показатели безопасности масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей представлены в таблице 3.
Таблица 3
Показатели безопасности масляных экстрактов ксантофиллов
из морских бурых водорослей
Ксантофиллы в составе масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей проявляют антиоксидантный эффект, способствующий пролонгированию сроков хранения. Результаты комплексной оценки пролонгированности срока хранения полученных масляных экстрактов из морских бурых водорослей представлены в таблицах 4-6.
Изменение органолептических характеристик масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей в процессе хранения представлено в таблице 4.
Таблица 4
Изменение органолептических показателей масляных экстрактов ксантофиллов
из морских бурых водорослей в процессе хранения
Изменение показателей безопасности масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей в процессе хранения представлено в таблице 5.
Таблица 5
Изменение показателей безопасности масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей в процессе хранения
Изменение физико-химических показателей масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей в процессе хранения представлено в таблице 6.
Таблица 6
Изменение физико-химических показателей масляных экстрактов ксантофиллов из морских бурых водорослей в процессе хранения
Морские водоросли являются перспективными источниками биологически активных веществ различной направленности – с антиоксидантными (см. Rajauria. In-vitro antioxidant properties of lipophilic antioxidant compounds from 3 brown seaweed / Gaurav Rajauria // Antioxidants. – 2019. - Vol. 8(12). P. 596-599), антибактериальными, противовоспалительными и антиканцерогенными свойствами (см. Meresse, S., Fucoxanthin, a marine-derived carotenoid from brown seaweeds and microalgae: a promising bioactive compound for cancer therapy/ Meresse Sarah, Mostefa Fodil, Fabrice Fleury// International journal of molecular sciences. - 2020. – Vol. 21(23): P. 9273-9278; Jesumani, Valentina Potential use of seaweed bioactive compounds in skincare-A Review / Valentina Jesumani; Hong Du, Muhammad Aslam // Marine drugs.- 2019.- 17(12) P.688-694).
Предыдущими исследованиями доказано, что различные экстракты водорослей содержат высокие уровни гидрофильных компонентов, таких как полифенолы и растворимые полисахариды (см. Salehi, Bahare; Sharifi-Rad, Javad; Seca, Ana M. L.; Current trends on seaweeds: looking at chemical composition, phytopharmacology, and cosmetic applications: Molecules 2019, 24(22): 4182; Ivanov A.D., Skrebets T.E., Bogolitsyn K.G. Supercritical fluid extraction of carotenoids. from Shantane carrot Russ. J. of physical chem B 2016; 10(8):1244-1250; Rosa, Goncalo R.; Barreto, Maria Carmo; Seca, Ana M. L. Pharmacological effects of Fucus spiralis extracts and phycochemicals: a comprehensive review Botanica marina 2019, 62(2):167-178). В частности, бурые водоросли богаты природными антиоксидантами, в том числе и фенольными соединениями, например флоротаннинами, а также каротиноидами, особенно фукоксантином и изопреноидами (см. М.В. Суховеева, А.В. Подкорытова Промысловые водоросли и травы морей Дальнего Востока: биология, распространение, запасы, технология переработки ТИНРО-центр, Владивосток, 2006, 243 с.).
Преимуществами заявляемого способа являются:
- использование в качестве экстрагента разрешенного к применению в пищевой промышленности трехатомного спирта, не являющегося опасным органическим растворителем;
- получение продукта с высоким содержанием ксантофиллов за счет сочетания экстракции и реэкстракции при умеренном температурном режиме, а также за счет использования уксусной кислоты в качестве реагента для разрушения комплексов ксантофиллов и белков;
- повышение стойкости в хранении получаемого масляного экстракта из морских бурых водорослей за счет использования бензойной кислоты в качестве пищевого антиоксиданта;
- повышение биологической эффективности готового продукта и его сбалансированный жирнокислотный состав за счет использования в качестве реэкстрагента смеси растительных масел;
- снижение трудоемкости – способ упрощен, безотходен, его осуществление не требует больших энергозатрат, применения сложного и дорогостоящего оборудования.
Получаемые продукты могут быть успешно использованы в качестве пищевых добавок с лечебно-профилактическими свойствами для жиросодержащих пищевых продуктов, а также как добавки в рацион рыб, в частности лососевых, для ускорения процесса пигментации.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ получения ксантофиллов из Sargassum miyabei | 2022 |
|
RU2776649C1 |
Способ получения ксантофиллов из Costaria costata | 2022 |
|
RU2789358C1 |
Способ получения ксантофиллов из Undaria pinnatifida | 2022 |
|
RU2789359C1 |
Липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений (варианты) | 2023 |
|
RU2818066C1 |
Липидная композиция со сбалансированным жирнокислотным составом и комплексом биологически активных соединений (варианты) | 2023 |
|
RU2818065C1 |
Сухой безалкогольный напиток | 2021 |
|
RU2761598C1 |
Сухой безалкогольный напиток | 2021 |
|
RU2761582C1 |
Сухой безалкогольный напиток | 2021 |
|
RU2761579C1 |
Состав для производства хлеба с гречневой мукой | 2016 |
|
RU2611824C1 |
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДКИ ОСОБОЙ | 2007 |
|
RU2383612C2 |
Изобретение относится к рыбной промышленности, в частности к способам выделения жирорастворимых каротиноидов. Предложен способ получения ксантофиллов из морских бурых водорослей: Undaria pinnatifida и Sargassum miyabei или Undaria pinnatifida и Costaria costata или Sargassum miyabei и Costaria costata при массовом соотношении 1:1, включающий экстракцию сырья бурых водорослей смесью 60%-ного водного раствора глицерина с кислотами уксусной и бензойной в соотношении 1000 мл : 0,3 мл : 0,1 мг соответственно при соотношении сырье : экстрагент 1 кг : 2-2,5 л в течение 8 ч, затем экстракт соединяют со смесью оливкового масла с соевым или подсолнечным при их соотношении по объему 40-45:55-60, причем соотношение по объему экстракт : смесь масел составляет 1:1-1,2 и реэкстракцию проводят в течение 8 ч при 22-24°С. Изобретение обеспечивает повышение эффективности извлечения ксантофиллов из морских бурых водорослей, повышение стабильности ксантофиллов в процессе получения и хранения. 6 табл., 3 пр.
Способ получения ксантофиллов из морских бурых водорослей, при котором осуществляют подготовку сырья с последующей экстракцией смесью водного раствора спирта с пищевыми кислотами, полученный экстракт фильтруют и далее соединяют со смесью растительных масел, проводят реэкстракцию в темноте, отделяют масляный экстракт, промывают его водой и сушат, отличающийся тем, что в качестве сырья используют морские бурые водоросли Undaria pinnatifida и Sargassum miyabei или Undaria pinnatifida и Costaria costata или Sargassum miyabei и Costaria costata при массовом соотношении 1:1, которые экстрагируют смесью 60%-ного водного раствора глицерина с кислотами уксусной и бензойной в соотношении 1000 мл : 0,3 мл : 0,1 мг соответственно при соотношении сырье : экстрагент 1 кг : 2-2,5 л в течение 8 часов, полученный экстракт соединяют со смесью оливкового масла с соевым или подсолнечным при их соотношении по объему 40-45 : 55-60, причем соотношение по объему экстракт : смесь масел составляет 1:1-1,2 и реэкстракцию проводят в течение 8 часов при температуре 22-24°С.
Способ получения каротиноидов из гидробионтов | 2019 |
|
RU2708157C1 |
Способ получения цианистых соединений | 1924 |
|
SU2018A1 |
JP 2004215506 A, 05.08.2004 | |||
ТАБАКАЕВА О.В., ТАБАКАЕВ А.В | |||
"Биологически активные вещества потенциально промысловых бурых водорослей Дальневосточного региона"; Вопросы питания, 2016, т.85, N 3, с.126-132. |
Авторы
Даты
2023-02-01—Публикация
2022-03-14—Подача