СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТА ИЗ БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ Российский патент 2023 года по МПК A23L29/256 

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.

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.

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.

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.

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.

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.

После обработки на МАГ может быть осуществлена сушка или заморозка полученного продукта, расфасовка и упаковка в тару.

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.

В результате механоакустического воздействия происходит дополнительное более полное высвобождение из обработанной водоросли альгиновой кислоты, йода в органической форме и соединений, обладающих антиоксидантной активностью.

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).

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.

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).

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.

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.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

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.

Пример 1 (контроль).

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.

Пример 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.

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%.

Изобретение относится к технологии комплексной переработки морских бурых водорослей. Способ предусматривает 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 мин с гидромодулем 1:1-1:5 при температуре 40±5°С. Полученный полуфабрикат фасуют и маркируют. Изобретение обеспечивает получение полуфабриката с высоким содержанием альгиновой кислоты, йода и антиоксидантов. 2 пр.

Способ получения гелеобразного продукта из морских бурых водорослей ламинарии и фукуса, включающий 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 мин с гидромодулем 1:1-1:5 при температуре 40±5°С, фасовку и маркировку полученного продукта.