Перспективы использования отходов от разделки гидробионтов в производстве пищевых продуктов

                                           докозагексаеновой кислот

                                              Фасование и хранение

Рисунок 14 – Технологическая схема получения эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот

          Продолжительность обработки при  температуре 80^оС составляет 1 ч. Затем избыток спирта отгоняют, охлаждают до 30^оС, нейтрализуют раствором серной кислоты и доводят pH до 1,0. При дальнейшей обработке температуру массы понижают до 70 – 75^оС, образовавшийся прозрачный слой жирных кислот отделяют от водного слоя и добавляют двойной объем этилового спирта, а также смесь равных количеств концентрированной серной кислоты и эталона. Процесс (этерификацию) проводят при температуре 80^ОС в течение 2,5 ч при перемешивании. Далее проводят отгонку спирта, экстрагируют этиловые эфиры жирных кислот петролейным эфиром, промывают насыщенным раствором гидрокарбоната натрия до нейтральной реакции промывных вод, высушивают безводным сульфатом натрия и отгоняют растворитель. Полученные этиловые эфиры жирных кислот растворяют в ацетоне и дважды подвергают кристаллизации при температуре минус 30^оС, отделяют фильтрат и излишки растворителя. Полученный продукт подвергают разгонке в глубоком вакууме, выделяя фракцию, перегоняющуюся при температуре 191 – 210^оС, - концентрат эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот. Содержание этих кислот в продукте достигает 86 – 92%[16]. 

    2.2 Получение БАВ  из отходов беспозвоночных.

  Коллагеназа. Сырьем для производства коллагеназы служит свежий или мороженный гепатопанкреас (печень) крабов (камчатского, стригуна). Для получения фермента сырье гомогенизируют с 8 – 12-кратным объемом ацетона. Гомогенизат гепатопанкреаса охлаждают до минус 15 – минус 20^оС, разводят двойным количеством ацетона, осаждают, осадок декантируют, промывают охлажденным до минус 20^оС ацетоном, ресуспендируют в 10 объмах ацетона и центрифугируют в течение 20 мин. Процесс проводят при температуре минус 20^оС. Осадок ресуспендируют в 10 объемах n-бутанола для удаления липидов и центрифугируют. Для очистки целевого вещества от n-бутанола осадок промывают охлажденным ацетоном и центрифугируют. Полученный осадок (коллагеназу) высушивают под вакуумом при минус 20^оС в течение 10 – 12 ч. Хранят препарат при температуре минус 20^оС.

Технологическая схема получения коллагеназы  из печени крабов, представлена на рисунке 6.

                            Гепатопанкреас крабов              Размораживание

 Ацетон                                  Гомогенизация

                                                  Разведение

                                                  Осаждение

                                                 Промывание

                                           Ресуспендирование

                                           Центрифугирование

n-бутанол                          Ресуспендирование

                                           Центрифугирование

Вакуум                                   Высушивание

                                                 Коллагеназа

                                        Фасование и хранение

Рисунок 6 – Технологическая  схема получения коллагеназы

     Препарат коллагеназы представляет  собой желтоватое вещество с  удельной активностью 93 – 106 ед. на 1 мг препарата. Его применяют  при обработке коллагенсодержащего  сырья (например, при снятии кожицы  кальмара, обработке ястыков)[13].

    Ганглиин. Технологическая схема получения ганглиина разработана в ТИНРО-центре (рис. 7). Замороженные ганглии кальмара размораживают на воздухе до температуры в центре блока -4 °С, измельчают до частиц размерами не более 4 мм и направляют на экстракцию целевого вещества раствором уксусной кислоты. Процесс ведут при температуре окружающей среды и перемешивании массы. Продолжительность процесса составляет до двух суток. После завершения обработки сырья уксусной кислотой проводят разделение фракций центрифугированием, фильтрованием или иным известным способом, жидкую часть обрабатывают ацетоном с целью осаждения целевого вещества. Процесс ведут при перемешивании. Полученный осадок отделяют и промывают ацетоном, выдерживают в течение нескольких часов для удаления излишков ацетона и высушивают до содержания воды не более 15 %. Высушенный полуфабрикат растворяют в дистиллированной воде, взвешенные частицы отделяют, оставшийся раствор замораживают и направляют на сублимирование до содержания воды в готовом продукте (ганглиине) не более 10 %. Готовый продукт расфасовывают и хранят при температуре 6 °С в течение 3 лет[16].

                                 Мороженые ганглии кальмара

                                             Размораживание

                                                 Измельчение

       Уксусная кислота         Экстрагирование

                                                   Разделение

                                                   Осаждение

       Ацетон                             Фильтрование

                                                  Промывание

                                                 Высушивание

                                                  Измельчение

       Вода                                   Растворение

                                            Центрифугирование

                                               Сублимирование

                              Фасование, упаковывание, хранение

    Рисунок 7 – Технологическая схема получения  ганглиина 

Получение хитина. Выделение хитина из хитинсодержащего сырья сводится к удалению сопутствующих ему белковых веществ и минеральных солей путем обработки сырья разбавленными растворами кислот и щелочей. В качестве кислотного реагента чаще всего используют соляную кислоту, щелочного – едкий натр (гидроксид натрия).

     Очередность обработки сырья  кислотой и щелочью может быть  различной. Существуют способы  выделения хитина, при которых  сырье вначале обрабатывают раствором  щелочи для удаления белковых  веществ, затем раствором кислоты  для удаления минеральных солей.  Другие методы предусматривают  обратный порядок обработки сырья.

     Хитин также можно выделить  и другими способами, например  с использованием протеолитических  ферментов, действующих в кислотной  среде, при этом одновременно  удаляют белки и минеральные  вещества.

     Выбор очередности определяют  видом сырья. Обработку сильно  минерализованного сырья, например  панциря крабов, целесообразно начинать  с воздействия кислот. При этом  предварительная деминерализация  сырья создает условия для  более свободного доступа раствора  щелочи к белкам, что способствует  наиболее полному их удалению.

     Обработку сырья, в котором  значительную часть составляют  белковые вещества, рекомендуют  начинать с щелочного гидролиза.

     Деминерализацию необходимо проводить  при температуре окружающей среды  во избежание возможной деструкции  полимерной цепи хитина. Концентрацию  реагента варьируют в широких  пределах (2 – 10%). Продолжительность  операции зависит от вида обрабатываемого  хитинсодержащего сырья и условий  проведения процесса (0,5 – 24 ч). Удаление белковой части проводят при температуре, близкой к 100^оС, растворами щелочей различных концентраций (2 – 10%). Продолжительность процесса определяется видом сырья, условиями и составляет около 2 ч. Увеличения скорости деминерализации и депротеинизации достигают за счет перемешивания обрабатываемого материала.

     В настоящее время для получения  хитина используют в основном  способ, разработанный Институтом  высокомолекулярных соединений (ИВС), и способом, предложенный Дальрыбвтузом.  Они различаются очередностью  обработки сырья кислотными и  щелочными агентами, кратностью  обработок и режимами деминерализации  и депротеинизации[14].

     По технологии ИВС процесс  получения хитина представлен  на рисунке 8:

                                   

                                 Хитиносодержащее сырье   

            Вода                           Кипячение

                                            Фильтрование

                                              Охлаждение

                        Первая обработка соляной кислотой

                                       Промывание водой

                   Первая обработка гидроксидом  натрия

                                       Промывание водой

                      Вторая обработка соляной кислотой

                                       Промывание водой

                   Вторая обработка гидроксидом  натрия

                                       Промывание водой

                      Третья обработка соляной кислотой

                                       Промывание водой

                      Третья обработка гидроксидом  натрия

                                       Промывание водой

                                                 Сушка

                                 Упаковывание и хранение 

Рисунок 8 – Технологическая схема получения  хитина

     В чугунно-эмалированную чашу, снабженную  пароводяной рубашкой, термометром  и местной вытяжной вентиляцией,  загружают крабовые панцири, предварительно  взвешенные, и заливают водопроводной  водой. Реакционную массу кипятят  в течение 2 ч. Процесс осуществляют  при периодическом перемешивании.  Затем охлаждают содержимое чаши  до 80^оС, излишки воды удаляют фильтрацией. Затем к панцирю осторожно, во избежание сильного вспенивания массы от выделяющегося углекислого газа, приливают соляную кислоту (соотношение массы сырья и раствора реагента 1:4, концентрация раствора соляной кислоты 4%). Реакционную массу выдерживают при периодическом перемешивании и комнатной температуре в течение 2 ч и затем оставляют на 8 ч. После этого солянокислый гидролизат сливают, содержимое чаши промывают водой до нейтральной реакции. К промытому полуфабрикату добавляют небольшими порциями едкий натр концентрацией 2,5% в количестве 4 объемных единиц на единицу массы панциря.

         После этого подают пар в  рубашку чаши, нагревают ее содержимое  до кипения и выдерживают при  периодическом перемешивании и  при кипении в течение 2 ч.  Окрашенный в темный цвет щелочной  гидролизат охлаждают, отфильтровывают  и сливают, а оставшиеся панцири  промывают водопроводной водой  до нейтральной реакции. К промытым  панцирям добавляют 4%-ный раствор  соляной кислоты. Содержимое при  периодическом перемешивании выдерживают  в течение 1 ч при комнатной  температуре. Затем кислотный  гидролизат сливают, а крабовые  панцири отмывают водой до  нейтральной реакции и далее  повторяют обработку раствором  едкого натра. Затем таким же  образом проводят третью обработку  панцирей соляной кислотой и  щелочью. После третьей обработки  щелочной раствор имеет светлую  окраску, что свидетельствует  о достаточности щелочной обработки.  Полученный хитин промывают водой  до нейтральной реакции по  универсальному индикатору и  сушат при температуре до 100^оС в течение 8 ч. Затем его выкладывают на деревянные стеллажи и досушивают на воздухе в течение 38 – 48 ч. По окончании сушки продукт фасуют в полиэтиленовые или бумажные мешки[14].