Перспективы использования отходов от разделки гидробионтов в производстве пищевых продуктов

Хитозан. Хитозан получают дезацетилированием хитина концентрированным раствором едкого натра при повышенной температуре (рисунок 9).

                                                        Хитин

               50%-ный                Дезацетилирование     

               раствор щелочи

               Вода                          Промывание

                                                        Сушка

                                            Фасование и хранение

Рисунок 9 – Технологическая схема производства хитозана

     Хитин обрабатывают 50%-ным раствором  едкого натра при температуре  100^оС в течение 30 мин, периодически перемешивая.

         После окончания процесса массу  отмывают от щелочи пресной  водой до нейтральной реакции  промывных вод и сушат при  температуре 60 – 80^оС до содержания воды в готовом продукте не более 10%. Затем хитозан измельчают и фасуют[14].

Получение лецитина. Производят из гонад кальмара. Технологическая схема получения лецитина приведена на рисунке 10.

                                Гонады кальмар мороженые

                                            Измельчение

                              Экстракция этиловым спиртом

                                     Отделение экстракта

                                   Направление спиртового 

                                      экстракта в сборник 

                      Вакуум-упаривание спиртового                    Этиловый спирт

                             экстракта до определенной                          на регенерацию

                                        концентрации

                            Растворение концентрированного 

                            этанольно-липидного экстракта в  гексане

                    Отстаивание спирто-гексано-лецитиновой  смеси

                                        Отделение осадка                 Осадок

                            Экстракт фосфолипидов в гексане

          Вакуум-упаривание  гексанового                       Гексан в 

                раствора фосфолипидов                               спецсборнике

                     Растворение лецитина в этиловом  спирте

                         Добавление антиокислителя ионола

                                              Фасование

                                               Хранение

Рисунок 10 – Технологическая схема получения  лецитина из гонад кальмара

    

Гонады  кальмар в замороженном виде доставляют в блоках и измельчают. В реактор  в присутствии азота перекачивают из сборника этиловый спирт, включают мешалку и загружают измельченные мороженые гонады в соотношении  гонады: спирт – 1:10. Экстракцию ведут  при температуре 18 – 22^оС в течение 3 ч. Содержимое из реактора порциями через нижний спуск направляют на центрифугу для отделения осадка. Экстракт липидов гонад кальмара собирают в вакуум-выпарном аппарате, а осадок направляют на сушку под вакуум.

     Упаривание этилового спирта  ведут при температуре 38 –  42^оС до получения объема концентрированного остатка липидов в количестве 0,1 начального объема. Упаренный спирт собирают в сборнике, из выпарного аппарата удаляют коллоидные белковые частицы и нейтральные липиды. Концентрированный раствор липидов охлаждают до температуры 20^оС.

     Для отделения коллоидальных  белковых частиц и нейтральных  липидов к концентрированному  раствору липидов в сборнике  приливают гексан в соотношении  1:4 (кубовой спиртовой остаток  : гексан). Экстракт охлаждают в  сборнике до температуры 0 –  4^оС, выдерживают в течение 3 ч с отключением вакуума до появления четкой границы раздела осадка белков, липидных примесей и окрашенного раствора гексана. Нижний слой сливают через нижний спуск аппарата до появления прозрачного гексанового раствора лецитина и пропускают через фильтр с направлением осадка в сушилку, а оставшийся гексановый раствор фосфолипидов смешивают с основным прозрачным гексановым раствором в вакуумном аппарате и упаривают при температуре 38 – 40^оС.

     Гексан упаривают до 1/30 первоначального  объема раствора, добавляют спирт  и продолжают упаривание досуха. Остаток отгона гексана собирают  в спецловушках и направляют  в соответствующий сборник для  ректификации.

     К сухому остатку лецитина  добавляют этиловый спирт до  получения 50%-ного раствора лецитина, доводя раствор до плотности  0,89 – 0,90 кг/м³.

         Хранить препарат необходимо  в герметичной таре на складах  при температуре 0 – 4^оС не более года, при температуре не выше 20^оС – не более 6 мес. Препарат L-α-лецитин из гонад кальмара представляет собой желтоватый или коричневый раствор с массовой долей лецитина 50%, легко смешиваемый с эталоном, эфиром, хлороформом, бензолом. Препарат неустойчив к свету и атмосферному воздуху, токсичен. Его широко применяют в косметической промышленности в качестве эмульгатора и смягчающего средства. В пищевой промышленности применяют в производстве маргарина, хлебобулочных и кондитерских изделий[16].

2.3 Получение БАВ  из водорослей  и трав

Традиционно из водорослей и трав получают агар пищевой и микробиологический, карагинан, альгинат натрия и полиеновые кислоты, а также многие другие БАВ.

Ламинарин. Он, являясь депозитным углеводом, играет в водорослях роль энергетического резерва клеток, как крахмал в наземных растениях. Ламинарин существует в двух формах, близких по химическому составу, но отличающихся по способности растворяться в холодной воде (нерастворимый - самопроизвольно осаждающийся в холодной воде, и растворимый - растворяющийся в холодной воде и осаждающийся при добавлении спирта). Обе формы ламинарина содержат 2,4-3,7 % маннита. Ламинарин состоит из двух компонентов: ламинарозы и ламинарата, различающихся по содержанию шестиатомных спиртов.

Сырьем  для его производства являются ламинарии, заготавливаемые в свежем или  сушеном виде. При получении растворимой  в воде формы ламинарина (рис.11) высушенные водоросли измельчают и обрабатывают холодным 0,09 н раствором хлористоводородной кислоты в течение 2 ч, затем жидкую часть отделяют центрифугированием, и водорослевый остаток повторно обрабатывают 0,05 н раствором хлористоводородной кислоты. Жидкую часть отделяют и  смешивают с жидкой частью, полученной ранее, затем фильтруют и смешивают  с этиловым спиртом до получения 85 %-й концентрации (осаждение ламинарина). Осадок отделяют фильтрованием, промывают спиртом и эфиром и высушивают на воздухе. Выход ламинарина-сырца составляет 70 % массы осадка.

При получении  нерастворимого в воде ламинарина (рис.11) свежезаготовленные водоросли обрабатывают 0,09 н раствором соляной кислоты  при температуре 70 °С в течение 30 мин. Водорослевый остаток отделяют фильтрованием и промывают горячей  водой. Затем объединяют кислую фракцию и промывные воды, перемешивают в течение 3 ч и отстаивают 3 сут. Выпавший осадок отделяют центрифугированием, промывают спиртом и эфиром. При обработке сухих водорослей экстракцию ламинарина проводят при температуре окружающей среды с добавлением 0,15 % формальдегида. Затем отделяют ламинарин, нейтрализуют, промывают холодной водой и очищают перекристаллизацией из 10 %-го водного раствора.

Ламинарин представляет собой порошок белого или кремового цвета без запаха и вкуса. Ламинарин оказывает  ингибирующее действие на рост и развитие вирусов. Этерифицированный ламинарин  обладает свойствами антикоагулянта, удлиняет время свертывания крови, понижает содержание липидов, в том  числе холестерина, в сыворотке  крови[17].

     Сухие водоросли

                                              

                                               Экстракция 

     Центрифугирование

       

                              Жидкая часть                    Плотный осадок  

                                                                  Экстракция

                                              Фильтрование                        

     Этиловый спирт  Осаждение ламинарина  

     Промывание 

Сушка

Ламинарин-сырец

Очистка

Ламинарин

Рисунок 11- Технологическая схема получения растворимого в воде ламинарина

    Зостерин. Морские травы (зостера, филлоспадикс), запасы которых представляют промышленный интерес, могут быть использованы для получения ряда продуктов, находящих самое широкое применение в различных отраслях производства. В состав органических веществ входят клетчатка, азотистые вещества, растворимые в спирте (хлорофилл), и растворимые в эфире вещества.

    Зостера представляет большой интерес как  сырье для получения зостерина (морского пектина), имеющего формулу С₆Н₈О₆ и на 90-95 % представленного смесью полигалактуроновых и полиглюкуроновых кислот. Имея в составе молекулы свободные карбоксильные группы, он образует соли - зостераты. Технологическая схема производства зостерина приведена на рисунке 12.

                   Зостера-сырец Хранение

     Измельчение

                    Пресная вода                    Промывание

      Соляная к-та  Гидролиз Жидкая часть

     Промывание

        Р-р щавелекислого аммония          Экстракция                 Сброс в канализацию

     Фильтрование

     Охлаждение

      Этанол  Осаждение пектина

     Фильтрование

     Прессование

     Измельчение

     Высушивание

    Упаковывание  и хранение

    Рисунок 12 - Технологическая схема производства зостерина

Для производства зостерина используют свежезаготовленную морскую траву зостеру (Zostera marina, Zostera nana и Zostera pacifica). Траву скашивают  на зарослях и транспортируют к месту  переработки. Допускается хранение зостеры в течение 10 дней в проточной  морской или пресной воде.

    Для производства зостерина сырье измельчают до частиц размерами не более 10 см и  промывают в пресной воде для  удаления механических примесей. Измельченную траву загружают на 2/3 объема в  нержавеющую емкость, снабженную паровой  рубашкой для обогрева и нижним сливом, и заливают пресной водой до 0,8 объема емкости. Гидролиз ведут 3 ч при 50±2 °С при перемешивании, поддерживая pH 3-4 добавлением соляной кислоты. В водный раствор переходят манозы (12-13 %) и дисахара (8-9 %), из которых сбраживанием получают 6-7 % этилового спирта. После гидролиза массу промывают водой до нейтральной реакции промывных вод. Остаток заливают равным по объему количеством 1 %-го раствора щавелевокислого аммония и проводят экстракцию в течение 3 ч при температуре 70 °С и периодическом перемешивании.

    Готовый экстракт сливают, фильтруют через 2 слоя бязи и охлаждают до комнатной  температуры. Затем к экстракту  добавляют двойной объем этанола. Полученный осадок зостерина отделяют от водно-спиртового раствора фильтрованием, подпрессовывают с целью отделения  излишков воды, измельчают в порошок  на шнековой мясорубке и сушат  любым способом при температуре  не выше 60 °С до содержания воды не более 12 %, расфасовывают в пакеты из пленочных  материалов.