Способ получения пищевого гелеобразного концентрированного продукта из морских бурых водорослей
METHOD FOR PRODUCING EDIBLE GEL-LIKE CONCENTRATED PRODUCT FROM SEA BROWN ALGAE

Изобретение относится к производству пищевых продуктов для диетического лечебного питания в виде гомогенизированного геля из бурых морских водорослей типа ламинария и/или фукус.
Известен способ производства биологически активных продуктов из бурых водорослей и плодов (патент RU 2489934, МПК A23L 1/337, приоритет от 08.06.2009, патентообладатель Одинец Алексей Глебович), который предусматривает разделку сырья, при которой у свежих бурых водорослей берут слоевища, обрезают ризоиды, промывают и высушивают. Высушенные водоросли моют в пресной воде и производят их деминерализацию. Раствор, в котором производилась деминерализация, фильтруют, обессоливают и отделяют. Водоросли промывают от кислоты в пресной воде, вымачивают в питьевой воде и дают воде стечь. Промытые водоросли измельчают, добавляют протертые плоды из группы: клюква, чернослив, курага, брусника, облепиха, шиповник, расторопша - и помещают в варочную емкость. Туда же добавляют, по меньшей мере, часть отфильтрованного и обессоленного раствора, в котором производилась деминерализация, питьевую воду и, по меньшей мере, одну пищевую щелочь. Проводят варку с непрерывным перемешиванием, после чего смесь охлаждают и гомогенизируют. Затем в смесь вводят растворы лимонной кислоты и пищевой соли кальция, тщательно перемешивают, нагревают и преобразуют в форму, пригодную для хранения.
Недостатком данного способа является отделение деминерализованного раствора, затем воды, в которой находились водоросли после деминерализации. Большое количество экстрагируемых в процессе промывки водорослей, деминерализации и вымачивания водорослей удаляется, также способ экстракции биологически активных веществ, описанный выше, недостаточно эффективен по сравнению с той же экстракцией, но с применением ультразвука.
Известен способ производства геля из бурых водорослей для диетического и профилактического питания (патент RU 2323600, МПК A23L 1/30, A23L 1/0532, A23L 1/337, A61K 36/03, приоритет от 25.04.2006, патентообладатель Одинец Алексей Глебович), который предусматривает разделку сырья и промывание морской водой. Далее моют в пресной воде при 25~35°С в течение 20-50 минут для равномерного набухания не менее чем на 30%. Производят деминерализацию водоросли 0,5% раствором кислоты: уксусной, лимонной или соляной, рН 2,0, при массовом соотношении водоросли и раствора, равном 1:1,5, в течение 1-2 часов. Водоросли промывают в пресной воде в течение 10 минут и вымачивают в питьевой воде при 20-35°С в течение 30-50 минут с 1-2-кратной сменой воды. Дают воде стечь в течение 10-20 минут. Водоросли измельчают и варят в питьевой воде с температурой 75-85°С при соотношении водоросли и воды, равном 1:1. Добавляют бикарбонат натрия до рН 7,0-8,0, которую контролируют в процессе варки в течение 6-10 часов при 70-80°С с перемешиванием мешалкой со скоростью вращения 15-25 об/мин. Охлаждают до 35-45°С и гомогенизируют в течение 30 мин. Вводят раствор лимонной кислоты - 0,1% и раствор соли кальция - 0,2%. Перемешивают 10 минут, нагревают до 75°С и преобразуют в форму, пригодную для хранения. Изобретение позволяет получить продукт с увеличенным сроком хранения, повышенными биологической доступностью и усвояемостью йода, пролонгированным действием
Недостатком данного способа потеря биологически активных веществ в процессе длительной варки.
Известен способ переработки морских водорослей, который выбран в качестве прототипа (патент RU 2385654, МПК A23L 1/337, A23L 1/0532, приоритет от 01.07.2008, патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии" ФГУП "ВНИРО"), включающий измельчение, промывку водой, выдержку сырья в воде при температуре 20-60°С, фильтрацию экстракта, обработку водорослевого остатка с последующим выдерживанием до 2 часов, обработку солями слабых кислот щелочных металлов, гомогенизацию до получения гелеобразного пищевого продукта. Измельчение сырья и промывание водой осуществляют перед обработкой водорослевой массы. Водорослевый остаток после фильтрации обрабатывают раствором хлоридов одновалентных катионов с концентрацией 1-10%, в эту же смесь вносят раствор солей слабых кислот щелочных металлов и выдерживают в течение 2-8 ч при температуре смеси 20-90°С и рН 8-9, с последующей гомогенизацией до получения гелеобразного пищевого продукта.
Недостатком данного способа является недостаточная экстракция биологически активных веществ из водорослей. Описанный выше способ недостаточно эффективен по сравнению с той же экстракцией, но с применением ультразвука, а также очищением первичных экстрактов и введением их обратно в водорослевую массу перед добавлением растворов щелочных металлов, лимонной кислоты, бикарбоната натрия, кальция глюконата, что позволяет получить высокообогащенную водорослевую массу.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков прототипа и аналогов и создание эффективного и недорогого способа производства пищевой добавки из бурых водорослей.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в увеличении экстрагирования биологически активных веществ из бурых водорослей путем максимального раскрытия клеточных стенок бурых водорослей за счет реализации заявленных этапов.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в способе получения пищевого гелеобразного концентрированного продукта из морских бурых водорослей, включающий измельчение, промывку водой, выдержку сырья в воде при температуре 20÷60 C, фильтрацию экстракта, обработку водорослевого остатка с последующим выдерживанием до 2 часов, обработку солями слабых кислот щелочных металлов, гомогенизацию до получения гелеобразного пищевого продукта, согласно изобретения обработку водорослевого остатка осуществляют 1,0÷5,0% раствором слабой одноосновной органической кислоты для достижения рН 2,5÷3,5; обработку солями слабых кислот щелочных металлов подвергают отфильтрованный раствор после обработки раствором слабой одноосновной органической кислоты до РН 4,5÷5,0; перед гомогенизацией водорослевый остаток промывают до достижения рН 5,5÷6,0, но менее 4-х раз, дополнительно измельчают и смешивают с нейтрализованным экстрактом, подвергают ультразвуковому воздействию на протяжении 10÷60 минут, обрабатывают солями слабых кислот щелочных металлов до рН 7,0÷9,0 и нагревают до 60÷85°С, смесь снова подвергают ультразвуковому воздействию, снижают рН массы до 6,0÷8,0 посредством ввода кальциевой соли молочной кислоты или глюконовой кислоты. При этом в качестве слабой одноосновной органической кислоты используют уксусную кислоту или уксусную ледяную кислоту, в качестве солей слабых кислот щелочных металлов используют пищевую соду. Для получения высоко концентрированного продукта полученная масса может быть дополнительно упарена. В качестве пищевых кислот применяют лимонную или аскорбиновую кислоты.
Обработку водорослевого остатка осуществляют 1,0-÷5,0% раствором слабой одноосновной органической кислоты, например, уксусной кислотой или ледяной уксусной кислотой, для достижения рН 2,5÷3,5 необходимо для более эффективного разрушения стенки водорослевой клетки и увеличения экстрагирования. Кислоты показывают большую эффективность по сравнению с хлоридами одновалентных катионов.
Отфильтрованный раствор после обработки раствором слабой одноосновной органической кислоты подвергают обработке солями слабых кислот щелочных металлов, например пищевой содой, до РН 4,5÷5,0 для нейтрализации остатков одноосновной органической кислоты.
Перед гомогенизацией водорослевый остаток следует промыть до достижения рН 5,5÷6,0, но менее 4-х раз, дополнительно измельчить и смешать с нейтрализованным экстрактом.
Двойная поэтапная обработка водорослевой массы ультразвуком также увеличивает экстракцию биологически активных веществ.
Для стабилизации геля используют кальциевые соли молочной кислоты или глюконовой кислоты.
Способ получения пищевого гелеобразного концентрированного продукта из морских бурых водорослей включает измельчение, промывку водой, выдержку сырья в воде при температуре 20÷60°С. Далее способ предполагает фильтрацию экстракта и обработку водорослевого остатка 1,0÷5,0% раствором слабой одноосновной органической кислоты, например уксусной кислотой или уксусной ледяной кислотой, для достижения рН 2,5÷3,5. Обработанный таким образом водорослевый остаток выдерживают до 2-х часов. Полученный кислый раствор нейтрализуют солями слабых кислот щелочных металлов до рН 5,5÷6,0, а водорослевый остаток промывают водой до достижения рН 5,5÷6,0 не менее 4-х раз. Промытый водорослевый остаток дополнительно измельчают и смешивают с нейтрализованным экстрактом. Полученную смесь подвергают ультразвуковому воздействию на протяжении 10÷60 минут, по окончании ультразвукового воздействия обрабатывают солями слабых кислот щелочных металлов до рН 7÷9 и нагревают до 60÷85°С. Прогретую смесь подвергают повторно ультразвуковому воздействию. На следующем этапе посредством ввода пищевых кислот, например лимонной или аскорбиновой кислот, снижают рН массы до 6,0÷8,0 и добавляют кальциевую соль молочной кислоты или глюконовой кислоты. Гомогенизируют смесь. Для получения высоко концентрированного продукта полученная масса может быть дополнительно упарена. Перед гомогенизацией в полученные продукт могут быть введены активные добавки, обладающие дополнительным функциональным действием на организм.
Для реализации способа использовали следующее сырье и ингредиенты:
- воду питьевую, отвечающую требованиям СанПиН 2.1.4.1074, действующих санитарных норм и правил, не содержащую в 100 см3 спор мезофильных клостридий;
- бурые морские водоросли сушеные пищевые: ламинарию, фукус (дробленые, резаные или порошкообразные) - по нормативной документации изготовителя или поступающие по импорту;
- кислоту уксусную - по ГОСТ 61, нормативной документации изготовителя или поступающую по импорту;
- пищевую добавку - антиокислитель кислоту лимонную моногидрат пищевую - по ГОСТ 908, нормативной документации изготовителя или поступающую по импорту;
- пищевую добавку - регулятор кислотности глюконат кальция - по нормативной документации изготовителя или поступающую по импорту;
- пищевую добавку - регулятор кислотности натрий двууглекислый (гидрокарбонат натрия) - по ГОСТ 2156, нормативной документации изготовителя или поступающую по импорту;
- пищевую добавку - регулятор кислотности лактат кальция - по нормативной документации изготовителя или поступающую по импорту.
3
Пример реализации способа следующий. Сухие листы морской водоросли (ламинарии) помещают в ванную емкость объемом 5 м, на дно которой укладывают сетку, заливают теплой водой не выше 40°С и настаивают в течение 12 часов. Затем водный раствор сливают в подготовленную емкость №1, производят фильтрационную очистку раствора от механических примесей. Разбухшие листы водорослей в этой же ванне промывают проточной водой для удаления песка и других мелких примесей (вода, которая использовалась для промывки листьев, также проходит фильтрационную очистку от механических примесей и сливается в подготовленную емкость №1). Затем сетку с размоченным и промытыми водорослевыми листами опускают в ванну с 1,0% раствором уксусной кислоты для достижения рН 2,5÷3,5 и выстаивают 2 часа. Раствор сливают в подготовленную емкость для кислотных сред, нейтрализуют до РН 5,5÷6,0 пищевой содой и сливают в подготовленную емкость №1. Сырье промывают до достижения рН 5,5÷6,0, но не менее 4-х раз. Подготовленные водорослевые листы дополнительно измельчают и помещают вместе с нейтрализованным экстрактом из емкости №1 в варочный котел. Доводят до температуры +60°С и подвергают ультразвуковому воздействию для максимального экстрагирования веществ ламинарии и одновременно снижения возможной патогенной флоры на протяжении 40 минут. Затем смесь нагревают до температуры +85°С. Смесь перемешивают и снова подвергают ультразвуковому воздействию в течение 40 минут для максимального извлечения экстрагируемых веществ из ламинарии. Далее рН массы снижают до 6,0÷8,0 посредством ввода лимонной или других пищевых кислот, также вводят раствор кальция глюконата, смесь гомогенизируется до получения однородной массы.
Далее полученная масса может быть упарена на 1,0÷70% для получения высоко концентрированной массы, и использована в качестве самостоятельного продукта, либо как сырья для приготовления других пищевых продуктов. Масса может быть заморожена или высушена путем сублимационной сушки или лиофилизированным способом для получения сухой смеси.
Сохранение первичных растворов при пресном, кислотном и щелочном экстрагировании в процессе приготовления продукта, дальнейшее воздействие на массу ультразвуком для полного экстрагирования и последующее удаление влаги позволяет получить более концентрированный продукт/сырье, которые обладают несомненным преимуществом перед известными.
В соответствие с заявленным способом был получен продукт, имеющий следующие качественные характеристики:
йод в продукте - 2700 мкг/100 г;
растворимые пищевые волокна, в т.ч. алъгинаты - 4 г/100 г.
В случае реализации заявленного способа без применения этапов ультразвукового воздействия с применением аналогичного сырья той же партии был получен продукт, имеющий следующие качественные характеристики:
йод в продукте - 700 мкг/100 г;
растворимые пищевые волокна, в т.ч. алъгинаты - 2,3 г/100 г.
Приведенные показатели демонстрируют эффективность заявленного способа и достижение технического результат, заключающегося в увеличении экстрагирования биологически активных веществ из бурых водорослей путем максимального раскрытия клеточных стенок бурых водорослей за счет реализации заявленных этапов.