СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО ГИДРАЛИЗАТА ИЗ ГОЛОТУРИЙ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНАЯ ДОБАВКА К ПИЩЕ, ПОЛУЧЕННАЯ ТАКИМ СПОСОБОМ
METHOD FOR PRODUCTION OF SEA-CUCUMBER DRY HYDROLYSATE AND BIOLOGICALLY ACTIVE FOOD ADDITIVE PRODUCED BY SUCH METHOD

Изобретение относится к способам переработки промысловых голотурий для получения биологически активной добавки к пище.
В частности, изобретение относится к способу получения сухого гидролизата из голотурий типа трепанга и кукумарии, а также к БАД, полученной таким способом.
Известен способ получения гидролизата из кукумарии [RU 95112631A1, 20.06.1997]. Согласно способу в измельченное сырье вводят протеолитический фермент из внутренностей краба в количестве 1000-3500 ПЕ на 1 кг кукумарии при температуре 30-45ºС в течение 14-24 ч с последующей инактивацией фермента нагреванием. Полученный гидролизат кукумарии имеет узкую область применения, а использование нагрева в технологическом процессе увеличивает стоимость и снижает биологическую ценность получаемого продукта.
Известен способ комплексной переработки таких голотурий, как трепанг или кукумария, [RU 2236155 С2, 20.09.2004]. Способ включает следующие операции: подготовку сырья из тушек голотурий, варку подготовленного сырья, сушку отваренного сырья при 10-65°С с получением полуфабриката для производства пищевого продукта. Внутренности голотурии подвергают стечке, легкой подпрессовке, подмораживанию, измельчению и сушке. Полученную биологически активную добавку используют в виде добавки к корму животных. Варочные среды собирают и высушивают с получением биологически активной добавки к пище (БАД), которую используют в виде порошка, таблеток, а также в капсулированной форме. Однако использование операций термической обработки сырья увеличивает себестоимость изготовления и снижает биологическую ценность получаемых биологически активных продуктов.
Известен способ переработки дальневосточной промысловой голотурии Cucumaria japonica с получением биологически активного продукта [RU 2426453 С1, 20.08.2011]. Способ включает измельчение кожно-мышечного мешка кукумарии, экстракцию 96% этиловым спиртом при нагревании, отделение экстракта, повторное экстрагирование остатка, отделение супернатанта центрифугированием и объединение экстрактов. Затем остаток ткани кукумарии высушивают на воздухе при комнатной температуре, вакуумируют, измельчают и просеивают через сито до размера частиц готового продукта не более 0,08 мм. Использование нагревания при многократном экстрагировании увеличивает себестоимость изготовления и снижает биологическую ценность получаемых биологически активных продуктов.
Известен способ получения обессоленного сухого трепанга Apostichopus japonicus selenka [CN101595904A, 09.12.2009]. Способ включает подготовку тушек трепанга, сушку тушек трепанга при температуре 50ºC с последующей промывкой и вымачиванием в воде, повторную тепловую сушку при температуре 45ºC, проверку и упаковку готового продукта в виде сухих обессоленных тушек. Использование тепловой двухкратной сушки увеличивает себестоимость изготовления и снижает биологическую ценность получаемого продукта.
Известна композиция, включающая порошок высушенных голотурий в качестве активного начала и способ ее получения [WO 2012079311, 21.06.2013]. Согласно способу сначала разделывают и очищают тушки голотурий и помещают в воздухонепроницаемый контейнер, где их желатинируют от 1 мин до 20 ч при температуре 70-130ºC. После этого полученное желе подвергают сублимационной сушке до влажности не более 10% мас., после чего измельчают в несколько этапов до тонкого порошка с частицами наноразмера. Использование высокотемпературного желатинирования увеличивает себестоимость изготовления и снижает биологическую ценность получаемого продукта.
Из уровня техники известна технология получения сухих биологически активных продуктов, согласно которой предварительно сырье подвергают ферментативной обработке, а уже полученный гидролизат подвергают лиофильной сушке, что позволяет лучше сохранить биологически активные вещества в готовом продукте. Например, известен способ лиофильной сушки биопрепарата [RU 2261623 C1, 10.10.2005], согласно которому в раствор гидролизата из морских гидробионтов вводят нейтральный полисахарид, смесь перемешивают и разливают в емкости с высотой слоя 8-10 мм, затем замораживают до температуры минус 40-45ºС и выдерживают в течение 4-10 ч, после чего осуществляют лиофильную сушку до содержания сухих веществ 90-94% и измельчают препарат в порошок, который используют в виде капсул или таблеток. Такой способ мало приспособлен для сушки трепанга или кукумарии, являющихся уникальными продуктами по составу биологически активных веществ.
В качестве прототипа заявляемого способа выбран известный способ производства кормовой добавки хондропротекторной направленности из отходов морских гидробионтов [RU 2460313 C2, опубл. 10.09.2012]. Здесь, измельчают сырье в виде мышечно-хрящевой ткани голов головоногих моллюсков и голов рыб лососевых пород, смешивают измельченное сырье с ферментным раствором из ферментного препарата ЦеллоЛюкс-F или Целловиридин В Г20х при соотношении 1:0,5, а головы рыб лососевых пород с ферментным раствором из ферментного препарата Протомегатерин Г20х при соотношении 1:0,25-1:0,75. Далее осуществляют гидролиз в разных емкостях при температуре 37-43ºС в течение 2,0-2,5 ч для голов головоногих моллюсков и в течение 4,5-5,0 ч для голов рыб лососевых пород. От полученных суспензий отделяют гидролизат, смешивают и сушат инфракрасной сушкой, либо сушат по отдельности, а затем смешивают. Использование в этом способе операции тепловой сушки снижает биологическую ценность получаемого продукта.
Решаемая техническая задача - повышение биологической ценности продуктов из сушеных голотурий типа трепанга и кукумарии и снижение стоимости их производства за счет минимизации операций тепловой обработки в технологическом процессе.
Для решения поставленной технической задачи, в одном аспекте, предлагается способ получения сухого гидролизата из голотурий, включающий этапы гидролиза подготовленного сырья с ферментным препаратом не менее 2 ч, сушки гидролизата и измельчения сухого гидролизата в порошок. Новым является то, что в качестве подготовленного сырья используют очищенные от внутренностей и измельченные тушки голотурий; на этапе гидролиза в качестве ферментного препарата используют протеолитический ферментный препарат, выделенный из морских гидробионтов и имеющий протеолитическую активность 3,5-15 ПЕ/г, при соотношении ферментного препарата к подготовленному сырью по массе 1:50-1:200, при этом гидролиз осуществляют в течение 2-8 ч при температуре 18-35ºС; и на этапе сушки используют лиофильную сушку до достижения влажности сухого гидролизата на более 12% мас.
Таким образом в этом способе практически исключены операции тепловой обработки, в частности этап ферментации производят практически при комнатной температуре, что позволяет достичь уменьшения энергозатраты и максимально сохранить биологически ценные вещества.
В качестве голотурий можно использовать трепанг или кукумарию.
Способ может включать предварительный этап подготовки сырья, на котором тушки голотурий очищают от внутренностей, промывают и измельчают до размера частиц не более 3 мм, например, на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм.
В качестве ферментного препарата лучше использовать протеолитический ферментный препарат, выделенный из печени краба или пилорических придатков морских рыб.
Лиофильную сушку лучше осуществлять в течение 18-24 ч.
В конце этапа лиофильной сушки температура сухого гидролизата может быть постепенно увеличена до 60-65ºС в течение 0,5-1,5 ч для инактивации протеолитического ферментного препарата.
Сухой гидролизат лучше измельчать до получения сыпучего порошка.
В другом аспекте настоящего изобретения заявляется биологически активная добавка к пище (БАД), содержащая сухой гидролизат из голотурий в эффективном количестве в качестве активного начала. Новым является то, что БАД содержит сухой гидролизат из голотурий, полученный заявляемым способом.
Предпочтительно, когда сухой гидролизат из голотурий имеет следующий физико-химический состав, % мас.: массовая доля влаги - 7,5-10; массовая доля белка (сырого) - 30-52; массовая доля липидов - 3,0-5,0; массовая доля полиненасыщенных жирных кислот - 38,1-45,0, в том числе: эйкозопентаеновая кислота - 12,2-17,0; докозогексаеновая кислота - 2,0-6,0; арахидоновая кислота - 9,0-15,0.
Также предпочтительно, когда сухой гидролизат из голотурий имеет следующий аминокислотный состав, мкг/г сухого гидролизата: глицин - 246,1-356,6; аланин - 1032,4-1754,7; пролин - 237,7-423,7; таурин - 1027,7-1367,5; аргинин - 1023,5-1345,0; глутаминовая кислота - 2976,4-3452,9; аспарагиновая кислота - 231,9-298,6.
БАД может быть упакована в желатиновые капсулы с содержанием 0,14-0,50 г сухого гидролизата из голотурий в каждой капсуле.
Изобретение поясняется на примере технологического процесса получения БАД «Трепанг приморский».
Технологический процесс включает следующие основные этапы: подготовка сырья, гидролиз подготовленного сырья, сушка гидролизата, измельчение сухого гидролизата и капсулирование.
У тушек живого трепанга-сырца делают разрез вдоль туловища, отгибают края туловища, удаляют внутренности, тщательно промывают полость проточной питьевой водой при температуре 15-20ºС, удаляя песок и другие загрязнения, затем снова моют всю тушку. Разделанное сырье оставляют для стекания на 20-25 мин, а затем направляют для измельчения на волчке с диаметром отверстий 2-3 мм. Измельченное сырье отправляют на гидролиз.
Для гидролиза используют имеющийся ферментный препарат «Крусэнзим» по ТУ 9283-157-00472012 с протеолитической активностью по паспорту не менее 5 ПЕ/г, которая обычно составляет около 12 ПЕ/г. В общем случае протеолитическая активность должна составлять 3,5-15 ПЕ/г, более предпочтительно - 5,0-12 ПЕ/г, и если она выходит за указанные пределы, то такой ферментный препарат разбавляют водой до указанных пределов и/или соответственно пересчитывают приведенное ниже массовое соотношение ферментного препарата и измельченного сырья.
Ферментный препарат добавляют в измельченное сырье при массовом соотношении 1:50-1:200. Гидролиз производят на протяжении 2-8 ч при комнатной температуре, при этом желательно перемешивать массу смеси каждые 15 мин. После гидролиза полученный ферментированный гидролизат разливают в противни массой по 4-5 кг и направляют на сушку.
Для сушки ферментированного гидролизата используют лиофильную сушилку под вакуумом в течение 20-24 ч до достижения массовой доли влаги в сухом гидролизате 7,5-10%. В конце сушки температуру сухого гидролизата постепенно увеличивают до 60-65°С в течение 1 ч для инактивации фермента. Затем сухой гидролизат направляют на измельчение.
Сухой гидролизат измельчают в дробилках до получения сыпучего порошка. Полученный измельченный сухой гидролизат просеивают через сито с диаметром отверстий не более 0,63 мкм и направляют на капсулирование.
Полученная вышеописанным способом БАД «Трепанг приморский» представляет собой порошок сухого трепанга, имеющего кремовый цвет с сероватым оттенком и запах, присущий запаху сухого трепанга без посторонних запахов.
Физико-химический состав полученного порошка сухого трепанга, % мас.: массовая доля влаги - 7,5-10; массовая доля белка (сырого) - 30-52; массовая доля липидов - 3,0-5,0; массовая доля полиненасыщенных жирных кислот - 38,1-45,0, в том числе: эйкозопентаеновая кислота - 12,2-17,0; докозогексаеновая кислота - 2,0-6,0; арахидоновая кислота - 9,0-15,0.
Аминокислотный состав полученного порошка сухого трепанга, мкг/г порошка: глицин - 246,1-356,6; аланин - 1032,4-1754,7; пролин - 237,7-423,7; таурин - 1027,7-1367,5; аргинин - 1023,5-1345,0; глутаминовая кислота - 2976,4-3452,9; аспарагиновая кислота - 231,9-298,6.
Далее, полученный порошок сухого трепанга может быть капсулирован в желатиновые капсулы по 0,14-0,50 г в одну капсулу. После этого, желатиновые капсулы с продуктом направляют на упаковывание.
Желатиновые капсулы с порошком сухого трепанга упаковывают в тару полимерную типа флаконов и банок. Одна полимерная тара может содержать от 30-120 желатиновых капсул.
Допускается, минуя процесс капсулирования, упаковывание порошка сухого трепанга в пакеты из полимерных материалов, при этом пакеты с порошком должны быть плотно упакованы или термосварены под вакуумом, обеспечивающим сохранность готового продукта.
Хранят БАД «Трепанг приморский» в чистых, вентилируемых помещениях, без постороннего запаха с относительной влажностью воздуха не более 75% при температуре от 0 до 25°С. Срок годности БАД «Трепанг приморский» при таких условиях хранения составляет до 12 месяцев с даты изготовления.
Дополнительно следует отметить следующее.
В вышеописанном примере в качестве ферментного препарата использован ферментный препарат «Крусэнзим» по ТУ 9283-157-00472012. Использование этого ферментного препарата не является принципиальным, и его использование определено главным образом его большей доступностью на рынке в настоящее время. Также, его использование определено биологической близостью к основному компоненту (т.е. трепангу), т.к. он выделен из гепатопанкреаса камчатского краба. Между тем, в способе по настоящему изобретению могут использоваться и другие аналогичные ферментные препараты, обладающие требуемой протеолитической активностью и биологической близостью, т.е. выделенные из тканей морских гидробионтов. Например, в вышеописанном примере может быть успешно применен ферментный препарат «Пилорин марки А» по ТУ 9280-1203-00472012-96, являющийся ферментным препаратом, выделенным из пилорических придатков дальневосточных лососей.
Также, заявленный способ был успешно апробирован для другого вида промысловых голотурий, а именно кукумарии. Сухой гидролизат кукумарии был получен с использованием тех же технологических параметров, что и в вышеописанном примере для трепанга, при этом полученный порошок сухой кукумарии сохранил в своем составе практически все биологически активные вещества, содержащиеся в сырце.
Таким образом, следует понимать, что приведенный выше пример использован только для целей иллюстрации возможности осуществления изобретения и ряда его преимуществ, и этот пример не ограничивает объем правовой охраны, представленный в формуле изобретения, а специалист в этой области техники относительно просто способен осуществить и другие варианты изобретения без отхода от его сущности и объема правовой охраны.