Спосіб одержання агару з червоної водорості грацилярії бородавчастої gracilaria verrucosa

Винахід відноситься до харчової промисловості і може бути використаний для одержання агарів з червоних водоростей. Застосовувані в більшості розвинутих країн технології переробки червоної водорості грацилярії використовують як основний процес попередню обробку водоростей гарячими лужними розчинами, умови здійснення якої залежать від виду водорості і є дуже жорсткими [1]. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення є спосіб одержання агару з грацилярії бородавчастої (Gracilaria verrucosa), якій включає попередню обробку водорості розчином NaOH при наступних умовах: концентрація NaOH 3%, температура обробки 90°С, тривалість обробки 1,0 годин. Екстрагування агару здійснюється однократно протягом 2 годин за температурою кипіння екстракту і рН екстрагента 5,1-6,1 [1]. Вихід агару з грацилярії складає 21,3-23,7%, драглеутворююча здатність 1,5%-ного розчину -145-170г/см2. Однак дана технологія має істотні недоліки: 1. Відносно невисокий вихід агару внаслідок його лужної деструкції і значних втрат з відпрацьованими технологічними розчинами [2], а також з водоростевим залишком при здійсненні однократної екстракції. 2. Низька драглеутворююча здатність агару внаслідок низьких значень рН екстрагента, що сприяє частковому гідролізу макромолекули агару. 3. Висока агресивність стічних вод - відпрацьованих розчинів лугу, що утворюються в процесі попередньої обробки водорості (величина показника ХСК - хімічне споживання кисню - за використанням зазначених параметрів попередньої обробки грацилярії складає більш 14000мг/дм3). Такі стічні води безпосередньо не можуть бути скинуті на очисні спорудження, необхідно їхнє локальне очищення, що вимагає значних витрат. В основу винаходу поставлена задача розробки способу одержання агару з червоної водорості грацилярії, який дозволяє збільшити вихід і драглеутворюючу здатність агару при одночасному зниженні екологічного збитку від здійснення технологічного процесу. Поставлена мета згідно передбачуваного винаходу досягається тим, що в способі одержання агару з грацилярії, який включає попередню обробку водорості та екстрагування агару, попередню обробку здійснюють водопровідною водою при температурі 60°С протягом 0,5 годин, а екстрагування агару проводять трикратно послідовно, при цьому рН екстрагента для кожної екстракції підтримують у межах 6,5-7,5. Спосіб здійснюють таким чином: Повітряносуху грацилярію (Gracilaria verrucosa) обробляють водою температурою 60°С протягом 0,5 годин. Після обробки розчин зливають, водорості промивають холодною водопровідною водою до знебарвлення промивних вод. Екстрагування агару здійснюють послідовно трикратно при температурі кипіння й атмосферному тиску протягом 2 годин для кожної екстракції, підтримуючи рН екстрагента 6,5-7,5. Екстракти агару поєднують і висушують. Вихід агару складає 30,8% від маси водорості, яка поміщена на обробку. Драглеутворююча здатність агару оцінена по міцності 1,5%-його драглі [3] і складає 653 грамів. ХСК стічної води 2800мг/дм3. Приклади, що пояснюють сутність способу: Приклад 1. 30 грамів повітряносухої грацилярії (Gracilaria verrucosa) обробили водою температурою 55°С протягом 1,5 годин. Після обробки розчин злили, водорості промили холодною водопровідною водою до знебарвлення промивних вод. Екстрагування агару здійснювали трикратно при температурі кипіння й атмосферному тиску протягом 2 годин для кожної екстракції, підтримуючи рН екстрагента 6,5-7,5. Екстракти агару об'єднали і висушили. Вихід агару склав 31,2% від маси водорості, поміщеної на обробку. Драглеутворююча здатність агару склала 639 грамів. ХСК стічної води 2995мг/дм3. Приклад 2. 30 грамів повітряносухої грацилярії обробили водою температурою 60°С протягом 3 годин. Після злива відпрацьованого розчину водорость промили холодною водою і провели екстрагування агару при описаних вище умовах. Вихід агару 31,0%. Драглеутворююча здатність 625 грамів. ХСК стічної води 3255мг/дм3. Приклад 3. 30 грамів повітряносухої грацилярії обробили водою температурою 67°С протягом 0,5 годин і після промивання обробленої водорості провели екстрагування агару при описаннях вище умовах. Вихід агару для даного режиму 31,0%. Драглеутворююча здатність 650 грамів. ХСК стічної води 2942г/дм3. Приклад 4. 30 грамів повітряносухої грацилярії обробили водою температурою 82°С протягом 0,5 годин і провели подальшу обробку водорості при указаних вище умовах. Вихід агару 30,5%. Драглеутворююча здатність 650 грамів. ХСК стічної води 3357г/дм3. Приклад 5. 30 грамів повітряносухої грацилярії обробили водою температурою 60°С протягом 0,5 годин. Подальшу обробку водорості провели так, як зазначено вище. Вихід агару для даного режиму 30,8%. Драглеутворююча здатність агару 653 грама. ХСК стічної води 2800г/дм3. Аналіз режимів, описаних у приведених вище прикладах, свідчить, що виключення жорсткої лужної обробки грацилярії (описаної в прототипі) істотно позитивно впливає як на вихід, так і на драглеутворюючу здатність агару і, крім того, значно знижує забруднення стічних вод - відпрацьованих технологічних розчинів. При цьому слід зазначити, що варіювання температури води при обробці грацилярії від 55 до 82°С протягом 0,5-3,0год. практично не впливає на вихід і драглеутворюючу здатність агару - у всіх випадках ці показники високі. В той же час температура і тривалість обробки оказують вплив на забруднення стічних вод, які утворюються у процесі цієї обробки. В зв'язку з тим, за оптимальний варто прийняти режим, описаний у прикладі 5, оскільки стічна вода - відпрацьований розчин - має найменше забруднення органічними речовинами - найнижчу величину ХСК. Використання запропонованого способу одержання агару з грацилярії забезпечує в порівнянні з описаним у прототипі способом наступні переваги: - збільшення виходу агару (більш ніж 30% проти 21,3-23,7%) за рахунок: а) виключення гарячої лужної обробки, що сприяє зниженню виходу агару за рахунок його лужної деструкції; б) скороченню втрат агару за рахунок застосування трикратної екстракції замість однократної, описаної в прототипі; - одержання агару з високою драгелутворюючою здатністю (більш 600 грамів для 1,5%-ного розчину проти 145-170 для агару, отриманого з грацилярії за способом, описаним в прототипі) за рахунок: а) видалення з макромолекули агару (у процесі обробки грацилярії водою при температурі 60°С) найбільше сульфатованого і найменш асоційованого компонента агару - агаропектина і збагачення при цьому грацилярії агарозою (основним компонентом агару - носієм драглеутворюючої властивості; б) зниження ступеня деструкції агару, що має місце при рН5,1-6,1. - істотне зниження екологічного збитку при здійсненні технологічного процесу за рахунок зменшення забруднення стічних вод більш ніж у чотири рази (до величини ХСК 2800мг/дм3); - розширення сировинної бази і збільшення обсягу що випускаються драглеутворювачів, зокрема, агару, що є дефіцитним продуктом для харчової та інших галузей промисловості. Література: 1. Nelson S.G., Yang S.-S., Wang C.-G., Chiang Y.-M.Yield and Quality of Agar from Species of Gracilaria (Rhodophyta) Collected from Taiwan and Micronesia //Bot. marina. -1983. -vol.XXYI. -P.361-366. 2. Sasikumar С., Rao V.N.R., Rengasamy R. Effect of alkali treatment of red algae Gracilaria blodgettii and Gracilaria verrucosa (Rhodophyta) on agar quality //Indian J. Mar. Sci. -1997. -vol.26, №2. -P.191-194. 3. ГОСТ 16280-88. Агар пищевой. Технические условия. -М.: Изд-во стандартов. -1988. -17с.