Замінювач агар-агару “філагар”

1. Заменитель агар-агара, содержащий каррагенан и калия хлорид, отличающийся тем, что дополнительно содержит крахмал и глицерин, а в качестве каррагенана - каррагенан, полученный из черноморской красной водоросли Ph yllophora nervosa при следующем соотношении компонентов, мае %• крахмал или глицерин 1,0-8,0 калия хлорид 9,0-17,0 каррагенан остальное. 2. Заменитель агар-агара по п. 1, о тличающийся тем. что содержи т глицерин в количестве 4-8 мас.%. Изобретение относится к технологии переработки морских водорослей, в частности к производству заменителя агар-агара микробиологического. Заменитель агар-агара предназначен для применения в медицине при приготовлении плотных питательных сред в микробиологических исследованиях, в микробиологической промышленности - при изготовлении сухих питательных сред, в биотехнологии - при производстве вакцин, для иммобилизации микроорганизмов и ферментов Наиболее близким, из известных заявителю, является заменитель агар-агара каррагенан, содержащий каппа-каррагенан и ионы калия в виде калия хлорида. Данное решение выбрано в качестве прототипа. Общим у заявляемого изобретения и прототипа является наличие в составе заменителя: - каррагенана (гидроколлоид, состоящий главным образом из калиевых, натриевых, магние вы х и кальциевых суль фатны х сложных эфиров галактозы, а также из сополимеров 3,6-ангидридогалактозы), полученного экстрагированием крас ных водорослей; - калия хлорида. Однако в составе заменителя агар-агара по прототипу используется каппа-каррагенан, который получают из водоросли Chondrus crispus или Eucheuma cottonii. Из-за относительно низкой желирующей способности каппа-каррагенана с калия хлоридом, низкой прочности образуемого им студня, а также высокой хрупкости его (низкой пластичности) студень легко повреждается петлей при нанесении культуры микроорганизмов, и необходимости применять специальные методы желирования (диффузию катионов калия) вместо принятых методов растворения агара при нагревании и желировании при охлаждении раствора, прототип не может являться полноценным заменителем агара микробиологического. В основу изобретения поставлена задача в заменителе агар-агара за счет использования в его составе каррагенана, полученного из другого вида морских водорослей, а также дополнительного содержания глицерина или крахмала, достичь повышения желирующей способности целевого продукта (повысить прочность водного студня), его пластичности (уменьшить хрупкость студня) и обеспечить возможность работы с ним по методикам, принятым для агара микробиологического. Технический результат достигается тем, что заменитель агар-агара "Филагар", содержащий каррагенан и калия хлорид, согласно изобретению, дополнительно содержит крахмал или глицерин, а в качестве каррагенана - каррагенан, полученный из черноморской красной водоросли Phyllophora nervosa (филлофоры ребристой), при СМ О (О О) ю см со ої" 32596 следующем соотношении указанных компонентов, мае %: крахмал или глицерин 1,0-8,0 калия хлорид 9,0-17,0 каррагенан, полученный из черноморской красной водоросли Phyllophora nervosa остальное. Другим отличием является то, что заменитель содержит глицерин в количестве 4-8 мас.%. Новым в заявляемом изобретении является: - дополнительное содержание крахмала или глицерина; - использование каррагенана, полученного из черноморской красной водоросли Ph yllophora nervosa; - весовое соотношение компонентов в заме нителе. Каррагенан, полученный из черноморской красной водоросли Phyllophora nervosa по химическому строению, в силу природных особенностей водорослевого сырья, отличается от известных каппа-каррагенанов тем, что основную массу сульфоэфирных групп содержит не у 4-го, а у 6-го углеродного атома 3-замещенных остатков галактозы, чем определяется иная конформация макромолекул, как в растворе, так и во время желирования (гелеобразования). Структурная формула каппа-каррагенана. он (1. См. Яроцкий СВ. и др. Полисахариды водорослей. XXV. Применение спектроскопии 13С-ЯМР для анализа структуры полисахаридов типа каппакаррагенана .//Биоорганическая химия, 1978 г. • вып. 4, № 6 - с. 742-752. 2. Усов А.И ., Ар хипова B.C. Полисахариды водорослей. Метилирование полисахаридов типа каппа-каррагена-наУ/Биоорганическая химия, 1981, т.7, № 3, с. 385-390). Крахмал или глицерин в заявляемом составе обеспечивают повышение пластичности студня (снижение его хрупкости), облегчают растворение целевого продукта, а глицерин также несколько увеличивает прочность студня. Количественное соотношение компонентов заменителя агар-агара найдено экспериментально. Уменьшение или увеличение содержания крахмала или глицерина и калия хлорида за пределы заявляемого приводит к ухудшению качества "Филагара". Сказанное подтверждается данными, приведенными в таблице. Заменитель агар-агара "Филагар" готовят следующим образом. Морские водоросли - черноморскую красную водоросль Phyllophora nervosa - добытую с октября по апрель, высушивают в естественных условиях до остаточной доли воды не более 25%. Затем воздушно-сухую филло фор у моют водой при 15-25°С в течение 20-30 мин дважды при со отношении водоросли:вода равном 1 :(25-30) соответственно. Вымытые водоросли заливают горячим раствором 2,5-3,0%-ного едкого натра при температуре 85-90°С и выдерживают в растворе 2,0-2,5 час при постоянной циркуляции раствора и соотношении водоросли:раствор NaOH равном 1:(20-25). По окончании выдержки раствор NaOH сливают и промывают, для чего заливают их водой при температуре 25°С на 25-35 мин. Соотношение водоросли:вода равно 1:(30-40). Промывную воду сливают и обрабатывают водоросли 0,3-Ъ,4%-ным раствором уксусной кислоты при 15-25°С в течение 30-40 мин и соотношении водоросли:уксусная кислота равном 1:(2530). В процессе обработки контролируют рН, которая должна быть в конце обработки в пределах 4,5-5,8. Отработанный раствор уксусной* кислоты сливают, а водоросли снова промывают водой при температуре 15-25°С и соотношении водоросли:вода равном 1.(25-30) в течение 20-30 мин. Затем промытые водоросли подвергают горячей экстракции водой, для чего заливают их водой с температурой не менее 90°С и нагревают до 95-98°С, выдерживают при этой температуре в течение 1,5-2,0 час, при соотношении водоросли:горячая вода равном 1:(10-12), рН экстракта должен быть 6,5-8,0, а концентрация сухи х ве ществ - 1,01,8%. Полученный экстракт фильтруют. В отфильтрованный экстракт добавляют аэросил в количестве, составляющем 10% от массы сухи х веществ, содержащихся в экстракте, перемешивают 25-35 мин и отстаивают 30-40 мин при температуре 70-80°С. Надосадочный слой экстракта сливают и сепарируют либо фильтруют через фильтр тонкой очистки. Очищенный экстракт концентрируют на ультрафильтрационной установке до концентрации сухи х веществ каррагинана 2,5-3,5%. В сконцентрированном экстракте растворяют предварительно набухший в небольшом количестве воды крахмал и калия хлорид до и х содержания: крахмала - от 2 до 10%, а калия хлорида - от 10 до 20% относительно общей массы сухи х веществ каррагинана (т.е. при содержании каррагинана в растворе, например 3%, концентрация добавок в растворе составит, мас.%: - крахмал - от 0,06 до 0,3; калия хлорид - от 0,3 до 0,6). Температуру экстракта поддерживают в пре делах от 65 до 75 С. Экстракт с растворенными в нем добавками небольшими порциями вводят в спирт при интенсивном перемешивании. Соотношение объемов экстракта и спирта 1:3. Образовавшийся осадок выдерживают в спирте-осадителе, включая время смешивания 1,0-1,5 час. Затем его отделяют, промывают спиртом (до покрытия осадка) в течение 20-30 мин. Промывной спирт сливают, а осадок отжимают под прессом или на фильтрующей центрифуге. Отжатый осадок разрыхляют и высушивают. Возможно получение Фи лагара без о чистки сор 32596 бейтами и спиртового осаждения. В этом случае в экстракте растворяют необхо димые добавки (крахмал или глицерин и калия хлорид) и высушивают. Пример 1. 100 г воздушно-сухой черноморской красной водоросли Phyllophora nervosa промыли водой при 20°С в течение 25 мин дважды при соотношении водоросли:вода равном 1:25. Промытые водоросли залили горячим раствором 3%-ного раствора едкого натра при 90°С и выдерживали в этом растворе 2,0 часа при постоянной циркуляции раствора и соотношении водоросли: раствор едкого натра 1:20. После выдержки раствор слили, водоросли залили водой при 20°С на 30 мин при соотношении водоросли:вода -1:35 . Промывную воду слили, водоросли залили 0,4%-ным раствором уксусной кислоты при 20°С при соотно шении во доросли .уксусная кисло та 1:30. Время выдержки - 35 мин, рН раствора поддерживали в интервале 4,5-5,0. Промывной раствор слили, водоросли промыли водой при 20°С в течение 25 мин. Соотношение во доросли:вода -1 :30. После промывки водоросли залили горячей водой при 95°С на 2 часа. Соотношение водоросли:вода равном 1:12, рН экстракта равно 7,0. Получили 1 л экстракта с концентрацией сухи х веществ 1,4%. К экстракту добавили 1,4 г аэросила, перемешали 30 мин и выдержали 35 мин при 75°С.Л Надосадочный раствор слили и отфильтровали. Очи щенный экстракт концентрировали на ультрафильтрационной установке через мембраны марки МИФИЛ-АЦ до концентрации сухи х веществ каррагенана 2,4%. Получили 500 мл концентрата, содержащего 12 г каррагенана. К полученному концентрату добавили 0,24 г крахмала, предварительно набухшего в 50 мл воды, и 1,2 г калия хлорида. Т.о. в экстракте каррагенана, крахмала и калия хлорида содержалось 13,44 г. Экстракт с растворенными в нем крахмалом и калия хлоридом, небольшими порциями добавляли к 1500 мл этилового спирта при интенсивном перемешивании. Образовавшийся осадок выдерживали в спирте 1,5 час, отделяли фильтрацией и промывали этиловым спиртом 25 мин. Промывной спирт слили, осадок отжали под прессом. Отжатый осадок разрыхлили и высушили. Получили 11,42 г сухого заменителя агар-агара "Филагар", содержащего крахмала - 0,23 г (2,01 мас.%), калия хлорида - 1,14 г (9,98 мас.%) и каррагенана - 10,05 г (88,01 мас.%). Пример 2. Аналогично примеру 1 получили 1 л профильтрованного экстракта каррагенана из филлофоры ребристой с концентрацией сухи х ве ществ 1,3%. В нем растворили 0,65 г глицерина и 1,4 г калия хлорида при интенсивном перемешивании. Получили 14,6 г "Филагара", в котором содержится каррагенана - 12,01 г (8,64%), глицерина - 0,63 г (4,3%), калия хлорида - 1,36 г (9,3%). Приме ры 3-8 иллюстрируют составы заменителя агар-агара, полученного по примеру 1, но содержащих различные количества крахмала, калия хлорида и каррагенана. Результаты указаны в таблице. Приме р 10 иллюстрир ует характеристику состава заменителя по прототипу, содержаще го 15 мас.% калия хлорида и 85 мас.% каппа-каррагенана. Результаты указаны в таблице. Приме р 11 иллюстрирует характеристику агара микробиологического дальневосточного, получаемого по ГОСТу 17206-84, Сорт I. Результаты указаны в таблице. Как видно из таблицы уменьшение содержания крахмала (пример 5), приводит к тому, что сту.день на основе заменителя агар-агара становится хрупким, а увеличение содержания крахмала (пример 6) отрицательно влияет на консистенцию студня, - он становится мягким, не пригодным для использования. Снижение содержания калия хлорида менее заявляемого (пример 7) также дает хрупкость, кроме того, студень не достаточно плотный-мягкий, подвижный и не пригоден для нанесения культур микроорганизмов. При выходе за пределы заявляемого (пример 8) продукт плотный, однако обладает хрупкостью. Исключение очистки и осаждения в спирте не влияет на качество, хотя несколько ухудшается цвет, снижается оптическая плотность студня на его основе (пример 9). Продукт по прототипу (пример 10) обладает нежелательным для заменителя агар-агара свойством - он также хрупкий. Для сравнения приведены характеристики агара микробиологического дальневосточного, выпускаемого по ГОС Ту 17206-84 (I сор т) (пример 11). Сравнительный анализ показывает, что заменитель агар-агара "Филагар", полученный по заявляемому изобретению не уступает по своим свойствам агару, за исключением показателя Температура застудневания раствора. Опытная партия заявляемого Филагара произведена на Одесском Экспериментальном агаровом заводе. (Открытое акционерное общество "Одесский экспериментальный агаровый завод - ОАО ОЭ АЗ). 32596 примера Влияние количества крахмала и кал ия хл орида на качество "Фила гара" Содержание в сухом продукте , мае. % крахмала или глицерина калия хлорида каррагенана 2,01 9,98 88,01 4,3 9,3 86, 4 1,0 9,0 90, 0 ' 8 ,0 17,0 75, 0 0,5 13,0 86, 5 10,0 13,0 77,0 5,0 90,0 5,0 5,0 20,0 85,0 1,0 90,0 9,0 без очистки осад ител ям и и оса жде ния в с пирте каппа-ка рра ге нан из Euc he uma cottonii + калия хл орида агар м икробиол огический дальне вос точный ГОС Т 17206 -84, Сорт I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ппіллллпя 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Оптическая плотность студня, содержащего 1 % сухого вещества, % (при 670 им) 48 ,0 51, 5 Прочность, студня, содержащего 1 % сухого вещества, г Температура застудне» вания 1 % раствора 750 900 24,5 18.0 51, 5 38, 5 47 ,0 20. 5 40, 5 39, 0 36 ,0 60, 0 33, 5 700 800 650 300 200 800 650 500 550 21,5 25,0 24,0 17,0 15,0 26, 0 22,0 57 ' 46 Тира ж 50 вкз. Відкрите акці онерне това рис тво «Пате нт» Украї на, 88 000, м. Ужгород, ву л. Гагарі на, 10 1 ( 0 3 1 22 ) 3 - 7 2 - 8 9 ( 0 3 1 2 2 ) 2 - 5 7 - 0 3 Прод олже ние табл ицы Характеристика м гу я и я студия плотны й, пластичны й плотны й, эластичный, чуть хуже, чем с крахмал ом , плотны й, эластичный то же плотный, хрупкий мягкий, не пригоден мягкий, хру пкий плотный, хрупкий плотны й, пластичны й плотный, хрупкий плотны й, пластичны й