способ переработки морских бурых водорослей

Формула изобретения

1. Способ переработки морских бурых водорослей, характеризующийся тем, что предварительно обработанные водоросли измельчают до размера частей 2 см - 7 см, высушивают в установке низковакуумного обезвоживания, обрабатывают кислым раствором с рН 1-3, после чего промывают пресной водой, далее осуществляют обработку водорослей щелочным раствором с рН 8-9 с последующей варкой их в этом растворе до получения водорослевой массы, которую гомогенизируют в варочном котле одновременно с варкой при массовом соотношении водорослей и щелочного раствора 1:1, температуре 60-70°С в течение 8 ч при непрерывном перемешивании до гелеобразного состояния, затем нейтрализуют до рН 6-6,5 путем перемешивания с кислым раствором, гелеобразный продукт пастеризуют и после пастеризации вновь подвергают сушке в установке низковакуумного обезвоживания до получения сухого продукта в виде пластинок с дальнейшим измельчением в мельнице до порошкообразного состояния, при этом низковакуумное обезвоживание измельченных водорослей и гелеобразного продукта проводят при температуре 65-75°С до остаточной влажности обезвоживаемого продукта 5-15%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку кислым раствором ведут путем перемешивания водорослей с 0,5-2% кислым раствором в течение 1-3 ч при периодическом помешивании и массовом соотношении водорослей и раствора 1:1,5.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывание пресной водой осуществляют при температуре воды 10-20°С, после промывки в течение 15-40 мин осуществляют дегидратацию.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывание пресной водой осуществляют в емкости при массовом соотношении водорослей и воды 1:3.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывание пресной водой проводят в искусственно вырытом водоеме.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывание пресной водой осуществляют проточной водой.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве варочного котла используют котел с паровой рубашкой.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве варочного котла используют котел с электрическим подогревом.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для нейтрализации водорослевой массы используют насыщенный кислый раствор с содержанием кислоты 1,2-2,5%, от водорослевой массы, перемешивание с водорослевой массой осуществляют в течение 25-35 мин, пастеризацию проводят в течение 20-40 мин.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве щелочного раствора используют раствор бикарбоната натрия в пресной воде, при этом бикарбонат натрия берут в количестве 1,5-2,2% от массы водорослей.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислого раствора используют пищевые кислоты.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислого раствора используют ферменты.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительная обработка водорослей включает их замораживание до температуры 15-20°С.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительная обработка водорослей включает их засолку.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительная обработка водорослей включает их просушивание в естественных условиях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пищевой, фармацевтической и косметической промышленности, в частности к способу переработки морских бурых водорослей с получением продукта, который используется в качестве диетического, лечебно-профилактического продукта и для изготовления косметических средств.

Наиболее эффективным, с точки зрения усвоения всех ценных составляющих продукта, является его применение в гелеобразной форме.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ получения пищевого продукта из ламинариевых водорослей (патент РФ №2041656, кл. A 23 L 1/337). Способ осуществляется следующим образом: сначала удаляют непригодные для дальнейшей переработки участки ламинариевых водорослей, водоросли моют щетками. Для изготовления пищевого продукта используют сырые ламинариевые водоросли или сушеные ламинариевые водоросли, которые предварительно замачивают в воде при 80°С в течение 2-3 ч с последующем настаиванием в течение 14-16 часов, затем водоросли измельчают на фарш-волчке и проводят кислотную обработку, для этого измельченные водоросли заливают раствором пищевой кислоты до рН 1-3 на 2-3 часа. Затем водоросли промывают пресной водой 3-4 раза с настаиванием по 20 минут до рН 6-7. Промытые водоросли заливают раствором NaHCO₃ (U/U:1/1) до рН 8-9 и нагревают в течение 2-3 ч при температуре 80-95°С при периодическом перемешивании. Разварившуюся вязкую массу водорослей гомогенизируют и нейтрализуют пищевой кислотой до рН 6,0-6,5. В полученный продукт вносят пищевую соль кальция (например, лактат, глюконат) в концентрации 0,3-0,5% от общей массы и перемешивают (желирование). Полученную массу нагревают до 80-95°С (пастеризуют), укладывают в стерильные банки и закатывают. При охлаждении полученного продукта образуется плотный гель зеленовато-бурого цвета. Он хранится при температуре не выше +5°С в течение 3 месяцев.

Недостатком данного способа является то, что для получения пищевого полуфабриката гелеобразной консистенции необходимо применение солей кальция для желирования. Кроме того, получаемый пищевой полуфабрикат хотя и имеет гелеобразную консистенцию, но не всегда удобен в употреблении и транспортировке, срок его хранения ограничен. Вследствие этого линии по производству продукта по указанному способу должны устанавливаться исключительно на предприятиях, находящихся в прибрежной зоне, т.е. быть привязанными к месту добычи водорослей. Получение конечного продукта только в виде геля сужает область его дальнейшего применения и ограничивает возможности его широкого распространения.

Технический результат изобретения заключается в удобстве использования и транспортирования готового продукта, увеличении сроков его хранения, улучшении качества готового продукта с максимальным сохранением практически всех первоначально содержащихся ценных питательных веществ в водорослевой массе, в повышении безопасности труда, расширении области использования продукта.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки морских бурых водорослей согласно изобретению предварительно обработанные водоросли измельчают до размера частей 2-7 см, высушивают в установке низковакуумного обезвоживания, обрабатывают кислым раствором с рН 1-3, после чего промывают пресной водой, далее осуществляют обработку водорослей щелочным раствором с рН 8-9 с последующей варкой их в этом растворе до получения водорослевой массы, которую гомогенизируют в варочном котле одновременно с варкой при массовом соотношении водорослей и щелочного раствора 1:1, температуре 60-70°С в течение 8 часов при непрерывном перемешивании до гелеобразного состояния, затем нейтрализуют до рН 6-6,5 путем перемешивания с кислым раствором, гелеобразный продукт пастеризуют и после пастеризации вновь подвергают сушке в установке низковакуумного обезвоживания до получения сухого продукта в виде пластинок с дальнейшим измельчением в мельнице до порошкообразного состояния, при этом низковакуумное обезвоживание измельченных водорослей и гелеобразного продукта проводят при температуре 65-75°С до остаточной влажности обезвоживаемого продукта 5-15%.

Предпочтительно обработку кислым раствором ведут путем перемешивания водорослей с 0,5-2% кислым раствором в течение 1-3 часов при периодическом помешивании и массовом соотношении водорослей и раствора 1:1,5.

Промывание пресной водой осуществляют при температуре воды 10-20°С, после промывки в течение 15-40 минут осуществляют дегидратацию.

Возможно промывание пресной водой в емкости при массовом соотношении водорослей и воды 1:3.

Возможно также промывание пресной водой в искусственно вырытом водоеме или проточной водой.

Причем в качестве варочного котла возможно использование котла с паровой рубашкой либо с электрическим подогревом.

Преимущественно для нейтрализации водорослевой массы используют насыщенный кислый раствор с содержанием кислоты 1,2-2,5% от водорослевой массы, перемешивание с водорослевой массой осуществляют в течение 25-35 минут, пастеризацию проводят в течение 20-40 минут.

В качестве щелочного раствора предпочтительно используют раствор бикарбоната натрия в пресной воде, при этом бикарбонат натрия берут в количестве 1,5-2,2% от массы водорослей, или пищевые кислоты, или ферменты.

Предварительная обработка водорослей может включать их замораживание до температуры 15-20°С, или их засолку, или их просушивание в естественных условиях.

Изобретение позволяет производить конечный продукт в виде порошка с возможностью его восстановления в гель в любой точке земного шара, независимо от расположения сырьевой базы и обеспечением возможности расширения ассортимента продукта. При этом продукт сохраняет все исходные ценные составляющие.

Предложенный способ переработки позволяет получить продукт, применение которого дает возможность ликвидировать селено-йодо-дефицитные состояния у населения. Продукт обладает повышенной сорбционной активностью по отношению к радиоизотопам и тяжелым металлам. Продукт может использоваться самостоятельно или в качестве добавки со свойствами сорбента и обогатителя макро- и микроэлементами, витаминами С и группы В, аминокислотами к другим пищевым продуктам. Пищевой продукт может быть использован не только для реализации населению, как самостоятельный продукт, но и для применения при производстве мясных, молочных, кондитерских, хлебобулочных изделий, пищевых концентратов, продуктов лечебного и профилактического питания.

В предложенном способе водоросли подвергают двухстадийному обезвоживанию - сушке. Вначале измельченные морские бурые водоросли перед дальнейшей обработкой подвергают предварительному низковакуумному обезвоживанию при температуре 65-75°С до остаточной влажности 5-15% до получения промежуточного продукта в виде пластинок. При этом полученный промежуточный продукт может быть использован как самостоятельный сухой продукт, который возможно транспортировать потребителю.

На второй стадии сушки гелеобразный продукт после пастеризации вновь подвергают низковакуумному обезвоживанию в установке барабанного типа при температуре 65-75°С до влажности не более 15% до получения сухого продукта в виде пластинок с последующим измельчением их до порошкообразного состояния. Порошкообразный сухой продукт может быть использован как самостоятельный сухой продукт, который возможно транспортировать потребителю, а перед непосредственным использованием его возможно подвергнуть замачиванию в течение 3-7 минут, до получения гелеобразного продукта, консистенция которого наиболее благоприятна с точки зрения усвояемости продукта. При этом получаемый таким восстановлением гель является более плотным, имеет более равномерную структуру с максимальным содержанием йода, белка, аминокислот и имеет срок хранения более 5 месяцев.

Предварительное низковакуумное обезвоживание обеспечивает обеззараживание продукта и в сочетании с щадящими режимами термической обработки и окончательной сушки позволяет получать продукт улучшенной структуры, более плотной, равномерной, обеспечивает сохранение практически всех первоначально содержащихся в водорослях ценных веществ.

Параметры проведения процесса получения продукта подобраны экспериментальным путем и являются оптимальными для получения вышеуказанного продукта.

Сущность способа заключается в следующем.

Предварительная обработка водорослей включает мойку свежедобытых водорослей, удаление непригодных участков водорослей. Для временного хранения сырья перед его дальнейшей обработкой осуществляют сушку водорослей в естественных условиях, или их засолку. Можно предварительно консервировать водоросли путем их замораживания при температуре минус 15-20°С.

Водоросли высушивают в естественных условиях до удаления непригодных участков водорослей, перед их мойкой, водоросли могут высушивать до влажности не более 10%. Возможно высушивание водорослей в естественных условиях после удаления непригодных участков. Сухие водоросли для дальнейшей переработки настаивают в течение 10 часов в пресной воде, при температуре воды 10-20°С и массовом соотношении водорослей и воды 1:10.

Засолку осуществляют после удаления непригодных участков водорослей в чанах из нержавеющего материала, при этом количество соли составляет 15-20% от массы засаливаемых водорослей. Затем соленые водоросли шинкуют, после чего погружают в пресную воду с температурой 10-20°С при массовом соотношении водорослей и воды 1:4, настаивают 20 минут при периодическом перемешивании, после чего воду сливают, а процесс повторяют не менее двух раз. Это обеспечивает промывку соленых водорослей и подготовку их к дальнейшему процессу переработки.

Замораживание водорослей ведут после удаления непригодных участков водорослей перед мойкой, в морозильных камерах при температуре минус 15-20°С.

Свежедобытые бурые морские водоросли второго года жизни после предварительной обработки подвергают измельчению, например, на шинковочной машине, полосками шириной 0,5 см и длиной 2-7 см, затем настаивают в пресной воде, а далее подвергают низковакуумной сушке при температуре 65-75°С до остаточной влажности 5-15%. Высушенные водоросли в виде пластинок могут быть транспортированы для дальнейшей переработки в гелеобразный продукт в любую точку земного шара.

После высушивания сухие водоросли в виде пластинок обрабатывают кислым раствором путем перемешивания водорослей с 0,5-2% кислым раствором в течение 1-3 часов, при периодическом помешивании и массовом соотношении водорослей и раствора 1:1,5.

Промывают водоросли пресной водой при температуре воды 10-20°С, после промывки в течение 15-40 минут осуществляют дегидратацию водорослей до заданной влажности.

Промывку водорослей можно проводить как в искусственно вырытом водоеме, так и в емкости, при этом массовое соотношение водорослей и воды в емкости должно колебаться в интервале не менее чем 1:3.

Промывают водоросли при температуре воды 10-20°С, предпочтительно проточной водой, например из душевой установки. Для промывки можно использовать промывную воду, в том числе и из водоемов.

Варку проводят одновременно с гомогенизацией в варочном котле, при рН, близком к 7, массовом соотношении водорослей и щелочного раствора 1:1, температуре 60-70°С в течение 8 часов при непрерывном перемешивании, до гелеобразного состояния. В качестве щелочного раствора используют раствор бикарбоната натрия в пресной воде, при этом бикарбонат натрия берут в количестве 1,5-2,2% от массы водорослей.

Для проведения процесса гомогенизации в варочном котле создают одинаковые условия для водорослевой массы в разных точках по всем направлениям в котле с паровой рубашкой.

Процесс гомогенизации возможно проводить и в электрическом котле, с подогревом по всему объему.

При проведении процесса гомогенизации осуществляют контроль за рН водорослевой массы в нескольких точках по всем направлениям объема котла. Значение рН регулируют путем изменения температуры проведения процесса.

Для нейтрализации водорослевой массы используют близкий к насыщенному кислый раствор, например раствор лимонной кислоты с содержанием кислоты 1,2-2,5% от водорослевой массы, или вместо кислоты могут использовать обработку массы ферментом. В качестве кислого раствора используют лимонную, соляную, уксусную кислоты или ферменты. Обработка ферментами позволяет проводить обработку продукта более бережно и щадяще по отношению к содержанию ценных питательных веществ в водорослевой массе, а в сочетании с вакуумной сушкой обеспечивает сохранение практически всех первоначально содержащихся в водорослях ценных веществ, повышает безопасность труда для обслуживающего персонала, поскольку нет необходимости разводить для процесса обработки концентрированные кислоты, а также хранить их на складе.

Перемешивание кислого раствора с водорослевой массой осуществляют в течение 25-35 минут, пастеризацию проводят при температуре 70-75°С в течение 25-35 минут.

Необходимо также отметить, что полученный после пастеризации гель возможно использовать в качестве самостоятельного продукта.

Гелеобразный продукт после пастеризации подвергают низковакуумному обезвоживанию в установке барабанного типа при температуре 65-75°С до влажности не более 15% и до получения сухого продукта в виде пластинок с последующим измельчением их до порошкообразного состояния. Порошкообразный сухой продукт возможно подвергать замачиванию в течение 3-7 минут с целью получения гелеобразного продукта.

Транспортировку продукта можно осуществлять как на этапе получения продукта из сухих бурых водорослей в виде пластинок для дальнейшей переработки в гелеобразный продукт, так и на этапе получения порошкообразного продукта из пастеризованной гелеобразной массы.

Пример осуществления способа.

Свежедобытые бурые морские водоросли второго года жизни после предварительной обработки подвергают измельчению, например, на шинковочной машине полосками шириной 0,5 см и длиной 5-6 см, затем настаивают в пресной воде, а далее подвергают низковакуумной сушке при температуре 70°С до остаточной влажности 5-15%.

Далее водоросли помещают в сетчатую корзину или сетку и опускают в емкость с 2% раствором лимонной кислоты с рН 2,5 и выдерживают в течение 1,5 часов при периодическом перемешивании и массовом соотношении водорослей и кислого раствора 1:1,5. Далее их промывают в пресной воде четырехкратным настаиванием при температуре 15°С по 20 минут при соотношении водорослей и воды 1:3. Корзину с водорослями поднимают над емкостью и дают воде стечь. Для ускорения процесса удаления воды возможно применять обдув воздухом, встряхивание или незначительный подогрев водорослей. Процесс занимает в зависимости от применяемых приемов 15-40-мин. Затем осуществляют процесс варки, например, в варочном котле с рубашкой, обогреваемой паром. Предварительно в котле нагревают питьевую воду до 80°С и добавляют бикарбонат натрия в количестве 2% от массы водорослей до рН 9. Соотношение водорослей и щелочного раствора составляет 1:1. Варку проводят в течение 8 часов при температуре 65-70°С и непрерывном помешивании. За счет создания в процессе варки одинаковых условий в разных точках по всем направлениям одновременно происходит процесс гомогенизации. Для оптимизации процесса используют варочный котел с паровой рубашкой, при этом контролируют рН щелочного раствора рН-метром на протяжении всего процесса варки. Регулируют значение рН путем изменения температуры проведения процесса.

В остывшую до 40°С массу вводят для нейтрализации, например, лимонную кислоту, растворенную в небольшом количестве воды. Вместо лимонной кислоты могут вводить фермент. Смесь тщательно перемешивают около 30 минут, подогревают до 70°С и пастеризуют 30 минут.

Полученный на выходе гелеобразный продукт после пастеризации возможно расфасовывать в полимерные банки и употреблять как готовый продукт.

Для получения на выходе порошкообразного продукта, с целью увеличения сроков его хранения, водорослевую гелеобразную пастеризованную массу подвергают вакуумной сушке в установке низковакуумного обезвоживания, в качестве которой могут использоваться низковакуумные сушильные шкафы или сушильные барабанные камеры при температуре 65-75°С до остаточной влажности 5-15%. В сушильных установках высушенная масса приобретает форму тонких пластинок. Сухой продукт в виде пластинок направляется на мельницу для окончательного измельчения в порошок. Измельченный до порошкообразного состояния продукт вновь может быть восстановлен в гелеобразную форму путем замачивания в жидкости (питьевая вода, чаи, соки, отвары) в течение 3-7 минут.

Достоинством вакуумного обезвоживания продукта является увеличение срока годности готового продукта, удобство транспортировки, возможность переработки в конечный продукт в любой точке земного шара. Такая сушка является наиболее щадящей и позволяет сохранить в продукте полезные, но чувствительные к высокой температуре микроорганизмы, сохранить в порошкообразном продукте максимальное количество полисахаридов, витаминов, макро- и микроэлементов, наибольший эффект достигается в сочетании с применением для обработки ферментов. Такая обработка продукта обеспечивает возможность получить продукт, консистенция которого наиболее подходит для дальнейшего помола его в мельнице.

Полученный порошок можно применять как в натуральном виде, так и в виде свечей, капсул, таблеток с распадаемостью в организме не более 15 мин.

Срок хранения порошкообразного продукта 1 год и более.

Предложенный способ позволяет получить продукт, который может использоваться не только в пищевой промышленности, но также и как косметическое средство.

Полученному продукту будет присваиваться название по названию водорослей, преобладающих в составе исходного сырья. Например, продукт произведенный из ламинариевых водорослей, получает название “Ламидан”.