автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Обоснование и разработка технологий ионозависимых полисахаридов при комплексной переработке морских водорослей

?ГБ О А ? О МА?

На правах рукописи

Подкорытова Антонина Владимировна

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ И0Н03АВИСИМЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ ПРИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ МОРСКИХ ВОДОРОСЛЕЙ

Специальность 05.18.04 - Технология мясных,

молочных и рыбных продуктов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Тихоокеанском научно-исследовательском рыбохозяйственном центре (ТИНРО-центр).

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, академик Э.Г.Розанцев

доктор технических наук, профессор В.С.Баранов

доктор технических наук, профессор т.М. Сафронова

Ведущая организация - Дальневосточный технический институт рыбной промышленности и хозяйства (Дальрыбвтуз).

Защита диссертации состоится " 2% " Сьпн^иь 1996 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 063.46.01 при Московской государственной академии прикладной биотехнологии по адресу:

109316, Москва, ул. Талалихина, 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской государственной академии прикладной биотехнологии.

Автореферат разослан " '15 " с Л Сули а 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

С. Г. Юрков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Ионозависимые полисахариды - альгинаты и каррагинаны, получаемые из морских бурых (Phaeophyta) и красных (Rhodophyta) водорослей - известны как биологически активные природные загустители и студнеобразователи. применяемые в пищевой промышленности, медицине, биотехнологии и других отраслях народного хозяйства.

Несмотря на значительные запасы водорослей в нашей стране, сосредоточенных главным образом по побережью дальневосточных морей. а также культивируемых на водорослевых плантациях Приморского края, объемы производства полисахаридов в России недостаточны и растущая потребность в этих веществах удовлетворяется в основном за счет приобретения в Норвегии, Англии, Франции, США и других странах.

Проблема разработки технологий комплексного использования водорослевого сырья получила отражение в работах В.С.Баранова, Н.М.Бойдык, Ю.Г.Вороновой, Н.Л.Гернет, В.А.Евтушенко, И.В.Кизе-веттера. Н.И.Рехиной. Л.П.Шмельковой, А.Haug, D.A.Rees и др. Изучены структура и физико-химические свойства полисахаридов, определено их значение в технологии структурированных мясных, молочных и рыбных продуктов исследованиями В.С.Баранова. В.Д.Богданова, А.В.Горбатова, В.Д.Косого, П.А.Ребиндера, И.А.Рогова, Т.М. Сафроновой, В. Б.Толстогузова. В то же время в последние годы в связи со значительным изменением экологической обстановки, опасностью радиационного заражения организмов заметно повысилась значимость солей альгиновой кислоты - альгинатов, способных абсорбировать и выводить из организма тяжелые металлы и радионуклиды, что обосновало необходимость изучения сорбционных свойств полисахаридов из водорослей Дальневосточных морей.

При использовании водорослей в качестве сырья для получения полисахаридов необходимо прежде всего решать проблемы, связанные с их добычей в объемах, обеспечивающих потребности производства, и консервированием для длительного хранения. Ткани водорослей обладают особыми биологическими, физико-химическими, структурно-механическими, тепло-физическими свойствами, предопределяющими поведение их при консервировании. В связи с этим способы и режимы консервирования, основанные на знании свойств сырья и изменениях структуры тканей в процессе консервирования, могут обеспечить не только сохранение ряда природных свойств материала, но и их улучшение. Поэтому рассмотрение проблем в области консервирования водорослей, а также обоснование и разработка технологии, альтернативной используемым технологиям - сушке и заморозке, остаются актуальными.

В настоящее время в России отсутствует обоснование промышленного производства альгинатов и каррагинанов высокой степени очистки и разнообразного спектра действия. Поэтому разработка способов получения высокомолекулярных альгинатов, обогащенных Ь-гулуроновой кислотой, технологии получения каррагинана из красной водоросли хондруса шиповатого, обоснование получения других биологически активных веществ, содержащихся в водорослях, являются актуальными, представляют интерес для науки и практики, позволяют определить пути интенсификации технологических процессов и решить вопрос комплексной переработки водорослевого сырья.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы являлось создание технологий ионозависимых полисахаридов с регулируемыми свойствами при комплексной переработке морских водорослей.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- исследовать химический состав бурых промысловых дальневосточных водорослей, естественных и культивируемых, и красной водоросли хондруса шиповатого - перспективного сырья для промышленности Дальнего Востока; выделить из промысловых видов наиболее ценные для производства полисахаридов; идентифицировать полисахариды красных водорослей хондруса шиповатого (Chondrus armatus) и анфельции тобучинской (Ahnfeltia tobuchiensis);

- установить сроки сбора урожая ламинарии по максимуму содержания органических веществ, в т.ч. высокомолекулярных альгинатов, с применением рациональных условий культивирования водоросли;

- разработать технологию консервирования бурых водорослей, обеспечивающую длительное хранение сырья и получение из него пищевых продуктов и альгинатов; изучить влияние различных способов консервирования на структуру тканей ламинарии, исследовать возможность их стабилизации;

- изучить влияние предварительной обработки бурых водорослей (на примере ламинарии японской культивируемой и естественной) на выход альгината натрия, его физико-химические свойства, состав и соотношения уроновых кислот, а также на выход и свойства маннита;

- разработать технологию получения альгинатов с регулируемым катионным составом и физико-химическими свойствами;

- исследовать режимы экстрагирования каррагинана из хондруса и осаждения из экстракта, очистки и предварительного обезвоживания геля каррагинана; установить зависимость его гелеобразующей способности от природы присоединенного катиона;

- исследовать процесс модификации структуры каррагинана, изучить его влияние на выход и физико-химические свойства гелеобра-зователя;

- разработать рациональную технологию каррагинанов с регулируемыми катионным составом и физико-химическими свойствами;

- создать комплексную технологию безотходной переработки морских водорослей;

- обосновать направления использования ионозависимых полисахаридов в различных областях народного хозяйства.

Научная новизна работы. Обоснована концепция регулирования физико-химических свойств ионозависимых полисахаридов: выбором естественного сырья или его выращиванием в контролируемых условиях; предварительной обработкой консервированных водорослей; химической модификацией структуры полисахаридов в технологии их получения. Предложена классификация морских водорослей, определяющая их использование в зависимости от структуры полисахаридов.

Исследовано строение тканей ламинарии в зависимости от способов консервирования; установлено влияние катионов кальция на процесс укрепления клеточной стенки и стабилизации межклеточного вещества в тканях водоросли.

Показана динамика биосинтеза основных органических и минеральных компонентов в бурых водорослях на примере ламинарии японской, культивируемой в двухлетнем цикле.

Изучены состав и строение гелеобразующих полисахаридов хонд-руса и анфельции. С помощью химических методов исследования и спектроскопии 13С-ЯМР показано, что сульфатированный галактан хондруса относится к группе каррагинанов и представляет собой каппа-йота-гибрид; агар анфельции - истинная агароза, линейные молекулы которой содержат повторяющиеся дисахаридные звенья 3,6-ангидро-4-0-р-0-галактопиранозил-а -Ь-галактопиранозы, связанные 1-> 3 связями. На основании этого научно обоснована возможность использования хондруса шиповатого как нового вида сырья

для получения каррагинана широкого спектра физических свойств: загустителей и гелеобразоватей, а также целесообразность направления анфельции на производство агарозы.

Обоснованы направления применения ионозависимых полисахаридов в зависимости от их функциональных свойств в технологии продуктов с заданными реологическими и лечебными свойствами. Научно обоснованы и показаны пути получения биологически активных веществ при комплексной переработке морских водорослей.

Практическая значимость работы. На основе обобщения теоретических и анализа экспериментальных исследований разработаны:

- технологические параметры, использование которых расширило ассортимент выпускаемых загустителей и студнеобразователей, что позволило обеспечить высокое качество и разнообразие пищевой и лечебно-профилактической продукции, а также ввести в производственные процессы новые виды сырья.

- новые технологии производства солей альгиновых кислот и каррагинанов; консервированных хлоридом натрия ламинариевых водорослей. а также маннитного комплекса и кормовых продуктов из отходов основного производства, что обеспечивает комплексную, безотходную переработку водорослевого сырья;

- рекомендации по использованию альгинатов и каррагинанов в технологии получения молочных продуктов эмульсионного типа и продуктов на основе рыбного фарша;

- рекомендации по применению альгинатов и альгинатсодержащих продуктов для выведения из организма радионуклидов и тяжелых металлов, а также профилактики и лечения гастроэнтерологических и аллергических заболеваний.

Реализация результатов исследований. На основании результатов исследований разработаны и утверждены нормативно технические до-

кументы: ТИ 467-92 к ТУ 15-01 1628-92 "Кислота альгиновая мороже-ная-полуфабрикат", ТУ 15-01 1629-92 "Кислота альгиновая", ТУ 15-01 1630-92 "Альгинат кальция мороженый-полуфабрикат", ТУ 15-01 1631-92 "Альгинат кальция". ТИ 36-19-93 к ТУ 9284-020-00472012-93 "Натрий-кальций альгиновокислый высокомолекулярный". ТИ 426-91 к ТУ 15-01 1582-91 "Хон.црус-сырец". ТИ 427-91 к ТУ 15-01 15-83-91 "Хондрус воздушно-сухой для промышленной переработки". ТИ 490-92 к ТУ 15-01 1661-92 "Каррагинан калия", ТУ 15-01 1662-92 "Карраги-нан калия мороженый". ТИ 494-92 к ТУ 15-01 1663-92 "Каррагинан кальция", ТУ 15-01 1662-92 "Каррагинан аммония". ТИ 36-17-95 к ТУ 9284-018-00472012-95 "Маннитный комплекс из бурых водорослей". ТИ 36-18-93 к ТУ 9284-019-00472012 -93 "Кормовой порошок из отходов альгинатного производства"; ТИ 476-92 к ТУ 15-01 1636-92 "Лами-наль" сушеный-полуфабрикат, ТУ 15-01 1638-92 "Ламиналь" мороже-ный-полуфабрикат, ТУ 15-01 1639-92 Пресервы "Ламиналь"; ТИ 36-31-95 к ТУ 9143-035-00472012-95 соус "Диетический"; ТИ 36-30-95 к ТУ 9284-033-00472012-95 "Пюре Изумрудное из морской капусты", к ТУ 9284-034-00472012-95 соусы "Ламинариевый" и "Новинка"; ТИ 36-52-95 к ТУ 9284-055-00472012-95 "Витальгин-1", ТУ 9284-056-00472012-95 "Витальгин-2"; ТИ 36-53-95 к ТУ 9284-05700472012-95 "Альгилоза"; ТИ 36-57-95 к ТУ 9284-061-00472012-95 "Сухие смеси для приготовления кремов, коктейлей, мороженого".

Технологии производства солей альгиновых кислот внедрены НПК "Триада" при АО "Бор", г.Дальнегорск. Технология производства морской капусты (ламинарии) соленой внедрена на БСФ им.Надибаидзе и р/к "Валентин" ПО Приморрыбпрома. Промышленная партия альгината натрия из ламинарии консервированной хлоридом натрия выпущена на Опытном водорослевом комбинате г.Архангельск. Промышленный выпуск указанных продуктов продолжается в настоящее время.

Альгинаты и альгинатсодержащие продукты апробированы в клиниках Приморского и Хабаровского краев для лечения гастроэнтерологических и аллергических заболеваний у людей.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всесоюзных совещаниях: "Рациональное использование биоресурсов Тихого океана" (Владивосток, 1991); "Биологически активные вещества гид-робионтов - новые лекарственные, лечебно-профилактические и технические препараты" (Владивосток, 1991); "Биологически активные вещества при комплексной технологии гидробионтов" (Владивосток, 1988); Всесоюзном семинаре "Проблемы производства продукции из красных и бурых водорослей" (Владивосток, 1987); Всесоюзных конференциях "Научно-технические проблемы марикультуры в стране" (Владивосток, 1985, 1989); "Медико-социальные аспекты проблемы человек и океан" (Владивосток, 1988); Международной конференции по Японскому и Охотскому морям СССР (Находка, 1989); XHIth International Seaweed Symposium (Vancouver, Canada, 1989); Всесоюзной конференции "Химия пищевых веществ. Свойства и использование биополимеров в пищевых продуктах" (Могилев, 1990); XIYth International Seaweed Symposium (Britany, France, 1992); European Meeting "Marine phytobenthos studies and their applications" (Taranto, Italy, 1990); Всесоюзная научно-техническая конференция "Совершенствование технологических процессов производства новых видов пищевых продуктов и добавок. Использование вторич. сырья и пищевых продуктов"(Киев, 1991); Fifth International Phycological Congress (Jindao, P.R. China, 1994); Всероссийской конференции "Прикладные аспекты радиобиологии" (Москва, 1994).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 69 работ, из них одно учебное пособие для студентов вузов и специалистов НИИ, два авторских свидетельства, три патента РФ, одна заявка на патент РФ.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 344 стр., включает 56 таблиц. 69 рисунков, 495 источников литературы, содержит 22 приложения.

В приложениях приведены: список нормативно-технической документации, разработанной и утвержденной в результате проведенных научно-исследовательских работ; документы об опытно-экспериментальных и производственных выпусках полисахаридов из морских водорослей, производственных выпусках консервированной солевой смесью ламинарии японской; медикобиологические заключения об использовании альгинатов в качестве лечебно-профилактического средства и энтеросорбентов радионуклидов и тяжелых металлов; биологическое обоснование использования кормовых продуктов из отходов переработки водорослей; документы об экономической эффективности.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы.

В первой главе "Характеристика морских водорослей: состав, свойства, получение полисахаридов" приведен обзор литературы, включающий сведения по химическому составу бурых и красных водорослей, о культивировании ламинарии японской, о строении полисахаридов морских водорослей, их физико-химических свойствах. Анализируются известные способы получения и применения полисахаридов морских водорослей. Показано, что в изучении морских водорослей в мировом масштабе достигнуты определенные успехи, о чем свидетельствует значительное количество публикаций как отечественных, так и зарубежных авторов.

Известно, что на Дальнем Востоке бурые водоросли семейства ламинариевых традиционно используют только для получения пищевых продуктов и сушеных слоевищ для медицинских целей. Из красной водоросли анфельции производят агар пищевой и микробиологический.

и

Ограниченное использование ценного сырья связано с отсутствием сведений по отдельным видам, а также обоснованных теоретически и подтвержденных экспериментальными данными современных технологий ионозависимых полисахаридов - альгинатов и каррагинанов, а также других веществ, входящих в состав водорослей.

На основании теоретических исследований сформулированы основные положения регулирования физико-химических свойств ионозависимых полисахаридов: выбором естественного сырья или выращиванием в контролируемых условиях: предварительной обработкой консервированных водорослей; химической модификацией структуры полисахаридов в технологическом процессе их получения.

Обоснована необходимость изучения водорослевой сырьевой базы Дальневосточного региона, разработки комплексных технологий продукции из морских водорослей.

Во второй главе "Объекты и методы исследований" показан общий методологический подход к научному и экспериментальному обоснованию технологий получения и использования ионозависимых полисахаридов - альгинатов и каррагинанов, представленный на рис. 1.

В работе применяли современные методы химических, биохимических, спектральных, хроматографических, реологических и электрон-номикроскопических исследований. Экспериментальные данные обработаны методами математической статистики (дисперсионный, корреляционный и регрессионный анализы). Достоверность данных достигалась планированием количества опытов, необходимых и достаточных для достижения надежности Р = 0,85-0.95 при доверительном интервале А = ±10 %.

В качестве основных объектов исследований использовали морские бурые водоросли, произрастающие в естественных условиях, в различных районах дальневосточного побережья, ламинарию японскую, культивируемую на трех плантациях, расположенных у берегов При-

морья, а также красные водоросли хондрус шиповатый (аюгкЗгиэ аг-шаШБ) и анфельцию тобучинскую (АЪпГеШа ^ЬисМепэ^), произрастающие в зал. Измены, Южно-Курильского района.

Электронно-световая микроскопия

Исслед. влияния способов коысервнр. на структуру тканей ламинарии

Исслед. хим. состава мор. водорослей естоств культхвир. в ДВ морях

«измко-хнмич. методы исслед., ПОС.13С-ЯМР.ЖХ

Нсслед.скор.хкЗДузии к удаления НаС1, ушкггн. консистенц. тканей. обеавож. коисерв. ламинарии

Определ.необходим, кол-ва реагентов Установл.влиян.услоа пред. обработки водоросли на эффект, извлечения и модификации свойств полисахаридов_.

Исслед. фиа.хим. свойств, ндентиф полисах..уставов строения_

Установд. степ, васщ. экстракта влияв.осадит.м природы катиона

Обоснование теошогнческих параметров получения!

консервир ламинарии

^^иоиозависиидс полисахаридов!

высоко* молекул. альгината

солей альги-новсЯ кислоты_

каррагиш- наанмг- кормо-

новых ного вого

солей комплекса поройка

Обосн.комплексн. произвол. продуктов из водорослей

Нееледовакия реологических и лечебно-профилактических свойств полисахаридов

Медико-биологические испытаю«!

Комлексные технологии получения и иололнохают монозависюшх полисахаридов_

Рис. 1. Схема проведения исследований Пробы различных видов бурых водорослей собирали ежегодно с 1986 по 1989 г. в промысловый период (июль-август) в районах их основных скоплений:

у побережья Курильских'островов - Ламинария длинноствольная (Laminarla longipes).

- Ламинария узкая

- Ламинария японская

- Циматера японская

- Агарум решетчатый

- Костария костата

(Laminarla angustata), (Laminarla japónica), (Cymathera japónica), (Agarum cribrosum), (Costaría costata);

у восточного побережья полуострова Камчатка

- Алария окаймленная (Alaria marglnata),

- Алария полая (Alaria fistulosa).

- Артротамнус двураздельный (Artrothamnus blfldus),

- Ламинария йезоенсис (Laminarla yezóensis);

в Японском море у побережья Приморского края

- Ламинария японская (Laminarla Japónica),

- Агарум решетчатый (Agarum cribrosum),

- Ламинария сахаристая (Laminarla clchorloldes),

- Алария окаймленная (Alarla marginata),

- Чьелманиелла кольцевая (Kjellmaniella gyrata),

- Костария костата (Costaria costata)

побережье Шантарских островов

- Ламинария Гурьяновой (Laminarla gurjianovae),

- Ламинария апрессириза (Laminarla appresslrhlza),

- Лессония ламинариевидная (Lessonla lamlnarloldes),

- Агарум решетчатый (Agarum cribrosum)..

Исследовали альгинаты, каррагинаны, агарозу, полученные в

процессе разработки технологий, и в сравнении с коммерческими об-, разцами, а также лечебно-профилактические продукты на основе водорослей и полисахаридов, "маннитный комплекс", маннит и кормовые продукты из водорослевых отходов.

Идентификацию полисахаридов и установление их строения проводили методом 13 С-ЯМР спектроскопии в институте органической химии АН РФ им.Зелинского при постоянном научном консультировании доктора химических наук, профессора Усова А. И.

В третьей главе "Исследование химического состава водорослей, естественных и культивируемых в дальневосточных морях" приведены результаты исследований химического состава промысловых видов бурых водорослей. По содержанию основных компонентов выделены виды, рекомендуемые как сырье для использования в пищу, отличающиеся высоким содержанием свободных аминокислот, особенно глутаминовой кислоты, а также маннита и альгината - веществ, определяющих вку-

совые и лечебно-профилактические свойства. В группу особо ценных видов включены водоросли с повышенным содержанием альгиновой кислоты (более 30 %).

Сравнение химического состава водорослей и свойств альгина-тов, выделенных из разных видов, а также из ламинарии японской культивируемой, показало значительные отличия в уровне накопления водорослями органических веществ, в соотношении мономеров в полисахаридах и их физико-химических свойствах.

Для определения основных закономерностей в накоплении органических и минеральных веществ в бурых водорослях исследовали химический состав культивируемой ламинарии японской на протяжении двух лет ее роста и развития, в результате чего установили, что качество сырья и направления его использования находятся в прямой зависимости от условий культивирования и сезона сбора ламинарии. На основании этого предложен способ получения высококачественного сырья, содержащего до 20 % сухого вещества, в том числе до 38 % (в расчете на сухое вещество водоросли) высокомолекулярной альгиновой кислоты, обогащенной Ь-гулуроновой кислотой, путем регулирования глубины выращивания ламинарии второго года развития. Новизна технического решения защищена авторским свидетельством.

Полисахариды красных водорослей анфельции тобучинской и хонд-руса шиповатого необходимо было изучить и идентифицировать, поскольку сведения об агаре и каррагинане из дальневосточных водорослей в литературе ограничены. Структуру изолированного и очищенного в дистиллированной воде агара из анфельции изучали методом спектроскопии 13С-ЯМР, что позволило идентифицировать его как истинную агарозу и рекомендовать для использования в качестве носителя при гель-хроматографии и гель-электрофорезе.

Исследования химического состава хондруса показали, что со-

держание органических веществ в период промыслового сбора (июнь-сентябрь) колеблется в пределах 71,5-75,6 %, основную часть которых составляют углеводы и белки. Наибольшее количество водорастворимых полисахаридов (38,4-47,9 % сухой биомассы) содержится в пробах, собранных в августе (табл. 1). Результаты их исследований показали наличие сульфатированного галактана с соотношением 3,6-ангидрогалактозы к галактозе (A/G) в среднем 0,65.

Таблица 1

Химический состав биомассы хондруса шиповатого, собранного в 1991 г., % сухого вещества

Период сбора проб Минеральные вещ-ва Содержание органических веществ

сумма белок клетчатка экстрагир.полисах.

сумма каппа-карраг.

Июнь 28,5 71,5 7,7 5,9 43,8 32.6 (74.4)

Июль 28,4 71,6 8,5 4,9 38,4 35,4 (92.1)

Август 24,4 75,6 8,4 4,8 47,9 38.0 (79.3)

Сентябрь 24,5 75.5 7,6 6.6 39,8 28,0 (70,3)

Примечание. Цифры в скобках - содержание каппа-каррагинана

в процентах от суммы экстрагируемых полисахаридов.

Химическое строение природного каррагинана хондруса установили спектроскопией ЯМР-13С. Анализ спектра показал, что исследуемый полисахарид - это каппа-йота-гибрид (рис. 2). Такое строение сульфатированного галактана является типичным для представителей

семейства гигартиновых [McCandless et al.. 1983].

Рис. 2. Спектр ЯМР-13С каррагинана из Chondrus armatus: * - сигнал хими-W ческого сдвига при 104.8

105 100 95 9Э 85 SO 1)5 70 . 6? É0

ррт

м.д., соответствующий С-1 остатка 6-сульфата D-галак-

тозы

Таким образом, было установлено, что сульфатирозанный галак-тан хондруса относится к группе каррагинанов с содержанием каппа-компоненты 80 %, что определило возможность использования хондруса в качестве источника каппа-каррагинана. Структура каррагинана является отклоняющейся от регулярной за счет наличия остатков 6-сульфата-Д-галактозы и фрагментов 1-каррагинана.

На основании полученных данных, -характеризующих выход полисахаридов из каждого вида бурых и красных водорослей, их физико-химические свойства и структуру, предложена классифиция водорослей, дающая возможность выбрать сырье для получения полисахаридов с заданными свойствами при их промышленном производстве (рис. 3).

В четвертой главе "Обоснование и разработка технологии консервирования бурых водорослей" приведены результаты исследований способа консервирования ламинарии хлоридом натрия или смесью солей хлоридов натрия и кальция. Экспериментальным путем установили концентрацию хлорида натрия - не менее 20 % к массе сырья, необходимую и достаточную для хранения консервированной ламинарии в течение 8 мес при температуре от 25 до минус 15°С.

Скорость диффузии хлорида натрия в ткани целых и измельченных слоевищ ламинарии как при тузлучном посоле, так и при сухом дос-

Отдел Phaeophyta Порядок •Lamlnariales рмейство

Отдел , Rhorlophyta Порядок Gigartínales Семейство

¿.алeusta ta*

L.clchorioldes. L.longipes*-

L.appresslrhlza*** L. dent leerá**-L.gurjanovae*5 L.boneerdlana-L.yezoensls Род

Costaría Вид

C.costata* Род

Afrarum Вид

A.crlbrosum**-Род

Cymathera Вид

С. Japónica*-

Род

KJellmanlella Вид

К. gyrata**

essonl аояаи Slartacçae ÂrtfiTCthamnaceae Gigart-lnaceji PhyUopnoracea»

од ____

Lessonia Alarla Arthrof.hamnus Choridrus Ahnf'eltla

™ __

L, lamlnarlales* A.rrtâTBtnata** A."Rûrllens1î;** C. arma Cus A. tobuchlftnst? J A.fIsljulosa* A.Jilfldiis*

ПОЛИСАХАРИДЫ, ВХОДЯЩИЕ В С О С T. A В ВОД

альгиновие к к с л о т и

каррагинан

СТУ|КТУРН^Я ФОРМУЛА I

1 Р О С Л Е К агар - агароза

Органы прикрепл. -черешки,ризоиды***

3,6 ангидро-D-галактоза галактоза

3,6 акгидро-Ц-галактоза галактоза

ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛИСАХАРИДОВ

альгинат выход моль.масса * 22-242 200-300 кDa

** 18-202 100-200 кDa

M/G 1.82.9

1.91,04

нативныи модифиц.

каррагинан выход прочность 382 140 Г/СМ2

36-372

агар-агароза выход 12-13Z

800-900 г/см- 800-1100 r/CM¿ (2X р-р) (0,85Г.р-р)

*** <182 <100

KDa

0,9-0,7

третья.

Рис. 3. Классификация морских водорослей, определяющая направления их использования

Группа водорослей: * - первая,** - вторая,*** Курсив - виды особо ценных водорослей;

таточно велика вследствие высокого содержания в тканях воды (83-93 %). В течение 1.0-2.0 ч ткани водоросли полностью насыщаются солью и содержание хлорида натрия в них достигает 23 % (с учетом естественной солености 3-55? .

Установлено, что при хранении соленой ламинарии в течение 8 мес содержание органических и минеральных веществ изменяется незначительно (табл. 2).

Таблица 2

Химический состав консервированной ламинарии

Наиме- Срок Содер- Содержание веществ. £ сухой массы

нование хране- жание

продук- ния. воды. органи- альгин. белка манни- мине- йода

ции мес %- ческих кислоты та ральн.

Соленая 1 68,3 28,95 '18,30 5,20 5,50 71,05 0,10

шинко- 4 68,8 26,15 19,25 4.89 4,88 73.85 0,04

ванная 8 69,1 27,90 18,30 4,78 4, 80 72.10 0, 04

Соленая 1 67,7 30,10 15,40 6.20 7,10 69,90 0,10

в слое- 4 67,7 35.96 17.00 6,75 6,49 64,04 0,04

вищах 8 71,4 29.50 16,50 5,80 6.00 70.50 0,05

В связи с общей мировой тендекзюй к снижению содержания хлорида натрия в пищевых продуктах ис:ледовали процесс удаления его избытка из консервированной ламинарии обработкой в воде. Установлены режимы, при которых возможнс снижение содержания хлорида натрия в ламинарии до 2 % (рис. 4).

Исследования показали, что при консервировании ламинарии с повышенным содержанием влаги (более 85 %) после обработки в воде ткани водоросли размягчались и сырье становилось не пригодным для приготовления пищевой продукции.

Я

'Л

1

Рис. 4. Влияние режимов водной обработки на остаточное содержание хлорида натрия в консервированной ламинарии: 1 - ГМ 1:2, варка 20 мин; 2 - ГМ 1:2, двукратное отмачивание по 20 мин; 3 - ГМ 1:2, отмачивание 20 мин, варка 20 мин; 4 - ГМ 1:3, двукратное отмачивание по 20 мин; а - слоевища; б - шинкованная

Экспериментально установлено, что в качестве ингибитора размягчения тканей ламинарии наиболее рационально использовать хлорид кальция. Результаты определения предельного напряжения, соответствующего разрушению структуры ткани соленой ламинарии, обработанной хлоридом кальция, показали, что с увеличением его концентрации прочность тканей водоросли возрастает (рис. 5). «

§

Рис. 5. Влияние концентрации хлорида кальция на прочность тканей ламинарии: 1 - водоросль, отмоченная в воде;2 -водоросль, отмоченная, термооб-работанная и и & г,*> и л' Эффект уплотнения наступает при добавлении хлорида кальция в интервале концентраций 0.5-1,0 % как при использовании солевой смеси (№С1+ СаС12) в процессе консервирования, так и при обработке уже соленой ламинарии хлоридом кальция, что обеспечивает стабильность еб консистенции после отмачивания в воде и термообработки.

Щ7

Сравнительные исследования влияния способов консервирования на структуру тканей ламинарии позволили установить: обработка формалином, обычно используемым фиксатором природных тканей, вызывает незначительное обезвоживание клеток, которые после промывания в воде имеют природную форму и строение (рис. 6, а, б). Замораживание ламинарии при минус 18°С отрицательно влияет на стук-туру тканей и клеток, которые после размораживания теряют воду, деформируются (рис. 6. в). После высушивания и последующего восстановления в воде клетки набухают, однако остаются деформированными (рис. 6. г). Воздействие высокой концентрации хлорида натрия вызывает сильнейший плазмолиз клеток тканей ламинарии (рис. 6, д) и нарушение их структуры, а после промывки соленого слоевища в воде клетки набухают, оболочки выравниваются, но протоплазма остается в сжатом состоянии (рис. 6, е). Введение катионов кальция при консервировании водорослей в состав солевой смеси приводит к более сильному обезвоживанию тканей (рис. 6, ж), но после промывки в воде структура тканей и клеток восстанавливается без нарушения (рис. 6, з) и близка обработанной формалином.

Вероятно, введение катионов кальция при обработке ламинарии смесью солей (НаС1+СаС12) обеспечивает образование дополнительного количества нерастворимого альгината кальция в тканях вследствие высокого сродства альгиновой кислоты к двухвалентным катионам, что способствует укреплению клеточных стенок и межклеточников, уплотнению тканей водоросли. Модельные эксперименты показали, что высокая концентрация хлорида натрия не вызывает деструкции молекулы альгината кальция, но частично разрушает молекулу альгината натрия (рис. 7). Исследования выхода и физико - химических свойств альгинатов, выделенных из ламинарии, консервированной смесью солей (НаС1+СаС12), не показали заметных отличий от альгинатов, полученных из сушеной.

21

Рис. 6. Гистологическое строение ламинарии: а - консервированной формалином, б -отмоченной от формалина; в -размороженной; г - восстановленной из сушеной; д - консервированной хлоридом натрия; е - отмоченной от хлорида натрия; ж - консервированной смесью хлоридов натрия и кальция;' з - отмоченной от смеси солей (х250)

Рис. 7. Влияние концентрации хлорида натрия на вязкость (£) альгината натрия, полученного из альгината кальция; I - альгината, обработанные растворами ИаС1 в течение 1 сут; II - то же в течение 30 сут

На основании результатов исследований разработана технология консервирования бурых водорослей смесью солей хлоридов натрия и кальция, включающая их прессование до содержания влаги не более 60 %. что позволяет отказаться от использования тузлука при хранении консервированных водорослей. Новизна технического решения защищена патентом РФ.

В пятой главе "Обоснование и разработка технологий получения ионозависимых полисахаридов из морских водорослей" показано, что наиболее перспективным для получения высокомолекуляр-

а—б

9-е

^ п-Ю"}Ла-С т

9 8 7 6

5 *

Ае^Ш(Са)!

Ае$№(СаЩ

А(дА/а1

Аед#а>

/ 5 /0/5 20 25

С, %

ных альгинатов с заданными физическими свойствами и повышенным содержанием L-гулуроновой кислоты является использование бурых естественных водорослей, отнесенных к первой группе в схеме классификации (см. рис. 3), и ламинарии японской, культивируемой по биотехнологии с регулированием глубины ее выращивания на втором году развития.

В технологии получения альгината из бурых водорослей основным процессом, влияющим на выход продукта и его физико-химические свойства, является предварительная обработка водорослей. В случае использования сушеных водорослей предварительную обработку обычно проводят 0,5 %-ным раствором соляной кислоты в течение 2 ч при 20°С независимо от вида и качества сырья, поступающего на переработку. Это обеспечивает извлечение только 10 % кальция, связанного с альгиновой кислотой, при этом выход альгината не более 20 % в расчете на воздушно-сухую водоросль, что составляет 60 % содержащейся в ламинарии альгиновой кислоты. Известно, что полиманну-роновые (М) альгинаты находятся в межклеточном пространстве тканей водоросли и при экстрагировании с большей легкостью переходят в раствор, чем полигулуроновые (G). которые, связываясь с двухвалентными металлами, образуют сложную структуру и при недостаточной обработке кислотой остаются в клеточных стенках, маскируясь целлюлозой [Free, Preston, 1962; Myklestad, 1968; Rees, 1972].

Наши исследования химического состава культивируемой ламинарии японской показали, что количество поливалентных катионов (Са++), связанных химической связью с альгиновой кислотой водоросли возрастает в процессе ее роста, что приводит к увеличению содержания нерастворимого альгината в тканях водоросли.

Известно, что нерастворимый альгинат в водорослях может быть превращен в растворимый с помощью ионообменного процесса двумя последовательными стадиями:

(С5Н704С00)2Са + 2НС1 = 2С5Н704С00Н + СаС12 (1) 2С5Н704СООН + Иа2 С03 = 2С5Н704СООИа + Н20 + С02 (2)

В стадии (1) при обработке водоросли кислотой удаляются все катионы металлов, связанные с альгиновой кислотой. Эффективность процесса экстрагирования альгината - стадия (2) - находится в зависимости от степени очистки функциональной группы альгиновой кислоты от катионов на первой стадии.

В то же время гликозидные связи альгиновой кислоты, соединяющие звенья мономеров, чувствительны к действию кислот [Кочетков и др., 1967]. В связи с этим в технологии альгината нам необходимо было установить продолжительность предварительной обработки водорослей кислотой, её концентрацию и температуру - факторы, катализирующие реакцию отщепления поливалентных металлов от карбоксильной группы альгиновой кислоты. Было установлено, что при обработке ламинарии 0,5 %-ным раствором соляной кислоты в течение 2 ч можно увеличить выход альгината натрия до 23 % (рис. 8).

Рис. 8. Зависимость выхода (1) и вязкости (¡1) (2) альгината от температуры 0,5%-но-го раствора соляной кислоты

а го

во

Вязкость водных растворов готового продукта альгината натрия не изменялась при повышении температуры 0,5%-ной соляной кислоты до 50 0С при предварительной обработке водоросли.

Увеличение концентрации кислоты до 1,5 % и температуры ее раствора до 50 0 С за 2 ч позволило увеличить выход альгината натрия на 4-8 % (рис. 9, б). Повышение температуры целесообразно ограничить 30 °С, так как при одновременном увеличении концентрации раствора соляной кислоты и его температуры растет фактор риска деструкции альгината (рис. 9, а).

!e ■ о

V6

^28 т

I"

20,

Рис. 9. Зависимость вязкости альгината (Ч ) (а) и его выхода (б) от температуры и концентрации раствора соляной кислоты

20

50

Рациональный режим кислотной обработки водоросли устанавливали при проведении процесса с ограничением концентрации раствора кислоты от 1,0 до 4,0 %. продолжительность обработки от 30 до 120 мин при температуре 30 0 С (рис. 10). Результаты показали, что высокомолекулярная фракция альгиновой кислоты экстрагируется из тканей водоросли после обработки их 2,0 %-ным раствором соляной кислоты в течение 60 мин (рис. 10. б). Увеличение концентрации раствора соляной кислоты более 2 % нецелесообразно, поскольку воздействие 3 %-ной кислоты в течение 60 мин и 4 %-ной в течение 30 мин вызывает частичную деструкцию полимера, снижение его выхода и вязкости (рис. 10. а, б).

ВтЗ,'/, 28

26

Я

2¡i

22

HSf У

ь 1

30 60

so na TttruH

zt>

io

io c.'/.

Рис. 10. Зависимость выхода альгината (а) и его вязкости (£) (б) от концентрации соляной кислоты и продолжительности обработки

Предварительная обработка водоросли в установленном режиме позволяет увеличить выход альгината натрия до 26,5 % с увеличением выхода высокомолекулярной фракции, обогащенной блоками Ь-гулу-роновой кислоты, что подтверждено исследованиями состава алъгина-тов методами ГЖХ и 13С-ЯМР (рис. 11, табл. 3).

Рис. 11. Спектры 13 С-ЯМР контрольного (1) и опытного (2) аль-

гинатов из Laminarla japónica

Таблица 3

Влияние условий кислотной обработки ламинарии (естественной и культивируемой) на выход и физико-химические свойства альгината

Наименова- Условия предварит. Выход Молек. Соотношение уро-

ние альги- обработки ламинар. аль- масса. новых кислот, M/G

ната С, Т. гина- дан н ы е

% мин °С та, % кОа ГЖХ ЯМР-13С

Альг-Na (1) 0,5 120 20 19,8 105 2,1 -

из культ. (2) 1.5 120 30 25,6 197 1,6 -

Альг.Na (1) 0.5 120 20 22,6 300 2,2 2,0

из естест. (2) 2,0 60 30 26,5 540 1,2 1,1

Примечание: (1) - контрольный альгинат; (2) - опытный

Степень экстракции альгината и процент извлечения кальция, структурно связанного с альгиновой кислотой водоросли - взаимосвязанные величины, зависящие от концентрации соляной кислоты, используемой на стадии предварительной обработки сырья; масса водорослевого остатка также зависит от ее условий (рис. 12).

ву, Рис. 12. Зависимость степе-

/оо го 60 40 20

Са,% н.

я

1

го

/о

¡о ни извлечения структурно-связанного кальция (1), экстракции альгината (2) и массы водорослевого остатка (3) от концент-

** ** 49 с?'/. рации раствора соляной кислоты

Таким образом, установлен принцип дифференцированной кислотной обработки бурых водорослей для регулирования физико-химических свойств альгинатов. на основе которого разработаны "Способ получения пищевого полуфабриката из ламинарии японской" с радио-сорбционными свойствами и "Способ комплексной переработки бурых водорослей", новизна технического решения защищена патентами РФ.

При использовании ламинарии, консервированной солевой смесью (ШС1+СаС12), для получения альгината была установлена возможность проведения технологического процесса без кислотной обработки водорослей, так как при длительном постепенном воздействии ионов натрия происходит ослабление клеточной стенки (см. рис. 6, д), а ионы кальция, связываясь с альгиновой кислотой, удерживают общую структуру тканей водорослей (см. рис. 6, з). Альгинаты, полученные из водорослей, консервированных солевой смесью, содержащей ионы кальция, обладали высокой вязкостью водных растворов и молекулярной массой (48,0 -10"3Па -с и 821 кБа), в то время как альгинат из ламинарии, консервированной только хлоридом натрия, имел в среднем то же значение вязкости и молекулярной массы, что и из сушеной ламинарии, - не более 100 кБа.

Смешанные натрий-кальциевые альгинаты получали после осаждения альгиновой кислоты смесью растворов соляной кислоты и хлорида кальция в концентрациях, регулирующих содержание катиона кальция не более 4 % в готовом продукте. Исследование влияния отрицательных температур на физико-химические свойства альгинатов показали их неизменность при хранении как кислых, так и нейтральных (Альг.Са) гелей в течение 12 мес при температуре минус 18 °С, что позволило применить такой способ хранения полуфабриката.

На основании проведенных исследований разработана технологическая схема получения альгиновой кислоты и ее солей (рис. 13) и комплект НТД, которые были положены в основу исходных требований к проектированию линии по производству альгинатов 100 т/год.

Экстракт

Маннитный

комплекс

Маннит

ЛАМИНАРИЯ

^ Ч

Сушеная Соленая

Обработка в р-ре HCl Промывка

Альп,„о=1„ к-та I

Смешивание с На? СО, Сушка

/ \

Альгинат Альгинат

1.0 - 1,5 - 2,0 % ♦

Промывка до рН 7 |-

+ Г

Экстрагирование при рН 9,0

Очистка экстракта -

1-0 с а ждение

+ ♦ +

НС1 НС1+СаС12 СаС12

в воде

А^НСа Сушка

Альгинат кальция

ч

Альгинат кальция

Замораживание

Альгинат

кальция

(гель)

Водорослевые

отходы +

Кормовая продукция 'Обработка

р-ром НС1 +

Промывка до

натрия натрия-кальция

pH 3,0-4,0

Альгиновая кислота *

Замораживание Альгиновая

Смешивание с На? С0Л +

Суш к а -

А N.

Альгинат натрия Альгиновая кислота кислота(гель)

Рис. 13. Технологическая схема получения солей альгиновой кислоты

Во втором разделе Главы 5 представлены материалы по разработке технологии получения каппа-каррагинана из хондруса.

Теоретические исследования и проведенные нами эксперименты показали, что процесс экстрагирования каррагинана принципиально не отличается от процессов экстрагирования агара, агароида и т.д. Однако установленные химический состав и свойства гелеобразующего полисахарида, содержащегося в хондрусе, обусловливают определенные особенности в проведении отдельных этапов технологического процесса.

Известно, что каррагинан извлекают из водоросли горячей водой. и поэтому в качестве экстрагента нами была взята вода [Усов. 1985].

Продолжительность экстрагирования, температура экстрагента и гидромодуль ГМ (соотношение воздушно-сухие водоросли:экстрагент) - три взаимосвязанных фактора, влияющих на выход и качество продукта.

Нами установлено, что максимальное извлечение экстрактивных полисахаридов из хондруса происходит за 2,5-3,0 ч при температуре 93-95°С. Выход каррагинана при этом составлял 40,3 % (рис. 14).

В процессе экстрагирования ГМ существенно влияет на выход каррагинана, так как с уменьшением ГМ до 1:30 возрастает вязкость экстракта, что затрудняет его очистку фильтрованием и на 18 % снижает выход продукта. При увеличении ГМ до 1:80 образуется слабоструктурированный технологический гель, что приводит к потерям каррагинана в процессе его обезвоживания.

Таким образом, режимы экстрагирования полисахарида из хондруса - продолжительность 2,5-3,0 ч, температура 93-95°С и ГМ 1:60 -наиболее приемлемые, обеспечивающие высокий выход каррагинана.

ВШеЗ '/,

Рис. 14. Зависимость выхода каррагинана от температуры, продолжительности экстракции и гидромодуля (ГМ): 1 - ГМ 1:60; 2 - ГМ 1:80; 3 - ГМ 1:30

Т.'с

В связи с тем, что полисахарид хондруса содержит 80% каппа-компоненты, осаждение каррагинана проводили хлоридом калия. Было установлено, что на процесс осаждения, который оценивали по прочности технологического'геля, оказывает влияние температура экстракта и концентрация осадителя.

Экспериментально установлено, что наибольшую прочность имеют гели, полученные при введении 0. б % хлорида калия в экстракт с температурой 70°С. вероятно, вследствие тепловых конформационных изменений макромолекул и количественного присоединения катиона к каррагинановой кислоте (рис. 15). В соответствии с полученными результатами составлена нормограмма расхода КС1 на единицу сухого вещества, содержащегося в экстракте. Гель, осажденный при установленных условиях, обладал достаточно высокой прочностью и был удобен для последующей обработки (обезвоживания и сушки).

Известно, что среды для иммобилизации животных клеток, содержащие Са++ и Ш4+. оказывают положительное воздействие на их жизнеспособность [Вудворд, 1988]. В связи с этим исследовали влияние катионов кальция и аммония на физические свойства каррагинана с целью применения его в биотехнологии иммобилизации животных клеток. Установлено, что физические свойства каррагинана

зависят от природы катиона и степени насыщения им структуры полисахарида (табл. 4). Показано, что катион кальция не принимает участия в гелеобразовании растворов каррагинана. Полученные данные подтверждают теоретические представления о главной роли катиона калия в процессе гелеобразования каппа-каррагинана. Производные каррагинана: Са - и - каррагинаны, - были испытаны на возможность их применения в биотехологии инкапсулирования клеток животных. Результаты по тестированию показали, что каррагинаны не являются цитотоксичными, и гранулы, приготовленные из них, удовлетворительны по механическим свойствам.

Рис. 15. Зависимость прочности геля осажденного каррагинана от температуры экстракта и концентрации раствора хлорида калия

Таблица 4

Физико-химическая характеристика каппа-каррагинана в зависимости от природы катиона

Вода Минер. в том числе 2 %-ный вод. р-р карраг.

Наименование в-ва к+ Са++ вязкость прочность

каррагинана % сухого вещества п •10"3Па -с геля, г/см2

К-карраг. 9,6 ГШ4-карраг. 15,7 Са-карраг. 12,5

21,1 6,70 0,17 1,0 0,11 0,08 17.8 0,10 3,10

680

33,2 150

26,6 150

Нами было установлено, что структура природного полисахари-

да хондруса является отклоняющейся от регулярной, что определяет его низкие гелеобразующие свойства и подтверждает необходимость модификации структуры.

В полисахаридах группы каррагинана распространенным нарушением регулярности строения является наличие остатков 6-сульфата Б-галактозы, которые могут быть устранены под воздействием щелочи при определенных условиях за счет отщепления сульфатных групп при С-6 с образованием дополнительных ангидроциклов Шэоу, 1980; БшИзгос! еЬ а1., 1989].

Проведенные исследования показали возможность регулирования структуры каррагинана обработкой хондруса 2 %-ным раствором КОН, при температуре от 50 до 70°С и продолжительности 1 ч. что приводит к отщеплению сульфатных групп и увеличению прочностных показателей каррагинана (табл. 5). Но в результате щелочной обработки водоросли вследствие диффузии полисахарида в раствор значительно уменьшается выход каррагинана (рис.16).

Рис. 16. Влияние способов ■ модификации на выход ш , проч-

Л г/ш'

Выход, геми. *

к® ность геля пш каррагинана и со-

690

«» держание сульфогрупп □ : 1, 2, <00

*» 3 - модификация полисахарида в водоросли; 4, 5, 6 - модификация полисахарида в растворе Обработка экстракта полисахарида гидрооксидом калия при тех же условиях, что и в водоросли, позволяет получить продукт с более высокой гелеобразующей способностью. Выход каррагинана составил 39-40 % (рис. 16, табл. 5).

Результаты анализа модифицированных каррагинанов в сравнении с природными показали, что часть сульфогрупп в молекулах исследуемых полисахаридов отщеплялась под влиянием щелочи и образовывалось дополнительное количество гидрофобных остатков

3,6-ангидро-Д-галактозы. Об этих изменениях свидетельствует отсутствие пика в спектре модифицированного каррагинана в области химического сдвига 104,8 м.д. (рис. 17). Химическая модификация каррагинана приводит к увеличению соотношения A/G в его молекуле до 0,95-0,99 и повышению регулярности строения молекулы полисахарида.

Таблица 5

Физико-химическая характеристика природного каррагинана (1), модифицированного в водоросли (2) и в растворе (3)

№ Прочность геля 2 %- Коэффи-

п/п Содержание, % ного раствора, г/см2 циент

эффек-

G 3.6-А S03Na A/G осажд. неосажд. тивности

1. 30.5 18.6 19,8 0.65 440 135 -

2. 31,7 26,7 14.3 0.95 820 840 0.8

3. 25,1 24.9 12,0 0.99 950 950 2,7

Рис. 17. Спектры 13С-ЯМР природного (а) и модифицированного (б) каррагинана Chondrus armatus

Коэффициенты эффективности (Кэ) для каждого способа модификации, рассчитанные по формуле: Кэ » (Рм х Вм)/(Р х В), где Вм и Рм - выход и прочность геля модифицированного каррагинана в водорос-

ли или в растворе, В и Р - выход и прочность геля осажденного каррагинана, показали, что модификация полисахарида в растворе проходит в 3 раза эффективнее по сравнению с модификацией в водоросли (табл. 5).

Гель каррагинана, так же как и гель альгиновой кислоты или альгината калышя, после осаждения из экстракта содержит до 98 % воды, и его очистка и высушивание требуют значительных энергозатрат. В связи с этим провели исследование процесса обезвоживания и очистки каррагинана альтернативными способами - прессованием и замораживанием-оттаиванием. Установлена математическая зависимость степени обезвоживания каррагинана от нагрузки на слой геля, его высоты и продолжительности прессования. По полученным значениям вычислены коэффициенты регрессии и составлено уравнение зависимости степени обезвоживания от параметров прессования.

Рассчитанные коэффициенты регрессии отражены в уравнении: У = бТ.Э+О.ЭТХ^О.бгХг+О.бТХз+О^гХгХз-О.БТХ^з, где X! .- нагрузка на слой геля, п • 105 Па; Х2 - высота слоя, мм; Х3 - продолжительность прессования, ч.

Анализ показал, что основным фактором, влияющим на степень обезвоживания, является нагрузка на гель каррагинана. Уменьшение высоты слоя геля и увеличение продолжительности в равной степени увеличивают степень обезвоживания. Проведенные исследования показали, что в качестве способа обезвоживания геля каппа-каррагинана следует использовать метод прессования, который является более простым в исполнении, энергетически выгодным, следовательно, более эффективным. Установленные условия прессования позволили увеличить концентрацию каррагинана в геле в 14 раз по сравнению с исходным.

На основании проведенных исследований разработана технологическая схема (рис. 18) получения каррагинановых солей и комплект

НТД. Проверка технологического процесса на экспериментальной установке показала, что процесс получения каррагинана воспроизводим, легко контролируем и управляем, обеспечивает стабильность высокого выхода и качества продукции.

ХОНДРУС ♦

Подготовка

водоросли

Экстракция

Фильтрация -1

- Экстракт -

Осаждение ж" + (СаС12, га4С1

Охлаждение

I

Желирование +

Измельчение -

КС1)

Модификация +

Нейтрализация и охлаждение

_I

■ Прессование Измельчение Плавление

Замораживание

1

Обезвоживание спиртом

Растворение I

Желирование ^

Измельчение „ *

Прессование и

Водорослевый

остаток „ *

Высушивание

Кормовая

продукция

Мороженый гель

измельчение-

Каррагинан

калия

пищевой

Сушка -<-

Измельчение ♦

Каррагинан аммония

I

Каррагинан кальция

Обезвоживание спиртом

Каррагинан калия модифицированный

Рис. 18. Технологическая схема получения каппа-каррагинан. Опытные партии каррагинана калия, аммония, кальция были испытаны в НИИ цитологии г. Санкт-Петербург для иммобилизации живот] клетки и получили положительную оценку.

В шестой главе "Экологические и экономические основы разработки технологии комплексного производства продуктов переработки бурых водорослей" рассматриваются теоретические и практические проблемы охраны окружающей среды, предлагается решение их путем создания замкнутого производственного цикла водопотребления с очисткой сточных вод на отдельных технологических процессах, а также создания безотходных технологий переработки морских водорослей и повышения экономической эффективности производства получением дополнительных продуктов из отходов производства.

Исследования показали, что при совмещении процесса кислотной предварительной обработки сушеных водорослей в технологии получения альгината с экстрагированием маннита возможно его количественное извлечение без деструкции полимера альгиновой кислоты.

Установлено, что режим экстрагирования маннита из сушеной ламинарии: концентрация кислоты в экстракте - 0,5-1,0 %; температура экстрагирования - 40°С и время обработки 3 ч, наиболее прием-

V

лем, так как не оказывает отрицательного воздействия на выход альгината и его вязкостные свойства (рис. 19). Для насыщения экстракта маннитом использовали 3-кратную экстракцию, вследствие чего выход маннита в экстракт увеличился до 16 % при высоком выходе альгината - 19 % (рис. 19, г).

После нейтрализации экстракта и его фильтрации концентрирование проводили без доступа воздуха при температуре не более 60°С в два этапа - до появления первых кристаллов 'солей при плотности экстракта 1,27 г/см3 и испарении около 1/3 его объема. Кристаллы солей отделяли фильтрованием, фильтрат упаривали до плотности 1,3-1,34 г/см3, при достижении которой выпадают первые кристаллы маннита. Концентрированный экстракт охлаждали до температуры 5 °С, ив этих условиях выкристаллизовывалась маннитно-солевая смесь. Способом однократной спиртовой экстракции из смеси был получен продукт - "маннитный комплекс" с

содержанием золы 6 % и основного вещества - маннита - 94 %.

< «/> т, и'с у

-Л

V \

I

&

• в

• н

13 * 5 I 7

—|—I—I—I—1—I—г*

«/ и и

¿отрмуочиг лемлц р

Ж

а) jhru.it

ч.

у

г)

Л

Н

Рис. 19. Зависимость вькода маннита в экстракт (М). выхода альгината (А) и его вязкости (£) (В) от: а - продолжительности обработки; б - концентрации кислоты: в - температуры экстракции; г - кратности экстракции

я и

! г ) * !

фаляат мсфЛуия

Разработана технология получения кормового порошка из щелочных водорослевых отходов при получении альгинатов, сущность которой сводится к обработке водорослевого остатка сточными водами основного производства, содержащими катионы кальция и солянокислый раствор свободных аминокислот и микроэлементов (см. рис. 13); последнее создает условия регулирования рН отходов и повышения в них полезных веществ. Кормовой порошок испытан в кормлении сельскохозяйственных животных, разработан способ его применения, новизна которого подтверждена авторским свидетельством.

На основании проведенных исследований были разработаны новые технологические принципы обработки бурых водорослей, заключающиеся в создании наиболее приемлемых условий экстрагирования маннита, с одновременным получением высокомолекулярного альгината и кормового порошка. Новизна предлагаемого способа комплексной переработки бурых водорослей защищена патентом РФ.

1

В седьмой главе "Научно-практические основы применения ионо-зависимых полисахаридов при производстве пищевых и лечебно-профилактических продуктов" - альгинатов и каррагинанов. полученных по технологии разработанной нами, рассмотрено использование их в качества традиционных стабилизаторов эмульсионных систем и рыбных фаршей. Показаны новые направления использования альгинатов и альгинатсодержащих продуктов в качестве энтеросорбентов радионуклидов и тяжелых металлов, а также для профилактики и лечения гастроэнтерологических и аллергических заболеваний.

В первом разделе Главы 7 показаны результаты исследований загущающей способности альгината натрия и зависимость вязкости его растворов от концентрации альгината, молекулярной массы и температуры (рис. 20).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при изготовлении пищевых продуктов с заданными реологическими и лечебно-профилактическими свойствами следует регулировать количество вводимого альгината в зависимости от его молекулярной массы и с учетом необходимости суточного потребления 1-2 г/день.

Исследование поведения альгинатных растворов показало снижение их вязкости на 66,7-76,3 % при повышении температуры от 20 до 80 °С в зависимости от молекулярной массы альгинатов. Последующее

Рис. 20. Зависимость

вязкости

альгинатных

растворов от молекулярной массы альгинатов.

концентрации и температуры растворов: 1 - молекулярная масса альгината 52 кБа; 2-85 кОа; 3-115 кБа; 4 - 193 кОа; 5 - 280 кОа

охлаждение до 20 0 С приводит их вязкостные характеристики к исходным показателям, что свидетельствует о термостабильности аль-гинатов и возможности использования при изготовлении продуктов, подвергающихся термообработке.

Исследования эмульгирующей способности альгината натрия в системах сухое молоко-сахар-вода и вода-растительное масло показали, что введение в системы 0,2-0,4 % альгината без изменения рН среды дает такую же вязкость системы, как при использовании в качестве эмульгатора 5 % яичного белка. Эмульгирование молочных продуктов в присутствии альгината натрия создает эффект устойчивости эмульсий при концентрации альгината от 0,2 до 0,4 % и рН среды от 6,5 до 4,7. что позволяет полностью вывести из системы яичные белки, обычно используемые в качестве стабилизатора, а также снизить концентрацию сахара в 1.4 раза, масла - почти на 50,2 %. Увеличение содержания в продукте альгината натрия с молекулярной массой 30-60 кБа до 4.0-4,5 % или с молекулярной массой 100-280 кБа до 2-3 % приводит к созданию прочной структуры, а консистенция продукта становится пастообразной. Эмульсионные и пастообразные структуры устойчивы при температуре 18-25 °С в течение не менее 14 сут, при температуре О °С - не менее 3 мес. Замораживание при минус 18 °С, хранение в течение 3-4 мес и последующее размораживание не приводят к нарушению структуры систем.

Альгинаты и каррагинаны применяют в качестве связующего вещества при изготовлении мясных и рыбных структурированных продуктов для увеличения водоудерживающей способности, следовательно, и сочности продукта [Богданов. Сафронова, 1994]. Наши исследования изменений прочности термообработанного при 90 °С в течение 1 ч фарша минтая с последующей стабилизацией структуры в течение 24 ч при температуре 5 °С показали, что внесение 0,6 % каррагинана улучшает структурно-механические свойства фарша и

увеличивает его прочность до 500 г/см2 по сравнению с фаршем, содержащим 10 % крахмала, прочность которого 380 г/см2 . Внесение 1,5 % альгината в фарш при полной замене крахмала увеличило его липкость, формуемость без заметного увеличения прочности. При этом значительно повысились технологические характеристики фарша и органолептические показатели термообработанного продукта.

Исследование студнеобразующих свойств каппа-каррагинана показало возможность регулирования прочности геля 2 %-ного раствора путем растворения его в электролите, например в растворе хлорида калия, так как прочность геля растет при увеличении концентрации от 0,2 до 0,6 % КС1 (рис. 21).

•ч №

Г

|. т

100

Рис. 21. Влияние концентрации раствора хлорида калия на прочность геля 2 %-ного раствора каррагинана:

..... 1 - прочность исходного геля

о,г оя об <ш а

концентрация ксс.% - 140 г/см2; 2 - 300 г/см2;

3 - 390 г/см2

■ Использование этого свойства каррагинана возможно при изготовлении из него продуктов, не подвергающихся замораживанию, так как увеличение концентрации электролита приводит к увеличению явления синерезиса. особенно при понижении температуры ниже минус 5 °С. Водные растворы каррагинана не подвержены синерезису ни при замораживании-оттаивании, ни при хранении при температуре 5 °С в течение 30-35 сут.

При разработке технологий продуктов эмульсионного и пастообразного типа на основе морских водорослей и полисахаридов осуществляли общий методологический подход, включающий их комплексное исследование: химический состав, реологические, органолептические и микробиологические характеристики.

Во втором разделе Главы 7 приведены исследования возможности применения альгинатов и альгинатсодержащих продуктов в качестве энтеросорбентов радионуклидов и в медицинской практике. В результате проведенных исследований установлены спазмолитические свойства альгината натрия и альгинатсодержащих продуктов, их способность связывать и выводить токсические вещества. Разработаны рекомендации по приему альгинатсодержащих продуктов для лечения гастроэнтерологических и аллергических заболеваний.

На основании проведенных исследований сорбционных свойств солей альгиновой кислоты со стабильными катионами кальция и стронция было установлено, что наиболее высокой сорбционной активностью по отношению к стронцию обладают альгинаты натрия с повышенным содержанием L-гулуроновой кислоты. Медико-биологические испытания, проведенные в Украинском Центре радиационной медицины, показали, что in vivo более эффективны кальциевые соли альгиновой кислоты: альгинат кальция абсорбирует и выводит 72,3 % стронция-85 из организма животных (по отношению к контрольной группе), натрий-кальций альгиновокислый - 66,3 %, альгиновая кислота - 61,4 %, альгинат натрия- 52,6 %.

Полученные данные позволили сделать заключение о том, что эффективные энтеросорбенты радионуклидов следует получать из водорослей, содержащих альгинаты с преобладанием L-гулуроновой кислоты, например из черешков и ризоидов ламинарии японской. В качестве другого способа предложено регулирование процесса кислотной предобработки бурых водорослей с целью выделения фракции альгиновой кислоты, обогащенной L-гулуроновой кислотой, с обязательным введением катиона кальция в любую соль альгиновой кислоты.

Проведенные исследования показали, что альгинаты являются эффективным средством профилактики внутреннего облучения и выведения из организма человека долгоживущих радионуклидов, особенно, стронция-90.

На основании полученных результатов разработаны технологии 12 видов альгинатсодержащих лечебно-профилактических продуктов, а также схема основных направлений использования ионозависимых полисахаридов в различных отраслях хозяйства (рис. 22).

I ИОНОЗЛВИСИМЫЕ ПОЛИСАХАРИДЫ]

АЛЬГИНАТ

X

| Кальция[ |Натрк-т—кальция| |Натрил,

Альгинатсодержащий •ААМИНАЛЬ»

\КАППА — К А Р Р А Г И НА Н ¡Ак

I Калия I

_Г

| Кальция |

[ В медицине |

/

X

Энтеро— сорбенты радионуклидов и Лечение аллергий. ЖК/тракта нммуной

тяжелых системы

металлов -

Порошки М* приготовления

Таблетки

и порошки 1%-ных

5 в:дев -1- растворов

-- 3 вида +•

В пищевой промышленности | I '

IВ биотехнологии I

Загустители и стабилизаторы сшцевих рыбных и молочных систем

"С

Студвеобра— зователи

Иммобилизация

клеток + ферментов * бактерий '

Соусы типа майонеза Молочные продукты Консервы из рыбы с соусом-Ь Желейные продукты типа мармелад +

4 вида + 3 вид а +

1

Инкапсулирование клеток животных+

+ — наши результаты, • — литературные данные.

Рис. 22. Схема использования ионозависимых полисахаридов из морских водорослей „

ВЫВОДЫ

Результаты проведенных исследований позволили сформулировать следующие выводы:

1. Научно обоснованы и разработаны основные принципы регулирования физико-химических свойств и структуры ионозависимых полисахаридов морских водорослей: выбором естественного сырья или выращиванием в контролируемых условиях; способом предварительной обработки сушеных водорослей или консервированных смесью солей, состоящей из хлоридов натрия и кальция; химической модификацией структуры полисахаридов в процессе их получения.

2. Разработана классификация морских водорослей, определяющая направления их использования, которая подтверждена исследованиями химического состава естественных и культивируемых морских водорослей, а также физико-химических свойств полисахаридов и состава их мономеров.

3. Подтверждено, что качество водорослей и направления их использования находятся в прямой зависимости от сезона сбора, условий культивирования. Предложен способ получения высококачественного сырья путем регулирования глубины выращивания ламинарии второго года развития. Новизна способа защищена авторским свидетельством.

4. Научно обоснована взаимосвязь между клеточным строением тканей ламинарии и полисахаридным составом, а также установлено влияние катионов кальция на процесс стабилизации структуры тканей водорослей. Разработана технология консервирования ламинариевых водорослей смесью хлоридов натрия и кальция для производства пищевой продукции и альгинатов. Новизна технического решения защищена патентом РФ.

5. Показано, что степень экстракции альгиновой кислоты из водорослевого материала зависит от количества поливалентных металлов (кальция), связанных с альгиновой кислотой.

Установлены условия предварительной обработки ламинарии раствором соляной кислоты в интервале концентраций от 1,0 до 2,0 % при температуре 30 °С и продолжительности 60 мин, которые обеспечивают увеличение выхода высокомолекулярной фракции альгината, обогащенной Ь-гулуроновой кислотой.

Установлено, что при использовании в производстве альгинатов и альгинатсодержащих продуктов, консервированных хлоридом натрия бурых водорослей, из технологической схемы возможно исключение процесса кислотной предобработки, что способствует уменьшению расхода реагентов.

6. Изучены состав и строение полисахаридов красных водорослей. С помощью химических методов исследования и спектроскопии 13С-ЯМР установлено, что сульфатированный галактан хондруса шипо-

ватого (СЬопйгиз агтаШэ), относится к группе каррагинанов и представляет собой каппа-йота-гибрид (соответственно 80 и 20 %). Подтверждено, что агар анфельции тобучинской (АйпГеШа ^ЬисМ-епз!з) по физико-химическим свойствам и строению является истинной агарозой, линейные молекулы которой содержат повторяющиеся дисахаридные звенья 3,6-ангидро-4-0-р-Б-галактопиранозил-а- ь-га-лактопиранозы, связанных 1-> 3 связями. На основании этого обоснована возможность использования нового вида сырья хондруса шиповатого для получения каррагинанов широкого спектра свойств: загустителей и гелеобразоватей, а также целесообразность направления анфельции на производство агарозы, что позволило расширить сырьевую базу за счет ранее не используемого сырья.

7. Научно обоснован и разработан технологический процесс получения каррагинановых солей из хондруса. Исследованы условия экстрагирования и осаждения каррагинана, очистки и обезвоживания геля, модификации полисахарида непосредственно в водоросли или в экстракте, позволяющие увеличить его гелеобразующую способность вследствие увеличения регулярности строения макромолекул. Показана эффективность и преимущество способа модификации природного каррагинана в растворе. Установлена возможность получения каррагинанов - гелеобразователей при взаимодействии каррагинановой кидлоты с катионом калия, загустителей - с катионами кальция и аммония.

8. Разработан способ обработки бурых водорослей, основанный на создании рациональных условий экстрагирования маннита, одновременно способствующих получению высокомолекулярного альгината. Обоснована двухстадийность процесса упаривания солянокислого экстракта, содержащего маннит. Показано, что сточные воды являются потенциальным сырьем для получения "маннитного комплекса" или

маннита, а водорослевые отходы альгинатного и каррагинанового производства - кормовой продукции. Способ комплексной переработки бурых водорослей защищен патентом РФ.

9. На базе сформулированной концепции регулирования физико-химических свойств ионозависимых полисахаридов разработаны и внедрены технологии получения солей альгиновых и каррагинановых кислот, "маннитного комплекса", консервирования ламинарии. Комплексность решения проблемы нашла отражение в разработанной технологии получения кормовой продукции и ее использовании, защищенной патентом РФ и авторским свидетельством.

10. Показаны основные направления использования альгинатов и каррагинанов в технологии пищевых продуктов, в медицинской практике; в биотехнологии инкапсулирования животных клеток.

На основании проведенных научно-экспериментальных исследований разработаны нормативно-технические документы на производство 22 видов пищевых, технических и кормовых продуктов. Новизна технических решений подтверждена тремя патентами РФ. двумя авторскими свидетельствами и одной заявкой на патент РФ.

И. Медико-биологические испытания альгинатсодержащих продуктов подтвердили эффективность их использования в качестве пищевых добавок как энтеросорбентов радионуклидов и тяжелых металлов, а также для лечения гастроэнтерологических и аллергических заболеваний. Биологические испытания кормовых добавок показали положительное влияние на обменные процессы в организме животных, состав крови, увеличение среднесуточного прироста массы.

Проведенные расчеты прогнозируемого и фактического экономических эффектов показали целесообразность и существенную прибыль от внедрения разработанных технологий.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Подкорытова A.B. О составе и физико-химических свойствах альгиновой кислоты и альгинатов из бурых водорослей. - Исслед. по технол. рыб. продуктов. - Владивосток: ТИНРО. - 1973. - Вып. 4. -С. 86-89.

2. Зимина Л.С.. Подкорытова А. В. Определение глутаминовой кислоты в водорослях // Изв. ТИНРО. - 1976. - Т. 99. - С. 19-22.

3. Подкорытова A.B. Динамика некоторых свободных аминокислот ламинарии японской в процессе роста и созревания репродуктивной ткани // Исслед. по технол. новых объектов промысла. - Владивосток: ТИНРО, 1980. - С. 53-57.

4. Зимина Л.С., Подкорытова A.B., Юденко Г.С. Химический состав отходов альгинатного производства // Исслед. по технол. рыб, беспозв. и водорослей дальневост. морей. - Владивосток: ТИНРО, 1982. - С. 107-114.

5. Подкорытова A.B., Шмелькова Л.П. Получение альгината натрия из отходов при обработке ламинариевых-// Изв. ТИНРО. - Владивосток, 1983. - Т. 108. - С. 53-56.

6. Подкорытова A.B., Шмелькова Л.П. Пищевая и техническая ценность ламинарии японской, культивируемой в Приморье // Там же. - С. 111-116.

7..Крупнова Т.Н., Подкорытова A.B. Морфобиологические группы Laminarla japónica, Aresch. и их биохимические особенности // Растительные ресурсы. - 1985. - Т. 21, вып. 2. - С. 210-216.

8. Подкорытова A.B. Влияние условий предварительной обработки морской капусты на выход и качество альгината натрия // Рыб. X03-B0. - 1985. - No 1. - С. 73-75.

9. Подкорытова А.В., Аминина Н. М. Усовершенствование методики определения массовой доли альгиновых кислот в альгинате натрия: Рац. предлож. - Удостоверение № 303, 22.07.86.

10. Подкорытова А.В., Аминина Н. М., Симоконь М.В. Сезонная динамика взаимодействия минеральных элементов с альгиновой кислотой в ламинарии японской // Исслед. по технол. гидробионтов дальневост. морей. - Владивосток: ТИНРО, 1986. - С. 84-91.

11. Подкорытова А.В., Буянкина С. К. Характеристика культивируемой ламинарии японской и ее использование в кулинарии // Рыб. хоз-во. - 1986. - N0 5. - С. 66-68.

12. Подкорытова A.B. Мономерный состав альгиновых кислот бу-

рой водоросли Laminaria japónica // Пробл. пр-ва продук. из красных и бурых водорослей. - Владивосток: ТИНРО, 1987. - С. 49-51.

13. Подкорытова A.B. Селективность ионообмена альгиновой кислоты и ее солей // I Всесоюз. совещ. "БАВ гидробионтов при комплексной утилизации ресурсов океана". - Владивосток: ТИНРО, 1988. - С. 95-97.

14. Подкорытова А.В., Врищ Э.А., Аминина H.М. Особенности химического состава фукусовых водорослей и производства из них пищевого альгината // Рыб. хоз-во. - 1989. - № 7. - С. 94-95.

15. Подкорытова A.B., Аминина Н.М. Модификация функциональных свойств альгиновой кислоты // Химия пищевых веществ. Свойства и использование биополимеров в пищевых продуктах: Тез. докл. Всесоюз. конф. - Могилев, 1990. - С. 210.

16. Podkorytova A.V. Chemical composition and exploitation of brown algae of the Far East Coast // European Meeting: Marine Phytobenthos Studies and Their Application. - Taranto (Italy), 1990. - P. 85.

17. Подкорытова A.'B., Кадникова И.А., Кушева O.A., Болконская Л. А. Перспектива рационального использования сообщества дальневосточной анфельции с хондрусом // Всесоюз. конф. "Рациональное использование биоресурсов Тихого океана". - Владивосток, 1991. -С. 237.

18. Аминина Н.М.. Подкорытова A.B. Методы определения содержания альгиновой кислоты и соотношения в ней уроновых кислот: Методические рекомендации. - Владивосток: ТИНРО, 1991. - 13 с.

19. Podkorytova А.V., Kadnlkova I.A., Usov A.I. Seasonal variations of chemical composition and properties of Chondrus arma-tus carrageenan // XlVth International Seaweed Symposium. - Bri-tany (France), 1992. - P. 139.

20. Подкорытова A.B., Аминина H.M., Ковалева E.A., Корзун В.H., Парац A.H. Изменение сорбционной активности альгиновой кислоты при получении лечебно-профилактической продукции // Изв. ТИНРО. -Владивосток, 1992. - Т. 114. - С. 146-149.

21. Зимина Л.С., Подкорытова А.В., Кушева O.A., Кадникова И.А. Пути использования отходов альгинатного производства из бурых водорослей // Там же. - С.76-86.

22. Корзун В.И., Воронова Ю.Г., Парац А.И., Рогальская Л.А., Подкорытова A.B. Альгинаты в профилактике внутреннего облучения

стронцием // Медицинская радиология. - 1992. - No 3. - С. 31-34.

23. Корзун В.И.. Сагло В.И., Карачев И.И., Воронова Ю.Г., Подкорытова A.B. Возможности использования продукции марикультуры в профилактике внутреннего облучения // Проблемы радиационной медицины. - Киев, 1992. - С. 120-124.

24. Аминина H.М., Подкорытова A.B. Сезонная динамика химического состава Laminarla japónica, культивируемой у берегов Приморья // Растительные ресурсы. - 1992. - Т. 28, вып. 3. - С. 137-140.

25. Корзун В.И., Сагло В.И.. Беседина Т.В., Воронова Ю.Г., Подкорытова A.B. Опыт использования продуктов моря в питании населения, проживающего в районах жесткого радиационного контроля // Вопросы питания. - 1993. - № 2. - С. 36-38.

26. Аминина Н.М., Подкорытова A.B., Корзун В.Н. Влияние аль-гиновой кислоты и ее солей на динамику накопления 85Sr и 137Cs в организме крыс // Радиационная биология. Радиоэкология. - 1994. -Вып. 4-5. - С. 703-712.

27. Аминина Н.М., Подкорытова А.В. Физико-химические свойства альгинатов, полученных из культивируемой ламинарии японской // Комплексные исследования морских гидробионтов и условий их обитания. - Владивосток: ТИНРО, 1994,- С. 141-150.

28. Константинова Н.Ю., Подкорытова А.В., Ковалева Е.А. Изменение физических свойств и химического состава соленой ламинарии японской в процессе хранения // Там же. - С. 151-156.

29. Кадникова И.А., Подкорытова А. В., Соколова В.М., Середа В.И. Исследование процесса осаждения и обезвоживания каппа-карра-гинана из красной водоросли Chondrus armatus // Там же. - С. 157-165.

30. Подкорытова А.В., Аминина Н.М., Ковалева Е.А., Кадникова И.А. Биологически активные вещества морских водорослей и их значение в лечебно-профилактическом питании // Междунар. конф. "Технология переработки гидробионтов". - М.: ВНИРО. 1994. - С. 134-136.

31. Подкорытова A.B.. Константинова Н.Ю. Консервирование бурых водорослей // Рыб. хоз-во. - 1994. - No 3. - С. 48-50.

32. Подкорытова A.B., Кадникова И.А., Усов А.И. Красная водоросль Chondrus armatus (Harv.) OKam. (Glgartinaceae), ее химический состав, содержание каррагинана // Растительные ресурсы. -

1994. - Вып. 1-2. - С. 79-88.

33. Podkorytova A.V., Amlnlna N.M. & Korzun V.N. Influence of alglnic acid and its salts upon strontium-85 and cesium-137 In rat organism // Fifth International Phycocological Congress. Institute of Academy of Sciences. - Jindao, Shandobg (P.R. China),

1994. - P. 33.

34. A.c. № 1353362, A 21 G 33/02. Способ культивирования ламинарии японской в двухгодичном цикле в условиях Дальнего Востока

• / С.К.Буянкина, А.В.Подкорытова (СССР). - 1987. - Бюл. № 43.

35. A.c. № 1762867, AI, А 23 К 1/16. Способ кормления сельскохозяйственных животных / А.В.Подкорытова и др., указанные в описании (СССР). - 1992. - Бюл. № 35.

36. Патент № 2041656 РФ, CI A 23L 1/337. Способ получения пищевого полуфабриката из ламинарии японской / А.В.Подкорытова, Н.М.Аминина, Е.А.Ковалева. - 1995. - Бюл. № 23.

37. Патент №2041657 РФ, CI A 23L 1/337. Способ консервирования бурых водорослей / А.В.Подкорытова, Н.Ю.Константинова. -

1995. - Бюл. № 23.

38. Заявка № 5067045/13 08-364/75. Способ комплексной переработки бурых водорослей / А.В.Подкорытова, Н.М.Аминина, Л.С.Зимина и др. - Заявлено 05.10.92. Решение на выдачу Патента РФ от 28.09.95.

39. Заявка № 95-111 699 (020199), МКИ A 23L 1/04. Способ получения каппа-каррагинана и его солей / А. В. Подкорытова, И.А.Кад-никова, В.М.Соколова и др. - Заявлено 06.07.95.