автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии комплексной переработки красных водорослей-агарофитов родов Gracilaria, Gracilariopsis, Gelidium

4852409

ИГНАТОВА ТАТЬЯНА АНАТОЛЬЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КРАСНЫХ ВОДОРОСЛЕЙ-АГАРОФИТОВ РОДОВ ОМСИАША,

01А аЬАШОРБ^, вЕиыим

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 СЕН 2011

Москва, 2011

4852409

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО»)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Подкорытова Антонина Владимировна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Боева Нэля Петровна

доктор технических наук, ст.н.с. Кадникова Ирина Арнольдовна

Ведущая организация: Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по развитию и эксплуатации флота (ОАО «Гипрорыбфлот»)

Защита состоится: «15» сентября 2011 г. в 10 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 307.004.03 при ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО») по адресу: 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, дом 17. Факс: (499) 264-91-87; e-mail: fishing@vniro.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО»).

Автореферат разослан «15» августа 2011 г. Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук

Татарников В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Атональность работы. Морские красные водоросли-агарофиты незаменимое сырье для производства агара - гелеобразующего, ограниченно набухающего гидроколлоида. С 1882 г. благодаря своим уникальным свойствам агар является незаменимым веществом, используемым при создании питательных сред, применяемых в микробиологии для культивирования и идентификации микроорганизмов, в том числе жизненно опасных. Его широко применяют в пищевой промышленности в качестве гелеобразователя и до настоящего времени полноценной замены этому уникальному полисахариду еще не найдено.

Ежегодное производство агара составляет 10-11 тыс. т, на производство которого используют более 55 тыс. тонн сухих водорослей. В России в настоящее время агар производят в ограниченном количестве (5-10 т/год) при потребности от 700 до 1000 т/год. Незначительный объём производства агара в России связан с истощением запасов Ahnfeltia plicata в Белом море, низким выходом агара из Ahnfeltia tobuchiensis (10% и менее), длительностью технологического процесса его получения, высокими затратами на энергию и воду - все это приводит к нерентабельности производства агара из анфельции. С другой стороны в биомассе Ahnfeltia tobuchiensis содержится полисахарид, состоящий на 80% из агарозы, поэтому её следует использовать именно для получения этого ценного и дорогостоящего типа агара. Для получения пищевого агара необходимо рассматривать более дешевые виды сырья и, с наибольшей долей вероятности, ориентироваться на красные водоросли родов Gracilaria, Gracilariopsis, легковоспроизводимые в условиях аквакультуры стран тропического пояса. Важнейшей особенностью водорослей этих родов является широкое видовое разнообразие, что приводит к различиям в их технологических свойствах и требует корректировки технологического процесса получения агара. Проблемы разработки, внедрения технологий агара из различных агарофитов, изучения свойств и структуры полисахарида получили отражение в работах Кизеветтера И. В., Шмельковой Л. П., Маслюкова Ю.П., Вороновой Ю. Г., Подкорытовой А. В., Усова А.И., Кадниковой И. А., Микулич Д. В., Митиной Jl. JI. и иностранных авторов Araki С., Matsuhashi Т., Chirapart А., Orosco С. А., Sasikumar С. и др. Однако до настоящего времени в России отсутствует технология переработки

различных видов Gracilaria и Gracilariopsis с получением различных сортов агара в едином технологическом процессе и комплексным решением проблемы утилизации твердых остатков. За рубежом разработаны технологии получения агара из Gracilaria с применением щелочной обработки водорослей, но они имеют существенные недостатки, которыми являются: использование агрессивных химических реагентов; длительность технологического процесса; достаточно высокие затраты энергии и водных ресурсов [Patent JP № 7184608; Patent CN № 1587284; Patent JP № 10309182; Заявка на патент РФ № 2006146982]. При этом возникают проблемы с утилизацией отходов производства. Отсутствие экономически эффективной технологии получения качественного агара из красных водорослей родов Gracilaria и Gracilariaopsis приводит к невозможности внедрения в производство нового вида сырья в России.

В связи с изложенным разработка комплексной технологии переработки красных водорослей родов Gracilaria, Gracilariopsis, Gelidium с получением различных сортов агара и пищевых волокон, позволяющей рационально использовать сырьё, снизить расход химических реагентов, энергетических ресурсов и перерабатывать в едином технологическом цикле различные виды агарофитов, является актуальной.

Цель работы: разработать комплексную технологию переработки красных водорослей родов Gracilaria, Gracilariopsis, Gelidium, которая позволит получать в едином технологическом цикле из различных видов агарофитов, гелеобразователь и пищевые волокна с регулируемыми технологическими свойствами.

В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:

- провести комплексные исследования химико-технологических свойств красных водорослей Gracilaria, Gracilariopsis, Gelidium в сравнении с традиционно используемым в России агарофитом - Ahnfeltia;

- установить влияние рН среды и продолжительности предобработки водорослей на качественные показатели агара и обосновать их рациональные режимы предобработки;

- изучить влияние рН среды и температуры экстрагирования на качественные характеристики агара и обосновать рациональные режимы экстрагирования полисахарида;

- обосновать и разработать оптимальные режимы модификации структуры агара;

- исследовать процессы очистки экстрактов агаров;

-разработать способ и обосновать рациональные режимы переработки водорослевого остатка;

- разработать рекомендации по использованию агара и пищевых волокон;

- провести расчет экономической эффективности производства готовой продукции, изготовленной в соответствии с разработанными технологиями.

Научная новизна.

Установлены рациональные режимы предобработки и экстрагирования природного агара из СгасИапа, Стс'йагюрь'т, СеИсИит, способствующие увеличению степени извлечения полисахарида до 95% с сохранением природной прочности его гелей и сокращением длительности технологического цикла.

Установлены параметры модификации структуры агара непосредственно в агаровом экстракте (растворе) с применением суспензии окиси кальция, позволяющие улучшить качественные характеристики природного агара.

Впервые выделены пищевые волокна из водорослевых остатков после экстрагирования агара из СгасПапа, СгасИагюрх'к, СеШ'шт, АИгфШа и обоснованы рациональные режимы их получения и использования.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований разработана и апробирована в лабораторных условиях технология комплексной переработки красных водорослей-агарофитов.

Разработана и утверждена техническая документация: ТУ № 9284-12600472124-11 "Грацилярия сушеная"; ТИ к ТУ № 9284-126-00472124-11 по добыче, сбору и первичной обработке красных водорослей семейства СгасПапасеае; ТИ к ГОСТ 16280-2002 на производство агара из красных водорослей семейства СгасПапасеае; ТУ № 9284-127-0072124-11 "Пищевые волокна из водорослей"; ТИ к ТУ № 9284-127-0072124-11 на производство пищевых волокон из водорослей; ТУ № 9266-006-00472124-11 "Палочки рыбные диетические с пищевыми

волокнами"; ТИ к ТУ № 9266-006-00472124-11 на производство палочек рыбных диетических с пищевыми волокнами; ТУ № 9266-007-00472124-11 "Сосиски рыбные диетические с агаром"; ТИ к ТУ № 9266-007-00472124-11 на производство сосисок рыбных диетических с агаром.

На основе проведенных исследований поданы заявки на патенты РФ: № 2010120014/028460 «Универсальный способ получения агара из красных водорослей (агарофитов)», положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение от 03.06.2011; № 2010120013/028459 «Способ модификации агара», положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение от 03.06.2011; № 2010146763/067607 «Способ получения пищевых волокон из водорослевого сырья» приоритет от 18.11.2010; № 2011108970/013006 «Диетический продукт» приоритет от 11.03.2011.

Разработан промышленный регламент на технологию комплексной переработки красных водорослей-агарофитов.

Проведен расчет экономической эффективности производства готовой продукции, изготовленной в соответствии с разработанными технологиями.

Основные положения, выносимые на защиту.

Научно-обоснованные режимы получения различных сортов агара из красных водорослей родов Сгас'йапа, ОгасИапорз'м, ОеИсИит.

Рациональные режимы получения пищевых волокон из отходов переработки красных водорослей-агарофитов.

Рекомендации по применению агара и пищевых волокон в технологии рыбных фаршевых изделий.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены на VI Международной научной конференции студентов и молодых учёных "Живые системы и биологическая безопасность населения" (Москва, 2007); Научно-практической конференции "Пищевая и морская биотехнология. Проблемы и перспективы" (Светлогорск, 2008); Третьей Международной научно-практической конференции "Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки" (Владивосток, 2008); I Международной научно-практической конференции, посвященной 450-летию города Астрахани "Биотехнологические процессы и продукты переработки

биоресурсов водных и наземных экосистем" (Астрахань, 2008); 2-ой Международной научно-практической конференции "Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов" (Москва, 2008); Пятом Московском международном конгрессе "Биотехнология: состояние и перспективы развития" (Москва, 2009); 3-ей Международной научно-практической конференции "Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки" (Владивосток, 2009); XX International Seaweed Symposium - Ensenada Baja (California Mexico, 2010); Международной отраслевой научной конференции профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета, посвященная 80-летию основания Астраханского государственного технического университета (Астрахань, 2010); 8 Международной научной конференции студентов и молодых ученых "Живые системы и биологическая безопасность населения" (Москва, 2010); 1-ой научно-практической конференция молодых ученых "Современные проблемы и перспективы изучения мирового океана" (Москва, 2010), IV научно-практической конференции "Пищевая и морская биотехнология - для здорового питания и решения медико-социальных проблем" (Светлогорск, 2011).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 20 печатных работ, в том числе 3 статьи, 13 материалов конференций, 4 заявки на патенты РФ.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 156 е., включает 45 таблиц, 44 рисунка, содержит 6 приложений на 38 страницах. В приложении приведены техническая документация, акты о выпуске опытных партий продуктов, заявки на патенты.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований.

В первой главе «Обзор литературы» проведен анализ сырьевой базы агарофитов в России и за рубежом. Рассмотрены физико-химические свойства агара, структура полисахарида, способы и технологии его получения. Показаны направления применения агара в различных отраслях промышленности.

Рассмотрены способы и технологии переработки водорослевого остатка. Определена необходимость разработки комплексной технологии получения качественного агара из культивируемых красных водорослей родов СгасИапа, СгасИаг'юрйх, СеГиНит и решения проблемы утилизации твердого остатка от переработки сырья. Сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе «Объекты и методы исследования» представлена схема проведения исследований (рис. 1), описаны объекты и методы

экспериментальных работ.

Рисунок 1 - Схема проведения исследований

В качестве объектов исследований использовали агарофиты (G. tenuistipitata, Gr. bailinea, G. firma, G. blodgettii - заготовленные в CP Вьетнам; G. dura - Черное море; Gelidium amansii - Южная Корея; Ahnfeltia tobuchiensis -Курильские острова, зал. Измены), агаровые экстракты, водорослевые остатки, агар, пищевые волокна и пищевые продукты, полученные в процессе разработки технологий.

Для оценки химического состава (содержание воды, золы) различных видов красных водорослей, экстрактов из них, агара и водорослевых пищевых волокон,

а также прочности, температуры плавления и гелеобразования, прозрачности и цвета гелей агаров использовали стандартные методы - ГОСТ 26185.

Общее содержание азотистых веществ в образцах определяли по методу Кьельдаля с применением автоматического азотоанализатора шведской фирмы FOSS Analytical АВ, модель FOSS 2300.

Моносахаридный состав биомассы красных водорослей, агаров, водорослевых остатков, водорослевых пищевых волокон определяли методом ГЖХ [Усов, 1991]. Содержание сульфатных групп в агаре определяли после кислотного гидролиза турбидиметрическим методом [Dodgson, 1962].

Определение водо- и жиросвязывающей способности пищевых волокон, а также набухаемость проводили по модифицированным методикам [Гурова, 2005; Подкорытова, Кадникова, 2009].

Энергетическую ценность фаршевых изделий рассчитывали по таблицам академика Покровского А. А. [Покровский, 1986]. Органолептическую оценку образцов проводили по пятибалльной шкале [Родина, 2004; Кантере, 2003].

Микробиологические исследования проводили согласно СанПиН 2.3.2.1078. Показатели МАФАнМ определяли по ГОСТ 10444.15, БГКП (колиформы) - по ГОСТ Р 52816, патогенные микроорганизмы, в т.ч. Salmonella - по ГОСТ Р 52814 и плесени - по ГОСТ 10444.12. Радионуклиды определяли согласно методическим указаниям МУК 2.6.1.1194. Массовую долю кадмия и свинца определяли по ГОСТ 30178, ртути - по ГОСТ 26927, мышьяка - по ГОСТ 26930.

Для определения оптимальных параметров щелочной обработки раствора агара применяли метод центрально композиционного ортогонального планирования (ОЦКП) для трёх факторов [Адлер, 1976; Грачев, 2006].

Математическую обработку результатов исследований проводили с использованием пакета прикладных программ по статистической обработке экспериментальных данных "Microsoft Excel"-2000 и Statisticf 5.5.

Расчет экономической эффективности проводили в соответствии с методическими указаниями по расчету основных экономических показателей для предприятий пищевых производств [Магомедов, 2005; Бобриков, 2006].

Глава 3. Разработка комплексной технологии переработки красных водорослей родов Gracilaria, Gracilariopsis, Gelidium, Ahnfeltia. На основании

проведенных исследований химического и моносахаридного составов биомассы 25 образцов красных водорослей и физических свойств гелей агаров, выделенных из них, установлена необходимость применения щелочной модификации полисахарида в процессе его получения для всех исследованных образцов агарофитов. Для красной водоросли рода Gelidium установлено, что модификация агара не является необходимым процессом, так как природный полисахарид, выделенный из этой водоросли, по своим качественным показателям соответствует агару микробиологическому сорта экстра. По микробиологическим показателям изученные красные водоросли родов Gracilaria и Gracilariopsis не могут быть использованы для приготовления пищевых продуктов, но являются полноценным сырьём для глубокой переработки с целью получения агара.

При выделении природного агара водным экстрагированием (Тэигг 97±2°С) из агарофитов показано, что степень извлечения полисахарида из G. dura, G. tenuistipitata и Gr.bailinea (№ 9) составляет менее 50% (рис. 2).

Наименование образца; № 1. Gelidium № 2. G. dura № 3. G. blodgettii № 4. G. firma № 5-9. Gr. bailinea № 10-12. G. tenuistipitata 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 № образца

El Содержание агара по данным ПКХ 0 Выход природного агара Рисунок 2 - Содержание агара в водорослях и его выход в процессе экстракции

Из A. tobuchiensis выделить природный агар при данных условиях эксперимента не удалось вследствие специфичности связей полисахарида со структурными компонентами водорослей.

Различия в химическом составе водорослей, степени извлечения агара из них и физических свойствах гелей полисахаридов указывают на необходимость корректировки технологического процесса получения агара в зависимости от вида сырья.

Для повышения выхода полисахарида из водорослей была применена кислотная предобработка. Исследования показали, что при снижении рН предобработки водорослей от 6 до 2 наблюдается постепенное увеличение выхода полисахарида в процессе экстрагирования. Продолжительность предобработки водорослей на выход агара существенного влияния не оказывает (рис. 3).

♦ 1 О. (епшвйриаГа (30 мин, 97±2°С) —■—2 0.№пш8Нрйаи (60 мин, 97±2°С) -*—3 вг. ЬаШпае (30 мин, 97±2°С) —Х—4 вг. ЬаШпае (60 мин, 97±2°С) —Ж— 5 С. !спи1511рЦа1а (60 мин, 132±2°С) -•—6 Ог. ЬаШпае (60 мин, 132±2°С)

Рисунок 3 - Изменение выхода полисахраида в зависимости от условий предобработки водоросли и температуры экстрагирования

Максимальный выход полисахарида получен при температуре экстрагирования 132±2°С, что, вероятно, связано с выходом высокометилированных фракций агара, которые растворяются при более высокой температуре (рис. 3, кривая 5, 6).

Для сохранения максимальной природной прочности геля агара и снижения гидролизующего действия кислоты проведены исследования зависимости рН и продолжительности предобработки водорослей на прочность геля полисахарида, которые показали, что максимальное значение прочности получено после предобработки водоросли при рН 7 (Тэкст 132±2°С) для обоих видов водорослей, рН 4 (30 мин) для 6У. ЬаШпеа (Тэкс, 97±2°С), рН 3 (30 мин) и рН 4 (60 мин) для О. ¡епшяИрНШа (Тэкст 97±2°С) (рис. 4). Использование среды с рН 7 для предобработки водоросли не позволяет полностью экстрагировать агар при Тэкст 132±2°С (рис. 3, 4). Таким образом, снижение рН предобработки приводит к увеличению выхода полисахарида и снижению прочности геля раствора агара, а при увеличении значения рН среды происходит неполное экстрагирование агара из водорослей.

рН предобработки

—♦—0.1епшзЬрйа1а (30 мин, 97±2°С) —■—в. 1епшзйрка1а (60 мин, 9712°С) —"к—вг. ЬаШпае (30 мин, 97±2°С) )( вг. Ьайшае (60 мин, 97±2°С) -*-0.1епш8йрйаШ (60 мин, 132±2°С) —•—Ог. ЬаПтае (60 мин, 132±2°С)

2 3 4 5 6 7

рН предобработки

Рисунок 4 - Изменение прочности геля 1,5% раствора агара в зависимости от условий предобработки водоросли и температуры эктсрагирования

При изменении рН предобработки водорослей наблюдается снижение прозрачности геля агара при предобработке их раствором с рН 5-7 и Тэкст 132±2°С.

Максимальная прозрачность геля раствора агара для Сг.ЬаШпеа получена при предобработке водоросли раствором с рН 4 (Тэкст 97±2°С) и практически не зависит от её продолжительности. Для С. 1епи'кйр'йа1а увеличение прозрачности геля агара наблюдается при рН предобработки 2 (30 и 60 мин), 3 (30 мин), 5 (60 мин) при Тэксг 97±2°С. Значительное повышение прозрачности геля агара из О. 1епиЫ1р'йа1а в области предобработки с рН 2 связано с выходом низкомолекулярной фракции агара, которая лучше очищается от примесей в процессе замораживания-оттаивания. Аналогичные зависимости были получены при исследовании изменений цвета геля раствора агара в интервале рН от 2 до 7 и продолжительности от 30 до 60 мин предобработки водоросли.

Рациональные режимы предобработки водорослей определяли по наиболее высоким выходу агара и прочности геля его раствора. Таким образом, были установлены рациональные условия предобработки водорослей для С. ¡епшзИрИШа являются рН 3, т 30 мин, I 22±3°С (точки Л'2 и В'2, рис. 3, 4) или рН 4, т 60 мин, 122±3°С (точки А22 и В22, рис. 3, 4), а для Сг.ЬаШпеа рН 4, т 30 или 60 мин, 1 22±3°С (точки А1! и в\, А2! и В2), рис. 3, 4) для последующего экстрагирования полисахарида при Тэксг 97±2°С. Экстрагирование агара под избыточным давлением при Тэкгг 132±2°С рациональным режимом предобработки для О. 1епи'Ш1рИа1а и Сг.ЬаШпеа являются рН 6, т 60 мин, I 22±3°С (точки А\ и В\, А32 и В32, рис. 3,4).

В технологии агара параметры процесса его экстрагирования определяются условиями предобработки водорослей, так как при установленных рациональных режимах этого процесса варьированием условий экстрагирования можно регулировать качественные показатели агара и его выход. Разработку рациональных параметров процесса экстрагирования агара проводили в интервале рН 5-7 при установленных в ходе исследований рациональных режимах предобработки водорослей.

При снижении рН от 7 до 5 в процессе экстрагирования агара из & 1етйх1\р'па1а и Сг.ЬаШпеа происходит увеличение выхода агара и прозрачности его геля, а также снижение прочности, цвета и содержания в нем золы. Таким образом, на основании проведенного эксперимента установлено, что снижение рН экстрагирования наибольшее влияние оказывает на выход агара и прочность его геля (табл. 1).

Таблица 1 - Изменение основных показателей качества агаров, выделенных из С. 1ети,<;ИрИа1а и Сг. ЬаШпае в зависимости от рН и температуры экстрагирования _(% от значения показателя при экстракции рН 7)_

Наименование показателя Т экст., С° Вид водорослей

С. ¡епигМрИШа | Сг. ЬаШпае

рН экстрагирования

5±0,5 6±0,5 5+0,5 6±0,5

Выход агара 97±2 +33,4 +27,2 +14,5 +10,5

132+2 +40,4 +30,9 +20,7 +14,6

Содержание золы в агаре 97±2 -3,8 -3,0 -23,9 -6,8

132±2 -5,6 -1,5 -17,2 -9,9

Прочность геля 1,5%-ного водного раствора агара 97±2 -31,7 -9,8 -8,5 -3,3

132±2 -57,2 -18,3 -12,6 -4,1

Прозрачность геля 97±2 +5,7 +0,8 +43,5 +19,7

132±2 +13,2 +8,9 +12,5 + 10,1

Цвет геля 97±2 +5,9 +0,4 +29,8 +9,9

132+2 +12,7 +9,2 +12,3 +11,3

Установлено, что для сохранения природной прочности геля агара необходимо экстрагирование полисахарида проводить при рН 6±0,5 и температуре 97±2°С для водорослей С. /етихИрИаШ и Сг. ЬаШпае.

При определении рациональных гидромодуля и продолжительности процесса экстрагирования было установлено, что диффузионное равновесие наступает через 1,0-1,5 ч при увеличении продолжительности процесса до 3,5 ч. Выход агара при этом практически не меняется и составляет (23±2%).

0.6

я 0 5

s е iS

S | а"0 4

Ii |о.з

^ >< л & 0.1

о

1

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 рН предобработки

-й. 1епи1зИриа1а (№1)

-О. 1епи15ИрИа1а (№2)

-б. ¡епшиИрйаШ (№3)

Рисунок 5 - Изменение содержания сухих веществ в экстракте от рН предобрабогки водоросли

10 11 12

pH предобработки

-Gelidium amansii -G. blodgettii (№1)

-G. blodgettii (№2) -G. dura

-G. firma

Рисунок 6 - Изменение содержания сухих веществ в экстракте отрН предобработки водоросли

Таким образом, рациональная продолжительность экстрагирования агара из Сг.ЬаШпеа и С. ¡епшйИрИШа составляет 1,5±0,5 ч при рациональном гидромодуле (соотношение водоросли:вода) для Сг.ЬаШпеа и С. 1епиШ'1р'Па1а 1:40.

Результаты изучения влияния условий предобработки водорослей и экстрации агара на его выход и качество показали, что для разных видов водорослей возможно проведение этого процесса при одинаковых его параметрах (ГМ, рН, температуре и продолжительности). Условия предобработки для Сг.ЬаШпеа и С. ¡епшяПр^а отличаются продолжительностью процесса (30 или 60 мин). Но в соответствии с полученными данными возможны варианты применения различных рН предобработки при сохранении одинаковой продолжительности процесса (рис. 3,4).

На видах Сг. ЬаШпеа и С. 1епшьйр'иа1а показано, что рациональными параметрами предобработки этих водорослей являются условия, при которых прочность геля раствора агара имеет максимальное значение и соответствует практически полному извлечению полисахарида из водоросли (рис. 3, 4). В связи с этим для определения аналогичных зависимостей для других видов агарофитов были исследованы изменения содержания сухих веществ в экстракте при различных значениях рН предобработки этих водорослей, при одинаковых условиях экстрагирования. Исследование подобных зависимостей позволило определить рациональные значения рН предобработки для каждого вида водорослей при продолжительности процесса 60 мин.

Проведенные исследования показали, что для трёх образцов G. tenuistipilala, заготовленных в разных местах сбора, динамика экстрагирования агара из талломов водоросли аналогична, что указывает на возможность применения равных условий предобработки данных видов водорослей (рН 4, продолжительность 60 мин, температура 22±3°С) (рис. 5).

Для красных водорослей Gelidium, G. blodgettii предобработку необходимо проводить при более мягких условиях (рН 6, продолжительность 60 мин, температура 22±3°С), по сравнению с G. tenuistipitata, G. dura и G. firma (рН 4, продолжительность 60 мин, температура 22±3°С) (рис. 6).

Для Gr. bailinea условия ее предобработки варьируются в интервале рН 4 -6 и при этом связаны с местом и временем сбора водорослей (рис. 7).

* й

в и

R а

Ь е-

« а

а и

я п

я я

5 я

6 5 ч а

Я Э

U и я

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

-___i

N 4

\

4 Г—

6 7 8 9 рН предобработки

10 11 12

Gr. bailinea (№ 1)

-Gr. bailinea (№2)

-Gr. bailinea (№3)

-Gr. bailinea (№4)

-Gr. bailinea (№5)

-Gr. bailinea (№6)

Рисунок 7 - Изменение содержания сухих веществ в экстракте от рН предобработки водоросли

Технология получения агара из красной водоросли анфельция отличается только температурой экстрагирования от процесса получения агара из всех исследованных нами видов агарофитов. Экстракция природного агара из этой водоросли осуществляется при рН предобработки 6±0,5 в течение 60 мин и экстракции в течение 60 мин при температуре 120±2°С.

На основании изменения содержания сухих веществ в экстракте от рН предобработки водорослей образцы агарофитов можно разделить на три группы: "жесткие" (рН предобработки 4), "средней жесткости" (рН предобработки 5), "мягкие" (рН предобработки 6). Разделение водорослей на группы позволяет путем создания трёх вариантов рН среды (4, 5, 6) при прочих равных условиях их предобработки и экстрагирования агара проводить переработку различных видов агарофитов по единой технологической схеме.

15

Показано, что изменение рН предобработки водорослей (4-6) позволяет провести полное выделение полисахарида из агарофита и получить агар с сохранением его природной прочности. Экспериментальные образцы агаров, полученных по технологии с применением разработанных параметров, различаются химико-физическими свойствами (табл. 2) и полностью отвечают предъявляемым требованиям по безопасности СанПиН 2.3.2.1078 и по качеству -требованиям ГОСТ 16280 и ГОСТ 17206.

Таблица 2 - Моносахаридный состав и физические свойства гелей 1,5%-ных

Физические

Содержание, % свойства геля 1,5% раствора

EJ 8 О, ю о % Род и вид водорослей Q. агара

H 1 m 2-O-Me-3,6-AGal1 13 % СП <D s™ ■ -3 о о vo о 5 "Г> "ci О АЛЗ прочность, г/см2 hH Е Н

1 А. tobuchinensis 10,2 4,47 29,36 - - 46,48 0,81 250 70 36

2 Gelidium amansii 38,0 - 37,25 0,76 - 47,92 0,86 820 83 42

3 G. dura 29,1 - 23,42 30,40 2,65 8,82 0,72 300 84 42

4 G. blodgettii 16,1 1,84 24,99 16,06 2,27 23,39 0,79 470 80 48

5 G.firma 19,6 13,88 10,92 25,15 2,15 12,83 0,74 410 85 47

6 G. tenuistipitata 21,3 - 24,28 22,25 0,49 20,98 0,66 510 83 45

7 G. bailinea 20,4 - 29,02 9,03 2,56 37,47 0,71 570 82 43

8 Gr. bailinea 16,6 - 27,68 8,37 - 36,43 0,71 400 82 42

9 Gr. bailinea 21,4 - 20,13 5,56 2,67 32,58 0,60 444 83 40

Примечание: 1.2-0-метил-3,6-ангидрогалактоза; 2.3,6-ангидрогалактоза;

3.6-О-метилгалактоза; 4. Глюкоза; 5. Галактоза; 6. Соотношение 3,6- ангидрогалактозы к галактозе

При изучении химико-технологических свойств агарофитов показана необходимость применения щелочной модификации в процессе получения полисахарида для некоторых видов водорослей. В связи с этим нами были изучены различные способы щелочной обработки водорослей.

Исследования показали, что при обработке водорослей раствором щелочи протекают три типа превращений: изменение свойств агара; расщепление связи между целлюлозой и белком водорослей, а также образование связей между сульфатными группами агара и компонентами клеточной стенки с участием ионов кальция.

Все три процесса протекают в водорослях одновременно, что подтверждается изменением выхода агара из обработанных раствором щелочи

водорослей и содержанием белка в водорослевых остатках по сравнению с этими же показателями, полученными при выделении природного агара из необработанных водорослей.

Результаты экспериментов показали, что для повышения качества агара и увеличения его выхода необходимо на первой стадии экстрагировать природный полисахарид из водоросли, а затем провести процесс его модификации.

Для определения оптимальных параметров процесса щелочной обработки раствора агара было изучено влияние температуры, продолжительности и рН среды на прочность геля полисахарида с применением метода центрально композиционного ортогонального планирования (ОЦЮТ) для трёх факторов, в результате чего, было получено уравнение, описывающее зависимость изменения прочности геля агара от параметров проведения щелочной обработки раствора полисахарида:

У= 449,75+45,67х1-46,6х3-15,62х1Х2-1 1,37х2х3-16,92х12;

где У- прочность геля 1,5% раствора агара; X]- температура процесса; х2 -продолжительность процесса; х3- рН.

Математическими вычислениями и анализом уравнения щелочной обработки раствора агара было установлено, что оптимальными технологическими параметрами процесса щелочной обработки раствора агара является рН 8±0,5, продолжительность 30±10 мин и температура 80±5°С.

Анализ моносахаридного состава показал, что в обработанном щелочью агаре увеличивается содержание 3,6-ангидрогалактозы и соотношение ангидрогапактозы к галактозе (А/С). Наблюдается также снижение содержания сульфата и галактозы по сравнению с природным агаром, что подтверждает модификацию структуры агара в растворе при его щелочной обработке (табл. 3).

Таблица 3 - Моносахаридный состав агара, полученный из водоросли

С. ¡епшьИр 'йМа до и после щелочной обработки раствора

Образец агара Содержание, % А/С

3,6-АС1 б-О-Мей2 глюкозы галактозы ксилозы БО,2'

Агар до модификации 20,42 11,46 2,05 29,60 0,68 2,96 0,57

Агар после модификации 27,88 16,99 0,82 27,59 0,80 1,53 0,73

Примечание: 1.3,6-ангидрогалактоза; 2.6-О-метилгалактоза; 3. Сульфат; 4. Соотношение 3,6- ангидрогалактозы к галактозе

Агар, полученный по технологии с применением разработанных параметров модификации полисахарида, по своим химико-физическим свойствам полностью

отвечает предъявляемым требованиям по безопасности СанПиН 2.3.2. 1078-и по качеству - требованиям ГОСТ 17206 "Агар микробиологический" (первый сорт).

Проведение модификации структуры агара в растворе позволило сократить продолжительность основных технологических стадий процесса получения агара (предобработка водоросли и экстрагирование агара) с 53 до 5 часов, увеличить выход конечного продукта с 23% до 34%, снизить количество использованной щелочи с 260 до 60 кг на 1 т сухих водорослей и увеличить прочность геля агара с 385 до 545 г/см2.

Изучение диффузионных способов очистки экстрактов агаров показало, что процессы диализа и замораживания-оттаивания неодинаково эффективны при очистке различных типов агаров, различающихся моносахаридным составом.

Установлено, что на удаление из агарового экстракта воды и минеральных веществ в процессе замораживания-оттаивания значительное влияние оказывает величина соотношения З.б-АЛЗ и её увеличение в полисахариде в результате модификации.

В результате переработки агарофитов образуется от 16 до 89% сухого водорослевого остатка к массе сухой водоросли. Из-за значительного содержания в сухих водорослевых остатках полисахаридов (50-68% сухого вещества), представленных в основном клетчаткой и остаточным агаром, целесообразно использовать их для получения пищевых волокон (ПВ), для чего необходимо провести депротеинизацию водорослевого остатка. Применение щелочной обработки водорослевого остатка позволило удалить от 10 до 61% белка от общего его содержания в зависимости от вида водоросли и концентрации раствора щелочи (табл. 4).

С целью выбора рациональных режимов щелочной обработки исследовали изменение функционально-технологических свойств (ФТС) пищевых волокон в зависимости от способа обработки водорослевого остатка.

Результаты исследований водосвязывающей способности (ВСС) показали, что пищевые волокна, состоящие в основном из клетчатки (ПВ СеИсИит и ПВ АИп/еШа), обладают незначительной ВСС (5,9-6,5 г воды на 1 г препарата), а ПВ, содержащие остаточный агар (ПВ СгасНапа), обладают большей ВСС (11,0-23,3 г воды на 1 г препарата).

Таблица 4 - Химический состав пищевых волокон в зависимости от типа

водорослевого остатка и способа его обработки

И Содержание, % сух. в-ва

а д 3 ^о я о-- Содер жание воды, % Углеводов

£ § » г я о в е; С ° Концентра щелочи1, Выход, % 1 в-ва золы белка глюкозы маннозы 03 сх § Е н

веИсИит 0,5 41,4 8,0 2,5 21,7 5,1 - - 70,7

АИп/е1Иа 3,0 13,3 7,8 2,5 14,9 3,5 0,2 0,2 78,7

ПВ 1 СгасПаг^а 3,0 29,2 6,9 7,2 3,3 9,9 1,3 47,8 30,5

ПВ 2 йгасЦагга 5,0 24,4 6,8 6,9 2,8 4,7 0,9 34,7 50,4

ПВ 3 СгасЦаНа 7,0 17,5 5,9 6,0 3,2 6,9 1,1 22,4 60,4

Примечания: 1. Концентрация щелочи, которая используется для депротеинирования;

2. Трудногидролизуемые полисахариды

Применение термообработки (15 мин при температуре 87±3°С) пищевых

волокон из Сгас'йапа способствует повышению ВСС в 2,0-3,5 раза, что связано с наличием в препаратах остаточного агара. Повышение концентрации щелочи при обработке водорослевого остатка ОгасИапа приводит к снижению ВСС на 1-2 г воды на 1 г препарата, что связано с экстрагированием остаточного агара.

Изучение зависимости связывания воды пищевыми волокнами показало прямо пропорциональную зависимость изменения набухаемости препарата от содержания в нем остаточного агара. Применение термообработки пищевых волокон приводит к повышению их набухаемости.

Изучение жиросвязывающей способности (ЖСС) пищевых волокон показало, что 1 г пищевых волокон, выделенных из ОеИИтт и АИп/еШа, способны связывать от 2,1 до 3,3 г жира, а пищевые волокна из СгасНаг'ш от 1,3 до 1,8 г жира. Такое различие в ЖСС, вероятно, связано с большим содержанием белка в препаратах из водорослевых остатков ОеНсИит и А/гп/еШа, который обладает более высоким сродством к жиру, чем полисахариды.

Исследования ФТС пищевых волокон показали, что наиболее рациональной щелочной обработкой водорослевого остатка из ОгасИапа является его кипячение в 3%-ном растворе щелочи в течение 30±10 мин и гидромодуле 1:5.

Для выбора рационального способа удаления из пищевых волокон ОгасИапа раствора щелочи были изучены два способа их отмывки, заключающиеся в кипячении пищевых волокон в течение часа при рН 5,5±0,5 и 6,5±0,5 с последующей промывкой их горячей водой.

При кипячении пищевых волокон из Сгас'йаг'ш при рН 5,5±0,5 происходит снижение содержания остаточного агара на 8%, золы - на 1,3% по сравнению с кипячением при рН 6,5±0,5, что приводит к уменьшению ВСС в среднем на 4-5 г воды на 1 г препарата и набухаемости на 15-50% препарата.

Варьирование рН среды при термообработки ПВ в диапазоне от 5,5±0,5 до 6,5±0,5 практически не влияет на их ЖСС, которая составляет 1,6-2,0 г жира на 1 г препарата Для сохранения наибольшего значения ВСС пищевых волокон необходимо осуществлять их термообработку при рН 6,5±0,5 в течение 1 ч при температуре 97±2°С и гидромодуле 1:5.

Полученные пищевые волокна из ОгасНапа полностью отвечают показателям безопасности, предъявляемым СанПиН 2.3.2.1078, что обосновывает возможность использования полученного препарата в качестве пищевой добавки при производстве пищевых продуктов.

На основании проведенных исследований разработана технологическая схема комплексной переработки красных водорослей родов ОгасНапа, СгасИагюрйь, ОеИсИит и описаны все её процессы (рис. 8).

Глава 4. Разработка рекомендаций по применению агара и пищевых волокон в технологии рыбных фаршевых изделий. Разработаны рецептуры диетических продуктов из фарша нежирных рыб с применением пищевых волокон и агара (табл. 5).

Таблица 5 - Химический состав и энергетическая ценность фаршевых продуктов

Наименование показателя Палочки рыбные диетические с пищевыми волокнами Сосиски рыбные диетические с агаром

Вода, % 73,1 80,7

Белок, % 17,1 13,1

Жир, % 4,3 2,9

Углеводы, % 3,0 1,3

Зола, % 2,5 1,9

Энергетическая ценность, к кал/] 00 г продукта 116 83

Низкое содержание жира и небольшая энергетическая ценность полученных продуктов позволяет рекомендовать данные виды изделий как низкокалорийные и использовать их в диетическом питании.

Рыбные диетические палочки и сосиски полностью удовлетворяют показателям безопасности. Срок годности разработанных продуктов при температуре хранения 4±2°С составляет: для палочек рыбных диетических с пищевыми волокнами 72 часа, сосисок рыбных диетических с агаром - 7 сут.

Расчет прогнозируемой экономической эффективности от внедрения комплексной технологии переработки агарофитов показал, что себестоимость пищевого агара составляет 464 руб./кг (срок окупаемости 1,9 года), микробиологического агара - 621 руб./кг (срок окупаемости 2,0 года), пищевых волокон - 552 руб./кг (срок окупаемости 0,96 года), палочек рыбных диетических с пищевыми волокнами - 276 руб./кг (срок окупаемости 0,75 года), сосисок рыбных диетических с агаром - 229 руб./кг (срок окупаемости 0,46 года).

Выводы

1. Разработана технология комплексной переработки красных водорослей родов СгасИапа, СгасИаг'юря'к, ОеГкИит, основанная на выделении природного полисахарида, модификации его структуры в растворе и депротеинизации водорослевого остатка, обеспечивающая в едином технологическом процессе их переработку с получением пищевого, микробиологического агара и пищевых волокон, применяемых в технологии рыбных фаршевых изделий.

2. Установлены значительные различия в химическом составе и технологических свойствах водорослей-агарофитов (ОгасПапа, СгасИапор$1$, СеИсИит, АИп/еШа) и степени извлечения полисахаридов из них в зависимости от вида и района сбора, обуславливающие корректировку технологического процесса получения агара.

3. Установлено влияние рН среды предобработки водорослей на выход полисахарида и качественные показатели агара (прочность, прозрачность, цвет геля агара и содержание в нем золы), что позволило разработать рациональные параметры процесса предобработки водорослей: рН 4-6 в зависимости от вида водоросли; продолжительность 1±0,1 час, температура 22±3°С, гидромодуль 1:30, что позволяет количественно выделить агар с максимальной природной прочностью.

4. Установлено, что снижение рН экстрагирования агара из водорослей оказывает ббльшее влияние на выход агара и прочность его геля, чем на прозрачность, цвет геля и содержание золы в полисахариде, на основании чего разработаны рациональные режимы экстрагирования агара: рН 6±0,5, температура 97±2°С, продолжительность 1,5±0,5 часа, гидромодуль 1:40.

5. Разработаны оптимальные параметры процесса щелочной модификации структуры агара в растворе (экстракте): рН 8±0,5, температура 80±5°С и продолжительность 30±10 мин, позволяющие увеличить прочность геля агара на 36%.

6. Выявлена прямо пропорциональная зависимость эффективности применения методов замораживания-оттаивания и диализа для очистки экстрактов полисахаридов от значения величины соотношения 3,6-А/С в полисахариде.

7. Разработаны рациональные параметры технологического процесса получения пищевых волокон из отходов переработки йгасИапа: депротеинирование 3%-ным раствором щелочи в течение 30±10 мин при температуре 97±2°С (ГМ 1:5) с последующим кипячением в воде при рН 6,5±0,5, температуре 97±2°С (1±0,1 час) и ГМ 1:5.

8. Разработаны рецептуры на палочки рыбные с пищевыми волокнами и на сосиски рыбные с агаром и обоснованы нормы внесения пищевых волокон в количестве 1,5 г на 100 г фарша, для агара - 0,8 г на 100 г фарша.

9. Расчет прогнозируемой экономической эффективности показал, что при внедрении комплексной технологии переработки красных водорослей-агарофитов окупаемость предприятия составляет 1,8 года. Себестоимость продуктов переработки агарофитов составляет: агар пищевой 464 руб./кг, агар микробиологический 621 руб./кг, пищевые волокна 552 руб./кг.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

Работы, опубликованные в гаданиях перечня ВАК

1. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В. Агар: от сырья к продукту // РЫБПРОМ №. 3, 2010. С. 58-62.

2. Фан Т.К.Винь Подкорытова A.B., Игнатова Т. А., Усов А.И. Культивирование и переработка красных водорослей - каррагинофитов во Вьетнаме // РЫБПРОМ №.3, 2010. С. 26-31.

3. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В., Чимиров 10. И., Бочкарев А. И., Сергиенко Е. В. Технология получения агара из Gracilariopsis и Gracilaria: сравнительная характеристика способов очистки агаровых экстрактов // Хранение и переработка сельхозсырья № 6, 2011. С. 39-44.

Работы, опубликованные в других изданиях

4. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В. Изучение химического состава красных водорослей каррагинофитов и получение из них каррагинана // Материалы VI Международной научной конференции студентов и молодых учёных "Живые системы и биологическая безопасность населения" - М.: МГУПБ, 2007. - С. 25-27.

5. Подкорытова А. В., Игнатова Т. А. Некоторые аспекты получения и применения полисахаридов красных водорослей в биотехнологии пищевых продуктов // Тезисы научно-практической конференции "Пищевая и морская биотехнология. Проблемы и перспективы" - Светлогорск, 2008. - С. 116-117.

6. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В., Усов А. И., Ван Ч. Т. Т. Красные водоросли родов Gracilaria и Gracilariopsis, культивируемые во Вьетнаме: химический состав биомассы и свойств агара // Тезисы докладов Третьей Международной научно-практической конференции "Морские прибрежные экосистемы, водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки" - Владивосток: ТИНРО-Центр, 2008. - С. 315-316.

7. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В. Методика выделения природного агара из красной водоросли рода Gracilaria и изучение его свойств // Материалы I Международной научно-практической конференции, посвященной 450-летию города Астрахани "Биотехнологические процессы и продукты переработки биоресурсов водных и наземных экосистем"- Астрахань: Изд-во AI "ГУ, 2008. - С. 95-98.

8. Подкорытова А. В., Игнатова Т. А., Усов А. И., Tran Thi Thanh Van. Перспектива использования культивируемых во Вьетнаме красных водорослей родов Graciliaria и Gracilariopsis для производства пищевого агара // 2-я Международная научно-практическая конференция "Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов" -М„ ВВЦ, 2008.- С. 295-298.

9. Подкорытова А. В., Игнатова Т. А., Усов А. И., Тран Т. Т. Ван, Фан Т. К. Винь. Красные водоросли, культивируемые во Вьетнаме, - перспективное сырьё для производства

агара и каррагинана в России // Пятый Московский международный конгресс "Биотехнология: состояние и перспективы развития" - М., 2009. С.120-121.

10. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В., Усов А. И., Тран Тхи Тан Ван. Красные водоросли родов Gracilaria и Gracilariopsis, культивируемые во Вьетнаме: химический состав биомассы и свойства агара // Материалы третьей Международной научно-практической конференции "Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки" - Владивосток, 2009. С. 193-202.

11.Phan К. V., Podkorytova А. V., Ignatova T. A., Usov А. I. Chemical composition of Eucheuma, Kappaphycus biomass cultivated in Vietnam and properties of their carrageenans // XX International Seaweed Symposium - Ensenada Baja Californie Mexico, February 22-26. - 2010. -P. 144.

12. Игнатова T. A., Подкорытова A. В. Эффективная, экологически безопасная технология пищевого агара из красных водорослей родов Graciliaria II Международная отраслевая научная конференция профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета, посвященная 80-летию основания Астраханского государственного технического университета-Астрахань. 2010. Т. 1, С. 123.

13. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В. Комплексная технология переработки культивируемых красных водорослей-агарофитов // Материалы 8 Международной научной конференции студентов и молодых ученых "Живые системы и биологическая безопасность населения" - М.: МГУПБ, 2010. С. 53-55.

14. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В. Универсальная комплексная технология переработки красных водорослей агарофитов // Материалы I научно-практической конференции молодых ученых "Современные проблемы и перспективы изучения мирового океана"- М.: ВНИРО - 2010. С. 52-53.

15. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В. Технология пищевых волокон из красных морских водорослей-агарофитов // Материалы IV научно-практической конференции "Пищевая и морская биотехнология - для здорового питания и решения медико-социальных проблем" -Светлогорск, 2011. С. 64-65.

16. Строкова Н. Г., Игнатова Т. А., Семикова Н. В., Ефремов О. В., Подкорытова А. В. Разработка биотехнологии питательных сред микробиологического назначения на основе агара и ферментативных гидролизатов // Материалы IV научно-практической конференции "Пищевая и морская биотехнология - для здорового питания и решения медико-социальных проблем" - Светлогорск, 2011. С. 113-114.

Заявки на патенты РФ:

17. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В., Буй Минь Ли, Тран Тхи Тхан Ван. Заявка № 2010120014/028460 на патент «Универсальный способ получения агара из красных водорослей (агарофитов)». Положительное решение на выдачу патента РФ на изобретение от 03.06.2011;

18. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В., Буй Минь Ли, Тран Тхи Тхан Ван. Заявка № 2010120013/028459 на патент «Способ модификации агара». Положительное решение на выдачу патента РФ на изобретение от 03.06.2011;

19. Игнатова Т. А., Подкорьггова А. В., Родина Т. В., Чимиров Ю. И. Заявка № 2010146763/067607 на патент «Способ получения пищевых волокон из водорослевого сырья». Приоритет от 18.11.2010;

20. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В., Слапогузова 3. В. Заявка № 2011108970/013006 на патент «Диетический продукт». Приоритет от 11.03.2011.

Подписано в печать 10.08.2011 Объем 1,5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 725

ФГУП «ВНИРО» 107140, Москва, В. Красносельская, 17

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Обзор литературы.

1.1 Красные водоросли-агарофиты — сырьевая база для получения агара.

1.2 Химическая структура агара.

1.3 Физические свойства гелей растворов агара.

1.4 Способы получения агара.

1.5 Типы агаров и их применение.

1.6 Способы утилизации отходов переработки агарофитов.

Агар - один из наиболее востребованных гелеобразователей во всех странах Мира. Красные водоросли до настоящего времени являются единственным сырьём для промышленного производства агара. Его применяют в качестве гелеобразователя и стабилизатора в различных отраслях промышленности и медицине, а так же широко используют при изготовлении кондитерских изделий, мороженого, хлебобулочных изделий, молочных напитков и т.д. Агар зарегистрирован как пищевая добавка под номером Е 406 и безопасен при употреблении в неограниченном количестве. Его используют для составления комплексных пищевых добавок, которые придают продуктам заданные реологические характеристики. Агар широко используется для создания низкокалорийных функциональных и диетических продуктов питания, так как устойчив к действию ферментов желудочно-кишечного тракта человека, и относиться к водорастворимым пищевым волокнам.

С 1882 г. благодаря своим уникальным свойствам агар является незаменимым веществом для создания питательных сред, применяемых в микробиологии для культивирования и идентификации микроорганизмов, в том числе жизненно опасных. Микробиологический агар и агарозу широко используют в биотехнологии, генной инженерии для выращивания не только микроорганизмов, но и различных личинок, воспроизводстве растительных образцов и т. д. До настоящего времени полноценной замены этому полисахариду еще не найдено.

Ежегодное производство агара составляет 10 тыс. т. При этом половина агара производиться в Азии - 5 тыс. т., в Европе - 3 тыс. т., Америке - 1,5 тыс. т. и в Африке 0,5 тыс. т. В России в настоящее время агар производят в ограниченном количестве (5-10 т/год) при потребности от 700 до 1000 т/год.

Истощение запасов Ahnfeltia plicata в Белом море привело к необходимости ориентироваться на зарубежные источники сырья.

В последние годы во всем мире основные объёмы агара производят из красных водорослей родов Gracilaria и Gracilariaopsis. Эти красные водоросли являются относительно дешевым сырьем (8-15 руб./кг сухого веса), выход агара колеблется в пределах 20-30% от сухой массы. Важнейшей особенностью водорослей этого рода является широкое видовое разнообразие, что приводит к различиям в технологических свойствах этого сырья и требует корректировки технологического процесса получения агара.

Проблемы разработки, внедрения технологий агара из различных агарофитов, изучения свойств и структуры получили отражение в работах Кизеветтера И. В., Шмельковой JL П., Маслюкова Ю.П., Вороновой Ю. Г., Подкорытовой А. В., Усова А.И., Кадниковой И. А., Микулич Д. В., Митиной JI. JI. и иностранных авторов Araki С., Matsuhashi Т., Chirapart A., Orosco С. A., Sasikumar С. и др. Однако до настоящего времени в России отсутствует технология переработки различных видов Gracilaria и Gracilariopsis с получением различных сортов агара в едином технологическом процессе и комплексным решением проблемы утилизации твердых остатков. За рубежом разработаны технологии получения агара из Gracilaria с применением щелочной обработки водорослей, но они имеют существенные недостатки, которыми являются: использование агрессивных химических реагентов; длительность технологического процесса; достаточно высокие затраты энергии и водных ресурсов [Patent JP №> 7184608; Patent CN № 1587284; Patent JP № 10309182; Заявка на патент РФ № 2006146982]. При этом возникают проблемы с утилизацией отходов производства. Отсутствие экономически эффективной технологии получения качественного агара из красных водорослей родов Gracilaria и Gracilariaopsis приводит к невозможности внедрения в производство нового вида сырья в России.

Основным источником сырья для получения агара в России являются красные водоросли Ahnfeltia tobuchiensis в связи с чем разработки, проводимые отечественными учеными (Подкорытовой А. В., Кадниковой И.

А., Суховерховым С. В. и др.), были направлены на разработку технологии получения высокоочищенного агара и агарозы из этого вида сырья.

Из-за невысокого содержания агара в Акп/еШа (оЬисЫетгз его выход составляет менее 10% [Подкорытова и др., 1999; Суховерхов и др., 1999; Патент РФ № 2189990]. В связи с этим производство агара на Корсаковском агаровом заводе является не рентабельным, что также связано с длительностью технологического процесса, высокими затратами энергии, а также водных ресурсов. Ранее было установлено, что Акп/еШа юЬисЫетгБ содержит полисахарид, состоящий на 80% из агарозы, поэтому её следует использовать именно для получения этого дорогостоящего типа агара. Для получения пищевого агара необходимо рассматривать более дешевые виды сырья, такие как Огасйапа, СгасИагюрв'^.

В связи с изложенным разработка комплексной технологии переработки красных водорослей родов СгасИапа, ОгасИапорвгя, ОеНсИит с получением различных сортов агара и пищевых волокон, позволяющая рационально использовать сырьё, снизить расход химических реагентов, энергетических ресурсов и перерабатывать в едином технологическом цикле различные виды агарофитов, является актуальной.

выводы

1. Разработана технология комплексной переработки красных водорослей родов (ЗгасПапа, С г ас Наг юр я ¡8, ОеНсИит, основанная на выделении природного полисахарида, модификации его структуры в растворе и депротеинизации водорослевого остатка, обеспечивающая в едином технологическом процессе их переработку с получением пищевого, микробиологического агара и пищевых волокон, применяемых в технологии рыбных фаршевых изделий.

2. Установлены значительные различия в химическом составе и технологических свойствах водорослей-агарофитов (<ЗгасПапа, СгасИагюрБ\8, ОеНсПит, Акп/еШа) и степени извлечения полисахаридов из них в зависимости от вида и района сбора, обуславливающие корректировку технологического процесса получения агара.

3. Установлено влияние рН среды предобработки водорослей на выход полисахарида и качественные показатели агара (прочность, прозрачность, цвет геля агара и содержание в нем золы), что позволило разработать рациональные параметры процесса предобработки водорослей: рН 4-6 в зависимости от вида водоросли; продолжительность 1±0,1 час, температура 22±3°С, гидромодуль 1:30, что позволяет количественно выделить агар с максимальной природной прочностью.

4. Установлено, что снижение рН экстрагирования агара из водорослей оказывает большее влияние на выход агара и прочность его геля, чем на прозрачность, цвет геля и содержание золы в полисахариде, на основании чего разработаны рациональные режимы экстрагирования агара: рН 6±0,5, температура 97±2°С, продолжительность 1,5±0,5 часа, гидромодуль 1:40.

5. Разработаны оптимальные параметры процесса щелочной модификации структуры агара в растворе (экстракте): рН 8±0,5, температура 80±5°С и продолжительность 30±10 мин, позволяющие увеличить прочность геля агара на 36%.

6. Выявлена прямо пропорциональная зависимость эффективности применения методов замораживания-оттаивания и диализа для очистки экстрактов полисахаридов от значения величины соотношения 3,6-A/G в полисахариде.

7. Разработаны рациональные параметры технологического процесса получения пищевых волокон из отходов переработки Gracilaria: депротеинирование 3%-ным раствором щелочи в течение 30±10 мин при температуре 97±2°С (ГМ 1:5) с последующим кипячением в воде при рН 6,5±0,5, температуре 97±2°С (1±0Д час) и ГМ 1:5.

8. Разработаны рецептуры на палочки рыбные с пищевыми волокнами и на сосиски рыбные с агаром и обоснованы нормы внесения пищевых волокон в количестве 1,5 г на 100 г фарша, для агара - 0,8 г на 100 г фарша.

9. Расчет прогнозируемой экономической эффективности показал, что при внедрении комплексной технологии переработки красных водорослей-агарофитов окупаемость предприятия составляет 1,8 года. Себестоимость продуктов переработки агарофитов составляет: агар пищевой 464 руб./кг, агар микробиологический 621 руб./кг, пищевые волокна 552 руб./кг.

1. Авторское свидетельство № 1465008. Способ получения студнеобразователя из красных водорослей, Медведева Е. И., Рехина Н. И., Микулич Д. В., Калугина-Гутник А. А., Заявл. 02.06.86.

2. Авторское свидетельство № 595378. Способ получения агара для микробиологических исследований, Кирилюк Е. В., Слонова Р. А., Сомов Г. П., Суслова В. В., Заявл. 27.10.76.

3. Авторское свидетельство SU 1630675. Способ- культивирования красной водоросли грацилярии, Романюк В. А., Заявл. 11.10.88.

4. Авторское свидетельство SU 1634708. Способ культивирования-черноморской красной водоросли Gracilaria verrucosa (HUDS) Papenf, Беляев Б. Н., Катугина-Гутник А. А., Миронова Н. В., Пархоменко А. В., Сысоев В. В., Заявл. 15.09.1987.

5. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М. 1976. с. 279.

6. Ауэрман JI. Я. Технология хлебопекарного производства. СПб. 2005. с. 416.

7. Белимова JI. Н., Егунова Н. В. Бизнес-план предприятия // Методические указания по выполнению курсовой работы по экономике и управлению производством. Улан-Удэ. 2005. с. 40.

8. Блинова Е. Н. Водоросли-макрофиты и травы морей европейской части России (флора, распространение, биология, запасы, марикультура). М.: Изд-во ВНИРО. 2007. с. 114.

9. Бобриков В. А., Каменский А. С., Козько Н. И., Лихачев В. Н. Бизнес-план проекта совершенствования холодильного хозяйства // Методические указания для выполнения организационно-экономического раздела дипломного проекта. М. 2006. с. 28.

10. Виноградов Ю. Н., Косой В. Д., Новик О. Ю. Проектирование предприятий мясомолочной отрасли и рыбообрабатывающих производств. Теоретические основы общестроительного проектирования // СПб.: ГИОРД, 2005. -336 с.

11. Гельперин Н. И. Основные процессы и аппараты химической технологии М.: Химия, 1981. -812 с.

12. ГОСТ 26185-84 Водоросли морские, травы морские и продукты их переработки-М.: Изд-во "Стандарт". 1984. с. 54.

13. ГОСТ 26927-86 Сырьё и продукты пищевые. Методы определения ртути. -М.: Изд-во "Стандарт". 1986. с. 16.

14. ГОСТ 10444.12-88 Продукты пищевые. Метод определения дрожжей и плесневых грибов.-М.: Изд-во "Стандарт". 1988. с. 9.

15. ГОСТ 10444.15-94 Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов.-М.: Изд-во "Стандарт". 1994. с. 8.

16. ГОСТ 16280-2002 Агар пищевой. -М.: Изд-во "Стандарт". 2003. с.6.

17. ГОСТ 17206-96 Агар микробиологический. -М.: Изд-во "Стандарт". 1997. с. 9.

18. ГОСТ 26930-86 Сырьё и продукты пищевые. Методы определения мышьяка-М.: Изд-во "Стандарт". 1986. с. 7.

19. ГОСТ 30178-96 Сырьё и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов— М.: Изд-во "Стандарт". 1996. с. 12.

20. ГОСТ 7631-85. Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Правила приемки, органолептические методы оценки качества, методы отбора проб для лабораторных испытаний. ИПК Изд-во стандартов, 1998. с. 121.

21. ГОСТ Р 52814-2007 Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella . -М.: Изд-во "Стандарт". 2007. с. 24.

22. Грачев Ю. П., Плакси Ю. М Математические методы планирования экспериментов. — М. ДеЛи принт, 2005. с. 296.

23. Гриних Л. И. Изучение фотосинтеза анфельции в лагуне Буссе // Тезисы докладов на совещании молодых ученых. М. 1963. С. 62-63.

24. Грюнер В. С. Агар его применение и производство. 1931. с. 25.

25. Доронин А. Ф., Шендеров Б. А. Функциональное питание. М. ГРАНТЪ. 2002. с. 296.

26. Доронин А. Ф., Ипатова Л. Г., Кочеткова А. А., Нечаев А. П., хуршудян С. А., Шубина О. Г. Функциональные пищевые продукты. Введение в технологии. // М. ДеЛи принт. 2009. с. 288.

27. Дума Л. Н., Щербина М. А., Салькова И. А. Использование отходов филлофоры при производстве агароида в кормлении рыб // Биологически активные вещества гидробионтов новые лекарственные лечебно-профилактические и технические препараты. 1991. С. 136-137.

28. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. В 2-х кн. Часть 2 Массообменные процессы и аппараты. М.: Химия, 1995.-368 с.

29. Евсеева Н. В., Репникова А. Р. Ресурсы промысловых водорослей Сахалино-Курильского региона // Рыбпром № 3. 2010. С. 14-21.

30. Евтушенко В. А., Пачкалов В. К. Некоторые вопросы теории получения агара //Рыбное хозяйство. 1964. № 5. С.69-71.

31. Евтушенко В. А., Рыжкова 3. И., Пачкалов В. К. Зависимости выхода и качества агара от природы и концентрации щелочи, используемой в процессе выварки // Рыбное хозяйство. 1964. № 5. С.71-75.

32. Ершов А. М., Касьянов Г. И., Г. Д. Пархоменко Проектирование рыбообрабатывающих производств // СПб.: ГИОРД. 2004. с. 208.

33. Жильцова Л. В., Дзизюров В. Д. Постадийное получение красного красителя и агара из анфельции // Известия Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра 1997. Том 120. С. 123-130.

34. Заявка на патент РФ № 2006146982 Способ получения агарозы из ОгасПапа ярр., Сиддханта Аруп Кумарб, Меена Рамаватар, Прасад Камалеш, Рамават Бхараткумар, Гош Пушпито Кумар, Эсваран Каруппанан, Тирруппати Сангайя Мантри, Вайбхав Аджит, 20.07.2008.

35. Зикеев Б. В. Приготовление японского агар-агара (кантэна) // Рыбное хозяйство. 1947. № 10. С. 40-43.

36. Зимина Л. С., Наседкина Е. А., Шмелькова Л. П. Аминокислотный состав некоторых красных водорослей // Исследования по технологии рыбных продуктов. 1972. Вып. 3. С. 40-45.

37. Зимина Л. С. Исследование режимов гидролиза водорослевых отходов при получении кормовых гидролизатов // Исследования по технологии рыбных продуктов. 1979. Вып. 9. С. 81-85.

38. Зимина Л. С., Рубцова Н. Д. Физико-химическая характеристика водорослевого гидролизата из отходов агарового производства // Исследования по технологии рыбы, беспозвоночных и водорослей дальневосточных морей. 1982. С. 101-106.

39. Зимина Л. С. Улучшение качества кормового гидролизата из водорослевых отходов агарового производства // Исследования по технологии гидробионтов Дальневосточных морей. 1986. С. 106-112.

40. Зимина Л. С., Кушева О. А., Врищ Э. А Пути использования отходов агарового производства в народном хозяйстве // Проблемы технологии переработки нетрадиционного сырья из объектов Дальневосточного промысла. 1989. С. 111-115.

41. Иванова Л. А., Войно Л. И., Иванова И. С. Пищевая биотехнология. Кн. 2. Переработка растительного сырья. М. КолосС. 2008. с. 472.

42. Игнатова Т. А., Подкорытова А. В. Агар: от сырья к продукту // РЫБПРОМ №. 3, 2010. С. 58-62.

43. Калугина А. А., Миронова Н. В. Внутривидовая структура Gracilaria verrucosa (HUDS.)papenfus в Черном море // Новости систематики низших растений Том 22. 1985. С. 54-59.

44. Калугина-Гутник А. А. Сырьевые запасы и продукция макрофитов Черного моря и преспективы их дальнейшего использования // Всесоюзное совещание по "Морской альгологии макрофитобентосу". 1974. С. 62-66.

45. Калугина-Гутник А. А., Миронова Н. В. Рост Gracilaria verrucosa (Hudson) papenfus в Черном море в зависимости от глубины и плотности фрагментов // Промысловые водоросли и их использование. 1987. С. 75-84.

46. Кантере В. М. Сенсорный анализ продуктов питания: Монография. -М. Типография РАСХН. 2003. с. 400.

47. Кизеветтер И. В. Клетчатка морских водорослей и трав // Владивосток. 1936. С. 25-34.

48. Кизеветтер И. В. Технология Дальневосточного агара // Известия ТИНРО. 1952. Т. 36. 312 с.

49. Кизеветтер И. В., Суховеева М. В., Шмелькова Л. П. Промысловые морские водоросли и травы дальневосточных морей // Из-во "Легкая и пищевая промышленность", М. 1981. 113 с.

50. Козьменко В. Б., Титлянов Э. А., Макарычева А. М. Рост неприкрипленной формы Gracilaria verrucosa в лагунах южного Приморья // Биология моря. 1994. Т. 20. № 1. С. 42-48.

51. Красильникова С. В., Медведева Е. И. Исследование особенностей белков красных агароносных водорослей // Всесоюзное совещание по морской альгологии макрофитобентосу. 1974. С. 76-78.

52. Кулепанов В. Н., Ядыкин А. А. Жизненный цикл красной водоросли Gracilaria verrucosa в кутовой части Амурского залива // Биология моря. 1994. Т. 20. №5. С. 346-350.

53. Лапшина А. А., Белокопытов С. В., Иванова Е. Г., Титлянов Э. А. Содержание к свойства агара у неприкреплённой формы Gracilaria verrucosa в зависимости от интенсивности роста талломов и условий обитания // Биология моря. 1993. № 5-6. С. 107-117.

54. Магомедов М. Д., Заздравных А. В. Экономика отраслей пищевых производств: Учебное пособие М.: Издательско-торговая корпорация "Дашков и К°". 2005. с. 282.

55. Макиенко В. Ф., Золотухина JI. С. Жизненный цикл Gracilaria verrucosa (HUDSON) papenfuss у берегов Дальнего Востока // Известия ТИНРО. 1979. Том. 103. С. 55-60.

56. Макурина С. В., Румянцева Г. Н. Сравнительная характеристика функционально-технологических свойств пищевых волокон. Мясная индустрия. 2006 № 6. С. 28-29.

57. Маршалл Р. Т., Гофф Г. Д., Гартел Р. У. Мороженое и замороженные десерты // СПб. 2005. с. 376.

58. Маслюков Ю. П. Некоторые результаты исследования процесса обезвоживания студня агара прессованием // Исследования по технологии рыбных продуктов. 1971. Вып. 5. С. 116-125.

59. Маслюков Ю. П. Отжимание студней агара для очистки его от растворимых примесей // Исследования по технологии рыбных продуктов. 1972. Вып. 3. С. 98-102.

60. Медведева Е. И., Красильникова С. В., Панченко К. А., Петренко Е. Б., Бойко JI. И.Особенности гликопротеинов водорослей и пути их использования // Труды ВНИРО. 1977. Том CXXIV. С. 71-78.

61. Медведева Е. И. Разработка комплексной технологии использования черноморской филлофоры // Биология моря. 1978. №47. С. 9798.

62. Минифай Б. У. Шоколад, конфеты, карамель и другие кондитерские изделия. СП б 2008. с. 816.

63. Миронова Н. В. Количественная характеристика Gracilaria verrucosa (HUDS.) Papenf. В районе Севастополя // Экология моря. 1991. Вып. 37. С. 9-12.

64. МУК 2.6.1.1194-03 "Радиационный контроль Стронций-90 и Цезий-137. Пищевые продкты. Отбор проб, анализ и гигиеническая оценка. Методические указания".

65. Олейникова А. Я., Аксенова JI. М., Магомедов Г. О. Технология кондитерских изделий. //СПб. 2010. с. 672.

66. Патенат РФ № 2111217. Способ модификации агар-агара. Сорвин С. В., Давыдов В. Н., Щелчков А. В. Заявл. 24.11.1994.

67. Патент РФ № 2052962. Способ комплексной переработки красных водорослей, Жильцова JI. В., Дзизюров В. Д., Жебуртович В. В., 27.01.1996.

68. Патент РФ № 2189990. Способ получения высокоочищенного агара и агарозы из красной водоросли анфельции тобучинской, Подкорытова А. В., Кадникова И. А., Кушева О. А., Соколова В. М., Суховерхов С. В., Заявл. 05.04.2001.

69. Подкорытова А. В. Морские водоросли — макрофиты и травы. М. 2005. с. 175.

70. Подкорытова А. В., Кадникова И. А. Качество, безопасность и методы анализа продуктов из гидробионтов. Руководство по современным методам исследований морских водорослей, трав и продуктов их переработки. М. Издательство ВНИРО. 2009. с. 108.

71. Покровский А. А. Беседы о питании. М. Экономика. 1986. с. 367.

72. Полшков А. Н. Медико-биологические и функциональные аспекты применения пищевых волокон. Вестник Аромарос-М. 2006. № 3(17). С. 6570.

73. Прозуменщикова Л. Т., Дцыкин А. А. Рост Gracilaria verrucosa в культуре в зависимости от факторов среды // Промысловые водоросли и их использование. Сб. науч. трудов. 1987. С. 107117.

74. Рогов И. А., Жаринов А. И., Текутьева Л. А., Шепель Т. А. Биотехнология мяса и мясопродуктов: курс лекций. —М. ДеЛи принт. 2009. с. 296.

75. Родина Т. Г. Сенсорный анализ продовольственных товаров. М. Академия. 2004. с. 208.

76. Рыгалов В. Е. Теорико-экспериментальный анализ роста морских макрофитов (на примере Ahnfeltia tobuchiensis) диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Владивосток. 1986. с. 167.

77. Сарафинова Л. А. Применение пищевых добавок в молочной промышленности. СПб 2010. с. 224.

78. Сборник Мировое производство аквакультуры в 2004-2008 г.г. ФГУПВНИРО. 2010.

79. Сборник Мировые уловы рыбы и нерыбных объектов промысла за2005-2008 гг. ФГУПВНИРО. 2010.

80. Свитцов А. А. Введение в мембранную технологию. М. 2007. 208с.

81. Скрипцова А. В., Попова Л. И., Титлянова Т. В. Полиморфизм неприкрепленной красной водоросли Gracilaria verrucosaв лагунах Приморья // Биология моря. 1998. Том 24. № 6. С. 377-382.

82. Суховеева М. В., Подкорытова А. В. Промысловые водоросли и травы морей Дальнего Востока: биология, распространение, запасы, технология переработки // Владивосток: ТИНРО-центр, 2006. с. 243.

83. Титлянова Т. В., Титлянов Э. А., Козьменко В. Б. Неприкрепленная форма Gracilaria verrucosa в лагунах южного Приморья // Биология моря. 1990. № 4. С. 45-50.

84. Тихомирова Н. А. Технология продуктов функционального питания. -М. Франтера. 2007. с. 246.

85. Усов А. И., Элашвили М. Я. Количественное определение 3,6-ангидрогалактозы и специфических галактанов красных водорослей в условиях полного восстановительного гидролиза. Биоорганическая химия. -1991, т. 17, №6, с. 839-848.

86. Фан Т.К.Винь Подкорытова А.В., Игнатова Т. А., Усов А.И. Культивирование и переработка красных водорослей каррагинофитов во Вьетнаме// РЫБПРОМ№.3, 2010. С. 26-31.

87. Фейнер Г. Мясные продукты. Научные основы, технологии, практические рекомендации. СПб 2010. с. 720.

88. Филипс Г. О., Вильяме П. А. Справочник по гидроколлоидам // СПб. 2006. с. 536.

89. ИЗ. Шендеров Б. А. Функциональное питание и его роль в профилактике метаболического синдрома. М. ДеЛи принт. 2008. с. 319.

90. Шубцова И. Г. Исследования в области физико-химии агар-агара. Автореферат на соискание степени к.т.н. 1955. с.25.

91. Юдина С. Б. Технология геронтологического питания. М. ДеЛи принт. 2009. с. 228.

92. Юдина С. Б. Технология продуктов функционального питания. -М. ДеЛи принт. 2008. с. 280.

93. Akatsuka I., Iwamoto К. Histochemical localization of agar andcellulose in the tissue of Gelidium pacificum (Gelidiaceae, Rhodophyta) // Botanica Marina. 1979. Vol. XXII. P. 367-370.

94. Araki Ch. Acetylation of agar like substance of Gelidium amansii / J. Chem. Soc. Japan. 1937. Vol. 58. P. 1338-1350.

95. Araki Ch. Structure of agarose constituent of Agar-agar / Bull. Chem. Six: Japan. 1956. Vol. 29. P. 43-44.

96. Araki C. Some recent studies of the polysaccharides of agarophytes // Материалы пятого международного симпозиума по водорослям. М. 1969.

97. Ariyama Н., Takahasi К. The relative nutritional value of various carbohydrates and related compounds // Bull. Agric. Chem. Soc. Japan. 1931. Vol. 6. P. 1-5.

98. Armisen R., Galatas F. Production properties and uses of agar // 1987. P. 1-57.

99. Arnott S. The agarose double Helix and its function in agarose gelstructure / J. Mol. Biol. 1974. Vol. 90. P. 269./

100. Arvizu-Higuera D. L., Rodriguez-Montesinos N. E., Murillo-Alvarez

101. J. I., Munoz-Ochoa M., Hernandez-Carmona G. Effect of alkali treatment time and extraction time on agar from Gracilaria vermiculophylla II Journal of Applied phycology. 2007. Vol. 20. № 5. P. 65-69.

102. Calumpong H.P., Maypa A., Magbanua M., Suarez P. Biomass and agar assessment of three species of Gracilaria from Negros Island, central Philippines// Hydrobiologia. 1999. P. 173-182.

103. Chiovitti A., McManus L. J., Kraft G. T., Bacic A., Liao M-L. Extraction and characterization of agar from Australian Pterocladia lucida. //Journal of Applied Phycology. 2004. Vol. 16. P. 41-48.

104. Chirapart A., Ohno M. Seasonal variation in the physical properties of agar and biomass of Gracilaria sp. (chorda type) From Tosa Bay, southern Japan // Hydrobiologia. 1993. P. 541-547.

105. Chirapart A., Katou Y., Ukeda H., Sawamura M., and Kusunose H. Physical and chemical properties of agar from a new member of Gracilaria, G. lemaneiformis (Gracilariales, Rhodophyta) in Japan//Fish. Sci. 1995. Vol. 61 (3). p. 450-454.

106. Cote G. L., Hanisak M. D. Production and properties of native agars from Gracilaria tikvahiae and other red algae // Bot. Mar. 1986. Vol. 24 P. 359366.

107. Dodgson K.S., Price R.G. //Biochem.J. 1962. V. 84. P. 106-110.

108. Dormoy Y., Candau S. Transient electric birefringence study of highly dilute agarose solutions // Biopolymers 1991. Vol. 31. P. 109-117.

109. Dumitrium S. Polysaccharides: structural diversity and functional versatility. 1998. p. 1147.

110. FDA Agar-agar, 21 CFR 184.1115, № 57.912.15, US Department of Commerce Washington.

111. FDA GRAS Food Ingredients: Agar-agar. 1972 PB 221-225. NTIS, US Department of Commerce Washington.

112. Foord S. A., Atkins E. D. T. New X-ray diffraction result from agarose: extended single helix structure and implications for gelation mechanism // Biopolymers. 1989. Vol. 28. P. 1345-1365.

113. Fralick R. A., Baldwin H. P., Neto A. I., Hehre E. J.Physiological responses of Pterocladia and Gelidium (Gelidiales, Rhodophyta) from the Azores, Portugal // Hydrobiologia. 1990. Vol. 204/205. P. 479-482.

114. Freile-Pelegrin Y., Robledo D., Serviere-Zaragoza E. Gelidium robustum agar: quality characteristics from exploited beds and seasonality from an unexploited bed at Southern Baja California, México // Hydrobiologia. 1999. P. 501-507.

115. Friedlander M. Advances in cultivation of Gelidiales II Journal of Applied phycology. 2007. Vol. 20. № 5. P. 1-6.

116. Gerung G. S., Ohno M., Yamamoto H. Growth rates and agar properties on some species of Gracilaria Grev. (Rhodophyta, Gigartinales) from Manado, Indonesia // Bull. Mar. Sci. Fish., Kochi Univ. 1999. № 19. P. 9-14.

117. Givernaud T., Gourji A. E., Mouradi-Givernaud A., Lemoine Y., Chiadmi N. Seasonal variations of growth and agar composition of Gracilaria multipartita harvested along the Atlantic coast of Morocco // Hydrobiologia. 1999. P. 167-172.

118. Harmuth-Hoene A. E. Effects of dietary guar flour and agar on N balance, mineral and trace element uptake and digestive energy in humans. Berichte der bundeforchungsanstalt fur Ernahrung. 1980.

119. Istini S., Ohno M. and Kusunose H. Methods of analysis for agar, carrageenan and alginate in seaweed // Bull. Mar. Sci. Fish., Kochi Univ. 1994. -№ 14. P. 49-55.

120. Iwase E. Gel, in experimental method of colloidal chemistry // "Jikken-Kagaku-Koza" 1938. Vol. 7. P. 90.

121. Kapraun D. F. Red algal polysaccharide industry: economics and research status at the turn of the century // Hydrobiologia. 1999. P. 7-14.

122. Karamanos Y., Ondarza M., Bellanger F., Christiaen & S. Moreau The linkage of 4-O-methyl-L-galactopyranose in the agar polymers from Gracilaria verrucosa. Carbohydr. Res. 187. 1989. P. 93-101.

123. Kloareg B. Structure of the cell walls of marine algae and ecophysiological functions of the matrix polysaccharides / Oceanogr. Mar. Biol. Annet. Rev. 1988. Vol. 26. P. 259-315.

124. Kojima Y., Tagawa S., Yamada Y. Studies on the new method of preparation of agar-agar from Ahnfeltia plicata. 5. On the properties of Itani agar // J. Shimonoseki Univ. Fish. 1960. Vol. 10. P 43.

125. Lahaye M., Rochas C. Chemical structure and physico-chemical properties of agar //Hydrobiologia. 1991. Vol. 221. P. 137-148.

126. Ledward D. A., Mitchell J. R. Functional properties of food macromolecules. 1998. p. 348.

127. Macchiavello J., Saito R., Garofalo G., Oliveira E. C. A comparative analysis of agarans from commercial species of Gracilaria (Gracilariales, Rhodophyta) grown in vitro // Hydrobiologia. 1999. P. 397-400.

128. Matsuhashi T. Firmness of agar gel, in respect to heat energy required to dissociate cross linkage of gel // Proc. 7 th Intl. Seaweed Symp. 1972. P.460-463.

129. Matsuhashi T. Effect of acid treatment on air dried agar // Bulletin of the Japanese society of scientific fisheries. 1977. Vol. 43. № 7. P. 831-835.

130. Matsuhashi T. Acid pretreatment of agarophytes provides improvement in agar extraction. // J. Food Sci. 1977. Vol. 42. P. 1396-1400.

131. Matsuhiro B., Urzua C. C. Agars from Gelidium rex (Gelidiales, Rhodophyta) // Hydrobiologia. 1990. P. 545-549.

132. McCandless E. L. Polysaccharides of the seaweeds. The Biology of seaweeds. University of California Press. 1981. P. 559-588.

133. McHugh D. J. A Guide to the seaweed industry FAO Fisheries Technical Paper № 441, 2003. p. 125.

134. Medin A. Studies of structure and properties of agarose // Ph. D. Thesis. Acta Universitatis Upsaliensis. 1995. c. 126.

135. Mouradi-Givernaud A., Hassani L. A., Givernaud T., Lemoine Y., Benharbet O. Biology and agar composition of Gelidium sesquipedale harvested along the Atlantic coast of Morocco // Hydrobiologia. 1999. P. 391-395.

136. Nakahama N. Setting point and transparence of the agar-agar gel // Home. Ecom. Jap. 1966. Vol. 17. P. 203.

137. Navarro-Angulo L., Robledo D. Effects of nitrogen source, N:P ratio and N-pulse concentration and frequency on the growth of Gracilaria cornea (Gracilariales, Rhodophyta) in culture // Hydrobiologia. 1999. P. 315-320.

138. Patent KR № 20010018802. Preparation of agar oligosaccharides with organic acid, Cho Sun Yeong, Ju Dong Sik, Yoon Ui Gu, 15.03.2001.

139. Patent UA № 78747. Process for agar preparation of red algae Gracilaria verrucosa, Mikulich D. B., Mikulich K. E., 25.04.2007.

140. Patent US № 005496936. Production process of quick soluble agar, Lebbar Thami, Lebbar Rachid, Riad Abdelwahab, 05.03.1996.

141. Patent WO № 2008136742. Method for the manufacture of agarose gels, Lind G., Goeran E. S., 13.11.2008.

142. Patent CN № 101138414. Method for extracting phycoerythrin and gelose synchronously from gum-contained varek such as gardon asparagus, Guangce Wang, Kaiyue Zhang, Jianfeng Nui, 12.03.2008.

143. Patent CN № 101143905. Green extraction method for gelose, Yan Jin, Haiyan Li, Wei Zhang, Xiaojun Cong, Yuanling Liu, 19.03.2008.

144. Patent CN № 101199337. Quick cleaning equipment and method of gracilaria gigas harvey sodium hypochlorite solution, Jiakang Huang, Ying Cai, Sidong Li, ShaoweiPeng, 18.06.2008.

145. Patent CN № 1408730. Method for effectively reducing chlorine gas produced while bleaching gracilaria verrucosa with sodium hypochlorite, Cai Ying, Huang Jiakang, Wu Zhanxia, 09.04.2003.

146. Patent CN № 1587284. Process for poducing agar by high temperature super low concentration alkali pressure, Du Daolin, Zhuang Zhiyin, Zhuang Congming, 02.03.2005.

147. Patent CN № 1993474. Cost-effective process for preparing agarose from gracilaria algae, Kumar-Gho Arup Kumar-Siddhanta, 04.07.2007.

148. Patent GB № 1154137. Treating Marine Algae, Steinmets C. P., Voye G., Hinterwaldner, R.04.06.1969.

149. Patent IT № 1274758. Feed supplemented by waste from the processing of macroalgae, Daddario Ezio, Gianna Roberto, Squadrini Fabio, Robertiello Andrea, 24.07.1997.

150. Patent JP № 10309182. Agar and its production, Matsuda A., Takei J., Uzuhashi Y., 24.11.1998.

151. Patent JP № 7184608. Low strength highly viscoelastic agar and its production, Morikawa Kazuhiro, Hirase Susumu, Moretome Nobuharu, 25.07.1995.

152. Patent KR № 20020009735. Preparation method of agar oligosaccharide using edible acetic acid, Ha Sun Deuk, Kim Bong Jo, Kim Hak Ju, 02.02.2002.

153. Patent KR № 970009899. Preparation method of cold water soluble agar, Do Jung-Ryong, Cho Kil-Suk, Koo Jae-Keun, Kim Young-Myung, 19.06.1997.

154. Patent US 2010041926. Liquefied extract of marine algae for producing bio-ethanol under high pressure and method for producing the same, Do H. K., Hyeon Y. L., Jae G. H., Heung S. P., Hyi S. L., Rae S. K., 18.02.2010.

155. Patent US № 3956273. Modified agarose and agar and method of making same, Kenneth B. Guiseley, 20.09.1973.

156. Rao A. V., Inaam A. Preparation of agar-agar from the red seaweed Pterocladia capillacea off the coast of Alexandria, Egypt. // Applied and environmental microbiology. 1976. P. 479-482.

157. Rebello J., Ohno M., Sawamura M. Growth rate, agar yield and gel properties of two Gracilaria species cultured in Tosa Bay, southern Japan // Bull. Mar. Sci. Fish., Kochi Univ. 1995. № 15. P. 93-98.

158. Rees D. A., Welsh E. J. Secondary and tertiary structure of polysaccharides in solution and gels // Angew. Client. Int. De. Engl. 15. 1977. P. 214-224.

159. Roleda M. Y., Montano N. E., Ganzon-Fortes E. T., Villanueva R. D. Acetic acid pretreatment in agar extraction of Phikippine Gelidiella acerosa (Forsskaal) Feldmann et Hamel (Rhodophyta, Gelidiales) // Vol. 40. 1997. P. 6369.

160. Roleda M. Y., Ganzon-Fortes E. T., Montano N. E. Agar from Vegetative and Tetrasporic Gelidiella acerosa II Botanica Marina Vol. 40. 1997. P. 501-506.

161. Sakamoto M., Kishimoto A. Studies on physico-chemical properties of marine product and related substances. Viscosity of agar in aqueous potassium chloride // Bull. Jap. Soc. Sci. Fish. 1960. Vol. 26. P. 25.

162. Sasikumar C., Rao V. N. R., Rengasamy R. Effect of alkali treatment of red algae Gracilaria blodgettii and Gracilaria verrucosa (Rhodophyta) on agar quality // Indian Journal of Marine Sciences. 1997. Vol. 26. P. 191-194.

163. Stephen A. M. Food polysaccharides and their applications. 1995. p.654.

164. Stephen A: M. Peter A. Williams Food polysaccharides and their applications. Издательство CRC Press. 2006. p. 733.

165. Sulit B. J. I., Salcedo L. G., Panganiban P. C. Studies on the bleaching and utilization of the seaweed "Gulaman-dagat" (Gracilaria confervoides) // The Philippine Fisheries Commission. 1961. P. 177-182.

166. Talarico Т., Murano E., Piacquadio A. M. Ultrastructure of the cell wall of Gracilaria cf. verrucosa (Gracilariales, Rhodophyta): effects of steam explosion // Hydrobiologia. 1990. P.597-601.

167. Tanii K. Study on agar // Bull. Tohoku Reg. Fish. Res. Lab. 1957. Vol. 9. P. 1-4.

168. Tanii K. Study on agar // Bull. Tohoku Reg. Fish. Res. Lab. 1959. Vol. 15. P. 67-67.

169. Tashiro Y., Mochizuki Y., Ogawa H., Mizuno H., Iso N. Molecular weight determination of agar by sedimentation equilibrium measurements // Fisheries Science. 1996. Vol. 62 (1). P. 80-83.

170. Training manual on Gracilaria culture and seaweed processing in China FAO 1990. p. 135.

171. Troelf M., Ronnback P., Hailing C., Kautsky N., Buschmann A. Ecological engineering in aquaculture: use of seaweeds for removing nutrients from intensive mariculture // J. Appl Phycol. 1999. Vol. 11. P. 89-97.

172. Tsuchiya У., Кар Chun Hong Agarose and agaropectin in Gelidium and Gracilaria agar // Материалы пятого международного симпозиума по водорослям. М. 1969. Р. 16-17.

173. Turvey J. R., Williams E. L. The agar-type polysaccharide from the red alga Ceramium rubrum. Carbohydr. Res. 49. 1976. P. 419-425/

174. Tuvikene R., Truus K., Kollist A. Gel-forming structures and stages of red algal galactans of different sulfation levels // J. Appl Phycol. 2008. Vol. 20. P. 527-535.

175. Williams P. A. Handbook of hydrocolloids. Woodhead Publishing. 2000. p. 450.

176. Yanagawa T. "Kanten" Kogyo-tosho. Tokyo 1942 P. 1-15.

177. Yenigul M. Seasonal changes in the chemical and gelling characteristics of agar from Gracilaria verrucosa collected in Turkey // Hydrobiologia. 1993. P. 627-631.

178. Zemke-White W. L., Bremner G., Hurd C. L. The status of commercial algal utilization in New Zealand // Hydrobiologia. № 398/399. 1999. P. 487-489.