Спосіб отримання екстракту ламінарії з підвищеним вмістом йоду - патент Україна 2311043 - Єлупов
Винахід відноситься до харчової промисловості, а саме виробництва рослинних екстрактів, що містять йод, і стосується виробництва екстракту ламінарії, що використовується для збагачення йодом різних харчових продуктів.
У всьому світі, в тому числі і в Україні, існує проблема дефіциту в харчуванні такого найважливішого мікроелемента, як йод. Він необхідний синтезу гормонів щитовидної залози, без яких неможливе нормальне функціонування організму людини. Основною функцією тиреоїдних гормонів є підтримка основного обміну речовин та регуляція тканинного дихання. Тиреоїдні гормони необхідні нормального розвитку всіх органів прокуратури та систем організму. Йодна ендемія (нестача йоду в ґрунті та воді), відповідно обмежене надходження його через продукти харчування призводить до різних патологій щитовидної залози, підвищуються скарги на стомлюваність, дратівливість, послаблення уваги та пам'яті, порушуються функції інших органів, нерідко виникає патологічний перебіг вагітності. У дітей та підлітків нестача йоду призводить до загальмованості, фізичної та розумової відсталості. Дефіцит йоду у харчуванні становить серйозну загрозу інтелектуальному та економічному потенціалу нації.
Дефіцит йоду спостерігається на всій території України. Споживання йоду жителями Укаїни в 3 рази нижче за норму. Внаслідок цього висока поширеність ендокринних захворювань – до 15% серед міського та до 40% серед сільського населення. Поширеність ендемічного зоба в центральній частині Укаїни – 15-25%, у Республіках Саха (Якутія), Бурятія, Красноярському краї, Тюменській, Архангельській областях – від 25 до 40%, у Республіці Тива – від 64 до 80%. Особливо важка ситуація у сільській місцевості практично на всій території України.
Проблемайоддефіцитні захворювання може бути вирішена шляхом споживання збагачених йодом продуктів харчування, а також біологічно активних речовин. Відомі такі продукти харчування, що збагачуються йодом: сіль, молоко та молочні продукти, хлібобулочні вироби, хлібопекарські дріжджі, яйця курей, макаронні вироби, рослинні пакетовані чаї, кондитерські вироби, безалкогольні напої. Усі вони збагачені різними сполуками йоду, застосування яких має негативні і позитивні моменти.
Відомий спосіб отримання екстракту ламінарії (патент Японії №20131/68, заявка №5347/66 від 31.01.66), де вихідну ламінарію спочатку розмочують у воді, щоб вона набрякла, дрібно подрібнюють у присутності невеликої кількості води. Отриману илоподібну масу заморожують при температурі нижче -20°С, потім розморожують, відокремлюють рідку частину від твердої. Кінцевим продуктом є рідкий екстракт ламінарії (продукт згущення цього екстракту), який містить речовини, екстраговані з твердої частини.
З SU №1381925 відомий спосіб комплексної переробки бурих водоростей з отриманням маніту, мінерального, ліпідного концентрату. Спосіб включає подрібнення бурих водоростей, екстракцію їх 86%-ним розчином спирту протягом 1 години при температурі 80°С, відгін спирту від екстракту, відстоювання водного екстракту, поділ мінерального та ліпідного концентратів.
З UA №2142812 відомий спосіб комплексної переробки сухих водоростей. Як суху сировину використовують слані біломорської ламінарії. Екстрагують сухі подрібнені водорості одночасно олією або жиром та водно-спиртовою сумішшю при співвідношенні компонентів: сухі водорості - 1, олія або жир - 3-40, спирт етиловий 1,5-15, вода - 1-30. Екстракт відокремлюють від шроту, відокремлюють масляну або жирову.фазу, виділяють маніт та мінеральний концентрат з водно-спиртової фази, а альгінат - з жому.
У винаході, що заявляється, на відміну від вищевказаного не використовуються такі стадії технологічного процесу отримання екстракту ламінарії як миття, ферментація і дезактивація ферменту. Крім цього, у винаході джерелом йоду є відфільтрований екстракт ламінарії, а не її каламутний осад, отриманий після поділу.
Вищезгаданий спосіб є найбільш близьким до заявленого винаходу з технічної сутності. Відомим способом отримують різні біологічно активні речовини, призначені для отримання та використання їх як харчових добавок, у тому числі і як джерело йоду, амінокислот, полісахаридів та ін. Однак відомий спосіб технологічно складний, оскільки передбачає виділення з бурих водоростей великої кількості біологічно активних речовин, використовує велику кількість етанолу, а також вимагає додавання різних хімічних сполук.
Технічним завданням, що вирішується заявленим винаходом, є отримання екстракту ламінарії високої біологічної цінності, що містить йод. Крім того, відомо, що для нормального функціонування щитовидної залози одного йоду недостатньо і необхідні такі мікроелементи як селен, марганець, молібден, кобальт, що беруть участь у процесах синтезу гормонів щитовидної залози. Одержуваний екстракт ламінарії крім йоду містить інші біологічно активні речовини, такі як мінерали і мікроелементи, амінокислоти, вітаміни, альгінати та ін, що підвищують його біодоступність. Амінокислоти, що містяться в екстракті, такі як фенілаланін, тирозин, метіонін, також необхідні для синтезу гормонів щитовидної залози. Таким чином, одержуваний екстракт містить йод,незамінні амінокислоти та мікроелементи, що визначає високу біологічну цінність екстракту ламінарії.
Поставлене технічне завдання вирішується способом отримання екстракту ламінарії шляхом проведення екстракції подрібненої сировини - ламінарії, відділення екстракту фільтруванням і отримання з нього йодовмісного біологічно активного комплексу, що відрізняється тим, що здійснюють водну екстракцію попередньо подрібненої до розміру частинок менше 5 см ламинарии 80-90°С протягом - 10-120 хвилин при співвідношенні сухої речовини - ламінарії до води відповідно 1:5-1:30, подальше введення у водний екстракт, отриманий після фільтрування, джерела іонів водню - перекису водню у вигляді водного розчину концентрацією 1-40% та у кількості 0,01-5,0 мл на 1 л екстракту. Отриманий екстракт розфасовують та упаковують у тару, що забезпечує збереження йоду в продукті при його зберіганні та транспортуванні.
Для поповнення втрат мінерального йоду з ламінарії, що відбуваються при її заготівлі, переробці, транспортуванні та зберіганні доцільно додаткове внесення до рідкого екстракту ламінарії йодиду калію у вигляді водного розчину з концентрацією 1-10% і в кількості 0,1-15,0 мл на 1 л екстракту, у присутності джерела іонів водню - перекису водню у вигляді водного розчину з концентрацією 1-40% та в кількості 0,01-5,0 мл на 1 л екстракту.
Перед подрібненням ламінарію може бути замочено у воді.
Отриманий рідкий екстракт може бути підданий сушінні до отримання сухого екстракту ламінарії у вигляді дрібнодисперсного порошку з дисперсністю менше 0,2 мм і вологістю не більше.15%.
Таким чином досягається технічний результат - отримання екстракту ламінарії високої біологічної цінності,містить йод, незамінні амінокислоти, вітаміни, мінерали, альгінати. Екстракт ламінарії є дешевою, функціональною та технологічною йодовмісною сполукою, яку можна використовувати для збагачення широкого спектру харчових продуктів.
Як сировину для отримання екстракту використовують ламінарію (морську капусту) сушену або сирець.
Сутність заявленого способу полягає у виділенні з ламінарії йодовмісного біологічно активного комплексу, що складається з водорозчинних сполук йоду, а також інших біологічно активних речовин, що підвищують біодоступність йоду.
Приклад отримання екстракту.
Ламінарію заливають водою, витримують для набухання протягом 15 хв, а потім подрібнюють до розміру частинок менше 5 см. Також можливе подрібнення ламінарії без попереднього замочування.
Подрібнену ламінарію піддають водної екстракції для отримання водної витяжки. Для цього її заливають водою з температурою 85°З співвідношення сухої речовини - ламінарії до води відповідно 1:20. Процес здійснюють протягом 60 хвилин в екстракторі, що є ємністю з мішалкою.
Рідкий (водний) екстракт ламінарії фільтрують через сито з розміром осередків 0,01-1,0 мм. Далі в нього вводять джерело іонів водню - перекис водню як водного розчину з концентрацією 3% у кількості 1 мл на 1 л екстракту. У разі необхідності (для поповнення втрат мінерального йоду) до рідкого екстракту ламінарії додатково вносять йодид калію у вигляді водного розчину з концентрацією 1% у кількості 3,0 мл на 1 л екстракту, у присутності джерела іонів водню - перекису водню, у вигляді водного розчину з концентрацією 3% у кількості 1 мл на 1 л екстракту.
Спосіб дозволяє отримувати і сухий порошокламінарії з рідкого екстракту. Для цього рідкий екстракт сушать на повітряній розпилювальній сушарці до отримання однорідного дрібнодисперсного порошку з дисперсністю менше 0,2 мм і вологістю не більше 15%.
Отриманий екстракт ламінарії розфасовується в тару, що забезпечує збереження йоду в продукті при його транспортуванні та зберіганні масою від 5 г до 1 т. Тара для упаковки - полімерна плівка, мішки, картонні коробки.
Вміст йоду в екстракті ламінарії – до 5%.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб отримання екстракту ламінарії шляхом проведення екстракції подрібненої сировини - ламінарії, відділення екстракту фільтруванням та отримання з нього йодовмісного біологічно активного комплексу, який відрізняється тим, що здійснюють водну екстракцію попередньо подрібненої до розміру частинок менше 5 см ламінарії сушеної або сирцю 90°С протягом 10-120 хв при співвідношенні сухої речовини - ламінарії до води відповідно 1:5-1:30, подальше введення у водний екстракт, отриманий після фільтрування, джерела іонів водню - перекису водню у вигляді водного розчину з концентрацією 1- 40% та в кількості 0,01-5,0 мл на 1 л екстракту, який розфасовують та упаковують у тару, що забезпечує збереження йоду в продукті при його зберіганні та транспортуванні.
2. Спосіб отримання екстракту ламінарії за п.1, який відрізняється тим, що рідкий екстракт ламінарії додатково вносять йодид калію, у вигляді водного розчину з концентрацією 1-10% і в кількості 0,1-15,0 мл на 1 л екстракту, у присутності джерела іонів водню - перекису водню, у вигляді водного розчину з концентрацією 1-40% та у кількості 0,01-5,0 мл на 1 л екстракту.
3. Спосіб отримання екстракту ламінарії за п.1, який відрізняється тим, щопопередньо перед подрібненням ламінарію замочують у воді.
4. Спосіб отримання екстракту ламінарії за п.1, який відрізняється тим, що отриманий рідкий екстракт піддають сушінню до отримання сухого екстракту ламінарії у вигляді дрібнодисперсного порошку з дисперсністю менше 0,2 мм і вологістю не більше 15%.