Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения кормовой добавки из морских звезд

Изобретение относится к рыбообрабатывающей промышленности, в частности к способам получения кормовых продуктов из водных биологических ресурсов. Способ получения кормового продукта из морских звезд, например Patiria pectinifera, Evasterias echinosoma включает в технологический процесс операции: измельчение, экстракция этиловым спиртом, сушка, измельчение, упаковка, хранение.

Морские звезды относятся к биологическому типу Иглокожие (Echinodermata), современными представителями типа являются также морские ежи, офиуры (змеехвостки), голотурии (морские огурцы) и морские лилии.

Изобретение относится к производству кормовых продуктов из водных биологических ресурсов, в частности из морских звезд, например Patiria pectinifera, Evasterias echinosoma. Способ предусматривает использование свежевыловленного, охлажденного или мороженого сырья. Сырье подвергается измельчению, экстракции этанолом, сушке, измельчению, упаковыванию и хранению.

Известен способ переработки морских звезд Баренцева моря: Asterias rubens, Crossaster papposus, Urasterias lincki, Solaster endeca, Hippasteria phygiana с целью получения белково-минеральной кормовой добавки. Основными технологическими операциями являются разбор улова, промывка морской водой и стекание, сортировка и фасование, замораживание, хранение, дефростирование, стекание, сушка, измельчение, упаковка, хранение. Звезды замораживают до температуры минус 14°C и хранят при этой температуре не более 12 месяцев. Далее размораживают в воде до температуры 0 - минус 1°C или на воздухе при температуре 18-20°C в течение 3-3,5 часов и направляют на инфракрасную сушку при температуре 60°C в течение 4 часов, содержание воды в продукте менее 10%. Высушенные звезды измельчают до порошка с размером частиц 0,01-2 мм, упаковывают и хранят при температуре не выше 20°C не более 24 месяцев при относительной влажности не более 85%. Белково-минеральная кормовая смесь из морских звезд получила название «Астериафоддер» (Голяк И.В. Технология переработки морских звезд для получения белково-минеральной кормовой добавки // Инновационные технологии переработки продовольственного сырья: матер. междунар. науч.-техн. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2011. - С. 69-71).

Недостатком данного способа является то, что в данной технологии не предусмотрена операция детоксикации (удаление биотоксинов, характерных для морских звезд Patiria pectinifera, Evasterias echinosoma и других).

Известен способ получения комплекса биологически активных веществ из голотурии. Способ предусматривает получение кормовой добавки, комплекса сапонинов и каратиноидов из морских животных путем измельчения сырья, многократной экстракции биомассы смесью этанол-хлороформа, этанолом при комнатной температуре, этанолом при температуре кипения, высушивания плотного остатка и измельчения. Для получения комплексов сапонинов и каратиноидов экстракты объединяют, экстрагируют ацетоном, фильтруют, упаривают осадок, растворяют в этаноле, фильтруют и упаривают до получения концентрата каратиноидов. Плотный осадок растворяют в этаноле, упаривают и фильтруют в горячем виде, фильтрат растворяют в бутаноле, упаривают и фильтруют в горячем виде, упаривают, растворяют в этаноле, фильтруют в горячем виде и упаривают до сухого остатка - концентрата сапонинов (Патент РФ №2112527).

Кормовая добавка, полученная по этому способу, характеризуется пониженной биологической ценностью, так как содержит только белковую часть, а в процессе многократной экстракции органическими растворителями при высоких температурах удаляется липидная фракция с каратиноидами, присутствие которых в кормовом продукте является важным, существенно увеличивающем его кормовую ценность. В способе применяются относительно высокие температуры экстракции 80-85°C, что приводит к частичной денатурации белковых веществ. Следует отметить, что денатурация углубляется и при сушке шрота при температуре 60-80°C. Все это приводит к снижению биологической ценности продукта. Кроме того, недостатком является сложность и многостадийность способа, связанная с многократной экстракцией различными растворителями (этанол, хлороформ, ацетон), что приводит к повышению трудоемкости процесса, возрастанию материальных и энергетических затрат.

Наиболее близким к предлагаемому способу получения кормовой добавки является способ, предусматривающий способ переработки морских звезд Баренцева моря Solaster endeca, включающий их измельчение после размораживания, экстракцию хлороформ-метанолом (2:1), отгонку растворителя, экстракцию водой, промывку и сушку (Момджян М.М. Исследование химического состава морских звезд и кораллов Баренцева моря с целью их комплексной утилизации // Автореферат диссертации 02.00.10. Биоорганическая химия. - М: 1992. - 19 с.).

Недостатком данного способа является проведение двухстадийной экстракции: смесью органических растворителей - хлороформ-метанол для извлечения липидов и водой для удаления сапонинов (биотоксинов), при этом из кормового продукта удаляется вся липидная фракция, что снижает его биологическую ценность. Кроме того, применяется токсичный растворитель - метанол и хлороформ.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества кормового продукта, упрощение и безопасность технологии путем устранения токсических расходных материалов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения кормовой добавки из морских звезд путем измельчения сырья, экстракции органическими растворителями, удаления растворителя и сушки, согласно изобретению, в качестве экстрагента используют 96%-ный этиловый спирт, обработку которым осуществляют при соотношении сырье : спирт - 1:1-1:2, при комнатной температуре, цикличностью до 3-х раз, с продолжительностью экстракции каждого цикла 30-90 минут.

Способ осуществляют следующим образом.

Свежевыловленную, охлажденную или мороженую морскую звезду измельчают на волчке с диаметром решетки 3-5 мм или путем резания до размеров кусочков 10-15 мм. В измельченную массу для удаления биотоксинов вносят 96%-ный этиловый спирт при соотношении сырье : спирт - 1:1-1:2, экстрагирование осуществляют при комнатной температуре в течение 30-90 минут, затем полученный экстракт отделяют, а плотный остаток повторно подвергают экстрагированию при тех же условиях. Далее плотный осадок, отделенный от экстракта, сушат при температуре 40-60°C в течение 2-3 часов до содержания воды в продукте менее 10%. Высушенный продукт измельчают до состояния муки, упаковывают и направляют на хранение.

Количество циклов экстракции составляет от 1 до 3, продолжительность каждого цикла составляет 30-90 минут.

Диапазон параметров обработки в предлагаемом способе обусловлен тем, что морские звезды существенно различаются по химическому составу в зависимости от их вида, сезона добычи и физиологического состояния (преднерестовый период, период активного питания и др.), в частности, по содержанию липидов, воды, массовому составу гонад и внутренностей и их токсичности.

В предлагаемом способе улучшение качества кормового продукта достигается за счет:

- удаления из сырья сапонинов, переходящих в процессе экстракции в водно-спиртовый экстракт;

- сохранения в конечном продукте части липидов, являющихся одним из важных кормовых компонентов, повышающих биологическую ценность продукта;

- обезвоживания сырья спиртом и, вследствие чего, применения щадящих температурных режимов сушки, снижающих тепловую денатурацию белков;

- удаления хлористого натрия в процессе экстракции до содержания в готовом продукте 1-2%;

- снижения микробиологической обсемененности продукта в результате обработки этиловым спиртом и упрощение технологии за счет:

- использования одного вида растворителя;

- сокращения стадий обработки.

Техническим результатом изобретения является повышение качества кормового продукта, упрощение и безопасность технологии путем устранения токсических расходных материалов.

Пример 1. Морскую звезду Patiria pectinifera после вылова промывали морской водой от загрязнений, измельчали резанием до размеров кусочков 10 мм. Экстрагировали этиловым спиртом при соотношении сырье : спирт - 1:2 при комнатной температуре в течение 60 минут, плотный остаток после отделения экстракта высушивали при температуре 60°C в течение 3 часов до содержания воды в продукте менее 10%. Высушенный продукт измельчали до состояния муки. Получили кормовую добавку в виде порошка светло-серого цвета, с содержанием: воды 9,8%, белка 31,0%, минеральных веществ 55,0%, липидов 4,2%.

Пример 2. Мороженое сырье, состоящее из двух видов морских звезд Patiria pectinifera, Evasterias echinosoma, размораживали на воздухе, выдерживали для стекания, измельчали резанием до размеров кусочков 10 мм. Экстрагировали этиловым спиртом при соотношении сырье : спирт - 1:1 при комнатной температуре в течение 90 минут, плотный остаток после отделения экстракта повторно экстрагировали при тех же условиях, плотный остаток после отделения экстракта высушивали при температуре 40°C в течение 2 часов до содержания воды в продукте менее 10%. Высушенный продукт измельчали до состояния муки. Получили кормовую добавку в виде порошка светло-серого цвета, с содержанием: воды 9,7%, белка 27,5%, минеральных веществ 59,6%, липидов 3,2%.

Пример 3. Мороженые морские звезды Evasterias echinosoma размораживали на воздухе, выдерживали для стекания, измельчали на волчке с диаметром решетки 3 мм. Экстрагировали этиловым спиртом при соотношении сырье : спирт - 1:1 при комнатной температуре в течение 30 минут, плотный остаток после отделения экстракта повторно экстрагировали при соотношении сырье : спирт - 1:1 при комнатной температуре в течение 30 минут, плотный остаток после отделения экстракта экстрагировали третий раз при соотношении сырье : спирт - 1:1 при комнатной температуре в течение 30 минут, плотный остаток после отделения экстракта высушивали при температуре 40°C в течение 2 часов до содержания воды в продукте менее 10%. Высушенный продукт измельчали до состояния муки. Получили кормовую добавку в виде порошка светло-серого цвета, с содержанием: воды 9,9%, белка 28%, минеральных веществ 58,7%, липидов 2,8%.