Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 6
1.1. Биологическая характеристика фукусовых водорослей Белого моря, их распределение и запасы 6
1.2. Химический состав фукусовых водорослей 10
1.2.1. Углеводы 11
1.2.2. Липиды 15
1.2.3. Витамины 16
1.2.4. Пигменты 20
1.2.5. Макро- и микроэлементы 24
1.2.5.1. Йод 25
1.3. Добыча и восстановление сообществ фукусовых водорослей 29
1.4. Технологии переработки бурых водорослей 31
1.4.1. Щелочное экстрагирование 32
1.4.2. Водное экстрагирование 34
1.4.3. Спиртовое экстрагирование 35
1.5. Использование фукусовых водорослей и их БАВ 36
Экспериментальная часть 40
Глава 2. Методолопіческнй подход к исследованиям. Материалы и методы исследования 40
2.1. Методология исследования 40
2.2. Материалы 40
2.3. Методы 43
Глава 3. Исследование химического состава фукусовых водорослей Белого моря 59
3.1. Исследование сезонных изменений химического состава промысловых фукусовых водорослей Белого моря 59
3.1.1. Сезонная динамика биомассы фукусов 59
3.1.2. Сезонные изменения содержания углеводов 63
3.1.3. Сезонные изменения содержания азотистых соединений 66
3.1.4. Сезонные изменения содержания минеральных веществ 70
3.1.5. Сезонная динамика содержания витаминов 73
3.1.6. Сезонная динамика содержания липидов 74
3.1.7. Исследование химического состава фукусов в зависимости от места произрастания в Белом море 75
Глава 4. Разработка комплексной технологии получения экстрактивных биологически активных веществ из F. vcsicnlosas и A. nodosum и продуктов на их основе 82
4.1. Разработка условий экстрагирования водорастворимых компонентов фукусовых водорослей 83
4.1.1. Экстрагирование водорастворимых компонентов А. nodosum 83
4.1.1.1. Исследование процесса щелочного экстрагирования водорослевого остатка A. nodosum 88
4.1.2. Экстрагирование водорастворимых компонентов F.vcsiculosus 89
4.1.2.1. Исследование процесса щелочного экстрагирования водорослевого остатка F.vcsiculosus
4.2. Разработка условий экстрагирования спнрторастворимых 91
компонентов фукоидов F.vcsiculosus и A. nodosum
4.2.1. Спиртовое экстрагирование F. vcsiculosus 92
4.2.2. Спиртовое экстрагирование A.nodosum 95
4.2.3. Материальные балансы спиртового экстрагирования фукоидов 99
4.3. Практическое использование продуктов спиртового экстрагирования фукусовых водорослей 111
4.4. Исследование водорослевого остатка после спиртового экстрагирования - щелочное экстрагирование 112
4.5. Кислотно-водное экстрагирование водорослевого остатка после спиртовой обработки фукусовых водорослей 113
4.б.Технология экстрактов фукусов F. vcsiculosus и A. nodosum. 120
4.6.1. Технологическая схема получения альгинатов и экстрактов из фукусовых водорослей Белого моря 120
4.6.2. Характеристика готовых продуктов 127
4.6.3. Технология производства напитков 130
Глава 5. Медико-биологические испытания 137
5.1. Исследование радиозащитных свойств порошка из натуральных фукусов (A. nodosum и F. vcsiculosus) в эксперименте на животных 137
5.2. Исследование токсичности водных экстрактов из фукусов 139
5.3. Изучение влияния водных экстрактов из фукоидов на модели нарушения липидного обмена 139
5.4. Оценка спектра биологической активности водных экстрактов фукусов 142
5.5. Оценка антимикробного действия водных и спиртовых экстрактов фукоидов и их эффективности в модельных системах инфекционного процесса
5.6. Оценка общетоксического, аллергенного, антимикробного действия и эффективности продуктов спиртового экстрагирования фукусовых водорослей 150
5.7 Изучение влияния пищевых продуктов, созданных на основе продуктов переработки фукусовых водорослей на экскрецию йода у людей в клинических условиях 154
5.8. Результаты применения экстрактов фукусов для лечения больных с заболеванием пародонта 155
Выводы 161
Список литературы
- Биологическая характеристика фукусовых водорослей Белого моря, их распределение и запасы
- Исследование сезонных изменений химического состава промысловых фукусовых водорослей Белого моря
- Разработка условий экстрагирования водорастворимых компонентов фукусовых водорослей
- Исследование радиозащитных свойств порошка из натуральных фукусов (A. nodosum и F. vcsiculosus) в эксперименте на животных
Введение к работе
Архангельская область обладает уникальным сырьем - морскими водорослями, способными в короткие сроки формировать большую биомассу и синтезировать самые разнообразные биологически активные соединения широкого спектра действия. Водоросли могут быть использованы как в качестве самостоятельных продуктов, так и в качестве источника биологически активных веществ (БАВ), а применение продуктов переработки водорослей в качестве добавок позволяет сохранять или улучшать структуру и внешний вид более сложных композиционных готовых форм. Все это обуславливает целесообразность применения водорослей в различных отраслях промышленности.
Как показывают исследования последних лет, бурые водоросли Белого моря содержат в своем составе огромное количество уникальных веществ. В первую очередь, это БАВ медицинского и профилактического назначений, применение которых позволяет значительно снижать отрицательное воздействие сложной экологической обстановки на население региона. На первый план сегодня выдвинулись болезни обмена веществ и иммунодефищпы, а изменения в инфраструктуре питания населения, вызывающие хронический дефицит витаминов и минеральных веществ, опасны для здоровья не только нынешнего, но и будущих поколений. Поэтому задача использования целебных свойств макрофитов, содержащих в своем составе уникальные полисахариды, полиненасыщенные жирные кислоты, витамины, комплекс микро- и макроэлементов, становится на сегодняшний день особо актуальной.
Основное внимание технологов Северного филиала ПИНРО в течение последних лет уделялось переработке ламинариевых водорослей и анфельции, но современные тенденции развития биотехнологии и увеличение потребностей медицины, парфюмерно-косметической и пищевой промышленности в БАВ заставляют обращать внимание на новые источники
5 сырья. Решение этой проблемы может быть достигнуто посредством комплексного подхода к использованию сырья и совершенствования технологии производства готовой продукции. Именно с этой точки зрения в качестве перспективного объекта мы рассматриваем фукусовые водоросли, т.к. исследования, проводившиеся ранее, касались лишь вопроса получения альгинатов или выработки готовой продукции из исходных водорослей без какой-либо технологической переработки, что не позволяет в полной мере использовать комплекс их специфических биополимеров, не имеющих аналогов в высших растениях.
В настоящее время промысловыми в Белом море являются четыре вида фукусовых водорослей: фукус пузырчатый, фукус двусторонний, фукус зубчатый и аскофнллум узловатый, однако традиционными для промысла являются два вида: Ascophyllum nodosum (L.) Le Jolis - аскофнллум узловатый и Fucus vesiculosus L. - фукус пузырчатый. Запасы их в Белом море позволяют говорить о возможности заготовки в промышленных масштабах: промысловый запас литоральных фукусов на сегодняшний день составляет 300-350 тыс. т.
В соответствии с этим данная работа посвящена углубленному исследованию химического состава традиционных для промысла фукусовых водорослей Белого моря, изучению влияния времени сбора водорослей на качество сырья. При этом основной целью исследований является разработка технологий и поиск новых направлений комплексного использования фукусовых водорослей, определение возможностей применения продуктов их переработки.
Научные результаты, выводы и рекомендации, представленные в работе, обоснованы теоретически и подтверждены экспериментальными данными. Зксперимеїгтальньїе данные получены в лаборатории технологии переработки морских водорослей Северного филиала ПИНРО.
Биологическая характеристика фукусовых водорослей Белого моря, их распределение и запасы
Белое море - один из наиболее богатых водорослями бассейнов в Европейской части России, характеризующийся обширной флорой. Согласно данным А.Д. Зиновой, в Белом море насчитывается 191 вид водорослей (45 зеленых, 84 бурых и 62 красных). Интенсивному развитию донных макрофитов в прибрежной зоне Белого моря способствует относительная мелководность, подходящий для прикрепления субстрат (валуны, камни, многочисленные луды и корги), отсутствие сильного волнения, особенно в заливах Онежский и Кандалакшский, достаточная освещенность в поверхностных слоях воды, обилие питательных элементов, хорошая аэрация воды.
Водоросли располагаются в литорали и сублиторали до глубины 25-30 м, основная масса их развивается в зонах до глубины 10-15 м. Картина распределения водорослей до нижней границы их распространения следующая: заросли фукусовых водорослей {Fucus distichas L., Fncus vesiculosus L., Fucns serratus L., Ascophyllum nodosum (L.) Le Jolisj в осушной зоне и верхней сублиторали; пояс ламинариевых (Laminaria saccharina (L.) Lamour., Laminaria digitata (Hunds.) Lamour) с сопровождающими одиночными или ассоциированными багрянками (Ahnfeltia plicata (Hunds.) Fries, Coccotylus truncates (Pall.) Wynne, Ptilota plumosa (L.) Ag.), бурыми {Chordaria flagelliformis (Mull.)Ag., Desmarestia virdis (Mull.) Lamour., Alaria csculenta (L.) Grev.), и зелеными (Ulva lactuca L., Cladophora sericea (Hunds.) Kutz.) формами. Этот пояс идет до глубины 8-12 м. С глубины 10 м и до 25 м встречаются багрянки (Polysiphonia arctica J. Ag., Coccotylus truncates (Pall.) Wynne) (рис.1).
Распределение водорослей (пояс фукусовых, ламинариевых и багрянок), их размещение по вертикали относительно друг друга носит довольно однородный характер почти на всем побережье. Видовой состав водорослей отличается по районам. Состав доминантов почти одинаков. Качественно и количественно водорослевая флора существенно изменяется на протяжении побережий моря, что обусловлено рядом факторов, в основном характером грунта, степенью защищенности берега, прозрачностью воды, течениями, глубиной, соленостью воды и иными факторами. Существенны сезонные колебания в биомассе водорослей, наибольшей она бывает в июле-августе (Возжинская, 1971).
В прибрежных водах Белого моря растут 5 видов фукусовых водорослей: Ascophyllum nodosum (L.) Le Jolis. - аскофиллум узловатый; Pelvetia canaliculata (L.) Dene et Thur. - пельвеция желобчатая; Faciis distichus L. - фукус двусторонний; F. vesicidosus L. — фукус пузырчатый; F. serratas L. - фукус зубчатый (Возжинская, 1986). К промысловым видам макрофитов Белого моря относятся 4 вида фукусовых - пузырчатый, двусторонний, зубчатый и аскофиллум узловатый (Пронина, 2002). В настоящее время активным промыслом охвачены, в основном, F. vesicidosus и A. nodosum. Фукусовые водоросли распространены вдоль всего побережья Белого моря, исключая зоны сильного распреснения. Плотность произрастания различна и колеблется от 3-5 до 100% покрытия дна, преимущественно составляя 40-60%. Доминирующее значение по биомассе в основных промысловых районах в верхней литорали имеет фукус пузырчатый со средней биомассой от 0,5 до 8-9 кг/м , в средней и нижней литорали - аскофиллум узловатый с биомассой 4-15 кг/м2. Основные скопления фукоидов сосредоточены вдоль Карельского и Поморского берегов.
Вдоль Карельского берега плотные заросли фукусовых сосредоточены в губах Ругозерская, Ковда и на участке губы Княжая. Наиболее плотные заросли расположены за губой Княжая и в районе острова Вачев. Вдоль Поморского берега промысловые скопления фукоидов обнаружены в губах Вирма, Сумская, в районе Юково и в районе Шуерецких шхер. У Онежского берега наиболее плотные заросли фукусовых отмечены в районе от губы Летняя Золотаца до мыса Толстые Корги, в районе Соловецких островов - у северного, северо-восточного, юго-восточного, юго-западного и западного побережий острова Соловецкий, а также у южного побережья островов Большая и Малая Муксолма.
В меньших объемах обнаружены скопления фукусовых у северозападного, северного, восточного и юго-восточного побережий острова
Жижпшский, а также у островов Большой и Малый Жужмуй, на участке между островами, у северо-восточного побережья острова Малый Жужмуй и у юго-западного побережья острова Большой Жужмуй. В Кемских шхерах наиболее плотные заросли фукоидов распространены в литоральной зоне острова русский Кузов. На других участках и у остальных побережий фукоиды встречаются более разреженно (Пронина, 2002).
F. vesicalosus - кусты от 10 см (по краям зарослей) до 80 см (в середине зарослей), оливкового цвета, черешковая часть до 3 мм ширины, листовидная - до 7 мм ширины. Ветвление обильное, дихотомическое. В начале каждого разветвления имеется пара пузырей, появляющаяся на 2-3 году жизни и сохраняющаяся всю жизнь. По ним часто рассчитывают возраст. Наибольшее количество пузырей у самых долголетних растений наблюдается в защищенных местах Белого моря. F. vesiculosiis является господствующей формой литорали Беломорья, наиболее густые его заросли отмечаются в средней литорали. Биомасса в зарослях - в среднем 6 кг/м , максимальная - более 10 кг/м2.
У A. nodosum кусты разветвленные в виде плетей до 1,5 м длины, темно- и светло-оливкового цвета (в нижней и верхней частях слоевища соответственно). По всему слоевищу располагаются воздушные пузыри: особо крупные пузыри, как и сами растения, наблюдаются в защищенных местах, в прибойных местах - кусты мелкие, почти без пузырей. Пузыри закладываются дважды: весной (в апреле) и летом (в июне). Средняя биомасса - 8 кг/м ; максимальная биомасса по опубликованным данным (Кузнецов, 1960) может достигать 60 кг/м2. Ассоциация A. nodosum располагается обычно ниже ассоциации F. vesiculosiis в нижней литорали и в верхней сублиторали, иногда они образуют смешанные заросли, с преобладанием A. nodosum по направлению к границе литорали и сублиторали. A. nodosum - вторая доминирующая форма в осушной полосе (Возжинская, 1986).
Исследование сезонных изменений химического состава промысловых фукусовых водорослей Белого моря
Для комплексного исследования фукусовых водорослей Белого моря в лаборатории технологии переработки морских водорослей Северного филиала ПИНРО было проведено изучение сезонной динамики биомассы растений в течение заготовительного периода. Массы маркированных растений определялись в течение всего периода наблюдений (табл. 1). На основании абсолютных величин были определены относительные изменения биомассы каждого маркированного растения в период с мая по сентябрь (табл. 2) и построены графики динамики прироста биомассы в зависимости от времени отбора проб (рис.4,5). Полученные данные показали, что фукусовые водоросли Белого моря не имеют резких изменений биомассы в течение заготовительного периода.
Наши исследования химического состава фукусовых водорослей Белого моря показали, что в составе их углеводных компонентов преобладает альгиновая кислота - структурный полисахарид, который на сегодняшний день имеет основное значение при переработке макрофитов (табл. 3). Сезонные колебания в содержании альгиновой кислоты у фукусовых водорослей, особенно у A. nodosum, носят достаточно выраженный характер и составляют 2-7% (рис. 6).
Полученные данные подтверждают представление о том, что альгиновая кислота накапливается в бурых водорослях в летне-осенний период (Барашков, 1972; Rossel, Srivastava, 1984; Подкорытова, Суховеева, 2002) и именно в это время водоросли являются наиболее ценным сырьем для получения альгинатов.
Определено, что колебания в содержании манннта в фукусовых водорослях Белого моря незначительны и составляют 1- 4% в течение всего летнего сезона. У F. vesiciilosus содержание манннта колеблется в пределах от 5,7 до 9,9%, у A. nodosum 5,1- 7,1% (табл. 3). Некоторое уменьшение содержания манннта в августе, вероятно, связано с использованием манннта растением для синтеза структурных полисахаридов. Содержание манннта в фукоидах Белого моря невелико, поэтому нецелесообразно использовать их в качестве сырья для его извлечения.
Содержание ламинарана у фукоидов Белого моря увеличивается к концу лета в 2-3 раза, однако количество его незначительно и максимум составляет 5,5% (табл. 3).
Фукусовые водоросли синтезируют сульфатированные полисахариды, называемые фукоиданами, главным мономером которых является L-фукоза. В F. vesiciilosus отмечено более высокое содержание фукоидана (от 13,4 до 16,5%) с некоторым повышением его ближе к осени (табл. 3). В A. nodosum отмечено более стабильное содержание этого полисахарида в пределах 10,0-11,5%. Эти данные говорят о возможности комплексной переработки фукусовых водорослей с целью получения экстракта, содержащего биологически активное вещество - фукоидан в комплексе с другими БАВ.
Проведенные нами исследования позволили выявить определенные закономерности в накоплении углеводов фукусовыми водорослями Белого моря в процессе их роста. Нечеткие изменения в содержании запасных веществ обусловлены, в первую очередь, внешними условиями обитания водорослей на литорали. Анализ углеводного состава фукоидов показал, что они являются источниками альгиновой кислоты и перспективным сырьем для получения фукоидана.
Сезонные изменения содержания азотистых соединений Количественный анализ фукоидов на содержание азотистых соединений свидетельствует о том, что их синтез усиливается весной и в первые месяцы развития спорофита, когда наиболее активно протекают ростовые процессы. Наши исследования показали, что максимальное количество белка накапливается в начале лета (8,3%), минимальное -отмечено осенью (3,6 %) (табл. 3). Уменьшение содержания в несколько раз к концу лета - началу осени, вероятно, связано с физиологическим состоянием водорослей и снижением содержания свободных аминокислот в результате созревания спороносной ткани, что было показано на примере биосинтеза свободных аминокислот в ламинариии японской (Подкорытова, 1980; Крупнова и др., 1985).
В составе фукоидов Белого моря было обнаружено 18 аминокислот (табл. 4), из них 7 - незаменимых. Превалирующей аминокислотой является глутаминовая кислота.
Разработка условий экстрагирования водорастворимых компонентов фукусовых водорослей
В мировом промысле именно бурые водоросли занимают первое место в общем объеме добываемого сырца. Основными районами их распространения в Европейской части России являются прибрежные зоны Белого и Баренцева морей. Интерес к морским гидробионтам как к источнику биологически активных веществ (БАВ) особенно возрос в конце 60-х гг., и с тех пор учеными выделены и изучены многие БАВ, нашедшие применение в биологии, медицине и сельском хозяйстве. Исследование водорослей и в настоящее время ведут многие страны мира, особенно прибрежные и островные. Признанными лидерами являются США, Япония и Россия (Артюхова и др., 2001).
Среди бурых водорослей Белого моря традиционным сырьем для переработки являются ламинариевые водоросли, именно их используют для получения маннита и альгинатов. Технологические исследования фукоидов, проводимые ранее специалистами СевПИЫРО, касались лишь щелочного экстрагирования альгинатов, утилизации отходов альгипатпого производства или выработки готовой продукции (порошка, крупки) из высушенных водорослей без какой-либо их технологической переработки. И сегодня промышленная переработка фукуса на Архангельском опытном водорослевом комбинате из-за недостаточной изученности сырья и технологий переработки ведется простейшими способами, а выход продукции из фукусов ограничен (кормовая крупка, фукусные порошки, технические альгинаты) (Бокова и др., 2002).
Известно, что производство и широкое применение БАВ водорослей сдерживаются их высокой себестоимостью, одним из путей снижения которой является комплексное использование морских гидробионтов.
В связи с этим, нами разработаны нетрадиционные технологии переработки фукусовых водорослей (спиртовое и кислотно-водное экстрагирование), произведен подбор параметров процессов, сделаны выводы о качестве получаемой продукции, разработаны проекты ТУ и ТИ.
A. nodosum признан важнейшим источником получения альгинатов наряду с Macrocystis pyrifera, Laminaria cloustoni, Laminaria digitata, Laminaria saccharina и Laminaria japonica и традиционно использовался в качестве сырья для их производства в промышленном масштабе. Однако в процессе предварительной обработки высушенных водорослей безвозвратно теряются растворимые биологически активные компоненты - фукоидан, аминокислоты, йодсодержащие компоненты. Поэтому процесс водной предобработки сушеных водорослей рационально проводить в условиях, позволяющих максимально экстрагировать БАВ. Для максимального извлечения водорастворимых компонентов из водорослей A. nodosum в лабораторных условиях была проведена серия экспериментов.
Рациональный режим водного экстрагирования был установлен на основании экспериментальных данных при отработке условий процесса. Экстракция была проведена горячей водой (Т=50-60-70-80С) (рис.12).
Результаты наших исследований показали, что полисахаридный комплекс наиболее полно извлекается при температуре 70+5С; более низкая температура не обеспечивает полноту извлечения, а более высокая приводит к его частичному разрушению.
Для установления оптимального времени экстрагирования изменяли продолжительность процесса от 20 до 80 мин., температура при этом оставалась постоянной - 70+5С (рис.13).
Исследование динамики извлечения сухих веществ из водорослей показало, что увеличение времени экстрагирования с 20 до 60 мин. позволило практически в 1,5 раза повысить концентрацию экстракта, дальнейшее увеличение продолжительности процесса оказывает лишь незначительное влияние на концентрацию готового продукта (рис. 13).
Экспериментальным путем нами установлен рациональный гидромодуль процесса - (ГМ) 1:8. Установлено, что больший гидромодуль приводит к разбавлению экстракта, меньший - не обеспечивает полноту экстракции.
Таким образом, были установлены рациональные параметры процесса водного экстрагирования: температура 70+5С, время 1,0+0,1 ч, ГМ 1:8, рН 6-7.
Водное экстрагирование проводили в лабораторных условиях методом трехкратной противоточной батареи, позволяющей максимально извлечь биологически активные вещества из перерабатываемого сырья (рис. 14, 15) и тем самым повысить плотность полученного экстракта. Принцип батареи основан на противотоке сырья и экстрагента, готовым продуктом является экстракт, извлекаемый из свежезагруженного сырья.
В процессе отработки технологических параметров батарейного экстрагирования A. nodosum было сделано 6 загрузок воздушно-сухих водорослей по 400 г каждая (содержание воды в исходных водорослях W= 8,0%). Масса полученных экстрактов и проэкстрагнрованных водорослей представлена в табл. 13. Согласно приведенным данным в экстракт переходит: 400 0,92-2134(1-0,855) 400 0,92 100= 15,9 % сухих веществ водорослей от исходной загрузки. Количество сухих веществ в готовом экстракте: (2129 0,045=95,8г).
Таким образом, при разработанном режиме водного экстрагирования A. nodosum основная масса сухих веществ остается в водорослях, при этом относительное содержание альгиновых кислот в водорослевом остатке увеличивается с 31,4% до 37,2%, что говорит о целесообразности проведения щелочного экстрагирования с целью получения альгината.
Исследование процесса щелочного экстрагирования водорослевого остатка A. nodosum
Для щелочного экстрагирования к навеске водорослевого остатка после водного экстрагирования (ОВПЗі) массой 50 г мы добавляли воду (ГМ 1:6-1:8) и карбонат натрия до рН 8-9. Обработку проводили в течение 2-3 ч, поддерживая температуру в пределах 60-70С. Экстракт отделяли от водорослевого остатка на центрифуге (скорость 3-4 тыс. об/мин.). Альгиновую кислоту осаждали из охлажденного до температуры 15-20 С экстракта концентрированной серной кислотой (до рН 1). Скоагулпровапную альгиновую кислоту помещали для отекания на капроновое сито, промывали горячей дистиллированной водой при температуре 95-97С, а затем промывали гель холодной водой до рН 3-3,5. Из геля альгиновой кислоты удаляли избыток воды прессованием и обрабатывали карбонатом натрия, доводя рН альгината натрия до 7-8. Полученный альгннат обезвоживали 96 этиловым спиртом и досушивали в сушильном шкафу при температуре 40-50 С. Результаты представлены в табл. 16.
Исследование радиозащитных свойств порошка из натуральных фукусов (A. nodosum и F. vcsiculosus) в эксперименте на животных
Проведенные нами исследования показали, что экстракты фукусовых можно рекомендовать как пищевую добавку для обогащения рациона питания природными биогенными минеральными веществами. Известно, что в рациональном здоровом питании населения особая роль отводится созданию принципиально новых, сбалансированных по составу продуктов, обогащенных функциональными компонентами, что отражено в постановлении Правительства РФ № 917 от 10 августа 1998 г. «Концепция государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 г.». В России, как и в других странах, отмечается устойчивая тенденция повышения интереса к потреблению пищевых продуктов, созданных на основе экологически безопасного сырья. Получило признание и находит широкое применение в пищевой промышленности растительное сырье - лекарственные травы, плоды, ягоды, водоросли. Натуральное растительное сырье позволяет создавать новые пищевые продукты функционального назначения, например, тонизирующие, антистрессовые, диетические напитки и т.д. Задача максимального использования полезных свойств водорослей Белого моря, и, в том числе, высокого содержания в них йода - на сегодняшний день первоочередная. В Архангельской области проблема дефицита йода очень актуальна, но самым доступным средством профилактики сегодня является, в основном, йодированная соль, используемая всеми категориями населения. Однако для того, чтобы профилактика йоддефицита принесла ощутимые результаты, одной йодированной соли недостаточно, необходимо постоянно расширять ассортимент нодсодержащих пищевых продуктов. Поэтому на основе экстрактов из фукоидов была создана рецептура обогащенных йодом безалкогольных напитков, разработана ТИ, получено заключение СЭС (Приложение 5). Известно, что препараты и пищевые продукты, изготовленные из местного сырья, оказывают наибольший терапевтический эффект на людей, проживающих на соответствующей территории, поэтому за основу лечебно-профилактических безалкогольных напитков были взяты местные ягоды шиповник, брусника, клюква, малина и трава мята. Полученные напитки сбалансированы по содержанию йода и содержат весь комплекс макро- и микроэлементов, белков и полисахаридов водорослей, а также комплекс витаминов, содержащихся в северных ягодах (Репина, 2005).
Исследование водорослевого остатка после экстрагирования спиртом (ОВПЭ2) - щелочное экстрагирование
Анализ остатка водорослей после спиртового экстрагирования показал, что он обогащен альгиновымн кислотами (табл. 37), поэтому его целесообразно направлять на экстрагирование альгиновых кислот. Из F. vesicalosus, не удалось получить альгинат, вероятно из-за того, что альгнновые кислоты были деструктурированы в жестких условиях спиртового экстрагирования. Альгинат из A. nodosum был выделен без осложнений, но при этом выход готового продукта составил лишь 16,8 % к сухой массе ОВПЭ2.
Характеристика полученного альгината натрия представлена в табл. 38. Таким образом, на основании экспериментальных данных нами определено, что трехкратное батарейное спиртовое экстрагирование позволяет достаточно полно извлечь экстрактивные вещества из F. vesiculosus (в экстракт переходит 18,6% сухого вещества), но при этом деструктурируются альгиновые кислоты и щелочная обработка проэкстрагированных спиртом водорослей нецелесообразна.
Способом спиртового экстрагирования удается извлечь из A. nodosum 15,6% сухих веществ водорослей, щелочная обработка остатка водорослей после экстрагирования позволила выделить темноокрашенный альгинат с хорошей вязкостью.
Высокое содержание легкогидролизуемых полисахаридов в водорослевом остатке после спиртового экстрагирования (ОВПЭ2) (см. табл. 29) указывает на возможность его дальнейшей переработки.
В лабораторных условиях был произведен подбор параметров для максимального извлечения водорастворимых полисахаридов. Загрузку воздушно-сухого ОВПЭг массой 25,0 г экстрагировали при постоянном перемешивании последовательно НО (0,1 N) и дистиллированной водой (ГМ 1:6-1:8). Экспериментальным путем установлено, что больший гидромодуль приводит к разбавлению экстракта, меньший - не обеспечивает полноту экстрагирования. Экстракты собирали вместе. Полисахаридный комплекс обезвоживали спиртом (ГМ 1:1,5) и сушили.
