Патент на изобретение №2189751

(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОЛЛОИДНОГО РАСТВОРА ХИТОЗАНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к молочной промышленности, может быть использовано в рыбной, мясной и пищевой промышленности. Для осуществления способа хитозан растворяют в молочной сыворотке с кислотностью 100-200^oТ, которую предварительно очищают от части сывороточных белков способом тепловой денатурации, охлаждают до 15-20^oС. Затем фильтруют, вносят сухой хитозан в количестве 0,5-1,0%, перемешивают и осуществляют процесс набухания и растворения с выдержкой до 24 ч и фильтруют. Изобретение позволяет получить коллоидный раствор хитозана с улучшенными свойствами, исключить из раствора химические хелаткомплексообразующие вещества, снизить себестоимость и расширить диапазон его использования.

Изобретение относится к молочной промышленности, может быть использовано в рыбной, мясной и пищевой промышленности.

Известна способность хитозана растворяться в органических кислотах с получением коллоидных растворов и их использование для производства пищевых продуктов с целью придания им соответствующих органолептических, реологических и физических характеристик. Все больший интерес проявляется к использованию хитозана в пищевых целях в качестве загустителя, эмульгатора и связующего вещества (Богданов В.Д. Обоснование технологии продуктов с регулируемой структурой при комплексной переработке гидробионтов. Автореферат диссертации на соискание степени доктора технических наук. М., 1995, -45с.).

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения раствора и геля хитозана, включающий внесение сухого хитозана и кислого хелаткомплексообразующего вещества в растворитель, в качестве которого используют воду. После двенадцатичасового перемешивания до полного растворения получают раствор с регулируемой вязкостью, которая зависит от соотношения и количества компонентов и выбирается в соответствии с предусмотренным случаем применения в различных областях народного хозяйства (RU 94039534, С 08 В 37/08 от 20.08.1996).

Однако растворы или гели хитозана, приготовленные по данному способу, нежелательно использовать при выработке пищевых продуктов из-за содержания в растворах химических хелаткомплексообразующих веществ, часть которых может переходить в готовый продукт, снижая его качество.

Коллоидные растворы хитозана в органических кислотах имеют несколько вяжущий вкус, слегка рыбный привкус, запах уксусной кислоты (если эта кислота использована для растворения) и низкое значение активной кислотности, что существенно снижает их качественные показатели.

Целью изобретения является получение коллоидного раствора хитозана с улучшенными свойствами, исключение из раствора химических хелаткомплексообразующих веществ, снижение себестоимости и расширение диапазона его использования.

Сущность нового технического решения достигается применением молочной сыворотки в качестве растворителя хитозана с последующим использованием полученного коллоидного раствора при разработке продуктов пищевого и кормового назначения.

Молочную сыворотку после сепарирования подают в резервуар и, при необходимости, подкисляют до кислотности 100-200^oТ заранее подготовленной кислой сывороткой, нагревают до (962)^oС, выдерживают при этой температуре 5-60 мин для тепловой денатурации белков. Затем сыворотку охлаждают до 15-20^oС и фильтруют. В охлажденную сыворотку вносят сухой хитозан в количестве 0,5-1,0% от массы сыворотки и тщательно перемешивают. Полученную смесь оставляют для набухания и полного растворения хитозана в течение 24 ч, фильтруют через тканевый фильтр и оставляют на хранение до использования по назначению. Получают однородный вязкий полупрозрачный коллоидный раствор композиционного структурообразователя сыворотка-хитозан.

Хорошо известно, что молочная сыворотка по своему составу, пищевой и биологической ценности относится к ценному сырью, из которого можно производить широкую номенклатуру пищевых и кормовых продуктов. Высокое содержание в сыворотке лактозы, биологически ценных белков, минеральных солей, органических кислот и витаминов, низкая цена делают ее привлекательным сырьем для специалистов многих отраслей пищевой промышленности и кормопроизводства (А. Г. Храмцов, Молочная сыворотка. -М.: Пищевая промышленность, 1979, -271 с.).

Органические кислоты в сыворотке представлены молочной, пропионовой, муравьиной, лимонной. Они являются продуктом жизнедеятельности различных групп микроорганизмов, которые развиваются как в молоке, так и непосредственно в сыворотке. Наиболее богата органическими кислотами творожная сыворотка в силу специфики технологии основного продукта – творога. В ней количество молочной кислоты составляет около 0,8%. Еще большее количество органических кислот можно получить при целенаправленной обработке сыворотки молочнокислыми микроорганизмами.

Учитывая многокомпонентность молочной сыворотки и ее свойства, представляется возможным использовать ее в качестве растворителя хитозана с целью получения коллоидного раствора и использования последнего в качестве структурообразователя при выработке широкого спектра продуктов нового поколения на основе молочного сырья. Использование молочной сыворотки в качестве растворителя хитозана позволяет добиться ряда преимуществ, улучшается вкус и запах коллоидного раствора, исключается использование химических соединений для повышения растворимости хитозана, снижается себестоимость продукции с использованием таких растворов в последующем.

Чтобы получить растворы хитозана с параметрами, свидетельствующими о проявлении ими свойств структурообразователей, достаточно внести сухой хитозан в количестве 0,3-1,0%.

Установлено, что вязкостные характеристики сывороточных эмульсий минимальны с концентрацией хитозана до 0,5%.

С увеличением количества хитозана образуются растворы с вязкой структурой и с наличием частиц не растворившегося хитозана, внесение хитозана в количестве более 1% приводит к образованию коллоидного раствора повышенной вязкости.

Существенным фактором является кислотность сыворотки. Ее устанавливают в пределах 100-200^oТ.

При кислотности сыворотки менее 100^oТ процесс растворения хитозана замедляется, а концентрация хитозана в растворе снижается за счет отдельных не растворившихся частиц.

Увеличение титруемой кислотности до 200^oТ и выше способствует возрастанию скорости растворения хитозана и повышению его концентрации в растворе. Однако такой раствор имеет существенные отличия по физико-химическим параметрам за счет низкого значения рН сыворотки, используемой для растворения хитозана Свойство хитозана как слабого основания приводит к незначительному повышению рН раствора, но не настолько, чтобы эффективно использовать коллоидный раствор по назначению.

Растворение хитозана достаточно хорошо проходит при 15-20^oС. С повышением температуры скорость растворения возрастает, но это требует дополнительных энергетических затрат вначале на подогрев, а затем и на охлаждение готового раствора перед хранением до применения. Полученный раствор хранят до 20 суток.

Пример 1. Молочную подсырную сыворотку после сепарирования подкисляют до 100^oТ и рН 4,45 заранее приготовленной кислой сывороткой, нагревают до 96^oС, выдерживают при этой температуре 30 мин для тепловой денатурации белков. Затем сыворотку охлаждают до 15^oС и фильтруют. В охлажденную сыворотку вносят сухой хитозан в количестве 0,5% от массы сыворотки и тщательно перемешивают. Полученную смесь оставляют при периодическом перемешивании для полного набухания и растворения хитозана в течение 12 ч. Получают однородный слабовязкий полупрозрачный раствор с единичными частицами набухшего, но не растворившегося хитозана. Вкус и запах раствора – чистый, свойственный молочной сыворотке, кисловатый, слегка вяжущий, без рыбного привкуса и запаха. Затем раствор фильтруют через тканевый фильтр, определяют его физико-химические параметры и оставляют на хранение до использования. Кинематическая вязкость готового продукта составляет 8,7 мм²/с, активная кислотность – 4,8 ед.

Пример 2. Молочную подсырную сыворотку после сепарирования подкисляют до 200^oТ и рН 3,5 заранее приготовленной кислой сывороткой, нагревают до 96^oС, выдерживают при этой температуре 30 мин для тепловой денатурации белков. Затем сыворотку охлаждают до температуры 20^oС и фильтруют. В охлажденную сыворотку вносят сухой хитозан в количестве 1,0% от массы сыворотки и тщательно перемешивают. Полученную смесь оставляют при периодическом перемешивании для полного набухания и растворения хитозана в течение 24 ч. Получают однородный вязкий полупрозрачный раствор хитозана без наличия единичных студенистых комочков хитозана. Вкус и запах – чистый, свойственный молочной сыворотке, кислый, слабовяжущий, без рыбного привкуса и запаха. Затем раствор фильтруют через тканевый фильтр, определяют его физико-химические параметры и оставляют на хранение до использования. Кинематическая вязкость полученного раствора составляет 10,4 мм²/с, активная кислотность – 4,25 ед.

Использование молочной сыворотки в качестве растворителя хитозана имеет ряд преимуществ. Молочная сыворотка является натуральным продуктом и всегда имеется на молочных предприятиях в достаточном количестве. Учитывая уникальные лечебно-профилактические свойства хитозана (улучшение пищеварения, выведение из организма тяжелых металлов и желчных кислот, повышение противоракового иммунитета) при различных заболеваниях (атеросклерозе, гипертонической болезни, гастрите с повышенной кислотностью, холецистите), можно с большой уверенностью предположить, что эти свойства сохранит и новый композиционный структурообразователь, полученный на основе молочной сыворотки. Лечебно-профилактические свойства растворов хитозана на молочной сыворотке повышаются благодаря уникальному многокомпонентному составу сыворотки и ее биологическим свойствам. Наличие в молочной сыворотке лактозы в виде истинного раствора способствует более чистому вкусу как самого раствора, так и продуктов с его использованием.

Свойства коллоидного раствора хитозана образовывать с молочными белками белок-хитозановые комплексы позволяют использовать их как основу для выработки продуктов нового поколения с лечебно-профилактическими свойствами.

Формула изобретения

Способ приготовления коллоидного раствора хитозана, включающий процесс внесения сухого компонента в растворитель, тщательное перемешивание, набухание при периодическом перемешивании и выдерживание до полного растворения, отличающийся тем, что для растворения хитозана используют молочную сыворотку с кислотностью 100-200^oТ, которую предварительно очищают от части сывороточных белков способом тепловой денатурации, охлаждают до 15-20^oС, фильтруют, вносят сухой хитозан в количестве 0,5-1,0%, перемешивают и осуществляют процесс набухания и растворения с выдержкой до 24 ч, затем фильтруют.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 17.01.2002

Номер и год публикации бюллетеня: 26-2003

Извещение опубликовано: 20.09.2003