CC BY
33
УДК 582.272.46(265.53) DOI: 10.17217/2079-0333-2020-56-28-41
ПОЛУЧЕНИЕ АЛЬГИНАТСОДЕРЖАЩЕГО ГЕЛЯ ИЗ КАМЧАТСКОЙ БУРОЙ ЛАМИНАРИЕВОЙ ВОДОРОСЛИ EUALARIA FISTULOSA*
Клочкова Т.А.
Камчатский государственный технический университет, г. Петропавловск-Камчатский, ул. Ключевская, 35.
Гигантская ламинариевая водоросль Eualaria fistulosa в разных районах Северной Пацифики, в том числе в прикамчатских водах, образует подводные леса, однако до сих пор не является объектом промысла. В статье представлены данные по ее внутренней организации и результаты экспериментов, направленных на разработку технологии получения водорослевого геля. Скорость и поэтапность деградации тканей и клеточных стенок, происходящей при термощелочной обработке разных частей слоевища, контролировали с помощью микроскопической техники. Из-за разной гистологической организации, пигментации и плотности тканей пластин и жилок E. fistulosa полученный из них гель имел разные ор-ганолептические показатели. Для производства геля потребовалось разное количество химических реагентов и разное время термощелочной обработки при одинаковой температуре и гидромодуле (60°С и 1 : 10 соответственно). Дольше мацерируют ткани и клетки жилок, и для их распада требуется большее количество гидрокарбоната натрия (NaHCOs). Полученный из E. fistulosa водорослевый гель характеризуется высокой вязкостью. В разных экспериментах, будучи измеренной на вискозиметре с насадкой «5», вязкость геля из пластин составляла 75-85 мм2/с, геля из жилок 79-85 мм2/с.
Ключевые слова: Eualaria fistulosa, альгинатсодержащий водорослевый гель, переработка водорослей.
OBTAINING ALGINATE-CONTAINING GEL FROM THE BROWN KELP SEAWEED EUALARIA FISTULOSA FROM KAMCHATKA
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatskу, Klyuchevskaya Str. 35.
Klochkova T.A.
The giant kelp Eualaria fistulosa forms underwater forests in different regions of the Northern Pacifics including Kamchatka, but still is not an object of commercial gathering. In this paper, we present data on its anatomical structure and results of experiments aimed at developing technology for preparing algal gel. The rate and condition of tissue and cell wall degradation occurring during thermal-alkaline treatment of different parts of E. fistulosa thallus was checked using microscope. Because of different histological organization, pigmentation, and density of E. fistulosa blade and midrib, the gels obtained from them had different organoleptic characteristics and required different amount of chemical reagents and different times of thermal-alkaline treatment for production at the same temperature and hydromodule (60оС and 1 : 10, respectively). The midrib macerated longer, and more sodium bicarbonate (NaHCO3) was required for its maceration.
Исследование частично выполнено при поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-04-00285 А (This study was partially supported by the grant from Russian Foundation for Basic Research (RFBR) (project № 19-04-00285 А)).
In general, it was shown that the algal gel obtained from E. fistulosa was characterized by a high viscosity. In different experiments, being measured on a viscometer with a nozzle «5», the viscosity made 75-85 mm2/s for a gel prepared from blades and 79-85 mm2/s for a gel prepared from midrib.
Key words: Eualariafistulosa, alginate-containing algal gel, algae treatment.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время концепция здорового питания предполагает использование в пищу продуктов, богатых растительными волокнами, минеральными и органическими веществами. В связи с этим наблюдается большой интерес к пищевым продуктам, содержащим добавки из морских водорослей или продуктов их химической переработки, поскольку их лечебно-профилактические свойства общеизвестны [Аминина, Подкорытова, 1995; Разумов и др., 2004, 2005; Романова, 2010; Кусайкин и др., 2014]. Особую ценность среди получаемых из водорослей химических веществ представляют уникальные полисахариды - фу-коидан, альгиновые кислоты и их соли. Они находят самое широкое применение в медицине, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности [Ковалева, 2000; Аминина, Гурулева, 2012]. В новейшей литературе информацию о полезных лечебных и профилактических свойствах водорослей можно найти в монографиях и статьях сотрудников академических и прикладных институтов, медицинских центров и других организаций [Разумов и др., 2004, 2005; Вялков и др., 2008; Вищук и др., 2009], множестве диссертаций [Ковалева, 2000; Вишневская, 2003; Кайшева, 2004; Жукова, 2005; Гурулева, 2006; Потишук, 2007; Сафина, 2007; Вафина, 2010; Романова, 2010].
Получение из водорослей изолированных веществ в чистом виде достаточно сложный процесс [Суховеева, Подкорыто-ва, 2006], в связи с этим высока их стоимость. При производстве полисахаридов
значительная часть полезных веществ попадает в отходы производства, поэтому в альгохимии большое внимание уделяют созданию технологий комплексной переработки бурых водорослей [Вишневская, 2003; Гурулева, 2006; Вафина, 2010].
Одним из продуктов неглубокой химической переработки ламинариевых являются водорослевые гели. Их получают путем мацерации тканей и клеточных оболочек водорослей. При низкотемпературном воздействии, 50°С и менее, в полученном гомогенном гелеобразном продукте сохраняются все биологически активные органические молекулы: витамины, пигменты, гормоноподобные соединения, полиненасыщенные жирные кислоты, суль-фатированные полисахариды и др., а также летучие галогены, йод и бром [Ковалева, 2000; Сафина, 2007]. Большая их часть при этом, благодаря разрушению клеточных стенок, находится во внеклеточной среде, что повышает их доступность при наружном и внутреннем применении.
Водорослевые гели широко используются в мясо-молочном, кондитерском и хлебобулочном производстве, при изготовлении паштетов, майонезов, соусов и других продуктов [Ковалева, 2000; Липатов, 2004]. Помимо обогащения нутриен-тами, они улучшают структуру продуктов, поскольку содержащиеся в них альгинаты имеют высокую влагоудерживающую способность и используются как загустители, стабилизаторы пищевых масс, способные заменить желатин и крахмал [Суховеева, Подкорытова, 2006; Аминина, 2015]. Вид водорослей, время, место сбора, особенности технологии производства геля оказы-
вают большое влияние на его качество и влагоудерживающие свойства.
Из многочисленных представителей бурых водорослей для производства геля наиболее широко используются ламинариевые, но их разные виды различаются между собой химическим составом, морфологической организацией, внутренним строением, плотностью тканей. В связи с этим при общем сходстве способа мацерации тканей термощелочная обработка разных видов должна проводиться с учетом их анатомо-морфологических особенностей: плотности тканей, размерности клеток и клеточных стенок, толщины ку-тикулярного слоя, покрывающего поверхность слоевищ водорослей.
В прикамчатских водах распространены 12 видов ламинариевых водорослей, представителей родов Alaria, Eualaria, Arthro-thamnus, Saccharina, Laminaria, Hedophyllum, Cymathaere, Agarum и Thalassiophyllum [Клочкова и др., 2009]. Для настоящего исследования была выбрана Eualaria fistulosa, относящаяся к немногочисленной группе гигантских бурых водорослей. До сих пор она никем не рассматривалась как сырье для получения водорослевого геля. Причиной тому является сосредоточение основных запасов этого вида в холо-доумеренных водах российского Дальнего Востока. Для производства водорослевого геля в дальневосточном регионе используют теплоумеренный вид Saccharina japonica. Что касается европейской части нашей страны, E. fistulosa там отсутствует.
Привлекательность включения в переработку E. fistulosa связана с тем, что она характеризуется ценным химическим составом, приятна на вкус и издавна использовалась аборигенными народами в качестве пищевого сырья [Зинова, 1940]. У восточного побережья Камчатки, юга ее западного побережья, Командорских и Ку-
рильских островов E. fistulosa формирует мощные заросли, объем которых составляет не менее четверти общих запасов ламинариевых этого района. В настоящей работе представлены результаты изучения внутреннего строения растений и процесса их термощелочной обработки при разных температурных режимах и разном добавлении химических реагентов и воды.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Двухлетние растения E. fistulosa были собраны в горле Авачинской губы 29 июня 2019 г. (регистрационный № NCBI: MN813644, MN816897). В ходе разборки проб, учитывая большие размеры растений, их разрезали на куски 1-1,5 м и далее на металлическом столе отделяли жилку от пластины и спорофиллов. Черешок и ризоиды полностью удаляли. Отдельные части растений представляли собой отдельные пробы. При проведении экспериментов сухие пробы подвергали регидратации до полного набухания, затем вынимали из воды, давали ей стечь, осушали пробы фильтровальной бумагой и отбирали навеску.
Оттаивание замороженных водорослей производили в холодильнике при температуре 0-4°С. Остаточную вымороженную влагу сливали и взвешивали. Данные по ее массе учитывали при отборе навески и расчете гидромодуля в ходе экспериментальных варок геля. Массу навески 50 г, как и в случае с набухшими водорослями, а также количество химических реагентов определяли с помощью аналитических весов с погрешностью измерения не более 0,001.
Перед варкой геля водоросли резали на крупные куски и помещали в измельчитель, туда же добавляли дистиллированную воду. Дробление ламинариевых вели до получения тонкой фракции - кусочков 2-4 мм в поперечнике.
Технология получения гелеобразной альгинатсодержащей водорослевой массы в общем виде представляет собой мягкую щелочную обработку мелкоперемолотых водорослей. Обработка щелочью вызывает мацерацию тканей и дезинтеграцию клеток. Процесс считается завершенным при полном разрушении кутикулы и значительной фрагментации клеточных нитей коры и меристодермы. Поскольку в результате этой технологической операции увеличивается щелочность перерабатываемой массы, для получения продукта с нейтральной средой необходимо ее под-кисление. С этой целью использовали пищевую лимонную кислоту.
В ходе проведения экспериментов подбирали приемлемые гидромодуль, температуру, количество используемого гидрокарбоната натрия (NaHCO3) и кислоты. Процесс варки, способы контроля температуры и ее выравнивания подробно описаны в нашей работе [Клочкова, Салтано-ва, 2020]. Скорость мацерации тканей у E. fistulosa контролировали путем определения максимального поперечника у кусочков водорослей в деструктурируемой водорослевой массе. Для этого через 10, 20, 30 и 40 минут из нее брали небольшие по объему пробы, достаточные для измерения в них рН и определения вязкости с помощью вискозиметра ЭАК. Измерения проводили в остывшей пробе при комнатной температуре.
Для определения скорости распада клеток медуллы, подкорки, меристодермы и кутикулярного слоя из взятых на анализ проб брали небольшие капли геля, размазывали их на предметном стекле и покрывали покровным стеклом без придавлива-ния. Подготовленные гистологические препараты изучали с помощью стереоскопического микроскопа Olympus SZX10 с цифровой камерой Olympus DP27 и про-
граммным обеспечением «Cell Sens Standard» (Olympus, Japan). Для точной диффе-ренцировки клеток меристодермы, коры, подкорки и центрального слоя использовали исследовательский биологический микроскоп Olympus BX53 с цифровой камерой Olympus DP73.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Морфолого-анатомическая организация слоевища
Вид Eualaria fistulosa входит в семейство Alariaceae. Как и многие представители этого семейства, E. fistulosa имеет более сложную, чем у видов большинства других семейств порядка Laminariales, морфологию. Пластина имеет центральную полую септированную жилку (рис. 1, 1, 4-5), переходящую в длинный черешок. В его верхней части располагаются густые двусторонние пучки спорофиллов - листочков, несущих сорусы спорангиев. Прикрепляется к грунту E. fistulosa с помощью мощного многоярусного конусообразного пучка ризоидов [Клочкова и др., 2009]. Пластины у этого вида в прикамчатских водах, в частности у Северных Курил, могут превышать 1 м ширины и 20 м длины, а ширина жилок у растений третьего года жизни может достигать почти 5 см [Королева, Вялых (Кусиди), 2002].
Внутреннее строение у пластин и жилок разное. У последних обычная для ламинариевых медуллярная ткань из рыхлых гифообразных, переплетенных, длинноци-линдрических клеток практически отсутствует. Нити, образующие сердцевину, довольно плотные, с воронкообразно расширенными концами или без них. Сердцевинный слой достаточно узкий, местами до 40 мкм. Он окружен плотной псевдопарен-химатической тканью из крупных тонко-
стенных плотно прилежащих друг к другу клеток, межклеточное пространство между которыми практически отсутствует. Клетки меристодермы округло-овальные. Подлежащие клетки коры по сравнению с ними очень мелкие, располагаются в 1-3 слоя с наружной стороны жилки. Кутикула, покрывающая кору, даже с внешней стороны слабо развита, часто разорвана. Со стороны внутренней полости она практически отсутствует.
Внутреннее строение пластин очень близко к таковому у других ламинариевых. Центральная часть пластины образована рыхлыми медуллярными нитями, покрывающий их слой крупноклеточной подкорки достаточно тонкий (рис. 1, 2). Меристо-дерма состоит из 3-4 слоев. Клетки коры образуют 1-3 слоя, мало отличаются размерами от клеток меристодермы. Кутику-лярный слой, покрывающий пластину, имеет неравномерную толщину, очень тонкий. Спороносная ткань на зрелых спорофиллах занимает практически всю площадь поверхности, образована одно-гнездными цилиндрическими спорангиями и булавовидными парафизами с толстыми слизистыми колпачками, которые, как известно, содержат большое количество альгиновой слизи.
Произрастает E. fistulosa на больших глубинах группами по 4-7 растений или образует равномерные плотные заросли, благодаря полым жилкам (рис. 1, 1, 4-5), имеет положительную плавучесть. Поэтому водорослевые заросли хорошо заметны с берега, и добывать растения можно, отрезая стелющуюся по поверхности воды часть пластины. На развитии спорофиллов это не отражается, поэтому такой промысел не сокращает уровня воспроизводства вида.
Сведения о биологии развития вида достаточно ограниченны. Судя по наличию на черешке E. fistulosa отметин, оставшихся
от опавших спорофиллов, у берегов Камчатки этот вид вегетирует 3-4 года. Осенью к концу октября у него, как и у некоторых сахарин и ламинарий, наблюдается деградация пластинчатой части слоевища. Пластины при этом обтрепываются быстрее, чем жилка. В конце октября, начале ноября с понижением температуры воды и уменьшением долготы дня начинается осенний рост слоевищ. К концу октября начавшая рост жилка содержит большое количество воды, слабовязкие полисахариды.
Химический состав Eualaria fistulosa
Данный вид, судя по литературным данным [Усов и др., 2001, 2005; Аминина, Клочкова, 2002; Конева, Аминина, 2014], характеризуется ценным химическим составом. При этом в разных частях слоевища он разный. В период полной зрелости в августе более всего сухих веществ содержит пластина (14,9% от сухой массы) [Конева, Аминина, 2014]. При том что их содержание наименьшее у спорофиллов, количество минеральных веществ в составе сухого вещества у них самое высокое -16,71%. Спорофиллы также наиболее богаты йодом (0,027% на сухое вещество) и фукоиданом (5,73%). В более ранний период развития в июле содержание йода у E. fistulosa может достигать 0,2% от сухого вещества, а содержание фукоидана -почти до 15% [Аминина, Клочкова, 2002].
Альгиновыми кислотами наиболее богата пластина. Их количество в ней достигает 52,4% от сухого вещества. В жилке оно достигает 43,8%, что больше, чем у многих других ламинариевых. К августу E. fistulosa накапливает до 6,05% от сухого вещества шестиатомного спирта ман-нита. В пластинах его содержание в это же время года много ниже и составляет только 1,28%.
Рис. 1. Внешний вид растений Eualaria fistulosa (1) и поперечные срезы пластины (2) и жилки (3-5): 1 - прикрепленные к камням растения в природной среде; 2 - поперечный срез пластины; 3 - крупноклеточная сердцевина, обрамляющая внутреннюю полость жилки; 4 - поперечный срез в месте отхождения пластины от жилки; 5 - поперечный срез жилки на малом увеличении. Условные обозначения: ж - жилка; к - кутикулярный слой, кр - кора, пк - подкорка; р - ризоиды; с - сорусы спорангиев; св - сердцевина; цп - центральная полость жилки
Fig. 1. Appearance of Eualaria fistulosa (1) and cross sections of its blade (2) and midrib (3-5): 1 - plants attached to stones in the natural environment; 2 - cross section of the blade; 3 - medullar with large cells, which frame the inner cavity of the midrib; 4 - cross section at the point where blade starts to develop from the midrib; 5 - cross section of midrib at low magnification. Legends: ж - midrib; к - cuticular layer; кр - cortex, пк - subcortex; p - rhizoids; c - sporangial sori; св - medullar; цп - central cavity of the midrib
Анализ приведенных данных показывает, что из-за разного содержания в разных частях слоевища E. fistulosa отдельных полезных веществ они имеют разную ценность. Однако каждая из них по-своему важна и может быть использована в определенном направлении: либо для придания продуктам определенных реологических свойств из-за высокого содержания альгиновых кислот, либо для обогащения их йодом, фукоиданом. Сравнение данных всех авторов, изучавших химический состав E. fistulosa, собранной в разные летние месяцы, показывает также, что он меняется от месяца к месяцу. Это следует учитывать при заготовке сырья для альгохимического производства.
Обоснование технологии получения
геля из пластин Eualaria fistulosa
Проведенные эксперименты показали, что работа с сухими, морожеными и свежими пробами пластин не отражается на скорости процесса термощелочной обработки, поскольку после набухания или оттаивания сырье приобретает консистенцию свежесобранных водорослей. Степень измельчения проб влияет на скорость процесса мацерации тканей и клеток. Чем она выше, тем скорее проходит деструкция водорослевой массы. В ходе определения оптимального количества NaHCO3 для мацерации тканей жилки (рис. 2, 1) и пластины (рис. 2, 2) E. fistulosa использовали гидромодуль 1 : 10, поскольку при таком гидромодуле получали гель оптимальной умеренно плотной консистенции. Термическую обработку проб вели при 55-60°С и разном добавлении NaHCO3. Всего было проведено по девять варок геля для пластин и жилок. Результаты этих экспериментов для пластинчатой части слоевища приведены в таблице 1. Представ-
ленные в ней данные показывают, что для деструкции тканей и клеточных стенок достаточно добавление 5-7 г NaHCOз на 50 г водорослевой массы, но скорость процесса мацерации уменьшается почти в два раза при внесении 7 г NaHCOз.
Рис. 2. Изменение состояния тканей жилки бурой водоросли Eualaria fistulosa в ходе ее термощелочной обработки: 1 - порезанная на куски жилка; 2-5 - мацерация жилки через разные промежутки времени (10, 20, 30, 40 минут)
Fig. 2. Changes of the midrib tissue condition in the brown alga Eualaria fistulosa during thermal-alkaline treatment: 1 - midrib sliced into pieces; 2-5 - maceration of midrib at different time intervals (10, 20, 30, 40 minutes)
Таблица 1. Зависимость продолжительности варки пластины Eualaria fistulosa, консистенции и вкуса полученного продукта от количества добавленного для мацерации гидрокарбоната натрия
Table 1. Dependence of cooking duration for Eualaria fistulosa blade, consistency and taste of the resulting product on the amount of sodium bicarbonate added during maceration
Использованные пробы Количество NaHCO3, г Продолжительность варки, мин Результаты
Тонкоизмельченные свежие, мороженые и сухие пластины 10 20 Консистенция однородная, рН 9,5-9,8. Сильный привкус пищевой соды
Тонкоизмельченные свежие, мороженые и сухие пластины 5 35 Консистенция однородная, рН 8,2-8,8. Привкус пищевой соды слабый
Тонкоизмельченные свежие, мороженые и сухие пластины 7 20 Консистенция однородная, рН 8,5-9. Привкус пищевой соды слабый
Выбранный в ходе экспериментов режим термообработки водорослевой массы из пластин E. fistulosa позволил получить альгинатсодержащий продукт высокого качества. Его вязкость, измеренная на вискозиметре с насадкой «5», в разных экспериментах колебалась от 75 до 85 мм2/с. После гомогенизации готового продукта блендером его рН изменялся от 8,5 до 9,5. Для нейтрализации излишков NaHCO3 до рН 7 потребовалось 0,7 г лимонной кислоты на 550 г готового продукта. Процесс нейтрализации контролировали с помощью рН-метра.
Гель, полученный в ходе термощелочной обработки при указанном выше оптимальном добавлении NaHCO3 и кислоты, в конце процесса варки имел насыщенный зеленовато-бурый цвет, достаточно высокую вязкость, гомогенную консистенцию и приятный вкус, свойственный данному виду водорослей.
Обоснование технологии получения геля из жилок Eualaria fistulosa
Гидромодуль и температура обработки водорослевой массы из центральных жилок были выбраны с учетом результатов предыдущих экспериментов. Оптимальным оказался тот же гидромодуль 1 : 10 и температура обработки 60°. В ходе опре-
деления количества NaHCO3, необходимой для мацерации дробленной водорослевой массы, использовали разные навески. Оптимальным ее количеством оказалось 10 г на 50 г сырых водорослей (таблица 2).
Выбранный в ходе экспериментов режим обработки водорослей позволил получить качественный альгинатсодержащий продукт. Его вязкость, измеренная на вискозиметре с насадкой «5», в разных экспериментах составляла от 79 до 85 мм2/с, рН готового продукта, прошедшего 40-минутную термощелочную обработку, был 8,5-9. При добавлении к 550 г полученного из жилок гелеобразного продукта 3 г лимонной кислоты он приобрел нейтральную реакцию. Внесение кислоты в готовый продукт не изменило его консистенцию. Цвет водорослевого геля, полученного из жилок E. fistulosa, был светлее, чем геля, полученного из пластин. На последнем этапе процесса он приобрел приятный буровато-желтый цвет (рис. 2, 3-6). В нашей предыдущей работе [Клочкова, Салтанова, 2020] было показано, что цвет водорослевого геля из Saccharina bongardiana темно-бурый, что ограничивает возможности его использования в качестве добавок в те продукты, которые при смешивании с ним приобретают необычный, несвойственный данному виду продукта цвет и этим ухудшают органолеп-тические показатели продукции.
Внешний вид мацерированных частиц жилок E. fistulosa на разных стадиях технологического процесса показан в таблице 3. Показаны микрофотографии наиболее типичных увеличенных под микроскопом изображений деструктурированной водорослевой массы в гистологических препаратах, полученных из проб, отобранных для изучения в разное время. Анализ представленных фотографий и размерных характеристик нераспавшихся водорослевых частиц показывает, что после 40 минут варки водорослевая масса представляет собой практически однородный гель. Разрушение оставшихся в ней фрагментов
слоевища и клеточных стенок, особенно у толстостенных мелких клеток коры, требует внесения дополнительного количества NaHCOз. Это, в свою очередь, ухудшает качество полученного продукта и, кроме того, удорожает процесс его производства за счет большего расхода NaHCOз и необходимой для ее погашения кислоты. Из таблицы 3 также видно, что максимальный поперечник у нераспавшихся фрагментов слоевищ в самом конце процесса термощелочной обработки имеет около 300 мкм, и они практически не заметны невооруженным взглядом.
Использованные пробы Количество NaHCÜ3, г Продолжительность варки, мин Результаты
Тонкоизмельченные свежие, мороженые и сухие жилки 15 35 Консистенция однородная, рН 9,7-10. Привкус пищевой соды сильный
Тонкоизмельченные свежие, мороженые и сухие жилки 10 40 Консистенция однородная, рН 8,5-9. Привкус пищевой соды слабый
Тонкоизмельченные свежие, мороженые и сухие жилки 7 54 Консистенция однородная, рН 7,4-7,7. Привкус пищевой соды слабый
Таблица 3. Изменение состояния внутренних тканей жилки Eualaria fistulosa при термощелочной обработке
Table 3. Changes of internal tissue condition in the midrib of Eualaria fistulosa during thermal-alkaline treatment
Продолжительность термощелочной обработки, мин Внешний вид частиц водорослевой массы при деградации тканей и клеток на разных этапах термощелочной обработки Количество измерений / Максимальные значения размеров водорослевых частиц, мм Характеристика стадии мацерации тканей и клеточных стенок на разных этапах термощелочной обработки
10 20 / 4,8 У большинства частиц водорослевой массы кора и меристодерма уже отделены от центрального слоя. Имеет место разрыв и растягивание частиц, многие из них сохраняют значительный поперечник и достаточно большую толщину
Таблица 2. Зависимость продолжительности варки жилки Eualaria fistulosa, консистенции и вкуса полученного продукта от количества добавленного для мацерации гидрокарбоната натрия
Table 2. Dependence of cooking duration for Eualaria fistulosa midrib, consistency and taste of the resulting product on the amount of sodium bicarbonate added during maceration
Окончание табл. 3
Продолжительность термощелочной обработки, мин Внешний вид частиц водорослевой массы при деградации тканей и клеток на разных этапах термощелочной обработки Количество измерений / Максимальные значения размеров водорослевых частиц, мм Характеристика стадии мацерации тканей и клеточных стенок на разных этапах термощелочной обработки
20 д 24 / 3,82 Большинство частиц водорослевой массы уменьшены в размерах. Продолжается «таяние» и растягивание частиц. Основная масса клеток центрального слоя разделена между собой, встречается достаточное количество крупных частиц небольшой толщины
30 ■-ЯМ* 13 / 1,85 Оболочки большинства клеток центрального слоя и подкорки разрушены. Клетки корового слоя дезинтегрированы. Сохраняются частицы водорослевой массы с рыхлыми разрушающимися краями
40 12 / 0,31 Наблюдается практически полная деградация тканей и клеточных оболочек. Сохраняются отдельные не соединенные между собой клетки центрального слоя, коры и меристо-дермы, небольшие рыхлые островки из клеток корового слоя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные эксперименты позволили определить оптимальные параметры процесса получения высококачественного аль-гинатсодержащего геля из Е. fistulosa. Для его производства годятся свежесобранные слоевища этого вида, сухое и замороженное сырье при правильной регид-ратация и дефростации. Разработанный нами способ мацерации тканей позволяет эффективно контролировать процесс превращения дробленной водорослевой массы в гелеобразный продукт. В готовом геле имеет место полная дезинтеграция клеток. Следует считать приемлемым наличие в геле отдельных клеток с неразрушенными клеточными оболочками.
Разработанная нами технология получения альгинатсодержащего водорослевого геля из жилок и пластин Е. fistulosa отличается высокой экономичностью и отсутствием вредных отходов производства. Лучшим сырьем являются центральные жилки, гель из них имеет наилучшие орга-нолептические показатели: приятный вкус, запах и светло-оливковый цвет.
ЛИТЕРАТУРА
Аминина Н.М. 2015. Сравнительная характеристика бурых водорослей прибрежной зоны Дальнего Востока. Известия ТИНРО. Т. 182. С. 258-268. Аминина Н.М., Гурулева О.Н. 2012. Химический состав бурых водорослей
Авачинского залива (побережье п-ова Камчатка). Вопросы современной альгологии. № 2. URL: http://algology.ru/149.
Аминина Н.М., Клочкова Н.Г. 2002. Перспективы развития производства по переработке водорослей на побережье Камчатки. Рыболовство России. № 1. С. 54-56.
Аминина Н.М., Подкорытова A.B. 1995. Альгинаты: состав, свойства, применение. Известия ТИНРО. Т. 118. С.130-138.
Вафина Л.Х. 2010. Обоснование комплексной технологии переработки бурых водорослей (Phaeophyta) при получении функциональных пищевых продуктов. Диссертация ... канд. техн. наук. Москва. 224 с.
Вишневская Т.И. 2003. Комплексная технология йод- и альгинатсодержащих продуктов из бурых водорослей дальневосточных морей. Диссертация ... канд. техн. наук. Владивосток. 167 с.
Вищук О.С., Ермакова С.П., Тин Ф.Д., Шевченко Н.М., Ли Б.М., Звягинцева Т.Н. 2009. Противоопухолевая активность фукоиданов бурых водорослей. Тихоокеанский медицинский журнал. Т. 3. С. 92-95.
Вялков А.Н., Козлов В.К., Бобровниц-кий А.И., Михайлов В.И., Подкорытова A.B., Одинец А.Г., Супрун C.B., Тулупов А.М. 2008. Морские водоросли в восстановительной медицине, комплексной терапии заболеваний с нарушением метаболизма. Москва: МДВ. 156 с.
Гурулева О.Н. 2006. Обоснование технологии фукоидана при комплексной переработке бурых водорослей дальневосточных морей. Автореф. диссертации ... канд. техн. наук. Владивосток. 24 с.
Жукова Л.В. 2005. Фармакологическая коррекция воспалительно-дегенератив-
ных повреждений тканей пародонта с помощью биологически активных добавок, содержащих ламинарию и хлорофилл. Диссертация ... канд. мед. наук. Москва. 145 с.
Зинова Е.С. 1940. Морские водоросли Командорских островов. Труды Тихоокеанского комитета. Т. 5. С. 165-243.
Кайшева Н.Ш. 2004. Исследование природных полиуронидов и получение лекарственных средств на их основе. Диссертация ... д-ра фарм. наук. Пятигорск. 369 с.
Клочкова Н.Г., Королева Т.Н., Кусиди А.Э. 2009. Атлас водорослей-макрофитов прикамчатских вод. Том 1. Красные водоросли. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатНИРО. 218 с.
Клочкова Т.А., Салтанова Н.С. 2020. Деструкция тканей бурой водоросли Saccharina bongardiana в процессе термощелочной обработки при получении биогеля. Вестник Камчатского государственного технического университета. Вып. 52. С. 27-39.
Ковалева Е.А. 2000. Разработка технологии пищевых лечебно-профилактических продуктов из ламинарии японской (Laminaria japonica). Диссертация ... канд. техн. наук. Владивосток. 195 с.
Конева А.А., Аминина Н.М. 2014. Химический состав различных частей слоевища Alaria fistulosa P. et R. (Lamina-riales, Phaeophyta). Материалы V Всероссийской научно-практической конференции «Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование». Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ. С. 102-104.
Королева Т.Н., Вялых (Кусиди) А.Э. 2002. Камчатские ламинариевые водоросли, перспективные для промышленного использования. Род Алярия. № 6. С. 43-45.
Кусайкин М.И., Звягинцева Т.Н., Ана-стюк С.Д., Имбс Т.И., Шевченко Н.М., Крупнова Т.Н., Кузнецова Т.А., Запорожец Т.С., Беседнова Н.Н., Макарен-кова И.Д., Крыжановский С.П., Богданович Л.Н., Кушнерова Н.Ф., Сомова Л.М., Ермакова С.П. 2014. Фукои-дан - сульфатированные полисахариды бурых водорослей. Структура, ферментативная трансформация и биологические свойства. Владивосток: Даль-наука. 376 с.
Липатов И.Б. 2004. Разработка технологии и рецептур изделий из бисквитного и дрожжевого теста с использованием альгинатов и ламинарии. Диссертация... канд. техн. наук. Санкт-Петербург. 122 с.
Потишук Л.Н. 2007. Обоснование применения экстрактов из бурых водорослей Тихоокеанского шельфа в технологии водок особых. Диссертация ... канд. техн. наук. Владивосток. 198 с.
Разумов А.Н., Бобровницкий И.П., Михайлов В.И., Мостовой С.М., Одинец А.Г., Подкорытова A.B. 2004. Влияние геля из бурых морских водорослей на иммунитет, функцию внутренних органов. Технология изготовления, использования для диетического и лечебно-профилактического питания. Москва: Медицина для всех. 239 с.
Разумов А.Н., Бобровницкий И.П., Михайлов В.И., Мостовой С.М., Одинец А.Г., Подкорытова A.B., Хромов В.М., Кудрявцев О.Н. 2005. Использование сте-виазида и биогеля из морских водорослей в комплексном лечении заболеваний сердца, сосудов, гипертонии и диабета. Москва: НПО «Сумма Технологий». 270 с.
Романова П.В. 2010. Радиопротекторные свойства препарата «Ламинария-плюс» при экспериментальном облучении.
Диссертация ... канд. биол. наук. Санкт-Петербург. 149 с.
Сафина И.Н. 2007. Использование морских бурых водорослей ундарии перисто-надрезной и костарии ребристой в технологии салатов и напитков. Диссертация ... канд. техн. наук. Владивосток. 154 с.
Суховеева М.В., Подкорытова А.В. 2006. Промысловые водоросли и травы морей Дальнего Востока: биология, распространение, запасы, технология переработки. Владивосток: ТИНРО-центр. 243 с.
Усов А.И., Смирнова Г.П., Клочкова Н.Г. 2001. Полисахариды водорослей. 55. Полисахаридный состав некоторых бурых водорослей Камчатки. Биоорганическая химия. Т. 27. № 6. С. 444-448.
Усов А.И., Смирнова Г.П., Клочкова Н.Г. 2005. Полисахариды водорослей. 58. Полисахаридный состав тихоокеанской бурой водоросли Alaria fistulosa Р. et R. (Alariaceae, Laminariales). Известия Академии наук. Серия химическая. № 5. С. 1-5.
REFERENCES
Aminina N.M. 2015. Comparative description of brown algae from the coastal zone of Far East. Izvestiya TINRO (Transactions of the Pacific Research Institute of Fisheries and Oceanography). V. 182. P. 258-268 (in Russian).
Aminina N.M., Guruleva O.N. 2012. Chemical composition of the brown algae from the Avacha Bay (Kamchatka coast). Voprosy sovremennoj algologii (Issues of Modern Algology). № 2. URL: http://algology.ru/149 (in Russian).
Aminina N.M., Klochkova N.G. 2002. Prospects for the development of algae processing production on the coast of Kam-
chatka. Rybolovstvo Rossii (Russian Fishing). № 1. P. 54-56 (in Russian).
Aminina N.M., Podkorytova A.V. 1995. Alginates: composition, properties, application. Izvestiya TINRO (Transactions of the Pacific Research Institute of Fisheries and Oceanography). V. 118. P. 130-138 (in Russian).
Vafina L.Kh. 2010. Substantiation of integrated technology for processing brown algae (Phaeophyta) when obtaining functional food products. Candidacy dissertation for technical sciences. Moscow. 224 p. (in Russian).
Vishnevskaya T.I. 2003. Integrated technology of iodine- and alginate-containing products from brown algae of the Far Eastern seas. Candidacy dissertation for technical sciences. Vladivostok. 167 p. (in Russian).
Vischuk O.S., Ermakova S.P., Tin F.D., Shev-chenko N.M., Li B.M., Zvyagintse-va T.N. 2009. Anticancer activity of brown algae-derived fucoidans. Tihooke-anskij medicinskij zhurnal (Pacific Medical Journal). V. 3. P. 92-95 (in Russian).
Vyalkov A.N., Kozlov V.K., Bobrovnickij A.I., Mihajlov V.I., Podkorytova A.V., Odinetz AG., Suprun C.B., Tulupov A.M. 2008. Algae in restorative medicine, complex therapy of diseases with metabolic disorders. Moscow: MDV. 156 p. (in Russian).
Guruleva O.N. 2006. Substantiation of fuco-idan technology in the complex processing of brown algae from the Far Eastern seas. Abstract of Candidacy dissertation for technical sciences. Vladivostok. 24 p. (in Russian).
Zhukova L.V. 2005. Pharmacological correction of inflammatory and degenerative damage to periodontal tissues using dietary supplements containing kelp and chlorophyll. Candidacy dissertation for medical sciences. Moscow. 145 p. (in Russian).
Sinova E.S. 1940. The algae of the Commander Islands. Trudy Tikhookeanskogo komiteta (Transactions of the Pacific Committee of the Academy of Sciences of the USSR). V. 5. P. 165-243 (in Russian).
Kaisheva N.Sh. 2004. Research of natural polyuronides and medicines obtained from them. Doctorate dissertation for pharmaceutical sciences. Pyatigorsk. 369 p. (in Russian).
Klochkova N.G., Koroleva T.N., Kusidi A.E. 2009. Marine algae of Kamchatka and surrounding areas. V. 1. Petropavlovsk-Kamchatsky: KamchatNIRO. 218 p. (in Russian).
Klochkova T.A., Saltanova N.S. 2020. Tissue destruction in the brown alga, Saccharina bongardiana, during the process of ther-mal-alkalin treatment when producing biogel. Vestnik Kamchatskogo gosudarst-vennogo tehnicheskogo universiteta (Bulletin of Kamchatka Sate Technical University). № 52. P. 27-39 (in Russian).
Kovaleva E.A. 2000. Development of technology for food therapeutic and prophylactic products from Japanese kelp (Laminaria japonica). Candidacy dissertation for technical sciences. Vladivostok. 195 p. (in Russian).
Koneva A.A., Aminina N.M. 2014. Chemical composition of different parts of the thallus in Alaria fistulosa P. et R. (Laminariales, Phaeophyta). Materials of 5th All-Russian scientific-practical conference "Natural resources, their current state, protection, commercial and technical use ". Petropavlovsk-Kamchatsky: KamchatGTU. P. 102-104 (in Russian).
Koroleva T.N., Vyalykh (Kusidi) A.E. 2002. Kamchatka kelp algae, perspective for industrial use. The genus Alaria. Rybnoe hozyajstvo (Fish industry). № 6. P. 43-45 (in Russian).
Kusajkin M.I., Zvyagintseva T.N., Anas-tyuk S.D., Imbs T.I., Shevchenko N.M., Krupnova T.N., Kuznecova T.A., Zaporo-zhetz T.S., Besednova N.N., Makaren-kova I.D., Kryzhanovskij S.P., Bogdano-vich L.N., Kushnerova N.F., Somova L.M., Ermakova S.P. 2014. Fucoidans - sulfated polysaccharides from the brown algae. Structure, enzymatic transformation, and biological properties. Vladivostok: Dalnauka. 376 p. (in Russian).
Lipatov I.B. 2004. Development of technology and recipes for biscuit and yeast dough products using alginates and kelp. Candidacy dissertation for technical sciences. Saint-Petersburg. 122 p. (in Russian).
Potishuk L.N. 2007. Substantiation of application of the brown algal extracts from the Pacific Ocean in the technology of special vodkas. Candidacy dissertation for technical sciences. Vladivostok. 198 p. (in Russian).
Razumov A.N., Bobrovnitzkij I.P., Mihaj-lov V.I., Mostovoj S.M., Odinetz A.G., Podkorytova A.V. 2004. Effect of brown seaweed gel on immunity and function of internal organs. Manufacturing technology, use for dietary and therapeutic-and-prophylactic nutrition. Moscow: Medicine for everyone. 239 p. (in Russian).
Razumov A.N., Bobrovnitzkij I.P., Mihaj-lov V.I., Mostovoj S.M., Odinetz A.G., Podkorytova A.V., Hromov V.M., Kud-ryavtzev O.N. 2005. The use of steviazide and biogel from seaweed in the complex
treatment of heart diseases, vascular diseases of the heart, blood vessels, hypertension, and diabetes. Moscow: NPO "Sum of Technologies". 270 p. (in Russian).
Romanova P.V. 2G1G. Radioprotective properties of the drug "Laminaria-plus" under experimental irradiation. Candidacy dissertation for biological sciences. Saint-Petersburg. 149 p. (in Russian).
Safina I.N. 2GG7. The use of marine brown algae Undaria pinnata and Costaria costata in the technology of salads and drinks. Candidacy dissertation for technical sciences. Vladivostok. 154 p. (in Russian).
Sukhoveeva M.V., Podkorytova A.V. 2GG6. Commercial algae and grasses of the Far East seas: biology, distribution, reserves, processing technology. Vladivostok: TINRO-center. 243 p. (in Russian).
Usov A.I., Smirnova G.P., Klochkova N.G. 2GG1. Polysaccharides of algae: 55. Poly-saccharide composition of several brown algae from Kamchatka. Bioorganiches-kaya himiya (Russian Journal of Bioor-ganic Chemistry). V. 27. № 6. P. 444448 (in Russian).
Usov A.I., Smirnova G.P., Klochkova N.G. 2GG5. Polysaccharides of algae: 58. Poly-saccharide composition of the Pacific brown alga Alaria fistulosa Р. et R. (Alaria-ceae, Laminariales). Izvestiya Akademii nauk. Seriya himicheskaya (Russian Chemical Bulletin). V. 54. № 5. P. 1-5 (in Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ INFORMATION ABOUT THE AUTHOR
Клочкова Татьяна Андреевна - Камчатский государственный технический университет; 683003, Россия, Петропавловск-Камчатский; доктор биологических наук, проректор по научной работе и международной деятельности, профессор кафедры «Экология и природопользование»; tatyana_algae@mail.ru. SPIN-код: 7534-7736, Author ID: 664379; Scopus ID: 127922418GG.
Klochkova Tatyana Andreevna - Kamchatka State Technical University; 683GG3, Russia, Petropavlovsk-Kamchatsty; Doctor of Biological Sciences; Vice-rector for Scientific Work and International Communications, Professor of Ecology and Nature Management Chair; tatyana_algae@mail.ru. SPIN-code: 7534-7736, Author ID: 664379; Scopus ID: 127922418GG.
