способ обезжиривания хитина

Формула изобретения

1. Способ обезжиривания хитина путем обработки обезжиривающим средством, отличающийся тем, что в качестве обезжиривающего средства используют предварительно приготовленный водный раствор обезжиривающего комплекса концентрацией 0,1-8,0% в составе анионоактивного поверхностно-активного вещества, неионогенного поверхностно-активного вещества, триполифосфата натрия, силиката натрия и сульфата натрия, при этом ингредиенты берут в следующих соотношениях, мас.%:

Анионоактивное ПАВ 8,0-25,0

Неионогенное ПАВ 1,0-5,0

Триполифосфат натрия 25,0-40,0

Силикат натрия 2,0-30,0

Сульфат натрия Остальное

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку ведут при температуре 60-90С в течение 15-60 мин при соотношении сырье: раствор обезжиривающего комплекса в диапазоне 1:10-1:60.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что осуществляют обработку сырья непосредственно после окончания стадии депротеинирования и/или деминерализации последнего.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой, косметической промышленности, медицине и сорбционным технологиям, а более конкретно к способам получения хитина из панцирьсодержащего сырья, например криля, креветки и т.п.

Известен способ получения хитина из панциря криля, включающий стадию деминерализации обработкой 3,5%-ной НСl в течение 1,5 ч при комнатной температуре; стадию депротеинирования обработкой 3,5%-ным раствором NaOH в течение более двух часов при температуре 25^oС, характеризующийся тем, что после стадии деминерализации сырье обрабатывают уксусно-этиловым эфиром для удаления липидов (обезжиривания) (см. Бржевски М. М. и др. Получение хитина/хитозана из панцирей антарктического криля в промышленном масштабе. Материалы международной конференции по хитину и хитозану, Япония, 1982).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятым за ближайший аналог (прототип), является способ обезжиривания, применяемый при получении хитина из панциря крабов, креветок и т.п., который включает стадию деминерализации обработкой 5-6%-ной НСl в течение 24 ч;стадию депротеинирования обработкой в 3-4%-ном растворе NaOH при температуре кипения в течение 4-5 ч, характеризующийся тем, что на стадии депротеинирования в раствор щелочи добавляют небольшое количество обезжиривающего средства в виде мыла для одновременного удаления липидов (см. Бао-Чи-Мин, журнал "Химические волокна", 3, 1960, с. 39-41).

Недостатком прототипа является неполное удаление липидов при получении хитина, обусловленное гидролизом мыла в водных растворах, взаимодействием мыла с растворимыми кальциевыми и магниевыми солями, находящимися в жесткой воде, с образованием нерастворимых мыл, которые выпадают на хитин в процессе обезжиривания, что отрицательно влияет на качество хитина.

Изобретение направлено на увеличение степени обезжиривания хитина и повышение качества последнего, в т.ч. улучшения его органолептических, сорбционных и других характеристик.

При этом решена задача создания эффективного способа удаления липидов из сырья при получении хитина, позволяющего в значительной степени снизить в конечном продукте содержание липидов, которые экранируют реакционные центры хитина, не позволяя ему в полной мере реализовывать сорбционные и другие ценные потребительские свойства, а также ухудшают его органолептические характеристики.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе, включающем обработку обезжиривающим средством, в отличие от прототипа, в качестве обезжиривающего средства используют предварительно приготовленный водный раствор обезжиривающего комплекса концентрацией 0,1-8,0% в составе поверхностно-активного вещества (ПАВ) и катализирующих добавок, при этом ингредиенты последнего берут при следующих соотношениях, мас.%:

Анионоактивное ПАВ - 8,0-25,0

Неионогенное ПАВ - 1,0-5,0

Триполифосфат натрия - 15,0-40,0

Силикат натрия - 2,0-30,0

Сульфат натрия - Остальное

Обработку сырья и/или готового продукта раствором обезжиривающего комплекса ведут при температуре 60-90^oС в течение 15-60 мин при соотношении сырье:раствор обезжиривающего комплекса в диапазоне 1:10-1:60.

При приготовлении обезжиривающего комплекса используют анионоактивные поверхностно-активные вещества, например, в соответствии с сертификатом безопасности 91/155/ЕЕС 0225-04/97 и неионогенные поверхностно-активные вещества, например, в соответствии с сертификатом безопасности 91/155/ЕЕС CAS 9005-65-6.

Силикат натрия вводится в обезжиривающий комплекс в виде водного раствора (жидкое стекло). Стекло жидкое натриевое берут в готовом виде в соответсвии с ГОСТ 13078-81.

Триполифосфат натрия вводится в порошкообразном виде в соответствии с ГОСТ 13493-86Е.

Воду используют питьевую в соответствии с СанПиН 2.1.4.559-96.

Сульфат натрия берут в порошкообразном виде в соответствии с ГОСТ 6318-77.

Раствор обезжиривающего комплекса получают следующим способом. В горячую воду (55-60^oС) при перемешивании последовательно вводят жидкое стекло, ПАВ, триполифосфат натрия и сульфат натрия. Перемешивание ведут до получения однородного раствора.

Применение обезжиривающего комплекса, полученного предлагаемым способом, позволяет достигнуть более высокой степени обезжиривания панцирьсодержащего сырья. В этом плане для достижения указанного результата одним из отличий предложенного способа является то, что для обезжиривания помимо анионоактивных поверхностно-активных веществ используются неионогенные ПАВ, одновременное присутствие которых в растворе повышает его моющую способность, и вещества, добавление к ПАВ которых основано на их способности повышать эффективность действия ПАВ, которое заключается в понижении межфазового поверхностного натяжения, увеличении смачиваемости панциря, переводе липидов в раствор и эмульгировании их, предотвращая повторное осаждение липидов на хитин. При этом, вследствие выведенных экспериментальным путем основных масс-процентных соотношений всех составляющих ингридиентов, получают состав обезжиривающего комплекса, оптимальный по своему действию. Это объясняется тем, что поверхностно-активные вещества в предлагаемом качественном и количественном составе компонентов обезжиривающего средства оптимальным образом реализует свои свойства.

Также в качестве обезжиривающего средства может быть использована кальционированная сода в соответствии с ГОСТ 5100-85Е.

Обработку сырья обезжиривающим средством осуществляют:

- либо непосредственно в процессе получения хитина, преимущественно перед деминерализацией сырья или на стадии его депротеинирования, добавляя компоненты обезжиривающего комплекса непосредственно в щелочной раствор, или после ее окончания, обрабатывая уже депротеинированное сырье в водном растворе обезжиривающего средства;

- либо, при необходимости, после окончания стадий депротеинирования и деминерализации, обрабатывая в водном растворе обезжиривающего средства непосредственно готовый продукт - хитин.

Сущность заявляемого способа поясняется следующими примерами.

Предложенный способ обезжиривания был реализован при получении хитина электрохимическим способом. В качестве панцирьсодержащего сырья для получения хитина использовали пресноводный рачок-бокоплав гаммарус (Gammarus pulex). Хитин получали в лабораторных условиях с помощью двухкамерного электролизера, разделенного диафрагмой на катодное и анодное пространство. Депротеинирование проводили обработкой в катодной камере диафрагменного электролизера при температуре 60-80^oС в 1-6%-ном растворе смеси солей электролитов и значении плотности постоянного тока 200-400 А/м². Деминерализацию хитина одновременно с обесцвечиванием проводили обработкой в анодной камере электролизера в растворе солей электролитов с суммарной концентрацией 3-6% при значении плотности постоянного тока 300-400 А/м².

Пример 1. После стадии депротеинирования смесь разделяли через крупнопористый капроновый фильтр на белковый раствор и депротеинированный панцирь гаммаруса.

Далее проводили удаление липидов из депротеинированного панциря термостатированием последнего при температуре 65^oС в 0,05%-ном растворе обезжиривающего комплекса при соотношении сырье:раствор обезжиривающего комплекса 1: 60 в течение 90 мин. Для этого в необходимом количестве горячей воды (50^oС) растворяли при перемешивании компоненты обезжиривающего комплекса в количестве, необходимом для получения 0,05%-го раствора при следующем их массовом соотношении: анионоактивное ПАВ - 10,0%, неионогенное ПАВ - 2,0%, триполифосфат натрия - 40,0%, силикат натрия - 30,0%, сульфат натрия - 18,0%, нагревали полученный раствор до 65^oС и смешивали с ним депротеинированный панцирь, после чего смесь термостатировали при этой температуре в течение 90 мин. Затем смесь разделяли через крупнопористый капроновый фильтр на липидый раствор и обезжиренный панцирь, после чего последний промывали до нейтральной реакции и проводили стадию деминерализации. Полученный хитин промывали водой до нейтральной реакции и сушили в лабораторном сушильном шкафу до постоянного веса.

Пример 2. Реализация предлагаемого способа проводилась в условиях, аналогичных примеру 1, за исключением того, что удаление липидов из депротеинированного панциря проводили термостатированием последнего в 10,0%-ном растворе обезжиривающего комплекса в течение 10 мин.

Пример 3. Реализация предлагаемого способа проводилась в условиях, анологичных примеру 1, за исключением того, что удаление липидов из депротеинированного панциря осуществляли термостатированием последнего в 7%-ном растворе обезжиривающего комплекса в течение 40 мин.

Пример 4. Реализация предлагаемого способа проводилась в условиях, аналогичных примеру 3, за исключением того, что в растворе обезжиривающего средства обрабатывали готовый продукт - непосредственно полученный хитин.

Пример 5. Воспроизводили условия получения хитина электрохимическим способом без проведения дополнительного обезжиривания.

Пример 6. Воспроизводили условия получения хитина в соответствии с прототипом.

Свойства полученных продуктов представлены в таблице.

Количество липидов в хитине определяли в аппарате Сокслета в системе растворителей хлороформ/этанол в соотношении 2/1.

Сорбционную обменную емкость (СОЕ) в отношении меди определяли из водных растворов с концентрацией Сu²⁺ 0,5-1,0 ммоль/л, при этом концентрация хитина составляла 0,5%.