13.3.3. Технології отримання харчових волокон з деревини, трав, хімічний склад їх

Світові запаси деревини становлять близько 300 млрд м³. Клітинні стінки тканини здерев'янілих рослин сформовані в основному з целю­лози, геміцелюлоз і лігніну. Це визначило можливість отримання з них як технічних, так і кормових та харчових продуктів (етилового спирту, ксиліту, глюкози, ксилози, триоксиглугаровоі кислоти, мікрокриста­лічної целюлози, лікувального лігніну, гліцерину, кормових і хлібопе­карських дріжджів, кормової патоки тощо).

Основним методом перетворення деревини на харчові продукти є кислотний гідроліз полісахаридів, який дає змогу отримувати цілий ряд моносахаридів. Внаслідок часткового гідролізу руйнуються геміцелюло­зи з утворенням в основному ксилози. Ксилоза в подальшому перетво­рюється на ксиліт, а внаслідок повного гідролізу поряд з пентозами отри­мують і глюкозу, з якої виробляють етиловий спирт та інші продукти.

Ксиліт і сорбіт є ефективними засобами проти карієсу зубів (заміна ними цукру знижує захворюваність на 90 %). Ці ж спирти використову­ють при лікуванні цукрового діабету, хронічних колітів, хронічних холе­циститів, гіпокінезії жовчних шляхів тощо.

Мікрокристалічну целюлозу виробляють виділенням її з деревини одним з промислових способів (сульфітним, сульфатним) і наступним додатковим обробленням кислотою, щоб знизити ступінь кристалічності полісахариду.

У Росії з відходів перероблення деревини на гідролізних заводах виробляють лікувальний лігнін – поліфепан (рис. 13.2). У Латвії на ос­нові лігніну випускають препарат білігнін.

Поліфепан має значну сорбційну здатність до мікроорганізмів і токсинів, що зумовлено великою кількістю макропор та наявністю у макромолекулі лігніну ряду функціональних груп.

За останні роки М.С. Дудкіним зі співробітниками проведено дослід­ження, які показали можливість фракціонування і виділення окремих комплексів трав. Це відкриває перспективи реалізації їх як харчових доба­вок. Найперспективнішими культурами за виходом протеїну є багаторічні трави середньої смуги Європи: конюшина, люцерна, кормова капуста, ес­парцет. Можна екстрагувати протеїнові концентрати із зелених частин таких рослин, як картопля, капуста, буряки та інші овочеві культури, а також з рапсу, гороху, віки озимої. Харчові волокна з трав виділяють обробленням їх розчином надоцтової кислоти або розбавленим розчином азотної кислоти (рис. 13.3). Використання цих методів дає змогу різко зменшити вміст антихарчових речовин у кінцевому продукті, повністю видалити патогенну мікрофлору і екологічно шкідливі речовини, при цьому зберегти значну частину білкових речовини і харчових волокон.

Рис. 13.2. Принципова технологічна схема отримання поліфепану з деревини

Висока вартість надоцтової кислоти і пінення середовища під час процесу гідролізу роблять проблемним застосування цього реагенту. Перспек­тивнішим є використання розчинів азотної кислоти (0,3...0,5 %). Перева­ги цього реагенту: низькі витрати азотної кислоти, різнобічна її дія – гідро­літична й окиснювальна. Крім того, розчини після нейтралізації можна використовувати як добрива.

Рис. 13.3. Принципова технологічна схема отримання харчових волокон із трав

Твердий залишок після вилучення з трав білку і низькомолекуляр­них сполук складається з целюлози, геміцелюлоз, пектинових речовин, лігніну і може бути використаний у харчуванні як харчові волокна зі знач­ною сорбційною здатністю.

Дослідження О.І. Данилової (ОДАХТ) показали, що ХВ трав зв'язують фенол, формальдегід, карбамід, нітрати, важкі метали, зокрема й свинець.

13.3.4. Технології отримання харчових волокон з продуктів моря Рослинні ресурси морів і океанів великі. На 1 км² океану припадає 1,6 тис. т різної рослинності (близько 28 тис. видів зелених, бурих і си­ньо-жовто-червоних водоростей). Їстівних відомо близько 80 видів, а в промисловості використовують лише 10 видів. Безпосередньо як їжу ви­користовують лише морську капусту.

В останні роки дуже популярною стала хлорела, що містить до 50 % протеїну на 100 г СР, для якої характерна наявність йодовмісних амінокислот. Водорості містять також корисні для людини вуглеводи, до складу яких входять альгінова і фуцинова кислоти, ламінарин і ряд моносахаридів.

Склад чорноморських водоростей (ентероморфи, кладофори, ульви) залежно від пори року досліджував В.Н. Чекой. Він також дослідив целюлозу зелених водоростей і показав, що за будовою цей полімер ідентичний полімерам вищих рослин – глюкану зі зв'язками -(1-4).

Хімічний склад червоної водорості і будову полісахариду, що її формує, – галактану (филлофорану, агароїду) дослідив Е.І. Козарез. Склад синьо-жовто-червоних водоростей досліджував В.А. Пєсков. Такі водо­рості, як філофора, анфельція, фурциллерія тощо є сировиною для виді­лення агароіду, альгінату та карагінану (рис. 13.4 і 13.5). Ці драглеутворюючі речовини широко використовують у виготовленні желе, пастили, мармеладу, м'яких цукерок та інших продуктів.

Рис. 13.4. Принципова технологічна схема отримання харчового і мікробіологічного агару

Рис. 13.5. Принципова технологічна схема отримання карагінану

Слід зазначити, що існує дуже ба­гато різноманітних технологій отриман­ня агару та його модифікацій. На рис. 13.4 наведено одну з найпоширеніших.

Агар використовують у вироб­ництві консервованого молока, суфле, майонезів, морозива та інших продуктів. Альгінати завдяки їхнім властивостям утворювати в'язкі розчини застосовують як загущувачі, емульгатори. Додають їх також у кількості 0,1 % при виготовленні бісквітів, тортів, для підвищення якості тіста. На основі альгінатів виробляють харчовий драглеподібний продукт "Ламіналь", який містить 92...94 % води і 6...8 % СР, з них 5...6 % – альгінова кис­лота у формі альгінату натрію-кальцію; 1,0...1,5 – клітковина; 1 – білок і 0,6...0,8% – макро- і мікроелементи.

Препарати альгінової кислоти та ії солей мають відносну молекулярну масу 100000...200000. Дослідженнями встановлено, що альгінати здатні виводити з організму людини важкі метали, радіоактивні еле­менти. Вони також прискорюють загоювання ран, знижують рівень холестерину у крові. Але з медичного погляду найважливішими влас­тивостями альгінової кислоти та її солей є іонообмінні. Завдяки їм аль­гінати виконують ентеросорбцію. Ряд сорбованості елементів на альгіновій кислоті має такий вигляд:

РЬ⁺²>Си⁺²> Ва⁺²> Sr⁺²> Cd⁺²> Са⁺²> Co⁺²>Mn⁺² > Zn⁺²>Fe⁺².

Порівняно недавно вивчено такі морські трави, як зостера, руппія, рдест. Запаси зостери в Чорному морі перевищують 1 млн т, а використовують всього 50 тис. т, які викидає шторм. Драглеутворююча речовина зостерин може значно задовольнити потреби кондитерської промисловості.