22.13. Получение пищевого белково-углеводного комплекса из хлореллы

Хлореллу (Chlorella vulgaris) выращивают в открытых водоемах или на установках непрерывного действия на среде с 1,6 % NaHCO₃.

Chlorella vulgaris можно выращивать на сточных водах про­изводства азотных удобрений с добавлением фосфора при 26 °С, рН 7,8, освещенности 6000 лк в течение 5 сут при аэрации воз­духом, содержащим 3 % СО₂. Содержание белка в полученной биомассе составляет 40,1—49,7 % СВ. Белок содержит больше не­заменимых аминокислот, чем требует стандарт ФАО, исключение составляет изолейцин.

Потребление нативной биомассы хлореллы без химической об­работки исключается из-за наличия токсических и аллергенных веществ в липидной фракции. Известно несколько способов уда­ления липидов и выделения белковых веществ из биомассы хло­реллы.

Согласно одному из способов получения белкового концен­трата для пищевых целей биомассу Chlorella vulgaris обрабатывают негашеной известью. Отмытые при рН 4 клетки смешивают с су­хим СаО или его суспензией и выдерживают в течение 12—24 ч при З0...60°С Затем его нейтрализуют СО2 до рН 6,5—7,5 и фильтруют. Сушкой фильтрата или его отсепарированного осад­ка, полученного осаждением белка в ИЭТ, получают белковый концентрат. На стадии отмывки удаляются остатки культуральной среды и некоторые небелковые компоненты клеток. СаО экстра­гирует белок и осаждает часть клеточных липидов в виде нерас­творимых кальциевых солей, диоксид углерода — избыточные ионы Са²⁺ — в виде СаСО₃. При этом осаждаются придающие белковому концентрату темную окраску меланоидины, а также мелкодисперсные частицы реакционной смеси. Перспективно ис­пользование для разрушения клеток процессов автолиза. При этом способе не требуется особого оборудования, легко отделя­ются клеточные остатки, отходы безвредны, высок выход белка (до 75-85%).

Хлорелла — богатый источник жирорастворимых витаминов, которые извлекаются органическими растворителями, но под дей­ствием пероксида водорода теряют свою биологическую актив­ность. С целью сохранения этих веществ предусматривают пред­варительную экстракцию пастообразной (содержание влаги до 80 %) биомассы органическими растворителями. Однако проведе­ние такой экстракции связано с большим непроизводительным расходом растворителя на удаление влаги. Поэтому обработку биомассы проводят по двум схемам: с предварительной экстрак­цией ее органическими растворителями и без нее. Целесообраз­ность обработки по той или иной схеме оценивают, исходя из конкретных условий.

Для получения белково-углеводного комплекса (БУК) исполь­зуют биомассу хлореллы в виде пасты после фильтрации и в виде порошка влажностью 6—8 % после сушки.

Принципиальная технологическая схема выделения пищевого компонента из биомассы хлореллы с предварительной экстракци­ей материала органическим растворителем и без нее представлена на рисунке 22.14. В схеме предусмотрена установка для регенера­ции растворителя.

Оптимальный режим процесса окисления пасты из хлореллы без предварительной экстракции ее органическим растворителем характеризуется следующими параметрами: продолжительность окисления 7 ч, температура 70 °С, концентрация пероксида водо­рода 30 %. Процесс окисления хлореллы после лиофильной сушки с предварительной экстракцией ее органическим растворителем протекает при следующих параметрах: температура первой экстракции 40 °С, кратность экстракции 2, температура окисления 60 °С, продолжительность окисления 3,5 ч.

В процессе обработки продукт обогащается белком, выход ко­торого составляет 75 % исходного количества белка хлореллы. Липиды удаляются почти полностью, содержание нуклеиновых кис­лот снижается наполовину (табл. 22.11).

Оценка биологической ценности полученного продукта и тра­диционных пищевых белков показала, что по аминокислотному составу и содержанию растворимых белков, наиболее доступных действию протеаз, полученный из хлореллы БУК занимает проме­жуточное положение между белками говяжьего мяса и белками пшеницы. Комплекс содержит все незаменимые аминокислоты, исключение составляет триптофан, который в процессе обработки разлагается. Цистеин и метионин частично представлены в окис­ленной форме. При добавлении к 200 г БУК 1 г триптофана может быть получен сбалансированный белковый продукт.

Жирные кислоты представлены в БУК в основном пальмити­новой кислотой.

Основной составной частью этанольных экстрактов являются биологически активные вещества: каротин, рутин, никотиновая кислота, хлорофилл, ксантофиллы.

Из 1 кг сухой биомассы хлореллы кроме белково-углеводного продукта можно получить 18,4 г неомыляемых веществ, в том чис­ле 4,2 г каротиноидов.

Окисление хлореллы с предварительной экстракцией органи­ческим растворителем обладает рядом преимуществ перед обработкой без предварительной экстракции: сокращаются продолжи­тельность окисления и расход пероксида водорода; исключается возможность воздействия пероксида на ценные биологически ак­тивные вещества, что создает условия для более полного и эффек­тивного использования биомассы хлореллы.