Спосіб очищення розчинів стевіазиду

Изобретение относится к способам получения производных сахаров из природных продуктов и может найти широкое применение в пищевой промышленности при производстве разновидности сахара и в медицине при производстве заменителей сахара для больных сахарным диабетом. Стевиазид является сладким компонентом, содержащимся в составе растительной массы многолетнего растения семейства хризантемовых, называемого "Stevia Rebandiana Bertoni" (или "Eupatorium Rebandianum"), распространенного в странах Южной Америки и успешно культивируемого на юге Украины. Стевиазид принадлежит к классу полисахаридов (гликозидов) и в 300 - 500 раз слаще сахара. По медикобиологическим характеристикам (исследование медицинских центров США, Европы, Японии, Украины) стевиазид не только не имеет противопоказаний для использования в пищевой и фармакологической промышленности, но и обладает, по отношению к сахару, рядом преимуществ, например, абсолютно безвреден для больных диабетом. Во многих странах мира (США, Японии, Германии и др.) налажено производство стевиазида, в основном, на привозном сырье. Технологические задачи, связанные с экстракцией стевиазида из растительного сырья, в основном, решены и запатентованы. Однако, остаются проблемы, связанные с очисткой экстракционных растворов стевиазида. Наиболее эффективные способы очистки растворов стевиазида предложены и запатентованы в Японии. В качестве прототипа предлагаемого способа использовано изобретение (Выложенная заявка №55 - 138372 Японской фирмы Тиссо К.К., г.Осака, 1980), в основе которого лежит реагентный способ очистки: в экстракционные растворы стевиазида после обработки гашеной известью и фильтрации добавляют водорастворимые соединения железа в количестве, эквимолярном содержанию ионов кальция в фильтрате и вновь отфильтровывают. При этом происходит последовательная адсорбция окрашенных примесных веществ, вначале на твердых частицах извести, и, затем, на твердых частицах гидроокиси железа. Основным недостатком такого реактивного способа очистки является появление и накопление в очищенном растворе примесных ионов кальция, железа сульфат-ионов, удаление которых требует обязательной операции очистки раствора, например, с помощью катионо- и анионообменных смол, что усложняет технологию очистки растворов. К недостаткам существующего способа нужно отнести технологическую сложность операции добавления соединений железа. Эта операция состоит из двух этапов: дозирования и загрузки соединений железа в очистительное устройство. Кроме того, очистка по известному способу идет при температуре 40 - 50°C, что требует дополнительных энергетических затрат на нагревание раствора. И, наконец, к недостаткам нужно отнести низкую устойчивость экстрактов, как очищенного, так и неочищенного, к окислительному и ферментативному разрушению на воздухе (не более 1 суток), а это усложняв технологию их очистки и условия хранения при многотоннажном производстве. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа очистки растворов стевиазида, в котором путем наложения электрического поля нарушают совместную агрегативную устойчивость коллоидных систем, существующи х в экстракционных растворах, а также получаемых в результате растворения анода, что, в свою очередь, ускоряет процесс очистки и упрощает стадию фильтрации. Поставленная задача решается тем, что в способе очистки растворов стевиазида, включающем воздействие на экстракционный раствор, очистку проводят путем электрокоагуляции компонентов раствора на железном аноде за счет пропускания постоянного электрического тока между этим анодом и катодом, выполненным из химически инертного материала, например, графита. Отличием заявляемого способа от прототипа является отсутствие операции обработки экстракционного раствора химическими реагентами, например, гашеной известью и водорастворимыми соединениями железа, а вместо этого проводят электрокоагуляцию компонентов раствора на железном аноде. Ме ханизм очистки экстракционных растворов стевиазида в обоих случаях одинаков: коллоидизация растворов за счет комплексообразования ионов железа с белками, фенолами, пектинами и другими примесями, их адсорбция на образующихся слаборастворимых фенолятах и гидроокиси железа и последующая совместная коагуляция белково-пектинового комплекса и гидроокиси железа. При электрокоагуляционном способе очистки ионы железа поступают в раствор за счет анодного растворения железного электрода, что, исходя из сравнения мировых цен на электроэнергию и реактивы, экономически более выгодно, чем использование в известном способе водорастворимых солей железа. Кроме того, оказалось, что экстракционные растворы, содержащие стевиазид, которые были очищены путем электрокоагуляции, приобретают большую устойчивость к окислительному и ферментативному разрушению сладких ве ществ на воздухе, что позволяет упростить общую технологию получения чистого сухого стевиазида, например, транспортировку и условия хранения очищенного водного экстракта при дальнейших операциях его доочистки, выпаривания и сушки. Электрокоагуляцию проводят в стандартных электролизерах, причем, анод выполняется из железа, а катод - из химически инертного материала, например, графита. Пример конкретного выполнения. Через 100мл коричневого водного экстракта стевиазида, содержащего 1,7мас.% водорастворимых веществ, в течение 1,5час пропускали постоянный электрический ток, плотностью 4,0А/см 2, между графитовым катодом и железным анодом. Зеленовато-коричневый осадок отфильтровали и получили 90мл сладкого фильтрата светло-зеленого цвета. Степень обеспечивания раствора (a), определяемая по формуле где I0, I интенсивность светопоглощения экстракционного раствора и сладкого фильтрата, соответственно, составила 82%. Содержание железа в фильтрате не превышало 0,06мас.%. После упаривания фильтрата и сушки получен сухой остаток бледножелтого цвета, степень чистоты стевиазида в котором составила 88%. Сопоставительный анализ способа по настоящему изобретению и прототипу приведен в таблице.