Спосіб одержання виноградного пігменту мелавинолу

Винахід відноситься до харчової промисловості, а саме до технологічних процесів переробки вторинних продуктів виноробства, зокрема, до способів одержання виноградного пігменту мелавинолу. Відомі способи одержання виноградних пігментів з виноградної шкірки, отриманої як відходи виноробної промисловості [1, 2]. Виноградна шкірка, одержувана після відділення виноградного соку, містить велику кількість природних барвних речовин різних класів. Це, насамперед, водорозчинні барвники класу антоцианів і сполук ряду флавону і флавонолу, вільні антоцианідіни, що не мають глікозидних зв'язків з цукрами, а також антоцианідіни, що мають зв'язки з іншими сполуками, насамперед з пектиновими речовинами, катехіни, лейкоантоциани. У процесі висушування виноградної шкірки, внаслідок так званої ферментації утворюється багато похідних речовин, передусім продукти окислення і подальшої конденсації катехінів і лейкоантоцианів. Багато з вищезгаданих речовин може з успіхом використовуватися у різних галузях промисловості. Однак тільки для деяких з них існують промислові способи одержання (наприклад, для меланіну і еномеланіну). Тому виникає необхідність розробки і застосування способів одержання інших речовин у промислових масштабах для подальшого вивчення їхніх властивостей і використання у практичній діяльності. Найбільш близьким аналогом способу, що заявляється, вибраним як прототип, є спосіб одержання виноградного пігменту з подрібненої виноградної шкірки, що включає екстракцію розчином гідроокису натрію, осадження соляною кислотою, промивання осаду водою, розчинення в гідроокису амонію і упарювання цільового продукту до визначеної концентрації [3]. Але відомий спосіб призначений для одержання тільки одного виноградного пігменту - еномеланіну і не забезпечує одержання іншого виноградного пігменту - мелавинолу. В основу винаходу поставлено задачу у способі одержання виноградного пігменту шля хом введення додаткових операцій і часткових замін наявних операцій, а також шляхом заміни умов здійснення способу забезпечити одержання водно-спиртової фракції мелавинолу у вигляді водяного розчину. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі одержання виноградного пігменту з подрібненої сухої шкірки винограду темних сортів, що включає екстракцію пігменту розчином гідроокису натрію, осадження соляною кислотою, промивання осаду водою, розчинення в гідроокисі амонію і упарювання цільового продукту до визначеної концентрації, згідно з винаходом, перед екстракцією сировину замочують у демінералізованій воді протягом 3 годин, промивають демінералізованою водою при температурі 60-70°С до рН промивних вод 5,5-6,0, екстракцію розчином гідроокису натрію здійснюють при концентрації 0,1-0,15моль/літр при температурі 18-20°С протягом 4-5 діб, осадження соляною кислотою при рН 2,0-2,5 здійснюють відразу після першої екстракції, далі відмивають дистильованою водою барвні і суп утні речовини до рН 5,5-6,0, після чого проводять вторинну екстракцію 70% водяним розчином етилового спирту, екстракт відділяють, водно-етилову суміш відганяють, залишок висушують, розчиняють у 1% розчині гідроокису амонію, надлишок якого видаляють кип'ятінням, а розчин упарюють до концентрації 3% мелавинолу. Попереднє замочування сировини переслідує дві мети - змити із сировини механічні домішки і дати сировині набрякнути, чим полегшується подальше відмивання при підвищеній (до 60-70°С) температурі від водорозчинних барвних речовин, органічних кислот і їхні х солей. М'які умови екстракції при температурі 18-22°С, у сполученні з низькою концентрацією гідроокису натрію (0,1-0,15моль/літр) необхідні для того, щоб у кінцевий продукт не перейшла значна кількість домішок вуглеводного походження - вільного пектину і целюлози. З іншого боку, щоб екстракція була по можливості повною, потрібно збільшення її тривалості, у даному випадку до 4-5 діб. Вторинна екстракція 70% етанолом приводить до витягу основної речовини - мелавинолу. Варто помітити, що пряма екстракція водяним спиртовим розчином відмитою водою сировини, без попередньої обробки лугом(гідроокисом натрію), не приводить до утворення потрібного продукту. При цьому можна витягти тільки частину вільних барвних речовин антоцианідінового ряду, що своїми властивостями (абсорбційними, оптичними і т.д.) будуть значною мірою відрізнятися від мелавинолу. Використання для екстракції саме 70% водяного розчину етилового спирту, а не чистого розчинника, обумовлено більшою екстракційною здатністю зазначеної суміші стосовно мелавинолу. Відгін водяного етанолу уможливлює подальше регенерування розчиннику і використання його знову у виробничому циклі. Розчинення порошку в 1% розчині гідроокису амонію з наступним видалянням надлишку останнього має на меті одержання мелавинолу у виді водяного розчину. Застосування пропонованих процедур дозволяє одержати продукт, що представляє собою суміш вільних і частково зв'язаних переважно з пектиновими речовинами барвних речовин антоцианідінового ряду. Приклад 1. У реактор з мішалкою ємністю 1000 літрів завантажують 70кг сухої здрібненої шкірки, заливають 700 літрів демінералізованої води і перемішують 3 години, після чого воду зливають. У реактор заливають ще 700 літрів демінералізованої води, нагрівають до температури 60°С і перемішують 2 години. Воду зливають, а процедуру відмивання повторюють ще двічі. Промивання ведуть до досягнення рН промивних вод 5,5. Після промивання воду зливають, в реактор заливають 600 літрів попередньо приготовленого в окремій ємності розчину гідроокису натрію концентрацією 0,1моль/літр і роблять екстракцію при 18°С протягом 4 діб при періодичному перемішуванні реакційної суміші. Далі, не відокремлюючи екстракту, у реактор додають соляну кислоту 10% концентрації до рН 2,0 при безупинному перемішуванні і контролі значення рН. Суміш витримують протягом 2 годин і далі промивають дистильованою водою до рН 5,5, використовуючи на виході реактора великопористий фільтр. Після цього проводять вторинну екстракцію декількома порціями 70% водяного розчину етилового спирту, приготовленого попередньо в окремій ємності. Порції збирають і поєднують, переносячи їх у спеціальну ємність для упарювання. Суміш етанолу і води видаляють відгоном, залишок висушують і переносять у ємність, де його розчиняють при перемішуванні і нагріванні в попередньо приготовленому 1% розчині гідроокису амонію. Отриманий розчин доводять до кипіння й упарюють з метою видаляння надлишку аміаку. Контроль присутності слідів аміаку в розчині здійснюють виміром величини рН розчину. Упарювання проводять до практично нейтрального значення рН 7,3-7,5. У пробах визначають концентрацію сухої речовини. У разі потреби упарювання продовжують до досягнення концентрації 3%. Вихід мелавинолу в перерахунку на суху речовину складає 4,1%. Приклад 2. У реактор з мішалкою ємністю 1000 літрів завантажують 70кг сухої здрібненої шкірки, заливають 700 літрів демінералізованої води і перемішують 3 години, після чого воду зливають. У реактор заливають ще 700 літрів демінералізованої води, нагрівають до температури 70°С і перемішують 2 години. Воду зливають, а процедуру відмивання повторюють ще тричі. Промивання ведуть до досягнення рН промивних вод 6,0. Після промивання воду зливають, а в реактор заливають 600 літрів попередньо приготовленого в окремій ємності розчину гідроокису натрію концентрацією 0,15моль/літр і роблять екстракцію при 20°С протягом 5 діб при періодичному перемішуванні реакційної суміші. Далі, не відокремлюючи екстракту, у реактор додають соляну кислоту 10% концентрації до рН 2,0 при безупинному перемішуванні і контролі значення рН. Суміш витримують протягом 2 годин для формування осаду і далі промивають дистильованою водою до рН 5,5, використовуючи на ви ході реактора великопористий фільтр. Після цього проводять вторинну екстракцію декількома порціями 70% водяного розчину етилового спирту, приготовленого попередньо в окремій ємності. Момент закінчення екстракції оцінюють по зникненню червоно-коричневого фарбування розчину, що ви ходить з реактору. Порції збирають і поєднують, переносячи їх у спеціальну ємність. Суміш етанолу і води видаляють відгоном, залишок висушують і переносять у ємність, де його розчиняють при перемішуванні і слабкому нагріванні в попередньо приготовленому 1% розчині гідроокису амонію. Отриманий розчин доводять до кипіння й упарюють з метою видалення надлишку аміаку. Контроль присутності слідів аміаку в розчині здійснюють виміром величини рН окремих проб. Упарювання проводять до практично нейтрального значення рН 7,3-7,5. У пробах визначають концентрацію сухої речовини. У разі потреби упарювання продовжують до досягнення концентрації 3%. Вихід мелавинолу в перерахунку на суху речовину складає 4,3%. Приклад 3. У реактор з мішалкою ємністю 1000 літрів завантажують 70кг сухої здрібненої шкірки, заливають 700 літрів демінералізованої води і перемішують 3 години, після чого воду зливають. У реактор заливають ще 700 літрів демінералізованої води, нагрівають до температури 60°С і перемішують 2 години. Воду зливають, а процедуру відмивання повторюють ще двічі. Промивання ведуть до досягнення рН промивних вод 5,5. Після промивання воду зливають, а в реактор заливають 500 літрів попередньо приготовленого в окремій ємності розчину гідроокису натрію концентрацією 0,1моль/літр і роблять екстракцію при 22°С протягом 4 діб при періодичному перемішуванні реакційної суміші. Далі, не відокремлюючи екстракту, у реактор додають соляну кислоту 10% концентрації до рН 2,5 при безупинному перемішуванні і контролі значення рН. Суміш витримують протягом 2 годин для формування осаду і далі промивають дистильованою водою до рН 6,0, використовуючи на ви ході реактора великопористий фільтр. Після цього проводять вторинну екстракцію декількома порціями 70% водяного розчину етилового спирту, приготовленого попередньо в окремій ємності. Момент закінчення екстракції оцінюють по зникненню червоно-коричневого фарбування розчину, що ви ходить з реактора. Порції збирають і поєднують, переносячи їх у спеціальну ємність. Суміш етанолу і води видаляють відгоном, залишок висушують і переносять у ємність, де його розчиняють при перемішуванні і слабкому нагріванні в попередньо приготовленому 1% розчині гідроокису амонію. Отриманий розчин доводять до кипіння й упарюють з метою видалення надлишку аміаку. Контроль присутності слідів аміаку в розчині здійснюють виміром величини рН окремих проб. Упарювання проводять до практично нейтрального значення рН 7,3-7,5. У пробах визначають концентрацію сухої речовини. У разі потреби упарювання продовжують до досягнення концентрації 3%. Вихід мелавинолу в перерахуванні на суху речовину складає 4,4%. Приклад 4. У реактор з мішалкою ємністю 1000 літрів завантажують 70кг сухої здрібненої шкірки, заливають 700 літрів демінералізованої води і перемішують 3 години, після чого воду зливають. У реактор заливають ще 700 літрів демінералізованої води, нагрівають до температури 60°С і перемішують 2 години. Воду зливають, а процедуру відмивання повторюють ще двічі. Промивання ведуть до досягнення рН промивних вод 6,0. Після промивання воду зливають, а в реактор заливають 500 літрів попередньо приготовленого в окремій ємності розчину гідроокису натрію концентрацією 0,15моль/літр і роблять екстракцію при 22°С протягом 5 діб при періодичному переміщуванні реакційної суміші. Далі, не відокремлюючи екстракту, у реактор додають соляну кислоту 10% концентрації до рН 2,5 при безупинному перемішуванні і контролі значення рН. Суміш витримують протягом 2 годин для формування осаду і далі промивають дистильованою водою до рН 6,0, використовуючи на ви ході реактора великопористий фільтр. Після цього проводять вторинну екстракцію декількома порціями 70% водяного розчину етилового спирту, приготовленого попередньо в окремій ємності. Момент закінчення екстракції оцінюють по зникненню червоно-коричневого фарбування розчину, що ви ходить з реактора. Порції збирають і поєднують, переносячи їх у спеціальну ємність. Суміш етанолу і води видаляють відгоном, залишок висушують і переносять у ємність, де його розчиняють при перемішуванні і слабкому нагріванні в попередньо приготовленому 1% розчині гідроокису амонію. Отриманий розчин доводять до кипіння й упарюють з метою видаляння надлишку аміаку. Контроль присутності слідів аміаку в розчині здійснюють виміром величини рН окремих проб. Упарювання проводять до практично нейтрального значення рН 7,3-7,5. У пробах визначають концентрацію сухої речовини. У разі потреби упарювання продовжують до досягнення концентрації 3%. Вихід мелавинолу в перерахуванні на суху речовину складає 4,7%. Джерела інформації: 1. А. с. 939446, МКВ 3, С07G17/00, 1980. 2. Патент України 30336 А, МПК С07G17/00. 3. А. с. 1345606, МКВ 4, С07G17/00, 1985.