Спосіб отримання виноградного пігменту мелавиніну

Винахід відноситься до харчової промисловості, а саме до технологічних процесів переробки вторинних продуктів виноробства, зокрема, до способів отримання виноградного пігменту мелавиніну. Відомі різні способи отримання виноградного пігменту. Так, спосіб отримання виноградного пігменту водорозчинного меланіну по авт. свід. СРСР №939446 кл. С07G17/00 передбачає подрібнювання виноградних вичавок і екстракцію продукту з подрібненої сировини водяним розчином гідроокису амонію при рН 9-10. За даною технологією кінцевий продукт сильно забруднений низькомолекулярними барвними речовинами, катіонами важких металів, крім того вимагає великої кількості реагентів, що здорожує спосіб. Відомий спосіб одержання виноградного пігменту еномеланіну, що включає екстракцію пігменту з подрібненої сухої виноградної шкірочки протягом 6-8 годин розчином гідроокису натрію, відділення екстракту та осадження соляною кислотою при рН 2,0-2,5, відмивання від барвних і супутніх водорозчинних речовин (див. наприклад авт. свід. СРСР №1345606 кл. С07G17/00). При цьому способі екстракція ведеться розчином гідроокису натрію, концентрацією 0,25-0,5моль/л при температурі 50-60°С. Після осадження еномеланіну соляною кислотою його відмивають від барвних і інших водорозчинних речовин і промивають демінералізованою водою до рН 5,5-6,0. Промивні води відокремлюють декантацією, еномеланін розчиняють в аміаку при рН 10-11 і випарюють до пастоподібного стану зі змістом сухи х речовин 10-15%. Однак, отриманий цим способом еномеланін забруднений низькомолекулярними барвними речовинами, розчинними в полярних органічних розчинниках, а також катіонами важких металів, пектиновими речовинами і целюлозою. Найбільш близьким аналогом способу, що заявляється, вибраним як прототип є спосіб отримання виноградного пігменту мелавиніну (Патент України №30336А кл. С07G17/00), що включає екстракцію пігменту з подрібнених виноградних вичавок протягом 6-8 годин розчином гідроокису натрію, відділення екстракту та осадження соляною кислотою при рН 2,0-2,5, відмивання від барвних і супутніх водорозчинних речовин. При цьому способі перед екстракцією подрібнену сировину відмивають демінералізованою водою до рН 4,5-5,0, обробляють соляною кислотою з концентрацією 0,05моль/л при температурі 80-90°С протягом 3 годин з подальшим промиванням демінералізованою водою. Екстракцію здійснюють при температурі 7080°С, причому використовують розчин гідроокису натрію з концентрацією 0,1-0,15моль/л, а відмивання від барвних і супутніх речовин роблять дистильованою водою до рН 3,0-3,4, потім послідовно відмивають ацетоном і етилацетатом, після чого пігмент відокремлюють центрифугуванням і висушують. Однак, отриманий цим способом пігмент мелавинін при мінімальному змісті важких металів, включає як домішки значні кількості пектинових речовин і целюлози. В основу винаходу поставлена задача - у способі одержання виноградного пігменту, шля хом введення додаткових і часткових замін наявних операцій, а також шляхом зміни умов здійснення способу забезпечити отримання мелавиніну з можливо більш низьким змістом пектинових речовин і целюлози. Рішення поставленої задачі досягається тим, що в способі отримання виноградного пігменту, що включає попереднє промивання подрібнених вичавок демінералізованою водою до рН 4,5-5,0, екстракцію пігменту зі здрібнених виноградних віджимків розчином гідроокису натрію концентрацією 0,1-0,15моль/л, відділення екстракту й осадження соляною кислотою продукту при рН 2,0-2,5, відмивання від барвних і суп утніх водорозчинних речовин дистильованою водою до рН 3,0-3,4, згідно з винаходом, екстракцію пігменту розчином гідроокису натрію проводять протягом 3 х-4х діб при температурі 30-35°С, а після осадження продукту соляною кислотою і відмивання дистильованою водою подальше відмивання проводять етанолом і дистильованою водою, після чого продукт розчиняють у 1% розчині гідроокису амонію, випарюють надлишок гідроокису амонію, а розчин продукту обробляють етанолом у співвідношенні до розчину 1:1, суміш витримують 1 годину при періодичному перемішуванні і фільтрують, причому етанол далі відділяється відгоном. Зниження температури екстракції продукту розчином гідроокису натрію до 30-35°С у порівнянні з прототипом (70-80°С) дозволяє створити більш м'які умови для екстракції основної речовини і зменшити тим самим кількість пектинових речовин, що попадають в екстракт, а особливо целюлози. Попередня обробка сировини 0,05 молярним розчином соляної кислоти (прототип) є істотно менш ефективним для зменшення кількості пектинових речовин. Для запобігання зменшення виходу мелавиніну необхідно в цьому випадку збільшити час обробки сировини розчином гідроокису натрію до 3х-4 х діб. Застосування замість ацетону етанолу для відмивання мелавиніну від розчинних у полярних органічних розчинниках барвних речовин переважніше, насамперед з погляду меншої летючості етанолу, а, отже, більш економічно доцільно, при практично однаковій вартості розчинників. Введення стадії обробки етанолом розчину мелавиніну приводить фактично до мінімізації змісту в ньому пектинових речовин (див. таблицю). Приклад 1. У реактор з мішалкою ємністю 1000 літрів завантажують 70кг сухи х подрібнених вичавок і промивають їх 3 рази демінералізованою водою. Витрата води складає 700 літрів на одне промивання. Промивання ведуть при інтенсивному перемішуванні до рН 4,7. Після промивання воду зливають. В окремій ємності виготовляють розчин гідроокису натрію в демінералізованій воді. Концентрація гідроокису натрію 0,12моль/л. У реактор з попередньо відмитою сировиною заливають приготовлений розчин гідроокису натрію і проводять екстракцію при періодичному перемішуванні протягом 4х діб і температурі 20°С. Далі екстракт відокремлюють, поміщають його в спеціальну ємність, осаджують продукт 10% соляною кислотою при рН 2,3 і відмивають від барвних і інших супутніх речовин. На початку відмивання ведуть дистильованою водою до рН 3,4, а потім послідовно етанолом і дистильованою водою для виділення залишку етанолу. Після цього центрифугуванням відокремлюють мелавинін, розчиняють його в окремій ємності в попередньо підготовленому 1% розчині гідроокису амонію, надлишок якого далі виділяють кип'ятінням, а в розчин додають рівну по обсягу кількість етанолу для осадження пектину. Суміш перемішують протягом 1 години і фільтрують через бавовняну тканину. Далі етанол відганяють, а фільтрат випарюють до концентрації 8% основного продукту, тим самим, одержуючи водяний розчин пігменту мелавиніну. Вихід го тового мелавиніну в перерахуванні на суху речовину складає 2,2%. Приклад 2. У реактор з мішалкою ємністю 1000 літрів завантажують 70кг сухи х подрібнених вичавок і промивають їх 3 рази демінералізованою водою. Витрата води складає 700 літрів на одне промивання. Промивання ведуть при інтенсивному перемішуванні до рН 4,5. Після промивання воду зливають. В окремій ємності приготовляють розчин гідроокису натрію в демінералізованій воді. Концентрація гідроокису натрію 0,1моль/л. У реактор з попередньо відмитою сировиною заливають приготовлений розчин гідроокису натрію і проводять екстракцію при періодичному перемішуванні протягом 3х діб і температурі 30°С. Далі екстракт відокремлюють, поміщають його в спеціальну ємність, осаджують продукт 10% соляною кислотою при рН 2,0 і відмивають від барвних і інших супутніх речовин. На початку відмивання ведуть дистильованою водою до рН 3,0, а потім послідовно етанолом і дистильованою водою для видалення залишку етанолу. Після цього центрифугуванням відокремлюють мелавинін, розчиняють його в окремій ємності в попередньо підготовленому 1% розчині гідроокису амонію, надлишок якого далі виділяють кип'ятінням, а в розчин додають рівну по обсягу кількість етанолу для осадження пектину. Суміш перемішують протягом 1 години і фільтрують через бавовняну тканину. Далі етанол відганяють, а фільтрат випарюють до концентрації 8% основного продукту, тим самим, одержуючи водяний розчин пігменту мелавиніну. Вихід го тового мелавиніну в перерахуванні на суху речовину складає 2,8%. Приклад 3. У реактор з мішалкою ємністю 1000 літрів завантажують 70кг сухи х подрібнених вичавок і промивають їх 3 рази демінералізованою водою. Витрата води складає 700 літрів на одне промивання. Промивання ведуть при інтенсивному перемішуванні до рН 4,6. Після промивання воду зливають. В окремій ємності приготовляють розчин гідроокису натрію в демінералізованій воді. Концентрація гідроокису натрію 0,15моль/л. У реактор з попередньо відмитою сировиною заливають приготовлений розчин гідроокису натрію і проводять екстракцію при періодичному перемішуванні протягом 3х діб і температурі 35°С. Далі екстракт відокремлюють, поміщають його в спеціальну ємність, осаджують продукт 10% соляною кислотою при рН 2,2 і відмивають від барвних і інших супутніх речовин. На початку відмивання ведуть дистильованою водою до рН 3,2, а потім послідовно етанолом і дистильованою водою для видалення залишку етанолу. Після цього центрифугуванням відокремлюють мелавинін, розчиняють його в окремійємності в попередньо підготовленому 1% розчині гідроокису амонію, надлишок якого далі виділяють кип'ятінням, а в розчин додають рівну по обсягу кількість етанолу для осадження пектину. Суміш перемішують протягом 1 години і фільтрують через бавовняну тканину. Далі етанол відганяють, а фільтрат випарюють до концентрації 8% основного продукту, тим самим, одержуючи водяний розчин пігменту мелавиніну. Вихід го тового мелавиніну в перерахуванні на суху речовину складає 3,2%. Приклад 4. У реактор з мішалкою ємністю 1000 літрів завантажують 70кг сухи х подрібнених вичавок і промивають їх 3 рази демінералізованою водою. Витрата води складає 700 літрів на одне промивання. Промивання ведуть при інтенсивному перемішуванні до рН 4,8. Після промивання воду зливають. В окремій ємності приготовляють розчин гідроокису натрію в демінералізованій воді. Концентрація гідроокису натрію 0,15моль/л. У реактор з попередньо відмитою сировиною заливають приготовлений розчин гідроокису натрію і проводять екстракцію при періодичному перемішуванні протягом 3х діб і температурі 35°С. Далі екстракт відокремлюють, поміщають його в спеціальну ємність, осаджують продукт 10% соляною кислотою при рН 2,5 і відмивають від барвних і інших супутніх речовин. На початку відмивання ведуть дистильованою водою до рН 3,4, а потім послідовно етанолом і дистильованою водою для видалення залишку етанолу. Після цього центрифугуванням відокремлюють мелавинін, розчиняють його в окремій ємності в попередньо підготовленому 1% розчині гідроокису амонію, надлишок якого далі виділяють кип'ятінням, а в розчин додають рівну по обсягу кількість етанолу для осадження пектину. Суміш перемішують протягом 1 години і фільтрують через бавовняну тканину. Далі етанол відганяють, а фільтрат випарюють до концентрації 8% основного продукту, тим самим, одержуючи водяний розчин пігменту мелавиніну. Вихід го тового мелавиніну в перерахуванні на суху речовину складає 3,6%. Приклад 5. У реактор з мішалкою ємністю 1000 літрів завантажують 70кг сухи х подрібнених вичавок і промивають їх 3 рази демінералізованою водою. Витрата води складає 700 літрів на одне промивання. Промивання ведуть при інтенсивному перемішуванні до рН 5,0. Після промивання воду зливають. В окремій ємності приготовляють розчин гідроокису натрію в демінералізованій воді. Концентрація гідроокису натрію 0,12моль/л. У реактор з попередньо відмитою сировиною заливають приготовлений розчин гідроокису натрію і проводять екстракцію при періодичному перемішуванні протягом 4х діб і температурі 30°С. Далі екстракт відокремлюють, поміщають його в спеціальну ємність, осаджують продукт 10% соляною кислотою при рН 2,4 і відмивають від барвних і інших супутніх речовин. На початку відмивання ведуть дистильованою водою до рН 3,3, а потім послідовно етанолом і дистильованою водою для видалення залишку етанолу. Після цього центрифугуванням відокремлюють мелавинін, розчиняють його в окремій ємності в попередньо підготовленому 1% розчині гідроокису амонію, надлишок якого далі виділяють кип'ятінням, а в розчин додають рівну по обсягу кількість етанолу для осадження пектину. Суміш перемішують протягом 1 години і фільтрують через бавовняну тканину. Далі етанол відганяють, а фільтрат випарюють до концентрації 8% основного продукту, тим самим, одержуючи водяний розчин пігменту мелавиніну. Вихід го тового мелавиніну в перерахуванні на суху речовину складає 3,4%. У таблиці наведені результати контрольних лабораторних аналізів на зміст пектинових речовин і целюлози у виноградних пігментах, отриманих різними способами. Назва пігменту і спосіб одержання Еномеланін по авторському посвідченню СРСР №1345606 Мелавинін по патенту України №30336А Мелавинін по запропонованому способу Зміст пектинових речовин * Таблиця (усі дані в %) Зміст целюлози * 3,6 3,3 2,5 1,4 2,5 0,8 * - У перерахуванні на суху речовину. Середні значення з наведених в описах до авторського свідоцтва та патенту.