Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Способ получения природного антиоксиданта, включающий экстракцию коры дуба родным раство­ром этанола в течение 2-3 часов в противоточном экстракторе непрерывного действия, упаривание экстракта, отличающийся тем, что экстракцию проводят 20-25% -ным водным раствором этанола при комнатной температуре, при этом в водный раствор этанола предварительно вносят хлористый кальций в количестве, обеспечивающем внесение в экстрагент 90-100 мг-экв/дм3 ионов кальция, а затем подкисляют.

Текст

Изобретение относится к пищевой промышленности и медицине, а именно к получению природных антиоксидантов для стабилизации жиров и масел и создания продуктов питания, повышающих устойчивость организма человека к действию радиации. Радиационное загрязнение отдельных территорий Украины сделали особо актуальной проблему получения из растительного сырья антиоксидантов, обладающих высокими антиокислительными свойствами, поскольку это позволит не только значительно повысить сроки хранения жиров и масел, но и выпускать на их основе широкий ассортимент продуктов питания с радиопротекторным действием. Известен способ получения природного антиоксиданта, согласно которому проводят экстрагирование веществ с антиокислительными свойствами из коры дуба 96%-ным этанолом [1]. Согласно этому способу осуществляют экстракцию преимущественно фенольных соединений. Для этого предварительно из коры дуба удаляют липидную составную часть с помощью неполярного растворителя - петролейного эфира или бензола, а затем производят экстракцию метанолом или этанолом в течение нескольких суток с последовательной заменой порции растворителя. Затем омыляют спиртовую вытяжку 2,5%-ным раствором щелочи, обрабатывают ее эфиром и в полученном водном растворе отделяют осадок, нейтрализуют его 2 н. Н2О4, после этого проводят извлечение фенольных соединений эфиров и выпаривание эфирного и водного растворов. Существенным недостатком способа является то, что его режим не обеспечивает извлечение из сырья также синергистов фенольных веществ, а именно: органических кислот, аминокислот. Эти кислоты частично экстрагируются на этапе обработки сырья спиртом, однако в дальнейшем на этапах омыления и обработки эфиром они полностью удаляются, что приводит к снижению антиоксидантной активности извлекаемых веществ. Кроме этого, способ длительный и трудоемкий. Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности является способ получения природного антиоксиданта путем экстракции коры дуба 60-80%-ным водным раствором этанола при температуре 30-45° С в течение 2-3 часов в противоточном экстракторе непрерывного действия, упаривания экстракта [2]. Экстрагирование при указанных технологических параметрах обеспечивает извлечение из экстрагируемого сырья наряду с фенольными соединениями также их синергистов, что позволяет повысить антиоксидантную активность получаемого продукта. Однако антиоксидантная активность продукта остается не достаточно высокой. Это обусловлено тем, что известный способ не обеспечивает извлечение фенольных веществ и их синергистов в оптимальном соотношении, что снижает их антиокислительное свойство и не обеспечивает продукту ощутимого радиопротекторного действия. В основу изобретения поставлена задача создать такой способ получения природного антиоксиданта, в котором новые технологические операции и режимы позволили бы обеспечить: - повышение антиоксидантной активности и за счет этого повышение длительности хранения жиров и масел с добавками антиоксидантов при стабильном качестве продуктов; - повышение радиопротекторных свойств антиоксидантов и за счет этого повышение защитных сил организма к действию радиации при употреблении продуктов с добавками антиоксидантов. Это достигается благодаря тому, что в способе получения природного антиоксиданта, включающем экстракцию коры дуба водным раствором этанола в течение 2-3 часов в противоточном экстракторе непрерывного действия, упаривание экстракта, согласно изобретению экстракцию проводят 20-25%-ным водным раствором этанола при комнатной температуре, при этом, в водный раствор этанола предварительно вносят хлористый кальция в количестве, обеспечивающем внесение в экстрагент 90-100 мг-экв/дм3 ионов кальция и экстрагент подкисляют уксусной кислотой до рН 4-6. Предложенный новый технологический режим и технологические параметры экстрагирования обеспечивают извлечение фенольных веществ и их синергистов в оптимальном соотношении, что, как показали испытания, дает возможность получать антиоксиданты, обладающие высокой активностью в торможении процессов перекисного окисления липидов, а следовательно обеспечивающие высокую антиоксидантную защиту организма при использовании продуктов с добавками антиоксидантов. Способ осуществляют следующим образом, Готовят 20-25%-ный водный раствор этанола и вносят в него хлористый кальций в количестве, обеспечивающем внесение в экстрагент 90-100 мг-экв/дм3 ионов кальция, экстрагент подкисляют уксусной кислотой до рН 4-6. В противоточный экстрактор непрерывного действия направляют высушенную и измельченную кору дуба, а противотоком к сырью подают предварительно приготовленный экстракт и экстракцию проводят при комнатной температуре в течение 2-3 часов. Полученный экстракт, содержащий целевой продукт, концентрируют. Пример 1. Готовят экстрагент, для чего в 20%-ный водный раствор этанола, вносили хлористый кальций из расчета 0,504 г на 1 дм3 экстрагента, обеспечивая внесение 90 мг-экв/дм3 ионов кальция. Экстрагент подкисляют уксусной кислотой до рН 4. Сухую и измельченную до размера частиц 3-5 мм кору дуба в количестве 3,1 кг в 1 ч подавали в шнековый вертикальный противоточный экстрактор непрерывного действия. Приготовленный экстрагент в количестве 23,4 кг в 1 ч подавали в экстрактор противотоком к сырью. Экстракцию проводили в течение 2 ч при комнатной температуре 20° С. Полученный экстракт антиоксиданта в количестве 20,3 кг с массовой долей сухих веществ 3,0% упаривали при давлении 0,02 МПа (152мм рт.ст) до получения массовой доли сухих веществ не менее 60%. Выход веществ с антиоксидантными свойствами составил 96%. Содержание веществ, обеспечивающих антиоксидантные свойства готового продукта в процентах от общего содержания сухих веществ: фенольные вещества в пересчете на хлорогеновую кислоту 75,50; органические кислоты в пересчете на яблочную кислоту 7,1, аминокислоты 5,8. При этом соотношение фенольных соединений и органических кислот совместно с аминокислотами составило 5,85. Антиоксидантная активность определялась по скорости иницированного окисления стирола в стандартных условиях (концентрация инициатора азо-изобутиронитрила - 2 · 10-3 моль/дм3 · С, температура реакционной среды 344 К), которая составила 0,03 · 10-5 г моль/дм3 · С. Определялось влияние полученного антийксиданта на кинетику перекисного окисления липидов (ПОЛ), оценка влияния проводилась по показателям: периоду индукции (tи - времени, в течение которого происходит медленное накопление продуктов окисления (молонового диальдегида МДА) и концентрации МДА через 120 минут. Эти показатели составили: tи - 60 мин; МДА - 2,8 Η моль/мл. Пример 2. Выполняли аналогично примеру 1, сырье в экстрактор подавали в количестве 3,1 кг в 1 ч., экстракцию проводили 25%-ным; водным раствором этанола при 20° С в течение 3 ч. При этом в водный раствор этанола предварительно вносили хлористый кальций из расчета 0,560 г 1 дм3 экстрагента, обеспечивая внесение 100 мг-экв/дм3. Получено 20,5 кг экстракта антиоксиданта, который затем концентрировали аналогично примеру 1. Выход веществ с антиоксидантными свойствами составил 98,0%. Содержание веществ, обеспечивающих антиоксидантные свойства готового продукта, в процентах от общего содержания сухих веществ, составило: фенольные вещества в пересчете на хлорогеновую кислоту 76,0%; органические кислоты в пересчете на яблочную кислоту 7,2; аминокислоты - 5,7. Соотношение фенольных соединений и суммы кислот составило 5.89. При этом скорость окисления стирола составила 0,025 · 10-5 г моль/дм · С; период индукции tи - 65мин. концентрация МДА через 120 минут составила 2,5 н моль/мг. Возможность реализации способа проверена на 10 примерах, которые выполнялись аналогично описанным. В табл.1 показаны результаты испытаний, для сравнения приведены данные испытаний по прототипу, а также антиоксидантная активность a-токоферола, широко применяемого в качестве консерванта жиров в пищевой промышленности. Активность a-токоферола определялась аналогично активности антиоксидантов согласно изобретению при концентрации 0,0009 мас.%. Данные таблицы показывают, что предложенный технологический процесс получения природных антиоксидантов обеспечивает выход фенольных соединений и их синергистов (органических кислот и аминокислот) в оптимальном соотношении 5,85-5,94 (примеры 1-4) что позволяет повысить антиоксидантную активность продукта относительно прототипа в 2-2,7 раза, т.е. скорость окисления стирола снизилась от 0,05-0,08 · 10-5 г моль/дм3 · С (примеры 11, 12) до 0,025-0,03 (примеры 1-4), Относительно a-токоферола антиокислительная активность антиоксидантов, полученных предложенным способом, увеличилась в 19-23 раза (скорость окисления снизилась от 0,57 · 10-5 г моль/дм3С до 0,025-0,03 · 10-5 г моль/дм3 · С). Учитывая, что концентрация aтокоферола в окисляемом продукте в 3 раза превышала концентрацию антиоксидантов, полученных предложенным способом (0,0009 мас.% против 0,0003 мас.%) активность последних практически в 57-69 раз выше активности природного антиоксиданта - токоферола. При этом стало возможным увеличить относительно прототипа длительность периода медленного окисления липидов с использованием полученных оксидантов (период индукции возрос от 22-25 мин до 60-65 мин) и уменьшить в 1,3-1,5 раза количество продуктов окисления через 120 мин (содержание МДА снизилось от 3,6-3,7 н × моль/мг до 2,45-28 нмоль/мг). Выход фенольных веществ несколько повысился и составил 75,576,0% СВ по прототипу. Примеры 5-10 свидетельствуют о нецелесообразности выхода за пределы предложенных параметров реализации изобретения. Так, уменьшение объемной доли спирта в экстрагенте до 15% (пример 7) не обеспечивает преимуществ анализируемых параметров полученных антиоксидантов против прототипа, а увеличение объемной доли спирта до 30,0% (пример 8) или усиление подкисления экстрагента до рН-3 (пример 9) не является целесообразным, т.к. не приводит к дальнейшему улучшению антиоксидантной активности продукта и других анализируемых параметров. Увеличение (пример 6) или уменьшение (пример 5) ионов кальция в экстрагенте несколько ухудшает анализируемые параметры, а проведение процесса в нейтральной среде (пример 10) приводит к уменьшению антиоксидантной активности в 1,7-2 раза. Изучение антиокислительного действия антиоксидантов проводилось в процессе хранения маргарина "Сливочный" при температуре среды 5-10° С. Антиоксиданти вводились в жировую основу в пересчете на сухое вещество в количестве 0,00034 мас.%. Степень окисления оценивали по кинетике накопления перекисных соединений, определяемых йодометрическим методом. Для сравнения был определен срок хранения маргарина при использовании добавок антиоксидантов, полученных способом по прототипу, а также при использовании широко применяемой добавки ионола. В табл.2 представлены изменения перекисных чисел при хранении маргарина в течение 10-240 суток. Данные таблицы показывают, что применение антиоксидантов, полученных согласно изобретению, в количестве 0,00034 мас.% увеличивают сроки хранения по сравнению с контролем от 30 суток (резкий рост перекисного числа от 0,1452 до 0,3512) до 210 суток (резкий рост перекисного числа от 0,085 до 0,3074 по примеру 1 и от 0,075 до 0,2961 по примеру 2) или в 7 раз. Применение актиоксидантов, полученных согласно прототипу, в количестве 0,00034 мас.% увеличивает сроки хранения по сравнению с контролем от 30 суток до 120-150 суток (резкий рост перекисного числа от 0,1438 до 0,2917 и от 0,1289 до 0,3214 соответственно) или в 4-5 раз. Следовательно, по сравнению с прототипом срок хранения продукта с добавкой антиоксиданта, полученного согласно изобретению, увеличивается в 1,4-1,8 раза при стабильном качестве. Радиопротекторные свойства полученных антиоксидантов оценивали по его влиянию на активность перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантную защиту организма. Исследования проводились в условиях Нижегородского НИИ детской гастроэнтерологии. В комплексное лечение больным с хроническим заболеванием желудочно-кишечного тракта было включено использование антиоксидантов, полученных по примерам 1 и 2. Курс лечения 21 день. У всех больных проводилась оценка состояния ПОЛ по уровню малонового диальдегида (МДА), а также определялось состояние антиоксидантной защиты по количеству глютаматпероксидазы (ГП) в крови до и после лечения. В табл.3 приведены результаты испытаний. Из данных табл.3 следует, что полученные природные антиоксиданты из коры дуба заявляемым способом обладают высокой активностью в торможении процессов перекисного окисления липидов, об этом свидетельствует снижение уровня МДА в крови более чем в 2 раза. При этом уровень глютаматпероксидазы повысился на 32-36%. что также свидетельствует о высокой антиоксидантной активности полученных антиоксидантов. Данные позволяют заключить о значительном повышении антиоксидантной защиты организма при использовании антиоксидантов, полученных согласно изобретению.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Process for obtaining of natural antioxidant

Автори англійською

Danylova Liudmyla Andriivna, Romenskyi Viktor Mykhailovych, Malyshev Oleksandr Viktorovych, Itskov Fedir Erikhovych

Назва патенту російською

Способ получения природного антиоксиданта

Автори російською

Данилова Людмила Андреевна, Роменский Виктор Михайлович, Малышев Александр Викторович, Ицков Федр Эрихович

МПК / Мітки

МПК: C11B 5/00

Мітки: одержання, природного, антиоксиданту, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-19547-sposib-oderzhannya-prirodnogo-antioksidantu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання природного антиоксиданту</a>

Подібні патенти