Спосіб виробництва харчового барвника з рослинної сировини

1. Спосіб виробництва харчового барвника з рослинної сировини, який передбачає підготовку сировини, екстрагування, відділення екстракту і концентрування, який відрізняється тим, що перед екстрагуванням проводять ендогенний або екзогенний протеоліз біомембран субклітинних орга 31491 деревообрабатывающей промышленности, 1973. C. 12-13). Спосіб включає підготовну хвоїної лапки (подріблення), екстрагування дефлегмаційним методом, відгонку розчинника і ефірних масел з екстракту, омилення смолистих речовин та концентрацію до пастообразного стану. Даний спосіб обрано прототипом. Прототип збігається з винаходом у тому, що містить спільні операції: - підготовка рослинної сировини, - екстрагування, - відділення екстракту, - концентрування барвника. Але ви хід хлорофілових пігментів в бензиновий екстракт складає тільки 20-30% від вмісту хлорофілу у хвойних лапках. Окрім того, барвник за прототипом отримують у вигляді пасти, що не раціонально завдяки великій вологості. В основу винаходу поставлена задача створити спосіб виробництва барвника, в якому шляхом введення ендогенного або екзогенного протеоліз та умов його проведення, забезпечити вихід ліпорозчинних пігментів. Поставлену задачу вирішено у способі виробництва барвника з рослинної сировини, який передбачає підготовку сировини, екстрагування, відділення екстракту і концентрування тим, що перед екстрагуванням проводять ендогенний або екзогенний протеоліз біомембран субклітинних органел з вологістю сировини не менше 40% з наступною витримкою гомогенату не менше 20 хвилин. Ендогенний протеоліз здійснюють шляхом подріблення вихідної сировини до розміру часток не більше 1200 мкм. Екзогенний протеоліз здійснюють шляхом подріблення вихідної сировини до розміру часток не більше 1200 мкм з подальшим додаванням до вихідної сировини гомогенату свіжих рослин, які не змінюють функціональні властивості барвника у кількості не менше 10 мас.% або протеолітичного фермента у кількості не менше 0,01 мас.%. Як протеолітичний фермент використовують лужну протеазу, та/або пепсин, та/або панкреатин, та/або протосубтилін. Новим у запропонованому винаході є наявність операції протеолізу за рахунок ендогенних або екзогенних ферментів рослинної сировини або комерційних ферментних препаратів. Крім того, новизна полягає у послідовності проведення технологічних операцій та кількості внесення гомогенату рослинної сировини як джерела екзогенних ферментів, а також кількості внесення комерційних ферментних препаратів. Протеоліз власними ферментними комплексами сировини проводять при її вологості не нижче 40%. Це пов'язано з тим, що при видаленні значної кількості вологи з сировини швидкість ферментативних реакцій значно зменшується за рахунок зниження контакту ферментів з субстратом у водному середовищі. Крім того, протеолітичні ферменти відносяться до гідролітичних, які проводять розщеплення макромолекулярних біомолекул з приєднанням води. Слід також відмітити, що реологічні властивості середовища з меншою, ніж 40% вологістю не дозволяють проводити активне перемішування системи, та гарний контакт з рід кою фазою, що різко зменшує швидкість ферментативних реакцій (практично при вологості 40% і нижче утворюється жмих). Розміри часток сировини теж мають велике значення у зв'зку з тим, що повинні зруйнуватися вакуолі сировини, у яких міститься значна кількість ендогенних протеолітичних ферментів, а також повинні бути зруйновані клітинні стінки для більш легкого доступу ферментів. Експериментально нами встановлено, що для значної кількості видів рослинної сировини розмір часток не більше 1200 мкм достатній для активного проходження описаних реакцій. Подрібнення сировини до часток, більших за розмірами ніж згадані, призводить до різкого зниження активності протеолізу. Якщо ендогенні ферменти інактивовані і використовуються для протеолізу ферменти рослин, то вони повинні додаватися у кількості не менше 10 мас.%. При меншій, ніж 10% концентрації додатків активність ферментативних процесів незначна, що впливає негативно на вихід пігментів. Як і в попередньому випадку, додатки та субстрат повинні бути у подрібненому стані для протікання ферментативної реакції. При використанні для протеолізу комерційних ферментативних препаратів протеолітичної дії їх концентрація повина бути не менше, ніж 0,01% до маси подрібненої сировини. Ця вимога обумовлена тим, що при меншій концентрації ферментних препаратів процес ферментолізу йде дуже повільно, що призводить до незначного підвищення виходу пігментів при екстракції сировини. Спосіб здійснюється слідуючим чином. Спочатку проводять підготовку рослинної сировини, яка включає інспекцію, видалення зіпсованих частин рослин, миття, подрібнення до часток не більше ніж 1200 мкм. Потім проводять ферментоліз при кімнатній температурі, екстрагують гомогенат ліпорозчинниками, проводять відділення екстракту від осаду та концентрують екстракт. Одержані за описаним способом хлорофільнокаротиноїдні барвники з рослинної сировини характеризували за комплексом показників. Вихід барвних речовин розраховували у відсотках до ви хідної їх кількості у сировині. Загальну кількість хлорофілів а,в, каротиноїдів встановлювали спектрофотометрично (Починок Х.Н. Методы биохимического анализа растений. ИФР АН УССР - К.: Наук. думка, 1976. - 334 с.). Приклад 1 Брали 15 г м'яти перцевої свіжої, інспектували, видаляли пожовклі, сухі частини рослин, мили, подрібнювали на лабораторному мікроподрібнювачі тканин РТ-2 до розмірів не більше 1100 мкм, залишали на 1,5 години при кімнатній температурі для проходження протеолітичних процесів за рахунок ендогенних пігментів сировини. Екстракцію пігментів проводили спиртом (96% концентрації), додавали його до гомогенату у співвідношенні 1:1, витримували при перемішуванні 20 хв., потім рідку фазу відфільтровували, додавали ще екстрагент у співвідношенні 1:1, перемішували, через 20 хв. спиртовий розчин пігментів відокремлювали від осаду. Екстракцію повторювали 5 разів. Одержали 2 31491 795 см 3 екстракту, який концентрували на роторному випарювані до 65 см. Вивчали кількість пігментів - хлорофілів А,В, каротиноідів спектрофотометрично у ви хідній сировині та отриманому таким чином барвнику та розраховували вихід пігментів у порівнянні до загального вмісту у сировині, які наводили в таблиці. Приклади 2-28 ілюструють одержання барвника з різних рослин при різних умовах ендогенного та екзогенного протеолізу. Результати наведені в таблиці. Як видно з таблиці зменшення ступіню подріблення при ендогенному протеолізу (приклад 4) приводять до зменшення виходу пігментів. Дані прикладу 5 підтверджують, що зменшення вологості (менше 40%) теж негативно впливає на вихід пігментів. У прикладі 7 показано, що термін витримки подрібленої сировини при ендогенному протеолізу не повинен бути менше 20 хв. Приклад 12 показує, що додавання гомогенату менше 10 мас.% також приводить до зменшення виходу барвника при екзогенному протеолізу. Збільшення розміру часток більше 1200 мкм при екзогенному протеолізу (приклад 13) також веде до зменшення виходу пігментів. Негативно впливає на вихід пігментів і скорочення терміну витримки при екзогенному протеолізу (приклад 14). Якщо при екзогенному протеолізі до вихідної сировини додавати фермента менше 0,01 мас.%, це приводить до зниження виходу пігментів (приклад 21). Таблиця № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Вихідна сировина М'ята М'ята М'ята М'ята М'ята М'ята М'ята Мелісса Кріп Зелений горошок М'ята М'ята М'ята М'ята М'ята М'ята Вологість вихідної сировини 80,5 60,3 40,0 60,7 30,1 88,5 62,7 90,3 88,7 Умови ендогенного протеолізу терступінь мін подрібвинення, триммкм ки, год. 1100 1,5 1200 1,0 1000 2,0 1500 1,0 1100 1,5 1000 0,33 1100 0,2 1000 1,0 1100 1,5 Умови екзогенного протеолізу Використання гомогенату свіжих рослин кільнайменукість, вання мас.% Використання протеолітичних ферментів кільнайменукість, вання мас.% Вихід пігментів % до загального вмісту у сировині 98,9 97,6 98,1 81,3 79,4 94,8 74,0 98,4 97,8 86,0 1200 2,0 96,9 72,2 72,2 72,2 72,2 31,0 72,2 1100 1200 1500 1100 1100 1100 1,5 2,0 1,5 0,2 1,0 1,0 10,0 5,0 10,0 10,0 10,0 10,0 98,0 67,5 70,2 60,7 54,9 96,5 15,0 96,8 15,0 пепсин пепсин пепсин лужна протеаза панкреатин протосубтилін пепсин+ панкреатин лужна протеаза+панкреатин+ пепсин 0,1 0,01 0,05 98,9 97,3 92,0 76,0 0,1 95,2 0,2 97,8 0,1 94,6 0,1 97,8 0,25 99,1 17 М'ята 72,2 1000 2,0 18 19 20 21 М'ята М'ята М'ята М'ята 72,2 72,2 72,2 72,2 1200 1000 1100 1200 2,5 1,5 2,0 1,0 м'ята м'ята м'ята м'ята м'ята меліса зелений горошок кропива 22 М'ята 72,2 1000 1,0 23 М'ята 72,2 1100 1,5 24 М'ята 72,2 1200 2,0 25 М'ята 72,2 1100 1,5 26 М'ята 72,2 1200 2,0 3 31491 Продовження таблиці Вологість вихідної сировини Умови ендогенного протеолізу терступінь мін подрібвинення, триммкм ки, год. Умови екзогенного протеолізу Використання гомогенату свіжих рослин кільнайменукість, вання мас.% № п/п Вихідна сировина 27 М'ята 72,2 1200 2,0 28 Кропива 86,8 1100 2,0 Використання протеолітичних ферментів кільнайменукість, вання мас.% пепсин+ панкреатин+про0,2 тосубтилін пепсин 0,1 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4 Вихід пігментів % до загального вмісту у сировині 98,6 95,4