Спосіб отримання пектинового екстракту з відходів рослинної сировини

Спосіб отримання пектинового екстракту з відходів рослинної сировини, який вміщує гідроліз пектинових речовин з послідуючим вилученням пектинового екстракту, відрізняється тим, що гідроліз проводять у лужному середовищі при рН 8-12 протягом 1-100 хвилин при кімнатній температурі з послідуючим вилученням та нейтралізацією пектинового екстракту до рН 4,0-7,0. (19) (21) 99116148 (22) 10.11.1999 (24) 16.04.2001 (33) UA (46) 16.04.2001, Бюл. № 3, 2001 р. (72) Безусов Анатолій Тимофійович, Д'яконова Анджела Костянтинівна, Москалюк Інна Вікторівна (73) Одеська державна академія харчових те хнологій 36178 ракту проводять методом лужного гідролізу, який дозволяє екстрагувати протопектин серединних пластинок. Пектинові речовини серединних пластинок представляють собою Ca(Mg)-coлi пектинових кислот, які нерозчинні у розчинах кислот і легко розчинні у слабких розчинах лугів. У лужних розчинах добре розчинні також пектинові речовини клітинних стінок. Ме ханізм дії лугів на пектинові речовини проявляється в кількох напрямках: деетеріфікація пектину з утворюванням пектинових кислот (пектинатів) та розпад високополімерної молекули з утворюванням низькомолекулярних продуктів. Основа технології базується на властивостях протопектину вичавок переходити в розчинний стан в лужному середовищі (рН 8-12). При температурі 15-30°С протягом 1-100 хвилин в розчинах лугів (NaHCO3; NaOH) відбувається розпад складноефірних зв'язків полігалактуронана - основного полісахариду пектинових речовин рослинної сировини. Даний винахід дозволяє отримати низькометаксильований пектиновий екстракт з відходів рослинної сировини з ступеню етеріфікапії 10-50%, що відкриває можливість, при використанні їх на виробництві консервованої продукції, знизити вміст цукру до 30-45%. Експериментально встановлені параметри отримання пектинових речовин: гідромодуль (ГМ), температура (t), pH, тривалість обробки. Переваги даного винаходу зрозумілі з подальшого ретельного опису способу виділення пектинового екстракту з відходів рослинної сировини та прикладів здійснення цього способу. Спосіб здійснюється таким чином. Свіжі яблучні вичавки, отримані після вилучення соку, направляються в реактор з мішалкою, де їх змішують з водою у співвідношенні 1:0,5-1:2. Далі в екстрактор додається 20%-ний розчин гідрокарбонату натрію до рН середовища 8-12. Лужний гідроліз проводять при температурі 1530°С протягом 1-100 хвилин при постійному перемішуванні. Далі мезга відпресовується на шнековому пресі та отриманий пектиновий екстракт нейтралізується 50%-ним водним розчином лимонної кислоти до рН 4,0-7,0. Приклад № 1. З метою встановлення гідромодулю екстракції пектинових речовин з відходів рослинної сировини проводили лужний гідроліз при температурі 20°С, рН 9, протягом 60 хвилин при гідромодулі 1:0,51:2. Отримані дані наведеш в табл. 1. При гідромодулі менше 1 утворюється густа маса, яка погано віджимається за рахунок високої в'язкості. При гідромодулі більше 1 збільшується вихід пектинового екстракту з одночасним зниженням вмісту сухи х речовин, що з практичної точки зору недоцільно. На основі проведених досліджень визначено, що оптимальним співвідношенням яблучних вичавок та води є гідромодуль 1. Оптимальне рН та подовження лужної екстракції пектинових речовин з відходів рослинної сировини встановлювали, змінюючи подовження екст ракції від 1 до 100 хвилин. Отримані дані наведені в табл. 2, 3, 4, 5 , 6. З наведених даних (табл. 6) при рН 12 через 3 хвилини вміст пектинових речовин в вичавках досягає 0,95%, при рН 10 через 5 хвилини - 1,1%, при рН 9 через 60 хвилин - 1,02%, при рН 8 через 100 хвилин - 1,02%. Дослідження якості екстрактів пектинових речовин показало, що найменшої деструкції піддаються пектинові речовини, отримані обробкою лугів при рН 9 протягом 60 хвилин. Скорочення подовження обробки вичавок із збільшенням рН середовища до 10 та 12 призводить до зниження молекулярної маси, від якої залежить желююча здатність пектинових речовин. Отриманий пектиновий екстракт з відходів рослинної сировини має таку характеристику: ступінь етерифікації 46%, вміст сухих речовин 8%, в'язкість 5,7 Па×с, желююча здатність 107°Т-Б, вміст пектинових речовин 1,4%, молекулярна маса 4600 Да. Виділений низькометаксильований пектиновий екстракт з відходів рослинної сировини використовували при виробництві желе. Отриманий пектиновий екстракт з відходів рослинної сировини може бути використаний у харчовій промисловості для отримання харчових продуктів загального використання та лікувальнопрофілактичного призначення. Промислове застосування. Спосіб отримання пектинового екстракту з відходів рослинної сировини дозволяє отримати дешеві продукти загального використання та лікувально-профілактичного призначення за технологією, яка може бути реалізована на існуючому стандартному обладнанні консервних заводів. Джерела інформації. 1. Драганова Е. И., Колесниченко А. И., Левинца Ю. А. Применение ферментативного катализа в производстве пюреобразной продукции из растительного сырья // Пищ. пром-сть. - 1997. - № 12.С. 15-17. 2. Салманова Л. С.; Филонова Г. Л., Соболевская Т. Н. Применение ферментативного катализа в производстве плодово-ягодных, овощных соков и экстрактов из растительного сырья // Хранение и перераб. сельхозсырья. - 1995. - № 2. - С. 38-40. 3. Гребешова Р. Н., Виноградова Г. Л. Гнатенко А. Г. Эффективность ферментативного гидролиза в технологии получения пектина // Хранение и перераб. сельхозсырья. - 1996. - № 1. - С. 34-35. 4. Луканин А. С., Ежов В. Н. Комплексная переработка плодово-ягодного сырья // Пищ. промсть. - 1992. - № 1. - С. 29-30. 5. Экологические аспекты технологии пектина / Кочеткова А. А., Калунянц К. А. і ін. // Пищ. промсть. - 1991. - № 7. - С. 56-57. 6. Экстрагирование пектина из растительного сырья в гидродинамическом аппарате / Шаззо Р. И., Богус А. М., Запорожец Е. П., Тлехурай Г. Н. // Хранение и перераб. сельхозсырыя. - 1996.№ 1. - С. 13-14. 7. С08В37/06, Киргизская ССР, № 1027171 2 36178 Таблиця 1 Зміна виходу та фізико-хімічних властивостей пектинового екстракту відходів рослинної сировини в залежності від гідромодуля при рН 9 Показники Вихід пектинового екстракту, % Вміст сухих речовин, % В'язкість, Па×с Гідромодуль (вичавки - вода) 1:1 1:1,5 41,3 44,20 8,00 5,90 5,7 4,10 1:0,5 25 1:2 46,42 3,80 2,85 Таблиця 2 Кінетика лужної екстракції пектинових речовин з свіжих яблучних вичавок при рН 8 Час, хв. 0 20 30 60 100 Загальна кіМетаксильовані Ступінь етеВільні карбоксилькість карбокарбоксильні групи, рифікації, % льні групи, % ксильних % (СЕ) груп, % 4,00 9,80 13,80 71,5 4,57 9,23 13,80 66,5 5,14 8,66 13,80 63,0 5,70 8,10 13,80 56,0 6,27 7,53 13,80 44,5 Загальна кількість ПР, % Молекулярна маса, Да 0,25 0,42 0,75 0,95 1,02 50500 49800 49200 48000 45750 Таблиця З Кінетика лужної екстракції пектинових речовин з свіжих яблучних вичавок при рН 9 Загальна Час, Вільні карбок- Метаксильовані кількість хв, сильні групи, карбоксильні карбоксиль% групи, % них гр уп, % 0 4,00 9,80 13,80 10 4,40 9,40 13,80 20 4,86 8,94 13,80 30 5,15 8,65 13,80 60 6,23 7,57 13,80 Ступінь ете- Загальна кі- Молекулярна рифікації, % лькість ПР, % маса, Да (СЕ) 71,5 65,5 59,0 53,5 46,0 0,25 0,58 0,82 0,98 1,02 50500 49100 48000 47100 46000 Таблиця 4 Кінетика лужної екстракції пектинових речовин з свіжих яблучних вичавок при рН 10 Час, хв. 0 1 2 3 4 5 Вільні карб. групи, % 4,00 4,33 4,65 5,20 5,60 6,30 Метаксил. карб. Загал. кіл карб. групи, % групи, % 9,80 13,80 9,47 13,80 9,15 13,80 8,60 13,80 8,20 13,80 7,50 13,80 3 C.E ., % 71,5 65,2 59,0 55,0 51,0 45,0 Загал кіл. ПР, % 0,25 0,55 0,78 0,9 1,025 1,1 Молекулярна маса, Да 50500 48500 47800 47300 46400 46800 36178 Таблиця 5 Кінетика лужної екстракції пектинових речовин з свіжих яблучних вичавок при рН 12 Час, хв. 0 1 2 3 4 5 Вільні карб. групи, % 4,10 5,20 6,30 7,80 9,30 10,10 Метаксил. карб. Загал, кіл. карб. групи, % групи, % 9,70 13,80 8,60 13,80 7,50 13,80 6,00 13,80 4,50 13,80 3,70 13,80 С.Е. % 71,0 60,25 49,50 38,40 27,30 21,80 Загал. кіл. ПР, % 0,25 0,60 0,77 0,95 0,98 1,00 Молекулярна маса 50500 46000 41060 39600 35500 31400 Таблиця 6 Характеристика препаратів пектинових речовин, отриманих з свіжих яблучних вичавок при різних значеннях рН Показники Масова доля ПР,% Масова доля,% -вільних груп -СООН -метаксильованих гр уп-СООСН 3 Ступінь етерифікації, % Молекулярна маса рН 8, t 100 хв. 1,02 рН 9, t 60 хв. 1,02 рН 10, t 5 хв. 1,1 рН 12, t 3 хв. 0,95 6,27 7,53 44,50 45750 6,23 7,57 46,00 46000 6,30 7,50 45,00 45800 7,80 6,00 38,40 39600 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4