Спосіб отримання біологічно активної порошкоподібної добавки з перцю солодкого болгарського

Спосіб отримання біологічно активної порошкоподібної добавки з перцю солодкого болгарського, що включає миття, різання, бланшування, сушіння, подрібнення, який відрізняється тим, що перець солодкий болгарський використовують цілком з насінними камерами та плодоніжками, сушіння проводять при температурі не вище 5055°С до вологості продукту 5-8%, після чого подрібнюють висушений перець до часток розміром 5-30 мкм з вмістом цієї фракції не менше 75-80%, потім отриманий порошок обприскують та перемішують з природними антиоксидантами у формі водно-спиртового екстракту з суміші натуральних прянощів - мускатного горіха та лаврового листа в співвідношенні 1 1 у КІЛЬКОСТІ 0,02-0,03% на суху речовину, після чого знову проводять сушіння при температурі не вище 50-55°С до вологості продукту не вище 5% та фасування в газовологосвітлонепроникну упаковку Винахід відноситься до харчової промисловості, а саме до виробництва біологічно активних концентрованих добавок із рослинної сировини і може бути використаний для підвищення СТІЙКОСТІ організму до впливу різноманітних ушкоджуючих факторів, наприклад, малих доз радіації, психоемоційного впливу, фізичних перевантажень, процесів старіння і т п У СВІТОВІЙ практиці загальновідомими харчовими концентрованими добавками є концентрати, порошки, пасти тощо із різної рослинної сировини (плодів, ОВОЧІВ, лікарської та пряно-ароматичної сировини), що використовуються самостійно і як добавки у продукти харчування з метою збагачення раціонів харчування натуральними біологічно активним речовинами, що сприяють зміцненню імунітету людини проти дії негативних факторів Відомий спосіб виробництва порошку з розміром часток 100 - 150мкм з перцю солодкого болгарського із пюре за допомогою розпилювального та теплового сушіння [1] Цей спосіб має наступні недоліки - значні відходи (25 - 30%) при отриманні пюре, - продукт піддається термообробці при температурі вище 110°С, що призводить у порівнянні з вихідною сировиною до значних втрат біологічно активних речовин та до зниження біологічної активності порошку, - при зберіганні таких порошків відбувається окислення каротиноїдів, в результаті чого протягом 3-х МІСЯЦІВ відбувається знебарвлення порошків та вони втрачають свою біологічну ЦІННІСТЬ ВІДОМИЙ також спосіб отримання порошку з розміром часток 50 - 500мкм з перцю солодкого болгарського за допомогою теплового сушіння нарізаного перцю та механічного "теплового" подрібнення в традиційних млинах [1] Цей спосіб має практично ті самі недоліки, що і попередній Найбільш близьким із способів отримання дрібнодисперсних порошків із перцю солодкого болгарського по технічній сутності до запропонованого винаходу є спосіб отримання порошку з перцю солодкого болгарського за допомогою вакуумного сублімаційного сушіння (при температурі -20 — 30°С та досушування при +30°С) та кріогенного подрібнення при температурі -10 - -15°С до розміру часток 5 - 20мкм [1] Цей спосіб був прийнятий нами за прототип Недоліком відомого способу, який був використаний як прототип, є знебарвлення порошків через 3 МІСЯЦІ зберігання в герметичній упаковці При цьому втрачається значна КІЛЬКІСТЬ каротиноїдів Справа в тому, що каротиноїди є ліпідами В порошкоподібній системі вони не захищені і швидко окислюються, утворюючи перекиси та пдроперекиси, які в свою чергу призводять до знебарвлення порошків Крім того, каротиноїди ВІДОМІ також як сильні антиоксиданти, що здатні самі швидко окислюватись, приєднуючи кисень або CO о Ю СЧ ю 52503 ВІЛЬНІ окислювальні радикали В зв'язку з цим в СВІТОВІЙ практиці зараз стоїть проблема стабілізації каротиноїдів або попередження їх окислення при отриманні та зберіганні біологічно активних добавок (БАД) з каротинвміщуючої сировини, до якої належить перець солодкий болгарський В процесі зберігання порошкоподібних БАД з перцю солодкого болгарського істотно втрачається їх якість та зменшується біологічна активність Другим недоліком відомого способу є використання кріогенного способу подрібнення, який є у порівнянні з традиційними "тепловими" способами подрібнення дорогим Третім недоліком відомого способу є наявність ВІДХОДІВ (25 - 30%) у вигляді насінних камер, насіння та плодоніжок при ПІДГОТОВЦІ перцю солодкого болгарського до сушіння Отже, для отримання позитивного ефекту при виготовленні біологічно активної порошкоподібної добавки з перцю солодкого болгарського з високим вмістом біологічно активних речовин з подовженим терміном зберігання та з метою попередження окислення каротиноїдів необхідно ввести операцію збагачення природними антиоксидантами, підібрати більш дешеві режими подрібнення висушеної рослинної сировини та виключити відходи Метою винаходу є розробка нового способу отримання біологічно активної порошкоподібної добавки з перцю солодкого болгарського, що дозволяє максимально зберегти каротиноїди та ІНШІ біологічно активні речовини вихідної сировини при отриманні та зберіганні одержаного по безвідходній технології нового продукту, - біологічно активної порошкоподібної добавки, яка відрізняється високою біологічною активністю Поставлена мета досягається тим, що біологічно активну порошкоподібну добавку одержують шляхом використання перцю солодкого болгарського цілком з насінними камерами та плодоніжками, його сушіння при температурі не вище +50 +55°С до вологості продукту 5 - 8% та подрібнення висушеного перцю до часток розміром 5 - ЗОмкм з вмістом цієї фракції не менше 75 - 80%, потім отриманий порошок обприскують та перемішують з природними антиоксидантами у формі водноспиртового екстракту з суміші натуральних прянощів - мускатного горіха та лаврового листа в співвідношенні 1 1 у КІЛЬКОСТІ - 0,02 - 0,03% на суху речовину, після чого знову проводять сушіння при температурі не вище +50 - +55°С до вологості продукту не вище 5% 1 Вихідну сировину - перець солодкий болгарський миють, ріжуть на 3 - 4 частини разом зі шкіркою, плодоніжкою, насінною камерою, що дасть можливість отримати продукт по безвідходній технологи, та бланшують 2 Сушіння проводять в сублімаційній вакуумній або вакуумній сушарці при температурі не вище +50 - +55°С, що дає змогу максимально зберегти біологічно активні речовини 3 Подрібнення висушеного перцю солодкого болгарського проводять в шаровому млині без застосування рідкого або газоподібного азоту до часток розміром 5 - ЗОмкм з вмістом цієї фракції не менше 75 - 80% Дрібнодисперсне подрібнення сировини сприяє кращому засвоюванню порошків організмом людини та поширює можливість їх використання при виробництві широкого асортименту харчових продуктів 4 Для попередження окислення каротиноїдів в біологічно активній порошкоподібній добавці з перцю солодкого болгарського використовують природні антиоксиданти у формі водно-спиртових екстрактів із суміші натуральних прянощів - мускатного горіха та лаврового листа в співвідношенні 1 1 Водно-спиртові екстракти готують класичним способом - методом настоювання протягом 24 годин при співвідношенні сировина екстрагент 1 10 Як екстрагент використовують 40% етиловий спирт Отриманий водно-спиртовий екстракт, який має вміст сухих речовин 2%, додають до порошку з перцю солодкого болгарського (у КІЛЬКОСТІ 0,02 0,03% на суху речовину) шляхом розприскування та перемішування всієї маси порошку 5 Сушіння порошку з перцю солодкого болгарського разом з екстрактами з мускатного горіха та лаврового листа при температурі +50 - +55°С сприяє найбільш повному зберіганню таких цінних біологічно активних речовин, як аскорбінова кислота, каротиноїди, низькомолекулярні фенольні сполуки При більш високих температурах, як відомо, відбувається окислення, руйнування перелічених БАР 6 Фасування та зберігання готового продукту в газовологосвітло непроникливій упаковці дає змогу зберігати отриманий продукт з найменшими втратами БАР Приклад 1 Отримання біологічно активної порошкоподібної добавки з перцю солодкого болгарського Перець солодкий болгарський миють, ріжуть на 3 - 4 частини разом із плодоніжками, насінними камерами, потім бланшують гострою парою протягом 3 - 5 хвилин і сушать, наприклад, в вакуумній сублімаційній сушарці при температурі -20 - 25°С та досушують при температурі +50 - +55°С до вмісту вологи в продукті 5 - 8% або сушіння ведуть в вакуумній сушарці при температурі не вище +50 +55°С Висушений продукт подрібнюють в шаровому млині до частинок розміром 5 - ЗОмкм та вмістом цієї фракції не менше 75 - 80% Паралельно готують водно-спиртовий екстракт із суміші натуральних прянощів - мускатного горіха та лаврового листа в співвідношенні 1 1 Водно-спиртові екстракти готують класичним способом - методом настоювання протягом 24 годин при співвідношенні сировина екстрагенті 10 Як екстрагент використовують 40% етиловий спирт Отриманий водноспиртовий екстракт, який має вміст сухих речовин 2%, додають до порошку з перцю солодкого болгарського (у КІЛЬКОСТІ 0,02 - 0,03% на суху речовину) шляхом розприскування та перемішування всієї маси порошку Після цього проводять сушіння порошку з перцю солодкого болгарського разом з екстрактами з мускатного горіха та лаврового листа при температурі +50 - 55°С до вологи продукту 5% Висушений порошок фасують в герметичну упаковку (скляну тару чи трьохпрошаркові матеріали на основі алюмінієвої фольги) Отриманий кінцевий продукт при розчиненні в воді утворює суспензію або морс зеленого, жовто 52503 го або червоного (в залежності від вихідної сировини) кольору з ароматом та смаком характерним для перцю солодкого болгарського Ефективність винаходу підтверджується результатами експериментальних досліджень, наведених у таблицях 1 - 3 Порівняння запропонованого способу отримання біологічно активної порошкоподібної добавки з перцю солодкого болгарського з прототипом було проведено шляхом порівняння вмісту в них біологічно активних речо вин (каротиноїдів, аскорбінової кислоти, низькомолекулярних фенольних сполук), біологічної активності в процесі зберігання їх в герметичній упаковці протягом 6 МІСЯЦІВ (табл 1, 3) Крім того, була визначена антиоксидантна активність екстрактів із лаврового листа, мускатного горіха та їх суміші в співвідношенні 1 1 (табл 2) Каротиноїди контролювали методом екстракції ВІДПОВІДНО до Таблиця 1 Вивчення якості порошкоподібних БАД з перцю солодкого болгарського при зберіганні в герметичній упаковці Способи отримання БАД Прототип Запропонований спосіб Термін зберігання, МІСЯЦІВ на початку зберігання 1 2 3 4 5 6 на початку зберігання 1 2 3 4 5 6 Масова частка каротиноїдів мг в 100г % ДО ВИХІДНОГО Масова частка аскорбі- Масова частка фенольнової кислоти них сполук мг в 100г % ДО ВИХІДНОГО мг в 100г % ДО ВИХІДНОГО 15,6 100,0 1500,4 100,0 705,4 100,0 12,7 8,5 7,1 5,0 2,9 1,9 81,2 90,4 50,4 701,2 696,2 634,8 603,8 584,0 565,4 99,5 10,2 1356,2 1179,3 978,3 972,2 889,7 756,2 17,2 100,0 1520,8 100,0 738,2 100,0 17,0 17,1 16,8 16,7 16,9 16,2 99,3 1517,7 1496,5 1496,0 1505,6 1508,6 1499,5 99,8 734,5 731,5 738,8 728,6 730,0 720,4 99,5 55,6 45,4 32,1 18,6 99,8 97,7 96,9 98,6 94,2 ГОСТ 8756 22-80 [2] Аскорбінову кислоту визначали титрометричним методом ВІДПОВІДНО до ГОСТ 24556-89 [3] Низькомолекулярні фенольні сполуки контролювали калориметричним методом Фоліна-Деніса [4] Дослідження біологічної активності проводили за допомогою бютестування - експериментального методу визначення біологічної активності досліджуваної речовини або продукту за допомогою тест-об'єктів (на бютест культурах парамецій по генеративній активності) Цей метод дозволяє за короткий час (у порівнянні з тривалими і дорогими експериментами на теплокровних тваринах) провести експрес-оцінку біологічної активності за приростом КІЛЬКОСТІ молодих форм біологічних тестоб'єктів, тобто по стимуляції розмноження Для дослідження питної води яктест-культури СанПИН рекомендують використовувати дафній, інфузорій та ш Нами була вивчена біологічна активність біологічно активних добавок по генеративній активності (приросту молодих форм) чистих культур інфузорій (Paramecium caudatum) Встановлена оптимальна доза введення біологічно активної добавки для розмноження парамецій в інкубаційну систему, а також оптимальний час інкубації Оптимальна доза - 0,02%, а оптимальний час інкубації 78,6 65,2 64,8 59,3 98,4 98,2 99,0 99,2 98,6 98,7 90,0 85,6 82,8 80,2 99,1 100,1 98,7 98,9 97,6 1,5 години Антиоксидантну активність визначали за ступенем окислення олеїнової кислоти в модельній системі (добавки вводили в систему в КІЛЬКОСТІ 0,02%) Показано, що в порівнянні з прототипом БАД, що отримана запропонованим способом, за вмістом біологічно активних речовин (каротиноїдів, аскорбінової кислоти, фенольних сполук) зберігається в 2 рази довше (табл 1), що забезпечують їй антиоксидантні властивості екстрактів з натуральних прянощів - мускатного горіха та лаврового листа (табл 2) Так, масова частка каротиноїдів в БАД-прототипі після 3 МІСЯЦІВ зберігання зменшується до 45,4%, після 6 МІСЯЦІВ - до 10,2% В БАД, що отримана запропонованим способом, масова частка каротиноїдів через 6 МІСЯЦІВ зберігається майже повністю і становить 94,2% Аскорбінова кислота та низькомолекулярні фенольні сполуки в БАД, що отримана запропонованим способом, також зберігаються краще, ніж в БАД-прототипі Так, масові частки аскорбінової кислоти та низькомолекулярних фенольних сполук після 6 МІСЯЦІВ зберігання БАД запропонованого способу становлять ВІДПОВІДНО ДО їх вмісту на початку зберігання 97,6 та 98,6% (у БАД-прототипі 50,4 та 80,2%) Механізм зберігання каротиноїдів в порошко 52503 подібних БАД, отриманих запропонованим способом, можна пояснити наступним чином Низькомолекулярні ненасичені фенольні сполуки та ненасичені ароматичні речовини ізопренової природи, що попадають з екстрактами з натуральних прянощів в багатокомпонентну систему, якою є дрібнодисперсний порошок з перцю солодкого болгарського, окислюються швидше каротиноїдів, що входять до складу порошків, забирають на себе кисень або ВІЛЬНІ окислювальні радикали і тим самим запобігають окисленню каротиноїдів Паралельно були вивчені антиоксидантні властивості водно-спиртових екстрактів з лаврового листа, мускатного горіха та їх суміші в порівнянні з класичним антиоксидантом а-токоферолом в еквівалентній КІЛЬКОСТІ (табл 2) Таблиця 2 Антиоксидантна активність водно-спиртових екстрактів з лаврового листа, мускатного горіха та їх суміші в порівнянні з а-токоферолом Швидкість окислення Водно-спиртовий екстракт олеїнової кислоти, V • 103, моль/дм3 • с із лаврового листа 0,13 із мускатного горіха 0,08 із суміші мускатного горіха та лаврового листа в 0,07 співвідношенні 1 1 з а-токоферолом 0,80 Показано, що досліджувальні екстракти з натуральних прянощів мають високу антиоксидантну активність, яка значно більша за АОА ато кофе рол a Встановлено, що АОА екстракту з лаврового листа більше в 6, мускатного горіха в 10, а екстракту з їх суміші в 12 разів вище антиоксидантної активності класичного антиоксиданту - атокоферолу (табл 2) Саме екстракт із суміші лаврового листа та мускатного горіха був обраний в пропонованому способі отримання БАД як антиоксидант з метою попередження окислення каротиноїдів перцю солодкого болгарського (табл 2) Показано також, що в порівнянні з прототипом і біологічна активність БАД з перцю солодкого болгарського пропонованого способу після 6 МІСЯЦІВ зберігання в 2 рази вище, ніж біологічна активність прототипу (табл 3) Так, приріст молодих форм інфузорій при використанні в інкубаційній біотест системі біологічно активної добавки запропонованого способу після 6 МІСЯЦІВ зберігання через 1,5 години складає 75,2%, 8 при використанні прототипу (після 6 МІСЯЦІВ зберігання) - 30,5% Показано також, що вихід продукту, отриманого запропонованим способом за безвідходною технологією складає 95%, в той час як вихід продукту за способом - прототипом - 75% Таблиця З Біологічна активність порошкоподібних БАД із перцю солодкого болгарського, що отримані запропонованим способом та за прототипом (після 6 МІСЯЦІВ зберігання) БІОЛОГІЧНО активні доба- Приріст молодих форм вки парамецій, % БАД-прототип 30,5 БАД запропонованого 75,2 способу Таким чином, використання зазначених ознак у запропонованому способі отримання біологічно активної порошкоподібної добавки з перцю солодкого болгарського тільки при використанні конкретних зазначених технологічних режимів дозволило отримати несподівано новий ефект - якісно нову біологічно активну порошкоподібну добавку з перцю солодкого болгарського, яка від прототипу відрізняється більшою тривалістю зберігання (в 2 рази) за вмістом каротиноїдів та інших БАР, більш високою біологічною активністю (в 2,5 рази вище), а також вищим виходом продукту з вихідної сировини (на 20% більше) Запропонований спосіб отримання біологічноактивної порошкоподібної добавки з перцю солодкого болгарського може бути використаний при переробці різних видів каротинвміщуючої сировини (гарбузів, томатів, моркви, абрикосів, обліпихи на ш) Література 1 Новые технологии витаминных углеводсодержащих фитодобавок и их использование в продуктах профилактического действия / Павлюк Р Ю , Черевко А И , Гулый И С и др — ХарьковКиев ХГАТОП, УДУХТ, 1997 —291 с 2 ГОСТ 8756 22-80 Продукты переработки плодов и овощей Метод определения каротина — М Изд-во стандартов, 1980 — 10с 3 ГОСТ 24556-89 Продукты переработки плодов и овощей Методы определения витамина С — М Изд-во стандартов, 1989 — 1 6 с 4 Самородова-Бианки Т Б , Стрельцина С А Методы исследования биологически активных веществ растений Методическое пособие — Л Колос, 1979 —42с 52503 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 10