Спосіб отримання спирто-водорозчинного каротиноїдного барвника з рослинної сировини

Реферат: Спосіб отримання спирто-водорозчинного каротиноїдного барвника з рослинної сировини включає подрібнення вихідної рослинної сировини, екстракцію забарвлюючих речовин підігрітим етиловим спиртом з масовою часткою етанолу 90-96 %, фільтрацію розчину барвника та концентрування. Як вихідну сировину використовують жовтий болгарський перець, перед подрібненням сировину термообробляють при 60-65 °C протягом 60-70 хвилин в присутності кисню повітря, подрібнення сировини проводять впродовж 20-30 хвилин, екстракцію забарвлюючих речовин проводять протягом 60-70 хвилин при температурі 75-80 °C з гідромодулем 1:1-1:1,2, а концентрування екстракту проводять при 60-65 °C протягом 3,5-4,0 годин. UA 69607 U (12) UA 69607 U UA 69607 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів виділення каротиноїдів із рослинної сировини, які можуть бути використані при виробництві спирто- та водорозчинних форм каротинів для вітамінізації та підфарбовування молочної, хлібопекарної, масложирової, кондитерської продукції в харчовій промисловості, а також при виготовленні різних лікарських форм в фармацевтичній промисловості. Відомий спосіб екстракції каротиноїдів з каротиноїдвмісної рослинної сировини [Пат. 2304163 РФ, МПК С11В1/10, A23L1/212, B01D11/04. Способ экстракции каротиноидов / Зелка Моррис, Седлов Таня (Италия). - № 2004106151/13; заявл. 04.09.02; опубл. 10.08.07. Бюл. № 22]. Запропонований спосіб належить до екстракційного способу, який оснований на отриманні каротиноїдів з рослинного матеріалу із параметром Брікса не вище 10°. Відомий спосіб екстрагування каротиноїдів включає змішування сировини з водою, подрібнення суміші та відділення рідкої фази (сироватки) від твердої (пульпи) та подальше екстрагування каротиноїдів за допомогою різних органічних розчинників (етилацетату, ізопропілового спирту, ацетону та ін.), яке проводять в декілька стадій, омилення каротиноїдів та подальше їх концентрування. Як рослинну сировину використовують томати, моркву, плоди дерези, кукурудзу та біомасу Dunaliala. Недоліком такого способу є довготривалість та складність процесу екстрагування, використання великої кількості летких та токсичних органічних розчинників та невисокий вміст в екстрактах, речовин, що екстрагуються. Відомий спосіб отримання комплексу біологічно активних водорозчинних речовин з 6 рослинної сировини [Пат. 1568310 РФ, МПК А61К35/78. Способ получения комплекса биологически активных водорастворимых веществ из растительного сырья / В.И. Литвиненко, Т.П. Попова, А.С. Амосов (Россия). - № 4445110/14; заявл. 20.06.88; опубл. 30.04.95, Бюл. № 12], який включає екстрагування біоактивних речовин з плодів перцю Capsicum annum L. ацетоном та водою, згущення, відстоювання, розділення ліпофільної та гідрофільної фракції з наступною очисткою гідрофільної фракції сумішшю етилацетату та етанолу та знову згущення екстракту. Недоліком цього способу є багатостадійність та довготривалість процесу екстрагування, складність автоматизування виділення біоактивних речовин та використання значних кількостей леткого та токсичного розчинника - ацетону. Найбільш близьким за технологічною суттю та досяжним результатом до корисної моделі, 7 що заявляється, є спосіб [Пат. 2221829 РФ, МПК С09В61/00. Способ получения спиртоводорастворимого каротиноидного красителя из растительного сырья / Л. И. Петрикова В. М. Болотов, О. Б. Рудаков (Россия). - № 2002119910/13; заявл. 20.07.02; опубл. 20.01.04, Бюл. № 11 - прототип], який виконують наступним чином: рослинну каротиноїдну сировину подрібнюють, висушують та ступенево-градієнтно термообробляють протягом 6 годин, екстрагують барвник підігрітим 96 % етиловим спиртом; отриманий екстракт концентрують відгонкою етанолу під вакуумом. Недоліками прототипу є використання високих температур термообробки, що призводить до часткового руйнування каротиноїдних барвників і перешкоджає повному їх екстрагуванню, а також довготривалість та складність процесу їх виділення. В основу корисної моделі поставлено задачу збільшити вихід каротиноїдних барвників, збагатити екстракт біоактивними речовинами та знизити енерговитрати при їх отриманні шляхом використання сировини, яка не потребує довготривалої термообробки, а також розширити сировинну базу за рахунок використання як сировини жовтого болгарського перцю. Поставлена задача вирішується тим, що відомий спосіб отримання каротиноїдного барвника з рослинної сировини, який включає подрібнення вихідної рослинної сировини, екстракцію забарвлюючих речовин підігрітим етиловим спиртом з масовою часткою етанолу 90-96 %, фільтрацію розчину барвника та концентрування, відповідно до корисної моделі як вихідну сировину використовують жовтий болгарський перець, перед подрібненням сировину термообробляють при 60-65 °C протягом 60-70 хвилин в присутності кисню повітря, подрібнення сировини проводять впродовж 20-30 хвилин, екстракцію забарвлюючих речовин проводять протягом 60-70 хвилин при температурі 75-80 °C з гідромодулем 1:1-1:1,2, а концентрування екстракту проводять при 60-65 °C протягом 3,5-4,0 годин. Наводимо приклади виконання способу, який заявляється: Приклад 1. 1 кілограм перцю підігрівають протягом 70 хвилин в присутності кисню повітря при температурі 60 °C, далі сировину подрібнюють, заливають 1 л підігрітого до температури 80 °C етилового спирту з масовою часткою етанолу 96 % (з розрахунку 1 см етанолу на 1 г сировини) та екстрагують біоактивні речовини протягом 1 години. Отриманий екстракт відфільтровують та підсушують при температурі 65 °C 4 годин. 1 UA 69607 U 5 10 Приклад 2. 1 кілограм перцю термоокислюють протягом 1 години в присутності кисню повітря при температурі 65 °C, далі сировину подрібнюють, заливають 1,2 л 90 % етилового спирту та отримують екстракт як в прикладі 1. Властивості екстракту, отримані способом, що заявляється, та за прототипом, таблиця 1, свідчать про близькість органолептичних та фізико-хімічних показників. Але використання як вихідної сировини жовтого болгарського перцю дозволило спростити технологічний режим термообробки, збільшити вихід забарвлюючих та інших біоактивних речовин антоціанової та флавоноїдної природи, що надають йому додаткових антиоксидантних та стабілізуючих властивостей. Аналітичний контроль вмісту каротиноїдних барвників в отриманому концентраті проводили спектрофотометричним методом [Харламова О.А. Натуральные пищевые красители / О.А. Харламова, Б.В. Кафка. - Μ.: Наука, 1989. - 191 с.]. Результати наведено в таблиці 1. Таблиця 1 Основні органолептичні та фізико-хімічні показники екстрактів, отриманих способом, що заявляється, та за прототипом Показники Зовнішній вигляд Запах Відносна густина при 20 °C, кг/м Вміст сухих речовин, % Вміст забарвлюючих речовин в перерахунку на каротин, г/кг Розчинність у воді Кислотність, рН Вплив кислотності на колір 15 Прототип Спосіб, що заявляється Прозорі екстракти жовто-помаранчевого кольору моркви перцю 810 988 5,5 14,3 1,4 1,7 Розчиняються в водно-етанольних розчинах з вмістом етанолу не менше 10 % 6,0 6,1 При додаванні до екстрактів спиртових розчинів кислот або лугів забарвлення барвника не змінюється В таблиці 2 наведені дані по проведенню технологічного процесу виділення каротиноїдних барвників за прототипом та способом, що заявляється. Таблиця 2 Норми часу на проведення технологічного процесу виділення каротиноїдних барвників Тривалість процесу, хв Запропонований Спосіб-прототип спосіб 1. Підготовка та подрібнення сировини 1440 30 2. Термообробка 360 60 3. Подрібнення термообробленої сировини 120 30 4. Приготування та підігрів екстрагента 30 30 5. Екстракція барвника 1440 60 6. Відділення екстракту та його фільтрація 30 30 7. Відгонка етанолу під вакуумом 30 0 8. Підсушування та концентрування екстракту 0 240 Всього 3450 хвилин (57,5 години) 480 хвилин (8 годин) Назва стадій і операції технологічного процесу 20 Спосіб, що заявляється, складається з двох стадій. В результаті послідовної реалізації цих стадій відбувається виділення каротиноїдних барвників з сировини перцю болгарського жовтого з повнотою виділення ~80-85 %. Крім того, спосіб, що заявляється, дозволяє істотно зменшити витрати електроенергії за рахунок зниження температури та часу термоокислення та температури екстракції. В результаті цього можна скоротити кількість стадії в технологічному процесі отримання каротиноїдних барвників, в 6-7 разів зменшити час їх виділення, а також 2 UA 69607 U 5 отримати екстракти з більшим вмістом барвника та інших біоактивних речовин, що покращує його антиоксидантні та стабілізуючі властивості. Корисна модель може бути використана в харчовій промисловості для вітамінізації та підфарбовування молочної, хлібопекарної, масложирової, кондитерської продукції, а також при виготовленні різних лікарських форм в фармацевтичній промисловості. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб отримання спирто-водорозчинного каротиноїдного барвника з рослинної сировини, який включає подрібнення вихідної рослинної сировини, екстракцію забарвлюючих речовин підігрітим етиловим спиртом з масовою часткою етанолу 90-96 %, фільтрацію розчину барвника та концентрування, який відрізняється тим, що як вихідну сировину використовують жовтий болгарський перець, перед подрібненням сировину термообробляють при 60-65 °C протягом 60-70 хвилин в присутності кисню повітря, подрібнення сировини проводять впродовж 20-30 хвилин, екстракцію забарвлюючих речовин проводять протягом 60-70 хвилин при температурі 75-80 °C з гідромодулем 1:1-1:1,2, а концентрування екстракту проводять при 60-65 °C протягом 3,5-4,0 годин. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3