способ получения растительного экстракта

Формула изобретения

Способ получения растительного экстракта, включающий приготовление гомогенной смеси жидкого экстрагента с измельченным растительным субстратом, экстрагирование в режиме кавитации посредством воздействия ультразвуком на указанную гомогенную смесь, сепарацию раствора экстракта, концентрирование и сушку экстракта, отличающийся тем, что воздействие ультразвуком на указанную гомогенную смесь осуществляют монохроматическим звуковым излучением в диапазоне частот 18-40 кГц и интенсивности звука 20-30 Вт/см² в режиме непрерывной сепарации раствора и непрерывного дополнения гомогенной смеси жидким экстрагентом, причем объемную подачу дополнения жидкого экстрагента устанавливают равной объемному расходу раствора экстракта на выходе при массовой доле экстракта по сухому веществу 7-35%, а суммарное количество экстрагента, дополняемого в гомогенную смесь, ограничивают величиной, равной 6-15 массам растительного субстрата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области лекарств и медикаментов для терапевтических, стоматологических или гигиенических целей, а также к области производства пищевых продуктов, в частности к препаратам, содержащим вещества или продукты реакции неизвестного строения из растений.

Известны способы получения растительного экстракта, включающие приготовление гомогенной смеси жидкого экстрагента с измельченным растительным субстратом, экстрагирование, сепарацию раствора экстракта и сушку экстракта (например, RU №2162643, A 23 F 3/00, 2001 г.).

Известные способы получения растительного экстракта недостаточно эффективны, так как применяемый в них процесс экстракции лимитирован процессом диффузии на границе раздела фаз через диффузионный слой (растительную мембрану) с градиентом концентраций экстрагируемого вещества.

В качестве прототипа выбран способ получения растительного экстракта, включающий приготовление гомогенной смеси жидкого экстрагента с измельченным растительным субстратом, экстрагирование в режиме кавитации посредством воздействия ультразвуком на указанную гомогенную смесь, сепарацию раствора экстракта, концентрирование раствора экстракта и сушку экстракта (RU №93048193, А 61 К 35/78, 1996 г.).

Известный способ характеризуется экстрагированием в ультразвуковом поле за счет разрушения кавитацией клеточных мембран растений, выделения через разрывы содержимого клеток и растворения этих веществ в экстрагенте.

Однако возникновение и развитие кавитации в известном способе, обусловленные параметрами ультразвука (мощностью, частотой, формой поля), а также состоянием среды (вязкостью, температурой, давлением и содержанием в жидкости газов), имеют прерывистый и стохастический характер, что в конечном итоге негативно отражается на биологической и пищевой ценности конечного продукта.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание эффективной технологии изготовления продукта с повышенной биологической и пищевой ценностью.

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является более полное обеспечение условий для непрерывного процесса полного экстрагирования имеющихся в растении веществ и соединений, сохранения состава и количества экстрагируемых веществ и получения декантаминированного экстракта (порошка) растительных субстратов.

Указанный технический результат достигается способом получения растительного экстракта, включающим приготовление гомогенной смеси жидкого экстрагента с измельченным растительным субстратом, экстрагирование в режиме кавитации посредством воздействия ультразвуком на указанную гомогенную смесь, сепарацию раствора экстракта, концентрирование и сушку экстракта за счет того, что воздействие ультразвуком на указанную гомогенную смесь осуществляют монохроматическим звуковым излучением в диапазоне частот 18-40 кГц при интенсивности звука 20-30 Вт/см² в режиме непрерывной сепарации раствора и непрерывного дополнения гомогенной смеси жидким экстрагентом, причем объемную подачу дополнения жидкого экстрагента устанавливают равной объемному расходу раствора экстракта на выходе при массовой доле экстракта по сухому веществу 7-35%, а суммарное количество экстрагента, дополняемого в гомогенную смесь, ограничивают величиной, равной 6-15 массам растительного субстрата.

В данном техническом решении монохроматическое звуковое излучение обеспечивает повышение эффективности разрушения клеточных мембран за счет образования резонансных колебательных систем при надлежащем подборе частоты и интенсивности звука, соответствующих строению субстрата и акустическому сопротивлению гомогенной смеси при дополнении экстрагента и изменении соотношения масс экстрагента и субстрата. Диапазон частот 18-40 кГц и интенсивность звука 20-30 Вт/см² при суммарном количестве экстрагента, дополняемого в гомогенную смесь, равном 6-15 массам растительного субстрата, являются оптимальными для абсолютного большинства веществ и биохимических соединений из различных видов растительных субстратов (чай, лекарственные растения, фрукты, овощи, водоросли и т.п.).

Реализация способа и проявление сущности изобретения осуществляются следующим образом.

На первой стадии дозированной загрузкой в емкости дозатора приготавливают смесь экстрагента (например, водного или водно-спиртового) с предварительно измельченным растительным субстратом и гомогенизируют ее, например, перемешиванием до образования гомогенной смеси жидкого экстрагента с измельченным растительным субстратом. Указанную смесь насосом направляют в рабочую камеру экстрактора, имеющую ультразвуковую установку (например, с магнитострикционными преобразователями и встроенными или погружными излучателями). В рабочей камере экстрактора в результате воздействия ультразвуком на указанную гомогенную смесь происходит экстрагирование в режиме кавитации. Для обеспечения надлежащего извлечения экстрагируемого вещества воздействие ультразвуком на указанную гомогенную смесь проводят монохроматическим звуковым излучением в режиме непрерывной сепарации раствора экстракта и непрерывного дополнения гомогенной смеси жидким экстрагентом (например, насосом дозатора). Монохроматическое звуковое излучение осуществляют, например, в диапазоне частот 18-40 кГц и интенсивности звука 20-30 Вт/см², а объемную подачу дополнения жидкого экстрагента устанавливают равной объемному расходу раствора экстракта на выходе при достижении массовой доли экстракта по сухому веществу 7-35%, при этом суммарное количество экстрагента, дополняемого в гомогенную смесь, ограничивают величиной, равной 6-15 массам растительного субстрата, с учетом количества экстрагента, ранее введенного в дозатор при образовании смеси.

Для получения конечной продукции раствор экстрагента подвергают фильтрации (например, на фильтрах грубой и тонкой очистки), концентрированию (например, на вакуум-выпарной установке), сушке (например, распылительной или криогенной) и дозированной фасовке.

Существенное улучшение качества конечной продукции при реализации данного способа имеет место за счет осуществления непрерывного процесса экстрагирования (взамен дискретного) при атмосферном давлении в нейтральной по отношению к растительным субстратам среде и температурном режиме экстракции, не подвергающем деструкции вещества и биохимические соединения растений.

В частности, для растительного сырья - лист зеленого чая с остаточной влагой 14%, размером частиц 1-3 мм, при Т=30°С; рН-6,5 и времени экстракции 30 мин имеет место следующий результат

Режимы №	Частота звука, кГц	Интенсивность звука, Вт/см 2	Соотношение масс субстрат/экстрагент	Выход экстрактивных веществ, % по сухомувеществу
1	18	20,0	1-6	12

Режимы №	Частота звука, кГц	Интенсивность звука, Вт/см 2	Соотношение масс субстрат/экстрагент	Выход экстрактивных веществ, % по сухому веществу
2	22	24,0	1-7	20
3	40	30,0	1-15	35

В частности, для растительного сырья - стевии с остаточной влагой 14%, размером частиц 1-3 мм, при Т=30°С; рН-6,5 и времени экстракции 30 мин имеет место следующий результат

Режимы №	Частота звука, кГц	Интенсивность звука, Вт/см 2	Соотношение масс субстрат/экстрагент	Выход экстрактивных веществ, % по сухому веществу
1	18	20,0	1-6	7
2	22	24,0	1-7	10
3	40	30,0	1-15	15