способ получения пектинового экстракта из плодовых оболочек эспарцета

Формула изобретения

Способ получения пектинового экстракта из плодовых оболочек эспарцета, включающий сушку и измельчение плодовой оболочки, удаление примесей, гидролиз-экстрагирование, отделение жидкой фазы после завершения процесса гидролиза-экстрагирования, отличающийся тем, что сырье измельчают до размеров частиц 1-4 мм, гидролиз-экстрагирование осуществляют 0,3%-ным раствором лимонной кислоты в течение 120 мин при температуре 85-90°С и гидромодуле 1:12, а очистку сырья и экстракта от красящих веществ не осуществляют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии выделения пектина из растительного сырья, а именно к технологии получения пектинового экстракта.

Известен способ получения пектинового экстракта из коры сосны и лиственницы, включающий сушку и измельчение сырья, удаление водорастворимых веществ горячей водой, очистку от балластных и красящих веществ этанолом, гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ раствором щавелевокислого аммония, отделение жидкой фазы после завершения процесса гидролиза-экстрагирования, осветление экстракта активированным углем [Ярцева Н.А., Пермякова Г.В., Степень Р.А. Характеристика пищевых пектинов из коры хвойных пород Сибири // Продовольственные и кормовые ресурсы лесов Сибири. - Красноярск, 1983 - с.144].

Известен способ получения пектинового экстракта из предварительно высушенных створок хлопковой коробочки, предусматривающий их измельчение до порошкообразного состояния, удаление примесей, очистку от балластных и красящих веществ 80%-ным этанолом, гидролиз-экстрагирование с применением 0,3%-ного раствора щавелевой кислоты при гидромодуле 1:8, температуре процесса 78-82°С и продолжительности 90 минут, отделение жидкой фазы по завершении процесса гидролиза-экстрагирования [Турбаев Б.Д., Арифходжаев Х.А., Саломов Х.Т. Условия выделения пектиновых веществ из створки хлопковой коробочки // Электротехнология пектиновых веществ: Тезисы докладов III научно-технического семинара - Киев, 1992 - с.62-63].

Недостатками способа получения пектинового экстракта из коры сосны и лиственницы являются предлагаемая промывка сырья горячей водой и осветление экстракта активированным углем, а столь сильное измельчение, рекомендуемое для створок хлопковой коробочки, приводит к деструкции пектиновой молекулы, что ухудшает физико-химические свойства экстракта.

Общим недостатком этих способов является наличие стадии очистки от балластных и красящих веществ этанолом, что влечет за собой большие затраты экстрагента, а также применение в качестве гидролизующего агента щавелевой кислоты или щавелевокислого аммония, что делает экстракты непригодными для использования в качестве полупродуктов при производстве напитков на их основе.

Настоящим изобретением решается задача переработки вторичных сырьевых ресурсов производства семян эспарцета, не используемых ранее.

Техническим результатом изобретения является получение пектинового экстракта стандартного качества из плодовых оболочек эспарцета.

Технический результат достигается тем, что в способе получения пектинового экстракта, включающем сушку и измельчение плодовой оболочки, удаление примесей, гидролиз-экстрагирование, отделение жидкой фазы после завершения процесса гидролиза-экстрагирования, согласно изобретению, сырье измельчают до размеров частиц 1-4 мм, гидролиз-экстрагирование осуществляют 0,3%-ным раствором лимонной кислоты в течение 120 минут при температуре 85-90°С и гидромодуле 1:12, а очистку сырья и экстракта от балластных и красящих веществ не осуществляют.

Сопоставительный анализ заявленного решения с известными способами получения пектинового экстракта позволяет сделать вывод, что заявляемый способ обладает критерием "новизна", так как позволяет получить пектиновый экстракт из оболочек плодов эспарцета, ранее не используемых.

Заявляемый способ получения пектинового экстракта соответствует критерию "изобретательский уровень", так как позволяет получить пектиновый экстракт стандартного качества путем применения усовершенствованных параметров процесса ведения гидролиза-экстрагирования, а отсутствие стадии очистки сырья и пектинового экстракта от балластных и красящих веществ позволяет исключить применение этанола.

Заявленное техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость", так как может быть использовано на любом предприятии пектинового производства.

Рекомендованное измельчение сырья до фракций размером 1-4 мм обеспечивает должный размер пектиновой молекулы, гарантирующий физико-химические свойства получаемого экстракта.

Выбор лимонной кислоты в качестве гидролизующего агента объясняется пищевым назначением пектинового экстракта, а концентрация 0,3% является оптимальной как для органолептических показателей продукта, так и для хода процесса гидролиза.

Оптимальный выход пектиновых веществ в экстракт обнаруживается при гидромодуле 1:12. При гидромодуле 1:8-1:10 образуется кашеобразная масса, нет свободного перемещения в фазах, переход пектиновых веществ осложняется и не обеспечивается на должном уровне. При увеличении гидромодуля сверх оптимального, концентрация извлекаемых пектиновых веществ в растворе уменьшается, и хотя на качественные показатели пектиновых веществ экстракта возрастание гидромодуля особенно не влияет, в технологическом цикле параллельно увеличивается расход кислоты, загруженность тары и оборудования, а также расход энергии.

Оптимальная температура процесса гидролиза 85-90°С. С повышением температуры коэффициент диффузии возрастает, так как уменьшается вязкость экстракта, однако, чрезмерное повышение температуры вызывает деградацию пектиновых веществ, вследствие чего ухудшаются их физико-химические показатели. При температуре на 5-10°С ниже оптимальной гидролиз идет медленнее, что существенно увеличивает продолжительность цикла.

Продолжительность гидролиза 120 минут является оптимальной при прочих принятых оптимальных параметрах процесса. С уменьшением длительности цикла прямо коррелирует количество экстрагируемых пектиновых веществ, однако, увеличение продолжительности процесса на выход пектиновых веществ существенно не влияет, при этом повышаются энергозатраты и загруженность оборудования.

Очистка сырья и пектинового экстракта из плодовых оболочек эспарцета от красящих и балластных веществ нецелесообразна, так как окраска получаемого продукта позволяет использовать его в качестве ингредиента напитков без предварительной подготовки, а в число балластных веществ входят белки и углеводы, обеспечивающие пищевую ценность продукта, и вещества, придающие экстракту из этого вида сырья специфический аромат. Исключение стадии очистки сырья и пектинового экстракта от красящих веществ в предложенном способе позволяет исключить расход этанола и применение угольных фильтров, и тем самым сократить экономические затраты и затраты времени на процесс производства пектинового экстракта.

Способ реализуется следующим образом. Отделенная плодовая оболочка подвергается высушиванию и измельчению, затем проводится удаление примесей, гидролиз-экстрагирование, отделение жидкой фазы после завершения процесса гидролиза-экстрагирования.

Пример осуществления заявляемого способа

Отделенную в процессе обработки плодов эспарцета плодовую оболочку высушивают и измельчают до размера частиц 1-4 мм. Гидролиз-экстрагирование осуществляют 0,3% раствором лимонной кислоты в течение 120 минут при температуре 85°С и гидромодуле 1:12. По завершении процесса гидролиза-экстрагирования отделяют жидкую фазу. Количество спиртоосаждаемых пектиновых веществ при этом составляет 8%.

Положительный эффект при реализации разработанного способа заключается в решении задачи переработки вторичных сырьевых ресурсов производства семян эспарцета, не используемых ранее; в предельном сохранении физико-химических свойств пектина, обеспечиваемом щадящим режимом измельчения сырья; в придании целевому продукту потребительских качеств путем применения в роли гидролизующего агента лимонной кислоты; в максимальном выходе пектиновых веществ в результате подбора оптимальных параметров процесса гидролиза-экстрагирования, а также в исключении использования этилового спирта и фильтрации активированным углем из технологического процесса производства пектинового экстракта.

Указанный положительный эффект достигается только при сочетании описанных параметров процесса, что позволяет получить заявляемый технический результат.

Производственная проверка разработанной технологии проведена в УНИК «Технолог» (КубГАУ) в 2008-2009 гг. Разработка рекомендована для внедрения в производство.