Способ получения пищевого красителя из растительного сырья

 

Использование: пищевая промышленность, в частности производство красителей из растительного сырья. Сущность изобретения: растительное сырье измельчают до размеров частиц менее 100 мкм, экстрагируют пресной водой с температурой, меньшей температуры разложения пигмента. Процесс экстракции проводят при температуре менее 20^oC в течение 1,5 - 4,0 ч, воду для экстракции используют с водородным показателем 6 - 7, а процесс экстракции проводят двукратно. После концентрирования полученный концентрат красителя стабилизируют путем введения в последний сахара или ацетилсалициловой кислоты и подвергают сушке. 5 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения пищевого красителя из растительного сырья, предпочтительно для получения красного красителя из морских красных водорослей, например красной водоросли грацилярии.

Известен способ получения красителя из растительного сырья, включающий его измельчение на кусочки и экстрагирование красителя в присутствии раствора кислоты, сгущение и консервирование полученного сока [1].

Недостаток этого способа - низкая экологичность, поскольку отходы производства требуют специальной обработки для обезвреживания. Кроме того, способ не может использоваться при переработке морских красных водорослей.

Известен также способ получения пищевого красителя из растительного сырья, включающий мойку сырья водой и экстракцию пигментов экстрагентом с последующей концентрацией пигментов в экстракте и сушкой [2].

Недостаток известного способа - сложность его осуществления, поскольку для этого необходимо использование химических реагентов, что осложняет процесс реализации способа, так как, с одной стороны, отходы производства будут экологически опасны, что потребует специальных мер по их обезвреживанию, а с другой - приведет к необходимости обеспечения специальных мер защиты персонала и использования оборудования в химически стойком исполнении. Кроме того, необходимость использования теплой воды приводит к повышению энергоемкости процесса.

Задача изобретением - упрощение процесса получения пищевого красителя.

Технический результат изобретения состоит в исключении необходимости использования химических реагентов при реализации способа и тем самым повышении экологичности процесса получения пигментов.

Задача изобретения решается тем, что способ получения пищевого красителя из растительного сырья, включающий мойку сырья водой и экстракцию пигментов экстрагентом с последующей концентрацией пигментов в экстракте и сушкой, отличается тем, что экстракции подвергают тонкоизмельченное сырье с крупностью частиц менее 100 мкм, при этом в качестве экстрагента используют пресную воду с температурой меньшей температуры разложения извлекаемых пигментов.

Кроме того, процесс экстракции проводят при температуре воды, меньшей 20^oC, в течение 1,5 - 4 ч.

При этом водородный показатель воды используемой для экстракции равен 6 - 7.

Кроме того, процесс экстракции повторяют неоднократно путем повторной заливки пресной водой отсепарированной растительной массы.

Кроме того, концентрирование экстракта пигментов осуществляют посредством его ультрафильтрации, после отделения растительной массы, например посредством сепарации экстракта, причем концентрат пигмента стабилизируют введением стабилизирующих добавок, например сахара. Кроме того, в качестве стабилизатора используют ацетилсалициловую кислоту.

Сопоставительный анализ совокупности признаков, характеризующей предлагаемое решение, и признаков аналога и прототипа свидетельствует о соответствии предлагаемого изобретения критерию "новизна".

Признаки п. 1 формулы изобретения определяют вид используемого экологически чистого экстрагента и условия его применения.

Признаки п. 2 формулы конкретизируют температурный режим работы экстрагента и длительность процесса экстракции.

Признаки п. 3 формулы изобретения соответствуют параметрам пресной воды холодного водоснабжения.

Признаки п. 4 формулы изобретения обеспечивают полноту отбора пигмента из сырья.

Признаки п. 5 формулы изобретения конкретизируют процессы очистки концентрата экстракта.

Признаки пп. 6 и 7 формулы изобретения обеспечивают сохранность получаемого пигмента в течение потребного периода времени.

На чертеже показана схема установки обеспечивающей реализацию способа.

На чертеже приведены моечная машина 1, транспортер 2, гомогенизаторы 3, фильтры 4, батарея емкостей-экстракторов 5, центрифуга 6, ультрафильтр 7, емкость 8, сушилки 9 и 10 соответственно пигмента и растительного осадка, упаковочные машины 11 и 12, соответственно, пигмента и растительного осадка, источник пресной воды 13, опреснитель 14, трубопровод пресной воды 15 и трубопровод морской воды 16, осушительные трубопроводы пресной 17 и морской 18 воды.

Моечная машина представляет собой емкость снабженную мешалками и трубопроводами 15 и 16 и осушительными трубопроводами 17 и 18. Осушительный трубопровод 17 связан с опреснителем 14, выход которого связан с трубопроводом подвода пресной воды 15. Трубопровод 15 связан с источником пресной воды 13 (предпочтительно водоразборной колонкой, подключенной к системе холодного водоснабжения). Транспортер 2 содержит синтетическую ленту, нижний горизонтальный участок которой размещен у дна емкости моечной машины 1, а верхний конец связан с приемными окнами гомогенизаторов 3. Гомогенизаторы представляют из себя емкости, внутри которых размещены дисковые измельчители, снабженные механизмами подачи, предпочтительно, шнекового типа. Целесообразно иметь не менее двух гомогенизаторов в установке, что обеспечивает непрерывность ее работы. Выходы гомогенизаторов 3 связаны с фильтрами 4, предпочтительно ультразвуковыми, обеспечивающими отделение от суспензии частиц крупностью свыше 100 мкм. "Фильтратный" выход фильтра 4 связан с емкостями-экстракторами 5, снабженными мешалками. Выходы экстракторов 5 связаны с центрифугой 6, обеспечивающей разделение суспензии на раствор пигмента и осадок. Последний после сушилки 10, предпочтительно акустической, направляется на упаковочную машину 12. Раствор пигмента после центрифуги 6 направляется на ультрафильтр 7 (представляющий собой корпус с волоконными мембранами), в котором концентрируется. Концентрированный раствор пигмента стабилизируется, например, раствором сахара или ацетилсалициловой кислоты, после чего либо сушится в сушилке 9 (предпочтительно вакуумной), либо накапливается в емкости 8.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Свежую Gracilaria lichenoides, содержащую фикобилиновые пигменты, моют, после чего измельчают посредством гомогенизатора 3 в присутствии воды, до пастообразного состояния (размер частиц до 100 мкм). Экстрагирование пигмента проводят пресной водой в экстракторах 5 (температура воды предпочтительно 3 - 15^oC; pH 6,0 - 7,0) при гидромодуле 5 - 10 в течение 1,5 - 4 ч при периодическом перемешивании. Кратность экстракции равна 2. Растворы двух экстракций объединяют, фильтруют, центрифугируют при 1500 - 3000 об/мин в течение 15 - 20 мин и направляют на ультрафильтрацию. Полученный концентрат содержит 8 - 22 г/л красного красителя. Концентрат либо стабилизируют (сахаром или салициловой кислотой), либо подвергают сушке (сублимационной или распылительной) и используют для окрашивания пищевых продуктов и т.п.

Пример 1. 1 кг свежей грацилярии тщательно промывают водой (вначале морской, а потом пресной) и измельчают на гомогенизаторе до крупности менее 30 мкм. Экстракцию водорастворимых пигментов проводят пресной водой при 3^oC, гидромодуле 5 и pH 6 в течение 1,5 ч. Кратность экстракции равна 2. Экстракт двух экстракций объединяют, фильтруют, затем осветляют центрифугированием при 3000 об/мин, в течение 15 мин. Концентрирование красителя осуществляют ультрафильтрацией на волоконных мембранах с размером пор 15000 Да. Выход пигмента составил 20 г/л красного красителя. Полученный раствор стабилизируют сахаром (10 %-ный концентрат). Для получения красителя в сухом виде краситель после концентрирования подвергают распылительной сушке. Полученный красный порошок хорошо растворим в воде, содержит 5,1% золы с влажностью 6,6%.

Пример 2. 1 кг грацилярии измельченной до размера частиц 70 микрон. Экстракцию пигментов проводят при 15^oC, pH 7. Кратность экстракции равна 2. Далее проводят операции, аналогичные примеру 1. Выход пигментов составил 10,7 г.

Формула изобретения

1. Способ получения пищевого красителя из растительного сырья, предусматривающий мойку растительного сырья, экстракцию пигментов экстрагентом, концентрирование полученного экстракта, отличающийся тем, что перед экстракцией растительное сырье измельчают до размеров частиц менее 100 мкм, а в качестве экстрагента используют пресную воду с температурой, меньшей температуры разложения пигмента.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс экстракции проводят при температуре менее 20^oС в течение 1,5 4,0 ч.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что воду для экстракции используют с водородным показателем 6 7.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс экстракции проводят двукратно.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после концентрирования полученный концентрат красителя стабилизируют путем введения в последний сахара или ацетилсалициловой кислоты.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что после концентрирования полученный концентрат подвергают сушке.

РИСУНКИ

Рисунок 1