Комплексная переработка пряно-ароматического сырья

 

Изобретение относится к комплексной переработке пряно-ароматического сырья, предназначенного для ароматизации пищевых продуктов. Растительное сырье подвергают двухступенчатой экстракции. На первой ступени - сжиженной углекислотой с выделением углекислотного экстракта, содержащего эфирные масла, жирные кислоты, нейтральные липиды, а на второй ступени послеэкстракционный шрот подвергают экстракции 40 - 96% этиловым спиртом при 20 - 40^oC с выделением спиртового экстракта, содержащего биологически активные вещества, и твердого остатка. Остаток обрабатывают мицелием гриба Pleurotus ostreatus с получением белково-углеводного продукта. В качестве растительного сырья используют полынь Сиверса, тимьян ползучий. Это обеспечивает повышение выхода и качества растительных экстрактов.

Изобретение относится к комплексной переработке пряно- ароматического сырья, а именно, к технологии получения вкусо- ароматических экстрактов, предназначенных для ароматизации пищевых продуктов.

Известен способ получения экстрактов (настоев) из растительного сырья для ароматизации напитков и вин типа вермут, путем двукратной мацерации измельченного сырья этиловым спиртом 50% концентрации, а для второго залива 25% концентрации, при 6-кратном перемешивании в сутки процесс длится 2-5 суток. (Ароматизированные вина. П.П.Леснов, Г.И. Фертман М: Из-во Пищевая пром-сть, 1978, с.98) Недостатком данного способа является длительность процесса приготовления настоев, не полное извлечение ароматических веществ, так как используется этиловый спирт низкой концентрации, который извлекает практически только водорастворимые вещества.

Известен способ получения ароматных спиртов из растительного сырья для ароматизации напитков и пищевых продуктов путем отгонки с водно-спиртовыми парами летучих веществ, содержащихся в эфиромасличном сырье. (Ароматизированные вина. П.П.Леснов, Г.И.Фертман М: Из-во Пищевая пром-сть, 1978, с. 118).

Недостатком данного способа является низкий коэффициент использования растительного сырья потому, что используются только (ароматические) летучие вещества, а их содержание до 1%.

Известен также способ получения экстрактов из растительного сырья для ароматизации пищевых продуктов путем экстракции измельченного сырья сжиженным углекислым газом с последующей отгонной растворителя. Полученный экстракт отделяют от шрота, растворяют в спирте, а шрот подвергают повторному выщелачиванию водой при Т=80^oC, с последующим упариванием под вакуумом водной вытяжки и купажированием ее со спиртовым раствором. (Авторское свидетельство N 351889, опубликовано 21.11.1972. Бюллетень N 28, дата опубликования описания 12.10.1972).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе недостаточно полное извлечение вкусо-ароматических веществ, низкое качество получаемых экстрактов в результате применения стадии выщелачивания при Т= 80^oC, что вызывает разрушение сложноэфирных связей и термолабильных биологически активных веществ.

Задачей разрабатываемого способа является комплексная переработка растительного сырья.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличения коэффициента использования сырья, повышении выхода вкусо- ароматических веществ и качества растительных экстрактов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе переработки растительного сырья путем экстракции измельченного сырья сжиженным углекислым газом с выделением шрота и углекислотного экстракта и растворением последнего в спирте при температуре 18-22^oC, согласно изобретению в качестве растительного сырья используют полынь Сиверса, тимьян ползучий, при этом растительное сырье подвергают двухступенчатой экстракции, на первой ступени-сжиженной углекислотой, с выделением углекислотного экстракта, содержащего эфирные масла, жирные кислоты, нейтральные липиды, а на второй ступени послеэкстракционный шрот подвергают экстракции 40 - 96% этиловым спиртом при температуре 20 - 40^oC с выделением спиртового экстракта, содержащего биологически активные вещества и твердого остатка, который обрабатывают мицелием гриба Pleurotus ostreatus с получением белково-углеводного продукта.

Использование экстракции этиловым спиртом различной концентрации и водой, при разных температурных режимах, позволяет получать дополнительно вкусо-ароматические экстракты с высоким содержанием биологически активных веществ. Кроме того, в заявленном способе проведение второй экстракции при низко температурных режимах и применении этилового спирта различной концентрации позволяет извлекать из сырья вкусо-ароматические вещества в нативном виде почти полностью.

Применение этилового спирта различной концентрации (40 - 96%) и проведение процесса экстракции при низкотемпературных условиях позволит максимально извлечь оставшийся комплекс вкусо-ароматических и биологически активных веществ. Предложенный интервал концентрации экстрагента даст возможность экстракции не только гидрофильных веществ (витаминов, дубильных веществ, углеводов, гликозидов и других) как в прототипе, но и смешанных и гидрофобных веществ (кумарины, терпеноидные сапонины, витамины, эфирные масла и другие).

Низкотемпературный режим экстракции позволяет сохранить термолабильные вещества (витамины, белки). Отсутствие стадии выщелачивания дает возможность сохранить вещества со сложноэфирными связями.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиски по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.

Это позволяет сделать вывод о соответствии условию "изобретательский уровень".

Способ осуществляется следующим образом. Измельченное сырье (вегетативную часть полыни Сиверса, тимьяна ползучего) экстрагируют на первой ступени сжиженной углекислотой, при температуре 18-22^oC, давлении 6,0-6,6 МПа в течение 5 часов. Полученный экстракт отделяют от шрота, растворяют в этиловом спирте и используют как самостоятельный амортизатор или биодобавку. На второй ступени отработанный шрот экстрагируют этиловым спиртом концентрации 40-96% при температуре 20-40^oC, полученный экстракт фильтруют, расфасовывают и используют в качестве вкусо-ароматических добавок. Послеэкстракционный остаток обрабатывают мицелием гриба Pleurotus ostreatus с получением белково-углеводного продукта.

На первой ступени при углекислотной экстракции извлекаются термолабильные биологически активные вещества липидного характера в нативном виде и ароматические вещества. Полученный углекислотный экстракт можно рекомендовать в качестве натурального ароматизатора или биодобавки. Шрот после углекислотной экстракции используется на второй стадии для получения вкусо-ароматических настоев, с помощью экстракции этиловым спиртом различной концентрации (40 - 96%) и при разных температурных режимах (20 - 40^oC). Применение этилового спирта различной концентрации и низкотемпературных условий процесса экстракции позволяет максимально извлечь оставшийся комплекс вкусо-ароматических веществ. Микробиологическая обработка послеэкстракционного остатка мицелием гриба Pleurotus ostreatus позволяет получить белково-углеводный продукт.

Пример 1.

7 кг измельченной вегетативной части полыни Сиверса экстрагируют на первой ступени сжиженной углекислотой с выделением послеэкстракционного шрота и углекислотного экстракта. Углекислотный экстракт, содержащий 67,00% полиненасыщенных жирных кислот (к сумме жирных кислот), 11,56% эфирного масла (к углекислотному экстракту) растворяют в спирте, и используют в качестве натурального ароматизатора. Выход углекислотного экстракта 4,3% к исходному сырью (0,30 кг). На второй ступени послеэкстракционный шрот экстрагируют этиловым спиртом 40% при температуре 20^oC в течение часа. Выход экстрактивных веществ составляет 12,40% (0,818 кг), следовые количества пигментов, редуцирующих веществ 0,09%, горечи (разведение) 1:4000. Твердый остаток обрабатывают мицелием гриба Pleurotus ostreatus с получением белково-углеводного продукта, содержащего протеина 11,36%, легкогидролизуемых полисахаридов 14,27%, лигнина 22,5%. Выход 60% (4,2 кг).

Пример 2.

Аналогично примеру 1. Выход экстрактивных веществ на первой стадии аналогичен примеру 1. Экстракцию на второй стадии проводят при температуре 20^oC, 70% этиловым спиртом в течение часа. Выход экстрактивных веществ составляет 9,25% (0,610 кг), пигментов: хлорофилла а 0,017мг/г, хлорофилла в 0,04 мг/г, горечи (разведение) 1: 3000. Твердый остаток обрабатывают мицелием гриба Pleurotus ostreatus с получением белково-углеводного продукта, содержащего протеина 14,72%, легкогидролизуемых полисахаридов 13,87%, лигнина 21,70%. Выход 60% (4,2 кг).

Пример 3.

Аналогично примеру 1. Выход экстрактивных веществ на первой стадии аналогичен примеру 1. Экстракцию на второй стадии проводят при температуре 20^oC, 96% этиловым спиртом в течение часа. Выход экстрактивных веществ составляет 2,69% (0,118 кг), пигментов: хлорофилла а 0,014 мг/г, хлорофилла в 0,031 мг/г, горечи (разведение) 1: 1000. Твердый остаток обрабатывают мицелием гриба Pleurotus ostreatus с получением белково- углеводного продукта, содержащего протеина 15,63%, легкогидролизуемых полисахаридов 12,3%, лигнина 20,3%. Выход 60% (4,2 кг) Пример 4.

Аналогично примеру 1. В качестве растительного сырья используют вегетативную часть тимьяна ползучего. Выход экстрактивных веществ на первой стадии составляет 1,1% (0,077 кг). Экстракцию на второй стадии проводят при температуре 20^oC, 40% этиловым спиртом в течение часа. Выход экстрактивных веществ составляет 4,4% (0,249 кг), флавоноидов 0,07%, антоцианов 2,58%, дубильных веществ 0,78%. Твердый остаток обрабатывают мицелием гриба Pleurotos ostreatus с получением белково-углеводного продукта, содержащего протеина 8,31%, легкогидролизуемых полисахаридов 16,73%, лигнина 23,4%. Выход 55% 3,9 (кг).

Предлагаемый способ позволяет осуществлять более эффективное использование растительного сырья при его комплексной переработке с получением дополнительно вкусо- ароматических экстрактов. За счет ступенчатой экстракции с использованием растворителей различной полярности и варьирования температурных режимов достигается расширение ассортимента натуральных ароматизаторов. Комплексный подход к использованию растительного сырья дает возможность максимального извлечения вкусо-ароматических веществ. Применение экологически чистых экстрагентов позволяет получать экологически безопасные натуральные ароматизаторы. Предлагаемый способ позволяет сохранить в экстрактах большое количество БАВ.

Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Комплексная переработка пряно-ароматического растительного сырья, включающая экстракцию измельченного сырья сжиженным углекислым газом с выделением шрота и углекислотного экстракта и растворение последнего в спирте, отличающаяся тем, что в качестве растительного сырья используют полынь Сиверса или тимьян ползучий, при этом растительное сырье подвергают двухступенчатой экстракции, на первой ступени - углекислым газом с выделением углекислотного экстракта, содержащего эфирные масла, жирные кислоты, нейтральные липиды, а на второй ступени послеэкстракционный шрот подвергают экстракции 40-96% этиловым спиртом при 20-40^oC с выделением спиртового экстракта, содержащего биологически активные вещества, и твердого остатка, который обрабатывают мицелием гриба Pleurotus ostreatus с получением белково-углеводного продукта.