Способ производства сухого водорастворимого экстракта из растительного сырья



Владельцы патента RU 2668321:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (RU)

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ получения сухого водорастворимого экстракта из растительного сырья, включающий измельчение растительного сырья, ультразвуковую экстракцию, очистку экстракта, его сушку и измельчение сухого экстракта. Измельчение проводят одновременно с отжимом сока с отделением сока прямого отжима. Ультразвуковую экстракцию проводят после смешивания оставшегося жома с водой. При этом сок прямого отжима и очищенный жидкий экстракт подвергают быстрой заморозке и осуществляют лиофильную сушку замороженного сока и экстракта, затем их совместно измельчают. Изобретение позволяет сократить продолжительность технологического цикла и повысить качество целевого продукта. 1 табл., 2 пр.

 

Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, а более конкретно к способам получения сухих водорастворимых экстрактов из растительного сырья, которые могут быть использованы при производстве напитков, кондитерских, хлебобулочных, молочных, мясных и прочих продуктов питания, в том числе функционального и специализированного назначения.

Классический способ получения сухих растительных экстрактов включает такие операции, как настаивание в воде или химических веществах растительного сырья, измельчение, отжим, фильтрация, сушка. Последовательность этих операций может изменяться.

Известны различные способы получения экстрактов из растительного сырья, такие как мацерация, перкаляция, противоточная экстракция, использование СВЧ-поля, магнитных импульсов и т.д., которые направлены на максимальное сохранение фитохимического потенциала растительного сырья. Вместе с тем, эти методы зачастую трудоемки, требуют значительных временных затрат и не всегда позволяют достичь желаемого результата.

Известен способ производства экстракта из чайного сырья, который предусматривает двухстадийную экстракцию чайного сырья, соответственно водно-спиртовым и раствором пищевой кислоты (SU 969236, А23F 3/00, 30.10.85, ВНИИЧП). Причем сырьем служит зеленая масса чайного листа, предварительно ферментированная или фиксированная. Однако этот способ не позволяет получить экстракт с высокими органолептическими показателями. Выход экстрактивных веществ невысок, а сам способ довольно сложен.

Известен способ получения сухого пектинового экстракта, согласно которому растительное сырье подвергают шестистадийному экстрагированию водным раствором этанола, отделенную твердую фазу затем сушат (патент РФ №2284126). Недостатком этого способа является проведение его при высокой температуре, сложность и длительность процесса.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ получения сухого водорастворимого экстракта из растительного сырья, выбранный за прототип (RU 2316375 С2). Он включает измельчение и ультразвуковую экстракцию сырья, очистку жидкого экстракта, измельчение сырья и ультразвуковую экстракцию, которую осуществляют в диапазоне частот 22±1,65 кГц в одном экстракторе при температуре не более 50°С, причем измельчение проводят с интенсивностью ультразвука от 4 до 10 Вт/см2 в течение 5-30 минут до фракции 0,001-2,0 мм, а экстракцию проводят в соотношении измельченное сырье - экстрагент 1:(4-15) с интенсивностью ультразвука 1,3-2,5 Вт/см2 в течение 5-30 минут, очистку жидкого экстракта от балластных веществ осуществляют центрифугированием, а сушку очищенного жидкого экстракта проводят в вакууме с частотным воздействием микроволнового диапазона.

Недостатками данного способа является наличие дополнительных обязательных условий при подготовке сырья до проведения процесса измельчения и экстрагента (инактивация ферментов (при необходимости), проведение барботирования экстрагента или инфильтрация сырья и экстрагента нейтральным газом), а также значительные временные затраты на осуществление данного способа. В данном способе не контролируется значение мощности используемого ультразвукового воздействия и значение массовой доли влаги, до которого осуществляется сушка экстрактов, что является важным. Ограничение мощности ультразвукового воздействия необходимо для того, чтобы избежать разрушения биологически активных веществ при экстракции, а контролируемая влажность обеспечивает точность дозирования биологически активных веществ в технологии производства пищевых продуктов на их основе.

Задачей предполагаемого изобретения является сокращение технологического цикла производства, а также максимальное извлечение и сохранение биологически активных веществ растительного сырья в виде сухих водорастворимых экстрактов, предназначенных для пищевой промышленности при производстве напитков, кондитерских, хлебобулочных, молочных, мясных и прочих продуктов питания.

Техническая задача решается тем, что способ получения сухого водорастворимого экстракта из растительного сырья, включает измельчение растительного сырья, ультразвуковую экстракцию, очистку экстракта, его сушку и измельчение сухого экстракта, но, в отличие от прототипа, измельчение проводят механически до фракции 3 мм одновременно с отжимом сока на устройстве по типу соковыжималки, отделяют сок прямого отжима, ультразвуковую экстракцию проводят после смешивания оставшегося жома с подготовленной согласно установленным в пищевой промышленности требованиям или дистиллированной водой в соотношении измельченное сырье:экстрагент 1:(5-20) при мощности ультразвукового воздействия 80-120 Вт и температуре воздействия не более 45°С, очистку жидкого экстракта производят фильтрованием через тканевый фильтр, сок прямого отжима и очищенный жидкий экстракт подвергают быстрой заморозке в условиях морозильной камеры при t=-(18-22)°С, осуществляют лиофильную сушку замороженного сока и экстракта при t=-(50-60)°С и давлении 1-3Па, затем их совместно измельчают.

В качестве экстрагента используется специально подготовленная согласно установленным в пищевой промышленности требованиям или дистиллированная вода.

Соотношение измельченное сырье:экстрагент выдерживается в пропорции 1:(5-20), которое обеспечивает необходимый градиент концентрации при экстракции. Изменение соотношения массы сырья и объема экстрагента менее 1:5 приводит к снижению эффективности извлечения биологически активных веществ из растительного сырья. Изменение соотношения массы сырья и объема экстрагента более 1:20 не целесообразно, т.к. приводит к необоснованному увеличению продолжительности процесса сушки.

Использование ультразвукового воздействия в пищевой промышленности является предметом современных исследований. Эффективность действия ультразвука показана для многих технологических процессов: измельчения, гомогенизации, эмульгирования, обеззараживания жидких пищевых сред.

Многочисленные исследования подтверждают, что ультразвуковое воздействие позволяет интенсифицировать диффузионные процессы, лежащие в основе экстракции биологически активных веществ из природных материалов растительного происхождения.

Вместе с тем при использовании ультразвукового воздействия мощностью:

- ниже 80 Вт не обеспечивается достаточный выход биологически активных веществ из растительного сырья и как следствие ухудшаются показатели пищевой ценности экстрактов;

- выше 120 Вт происходит увеличение температуры экстракции, что может привести к разрушению термонестабильных биологически активных веществ и требует использование охлаждающей рубашки при экстракции.

Технологическая линия предусматривает следующие операции: измельчение растительного сырья (свежего или замороженного) до фракции не более 3 мм; извлечение сока прямого отжима; смешивание оставшегося жома с подготовленной (очищенной) или дистиллированной водой в соотношении измельченное сырье:экстрагент 1:(5-20); экстракцию с применением ультразвукового воздействия в режиме 22±1,65 кГц с интенсивностью ультразвука 2-10 Вт/см2 мощностью воздействия 80-120 Вт при температуре не более 45°С, в течение 5-30 мин; фильтрацию экстракта; замораживание сока и экстракта (при температуре -18 - -22°С); лиофильную сушку при температуре -50 - -60°С давлении 1-3 Па до массовой доли влаги не более 5%; измельчение высушенного сока и экстракта, их перемешивание и фасовка.

Существенными отличиями предлагаемого способа производства сухого водорастворимого экстракта из растительного сырья, влияющими на техническую задачу являются следующие:

- сокращается время, затрачиваемое на процесс измельчения в связи с тем, что измельчение растительного сырья совмещено с отжимом сока, производится на устройстве типа соковыжималки;

- измельчение растительного сырья до фракции не более 3 мм проводят в связи с тем, что при размере частиц менее 3 мм усложняется процесс фильтрации (фильтр забивается), а при размере частиц более 3 мм снижается эффективность извлечения биологически активных веществ;

- использование сока прямого отжима, не подвергнутого дополнительным воздействиям, позволяет минимизировать потери биологически активных веществ;

- ультразвуковая экстракция происходит при условии ограничения мощности ультразвукового воздействия 80-120 Вт и температуре воздействия не более 45°С, что позволяет избежать потери биологически активных веществ;

- используется лиофильная сушка при t=-(50-60)°C и давлении 1-ЗПа до фиксированного значения массовой доли влаги не более 5%, что позволяет контролировать массовую долю биологически активных веществ при дальнейшем использовании сухого экстракта.

Примером осуществления изобретения является способ получения сухого водорастворимого экстракта из ягод жимолости сорта Бореалис. В качестве исходного сырья использовали свежие ягоды.

Пример 1.

Ягоды жимолости моют, измельчают до фракции не более 3 мм, фильтруют через тканевый фильтр для извлечения сока прямого отжима. Оставшийся жом смешивают с подготовленной (очищенной) или дистиллированной водой в соотношении жом:экстрагент 1:10 и проводят экстракцию с применением ультразвукового воздействия в режиме 22±1,65 кГц с интенсивностью ультразвука 5 Вт/см2 мощностью воздействия 80 Вт с контролем температуры (не более 45°С), в течение 15 мин. Полученный экстракт фильтруют через тканевый фильтр. Полученный сок и экстракт замораживают и сушат при -55°С и давлении 1 Па до массовой доли влаги не более 5%. Высушенные экстракт и сок совместно измельчают и фасуют.

Пример 2.

Ягоды жимолости моют, измельчают до фракции не более 3 мм, фильтруют через тканевый фильтр для извлечения сока прямого отжима. Оставшийся жом смешивают с подготовленной (очищенной) или дистиллированной водой в соотношении жом:экстрагент 1:10 и проводят экстракцию с применением ультразвукового воздействия в режиме 22±1,65 кГц с интенсивностью ультразвука 5 Вт/см2 мощностью воздействия 100 Вт с контролем температуры (не более 45°С), в течение 10 мин. Полученный экстракт фильтруют через тканевый фильтр. Полученный сок и экстракт замораживают и сушат при -55°С и давлении 1 Па до массовой доли влаги не более 5%. Высушенные экстракт и сок совместно измельчают и фасуют.

В таблице 1 представлены данные по содержанию основных биологически активных веществ жимолости и экстрактов из нее.

Контроль - свежая ягода; образец 1 - экстракт, полученный по технологии «пример 1»; образец 2 - экстракт, полученный по технологии «пример 2»

Как следует из таблицы 1 полученные экстракты содержат вещества, присутствующие в исходном растительном сырье в сравнительно близких количествах. Это подтверждается результатами сравнительного анализа.

Предложенный способ получения экстракта на основе применения ультразвукового воздействия и лиофильной сушки позволяет также обеспечить обеззараживание продукта без применения термического воздействия. Кроме того, предлагаемый способ позволяет сократить технологический цикл получения водорастворимого экстракта и обеспечить сохранение биологически активных веществ в нем, что особенно важно для дальнейшего использования экстракта в пищевой промышленности, например, при производстве напитков, кондитерских, хлебобулочных, молочных, мясных и прочих продуктов питания.

Изобретение может быть использовано как на мини-заводах, так и на предприятиях большой сменной мощности для решения задач переработки растительного сырья и изготовления продуктов на их основе при максимальном извлечении и сохранении биологически активных веществ растительного сырья вне зависимости от сезона заготовки.

Способ получения сухого водорастворимого экстракта из растительного сырья, включающий измельчение растительного сырья, ультразвуковую экстракцию, очистку экстракта, его сушку и измельчение сухого экстракта, отличающийся тем, что измельчение до фракции не более 3 мм проводят одновременно с отжимом сока, отделяют сок прямого отжима, ультразвуковую экстракцию проводят после смешивания оставшегося жома с подготовленной согласно установленным в пищевой промышленности требованиям или дистиллированной водой в соотношении измельченное сырье : экстрагент 1:(5-20) при мощности ультразвукового воздействия 80-120 Вт и температуре воздействия не более 45°C, очистку жидкого экстракта производят фильтрованием через тканевый фильтр, сок прямого отжима и очищенный жидкий экстракт подвергают быстрой заморозке, осуществляют лиофильную сушку замороженного сока и экстракта при температуре (50-60)°C и давлении 1-3 Па до значения массовой доли влажности не более 5%, затем их совместно измельчают.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способу получения глазированных чипсов. Подготавливают растительное сырье и добавки.

Предлагаемое изобретение относится к общественному питанию и может быть использовано при производстве закусочных консервов. Салат консервированный овощной содержит, мас.%: топинамбур свежий - 27,9; капусту белокочанную свежую - 26,7; морковь свежую - 25,3; сельдерей свежий - 3,3; лимонный сок - 1,3; укроп свежий - 1,3; соль - 0,7; масло тыквенное - 13,3; чайную добавку - 0,2.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способу изготовления изделий из теста с начинкой для реализации в общественных пунктах питания. Замешивают дрожжевое тесто путем высыпания пшеничной муки высшего сорта в теплую воду, в которой разведены сахар, соль, дрожжи, выдерживают в течение 20 мин с получением полужидкого теста, разделывают на поверхности, смазанной растительным маслом, в виде небольших лепешек массой 20-40 г.

Группа изобретений относится к безалкогольной промышленности. Композиция ингредиентов для приготовления концентрата сбитня содержит мед натуральный гречишный в количестве 905 г, экстракт ягод брусники в количестве 36,2 г, экстракт хвои пихты в количестве 33,9 г, набор пряностей, состоящий из гвоздики молотой в количестве 0,87 г, коры корицы молотой в количестве 0,87 г, кориандра молотого в количестве 0,87 г, мускатного ореха молотого в количестве 0,87 г, перца душистого молотого в количестве 0,87 г, корня имбиря молотого в количестве 0,87 г, и воду - остальное.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложены антибактериальная композиция, антибактериальное квазилекарственное средство, антибактериальная пищевая добавка, антибактериальная кормовая добавка против карбапенем-резистентных грамотрицательных бактерий, содержащие белок аденилаткиназу (ADK).

Изобретение относится к области биохимии, в частности к средству для применения при индукции толерантности при пероральном введении к белкам коровьего молока у млекопитающих.

Предлагаемое изобретение относится к общественному питанию и может быть использовано при производстве закусочных консервов. Салат ягодно-фруктовый содержит, мас.%: персик консервированный - 37,2; грушу свежую - 32; семена тыквы - 6,7; клюкву свежемороженую - 7,3; йогурт - 13,3; хлопья рисовые - 3,3; чайную добавку - 0,2.

Изобретение относится к созданию эффективных препаратов из растительного сырья и может быть использовано в пищевой, кормовой парфюмерно-косметической промышленности.

Изобретение относится к кондитерской промышленности. Предложен способ получения мармелада с наноструктурированными семенами чиа, в котором 100 г сахара растворяют в 200 г воды и смесь уваривают в течение 10 минут, затем добавляют 2 г агар-агара и варят еще 5 минут, наливают 50 г яблочного пюре и доводят до кипения, остужают до 60°С, добавляют 300 мг наноструктурированных семян чиа в каррагинане, или ксантановой камеди, или альгинате натрия, или конжаковой камеди, или геллановой камеди, или натрий карбоксиметилцеллюлозе и разливают по формам.

Настоящее изобретение относится к пищевой промышленности. Предложенная съедобная эмульсия включает по меньшей мере одну водную фазу и по меньшей мере одну липидную фазу.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к витаминизированным напиткам с повышенной пищевой ценностью, предназначенным для питания людей, ведущих активный образ жизни, и студенческой молодежи.
Изобретение относится к безалкогольной промышленности и касается приготовления концентрата сбитня - исконно русского напитка, используемого также в качестве профилактического, тонизирующего и общеукрепляющего средства.
Изобретение относится к безалкогольной промышленности. Безалкогольный напиток характеризуется тем, что для получения 1 кг напитка используют сок виноградный концентрированный в количестве 671,855 г, сок яблочный концентрированный 300 г, натрий двууглекислый 0,005 г, аскорбиновую кислоту пищевую 1,0 г, сахар 25 г и сорбат калия 1,5 г.
Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к производству безалкогольных напитков, и может быть использован в производстве биологически активных напитков на основе натурального сырья.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ осуществляют в два временных этапа.

Изобретение относится к способу получения жидкого пищевого продукта, включающему обработку по меньшей мере одного сока и/или одного экстракта, имеющего содержание сухих веществ по шкале Брикса более 10°, карбогидратоксидазой и каталазой при температуре от -10°С до +15°C с получением субстратной смеси, и диспергирование кислорода или кислородсодержащего газа в субстратной смеси, без поддержания рН >3,5 до или во время обработки путем добавления буферных веществ или основных веществ, с получением жидкого пищевого продукта, в котором рН ниже 3,5.
Изобретение относится к получению напитков функционального назначения. Предложен способ получения замороженного полуфабриката для обогащения жидких пищевых продуктов.

Изобретение относится к области производства безалкогольных напитков, содержащих фруктовые и овощные соки. Проводят подготовку, измельчение, бланширование и протирку моркови, полученное морковное пюре растворяют в воде до содержания сухих веществ 6% и гомогенизируют с получением морковного сока с мякотью.

Изобретение относится к применению функциональных пищевых продуктов, содержащих диаминоксидазу, для предотвращения мигрени, хронической усталости, фибромиалгии, спондилита и боли, вызванной мышечными контрактурами.
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к биологически активным напиткам и способам их получения. Нектар представляет собой смесь, полученную из 30 мас.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству функциональных продуктов питания из плодов и ягод, обогащенных коллагеном. Способ производства питьевых киселей, обогащенных коллагеном, для функционального питания предусматривает сортировку ягод жимолости и актинидии, удаление плодоножки и чашелистиков, мойку, измельчение и протирание на пюре до размера частиц 0,8 мм. Плоды рябины красной и аронии черноплодной инспектируют по качеству, удаляют веточки, плодоножки и чашелистики, моют холодной проточной водой, измельчают, шпарят острым паром и протирают для получения пюре до размера частиц 0,8 мм. Гидролизат коллагена смешивают с водой для получения 46%-ного раствора. Крахмал перемешивают с сахаром и ксантановой камедью и вводят смесь в 1/3 часть холодной воды при непрерывном перемешивании механической мешалкой. После чего компоненты смешивают в соответствии с заданными рецептурами (за исключением гидролизата коллагена), подогревают смесь до температуры 85°C, добавляют раствор гидролизата коллагена и подогревают до температуры 97-98°C. Затем осуществляют горячий розлив готового продукта в предварительно простерилизованную горячую тару и немедленно укупоривают. Изобретение обеспечивает получение киселей в едином технологическом комплексе по малоотходной технологии с выходом пюре из ягод жимолости и актинидии 90-95% и выходом пюре из плодов рябины красной и аронии черноплодной - 82-85%. Кроме того, оно позволяет повысить пищевую ценность. 1 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ получения сухого водорастворимого экстракта из растительного сырья, включающий измельчение растительного сырья, ультразвуковую экстракцию, очистку экстракта, его сушку и измельчение сухого экстракта. Измельчение проводят одновременно с отжимом сока с отделением сока прямого отжима. Ультразвуковую экстракцию проводят после смешивания оставшегося жома с водой. При этом сок прямого отжима и очищенный жидкий экстракт подвергают быстрой заморозке и осуществляют лиофильную сушку замороженного сока и экстракта, затем их совместно измельчают. Изобретение позволяет сократить продолжительность технологического цикла и повысить качество целевого продукта. 1 табл., 2 пр.

Наверх