Способ выделения водорастворимых веществ из лопуха большого
Владельцы патента RU 2724467:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к выделению водорастворимых веществ из лопуха большого. Способ предусматривает экстрагирование компонентов из измельченных корнеплодов в колбе с обратным холодильником с последующим фильтрованием и упариванием фильтрата на водяной бане. Экстрагирование осуществляют дистиллированной водой при нагревании в течение 20 минут при соотношении сырья к экстрагенту 1:3. Полученный экстракт охлаждают до комнатной температуры, фильтруют на воронке Бюхнера под давлением с промыванием твердого остатка горячей дистиллированной водой температурой 95 °С и затем упаривают до концентрации сухих веществ 50-55 %. Изобретение позволяет выделить водорастворимые вещества из корнеплодов лопуха большого, в частности инулин, при сокращении длительности процесса и увеличении выхода целевого продукта. 1 табл.
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к выделению водорастворимых веществ из лопуха большого для использования в кондитерской, хлебопекарной, молочной и консервной промышленности, а также при производстве функциональных продуктов питания.
Лопух (Arctium) – цветковое двухлетнее растение. В состав корнеплода лопуха входит вода (80 %) и растворимые вещества, относящиеся в основном к полифруктозанам (50 %), из которых наиболее ценным является полисахарид инулин.
Традиционно лопух используют для получения растворимых продуктов, которые нашли широкое применение при производстве функциональных продуктов питания. Инулин частично расщепляется в желудочно-кишечном тракте человека до фруктозы. Нерасщепленная часть инулина, являясь сорбентом, выводит из организма ненужные и опасные вещества. Кроме того инулин, способствует развитию бактерий рода Bifdobacterium, относящиеся к здоровой микрофлоре кишечника и обеспечивающих нормальную работу желудочно-кишечного тракта.
Известен способ (RU, патент 2360927, опубл. 10.07.09) производства порошкообразного растворимого инулина, предусматривающий нарезку вымытых корнеплодов, сушку, измельчение до размеров частиц 2 мм, исчерпывающей экстракции в течении 3-5 суток с дальнейшим осаждением. К недостаткам данного способа следует отнести длительное время проведения процесса экстракции и осаждение чистого инулина и группы водорастворимых веществ.
Известен способ (RU, патент 2131252, опубл. 10.06.99) получения инулина из высушенных и измельченных клубней топинамбура, включающий получение водных извлечений из сухих измельченных клубней топинамбура смешиванием их с горячей водой в соотношении 1:6, выдерживанием в 12 часов для набухания при 70 °С и извлечением экстрактивных веществ при 80° и еще трижды по 40 мин проводят извлечение водой в соотношении 1:4 с последующим объединением извлечений. К недостаткам способа следует отнести повышенные затраты на проведение извлечений и процесса экстракции.
Ближайшим аналогом изобретения является способ получения полифруктозанов из корней девясила. Около 1 г (точная навеска) измельченного сырья помещают в колбу со шлифом вместимостью 250 мл, приливают 100 мл 95 % спирта этилового, присоединяют обратный холодильник и нагревают на кипящей водяной бане в течение 60 мин. После охлаждения извлечение фильтруют. Экстракцию сырья повторяют в тех же условиях еще 2 раза со 100 и 50 мл этанола [Олейнников Д.Н., Танхаева Л.М., Чехирова Г.В., Петров Е.В. Методика количественного определения суммарного содержания полифруктанов в корневищах и корнях девясила высокого // Химия растительного сырья. – 2008. – №1. – С. 95-99.]. Недостатком этого способа является длительное время экстракции, затраты на использование этанола и невысокий выход экстрактивных веществ.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа выделения водорастворимых веществ, в частности инулина.
Технический результат, достигаемый при реализации разрабатываемого способа, заключается в упрощении технологии, уменьшении продолжительности процесса и увеличении выхода водорастворимых веществ из корнеплодов лопуха.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ, согласно которому корнеплоды лопуха очищают от посторонних примесей, измельчают, проводят экстрагирование горячей водой, полученный экстракт фильтруют, упаривают и охлаждают.
Разработанный способ реализуют следующим образом.
Корнеплоды лопуха большого очищают от посторонних примесей и измельчают. Из измельченного сырья проводят извлечение водорастворимых веществ экстрагированием дистиллированной водой в соотношении 1:3 в течение 20 мин с помощью обратного холодильника с последующим охлаждением водного извлечения до комнатной температуры. Далее полученный водный экстракт фильтруют с последующим промыванием небольшими порциями горячей дистиллированной воды температурой 95 °С твердого остатка на фильтре. Получают твердый остаток и фильтрат с промывной водой. Полученный фильтрат упаривают и охлаждают до 20 °С.
Пример выполнения.
Корнеплоды лопуха большого замачивают в воде на 1,5-2 часа, отмывают от посторонних примесей в моечной машине, измельчают на дробилке и сушат при температуре 20-22 °С естественным образом. Полученную смесь вновь измельчают и просеивают через сито с диаметром 0,25 мм. Полученный порошок направляют в коническую колбу с обратным холодильником, добавляют воду в количестве 1:3,0 (гидромодуль) и ведут экстракцию при температуре 85-90 °С в течение 20 мин. По окончании процесса суспензию фильтруют под вакуумом через воронку Бюхнера, получают экстракт I и жом, из которого дополнительно извлекают водорастворимые вещества промыванием остатка на фильтре дистиллированной водой с температурой 95 °С (экстракт II). Экстракты I и II объединяют, упаривают при температуре 50-60 °С до содержания сухих веществ 50-55 %.
Предлагаемый способ отличается от ближайшего аналога значительным сокращением времени осуществления процесса, большим выходом продукта, небольшим числом технологических операций, упрощенной технологией, доступностью и дешевизной.
Сравнение разработанного способа выделения водорастворимых веществ из лопуха большого для обоснования достижения указанного технического результата проведено с ближайшим аналогом (таблица 1).
Таблица 1 – Технико-экономические показатели разработанного способа с ближайшим аналогом
| Наименование показателя | Значение показателя | |
| Ближайший аналог | Разработанный способ | |
| Продолжительность процесса, мин | 90 | 20 |
| Выход экстрактивных веществ, % | 20 | 35 |
Оптимально подобранные технологические режимы извлечения водорастворимых веществ, позволяют выделить весь комплекс водорастворимых веществ, в частности инулина, и снизить экономические затраты на предварительную обработку и длительное время экстракции.
Способ выделения водорастворимых веществ из измельченных корнеплодов лопуха большого водной экстракцией при нагревании исходного сырья, отличающийся тем, что нагревание происходит в колбе с обратным холодильником дистиллированной водой в соотношении 1:3 в течение 20 мин с последующим охлаждением водного извлечения до комнатной температуры, дальнейшим фильтрованием на воронке Бюхнера под давлением с промыванием твердого остатка горячей дистиллированной водой температурой 95 °С, упариванием до концентрации сухих веществ 50-55 %.
