Способ получения модифицированного каротиноидного красителя из растительного сырья

 

Изобретение может быть использовано в пищевой промышленности. Способ получения модифицированного каротиноидного красителя включает измельчение и сушку природного каротиноидного сырья, термоокисление природных углеводородных каротиноидных пигментов кислородом воздуха в исходном сырье с последующим экстракционным извлечением красящих веществ этанолом. Это позволяет получить гидрофилизированный каротиноидный краситель, растворимый в этиловом спирте и водно-этанольных растворах. 4 табл.

Изобретение относится к способам получения каротиноидных пищевых красителей из природного растительного сырья, которые могут быть применены для окраски в желтый цвет изделий молочной, ликеро-водочной и других отраслей пищевой промышленности.

Известны различные способы получения каротиноидных красителей из растительного сырья (О.А. Харламова, Б.В. Кафка. Натуральные пищевые красители. - М. : Пищевая промышленность, 1979. - 191 с. С.Е. Кудрицкая. Каротиноиды плодов и ягод. - Киев: Выща школа, 1990. - 211 с.). Предлагаемые способы используют физические методы выделения красящих веществ и включают измельчение сырья, экстрагирование пигментов органическим растворителем, отделение экстракта красителя и его концентрирование. Недостатком указанных способов получения колорантов является невозможность производства спирто-водорастворимых каротиноидных красителей из такого распространенного в России каротиноидного сырья, как корнеплоды посевной моркови, плодов тыквы и др. растений, содержащих в основном пигменты β -каротина.

В настоящее время существуют способы получения водорастворимых форм β -каротина (Л. В. Беркетова, Т.Г. Мухамеджанова, В.М. Кантере. Витаминизированные продукты с бета-каротином //Пищевая промышленность. 1998. N 3, с. 18-19. Е. В. Климантова. Использование каротиноидов в качестве красителей //Пищевая промышленность. 1996. N 6, с. 28-29). Способы гидрофилизации β -каротина основаны на образовании мицелл или ассоциатов каротина с добавляемыми эмульгаторами или гидрофильными полимерами (например, полисахарами). Недостатком предлагаемых способов гидрофилизации β -каротина является необходимость введения дополнительных компонентов в состав красителя.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ получения каротиноидного красителя, заключающийся в термоокислении природных каротиноидных соединений в органическом растворителе кислородом воздуха (Способ получения каротиноидного красителя из растительного сырья. Патент СССР N 1806154, кл. C 09 B 61/00. Болотов В.М., Черепнин В.С., Локтева Н. И. N 4950208/13. Заявл. 26.06.91. Опубл. 30.03.93. Бюл. N 12). Способ осуществляется следующим образом: растительное каротиноидное сырье измельчают, заливают раствором неполярного органического растворителя и перемешивают до обесцвечивания исходного сырья. Раствор красителя отфильтровывают и кипятят в присутствии кислорода воздуха в течение 1 часа, затем растворитель удаляют перегонкой, а модифицированный краситель извлекают растворением в этиловом спирте.

Недостаток известного способа заключается в необходимости применения органического растворителя для проведения термоокисления природных каротиноидов и последующим его удалением из красителя.

Задачей изобретения является повышение растворимости природных каротиноидных пигментов растительного сырья в полярных органических растворителях и сохранение экологической чистоты модифицированных красителей.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения модифицированного каротиноидного красителя, включающем измельчение и сушку природного каротиноидного сырья, используют реакцию термоокисления природных углеводородных каротиноидных пигментов кислородом воздуха в исходном сырье с последующим экстракционным извлечением красящих веществ этанолом, что позволяет получить гидрофилизированный каротиноидный краситель, растворимый в этиловом спирте и водно-этанольных растворах.

Способ заключается в следующем: чистое каротиноидное сырье, например корнеплоды моркови, плоды тыквы и др., измельчают, высушивают до содержания влаги ≈ 10% и нагревают некоторое время в присутствии кислорода воздуха при температуре 110-160^oC. Модифицированный краситель экстрагируют из сырья этиловым спиртом с массовой долей этанола 95% и полученный экстракт концентрируют отгонкой этанола под вакуумом.

Способ получения модифицированного красителя поясняется примерами.

Пример 1.

Чистые корнеплоды моркови измельчают, высушивают при комнатной температуре и рассеянном освещении до содержания влаги 10%. Высушенные стружки моркови измельчают до порошкообразного состояния и нагревают при температуре 130^oC в течение 11 часов в присутствии кислорода воздуха. Модифицированный каротиноидный краситель экстрагируют подогретым до температуры 40-50^oC этиловым спиртом с массовой долей этанола 95% (из расчета 1,5 мл этанола на 1 г высушенного сырья) в течение 24 часов. Экстракт красителя отфильтровывают и концентрируют под вакууму.

Пример 2.

Чистые корнеплоды моркови бланшируют в течение 20 мин при температуре 100 - 120^oC, очищают от кожицы, измельчают и разваривают при температуре 104^oC в течение 30-40 мин, протирают через сита и гомогенизируют до среднего размера частиц 20-30 мкм. Гомогенизированную массу корнеплодов моркови сушат в распылительной сушилке в присутствии кислорода воздуха при температуре 140-160^oC в течение 5-10 сек и последующем охлаждении порошка моркови до температуры 20^oC. Модифицированный каротиноидный краситель извлекают экстракцией этиловым спиртом по примеру 1.

Пример 3.

Чистые плоды тыквы измельчают и нагревают при температуре 110^oC в присутствии кислорода воздуха в течение 12 часов. Каротиноидный краситель извлекают по примеру 1.

Анализ состава пигментов природного и модифицированных каротиноидных красителей, выполненный методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), представлен в табл. 1-4.

Из приведенных данных в табл. 1-4 видно, что предлагаемый способ позволяет существенно увеличить содержание гидрофильных окисленных каротиноидов (фитоксантинов) в модифицированном красителе (табл. 2, 3) по сравнению с природным (табл. 1) и прототипом (табл. 4) без применения органического растворителя, что увеличивает экологичность способа и обеспечивает растворимость модифицированного красителя в этаноле и водно-этанольных растворах.

Представленные результаты показывают, что модифицированные каротиноидные красители из различного растительного сырья имеют повышенное содержание фитоксантинов и в отличие от соответствующих природных красителей растворяются в этаноле и водно-этанольных растворах, что значительно расширяет границы эксплуатационных возможностей природных каротиноидных красителей.

Формула изобретения

Способ получения модифицированного каротиноидного красителя из растительного сырья, включающий его измельчение, высушивание, термоокисление, экстракцию красящих веществ подогретым этиловым спиртом, отделение раствора красителя от сырья, отличающийся тем, что реакцию термоокисления природных каротиноидных пигментов проводят в исходном растительном сырье в присутствии кислорода воздуха при температуре 110 - 160^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2