Способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов

Изобретение относится к биотехнологии получения пищевых красителей и может быть использовано в пищевой, парфюмерно-косметической и фармацевтической промышленности. Описывается способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов с использованием экстракции органическим реагентом-водорастворимым поли-N-винилкапролактамом в количестве 0,1-0,5% от массы исходного раствора, высаливателя - хлорида натрия в количестве 26,5% от массы исходного раствора. Органическую фазу нагревают до 32-37°С и отделяют концентрат красителя от выпавшего в осадок поли-N-винилкапролактама. Технический результат изобретения заключается в повышении чистоты полученного концентрата антоцианового красителя, свободного от органического реагента, при снижении себестоимости готового продукта.

 

Изобретение относится к биотехнологии получения пищевых красителей и может быть рекомендовано для применения в пищевой, парфюмерно-косметической и фармацевтической промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ концентрирования красного пищевого красителя, основанный на экстракции красителя из водных растворов органическим реагентом поли-N-винилпирролидоном, добавляемым в количестве 0,1-0,5% от массы исходного раствора, в присутствии сульфата аммония в качестве высаливателя [Сергеева С.В., Чурилина Е.В., Коренман Я.И., Суханов П.Т., Болотов В.М., Шаталов Г.В. Извлечение и концентрирование антоцианового красителя с применением двухфазных водных систем на основе водорастворимых полимеров. Проблемы теоретической и экспериментальной химии. Тезисы докладов XVII Российской конференции. - Екатеринбург, изд-во Уральского унив-та, 2007, с.141-142].

Недостатком известного способа является то, что полученный концентрат антоцианового красителя содержит поли-N-винилпирролидон и то, что при получении его концентрата используют дорогостоящий сульфат аммония, что приводит к повышению себестоимости готового продукта.

Технической задачей изобретения является получение концентрата антоцианового красителя, который не содержит вредных для человека веществ, а также снижение себестоимости готового продукта.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в способе получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов, предусматривающем экстракцию красителя органическим реагентом в присутствии высаливателя, отделение органической фазы от водной, новым является то, что в качестве органического реагента применяют водорастворимый поли-N-винилкапролактам, добавляемый в высаливателя - хлорид натрия, взятый в количестве 26,5% от массы исходного раствора, органическую фазу нагревают до 32-37°С и отделяют концентрат красителя от выпавшего в осадок поли-N-винилкапролактама.

Технический результат изобретения заключается в повышении чистоты полученного концентрата антоцианового красителя в отсутствие органического реагента.

Отличительной особенностью полимера, выбранного в качестве экстрагента, является его способность выпадать из раствора в твердом состоянии в области температур функционирования живых систем (температура фазового разделения). Для макромолекул поли-N-винилкапролактама (ПВК) со среднемассовой молекулярной массой M_w>5000 Т_фр=32-37°С [Ю.Э.Кирш. «Поли-N-винилпирролидон и другие поли-N-виниламиды». М.: Наука, 1998, 252 с.]. Нагревание водно-полимерных растворов антоцианового красителя до 32-37°С позволяет получать его концентраты, не содержащие органические реагенты.

Способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов осуществляют следующим образом.

К 20 см³ водного раствора антоцианового красителя добавляют 7,2 г кристаллического хлорида натрия (26,5 мас.%), измеряют оптическую плотность водного раствора красителя (А), в раствор вводят 0,02-0,1 г поли-N-винилкапролактама (0,1-0,5 мас.%) и экстрагируют. В присутствии хлорида натрия ПВК образует самостоятельную органическую фазу, в состав которой входит антоциановый краситель. Межфазное равновесие достигается в течение 3-5 мин. Концентрат отделяют фильтрованием, измеряют оптическую плотность равновесного водного раствора (А_р). Содержание антоцианового красителя в равновесной водной фазе устанавливают спектрофотометрически по собственному светопоглощению (КФК-2МП, λ=490 нм). Рассчитывают степень извлечения (R, %) антоцианового красителя по уравнению:

R=(A-A_р)100%/A.

В органическую фазу переходит 98% антоцианового красителя. Органическую фазу отделяют фильтрованием и нагревают до 32-37°С, полимер выпадает в осадок, который отфильтровывают и получают концентрат антоцианового красителя, не содержащий ПВК.

Способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов поясняется следующими примерами.

Пример 1 (прототип). К 20 см³ водного раствора антоцианового красителя добавляют 13,3 г кристаллического сульфата аммония (получают раствор с мас. долей 40%), измеряют оптическую плотность полученного водного раствора (А), вводят 0,04 г поли-N-винилкапролактама (содержание ПВК в водном растворе 0,2 мас.%) и экстрагируют 4 мин. Полученный концентрат антоцианового красителя отделяют фильтрованием, измеряют оптическую плотность равновесного водного раствора (А_р), рассчитывают степень извлечения (R, %) антоцианового красителя по уравнению:

R=(А-А_р)100%/А.

В органическую фазу переходит 92% антоцианового красителя.

Пример 2. К 20 см³ водного раствора антоцианового красителя добавляют 7,2 г кристаллического хлорида натрия, перемешивают, получают раствор 26,5% от массы исходного раствора, вносят 0,04 г ПВК и экстрагируют 4 мин. Далее анализ выполняют аналогично примеру 1.

В органическую фазу переходит 98% антоцианового красителя. Органическую фазу отделяют фильтрованием и нагревают до 32-37°С, полимер выпадает в осадок, его отфильтровывают, получают концентрат красителя, не содержащий поли-N-винилкапролактам.

Как видно из примеров, по сравнению с прототипом экстракция антоцианового красителя поли-N-винилкапролактамом в присутствии хлорида натрия обеспечивает практически полное (более 95%) извлечение красителя из водного раствора.

При введении в раствор менее 0,1% ПВК и 26,5% NaCl степень извлечения антоцианового красителя не превышает 85%. При концентрации ПВК более 0,2% повышается себестоимость полученного концентрата антоцианового красителя.

Предложенный способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов позволяет:

- получить концентрат антоцианового красителя, который не содержит в составе органический реагент;

- снизить себестоимость концентрата антоцианового красителя за счет использования более дешевого высаливателя хлорида натрия.

Способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов, предусматривающий экстракцию органическим реагентом, отделение органической фазы от водной, отличающийся тем, что в качестве органического реагента применяют водорастворимый поли-N-винилкапролактам, добавляемый в количестве 0,1-0,5% от массы исходного раствора, а в качестве высаливателя - хлорид натрия, взятый в количестве 26,5% от массы исходного раствора, органическую фазу нагревают до 32-37°С и отделяют концентрат красителя от выпавшего в осадок поли-N-винилкапролактама.