Способ преобразования материалов ягод и фруктов в противомикробно активные фракции
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ преобразования материалов ягод и/или фруктов во фракции, содержащие биологически активные соединения, включает стадии, где по меньшей мере один материал ягод или материал фруктов, выбранный из ягод, фруктов, побочных продуктов, боковых фракций и материалов отходов, получаемых из ягод или фруктов, и любых их комбинаций, просеивают, при этом фракция семян отделяется от фракции кожуры, фракцию семян подвергают шлифованию, где 2-40 % мас. поверхностного слоя семян удаляется, и получают фракцию оболочек семян, содержащую указанный поверхностный слой семян, и фракцию шлифованных семян, содержащую шлифованные семена, причем фракция оболочек семян содержит биологически активные фенольные соединения. Ягоды выбирают из рода Rubus, Sorbus, Rosa, Empetrum, Aronia и Hippophae и из их комбинаций. Фрукты выбирают из рода Vitis и Punica и их комбинаций. Полученные фракции оболочек семян в качестве средства с противомикробной активностью применяют в косметике, продуктах гигиены, нутрацевтических продуктах, пищевых продуктах, пищевых добавках, кормах для животных, упаковках и фармацевтических продуктах. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл., 10 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу преобразования материалов ягод и фруктов во фракции, содержащие биологически активные соединения с противомикробной активностью. Настоящее изобретение также относится к фракциям, содержащим биологически активные соединения с противомикробной активностью, получаемые из ягод и фруктов, которые могут быть получены с помощью этого способа. Кроме того, настоящее изобретение относится к применению указанных фракций, содержащих биологически активные соединения с противомикробной активностью, в косметике, продуктах гигиены, нутрацевтических продуктах, пищевых продуктах и пищевых добавках, кормах, упаковках и в фармацевтических продуктах.
Уровень техники
В промышленности, имеющей отношение к переработке ягод и фруктов, образуются значительные количества материалов отходов, боковых фракций и побочных продуктов. Пищевая промышленность использует дикорастущие ягоды, культурные ягоды и фрукты при производстве широкого набора продуктов, таких как мякоть плодов, безалкогольные напитки, алкогольные продукты, джемы, консервы, продукты на основе молока, сладости, и тому подобное. Использование фракций ягод и фруктов также становится очень популярным в косметических продуктах, и, например, масло из семян морошки, богатое полиненасыщенными жирными кислотами, считается ценным компонентом в косметических препаратах.
Большие объемы отходов получаются при переработке ягод и фруктов, в особенности, в пищевой промышленности, этот материал отходов используется в очень малой степени. Большая часть материалов отходов в настоящее время выбрасывается или вывозится на свалку или район сброса отходов, увеличивая, таким образом, проблемы для окружающей среды. Некоторые из этих материалов отходов подвергаются сушке с последующим извлечением масел из семян, однако используется только очень малая часть материала.
Как правило, при переработке, ягоды и фрукты механически очищаются, с последующим удалением сока, пульпы или мякоти с помощью соответствующих способов, таких как отжим. Остальной материал отходов, такой как выжимки, ягодный жмых, фруктовый жмых или фильтр-прессный осадок, содержит кожуру ягод или фруктов, корки, семена и сердцевину, которые содержат биологически активные фенольные соединения, волокна и другие биологически активные соединения.
В FI 122664 B описан способ фракционирования ягод и выделения питательных веществ из полученных фракций, в этом способе исходный материал ягод сушат и слегка измельчают, так что семена ягод отделяют от мякоти плода и части кожуры без разрушения, с последующим вторым легким измельчением, которое осуществляется на образовавшейся мякоти плода без семян и на фракции кожуры, при этом образуется мелкодисперсный порошок, который просеивают или классифицируют. Семена не фракционируются с помощью этого способа. Семена выбрасывают, и корки дополнительно фракционируют.
US 2013/0040005 A1 относится к антигипертензивному агенту, содержащему экстракт семян бойзеновой ягоды в качестве активного ингредиента, и к способу получения указанного агента. В указанном способе, выжимки от бойзеновых ягод сушат, измельчают и просеивают для отделения семян, с последующим измельчением семян до мелкодисперсного порошка, который экстрагируют водой или органическим растворителем, с последующим приведением в контакт экстракционного раствора с полифенольным поглотителем и с элюированием с помощью растворителя на спиртовой основе с получением целевого экстракта.
На основе приведенного выше можно увидеть, что по-прежнему существует необходимость в создании улучшенных способов использования материалов ягод и фруктов, в особенности, материалов отходов, боковых фракций и побочных продуктов, для создания фракций, содержащих ценные биологически активные соединения, содержащиеся в указанных материалах.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении обнаружено, что фракции, содержащие биологически активные соединения с сильной противомикробной активностью, получаемые из семян ягод и/или фруктов, могут обогащаться с помощью простого способа.
Настоящее изобретение, в частности, основывается на исследованиях переработки выжимок, ягодного жмыха, фруктового жмыха и фильтр-прессного осадка, полученных из ягод и фруктов, и использования получаемых продуктов. Настоящее изобретение предлагает удобные и эффективные средства, в частности, для использования материалов отходов, боковых фракций и побочных продуктов из промышленности ягод и фруктов, таких как выжимки, фильтр-прессный осадок, ягодный жмых и фруктовый жмых, при получении фракций, содержащих биологически активные соединения, пригодные для использования в косметике, продуктах гигиены, пищевых добавках, пищевых продуктах, кормах, упаковках и в фармацевтических продуктах, в частности, в качестве природных противомикробных агентов или природных консервантов.
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание способа преобразования материалов ягод и/или материалов фруктов во фракции, содержащие биологически активные соединения с противомикробной активностью.
Другой целью настоящего изобретения является использование материалов отходов, боковых фракций и побочных продуктов из промышленности ягод и/или промышленности фруктов без необходимости в выбрасывании указанных материалов.
Другая цель настоящего изобретения заключается в получении фракций, содержащих биологически активные компоненты, получаемых из ягод и фруктов.
Еще одна цель настоящего изобретения заключается в использовании указанных фракций, содержащих биологически активные соединения, в косметике, продуктах гигиены, нутрацевтических продуктах, пищевых продуктах, пищевых добавках, кормах, упаковках и в фармацевтических продуктах.
Настоящее изобретение направлено на способ преобразования материалов ягод и/или фруктов во фракции, содержащие биологически активные соединения с противомикробной активностью, включающий стадии, где по меньшей мере один материал ягод или материал фруктов, выбранный из ягод, фруктов, побочных продуктов, боковых фракций и материалов отходов, получаемых из ягод или фруктов, и любая их комбинация, имеющий содержание воды не более чем 15% масс, просеивают, при этом фракцию семян отделяют от фракции кожуры,
фракцию семян подвергают шлифованию, где удаляется 2-40% масс семени, и получают фракцию оболочек семян, содержащая поверхностный слой семян, и фракция шлифованных семян, содержащая шлифованные семена, и
ягоды выбирают из рода Rubus, Sorbus, Rosa, Empetrum, Aronia и Hippophae и из их комбинаций, и фрукты выбирают из рода Vitis, Punica, Pyrus и Malus, и из их комбинаций.
Кроме того, настоящее изобретение направлено на применение фракции оболочек семян, содержащей противомикробно активные соединения, в косметике, продуктах гигиены, нутрацевтических продуктах, пищевых продуктах, пищевых добавках, кормах, упаковках и в фармацевтических продуктах.
Соответственно, настоящее изобретение относится к простым и экономичным средствам для использования материалов отходов, боковых фракций и побочных продуктов, получаемых от промышленности ягод и промышленности фруктов, при получении фракций, содержащих биологически активные соединения, при этом выбрасывание на свалку отходов ягод или фруктов может устраняться или, по меньшей мере, существенно уменьшаться.
Характерные признаки настоящего изобретения приведены в прилагаемой формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 иллюстрирует один из вариантов осуществления способа по настоящему изобретению.
Фигура 2 иллюстрирует другой вариант осуществления способа по настоящему изобретению, где материал ягод или фруктов предварительно обрабатывается перед просеиванием.
Фигура 3 иллюстрирует еще один вариант осуществления способа по настоящему изобретению, где шлифованные семена подвергаются ферментативной обработке.
Фигура 4 показывает противомикробную активность материала ягод.
Фигура 5 иллюстрирует противомикробную активность экстрактов морошки во влажных салфетках.
Фигура 6 представляет собой сделанные под микроскопом фотографии поверхности семян морошки.
Определения
Если не указано иное, термины, которые используются в описании и в формуле изобретения, имеют значения, обычно используемые в области пищевой промышленности. Конкретно, следующие термины имеют значения, указанные ниже.
Термин ʺягодаʺ понимается здесь как обозначающий все дикорастущие и культурные ягоды, содержащие внутренние семена, эти ягоды принадлежат к роду Rubus, Sorbus, Empetrum, Rosa, Aronia или Hippophae, включая все гибридные ягоды от этих видов. Малина, ежевика, княженика, ежевика сизая и морошка представляют собой примеры родов Rubus. Поскольку биологические виды Rubus легко скрещиваются и представляют собой апомикты, происхождение гибридных растений часто является очень сложным, но в целом договорились включать в определения культурные сорта ежевики и малины. Примеры указанных гибридных ягод включают логанову ягоду, бойзенову ягоду, малино-ежевику, ягоды марион, гибрид Сильван, ежевику тайберри, таммелберри и хильдаберри.
Термин ʺфруктʺ понимается здесь как обозначающий все дикорастущие и культурные фрукты, принадлежащие к роду Vitis, Punica, Pyrus и Malus, включая все гибридные фрукты от этих видов.
Фрукты рода Vitis означают виноград, содержащий внутренние семена, включая все гибридные сорта винограда, которые, в основном, представляют собой результат скрещивания между V. vinifera и другой виноградной лозой. Виноград используют для приготовления вина, джема, безалкогольных напитков, желе, экстракта семян, изюма, уксуса и виноградного масла из семян. Vitis представляет собой род примерно из 60 вьющихся растений в семействе Vitaceae.
Фрукты относятся также к фруктам или фруктовым деревьям, таким как гранат (Punica granatum), грушевое дерево (Pyrus communis) и яблоня (семейство Malus), и ко всем их гибридам.
Термины ʺпромышленность ягодʺ и ʺпромышленность фруктовʺ относится к промышленности, имеющей дело с разработкой, улучшением и производством продуктов, и к процессам, относящимся к дикорастущим и культурным ягодам и фруктам.
Термин ʺпротивомикробно активноеʺ соединение относится в настоящем документе к соединениям, которые могут убивать микроорганизмы или замедлять их рост. Примеры таких соединений представляют собой фенольные соединения, такие как эллаговая кислота и эллагитаннины. В дополнение к противомикробной и консервирующей активности, эти соединения часто имеют другие биологические активности, в частности, антиоксидантную активность.
Термин ʺшлифование семянʺ относится в настоящем документе к механической, абразивной обработке, где поверхностный слой семян удаляется в виде порошка. Шлифование, как понимается, включает также полировку и шелушение.
Термин ʺкосметикаʺ относится в настоящем документе к косметическим продуктам, включая продукты для ухода за кожей, продукты для ухода за волосами, продукты личной гигиены, декоративную косметику. Примеры продуктов для ухода за кожей представляют собой масляные кремы, кремы-основы, тоники, средства для отшелушивания, влажные салфетки, маски, и тому подобное.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к удобному способу преобразования материалов ягод и материалов фруктов во фракции, содержащие ценные биологически активные соединения, в частности, во фракции, содержащие значительные количества фенольных соединений, таких как эллаговая кислота и эллагитаннины. Эллагитаннины представляют собой сложные эфиры глюкозы и эллаговой кислоты, которые, когда гидролизуются, дают эллаговую кислоту.
Настоящее изобретение основывается на исследовании переработки материалов отходов, боковых фракций и побочных продуктов, получаемых из переработки ягод и фруктов, таких как выжимки и фильтр-прессный осадок, для обеспечения средств для использования эти материалов отходов и побочных продуктов при приготовлении фракций, содержащих биологически активные соединения полезные, например, в косметике, продуктах гигиены, нутрацевтических продуктах, пищевых продуктах, пищевых добавках, кормах, упаковках и в фармацевтических продуктах, в качестве природных консервантов.
Обнаружено, в частности, что поверхностный слой (фракция оболочек семян) семян ягод рода Rubus, Sorbus, Empetrum, Rosa, Aronia и Hippophae и семян фруктов рода Vitis, Punica, Pyrus и Malus показывает сильную противомикробную активность, например, против патогена человека Staphylococcus aureus. Фракции оболочек семян содержат высокие концентрации биологически активных фенольных соединений. В частности, эллаговая кислота, эллагитаннины и их производные содержатся в указанных фракциях ягод Rubus.
Заметные количества биологически активных фенольных соединений, таких как эллаговая кислота и эллагитаннины и их производные, остаются в материалах отходов, которые в настоящее время не используются. Эллаговая кислота и эллагитаннины представляют собой природные антиокисданты и консерванты, имеющие сильное противомикробное воздействие, таким образом, пригодные для использования в качестве природных консервантов и антиокисдантов в различных применениях в области косметики, пищевой промышленности и промышленности кормов, а также в упаковочной промышленности и фармацевтической промышленности.
В способе по настоящему изобретению кожуры ягод или кожура фруктов могут отделяться от семян, и поверхностный слой семян может затем удаляться с получением фракции оболочек семян, имеющей высокую противомикробную активность. Кроме того, шлифованные семена могут использоваться, как есть, или перерабатываться ферментативно, и фракция кожуры ягод или кожуры фруктов также находит свои применения.
Ягоды
В настоящем изобретении, могут использоваться все дикорастущие ягоды, культурные ягоды и все гибридные ягоды рода Rubus, Sorbus, Empetrum, Rosa, Aronia и Hippophae и любые их сочетания. Малина, ежевика, княженика (синоним арктическая малина), ежевика сизая и морошка, и гибридные ягоды, включая логанову ягоду и бойзенову ягоду, представляют собой пример родов Rubus, пригодных для использования по настоящему изобретению. Рябина представляет собой пример родов Sorbus, вороника - родов Empetrum, плод шиповника и шиповник дикий - родов Rosa, черноплодная рябина - родов Aronia и ягода облепиха - родов Hippophae, пригодных для использования по настоящему изобретению.
Морошка представляет собой ценные дикорастущие ягоды, имеющие высокое содержание ароматов, и она содержит также ценное масло из семян. Морошку используют в пищу, для приготовления ликеров и в косметической промышленности, однако только масло из семян используется в настоящее время из материалов отходов, остающихся после отжима ягод. Содержание эллаговой кислоты, находящейся в морошке, представляет собой следующее: плод ягоды (плод+семена), 0,6 мг/г сухой массы, кожура, 20,3 мг/г сухой массы, порошок из оболочек шлифованных семян, 19,6 мг/г сухой массы и полированные семена, 12,6 мг/г сухой массы. Эллагитаннины концентрируются во фракции оболочек шлифованных семян.
Княженика содержит очень высокое содержание эллаговой кислоты и эллагитаннина, и таким образом, она также является особенно пригодной для использования в качестве исходных материалов для способа по настоящему изобретению. С экологической точки зрения, дикорастущие ягоды, такие как морошка и княженика, которые растут без каких-либо искусственных удобрений или пестицидов, являются особенно пригодными для использования.
Фрукты
Все фрукты рода Vitis, Punica, Pyrus и Malus являются пригодными для использования в способе по настоящему изобретению. Все виды винограда и все гибридные виды винограда, содержащие семена, и принадлежащие к роду Vitis, можно использовать по настоящему изобретению. Как правило, огромные количества материалов отходов получают от переработки виноградной лозы, например, от отжима виноградных гроздьев, и таким образом, виноград также дает особенно пригодный для использования источник исходных материалов по настоящему изобретению.
Плоды фруктовых деревьев, таких как гранат (Punica granatum), грушевое дерево (Pyrus communis) и яблоня (Malus семейство), включая все их гибриды, также представляют собой пригодный для использования источник исходных материалов. Заметные количества отходов материал получают во время переработки этих фруктов.
Материалы ягод и материалы фруктов
Материалы ягод и материалы фруктов, пригодные для использования в способе по настоящему изобретению, могут выбираться из цельных ягод, цельных фруктов, побочных продуктов, боковых фракций и материалов отходов, получаемых из переработки ягод или фруктов. Примеры таких побочных продуктов, боковых фракций и материалов отходов представляют собой фильтр-прессный осадок, выжимки, ягодный жмых и фруктовый жмых. Указанные побочные продукты, боковые фракции и материалы отходов, как правило, содержат кожуру или корки, семена, некоторое количество пульпы, в редких случаях, некоторую часть листьев, лозы и хвойных иголок ягодных и фруктовых растений, это зависит также от того, насколько ягоды или фрукт очищаются механически перед переработкой.
Переработка ягод или фруктов может осуществляться, например, на оборудовании, осуществляющим переработку или отбор или фракционирование ягод или фруктов, или на оборудовании промышленности переработки пищевых продуктов или кормов, на оборудовании для производства безалкогольных напитков, пасты, пюре, вин, джемов, консервов, сладостей, и тому подобное. Особенно предпочтительно по настоящему изобретению используются побочные продукты, боковые фракции и материалы отходов.
Как правило, на линии отжима соков, ягоды или фрукты выжимаются, и оставшийся фильтр-прессный осадок замораживается и хранится приблизительно при -20°C для дальнейшего использования, или, альтернативно, он может сушиться.
Пасты и пюре из ягод и фруктов получают, например, посредством отжима ягод или фруктов через сито, и оставшийся ягодный жмых или фруктовый жмых замораживается и хранится приблизительно при -20°C, или, альтернативно, он может сушиться. Полученные замороженные выжимки, ягодный жмых или фруктовый жмых могут содержать от 40 до 70% масс воды, как правило, от 50 до 60% масс воды.
Побочные продукты, боковые фракции или материалы отходов, полученные из ягод рода Rubus или из винограда рода Vitis, такие как фильтр-прессный осадок или выжимки, содержат преимущественно семена, кожуру или корки и некоторое количество пульпы.
Способ
Настоящее изобретение направлено на способ преобразования материалов ягод и/или фруктов во фракции, содержащие биологически активные соединения с противомикробной активностью, включающий стадии, где
по меньшей мере один материал ягод или материал фруктов, выбранный из ягод, фруктов, побочных продуктов, боковых фракций и материалов отходов, получаемых из ягод или фруктов, и любые их комбинации, имеющий содержание воды не более чем 15% масс, просеивают, при этом фракция семян отделяется от фракции кожуры,
фракцию семян подвергают шлифованию, где 2-40% масс семени удаляется, и получают фракцию оболочек семян, содержащую поверхностный слой семян, и фракцию шлифованных семян, содержащую шлифованные семена, и
где ягоды выбирают из рода Rubus, Sorbus, Rosa, Empetrum, Aronia и Hippophae и из их комбинаций, и фрукты выбирают из рода Vitis, Punica, Pyrus и Malus и их комбинаций.
Материал ягод или материал фруктов, имеющий содержание воды не более чем 15% масс, означает в настоящем описании сухой материал ягод или материал фруктов.
Способ по настоящему изобретению иллюстрируется на Фигуре 1, где материал 10 ягод и/или фруктов, имеющий содержание воды не более чем 15% масс, подвергается просеиванию 100, при этом фракция 30 семян отделяется от фракции 20 кожуры, фракция 30 семян подвергается шлифованию 200, где 2-40% масс семени удаляется, и получаются фракция 50 оболочек семян, содержащая поверхностный слой семян, и фракция 40 шлифованных семян, содержащая шлифованные семена.
Фракция семян содержит семена. В редких случаях она может содержать малые количества любого материала из кожуры, корок и пульпы.
Фракция кожуры содержит кожуру, корки и пульпу. В редких случаях, она может содержать малые количества любого материала из листьев, лозы и хвойных иголок.
В предпочтительном варианте осуществления материал ягод и/или фруктов имеет содержание воды от 0,1 до 10% масс, особенно предпочтительно, от 0,1 до 8% масс.
В осуществляемом способе просеивания (отделения семян) просеивают материал ягод или материал фруктов, имеющий содержание воды не более чем 15% масс, при этом семена остаются на сите, а кожура, корки, пульпа, и тому подобное, проходят сквозь сито.
Соответствующим образом используется ситовое устройство, устройство для воздушной сепарации, устройство воздухоструйного сита, сетчатое устройство или вращающаяся сетка, предпочтительно используется вибрационное или встряхивающее ситовое/сетчатое устройство, где размер сита выбирается в соответствии с размером семян ягод или фруктов.
Например, при просеивании материала ягод, полученного из рода Rubus, соответствующим образом используют сито, где сито имеет размер отверстий ячеек от 0,5 до 2,0 мм, предпочтительно, от 0,6 до 1,6 мм.
Шлифование осуществляется с использованием устройства для шлифования или полировки, выбранного из машин для полировки зерна (например, ячменя), машин для полировки риса, и тому подобное, машин для отшелушивания, шелушильных машин и машин для полировки/шелушения.
При шлифовании удаляется от 2 до 40% масс, предпочтительно, от 3 до 35% масс, особенно предпочтительно, от 3 до 30% масс поверхностного слоя семян в виде фракции мелкодисперсного порошка (фракции оболочек семян) из семян, а также получают фракцию шлифованных семян.
Предварительная обработка материала ягод или материала фруктов
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения материал ягод или материал фруктов предварительно обрабатывается перед просеиванием. Предварительная обработка может осуществляться посредством воздействия на материал ягод или материал фруктов способов, выбранных из тепловой обработки, ферментации, ферментативной обработки, прессования, отжима, сушки, измельчения и их сочетаний.
В соответствии с один из вариантов осуществления настоящего изобретения материал ягод или материал фруктов выжимают, разделяют, декантируют или центрифугируют для отделения сока от твердого вещества (корок и семян).
В соответствии с один из вариантов осуществления настоящего изобретения материал ягод или материал фруктов подвергается тепловой обработке для удаления вредных микробов. Соответствующим образом, тепловую обработку осуществляют при 80°C в течение 5 мин.
В соответствии с один из вариантов осуществления настоящего изобретения материал ягод или материал фруктов ферментируют с использованием молочнокислых бактерий для модификации фенольных соединений и углеводных компонентов семян. Предпочтительно, заквасочную культуру выбирают из видов Lactococcus, Lactobacillus, Pediococcus и Oenococcus.
Фигура 2 иллюстрирует вариант осуществления, где материал ягод или материал фруктов предварительно обрабатывают перед просеиванием. Материал ягод или материал 60 фруктов подвергается тепловой обработке и ферментации 300, при этом получается ферментированный материал 70 ягод или фруктов, который затем подвергается отжиму 400, при этом фракция 80 сока отделяется от фильтр-прессного осадка 90. Фильтр-прессный осадок 90 подвергается сушке 500 с получением материала ягод или материала 10 фруктов, имеющего содержание воды не более чем 15% масс, который подвергается просеиванию 100, при этом фракция 30 семян отделяется от фракции 20 кожуры, фракция 30 семян подвергается шлифованию 200, где удаляется 2-40% масс семени, и получаются фракция 50 оболочек семян, содержащая поверхностный слой семян, и фракция 40 шлифованных семян, содержащая шлифованные семена.
При ферментации, как правило, замороженный материал ягод или фруктов и воду, соответствующим образом, ультрачистую воду, смешивают вместе (1:1) и нагревают соответствующим образом при 80°C в течение 5 мин. Смесь соответствующим образом охлаждают на ледяной, и при необходимости, материал ягод или фруктов измельчают. pH смеси доводится приблизительно до pH 5,0 соответствующим образом с помощью 5 н гидроксида натрия. Микробы предварительно выращивают в средах пищевых сортов. Ферментацию осуществляют в биореакторе (емкости), и тому подобное, например, в течение 3 дней при 30°C при постоянном перемешивании. Ферментационные смеси с молочнокислыми бактериями продувают стерильным газообразным азотом для создания анаэробных условий.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, материал ягод или материал фруктов обрабатывают ферментами, гидролизующими углеводы. Материал ягод или материал фруктов предпочтительно отжимают или выдавливают после инкубирования с ферментами. Соответствующим образом, фермент выбирают из целлюлазы, пектиназы, ксиланазы и их сочетаний. Выход сока увеличивается, и фильтр-прессный осадок или ягодный жмых содержит уменьшенные количества сахаров и воды.
При ферментативной обработке ферменты дозируют на основе их главной активности (например, 100 нкат/г или 0,1%). Оттаявший, давленный и нагретый (45°C) материал ягод или фруктов инкубируют при 40-45°C в течение 2-4 часов. Фермент разбавляют в воде перед смешиванием с давленным и нагретым материалом ягод и фруктов. Обработку осуществляют при собственном pH используемого материала (примерно pH 3). После инкубирования с ферментами, сок ягод или фруктов извлекают с помощью устройства для отжима сока.
В соответствии с один из вариантов осуществления настоящего изобретения, материал ягод или материал фруктов сушат перед его поступлением в способ для удаления избытка воды, пока его содержание воды не будет меньше 15% масс, предпочтительно, 0,1-10% масс. Сушка может осуществляться как конвекционная сушка, такая как сушка горячим воздухом, как вакуумная сушка или как паровая сушка, как микроволновая сушка, с вакуумной сушкой или без нее, или как сушка вымораживанием. Сушка может осуществляться с использованием сушилки с псевдоожиженным слоем при температуре от 35 до 70°C, предпочтительно, от 35 до 45°C. Соответствующим образом, сушка вымораживанием осуществляется при температуре от -40 до 0°C, а конвекционная сушка - при температуре от 40 до 70°C, предпочтительно, от 40 до 50°C. Можно использовать любые обычные сушильные устройства, пригодные для сушки.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, материал ягод или материал фруктов измельчают перед просеиванием соответствующим образом с использованием компрессионного измельчения для удаления с семян кусков кожуры, корок, пульпы, и тому подобное, и чтобы вызывать минимальное повреждение семян. Измельчительное устройство может выбираться из валковой дробилки, шаровой мельницы, измельчителя ручного типа, месильного измельчителя или их сочетания. Месильный измельчитель может использоваться в качестве измельчительного устройства, с помощью которого семена ягод отделяются от фракции сухой пульпы и кожуры без разрушения семян. Пригодный для использования измельчитель представляет собой мельницу для определения числа падения, содержащую вращающийся ротор и стационарный статор. Эта мельница обеспечивает замешивание и легкое режущее и ударное воздействие, где, однако энергия измельчения не является достаточной для разрушения семян, но они отделяются от матрицы. Предпочтительно используют дисковую мельницу или ударную мельницу с управляемым ударом, при этом достигается более мягкий процесс измельчения.
Шлифованные семена, содержащие сердцевину семени и масло семян, можно использовать, как есть, в пищевых применениях и в применениях для кормов для животных в качестве полезных для здоровья питательных компонентов. Альтернативно шлифованные семена могут обрабатываться ферментами.
Фракция шлифованных семян может дополнительно обрабатываться ферментами, выбранным из целлюлазы, пектиназы, ксиланазы и их сочетаний, для размягчения по-прежнему существующей оболочки семян, предпочтительно используются сочетания. Поскольку оболочка семян становится тоньше и еще мягче после ферментативной обработки, полезные для здоровья жирные кислоты могут легче высвобождаться из семян во время потребления и вкусовые ощущения также будут лучше, когда оболочка семян мягче. Эти шлифованные и обработанные ферментами семена являются особенно пригодными для различных пищевых применений, например, в сухих завтраках, воздушных хлопьях, мюсли, в выпечке, и тому подобное, и в кормах для животных.
Фигура 3 показывает вариант осуществления, где фракция шлифованных семян подвергается ферментативной обработке. Материал ягод и/или материал 10 фруктов, имеющий содержание воды не более чем 15% масс, подвергается просеиванию 100, при этом фракция 30 семян отделяется от фракции 20 кожуры, фракция 30 семян подвергается шлифованию 200, где удаляется 2-40% масс семени, и получаются фракция 50 оболочек семян, содержащая поверхностный слой семян, и фракция 40 шлифованных семян, содержащая шлифованные семена. Фракция 40 шлифованных семян подвергается ферментативной обработке 600, при этом получается фракция 91 шлифованных семян, обработанных ферментами. Перед ферментативной обработкой семена соответствующим образом набухают в воде в течение ночи (на Фигуре не показано).
Шлифованные семена, обработанные ферментами, могут также подвергаться экстракции фенольных соединений или масла семян с использованием соответствующих технологий экстракции, таких как обычные способы сверхкритической экстракции или экстракции растворителем, или их сочетания. Ферментативная обработка улучшает экстракцию жирных кислот из шлифованных семян, при этом можно получить ценное масло семян.
Альтернативно, шлифованные семена могут измельчаться с последующим необязательным сухим фракционированием.
Фракция кожуры ягод или фруктов, обогащенная волокнами, отделенная от семян, может использоваться, как есть, или она может дополнительно измельчаться до более мелкодисперсного состояния с помощью соответствующей мельницы, которая предпочтительно представляет собой игольчатую мельницу. Количество фракций кожуры, как правило, составляет 2-10% масс от ягод или материала фруктов, как вычислено по отношению к сухой массе. В качестве примера, фракция кожуры морошки, как правило, содержит 20 мг/г эллаговой кислоты по отношению к сухой массе. Ее можно использовать в качестве ингредиента в косметике, пищевых продуктах и в кормах для животных.
Полученные фракции оболочек семян обогащены фенольными соединениями, такими как эллаговая кислота, эллагитаннины и их производные, и другими биологически активными соединениями. Указанные фракции оболочек семян могут использоваться в качестве природных консервантов в косметике, продуктах гигиены, нутрацевтических продуктах, пищевых продуктах, пищевых добавках, кормах для животных, упаковках и в фармацевтических продуктах.
Фракции оболочек семян, содержащие биологически активные компоненты, соответствующим образом вводятся в пищевые продукты, в косметические продукты, в фармацевтические продукты, в корма для животных, в упаковочные материалы, в особенности, в упаковочные материалы таких продуктов, как пищевые продукты, которые легко портятся, и в фармацевтические препараты, такие как продукты для местного применения, подобные кремам, мазям, и тому подобное.
Примеры указанных легко портящихся пищевых продуктов являются продуктами из мяса птицы, такие как маринады, продукты на основе молока, такие как йогурты, напитки, продукты сметаны, продукты на основе ферментированного молока; продукты, содержащие ягоды или фрукты, такие как джемы, безалкогольные напитки, ягодные супы, консервы, пасты, пюре, детское питание; продукты лечебного питания, в особенности, для специального применения, например, для использования в больницах и для введения через зонд; зерновые продукты, такие как хлеб, воздушные хлопья, продукты для легкой закуски, мюсли, овсяные хлопья быстрого приготовления, продукты на основе ферментированного зерна и продукты, не содержащие глютена.
Настоящее изобретение обеспечивает несколько преимуществ. В частности, побочные продукты, боковые фракции и материалы отходов, получаемые из промышленности переработки ягод и фруктов, могут эффективно использоваться в простом и экономичном способе по настоящему изобретению для получения фракций, содержащих ценные биологически активные компоненты, а также фракций кожуры и фракций шлифованных семян, которые также находят несколько ценных применений. С помощью способа по настоящему изобретению практически весь материал отходов и побочных продуктов может использоваться эффективно.
Указанные биологически активные фракции можно использовать в качестве эффективных антиокисдантов, противомикробных агентов и консервантов, в частности, в области косметики, пищевых продуктов и в кормах для животных, а также в упаковках и в фармацевтических продуктах.
Способ по настоящему изобретению обеспечивает обогащение фенольных соединений, таких как эллаговая кислота и эллагитаннин и их производные, при этом указанные соединения концентрируются в конкретных фракциях для дальнейшего использования. Эти конкретные фракции могут добавляться, как есть, к различным продуктам. Выбрасывание отходов материалов на свалку может быть устранено или, по меньшей мере, значительно уменьшено. Это также представляет собой очевидную выгоду для окружающей среды и экологии. Богатые питательными веществами и ценные материалы отходов, и побочные продукты из промышленности ягод и промышленности фруктов можно использовать простым и эффективным путем в пищевых продуктах и в кормах для животных, а также в упаковках и в фармацевтических продуктах.
Настоящее изобретение обеспечивает улучшение хранения и микробиологической безопасности для продуктов, поскольку эти фракции, содержащие биологически активные соединения, действуют в качестве консервантов. Можно уменьшить количество синтетических консервантов в продуктах и заменить их этими природными соединениями. В дополнение к этому, в косметических продуктах, эти природные соединения также дополняют микробиоту кожи, поскольку они эффективно замедляют рост патогенов кожи, таких как Staphylococcus.
Настоящее изобретение обеспечивает улучшенное микробиологическое консервирование, улучшенное ингибирование реакций окисления и улучшенный антиоксидантный статус продуктов. Как правило, это означает улучшение стабильности и микробиологической безопасности.
Примеры
Следующие далее примеры представляют собой иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения, как описано выше, и они, как подразумевается, не ограничивают изобретение каким-либо образом.
Пример 1: Шлифование семян морошки, отделенных от фильтр-прессного осадка
Высушенный прессованный жмых морошки из промышленного способа отжима сока просеивают. Семена отделяют от фракции кожуры с использованием вибрационного ситового шейкера с 1,6-мм сеткой при настройках: время просеивания 10 минут и амплитуда 1,5 мм. Семена шлифуют с использованием абразивной машины (машины для шелушения ячменя) в течение времени шлифования 15 минут. Таблица 1 показывает выход, получаемый с помощью различных стадий способа, и распределение фракций, получаемых посредством просеивания и шлифования.
Таблица 1
| Способ: | Образец: | Выход: |
| - | Высушенный фильтр-прессный осадок морошки | 100% |
| Отделение семян от фильтр-прессного осадка посредством просеивания | Просеянные семена | 93% |
| Фракция кожуры | 7% | |
| Шлифование просеянных семян (время шлифования 15 мин) | Шлифованные семена | 69% |
| Порошок оболочек семян | 11% | |
| Потери | 13% |
Пример 2: Шлифование семян морошки, отделенных от фильтр-прессного осадка
Высушенный прессованный жмых морошки из промышленного способ отжима сока просеивают. Семена отделяют от фракции кожуры с использованием вибрационного ситового шейкера с 1,6-мм сеткой при настройках: время просеивания 5 минут и амплитуда 1,5 мм. Семена шлифуют с использованием абразивной машины (машины для шелушения ячменя) в течение времени шлифования 15 минут. Выход фракций просеивания и шлифования и распределения фракций, получаемых посредством просеивания и шлифования, показаны в Таблице 2.
Таблица 2
| Способ: | Образец: | Выход: |
| - | Высушенный фильтр-прессный осадок морошки | 100% |
| Отделение семян от фильтр-прессного осадка посредством просеивания | Просеянные семена | 96% |
| Фракция кожуры/сухая фракция A | 4% | |
| Шлифование просеянных семян (время шлифования 15 мин) |
Шлифованные семена | 74% |
| Порошок оболочек семян/сухая фракция B | 18% | |
| Потери | 4% |
Пример 3: Шлифование семян малины, отделенных от фильтр-прессного осадка
Замороженную малину оттаивают и измельчают с помощью пестика. Измельченную малину нагревают до 45°C и добавляют фермент иопектиназу Super 8X. Доза фермента составляет 100 нкат/г ягод (то есть, 1,98 мл/1 кг ягод, активное вещество - 51000 нкат/мл). После времени инкубирования (4 часа), осуществляют отжим сока с помощью пресса для приготовления настоек High Pressure Tincture Press H P5. Количество фильтр-прессного осадка составляет 16% масс, а сухое вещество фильтр-прессного осадка составляет 48% масс. Фильтр-прессный осадок сушат с помощью быстрой сушильной машины с помощью потока воздуха при 45°C до получения 89% сухого вещества.
Семена отделяют от высушенного фильтр-прессного осадка с использованием вибрационного ситового шейкера с 0,63-мм сеткой при настройках: время просеивания 5 минут и амплитуда 1,0 мм. Семена шлифуют посредством использования абразивной машины (машины для шелушения ячменя) в течение времени шлифования 15 минут. Выход, полученный с помощью различных стадий способа, и распределение фракций, полученных с помощью устройств для просеивания и шлифования, показаны в Таблице 3.
Таблица 3
| Способ: | Образец: | Выход: |
| - | Высушенный фильтр-прессный осадок малины | 100% |
| Отделение семян от фильтр-прессного осадка малины посредством просеивания | Просеянные семена | 96% |
| Фракция кожуры/сухая фракция A | 4% | |
| Опыт I шлифования: | ||
| Шлифование просеянных семян (время шлифования 1 мин) |
Шлифованные семена | 73% |
| Порошок оболочек семян/сухая фракция B | 4% | |
| Потери | 19% | |
| Опыт II шлифования: | ||
| Шлифование просеянных семян (время шлифования 2 мин) |
Шлифованные семена | 72% |
| Порошок оболочек семян/сухая фракция B | 7% | |
| Потери | 17% |
Пример 4: Шлифование семян, отделенных от морошки
Морошку замораживают и сушат вымораживанием. Высушенную морошку (меньше чем 15% масс воды) измельчают вручную для выделения кожуры, фруктовой мякоти и части семян из цельных ягод. Семена отделяют от части кожуры и фруктовой мякоти с использования вибрационного ситового шейкера с 1,6-мм сеткой. Материал морошки сначала просеивают с использованием времени просеивания 5 минут и амплитуды 1,0 мм, а после этого просеивают с использованием таких же настроек просеивания с помощью десяти стеклянных шариков. Стеклянные шарики помогают отделить фруктовую мякоть и кожуру от семян. После этого семена шлифуют с использованием абразивной машины (машины для шелушения ячменя) в течение времени шлифования 15 и 30 минут. Выход, полученный с помощью различных стадий способа, и распределение фракций, получаемых посредством просеивания и шлифования, показаны в Таблице 4.
Таблица 4
| Способ: | Образец: | Выход: |
| - | Высушенная вымораживанием морошка | 100% |
| Выделение семян из ягод посредством двойного просеивания (без 10 стеклянных шариков и с ними) | Просеянные семена | 48% |
| Фракция кожуры и фруктовой мякоти | 52% | |
| Опыт I шлифования: | ||
| Шлифование просеянных семян (время шлифования 15 мин) |
Шлифованные семена | 38% |
| Порошок оболочек семян/сухая фракция B | 4% | |
| Потери | 6% | |
| Опыт II шлифования: | ||
| Шлифование просеянных семян (время шлифования 30 мин) |
Шлифованные семена | 39% |
| Порошок оболочек семян/сухая фракция B | 6% | |
| Потери | 3% |
Пример 5: Ферментация морошки, отжим и просеивание
Ферментация
Замороженную, спелую морошку (Rubus chamaemorus) используют в качестве материала ягод. Материал ягод сначала подвергают тепловой обработке, а затем инокулируют приблизительно 106 кое г-1 промытых клеток LAB. Pedicoccus pentosaceus VTT E-072742 из VTT Culture Collection используют в качестве заквасочной культуры при ферментации морошки (http://culturecollection.vtt.fi/). Перед ферментацией, штамм восстанавливают в бульоне de Man Rogosa Sharpe в течение 1 дня в атмосфере 100% диоксида углерода, которую создают с использованием анаэробных сосудов и полосок Anaerocult C. Клетки собирают от восстановленных культур посредством центрифугирования и промывают один раз в растворе Рингера. Ферментацию осуществляют в масштабе 6 кг в биореакторе емкостью 15 л в течение 3 дней при 30°C при постоянном перемешивании (130 об/мин). Биореактор продувают стерильно отфильтрованным газообразным азотом для создания анаэробных условий. Отсчеты жизнеспособных молочнокислых бактерий и дрожжей определяют до и после ферментации с использованием методик определения количества микроорганизмов посевом. Результаты выражаются как колониеобразующие единицы (кое) на грамм влажной массы. Раздавленные ферментированные ягоды хранят замороженными.
Отжим и сушка
После ферментации раздавленные ягоды обрабатывают гидравлическим прессом высокого давления для приготовления настоек с использованием 5 литров заполняющего материала для разделения сока и нерастворимого фильтр-прессного осадка.
Фильтр-прессный осадок после отжима сока сушат в сушилке с псевдоожиженным слоем с использованием потока воздуха при +45°C, пока содержание воды в фильтр-прессном осадке ягод не будет ниже 15% масс. После этого высушенный фильтр-прессный осадок ягод просеивают в сухом состоянии с использованием сит различных размеров или с использованием аппарата для отсасывания. Фракция кожуры, имеющая средний размер частиц меньше чем 1250 мкм, отделяется, и собирают фракцию семян, имеющую средний размер частиц больше чем 750 мкм.
Массовый выход фильтр-прессного осадка морошки (ферментированные и неферментированные образцы) составляет 8-10%. Примерно 5% фильтр-прессного осадка состоит из корок и пульпы, а остальные 95% представляют собой семена.
Пример 6: Исследование противомикробной активности материала ягод
Противомикробную активность материала ягод исследуют по отношению к выбранным микробам, включая Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium, Escherichia coli и Candida albicans. Материалы ягод экстрагируют ацетоном для исследования.
Ацетоновые экстракты приготавливают посредством растворения 1 г высушенного вымораживанием материала растений до 50 мл 70% ацетона (объем/объем), который подкисляют кислотным с помощью аскорбиновой кислоты (конечная концентрация аскорбиновой кислоты 0,1%) для стабилизации фенольных соединений. Экстракцию осуществляют с использованием магнитной мешалки (300 об/мин, при комнатной температуре в течение 1 часа). Суспензии центрифугируют (4000 об/мин, 10 мин, +4°C), твердый материал выбрасывают, и ацетон выпаривают из жидкой фазы с помощью роторного испарителя, водяной бани при +35°C, 100 об/мин, автоматически регулируемого вакуума. Оставшуюся водную фазу замораживают и сушат вымораживанием. Экстракция может также осуществляться без аскорбиновой кислоты с использованием только лишь 70% ацетона (объем/объем).
Противомикробные активности измеряются на жидких культурах. Высушенные вымораживанием экстракты ягод, 1 мг мл-1, суспендируют в микробных культурах. Микробная культура без материала ягод используется в качестве положительного контроля, и культура с антибиотиком (хлорамфеникол для бактерий или гигромицин B для C. albicans) используется в качестве отрицательного контроля роста. Микробные культуры инкубируют при их оптимальных условиях роста, и рост отслеживают с помощью отсчета клеток с последующим определение количества микроорганизмов посевом в течение 24 час культивирования.
Результаты показывают четкую антибактериальную активность ацетоновых экстрактов фракций морошки и малины против Staphylococcus aureus и S. epidermidis по сравнению с культурой положительного контроля без противомикробных агентов. Детектируется умеренное замедление роста Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli и Salmonella typhimurium. Размножение Candida albicans не замедляется с помощью этих экстрактов морошки и малины. Фигура 4 показывает противомикробную активность ацетоновых экстрактов (1 мг мл-1) фракций морошки и малины против Staphylococcus aureus в жидкой культуре в течение культивирования в течение 24 часов. Культура с антибиотиком хлорамфениколом используется в качестве отрицательного контроля. Исследуемые образцы представляют собой контрольные образцы, плоды морошки, фракцию оболочек семян морошки и фракцию оболочек семян малины.
Пример 7: Противомикробная активность фракций оболочек семян морошки
В этом примере исследуют противомикробную активность фракций оболочек семян морошки против Staphylococcus aureus, важного патогена кожи, во влажных салфетках из наноцеллюлозы.
Приготавливают водные экстракты порошка оболочек морошки посредством растворения 1 г высушенного вымораживанием материала в 50 мл воды или подкисленной воды (добавляют 0,1% аскорбиновой кислоты для стабилизации фенольных соединений). Экстракцию осуществляют в микроволной печи, нагревая два раза, по 30 секунд, и перемешивая, как следует, суспензии до нагрева, между сеансами нагрева и в конце нагрева. Суспензии центрифугируют (4000 об/мин, 10 мин, +4°C), твердый материал выбрасывают, и супернатанты замораживают и сушат вымораживанием.
В дополнение к этому, приготавливают два типа ацетоновых экстрактов: основной ацетоновый экстракт порошка оболочек морошки (смотри Пример 6) и более очищенный ацетоновый экстракт плодов морошки. Осуществляют очистку основного ацетонового экстракта следующим образом: для дополнительной очистки экстрактов от сахара и органических кислот используют твердофазную экстракцию с помощью колонок Sep-Pak C18. Фенольные соединения элюируют из колонки с помощью этанола или метанола, или подкисленного этанола или подкисленного метанола (кислотные условия используют для стабилизации фенольных соединений). Растворитель выпаривают, и соединения разбавляют водой, замораживают и сушат вымораживанием, в результате получают порошок, обогащенный фенольными соединениями.
Экстракты растворяют в стерильной воде при следующих концентрациях: чистые ацетоновые экстракты морошки (1 мг мл-1), основной ацетоновый экстракт порошка оболочек морошки (2,5 мг мл-1) и водный экстракт порошка оболочек морошки (4,5 мг мл-1). На листы влажных салфеток помещают по два мл каждого раствора, а затем 200 мкл бактериальной суспензии (1,2×105 клеток). Два мл стерильной воды без экстракта ягод используют для положительного контроля роста бактерий. Приготавливают шесть параллельных листов каждого образца и контроля. Непосредственно после инокуляции бактерий, три листа каждого образца и контроля смешивают с 20 мл пептона в солевом растворе в блендере Stomacher, и измеряют отсчеты бактерий посредством метода определения количества микроорганизмов посевом из суспензии на листах. Их параллельные листы обрабатывают сходным образом после инкубации при 37°C в течение 24 часов.
Результаты показывают, что влажные салфетки из наноцеллюлозы, дополненные экстрактом плодов морошки и экстрактами порошков оболочек семян морошки, имеют сильную противомикробную активность против Staphylococcus aureus после 24 часов инкубации. Предел детектирования для отсчетов бактерий для определения количества микроорганизмов посевом составляет 100 клеток мл-1, и во всех влажных салфетках с экстрактом ягод отсчеты бактерий опускаются ниже этого предела после 24 часов инкубирования. Фигура 5 показывает противомикробную активность экстрактов морошки во влажных салфетках из наноцеллюлозы против Staphylococcus aureus. Отсчеты бактерий во влажных салфетках измеряются при 0 час (ν) и после инкубирования в течение 24 часов (
) при 37°C. Предел детектирования для отсчетов бактерий составляет 100 кое мл-1.
Пример 8: Ферментативная обработка шлифованных семян
Шлифованные семена морошки сначала набухают в воде в течение ночи. Затем семена обрабатывают смесью ферментов из целлюлазы, пектиназы и ксиланазы (Econase CE, доза 30 ЕФБ/г семян; Pectinex Ultra, доза 3000 нкат/г и Depol 740, доза 3000 нкат/г) при 40°C в аммоний-ацетатном буфере, pH 4, в течение 22 часов. После ферментативной обработки, семена сушат в печи. Эталонные семена инкубируют в буфере без ферментов. Анализируют жирные кислоты из высушенных семян после обработки. Выход жирных кислот составляют 5,1 мг/г и 7,1 мг/г, от эталонных и обработанных ферментами семян, соответственно. Результаты показывают, что жирные кислоты легче высвобождаются из шлифованных семян, которые обработаны ферментами, по сравнению с только лишь шлифованными семенами.
Наружная поверхность и внутренняя структура семян морошки изменяются из-за шлифования и ферментативной обработки. Это можно увидеть на Фигуре 6, которая представляет собой сделанные под микроскопом фотографии поперечного сечения поверхности семян морошки. Верхняя фигура показывает эталонное семя морошки, которое не шлифуется, а нижняя фигура показывает шлифованное и обработанное ферментами семя. Слой лигнина тоньше в обработанных семенах, и он содержит отверстия по сравнению с эталонным семенем. Структуры белка и бета-глюканов также отличаются для обработанных семян по сравнению с эталонными, это показывает, что ферментативная обработка воздействует также на внутреннюю часть семени. Шлифованные и обработанные ферментами семена морошки являются особенно пригодными для использования в качестве ингредиентов здорового питания в пищевых продуктах, пищевых добавках, нутрацевтических продуктах и в кормах для животных, таких как мюсли.
Пример 9: Противомикробная активность фракций оболочек семян морошки против Staphylococcus aureus и S. epidermis в масляных кремах и на кремах-основах, в косметических масках и в тониках
Противомикробная активность фракций оболочек семян морошки против Staphylococcus aureus и S. epidermis, важных патогенов кожи, исследуется в этом примере в масляных кремах и кремах-основах, в косметических масках и в тониках.
Порошок шлифованных семян используется как есть, а водные или этанольные экстракты, ацетоновые экстракты и очищенные ацетоновые экстракты приготавливают, как описано в Примерах 6 и 7.
Экстракты растворяют в стерильной воде при следующих концентрациях: чистые ацетоновые экстракты морошки (1 мг мл-1), основной ацетоновый экстракт порошка оболочек морошки (2,5 мг мл-1), и водный или этанольный экстракт порошка оболочек морошки или порошка шлифованных семян, как есть (4,5 мг мл-1). Экстракты добавляют к исследуемым продуктам до достижения следующих конечных концентраций: чистые ацетоновые экстракты морошки (0,01-2,0 мг/мл), основной ацетоновый экстракт порошка оболочек морошки (0,1-2,0 мг/мл) и водный или этанольный экстракт порошка оболочек морошка или порошка шлифованных семян, как есть (0,1-5,0 мг/мл). Альтернативно, порошки из экстрактов непосредственно добавляют в исследуемые продукты при такой же конечной концентрации. Каждую смесь инфицируют бактериальной суспензией (1-2×105 клеток). Стерильная вода без экстракта ягод используется для положительного контроля роста бактерий. Приготавливают шесть параллельных образцов и контроль. Непосредственно после инокуляции бактерий, три образца и контроль смешиваются с солевым раствором пептона, и отсчеты бактерий измеряют с помощью способа определения количества микроорганизмов посевом из суспензий. Их параллельные образцы обрабатывают сходным образом после инкубации при 37°C в течение 24 часов.
Результаты показывают, что масляные кремы, кремы-основы, косметические маски и тоники, дополненные экстрактами порошка оболочек семян морошки или порошком, самим по себе, имеют противомикробную активность, от умеренной до сильной, против Staphylococcus aureus и S. epidermis после 24 часов инкубации. Предел детектирования для отсчетов бактерий при определении количества микроорганизмов посевом s составляет 100 клеток мл-1, и во всех продуктах с экстрактом ягод, отсчет бактерий опускается ниже этого предела после 24 часов инкубации.
Пример 10: Противомикробная активность фракции оболочек семян морошки против Staphylococcus aureus и S. epidermis в косметическом отшелушивающем креме
Противомикробная активность фракции оболочек семян морошки против Staphylococcus aureus и S. epidermis, важных патогенов кожи, исследуется в настоящем примере в косметическом отшелушивающем креме.
Порошок шлифованных семян морошки, как есть, добавляют в отшелушивающий крем. Порошок шлифованных семян морошки содержит частицы нерастворимых углеводов и волокон, которые действуют как природные (не синтетические) отшелушивающие частицы. Порошок шлифованных семян смешивается с отшелушивающим кремом-основой, приготовленным при конечной концентрации (0,1-5,0 мг/мл). В дополнение к этому, могут добавляться экстракты порошков семян, как получено в Примерах 6-8, для придания продукту дополнительных противомикробных воздействий. Используют конечные концентрации экстрактов, описанные в Примерах 6-8.
Результаты для субъектов добровольцев, которые используют отшелушивающий крем (в течение одной недели) с ингредиентами ягод, показывают очевидное смягчение и осветление кожи после нескольких дней использования по сравнению с контрольным отшелушивающим кремом (без добавленных ингредиентов ягод). Противомикробные воздействия показаны как в примере 9.
Хотя настоящее изобретение описывалось по отношению к конкретным примерам, включающим предпочтительные в настоящее время способы осуществления изобретения, специалисты в данной области заметят, что имеются многочисленные варианты и изменения описанных выше вариантов осуществления, которые соответствуют духу и рамкам настоящего изобретения. Необходимо понять, что настоящее изобретение не ограничивается в своем применении деталями конструкции и расположениями компонентов, приведенными выше. Варианты и модификации того, что изложено выше, находятся в рамках настоящего изобретения.
1. Способ преобразования материалов ягод и/или фруктов во фракции, содержащие биологически активные соединения с противомикробной активностью, отличающийся тем, что способ включает стадии, где по меньшей мере один материал ягод или материал фруктов, выбранный из ягод, фруктов, побочных продуктов, боковых фракций и материалов отходов, получаемых из ягод или фруктов, и любых их комбинаций, имеющий содержание воды не более чем 15% масс., просеивают, при этом фракция семян отделяется от фракции кожуры, фракцию семян подвергают шлифованию, где 2-40% масс. поверхностного слоя семян удаляется, и получают фракцию оболочек семян, содержащую указанный поверхностный слой семян, и фракцию шлифованных семян, содержащую шлифованные семена, причем фракция оболочек семян содержит биологически активные фенольные соединения, и ягоды выбирают из рода Rubus, Sorbus, Rosa, Empetrum, Aronia и Hippophae и из их комбинаций, и фрукты выбирают из рода Vitis и Punica и их комбинаций.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал ягод или материал фруктов предварительно обрабатывают перед просеиванием и предварительная обработка может осуществляться посредством воздействия на материал ягод или материал фруктов способа, выбранного из тепловой обработки, ферментации, ферментативной обработки, прессования, отжима, сушки и их комбинаций.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что материал ягод или материал фруктов ферментируют с использованием молочнокислых бактерий, предпочтительно указанные молочнокислые бактерии выбирают из видов Lactococcus, Lactobacillus, Pediococcus и Oenococcus.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что материал ягод или материал фруктов обрабатывают ферментами, гидролизирующими углеводы, предпочтительно указанные ферменты выбирают из целлюлазы, пектиназы, ксиланазы и их комбинаций.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что просеивание осуществляют с использованием ситового устройства, устройства для воздушной сепарации, устройства воздухоструйного сита, сетчатого устройства, вращающейся сетки или сетчатого устройства, предпочтительно вибрационного ситового устройства.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что шлифование осуществляют с использованием устройства для шлифования или полировки, выбранного из машин для полировки зерна, машин для полировки риса и машин для отшелушивания.
7. Способ по любому из пп. 2-6, отличающийся тем, что материал ягод или материал фруктов сушат до тех пор, пока он не будет иметь содержание воды 0,1-10% масс., предпочтительно 0,1-8% масс.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что фракцию шлифованных семян обрабатывают ферментами, выбранным из целлюлазы, пектиназы, ксиланазы и их комбинаций, с получением фракции шлифованных семян, обработанных ферментами.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что фракцию шлифованных семян, обработанных ферментами, подвергают экстракции с использованием способа сверхкритической экстракции или способа экстракции растворителем или их комбинаций.
10. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что фракции шлифованных семян перемалывают.
11. Применение фракции оболочек семян, полученной в способе по любому из пп. 1-7, в качестве соединения с противомикробной активностью в косметике, продуктах гигиены, нутрацевтических продуктах, пищевых продуктах, пищевых добавках, кормах для животных, упаковках и фармацевтических продуктах.
