Способ получения пищевой добавки - пектина из растительного сырья

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения пищевой добавки - пектина из растительного сырья включает промывку исходного сырья водой, кислотный гидролиз, отделение раствора, осаждение и сушку целевого продукта. В качестве исходного сырья используют клюкву. Гидролиз осуществляют 0,03 н раствором лимонной кислоты при соотношении массы нерастворимых сухих веществ сырья к массе раствора кислоты от 1:18 до 1:22, температуре 98-100°С в течение 105-125 мин. Затем полученный пектинсодержащий раствор упаривают до достижения массовой доли пектина 4-6%. Осаждение пектина из раствора проводят тремя объемами 96%-ого этилового спирта. Изобретение позволяет получить пектин, удовлетворяющий требованиям на пищевую добавку Е440, значительно повысить выход целевого продукта за счет более полного гидролиза протопектина. 2 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения пищевой добавки, предназначенной для использования в пищевых продуктах в качестве гелеобразователя, стабилизатора консистенции, загустителя, комплексообразователя, влагоудерживающего агента.

Известно, что пектин получают из яблочных выжимок и кожуры цитрусовых экстракцией подкисленной водой при температуре 50-90°С, рН 1-3 в течение 3-12 ч. Пектин осаждают из экстракта спиртом, сушат, размалывают и стандартизируют (Сарафанова Л.А. Пищевые добавки. Энциклопедия. - 2012, изд., 3.- С. 411).

Известен способ получения пектина, предусматривающий дезактивацию пектинэстеразы путем промывки измельченного сырья подкисленной водой с рН от 3,2 до 3,9, экстракцию пектина в течение 7 ч при температуре 70°С и доведении рН суспензии до 1,7-1,8 раствором азотной кислоты (исходное соотношение между массой нерастворимых в воде сухих веществ сырья и массой жидкой фракции по расчету составляет 1: 33), разделение суспензии на твердую и жидкой фракции, очистку фильтрата и осаждение из него пектина путем прибавления к трем объемам 80%-го изопропанола. Для яблок получают пектин с относительным выходом 22%, гелеобразующей способностью 192°SAG и средней молекулярной массой 165 кДа (Патент РФ №2336280, опубл. 20.10.2008).

К основным недостаткам известной технологии можно отнести несовершенную стадию гидролиза/экстракции протопектина, что приводит к увеличению продолжительности процесса и снижению выхода целевого продукта, а также большой расход спирта на осаждение пектина вследствие проведения гидролиза/экстракции в разбавленных средах и отсутствия этапа концентрирования пектинсодержащего раствора перед осаждением спиртом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения пектина из растительного сырья, включающий промывку исходного сырья водой, кратковременную выдержку в растворе уксусной кислоты с рН 4,0-4,5 при температуре 30-40°С, проведение гидролиза соляной кислотой при рН 1,8-2,0 и температуре 92°С в течение 60 мин, отделение экстракта фильтрованием, нейтрализацию аммиаком до рН 8, осаждение пектина 25%-ным раствором А1С13, очистку пектина от алюминия путем промывки раствором, содержащим 70% этилового спирта и 5% соляной кислоты, сушку при температуре 80°С (Патент СССР №SU1399303, опубл. 30.05.1988).

Недостатками способа являются:

1. Низкий выход целевого продукта (приблизительно 26% в пересчете на чистый пектин) вследствие недостаточной продолжительности процесса гидролиза при режимах указанных в патенте.

2. Низкое качество получаемого пектина (средняя молекулярная масса менее 70 кДа не позволяет получить пектин с гелеобразующей способностью 150°SAG) вследствие того, что пектинсодержащий раствор нейтрализуют до рН 8 и прибавляют хлорид алюминия (это разрушает основную полигалактуроновую цепь и снижает степень этерификации).

3. В патенте не приводится остаточное содержание алюминия в готовом продукте и представляется маловероятным, что при указанных режимах получится полностью убрать весь алюминий из образовавшегося при осаждении пектата алюминия.

4. Использование больших количеств относительно дорогого хлорида алюминия и необходимость последующей утилизации содержащих алюминий отходов.

5. Несмотря на то, что для осаждения пектина из раствора используется хлорид алюминия, в производственном цикле также используется большое количество пожароопасного спирта.

Задачей предлагаемого решения является разработка способа, обеспечивающего получение пектина с показателями качества и безопасности, которые предъявляются к пищевой добавке Е440 (Combined Compendium of Food Additive Specifications joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. -Rome, 2006) и сокращение затрат на реализацию процесса.

Техническим результатом изобретения является увеличение выхода целевого продукта за счет более полного гидролиза протопектина, повышение качества пектина за счет использования другого способа выделения пектина из раствора, отказ от использования больших количеств солей металлов в технологическом процессе, сокращение потребления энергии на упаривание пектинсодержащего раствора и расхода спирта - на осаждение пектина из раствора, за счет проведения гидролиза с минимальным количеством воды.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения пектина из растительного сырья, включающем промывку исходного сырья водой, кислотный гидролиз, отделение раствора, осаждение и сушку целевого продукта, согласно изобретению в качестве исходного сырья используют клюкву, гидролиз осуществляют 0,03 н раствором лимонной кислоты при соотношении массы нерастворимых сухих веществ исходного сырья к массе раствора кислоты от 1:18 до 1:22, температуре 98-100°С в течение 105-125 мин, затем полученный пектинсодержащий раствор упаривают до достижения массовой доли пектина 4-6%, а осаждение пектина из раствора проводят тремя объемами 96%-го этилового спирта.

На этапе гидролиза протопектина также происходит деградация пектина. В наибольшей степени это выражается в снижении его средней молекулярной массы. С технологической точки зрения следует стремиться получить максимальный выход пектина со средней молекулярной массой не менее 130 кДа при продолжительности этапа кислотного гидролиза от 1 до 3 ч. На фиг. 1 и 2 представлены зависимости средней молекулярной массы и выхода пектина от продолжительности кислотного гидролиза при указанных выше режимах.

Использование в качестве растительного сырья клюквы, подбор режимов взаимодействия, концентраций и соотношений исходных компонентов, а также выбор режимов концентрирования, осаждения и сушки обеспечивают получение пектина по качеству, удовлетворяющего требованиям на пищевую добавку Е440, при одновременном увеличении выхода в 2,5 раза, отказе от использования алюминия и сокращении расхода спирта.

Способ получения пищевой добавки осуществляют следующим образом. Клюкву измельчают до размера частиц от 1 до 2 мм и промывают питьевой водой с температурой от 10°С до 30°С от растворимых непектиновых веществ (при этом с соком теряется приблизительно 5% пектина от его содержания в исходном сырье). Жмых отжимают до массовой доли сухих веществ от 10% до 20% и с учетом его влажности вносят в реактор с работающей мешалкой в нагретый до температуры от 70°С до 90°С раствор лимонной кислоты. Количество и концентрацию раствора лимонной кислоты подбирают так, чтобы в расчете на 100 г свежей клюквы (на сухие нерастворимые в воде вещества, содержащиеся в 100 г свежей клюквы - от 3,1 до 3,6 г, в зависимости от сорта и степени зрелости), приходилось 67 см3 0,03 н раствора лимонной кислоты (соотношение между массой нерастворимых в воде сухих веществ сырья и массой жидкой фракции составляет от 1:18 до 1:22, что соответствует массовой доле сухих веществ в образовавшейся суспензии от 4,5% до 5,6%). Исходное содержание пектина (в пересчете на пектат кальция) в абсолютно сухом промытом жмыхе для кондиционной клюквы составляет от 15% до 20% (меньшее содержание пектина в сравнении с яблоками объясняется наличием в клюквенном сырье большого количества семечек). Суспензию быстро нагревают до температуры от 98°С до 100°С и перемешивая выдерживают при этой температуре от 105 до 125 мин. Затем жмых отжимают и промывают небольшим количеством питьевой воды. Пектинсодержащий раствор и промывные воды объединяют и быстро упаривают под вакуумом при температуре от 35°С до 45°С до массовой доли пектина в растворе от 4% до 6% (в пересчете на пектат кальция). Из полученного раствора пектин осаждают тремя объемами 96%-го этилового спирта. Полученный осадок промывают небольшим количеством этилового спирта, отжимают и сушат при атмосферном давлении и температуре от 65°С до 75°С. Из 100 г свежей клюквы получают от 0,38 до 0,45 г пектина (в пересчете на пектат кальция) со средней молекулярной массой от 123 до 137 кДа и гелеобразующей способностью от 190 до 240°SAG, что соответствует относительному выходу от 69% до 72% (от содержания пектина в исходном промытом жмыхе).

Сухой пектин измельчают и стандартизируют до 150°SAG, при этом масса конечного продукта увеличивается примерно в 1,4 раза. Отработанный спирт после очистки и ректификации возвращают в цикл производства пектина. Пектинсодержащий раствор перед упариванием можно дополнительно очищать от крахмала, белковых, красящих и ароматических веществ, способных повлиять на органолептическое восприятие пищевого продукта изготовленного с использованием пектина. В промышленных условиях пектин будут получать не из свежей клюквы, а из отходов сокового производства, представляющих собой промытые и высушенные клюквенные выжимки.

Далее изобретение поясняется примерами, иллюстрирующими способ получения пищевой добавки - пектина.

Пример 1.

Вместе с питьевой водой в количестве от 900 до 1500 см3 в блендере измельчают 600 г клюквы до размера частиц от 1 до 2 мм. Образовавшуюся суспензию промывают питьевой водой с температурой от 10°С до 30°С от растворимых непектиновых веществ и отжимают. Получают 117 г влажного жмыха с массовой долей сухих веществ 18% и суммарным содержанием пектина 3,3 г (в пересчете на пектат кальция).

В неметаллическую емкость дозируют 304 см3 0,039 н раствора лимонной кислоты (с учетом содержащейся в жмыхе воды это будет соответствовать 400 см3 0,03 н раствора) и нагревают на кипящей водяной бане. В нагретый раствор при перемешивании вносят подготовленный жмых, быстро нагревают до температуры от 98°С до 100°С и перемешивая выдерживают при этой температуре 114 мин. Затем жмых отжимают и тщательно промывают минимальным количеством питьевой воды. Пектинсодержащий раствор и промывные воды объединяют и быстро упаривают под вакуумом при температуре от 35°С до 45°С до массовой доли пектина в растворе 6% (в пересчете на пектат кальция) и объема приблизительно 39 см3. Из полученного раствора пектин осаждают путем постепенного прибавления при перемешивании 120 см3 96%-го этилового спирта. Полученный осадок промывают небольшим количеством этилового спирта, отжимают и сушат при атмосферном давлении и температуре от 65°С до 75°С. Получают 2,35 г пектина (в пересчете на пектат кальция) со средней молекулярной массой 130 кДа, гелеобразующей способностью 225°SAG и степенью этерификации 66%, что соответствует относительному выходу 71,3% (от содержания пектина в исходном промытом жмыхе).

Пример 2.

Вместе с питьевой водой в количестве от 900 до 1500 см3 в блендере измельчают 600 г клюквы до размера частиц от 1 до 2 мм. Образовавшуюся суспензию промывают питьевой водой с температурой от 10°С до 30°С от растворимых непектиновых веществ и отжимают. Получают 140 г влажного жмыха с массовой долей сухих веществ 15% и суммарным содержанием пектина 3,3 г (в пересчете на пектат кальция).

В неметаллическую емкость дозируют 281 см3 0,043 н раствора лимонной кислоты (с учетом содержащейся в жмыхе воды это будет соответствовать 400 см3 0,03 н раствора) и нагревают на кипящей водяной бане. В нагретый раствор при перемешивании вносят подготовленный жмых, быстро нагревают до температуры от 98°С до 100°С и перемешивая выдерживают при этой температуре 105 мин. Затем жмых отжимают и тщательно промывают минимальным количеством питьевой воды. Пектинсодержащий раствор и промывные воды объединяют и быстро упаривают под вакуумом при температуре от 35°С до 45°С до массовой доли пектина в растворе 5% (в пересчете на пектат кальция) и объема приблизительно 47 см3. Из полученного раствора пектин осаждают путем постепенного прибавления при перемешивании 140 см3 96%-го этилового спирта. Полученный осадок промывают небольшим количеством этилового спирта, отжимают и сушат при атмосферном давлении и температуре от 65°С до 75°С. Получают 2,33 г пектина (в пересчете на пектат кальция) со средней молекулярной массой 137 кДа, гелеобразующей способностью 240°SAG и степенью этерификации 68%, что соответствует относительному выходу 70,6% (от содержания пектина в исходном промытом жмыхе).

Пример 3.

Вместе с питьевой водой в количестве от 900 до 1500 см3 в блендере измельчают 600 г клюквы2 до размера частиц от 1 до 2 мм. Образовавшуюся суспензию промывают питьевой водой с температурой от 10°С до 30°С от растворимых непектиновых веществ, отжимают и сушат выжимки под вакуумом до постоянной массы. Получают 21,0 г сухого жмыха с суммарным содержанием пектина 3,6 г (в пересчете на пектат кальция).

В неметаллическую емкость дозируют 400 см3 0,03 н раствора лимонной кислоты и нагревают на кипящей водяной бане. В нагретый раствор при перемешивании вносят подготовленный жмых, быстро нагревают до температуры от 98°С до 100°С и перемешивая выдерживают при этой температуре 125 мин. Затем жмых отжимают и тщательно промывают минимальным количеством питьевой воды. Пектинсодержащий раствор и промывные воды объединяют и быстро упаривают под вакуумом при температуре от 35°С до 45°С до массовой доли пектина в растворе 4% (в пересчете на пектат кальция) и объема приблизительно 59 см3. Из полученного раствора пектин осаждают путем постепенного прибавления при перемешивании 175 см3 96%-го этилового спирта. Полученный осадок промывают небольшим количеством этилового спирта, отжимают и сушат при атмосферном давлении и температуре от 65°С до 75°С. Получают 2,59 г пектина (в пересчете на пектат кальция) со средней молекулярной массой 123 кДа, гелеобразующей способностью 200°SAG и степенью этерификации 63%, что соответствует относительному выходу 71,9% (от содержания пектина в исходном промытом жмыхе).

Таким образом, заявленный способ получения пищевой добавки -пектина из растительного сырья обеспечивает получение пектина, соответствующего требованиям, предъявляемым к пищевой добавке Е440, с выходом 69-72% от содержания пектина в исходном подготовленном сырье.

Способ получения пищевой добавки - пектина из растительного сырья, включающий промывку исходного сырья водой, кислотный гидролиз, отделение раствора, осаждение и сушку целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют клюкву, гидролиз осуществляют 0,03 н раствором лимонной кислоты при соотношении массы нерастворимых сухих веществ сырья к массе раствора кислоты от 1:18 до 1:22, температуре 98-100°С в течение 105-125 мин, затем полученный пектинсодержащий раствор упаривают до достижения массовой доли пектина 4-6%, а осаждение пектина из раствора проводят тремя объемами 96%-ого этилового спирта.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению пектиновых экстрактов. Способ получения пектинового экстракта из корзинок-соцветий подсолнечника предусматривает измельчение, очистку сырья, гидролиз-экстрагирование подготовленного сырья с добавлением кислоты, отделение жидкой фазы.

Изобретение относится к способу получения пектиновых веществ из высшего водного растения ряски Lemna minor. Предложенный способ получения пектинов из ряски Lemna minor включает выдержку исходного сырья в подкисленной воде при рН 1-2 на водяной бане при температуре 80-100°С в течение 1-3 часов, последующую фильтрацию, осаждение пектиновых веществ 96%-ным раствором этилового спирта в соотношении 1:2-4, выдержку смеси при температуре 2-4°С в течение 12 часов.
Изобретение относится к пищевой промышленности и направлено на глубокую переработку вторичных сырьевых ресурсов свеклосахарного производства. Способ получения свекловичного пектина из пектиновых веществ свекловичного жома включает гидролиз протопектина, выделение из полученной смеси жидкой фазы, осаждение, очистку, сушку и измельчение в порошок полученного пектина.

Изобретение относится к частице, имеющей форму однородной по существу сферы или части однородной сферы, для использования в качестве кормовой добавки. Предлагаемая частица состоит по существу из комплекса, в частности соли, между кислотой или соответствующим анионом и по меньшей мере одним металлом или соответствующим катионом металла.

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения пищевой добавки, предназначенной для использования в пищевых продуктах в качестве гелеобразователя, стабилизатора консистенции, загустителя, комплексообразователя, влагоудерживающего агента.

Изобретение относится к способу получения пектиновых полисахаридов. Способ включает обработку сырья водным раствором формалина, выдерживание в подкисленной соляной кислотой воде, экстракцию водным раствором оксалата аммония, фильтрацию и концентрирование экстракта на ультрафильтрационной колонке с одновременным диализом, лиофильную сушку целевого продукта.
Изобретение относится к переработке отходов свекловичного производства. Способ извлечения пектиновых веществ включает мойку сырья водой, измельчение, обработку ультразвуком, гидролиз и экстрагирование, осаждение пектиновых веществ и их очистку из пектинсодержащего экстракта этиловым спиртом.

Изобретение относится к технологии переработки семян льна и частично обезжиренного жома льняного семени. Получают водный экстракт полисахаридов путем экстрагирования при воздействии механических колебаний частотой 10-20 Гц, амплитуде 3-6 мм в течение 14-16 мин.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ производства пектинсодержащего продукта из зерна льна включает увлажнение зерна льна, его отволаживание и обработку ИК-лучами.

Изобретение относится к пищевой, фармацевтической и биохимической отраслям промышленности. Способ получения пектина включает экстракцию пектиносодержащих выжимок раствором пищевой или минеральной кислоты с рН 0,8-3,2 и гидромодулем 1:(15-45) в течение 1-6 часов при температуре 70-95°C, фильтрацию полученного экстракта, его очистку.
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению пектиновых экстрактов. Способ получения пектинового экстракта из корзинок-соцветий подсолнечника предусматривает измельчение, очистку сырья, гидролиз-экстрагирование подготовленного сырья с добавлением кислоты, отделение жидкой фазы.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при переработке растительного сырья. Способ получения пектина и клетчатки включает подготовку пульпы из гранулированного жома сахарной свеклы путем его замачивания в воде при температуре 30±2°С, гидролиз-экстрагирование полученной пульпы водным раствором янтарной кислоты при рН 2, температуре 80°С в течение 65 минут в электромагнитном поле с частотой 29 Гц с получением пектинового экстракта и отработанной пульпы.

Изобретение относится к области химии биополимеров. Способ получения низкомолекулярного олигомерного хитозана предусматривает растворение хитозана в водном растворе кислоты, в качестве которой используют или уксусную, или соляную, или янтарную, или аскорбиновую, или никотиновую, или бензойную кислоты.

Изобретение относится к микроструктуре, содержащей биосовместимый полимер или адгезив, и к способу ее получения. Изобретение оптимизирует аспектное отношение в соответствии с типом каждой из микроструктур, обеспечивая посредством этого оптимальные для проникновения через кожу угол кончика и диапазон диаметров.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложен выделенный или по существу очищенный гепарансульфат HS8, при этом указанный HS8 способен специфически и с высокой аффинностью связываться с полипептидом, состоящим из аминокислотной последовательности YCKNGGF (SEQ ID NO: 2) и имеющим от 0 до 20 дополнительных аминокислот на одном или на обоих концах указанной аминокислотной последовательности SEQ ID NO:2, при этом указанный по существу очищенный гепарансульфат HS8 содержит по меньшей мере 80% HS8, и при этом указанный гепарансульфат HS8 имеет определенный дисахаридный состав.

Группа изобретений относится к области медицины и косметической промышленности, а именно к способу получения биополимера, имеющего среднюю молекулярную массу, меньшую, чем его исходная молекулярная масса, включающему: обеспечение композиции, содержащей биополимер с исходной молекулярной массой, и воду; лиофилизацию указанной композиции, включая сублимацию при максимальной температуре, выбранной из диапазона от 40°C до 140°C, причём максимальную температуру в ходе лиофилизации выбирают так, чтобы способствовать управляемому расщеплению указанного биополимера; причем указанная композиция имеет pH в диапазоне от 2,5 до 6, и где указанный биополимер выбирают из группы, состоящей из гиалуроновой кислоты, коллагена, глюкозоаминогликанов, полисахаридов и фукоиданов, а также относится к способу получения композиции, содержащей биополимер со средней молекулярной массой, меньшей, чем его исходная молекулярная масса, к применению способа для получения дерматологически приемлемого биополимера и к применению способа для получения дерматологически приемлемой композиции, содержащей биополимер.

Группа изобретений относится к биотехнологии и области сыроделия. Порошок частиц альгинатной камеди в непокрытой форме характеризуется содержанием сухих твердых веществ от 80 до 100% вес./вес., содержит от 0,4 до 1,6% вес./вес.

Изобретение относится к способу получения производных хитозана, которые могут использоваться для создания носителей для доставки лекарств к эпителиальным клеткам барьерных органов и тканей, а также для получения флуоресцентных проб для маркирования мембран клеток в медицинской и фармацевтической промышленности.

Изобретение относится к способу получения пектиновых веществ из высшего водного растения ряски Lemna minor. Предложенный способ получения пектинов из ряски Lemna minor включает выдержку исходного сырья в подкисленной воде при рН 1-2 на водяной бане при температуре 80-100°С в течение 1-3 часов, последующую фильтрацию, осаждение пектиновых веществ 96%-ным раствором этилового спирта в соотношении 1:2-4, выдержку смеси при температуре 2-4°С в течение 12 часов.

Изобретение относится к пищевой и фармацевтической промышленности. Способ очистки хондроитин сульфата (ХС) от кератан сульфата (КС) предусматривает получение водного раствора, содержащего ХС и КС, смешивание полученного водного раствора с органическим растворителем при условиях ионной силы, вызывающей образование плотной фазы, в которой концентрируется ХС, и легкой фазы, в которой концентрируется КС.
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению пектиновых экстрактов. Способ получения пектинового экстракта из корзинок-соцветий подсолнечника предусматривает измельчение, очистку сырья, гидролиз-экстрагирование подготовленного сырья с добавлением кислоты, отделение жидкой фазы.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения пищевой добавки - пектина из растительного сырья включает промывку исходного сырья водой, кислотный гидролиз, отделение раствора, осаждение и сушку целевого продукта. В качестве исходного сырья используют клюкву. Гидролиз осуществляют 0,03 н раствором лимонной кислоты при соотношении массы нерастворимых сухих веществ сырья к массе раствора кислоты от 1:18 до 1:22, температуре 98-100°С в течение 105-125 мин. Затем полученный пектинсодержащий раствор упаривают до достижения массовой доли пектина 4-6. Осаждение пектина из раствора проводят тремя объемами 96-ого этилового спирта. Изобретение позволяет получить пектин, удовлетворяющий требованиям на пищевую добавку Е440, значительно повысить выход целевого продукта за счет более полного гидролиза протопектина. 2 ил., 3 пр.

Наверх