Результат интеллектуальной деятельности: Способ ферментации цветочно-травянистого эфиромасличного сырья

Изобретение относится к эфиромасличной промышленности и может быть использовано для увеличения содержания эфирного масла в сырье во время послеуборочной переработки цветочно-травянистого сырья перед операцией извлечения эфирного масла.

В настоящее время для повышения выхода эфирного масла применяются различные способы ферментации: ферментация в воде при температуре окружающей среды, ферментация в растворе поваренной соли при температуре окружающей среды [Танасиенко Ф.С. Эфирные масла. Содержание и состав в растениях. - Киев: Наук. думка, 1985. - 264 с.], ускоренная тепловая ферментация [Технология натуральных эфирных масел и синтетических душистых веществ. / Сидоров И.И., Турышева Н.А., Фалеева Л.П., Ясюкевич Е.М. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 368 с.], ферментация самосогреванием, ферментация в анаэробных условиях, основанная на гидролизе глюкозидов собственными ферментами сырья и др. Однако количественное содержание эфирного масла эти способы повышают недостаточно.

Наиболее применяемый - способ ферментации цветков розы в воде при 50°С в течение 2 часов, что позволяет увеличивать содержание эфирного масла в сырье до 150-180% [Справочник технолога эфирномасличного производства./ Чипига А.П., Зюков Д.Г., Найденова В.П. и др. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 184 с.]. Однако этот способ длительный и не приемлем для переработки эфиромасличного сырья способом экстракции.

В условиях возрастания требований к интенсификации технологических процессов при переработке сельскохозяйственной продукции, перспективным является внедрение в производство новых технологий на основе микроволновых методов термической обработки сырья.

Известен способ ферментации эфиромасличного сырья с использованием СВЧ-поля, предусматривающий отделение фракции мелких и расколотых плодов, хранение отделенной фракции в течение 1-3 суток без доступа воздуха с последующим нагревом СВЧ-полем до 70-85°С и отлежкой в течение 0,2-0,4 ч, нагревание оставшейся фракции СВЧ-полем до 85-90°С перед переработкой и отлежкой в течение 0,4-1,0 ч. [Патент РФ №2151787, Способ ферментации эфиромасличного сырья, МПК С11В 9/02, опубл. 27.06.2000]. Данный способ выбран в качестве прототипа.

Указанный способ имеет следующие недостатки: способ предусматривает обработку только зернового сырья; на осуществление процесса вследствие многократного использования СВЧ - поля и высоких значений температур идут большие затраты электроэнергии; достаточно высокая температура осуществления технологического процесса приводит к излишнему удалению эфирного масла из сырья вместе с водой; способ многоступенчатый, а значит трудоемкий.

Техническим результатом заявляемого способа является увеличение содержания эфирного масла в сырье перед его извлечением, ускорение и удешевление процесса.

Предлагаемый способ ферментации цветочно-травянистого эфиромасличного сырья заключается в том, что сырье подвергают воздействию СВЧ-излучения стандартной частоты, при этом СВЧ-излучением нагревают свежеубранное цветочно-травянистое эфиромасличное сырье до температуры 45-50°С при скорости нагрева, равной 7-15°С в минуту. Это пример, способ подходит для многих цветочно-травянистых растений.

Способ осуществляется следующим образом.

Эфиромасличное сырье тонким слоем (в один цветок, лист) размещается в СВЧ-камере. После этого включается источник СВЧ стандартной частоты 2450 МГц по заданной программе, например, мощность облучения 600 Ватт, время обработки - 120 секунд. После обработки сырье направляется на извлечение дистилляционного или экстракционного эфирного масла.

Сравнительный анализ способов ферментации приведен в таблице.

Как видно из приведенных данных, использование СВЧ-излучения позволяет при определенных режимах увеличивать содержание эфирного масла в цветках розы.

Причинно-следственная связь между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Важнейшим фактором, способствующим процессу маслообразования и увеличению выхода эфирного масла, является действие ферментов, активизирующих этот процесс под влиянием оптимальных условий, важнейшее из которых - наличие тепла.

Возрастание эфиромасличности происходит за счет гидролиза гликозидов компонентов эфирного масла. Это связано с высвобождением и выделением эфирного масла и возможно только после гидролиза или ферментативного расщепления гликозидов. Сырье розы эфиромасличной содержит эфирное масло как в свободном, так и в связанном состоянии - от 56 до 78%. Поэтому для более полного извлечения эфирного масла необходим процесс ферментации. В процессе ферментации под влиянием ферментов самого цветка происходит гидролиз β-глюкозидов масла, и тем самым увеличивается содержание свободного эфирного масла. Эфирное масло в связанном состоянии обычно распределяется равномерно по тканям промышленной части сырья, и не имеет строго ограниченной локализации.

Продолжительность и условия, в которых находятся цветки розы перед производственной ферментацией, отражаются на содержании свободного и связанного масел, активности ферментной системы и направленности ее действия во время ферментации.

Меньшая температура нагрева не позволяет достичь полного высвобождения связанных компонентов эфирного масла, а большая - приводит к удалению его из сырья вместе с водой, что не является целью данного способа.

В таблице приведены в качестве примера данные по эффективности воздействия СВЧ на свежеубранные цветки розы. Скорость нагрева сырья регулировали мощностью излучения.

Согласно экспериментальным данным оптимальным является обработка сырья СВЧ-полем в течение 2 минут при скорости нагрева, равной 12°С/мин.

Согласно экспериментальным данным, при этих параметрах выход эфирного масла увеличивается на 180%) по сравнению с контрольным образцом. Качество масла по сравнению с водно-тепловой ферментацией улучшается за счет большего содержания терпеновых спиртов. Их содержание после СВЧ - обработки увеличивается относительно используемой классической ферментации на 40%.

Использование СВЧ-ферментации позволяет также ускорить процесс подготовки цветков розы к переработке в 60 раз по сравнению с существующим способом.

Предлагаемый данным способом и найденный экспериментально режим СВЧ-нагрева цветочно-травянистого эфиромасличного сырья позволяет наиболее полно использовать весь потенциал растения к накоплению эфирного масла.

Предлагаемый способ ферментации эфиромасличного сырья может быть использован, в отличии от существующих, при переработке сырья как способом паровой дистилляции (гидродистилляции), так и экстракцией.

Способ непосредственного облучения цветочно-травянистого сырья в СВЧ - поле дает значительное увеличение содержания эфирного масла в сырье, минимум в 1,5 раза.

Лабораторные исследования и расчеты показали, что СВЧ-ферментация свежесобранного сырья позволяет:

- увеличить выход эфирного масла в 1,5-2 раза;

- сократить длительность процесса ферментации до нескольких минут;

- увеличить содержание терпеновых спиртов;

- сократить удельные энергозатраты;

- получать продукцию более высокого качества;

- обеспечить экологическую чистоту процесса.