Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения пектинового экстракта из корзинок-соцветий подсолнечника

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению пектиновых экстрактов и включает переработку вторичных сырьевых ресурсов.

Известен способ получения пектинового экстракта из предварительно высушенных створок хлопковой коробочки, предусматривающий их измельчение, удаление примесей, очистку от балластных и красящих веществ 80%-ным этанолом, гидролиз-экстрагирование с применением 0,3%-ного раствора щавелевой кислоты при гидромодуле 1:8, температуре процесса 78-82°С и продолжительности 90 минут, отделение жидкой фазы по завершении процесса гидролиза-экстрагирования [Турбаев Б.Д., Арифходжаев Х.А., Саломов Х.Т. Условия выделения пектиновых веществ из створки хлопковой коробочки // Электротехнология пектиновых веществ: Тезисы докладов III научно-технического семинара. - Киев, 1992 - с. 62-63].

Недостатком данного способа является использование в качестве гидролизующего агента 0,3% раствора щавелевой кислоты, количество которой в продуктах питания строго нормируется и имеет предельно допустимые значения.

Известен способ получения пектинового экстракта из створок бобов сои, предусматривающий промывание холодной питьевой водой, затем высушивание, очистку от примесей и измельчение до 1-4 мм на молотковой дробилке, гидролиз-экстрагирование 0,3%-ным раствором янтарной кислоты при температуре 80-85°С и гидромодуле 1:10 в течение 120 минут и отделение жидкой фазы осуществляют после завершения процесса гидролиза-экстрагирования. [Научный журнал КубГАУ, №123(09), 2016 года http://ej.kubagro.ru/2016/09/pdf/107.pdf]

Недостатком данного способа является использование в качестве гидролизующего агента 0,3% раствора янтарной кислоты, которая не обеспечивает требуемый выход пектиновых веществ и отличается дороговизной, повышая себестоимость конечного продукта.

Известно техническое решение, в котором осуществляют измельчение, очистку корзинок подсолнечника, гидролиз-экстрагирование подготовленного сырья с добавлением кислоты, отделение жидкой фазы (патент РФ №2250219, кл. С08В 37/06,2005 г. - прототип).

Недостатками прототипа является использование на стадии очистки сырья ацетона и жидкого ацетилена, что исключает возможность применения в пищевых целях полупродукта пектинового производства - пектинового экстракта.

Техническим результатом способа является получение пищевого пектинового экстракта из корзинок-соцветий подсолнечника.

Технический результат достигается тем, что в способе получения пектинового экстракта из корзинок подсолнечника, предусматривающий измельчение, очистку сырья, гидролиз-экстрагирование подготовленного сырья с добавлением кислоты, отделение жидкой фазы, согласно изобретению осуществляют очистку сырья от балластных веществ по отношению к пектину путем поэтапной обработки: на первом этапе - обрабатывают 70% этиловым спиртом при температуре 50-60°С в течение 10-20 минут, на втором этапе - проводят промывку горячей водой температурой 80-90°С в течение 5-10 минут, на третьем - обрабатывают 12% раствором хлорида натрия при температуре 75°С в течение 5-15 минут и на последнем этапе осуществляют промывку горячей водой температурой 80-90°С в течение 5-10 минут, далее сырье в течение 2 часов при периодическом перемешивании подвергают гидролизу-экстрагированию 0,5% раствором ортофосфорной кислоты, при соотношении твердой и жидкой фазы 1:15, после чего проводят отжим прогидролизованного сырья и получают пектиновый экстракт.

Заявленный способ получения пектинового экстракта из корзинок-соцветий подсолнечника соответствует критерию НОВИЗНА, так как позволяет получить пектиновый экстракт из корзинок-соцветий подсолнечника пищевого назначения, без использования агрессивных органических кислот и соединений.

Заявленный способ получения пектинового экстракта соответствует критерию ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ, так как позволяет путем усовершенствования технологии получить пектиновый экстракт пищевого назначения.

Данное техническое решение соответствует критерию ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ, так как может быть использовано на предприятии по производству пектинопродуктов.

Введение стадии очистки сырья от фенольных соединений растворами спирта и натрия хлористого, позволяет получить качественный пектиновый экстракт без дополнительного осветления готового экстракта. Промывка сырья 70% раствором этилового спирта при 50-60°С в течение 10-20 минут позволяет наиболее эффективно удалить из сырья фенольные, красящие и ароматические вещества.

Обработка корзинок-соцветий подсолнечника 12% раствором хлористого натрия также позволяет сократить количество балластных по отношению к пектину веществ. Обработка корзинок-соцветий подсолнечника раствором меньшей концентрации не позволяет получить пектиновый экстракт с хорошими органолептическими показателями, а большей концентрации - экономически не целесообразно, так как обеспечивает те же показатели, что и выбранный оптимум.

Проведение промывок горячей водой 80-90°С в течение 5-10 минут после обработки спиртовым раствором и раствором хлорида натрия способствует удалению остатков растворимых углеводов, красящих и ароматических веществ.

Использование в качестве гидролизующего агента ортофосфорной кислоты связано с применением готового экстракта в пищевой промышленности, а выбор 0,5% концентрации раствора ортофосфорной кислоты связан с тем, что при этой концентрации обеспечивается наибольшая концентрация пектиновых веществ в экстракте и достигаются наилучшие органолептические показатели.

Оптимальное соотношение твердой и жидкой фазы - 1:15. При меньшем количестве жидкой фазы прогидролизованная масса представляет собой плотную кашеобразную массу в которой переход пектиновых веществ в экстракт затруднен. При увеличении количества жидкости концентрация пектиновых веществ в растворе уменьшается, что ведет к перерасходу гидролизующего агента и энергозатрат.

Продолжительность процесса гидролиза-экстрагирования 2 часа, в связи с тем, что меньшее время гидролиза-экстрагирования сокращает количество экстрагируемых пектиновых веществ, а большее напротив - снижает выход пектиновых веществ и приводит к увеличению энергозатрат и соответственно себестоимости.

Способ получения пектинового экстракта из корзинок-соцветий подсолнечника реализуется следующим образом. Измельченные корзинки-соцветия подсолнечника после хранения промывают проточной водой для удаления примесей. Промытое сырье очищают от фенольных, красящих и ароматических веществ, проводя поэтапную предварительную обработку сырья: на первом этапе 70% спиртовым раствором при 50-60°С с последующим промыванием на втором этапе горячей водой и обработку 12% раствором хлорида натрия на третьем этапе, с последующей четырехкратной промывкой горячей водой. Гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ проводим 0,5% раствором ортофосфорной кислоты при гидромодуле 1:15 в течение 2 часов при периодическом перемешивании. Прогидролизованное сырье отжимают, отделяя пектиновый экстракт.

Пример осуществления заявляемого способа.

Пример 1. Способ предусматривает измельчение корзинок-соцветий подсолнечника, промывку проточной водой, поэтапную предварительную обработку сырья для удаления фенольных и красящих веществ: на первом этапе - обрабатывают 70% раствором этилового спирта при 50°С в течение 10 минут, на втором этапе - проводят промывку горячей водой температурой 80°С в течение 5 минут, на третьем - обрабатывают 12% раствором хлорида натрия при температуре 75°С в течение 5 минут и на последнем этапе осуществляют промывку горячей водой температурой 80°С в течение 5 минут, далее сырье в течение 2 часов при периодическом перемешивании подвергают гидролизу-экстрагированию 0,5% раствором ортофосфорной кислоты, при соотношении твердой и жидкой фазы 1:15, после которого отжимают сырье, отделяя пектиновый экстракт.

Пример 2. Способ предусматривает измельчение корзинок-соцветий подсолнечника, промывку проточной водой, предварительную обработку сырья для удаления фенольных и красящих веществ: на первом этапе - обрабатывают 70% раствором этилового спирта при 60°С в течение 15 минут, на втором этапе - проводят промывку горячей водой температурой 85°С в течение 5 минут, на третьем - обрабатывают 12% раствором хлорида натрия при температуре 75°С в течение 10 минут и на последнем этапе осуществляют промывку горячей водой температурой 85°С в течение 5 минут, далее сырье в течение 2 часов при периодическом перемешивании подвергают гидролизу-экстрагированию 0,5% раствором ортофосфорной кислоты, при соотношении твердой и жидкой фазы 1:15, после которого отжимают сырье, отделяя пектиновый экстракт.

Пример 3. Способ предусматривает измельчение корзинок-соцветий подсолнечника, промывку проточной водой, предварительную обработку сырья для удаления фенольных и красящих веществ: обрабатывают 70% раствором этилового спирта при 60°С в течение 20 минут, на втором этапе - проводят промывку горячей водой температурой 90°С в течение 10 минут, на третьем - обрабатывают 12% раствором хлорида натрия при температуре 75°С в течение 15 минут и на последнем этапе осуществляют промывку горячей водой температурой 90°С в течение 10 минут, далее сырье в течение 2 часов при периодическом перемешивании подвергают гидролизу-экстрагированию 0,5% раствором ортофосфорной кислоты, при соотношении твердой и жидкой фазы 1:15, после которого отжимают сырье, отделяя пектиновый экстракт.

Полученные пищевые пектиновые экстракты оценивали по органолептическим показателям.

Пектиновый экстракт по примеру 1, представляет жидкость коричневатого цвета, с легкой горечью и кислинкой в послевкусии, что показывает, что степень обработки и промывки не достаточна. Массовая доля пектиновых веществ составляет 0,5-0,6%.

Пектиновый экстракт, полученный по примеру 2, светло-желтого цвета с приятным вкусом и ароматом, с массовой долей пектиновых веществ 0,8-0,9%.

Пектиновый экстракт, полученный по примеру 3 светло-желтого цвета с приятным вкусом и ароматом, с массовой долей пектиновых веществ 0,8%. Экстракт по органолептическим и физико-химическим свойствам практически идентичен с экстрактом, полученным по примеру 2, из чего следует, что увеличение продолжительности процесса и температуры обработки не значительно влияют на органолептические и физико-химические показатели экстрактов и увеличение данных параметров экономически не целесообразно.

Наиболее целесообразно проводить получение экстракта по примеру 2, где массовая доля пектиновых веществ в экстракте составляет 0,7-0,9%, массовая доля сухих веществ - 0,8-1,0%, комплексообразующая способность - 139,2 Pb²/г пектина.

Технический результат достигается при сочетании заявленных параметров процесса, что позволяет получить пектиновый экстракт из корзинок-соцветий подсолнечника пищевого назначения.

Положительный эффект при реализации заданного способа заключается в решении вопроса переработки вторичных сырьевых ресурсов сельского хозяйства, а именно переработке корзинок-соцветий подсолнечника не используемых в пищевой промышленности в настоящее время; в придании продукту потребительских качеств за счет применения, в качестве гидролизующего агента, ортофосфорной кислоты.

Способ получения пектинового экстракта предусматривает измельчение корзинок-соцветий подсолнечника, промывку, предварительную обработку сырья 70% спиртовым раствором при 50-60°С в течение 10-20 минут, промывку горячей водой 80-90°С в течение 5-10 минут, обработку 12% раствором хлорида натрия при 75°С в течение 5-15 минут, промывку четырехкратную горячей водой 80-90°С в течение 5-10 минут, далее гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ 0,5% раствором ортофосфорной кислоты при гидромодуле 1:15 в течение 2 часов при периодическом перемешивании, с последующим отделением пектинового экстракта.