Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,969

DEVELOPMENT OF NEW INDUSTRIAL TECHNOLOGY OF DRY VEGETATIVE EXTRACTS

Ermolaeva E. O. Poznyakovskii V. M.
Разработана технология сухих растительных экстрактов, особенностью которых является максимально полное извлечение биологически активных веществ растений и обеспечение их сохранности за счёт использования щадящих технологических режимов. Предлагаемый способ производства растительных экстрактов может найти широкое применение в переработке пищевого и лекарственного растительного сырья и его использование в технологии пищевых продуктов общего и специального назначения, в том числе биологически активных добавок к пище. Определены регламентируемые критерии качества полученных экстрактов по органолептическим и физико-химическим показателям.
The technology of getting dried plant extracts is worked out. The peculiarity of the process is the entire extraction of biologically active components from the plants and flu provision of their preservation due the sparing technological processes. This method of producing plants extracts may find the widespread application in the processing of food and drug raw materials. It may also be used in the technological processing of different food products and also in the production of biologically active additives to food. Specially regulated criteria of the quality of the received extracts are defined according to their organo-leptic and physical-chemical indices.
Растительные экстракты находят в настоящее время широкое применение для производства разнообразных групп пищевых продуктов, в том числе биологически активных добавок к пище, а также блюд и кулинарных изделий в системе общественного питания [4].

Приоритетным направлением этих производств являются сухие растительные экстракты, учитывая возможность максимального сохранения экстрагируемых биологически активных веществ, увеличения сроков хранения и возможность транспортирования на длительные расстояния.

В настоящей работе разработана новая технология получения сухих растительных экстрактов. С этой целью апробирована экструзионная установка ЭУ -1000 для водной экструзии растительного и другого вида сырья.

Установка состоит из мацерационного бака, бака для подготовки экстрагента (подогрева воды), циркуляционных насосов, электрических подогревателей для экстрагента и фильтра для фильтрования экстракта.

Бак подготовки экстрагента предназначен для подготовки (подогрева) и хранения экстрагента, в качестве которого рекомендуется использование деминерализованной воды. Подогрев осуществляется при циркуляции экстрагента через подогреватель. Подогретый до заданной температуры экстрагент подаётся в мацерационный бак, предварительно заполненный сырьём. При таком режиме заполнения происходит вытеснение защемлённого воздуха, как из межчастичного порового пространства слоя сырья, так и из капиллярно-порового пространства самих твёрдых частиц. Наиболее оптимальные значения режимно - технологических параметров процесса экстракции (время, температура, соотношение массы экстрагента и массы обрабатываемого сырья и другие характеристики) определяются экспериментально, зависят от свойств исходного сырья и автоматически регулируются компьютерной программой.

Новая технология получения сухих растительных экстрактов включает следующие основные этапы (рис.1).

Подготовка сырья: измельчение, установление подлинности, определение сухих экстрактивных веществ и влажности. Измельчённость сырья определяет размер частиц и поверхность экстрагирования.

Содержание сухих экстрактивных веществ характеризует качество сырья, с его помощью оценивается степень измельчения сырья и эффективность процесса экстракции.

Влажность сухих трав и плодов является важной характеристикой технологических свойств сырья, она оказывает влияние на выбор способа измельчения. Так, влажное сырьё плохо измельчается, пересушенное - даёт большую фракцию мелких частиц и пылит. Влажность учитывается также при прогнозировании качества извлечения сухих веществ в виду возможности изменения концентрации экстрагента и биологически активных веществ. Показатель влажности устанавливали для каждого вида сырья экспериментально.

Процесс экстрагирования является основной стадией получения экстрактов из сырья растительного происхождения. В процессе экстракции сочетаются две фазы: твёрдая (растительный материал) и жидкая (экстрагент).

В настоящей технологии в качестве экстрагента применяется вода, которая характеризуется рядом преимуществ: хорошо проникает через клеточные стенки; обладает фармакологической индифферентностью; является универсальным экстрагентом: растворяет многие лекарственные вещества, широко распространена, доступна по ценовой политике. Для производства сухих растительных экстрактов использовали воду очищенную, удовлетворяющую требованиям ГОСТ Р 51232-98 "Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества".

Известно, что биологически активные вещества в сухом растительном сырье находятся либо в виде раствора внутри клеток, либо на стенках клеток. При экстрагировании высушенного сырья процесс извлечения биологически активных веществ складывается из следующих стадий: проникновение экстрагента в сырьё; смачивание веществ, находящихся в клетке; растворение биологически активных веществ в клетке и смыв веществ из разрушенных клеток и открытых пор; массоперенос веществ через пористые перегородки клеточной стенки путём молекулярной диффузии.

Процесс экстракции проводили при соотношении сырьё - экстрагент 1:10 при температуре 40-50º С в течение 5-6 часов.

Технологический цикл экстрагирования продолжительностью 5-6 часов обусловлен не только выходом максимального количества экстракта, но и "созреванием" экстракта, выражающегося в формировании полноты и гармонии вкуса. По окончании экстракции сухого растительного сырья жидкую фракцию отделяли, фильтровали и производили второй залив сырья водой, режим вторичного экстрагирования аналогичен первому.

После завершения процесса экструзии экстракт сгущали в вакуумной выпарной установке до содержания сухих веществ на уровне 40%.

Сгущённый экстракт высушивали на распылительной сушке при температуре +90°С до содержания влаги не более 5%.

Полученные экстракты упаковывают в полимерную тару и хранят в складских помещениях при температуре от 0 до +20°С и влажности воздуха 60% в течение 3 лет.

Изучены показатели качества готовой продукции на основании органолептических и физико-химических испытаний согласно требованиям нормативных документов [2,3]. Эти показатели включены в технологическую документацию ТУ 9379-129-12424308-04 "Экстракты растительные сухие". В качестве примера приводятся регламентируемые показатели на экстракты кукурузных рыльцев и листьев берёзы (табл.1).

Таблица 1. Регламентируемые показатели качества сухих экстрактов кукурузных рыльцев и листьев берёзы

Наименование показателя

Значение показателя

Экстракт кукурузных

рылец

Экстракт листьев

берёзы

Органолептические показатели

Внешний вид

Мелкий сыпучий гигроскопичный

порошок

Цвет порошка

коричневый

Физико-химические показатели

Содержание суммы флавоноидов в пересчёте на рутин, % не менее

-

4,0

Содержание суммы дубильных веществ, %, не менее

5,0

-

Содержание влаги, %, не более

8,0

Массовая доля общей золы, %, не более

12

Производство новой продукции сертифицировано по Системе качества в рамках требований ГОСТ Р и международных стандартов ИСО 9001-2001 [1]. На базе компании "Арт Лайф" организовано промышленное производство.

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Технологическая схема производства сухого экстракта

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Австриевских А.Н. Разработка системы менеджмента качества предприятия по производству БАД на основе структурирования функции качества. Диссертация д-ра техн. наук. Московский гос. ун-т пищевых производств. -М.: 2003.-453с.
  2. Методические указания: МУК 2.3.2.721-98 "Определение безопасности и эффективности биологически активных добавок к пище".-М.: Минздрав России,1999.-87с.
  3. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы: СанПиН 2.3.2.1290-03 "Гигиенические требования к организации производства и оборота биологически активных добавок к пище". -М.: Минздрав России, 2003.-35с.
  4. Тутельян В.А., Суханов Б.П., Австриевских А.Н., Позняковский В.М. Биологически активные добавки в питании человека (оценка качества и безопасности, эффективность, характеристика, применение в профилактической и клинической медицине). -Томск: Изд-во НТЛ, 1999.-296с.