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
- 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.
- Методические указания: МУК 2.3.2.721-98 "Определение безопасности и эффективности биологически активных добавок к пище".-М.: Минздрав России,1999.-87с.
- 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.
- 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.