Способ получения пищевой добавки из растительного сырья Российский патент 2023 года по МПК A23L33/105 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения пищевых добавок из растительного сырья, являющихся дополнительным источником флавоноидов.

Все более широкое распространение в производстве пищевых продуктов находит лекарственное растительное сырье, как источник биологически активных веществ. С целью роста производства пищевой продукции, обогащенной флавоноидами, а также для обеспечения продовольственной безопасности страны актуальным вопросом является разработка инновационных способов использования растительного сырья в технологиях получения функциональных пищевых добавок.

Из уровня техники известен ряд технических решений, направленных на получение экстрактов из лабазника вязолистного.

Известен способ получения жидкого экстракта из травы лабазника вязолистного 1:2. Его получают методом реперколяции с завершенным циклом на лабораторной установке, представляющей собой батарею из 5 перколяторов. Предварительно все перколяторы загружали равными порциями рассчитанного количества измельченной до размера частиц 3-5 мм травы лабазника вязолистного. Экстрагент - 70% спирт этиловый, отмеривали из расчета соотношения исходное сырье: готовый продукт 1:2 и с учетом коэффициента поглощения Кп=2.5, т.е. на 100 г травы необходимо было 450 мл спирта (100⋅2+2.5⋅100). Сырье заливали 70% спиртом этиловым и проводили реперколяцию с завершенным циклом с последующим объединением извлечений (7). 7. Крылов, Н.Н. Разработка технологии получения сухого экстракта травы лабазника вязолистного / Н.Н. Крылов, А.М. Шевченко // Научные ведомости белгородского государственного университета. Серия: медицина. Фармация. - 2016. - №5. - С. 141-144.

Недостатками этого метода является низкий выход целевых веществ - флавоноидов (содержание составляет 0,90% флавоноидов в пересчете на кверцетин), содержание суммы флавоноидов в препарате.

Так же известен способ получения гепатопротекторного средства, обладающего антиоксидантной активностью, заключающийся в экстракции растительного сырья этанолом в батарее перколяторов, отличающийся тем, что экстракции подвергают надземную часть лабазника вязолистного (Filipendula ulmaria (L.) Maxim.) 70%-ным этанолом методом реперколяции в течение 14 ч. Выход целевого продукта - 9,2 г, что составляет 7,67% от массы исходного сырья.

Патент № RU 2310467C2, МПК A61K 36/73(2006.01), A61P 1/16(2006.01), A61P 39/06(2006.01); ГЕПАТОПРОТЕКТОРНОЕ СРЕДСТВО, ОБЛАДАЮЩЕЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТЬЮ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ: Заявка: 2005126107/15, 2005.08.17 / Краснов Ефим Авраамович (RU), Шилова Инесса Владимировна (RU); заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (ГОУВПО СибГМУ).

К основным недостаткам данного способа относится высокая длительность процесса экстракции и сравнительно низкий выход целевого продукта (экстрактивность).

Известен способ получения густого экстракта на основе плодов лабазника вязолистного обладающего антидепрессантной активностью, заключающийся в получении извлечения из плодов лабазника вязолистного методом перколяции в соотношении «сырье-экстрагент» 1:1 с помощью 70% спирта этилового. Сухое сырьё заливали 200 мл 70% спирта этилового для намачивания и набухания сырья. Оставляли на 24 часа. Скорость перколяции составляла около 1/24 перколятора/час. Получение густого экстракта данным методом перколяции дает выход суммы флавоноидов (2,3%) из плодов лабазника вязолистного.

Патент № RU2726794C1, A61K 36/73(2006.01), A61K 131/00(2006.01), B01D 11/02(2006.01), A61P 25/24(2006.01); СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУСТОГО ЭКСТРАКТА НА ОСНОВЕ ПЛОДОВ ЛАБАЗНИКА ВЯЗОЛИСТНОГО, ОБЛАДАЮЩЕГО АНТИДЕПРЕССАНТНОЙ АКТИВНОСТЬЮ; Заявка: 2020108740, 2020.02.27 / Куркин Владимир Александрович (RU), Сазанова Ксения Николаевна (RU); заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации.

К основным недостаткам данного способа относится высокая длительность процесса экстракции и сравнительно низкий выход суммы флавоноидов (2,3%).

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение ассортимента пищевых добавок, имеющих высокую биологическую ценность.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в получении пищевой добавки на основе сухих экстрактов растений, характеризующейся высоким содержанием биологически активных веществ, в частности флавоноидов.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ.

Предлагается способ получения пищевой добавки из растительного сырья, включающий стадии измельчения сухого растительного сырья, экстракции, фильтрования, концентрирования и сушки экстракта.

Проводят измельчение сухой травы лабазника вязолистного, или кипрея узколистного с последующей экстракцией в режиме парогазовой кавитации, применяя в качестве экстрагента деминерализованную воду, при температуре экстрагента 40-50°С и модуле экстракции 1 кг ÷ (8-10) л в течение 60-80 мин; фильтрование, концентрирование, после чего концентрированный экстракт высушивают в вакуумной контактно-инфракрасной камере до конечной влажности продукта не более 5 %.

Отличием является и то, что экстракцию ведут при температуре 40°С в течение 80 мин., при гидромодуле 1 к 8.

Отличием является и то, что экстракцию ведут при температуре 45°С в течение 70 мин., при гидромодуле 1 к 9.

Экстракцию также могут вести при температуре 50°С в течение 60 мин., при гидромодуле 1 к 10.

Согласно разработанному способу получения пищевой добавки на основе сухих экстрактов растений, проводят измельчение сухой травы лабазника вязолистного, или кипрея узколистного с последующей, экстракцией в режиме парогазовой кавитации деминерализованной водой в емкостном реакторе с использованием выносной вихревой парокавитационной установки при модуле экстракции 1 кг ÷ (8-10) л в течение 60 мин и нагреве до 50°С, фильтрование, концентрирование, после чего концентрированный экстракт высушивают в вакуумной контактно-инфракрасной камере до конечной влажности продукта не более 5 %.

В некоторых вариантах реализации разработанного способа стадии экстракции ведут при температуре 45°С и времени экстракции 70 мин.

В других вариантах реализации разработанного способа стадии экстракции ведут при температуре 40°С и времени экстракции 80 мин.

Разработанный способ реализуют следующим образом.

Сухую траву лабазника вязолистного, или кипрея узколистного предварительно измельчают, проводят экстракцию в режиме парогазовой кавитации, применяя в качестве экстрагента деминерализованную воду, при температуре экстрагента 40-50°С и модуле экстракции 1 кг ÷ (8-10) л в течение 60-80 мин, экстракт фильтруют и концентрируют, концентрат высушивают в вакуумной контактно-инфракрасной камере до конечной влажности продукта не более 5 %.

Кавитация это процесс образования пузырьков в жидковсти, а затем из схлопывание. В результате происходить высвобождение энергии. При этом изменяется состав смеси. Увеличивается рН, структуризация и активация молекул. Улучшается дисперсность смеси.

Деминерализованная или деионизированая вода - это вода глубокой очистки, в которой понижено содержание солей. От дистиллированной ее отличает, то, что неэлектролиты в ней присутствуют.

Признаки такие как использование парогазовой кавитации, деминеральзованной воды и технолгии при определенном температурном режиме позволяют расширить ассортимет таким образом, что получается пищевая добавка имеющая высокую биологическую активность.

Применение в качестве экстрагента деминерализованной воды, при температуре экстрагента 40-50°С является существенным, так как показали экспериментальные исследования от 40-50°С выделение флавоноидов возрастает, при повышении температуры наблюдается снижение. Скорее всего это происходит при негативном влиянии высокой температуры. Поэтому биологическая ценность пищевой добавки может быть снижена.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами (сравнение полученной добавки для обоснования достижения указанного технического результата будет проведено с экстрактом, полученным согласно патенту RU2726794C1).

Наличие высокого количества различных флавоноидов в цветках лобазника описано в источниках.

Статья «Антиоксидантная активность флавоноидов из цветков лобазника вязолистного» авторы М.Л.Поспелова, О.Д.Барнаулов, Е.В.Туманов, в статье «Биологически активные вещества Filipendula ulmaria (L) Maxim» авторы Г.И.Высочина, Т.А. Кукушкин, Е.С.Васфилова.

Изучению фармакологических свойств флавоноидов посвящено большое количество исследований. Доказано, что на их основе создаются лекарственные препараты.

Пример 1

Исходное сухое растительное сырье (трава лабазника вязолистного, или кипрея узколистного) с влажностью не более 12 % загружают в емкостной реактор в количестве 100 кг. Сырье заливают деминерализованной водой в количестве 800 л. Устанавливают температуру нагрева смеси 40°С и осуществляют экстракцию в течение 80 мин. Полученный экстракт отфильтровывают, оставшееся сырье отжимают до влажности не более 50%, отжим фильтруют и объединяют с фильтрованным экстрактом.. Объединенные экстракты загружают в вакуумный испаритель, жидкую фракцию возгоняют до содержания сухих веществ 25-30 %. Концентрат направляют для сушки в вакуумную инфракрасную камеру до конечной влажности продукта не более 5 %. Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин в полученном продукте составляет 9,0 %.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами (сравнение полученной добавки для обоснования достижения указанного технического результата будет проведено с экстрактом, полученным согласно патенту RU2726794C1).

Пример 2

Исходное сухое растительное сырье (трава лабазника вязолистного, или кипрея узколистного) с влажностью не более 12 % загружают в емкостной реактор в количестве 100 кг. Сырье заливают деминерализованной водой в количестве 900 л. Устанавливают температуру нагрева смеси 45°С и осуществляют экстракцию в течение 70 мин. Полученный экстракт отфильтровывают, оставшееся сырье отжимают до влажности не более 50%, отжим фильтруют и объединяют с фильтрованным экстрактом. Объединенные экстракты загружают в вакуумный испаритель, жидкую фракцию возгоняют до содержания сухих веществ 25-30 %. Концентрат направляют для сушки в вакуумную инфракрасную камеру до конечной влажности продукта не более 5 %. Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин в полученном продукте составляет 9,1 %.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами (сравнение полученной добавки для обоснования достижения указанного технического результата будет проведено с экстрактом, полученным согласно патенту RU2726794C1).

Пример 3

Исходное сухое растительное сырье (трава лабазника вязолистного, или кипрея узколистного) с влажностью не более 12 % загружают в емкостной реактор в количестве 100 кг. Сырье заливают деминерализованной водой в количестве 1000 л. Устанавливают температуру нагрева смеси 50°С и осуществляют экстракцию в течение 60 мин. Полученный экстракт отфильтровывают, оставшееся сырье отжимают до влажности не более 50%, отжим фильтруют и объединяют с фильтрованным экстрактом. Объединенные экстракты загружают в вакуумный испаритель, жидкую фракцию возгоняют до содержания сухих веществ 25-30 %. Концентрат направляют для сушки в вакуумную инфракрасную камеру до конечной влажности продукта не более 5 %. Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин в полученном продукте составляет 9,8 %.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами (сравнение полученной добавки для обоснования достижения указанного технического результата будет проведено с экстрактом, полученным согласно патенту RU2726794C1).

Из таблицы 1 следует, что пищевая добавка, полученная с использованием разработанного способа, характеризуется высоким процентом извлечения целевых веществ (87,09-94,83 %) и высоким содержанием флавоноидов (9,0-9,8 %). Также следует отметить высокую экстрактивность материала (16,9-17,8 %) и отсутствие необходимости использования дорогостоящих реактивов в качестве экстрагентов (используется деминерализованная вода).

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для получения пищевых добавок из растительного сырья, являющихся дополнительным источником флавоноидов. Способ получения пищевой добавки из растительного сырья включает стадии измельчения сухого растительного сырья, экстракции, фильтрования, концентрирования и сушки экстракта. При этом проводят измельчение сухой травы лабазника вязолистного или кипрея узколистного с последующей экстракцией в режиме парогазовой кавитации. В качестве экстрагента используют деминерализованную воду при температуре 40-50°С и модуле экстракции 1 кг ÷ (8-10) л. Экстракцию осуществляют в течение 60-80 мин. После фильтрования и концентрирования экстракт высушивают в вакуумной контактно-инфракрасной камере до конечной влажности продукта не более 5 %. Изобретение позволяет получить пищевые добавки на основе сухих экстрактов растений с высоким содержанием биологически активных веществ, в частности флавоноидов. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

1. Способ получения пищевой добавки из растительного сырья, включающий стадии измельчения сухого растительного сырья, экстракции, фильтрования, концентрирования и сушки экстракта, отличающийся тем, что проводят измельчение сухой травы лабазника вязолистного или кипрея узколистного с последующей экстракцией в режиме парогазовой кавитации, применяя в качестве экстрагента деминерализованную воду, при температуре экстрагента 40-50°С и модуле экстракции 1 кг ÷ (8-10) л в течение 60-80 мин, фильтрование, концентрирование, после чего концентрированный экстракт высушивают в вакуумной контактно-инфракрасной камере до конечной влажности продукта не более 5 %.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию ведут при температуре 40°С в течение 80 мин при гидромодуле 1 к 8.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию ведут при температуре 45°С в течение 70 мин при гидромодуле 1 к 9.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию ведут при температуре 50°С в течение 60 мин при гидромодуле 1 к 10.