Способ получения водорастворимого меланина Советский патент 1992 года по МПК C07G17/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к технологическим процессам переработки вторичных продуктов консервной промышленности, в частности к способам получения меланинов из растительного сырья - свеклы.

Известен способ получения водорастворимого меланина, включающий измельче- ние кожицы красного винограда, суспендирование в спипте. обработку ультразвуком, экстракцию 1 %- ным раствором гидроксида аммония прирН 9...10 в течение 2-3 ч, отстаивание 2 ч, освобождение экстракта от взвесей центрифугированием 20 мин, удаление экстракта выпариванием, отмывку от красящих веществ и примесей этилацета- том, спиртом и ацетоном и контроль качества промывки по хемилюминесцентной реакции.

Недостатком способа является большая длительность процесса, сравнительно высокая стоимость виноградной выжимки,

узость и сезонность сырьевой базы, а также невысокая антиокислительная способность и биологическая активность меланина.

Цель изобретения - расширение сырьевой базы при одновременном увеличении выхода и повышении биологической активности препарата.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения водорастворимого меланина, включающем экстрагирование отжатого растительного сырья, отделение изолята, обработку его соляной кислотой с последующим отделением взвесей и их промывку, в качестве сырья используют выжимку корнеплодов столовой свеклы, экстрагирование осуществляют при температуре 65°С в течение 1 ч раствором гидроксида аммония при рН 8,5...11,5 и объемном соотношении экстрагента и сырья 5... 15, в жидкий изолят вводят соляную кислоту в количестве, необходимом для достижения рН среды 3,1...3,6, а промывку

сл

с

4 vj

00

Ьь

целевого продукта последовательно проводят раствором уксусной кислоты с рН 4...5, ацетоном, спиртом и сушат промытую массу.

Использование в качестве источника получения меланина свекольные выжимки обеспечивает доступность сырья и возможность дальнейшей утилизации остатка после отмывки от щелочи.

Применение в качестве экстрагента гидроксида аммония и проведение процесса при термическом воздействии 65°С в течение 1 ч обеспечивает не только высокую степень извлечения препарата меланина, но и растворимость в воде, что обусловлено взаимодействием аммиака с функциональными группами выделяемого фенольного биополимера, приводящим к образованию водорастворимого препарата, а последнее имеет большое значение для его практиче- ского применения в пищевой промышленности и медицине.

Последовательные промывки осадка, содержащего меланин, водным раствором уксусной кислоты (рН 4...5), ацетоном и спиртом позволяют провести глубокую очистку препарата от различных примесей без потерь самого продукта, что обусловлено его нерастворимостью в указанных растворителях.

Использование для промывки водного раствора кислоты обусловлено тем, что препарат растворим при нейтральных и щелочных значениях среды, а промывка при рН 4,..5 исключает возможность потерь на этой стадии. Применение раствора уксусной кислоты позволяет экономить ацетон и спирт, так как именно эта кислота наиболее быстро отмывается указанными органическими растворителями.

Повышение выхода, чистоты и активности препарата обеспечивается использованием в качестве исходного сырья сухих свекольных выжимок, которые благодаря ферментативным окислительным процес- сам, происходящим при дезинтеграции и контакте с воздухом клеточных структур, в частности активизации эндогенной полифе- нолоксидазы, приобретают ценные свойства.

Антиокислительную активность меланина, характеризующую его биологическую активность, оценивали по торможению процесса свободнорадикального окисления транс - /8 каротина в растворе диоксана при 50 °С.

П р и м е р 1. 1 кг сухих выжимок столовой свеклы сорта Бордо заливают IQ л раствора Nf-UOH с рН 8,5 в реакторе емкостью 25 л, перемешивают 1 ч при 65°С. Шрот отделяют фильтрацией на нутч-фильтре, а к

фильтрату при перемешивании добавляют концентрированную соляную кислоту до достижения рН 3,3 и оставляют для осаждения взвесей на 4...6 ч при комнатной температуре, Надосадочную жидкость осторожно де- кантируют, осадок центрифугируют, помещают на фильтр Шотта № 4 и промывают 500 мл теплого ( 60°С) раствора уксусной кислоты (рН 4,5), 200 мл ацетона и 200 мл этанола. После окончания промывок препарат высушивают в вакуум-экстракторе до постоянного веса. Выход конечного продукта 11,4 г. Сухой продукт измельчают на шаровой мельнице и фасуют, запаивая в стеклянные ампулы. Растворимость препарата (%) в воде: 7,9 (25°), 10,5(50°), 13,3(75°).

П р и м е р 2. Осуществляют способ аналогично примеру 1, используя раствор экстрагента NH40H с рН 10,5. Результаты приведены в таблице.

Примерз. Осуществляют способ аналогично примеру 1, используя раствор экстрагента NI-MOH с рН 11.5. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 4. Осуществляют способ аналогично примеру 1, используя раствор экстрагента NH/iOH с рН 8,0. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 5. Осуществляют способ аналогично примеру 1, используя раствор экстрагента с рН 12,0. Результаты приведены в таблице.

Примерб. Осуществляют способ аналогично примеру 1, используя соотношение экстрагента : сырье 5. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 7. Осуществляют способ аналогично примеру 2, используя соотношение экстрагента : сырье 15. Результаты приведены в таблице.

Примерв. Осуществляют способ аналогично примеру 2, используя соотношение экстрагента: сырье 3. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 9. Осуществляют способ аналогично примеру 2, используя соотношение экстрагент: сырье 20. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 10. Осуществляют способ аналогично примеру 2, используя рН среды при осаждении препарата 3,1. Результаты приведены в таблице.

Пример 11. Осуществляют способ аналогично примеру 2, используя рН среды при осаждении препарата 3,6. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 12. Осуществляют способ аналогично примеру 2, используя рН среды при осаждении препарата 3,9. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 13. Осуществляют способ аналогично примеру 2, используя рН среды при осаждении препарата 2,6. Результаты приведены в таблице.

Пример 14. Ocyii вселяют способ аналогично примеру 2. используя рН уксусной кислоты для промывки препарата 3,5. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 15. Осуществляют способ аналогично примеру 2, используя рН уксусной кислоты для промывки препарата 4,0. Результаты приведены в таблице.

Пример16. Осуществляют способ аналогично примеру 2, используя рН уксусной кислоты для промывки препарата 5,0. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 17. Осуществляют способ аналогично примеру 2, используя рН уксусной кислоты для промывки препарата 5,5. Результаты приведены в таблице.

Для сравнениня осуществляли способ получения антиоксиданта согласно примеру 2 выбранного прототипа. Результаты приведены в таблице.

Как видно из данных, приведенных в таблице, наибольший выход антиоксиданта, его максимальная активность и минимальная продолжительность процесса обеспечивается при осуществлении способа согласно примеру 2, т.е. при проведении экстракции 4%-ным раствором МНзОН, его соотношении к сырью 10:1, осаждении препарата соляной кислотой при рН 3,3 и промывке его от примесей раствором уксусной кислоты с рН 4,5.

Уменьшение выхода антиоксиданта при увеличении концентрации экстрагента - гидроксида аммония (пример 5) связано с протеканием побочных реакций и образованием примесей. Уменьшение концентрации экстрагента приводит к недоизвлечению целевого продукта из сырья и заметному снижению его качества (АОА).

Снижение соотношение экстрагент- сырье (5), как видно из примера 8, приводит к уменьшению выхода и качества продукта, что обусловлено его недоизвлече- нием из сырья и снижением чистоты препарата.

Увеличение соотношения (пример 9) экстрагент-сырье приводит к увеличению продолжительности процесса, т.к. при возрастании объема процесс осаждения продукта протекает медленнее, что также оказывает влияние на снижение АОА препарата и его выход.

Увеличение или уменьшение рН среды соляной кислоты (пример, 12 и 13) негативно сказывается на выходе препарата, его качестве (АОА) и времени проведения процесса.

Это обусловлено тем, что изоэлектрическая точка (PI) препарата находится при значении 3,3 и любое отклонение от нее влечет снижение полноты и скорости осаждения целевого продукта, а также увеличение доли

примесей, что ухудшает качество (АОА) и удлиняет время проведения процесса.

Увеличение продолжительности процесса в случае увеличения кислотности раствора уксусной кислоты (пример 14) связано

с необходимостью проведения более тщательной промывки (ацетон, спирт) препарата от следов уксусной кислоты, что приводит также и к дополнительным расходам вышеуказанных органических растворителей. Увеличение (пример 17) приводит к резкому снижению выхода, что обусловлено появлением растворимости у препарата при приближении рН к нейтральному, а это приводит к потере продукта

с промывкой.

Предлагаемый способ позволяет экономить сырьевые ресурсы, повышает производительность процесса и обеспечивает более высокую антиоксидантную способность

препарата.

Формула изобретения Способ получения водорастворимого меланина, включающий измельчение меланинсодержащего растительного сырья, экстракцию раствором гидроксида аммония с последующим разделением фаз, промывку меланинсодержащего продукта ацетилсо- держащим органическим реагентом, спиртом и ацетоном, сушку промытой массы, о т- личающийся тем, что, с целью повышения биологической активности продукта и увеличения его выхода, в качестве растительного сырья используют выжимки столовой свеклы и экстракции подвергают непосредственно измельченные выжимки раствором гидроксида аммония при рН 8,5- 11,5, температуре 65°С в течение 1 ч и объемном соотношении экстрагента к сырью

5; 15, полученную жидкую фазу после экстракции настаивают на соляной кислоте при рН среды 3,1-3,6 в течение 4-6 ч, после чего проводят дополнительное разделение фаз, а в качестве меланинсодержащего продукта

используют полученный осадок.

Сравнительная характеристика параметров процесса и продукта по предлагаемому и известному способам

Изобретение относится к пищевой промышленности. Сущность изобретения в том, что для получения водорастворимого меланина в качестве меланинсодержащего растительного сырья используют выжимки столовой свеклы, которые экстрагируют раствором гидроксида аммония при рН 8,5- 11,5 при температуре 65°С в течение 1 ч и объемном соотношении экстрагента и сырья 5:15, полученную жидкую фазу после экстракции настаивают на соляной кислоте при рН среды 3,1-3,6 в течение 4-6 ч, после чего проводят дополнительное разделение фаз с последующим промыванием полученного осадка. 1 табл.