BG63014B1

BG63014B1 - Метод за получаване на зърнени екстракти

Info

Publication number: BG63014B1
Application number: BG98769A
Authority: BG
Inventors: Roderick Greenshields; Artis Rees
Original assignee: Cpc International Inc.
Priority date: 1991-11-16
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 2001-01-31
Also published as: DE69231698T2; HU9401463D0; DK0612326T3; GB2261671A; NO941813D0; FI942245A; CA2123602C; US5633032A; FI942245A0; JPH07502057A; EP0646135A1; US5876779A; EP0646135B1; GB2261671B; CA2123602A1; DE69232731D1; NO941813L; DE69230690D1; DK0646135T3; EP0990443A3

Abstract

Изобретението се отнася до зърнени екстракти и метод за тяхното получаване. Зърнените екстракти могат да се използват като пълнители в хранителни продукти. Методът включва следните етапи: смилане на зърнения материал, суспендиране на смления материал във водна течност, обработване на получената суспензия с основи, понижаване на рн на обработената суспензия от 5 до 7, разделяне на твърдите вещества от течността в получената смес, обработване на твърдите вещества с водороден прекис, промиване на обработените твърди вещества и по желание изсушаване на промитите твърди вещества.

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до метод за получаване на зърнени екстракти.

Предшестващо състояние на техниката

Използването на екстракти от царевични трици като обемни пълнители в хранителни продукти е добре известно. В US 4927654 е описан метод за получаване на полуцелулозни екстракти от дървесинни растителни влакна, като царевични трици чрез екстрахиране на растителните влакна с разтвор на натриева основа и подкисляване на получената смес, за да се утаи една първа полуцелулозна фракция. Втора полуцелулозна фракция се утаява от получения филтрат чрез прибавяне на етанол.

Техническа същност на изобретението

Изобретението осигурява метод за получаване на два нови екстракта от зърнен материал.

Първи, съдържащ целулоза екстракт, може да бъде получен по следния метод. Екстракта може да бъде получен като неразтворим бял остатък от екстрахирания с основа зърнен материал (например, клетъчни стени от царевични трици) и да съдържа друга неразтворими биополимери, освен целулоза.

Съгласно изобретението методът за получаване на зърнени екстракти, съдържащи целулоза, получени чрез процеса, включва етапите на:

(i) смилане на зърнен материал;

(ii) суспендиране на смления зърнен материал във водна среда;

(iii) обработване на получената суспензия с основнодействащо вещество;

(iv) понижаване pH на обработената суспензия до от 5 до 7;

(v) разделяне на твърдите вещества и течността в получената смес;

(vi) повторно суспендиране на отделените твърди вещества във водна течност;

(vii) повишаване pH на получената суспензия до от 12 до 13;

(viii) обработване на сместа с водоро ден пероксид при повишена температура;

(ix) понижаване pH на сместа до под 7;

(x) отделяне на твърдите вещества от сместа;

(xi) промиване на обработените твърди вещества;

(xii) сушене на промитите твърди вещества.

За предпочитане, зърненият материал се смила (в мокър или сух вид) до размер на частиците от 50 до 250 pm, например 80 до 180 pm. Водната течност, в която смленият зърнен материал се суспендира е за предпочитане вода, но може също да бъде разтвор или суспензия на други вещества във вода, при условие, че не влияе неблагоприятно върху следващите етапи в процеса. За предпочитане суспензията съдържа от 5 до 10 % (например 8 % / сухо тегло) обемни от смлените царевични трици и може да бъде образувана при стайна температура.

Зърненият материал е за предпочитане да бъде от зърнени люспи или трици и може да бъде получен от зърнени култури, като царевица, ечемик, жито, ориз или овес или малц, или малцови стъбла. За предпочитане, зърненият материал е царевични трици. Смления материал може да бъде класифициран с въздух или пресят през сито, за да се отстрани нишестето и процеса на отстраняването му може да включва отделяне на нишесте чрез подходящо обработване с ензим, например с диатаза /а- или β-амилаза/.

Много основи могат да бъдат използвани за осъществяване на етапа на алкално обработване / етап (3) / на метода, например метални хидроокиси като натриев и калиев хидроокис или метални карбонати, като натриев или калциев карбонат. За предпочитане, калиев хидроокис /например, във вид на твърдо вещество/ се прибавя към суспензията, за да се осигури концентрация не по-малка от 4 тегл. % / обем КОН. Сместа може да се разбърка до разтваряне на калиевия хидроокис, това се съпровожда с промяна в цвета от светложълто до оранжево. За предпочитане, сместа се нагрява до от 70° до 80°С в продължение на 1 1/2 до 2 1/2 h, за да се извърши максимална екстракция или докато се забележи бързо повишаване на вискозитета. След това реакционната смес се подкислява до pH 5 до 7 (т.е. неутрално pH) с киселина (например, разреде2 на или концентрирана солна киселина). Това може да бъде съпроводено с видимо избледняване на цвета и “размътване” на материала. За предпочитане, екстрактът се отделя от неразтворимия материал чрез филтруване през едрозърнест филтър (например, синтеровано стъкло от качество 0 при лабораторна скала / 5 - 50 nm меша върху по-дълга скала), като се прилага парциален вакуум или чрез центрофугиране.

Неразтворимият материал може да се промие in situ върху филтър с гореща вода, за да се получи екстракция с желаната степен. При екстракция чрез този метод обикновено добивите са 45 - 55 % от сухото тегло на материала.

Неразтворимия материал, получен от екстракцията с основи на полуцелулозния материал след етап (5), може да бъде повторно суспендиран във вода, за да се получат от 2 до 5 %, за предпочитане от 2,5 до 3,0 тегл. % / обем, суспензия във вода. pH се регулира от 12 до 13 (за предпочитане 12,2 - 12,5), за предпочитане чрез прибавяне на разтвор с 40 тегл. % / обем, калиева основа.

След повишаване на температурата (например, от 70 до 75°С) в непряко нагряван съд, се прибавя водороден прекис (например, 30 обема или 10 обема), за предпочитане в такова количество, че прекиса да се намира в количество от 15 до 20 % сухо тегло/сухо тегло неразтворим материал. Температурата се поддържа с внимателно разбъркване повишена, за предпочитане от 70 до 80°С (например, от 70 до 75°С) в продължение на 2 до 5 h (например, 3 - 4 h). Съдът трябва да е с такъв капацитет, че да има възможност да побере до 20 % пенообразуване от прибавянето на прекиса. Суспензията може да бъде съхранявана в продължение на няколко дни в този етап без загуби или увреждане.

След реакцията с прекиса, pH на суспензията се понижава до под 7 (например, от 5,5 до 6,0) с киселина, например солна киселина. Разтвореният материал, за предпочитане се отстранява чрез филтруване при условията на парциален вакуум. (Качество 0 на синтерован стъклен филтър при лабораторен мащаб, 5 - 50 pm меша при по-голям мащаб).

Неразтворимият материал може след това да се промие върху филтъра с вода, за предпочитане най-малко с 3 обема вода. Промитият материал може да бъде съхраняван асептично или суспендиран и изсушен чрез пулверизиране.

Този екстракт може да бъде използван като пълнителен (обемен) агент в хранителни продукти, но също така притежава липомиметични свойства.

Полученият на базата на полуцелулоза 10 екстракт в екстракционния процес може да бъде пречистен по следния начин:

Първо екстрактите и промивните течности се обединяват и разреждат така, че общото количество на разтворените твърди вещества е 15 в границата на 2,5 тегл. % / обем.

Второ разреденият екстракт се подава в апарат за ултрафилтриране с тангенциален поток. (При спазване на условията по време на изпитанията в полупромишлен мащаб).

Изходен обем 1001

Мембранна площ Конфигурация на мембраната Тип мембрана

Операционно време Концентрираната

1 вода и операцията т²паралелни тръби полисулфон 15,000 mwco 85 min утайка се разрежда с се повтаря три пъти преди съдържанието на твърди вещества на 30 филтрата да достигне нула.

Допълнително обезцветяване и обезмирисване може да бъде постигнато чрез прекарване на разредения и лишен от соли филтрат върху карбонова колона, съдържаща Антро35 сорб за отстраняване на миризми и Норит С за отстраняване на цвят.

Екстрактът, който в този етап е твърде вискозен, може да бъде изсушен чрез замразяване, чрез изсушаване под вакуум или чрез 40 изсушаване с пулверизиране. Екстрактът е по същество разтворима в основи комплексна полуцелулозна смес.

Екстрактът може да бъде използван като обемен агент (пълнител) ли като уплътня45 ващ агент (например, в хранителни продукти) и има адхезивни (прилепващи) свойства.

По този начин съгласно изобретението дава възможност да се произведе както неразтворим полизахарид, така и разтворим в осно50 ви полизахарид, които могат да бъдат използвани като хранителни компоненти.

Claims

Патентни претенции

1. Метод за получаване на целулозосьдържащ зърнен екстракт, характеризиращ се с това, че включва етапите:

(i) смилане на зърнен материал;

(il) суспендиране на смления зърнен материал във водна среда;

(iii) обработване на получената суспензия с основнодействащо вещество;

(iv) понижаване pH на обработената суспензия до от 5 до 7;

(v) разделяне на твърдите вещества и течността в получената смес;

(vi) повторно суспендиране на отделените твърди вещества във водна течност;

(vii) повишаване pH на получената суспензия до от 12 до 13;

(viii) обработване на сместа с водороден пероксид при повишена температура;

(ix) понижаване pH на сместа до под 7;

(x) отделяне на твърдите вещества от сместа;

(xi) промиване на обработените твърди вещества;

(хп) сушене на промитите твърди вещества.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че в етап (vi) суспензията съдържа от 2 до 5 % w/v отделени твърди вещества.
3. Метод съгласно претенция 1 или претенция 2, характеризиращ се с това, че в етап (vii) pH на суспензията се повишава чрез добавянето на разтвор на калиев хидроксид.
4. Метод съгласно всяка една от претенции 1 до 3, характеризиращ се с това, че в етап (viii) се добавя водороден пероксид в количество взето от 15 до 20 % тегл. водороден пероксид/тегло неразтворим материал и сместа се поддържа при температура 70 до 80°С за от 2 до 5 h.
5. Метод съгласно всяка една от претенции 1 до 4, характеризиращ се с това, че в етап (ix) pH на сместа се понижава до от 5,5 до
6,0 със солна киселина.

5 6. Метод съгласно всяка една от претенции 1 до 5, характеризиращ се с това, че в етап (х) твърдите вещества се отделят от сместа чрез филтруване.
7. Метод съгласно всяка една от претен10 ции 1 до 6, характеризиращ се с това, че зърненият материал е люспи или трици.
8. Метод съгласно всяка една от претенции 1 до 7, характеризиращ се с това, че зърното е царевица.

15
9. Метод съгласно всяка една от претенции 1 до 8, характеризиращ се с това, че суспензията, образувана в етап (й) съдържа от 5 до
10 % сухо тегло/обем смлян зърнен материал.

20 10. Метод съгласно всяка една от претенции 1 до 9, характеризиращ се с това, че в етап (i) зърненият материал се смила до размер от 50 до 250 цт, за предпочитане 80 до 180 цт.
11. Метод съгласно всяка една от претенции 1 до 10, характеризиращ се с това, че етап (iii) включва добавянето на калиев хидроксид в количество такова, че сместа да съдържа калиев хидроксид в концентрация наймалко 4 % тегл./обем и поддържане на сместа при една температура за време, докато настъпи бързо повишаване на вискозитета на сместа.
12. Метод съгласно претенция 11, характеризиращ се с това, че сместа се поддържа при температура от 70 до 80®С за от 1 1/2 до 2 1/2 h.
13. Метод съгласно всяка една от претенции 1 до 12, характеризиращ се с това, че разделянето в етап (v) се влияе от филтруването.