CZ299932B6

CZ299932B6 - Zpusob získávání hodnotných látek z vedlejších produktu zpracování ovoce a zeleniny

Info

Publication number: CZ299932B6
Application number: CZ20023399A
Authority: CZ
Inventors: Carle@Reinhold; Keller@Petra; Schieber@Andreas; Rentschler@Christine; Katzschner@Thomas; Rauch@Dietmar; F. Fox@Gerhard; Endress@Hans-Ulrich
Original assignee: Herbstreith & Fox Kg
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2008-12-29
Also published as: AU2001258213A1; DE50108857D1; MXPA02010051A; ATE316813T1; DE10018533A1; BR0109954A; BR0109954B1; WO2001078859A1; CZ20023399A3; DE10018533C2; PL366082A1; EP1272254A1; PL198671B1; EP1272254B1

Abstract

Zpusob získávání hodnotných látek z vedlejších produktu pri zpracování ovoce a zeleniny, pri kterémse pri získávání pektinu jako první hodnotné látky z vedlejších produktu za použití selektivního adsorbentu oddelují polyfenoly, obsažené ve vedlejších produktech, jako druhá hodnotná látka a získávají se následnou desorpcí z adsorbentu. Obzvlášt sepoužívá odpadních vedlejších produktu pri výrobe štáv ze zralých plodu nebo ze zeleniny obzvlášte jablecného nebo citrusového trestru. Jako adsorbentse s výhodou použije styren-divinylbenzen nebo zesítované polysacharidy.

Description

Způsob získávání hodnotných látek z vedlejších produktů zpracování ovoce a zeleniny

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu získávání surovin z vedlejších produktů zpracování ovoce a zeleniny. Přednost se dává zbytkům jablek k získávání pektinu a polyfenolů jakožto hodnotných látek.. Vynález však není omezen pouze na jablka.

Dosavadní stav techniky

Pektin (pektiny a pektinové látky) je polymer sestávající z částečně methanolem esterifikovaných D-galakturových kyselin, které jsou navzájem vázány a-(M)Fglykosidovými vazbami. Část hydroxylových skupin může být ačetylována. Hemicelulózové vedlejší řetězce zakotvují pektínové molekuly jako vodou nerozpustný protopektin v rostlinné tkáni. (Pilník W. Pektine, Heíss R.

(vydavatel) Lebensmitteltechnologie, Springer, str. 228 az 234, 1991).

Hospodářský význam pektinu spočívá kromě jiného na jeho vlastnostech podmíněných strukturou. Jako želírovací a zahušťovací prostředek v zavařeninách, marmeládách a ovocných prostředcích je pektin využíván po desetiletí. Pektinu se používá také ke stabilizaci a zahušťování kyse20 tých mléčných produktů a salátových omáček. V nepotravinovýclTproduktech (jako jsou masti, oleje, krémy) se ho může používat k ovlivnění viskozíty.

Jako suroviny k získávání pektinu se v současnosti používá téměř výhradně vylisovaných zbytků (trester) při získávání jablečné a citrusové šťávy. Enzymovaný trester se k získávání pektinu nehodí. Ve vyhlášce o ovocných šťávách je pro získávání jablečné šťávy předepsáno používání zralých jablek. Pro získávání pektinu z tresterů zralých jablek to znamená lepší kvalitu vlivem pektinu s menším podílem škrobu.

Aby se pektin, zakotvený ve stěnách buněk a v mezílamelách, stal rozpustným extrahuje se trester okyselenou vodou, přičemž se hydrolyticky štěpí glykosidové vazby vedlejších řetězců. Získaný pektin se pak z tresterů vylisuje a filtruje. Po zkoncentrování nastává vysrážení pektinu přísadou alkoholu. Vysrážený pektin se vysuší, rozemele a přeseje.

Jablečný pektin se vyznačuje obzvlášť dobrými želírovacími vlastnostmi. Vzhledem ke svému zahnědlému vlastnímu zabarvení, které je způsobeno společně extrahovanými polyfenoly, je jablečný pektin méně vhodný pro použití ve světlých produktech (například v mlékáren ství). Pro světlé produkty se používá citrusového pektinu ze suroviny v současné době dovážené z j ižní a ze -střední Ameriky.

Předpokladem pro zvýšené používání jablečných pektinů v těchto produktech jsou vhodné způsoby jejich odbarvení.

Polyfenoly jsou sloučeniny, které mají na aromatickém cyklu jednu nebo několik hydroxylových skupin. K fenolům se také přiřazují v širším smyslu funkční deriváty fenolů (například methyl45 ester, ester nebo glykosidy). Polyfenoly se získávají selektivní adsorpcí a následnou desorpcí z adsorbentů. Polyfenolů se používá jako přírodních antioxidantů například v potravinách, případně slouží jako přísady do funkčních potravin („functional food“).

Jablka obsahují řadu fenolových sloučenin, jejichž obsah a druh závisí na stavu zralosti i na podmínkách pěstování, růstu, sklizni a uskladnění. Podstatnými součástmi jsou deriváty kyseliny hydroxyskořícové, především kyseliny chlorogenové, katechiny, procyanidiny, různé flavonolglykosidy i floretinglykosidy. V moštovacím ovoci je obsah polyfenolů většinou podstatně vyšší než ve stolním ovoci (Hermann K., Zur quantitativen Veránderung phenolischer Inhaltstoffe bei der Gewinnung von Apfel- und Bimensáften. Flussigés Obst 60, str.. 7 až 10, 1993).

Jablka a z nich vyráběné produkty jsou z hlediska obsahu a přeměn polyfenolu během zpracování a skladování dobře prozkoumána. Oproti tomu je však méně studií o jejich složení a množství v jablečném trestru. Lu&Foo (1997) extrahovali vymražením sušený trester 70% vodným roztokem acetonu a podrobili extrakt frakcionované destilaci na Sefadexu LH-20 se směsemi voda-methanol. Tím mohla být sice izolována řada fenolových sloučenin a částečně též kvantifikována, výpovědi ke zhodnocení součástí trestru a jejich kvantifikaci nebyly však provedeny, Kromě toho nemůže být způsob, který popsal Lu & Foo (1997), zařazován do procesů získávání pektinu, ale vyžaduje spíše zvláštní zpracování jablečného trestru.

io

Německá zveřejněná přihláška vynálezu DE 1692609 (1970) popisuje způsob odbarvování pektinových extraktů, případně pektinových koncentrátů, které se zpracovávají odbarvovací pryskyřicí na bázi aromatických aminů nebo jinými vysoce porézními odbarvovacími pryskyřicemi. Vzhledem nepřípustnosti odbarvovací pryskyřice pro potravinářské účely, není možné použití ani pektinů ani polyfenolu pro potravinářství.

Světový patentový spis číslo WO 98/00453 popisuje odstraňování polyfenolu z kapalin adsorpcí na polymer obsahující piperazínamid. Pro nevhodnost odbarvovací pryskyřice pro potraviny, není možné použití ani pektinů ani polyfenolu, takže tento spis se týká pouze odstraňování polyfenolu, nikoli však jejich navazujícího získávání.

Britský patentový spis číslo GB 2 317889 popisuje způsob výroby prostředku obsahujícího poolyfenol z hroznů. Tento způsob zahrnuje výrobu tekutého fenol obsahujícího extraktu. Složky extraktu se frakcionují na adsorpční pryskyřici, načež se získá fenol obsahující frakce. Tento způsob však jednak nepředpokládá současné získávání pektinu, jednak se polyfenoly, obsažené v hroznech, značně liší od polyfenolu z jablek.

Oba americké patentové spisy US 5 932 623 a US 5 994 413 popisují používání nezralých plodů čeledi růžokvětých (Rosacea) (jablek, hrušek, broskví), které se lisují nebo extrahují. S výhodou se do extraktu přidává blíže nespecifikovaný pektolytický enzym. Polyfenoly se získávají pomocí adsorpční pryskyřice. Jelikož se používá výhradně nezralých plodu Rosaceí, které jsou jinak žádné hospodářsky nevyužitelné, je míněno pouze získávání obsažených polyfenolu.

Jmenovanými způsoby se sice mohou oddělovat adsorpčně polyfenoly z různých matric,· dokonce se podle amerických patentových spisů US 5 932 623 a US 5 994 413 přidávají pektolytické enzymy. Získávání polyfenolů za získávání pektinu není však záměrem těchto způsobů.

Podstata vynálezu

Způsob získávání hodnotných látek z vedlejších produktů při zpracování ovoce a zeleniny spočívá podle vynálezu v tom, že se při získávání pektinu jako první hodnotné látky z vedlejších produktů za použití selektivního adsorbentů oddělují polyfenoly, obsažené ve vedlejších produktech, jako druhá hodnotná látka a získávají se následnou desorpcí z adsorbentů.

Způsobem podle vynálezu se ze stavu techniky známé způsoby podstatně zlepšují z hospodářského a ekologického hlediska.

Vynález je založen na poznatku, že je hospodárně a ekologicky účelnější integrovat získávání hodnotných látek v již zavedených výrobních linkách, tedy obzvláště integrovat získávání polyfenolů v procesu získávání pektinu.

S překvapením se zjišťuje, že se dají ze zralých .jablek získávat pektiny i polyfenoly. To vede nejenom k odbarvení a tak ke zlepšení kvality jablečného pektinu při nezměněné vysoké želírovací schopnosti, nýbrž také k zhodnocení způsobu vedlejším výtěžkem polyfenolů. Kromě

-2CZ 299932 B6 toho představuje způsob významný pokrok vtom, že způsobem podle vynálezu dosažené odbarvení jablečného pektinu mohou být pro jablečné pektiny otevřeny možnosti použití, které byly dosud vyhrazeny pro citrusové pektiny. Tím odpadají náklady na dopravu citrusových pektiríů,

Alternativním způsobem se získávají polyfenoly z enzymového výlisku, například z vedlejších produktů při zpracování stolního ovoce, analogicky adsorpčně po extrakci. Tato varianta se provádí bez získávání pektinu s hlavním cílem získání polyfenolů s obzvlášť žádoucími vlastnostmi ze zralých plodů, například z jablek.

Vynález objasňují, nijak však neomezují následující příklady praktického provedení a připojený diagram.

Přehled obrázku na výkresech

Na obr. 1 je chromatogram enzymované jablečné trestrové šťávy.

. Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Získávání polyfenolů a pektinu ²⁰

Vede se 1000 ml pektinového extraktu sloupcem naplněným 26 ml adsorpční pryskyřice Amberlite XAD 16HP (Rohm a Haas) s průtokem 10 BV (Bcol Volume)/h, Adsorpce se provádí při teplotě 60 °C. K odstranění pektinu se sloupec promyje 2 BV vody. Desorpce polyfenolů se provádí za použití 4 BV methanolu.

Pektín se z pektinového extraktu získá vysrážením 80% ethánolem (trojnásobné množství). Vysrážený pektin se promyje čistým alkoholem, vysuší se a rozemele.

Výtěžek, barevnost (měřené Minolta Chroma-MeterCR300) a želírovací síla (USASag standardní způsob ITT, 1959) se porovnají s výsledky pektinu, který byl získán z extraktu neobsahujícího adsorbent za stejných podmínek vysrážení.

	bez zpracování adsorpční pryskyřic í	pó zpracování adsorpční pryskyřicí
Výtěžek pektinu , s extraktem	10,8 g	10,3 g
C1OOO ml)
Barevnost vysušeného pektinu	L 81.8	L 86,5
	a 3,8	a 1,8
	b 15	b 9,6
Barevnost 2,5¾ pektinového
roztoku	L 49,3	L 57.1
	a 4,0	a 1,9
	b 27,5	b 12,6
želírovací schopnost	183 USÁ-Šag	185°ÚSA-Šag

Obsahu polyfenolu veluátu se získá oddělením methanolu a následným vymrazovacím vysušením zbytku. Pektinová suspenze obsahuje polyfenolu 172,8 mg/l.

Příklad 2

Smísí se lOOg jablečného trestru 1 000 g vody, nechají se 1 hodinu změknout a rozmělní se v kuchyňském mixeru. Po přidání 5,75 g enzymu (Pektinex 3XL a Peelzymu Π V, Novo Nordisk) ío se směs zpracovává enzymem dvě hodiny při teplotě 25 °C. Po odlisování pevných látek se získají polyfenoly z vodného extraktu čtyřnásobnou extrakcí s 0,6-násobným množstvím ethylacetátu Ethylacetát se odpaří a extrakt se vysuší vymrazováním. Obsah polyfenolu ve vysušených enzymovaných jablečných trestrech je 1 690 mg/kg.

Kvantifikace jablečných polyfenolu, získaných způsobem podle příkladu 1 (při použití jablečného pektinového extraktu) nebo způsobem podle příkladu 2 se provede vysoce výkonnou kapalinovou chromatografií s detekcí fotodiodovými paprsky (HPLC-DAD). Získané jablečné polyfenoly jsou uvedeny v následujícím chromatogramu a v následující tabulce:

Pík číslo	Retenční doba ímin)	Sloučenina
1	11,6	<+)-katéčhin
2	12.8	n-chlorogenová kyselina
3	14.7	kávová kyselina
4	17,2	p-kumaroylehina kyselina
5	•21.7	p-kumarová kyselina
6	25,2	ferulqvá kyselina
7	30,7	Quercetíh-3-rutinOsid/ Quěrčetin-3-gaíaktošid
8	31,5	Quercetin-3-gIúkosid
9	33,3	F1 oret i η - 2-xy 1 ócf 1 úkosí d
10	35,9	Quercetin-3-rhamnosid
11	36,9	Ph1oreti π-2-glúkos i d
12	47,6	Quércetin

Průmyslová využitelnost

Hospodárný a ekologický způsob získání hodnotného pektinu a polyfenolu z odpadů při zpracování ovoce a zeleniny.

Claims

5 1. Způsob získávání hodnotných látek z vedlejších produktů při zpracování ovoce a zeleniny, vyznačující se tím, že při získávání pektinu jako první hodnotné látky z vedlejších produktů za použití selektivního adsorbentu se oddělují polyfenoly .obsažené ve vedlejších produktech, jako druhá hodnotná látka, a získávají se následnou desorpcí z adsorbentu.

io
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se používá vedlejších produktů z výroby šťáv ze zralých plodů nebo ze zeleniny.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že vedlejšími produkty jsou jablečné a citrusové výlisky.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako selektivního adsorbentu používá pryskyřice přijatelné pro potraviny.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že adsorbentem jsou syntetický

20 polymer s vysokým povrchem například styroldívinolbenzolová pryskyřice nebo zesítěné polysacharidy.
6. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že adsorpce provádí v pektinovém extraktu při teplotě 10 až 100 °C, s výhodou 20 až 70 °C a především 50 až 60 °C.
7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako elučního činidla používá směs vody a alespoň jednoho organického rozpouštědla.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tí m , že jako rozpouštědla používá

30 alkoholu, obzvláště methylalkoholu.
9. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že jako rozpouštědla používá acetonu.

35
10. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, žesek získání polyfenolů z eluátu používá sušení například rozprašováním nebo vymrazováním.
11. Způsob' podle nároku 7, vyznačující se tím, že k získání polyfenolů z eluátu se používá nanášení na inertní nosiěový materiál.

⁴⁰
12. Způsob získávání polyfenolů z ovoce a zeleniny, obzvláště z jablek, vyznačující se * t í m , že se používá enzymového výlisku ze zralých plodů, z něhož se získají polyfenoly adsorpcí po extrakci.

45 13. Použití polyfenolů získaných podle nároku 1 nebo 12 jako funkčních složek potravin, obzvláště jako antioxidantů.