RU1778114C

RU1778114C - Process for producing water-soluble melanin

Info

Publication number: RU1778114C
Application number: SU914930506A
Authority: RU
Inventors: Александр Анатольевич Колесник; Владимир Николаевич Голубев; Лилия Александровна Ирха; Анатолий Иванович Рыбак; Павел Павлович Липнягов
Original assignee: Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1992-11-30

Abstract

Изобретение относитс к пищевой промышленности . Сущность изобретени в том, что дл получени водорастворимого меланина в качестве меланинсодержащего растительного сырь используют выжимки столовой свеклы, которые экстрагируют раствором гидроксида аммони при рН 8,5- 11,5 при температуре 65&deg;С в течение 1 ч и объемном соотношении экстрагента и сырь 5:15, полученную жидкую фазу после экстракции настаивают на сол ной кислоте при рН среды 3,1-3,6 в течение 4-6 ч, после чего провод т дополнительное разделение фаз с последующим промыванием полученного осадка. 1 табл.The invention relates to the food industry. The essence of the invention is that to obtain water-soluble melanin as melanin-containing vegetable raw materials, table beet marbles are extracted, which are extracted with a solution of ammonium hydroxide at pH 8.5-11.5 at a temperature of 65 ° C for 1 h and a volume ratio of extractant and raw material 5:15, the obtained liquid phase after extraction is insisted on hydrochloric acid at a pH of 3.1-3.6 for 4-6 hours, after which an additional phase separation is carried out, followed by washing of the obtained precipitate. 1 tab.

Description

Изобретение относитс к пищевой промышленности , а именно к технологическим процессам переработки вторичных продуктов консервной промышленности, в частности к способам получени меланинов из растительного сырь - свеклы.The invention relates to the food industry, in particular to technological processes for processing secondary products of the canning industry, in particular to methods for producing melanins from vegetable raw materials - beets.

Известен способ получени водорастворимого меланина, включающий измельче- ние кожицы красного винограда, суспендирование в спипте. обработку ультразвуком , экстракцию 1 %- ным раствором гидроксида аммони прирН 9...10 в течение 2-3 ч, отстаивание 2 ч, освобождение экстракта от взвесей центрифугированием 20 мин, удаление экстракта выпариванием, отмывку от крас щих веществ и примесей этилацета- том, спиртом и ацетоном и контроль качества промывки по хемилюминесцентной реакции.A method for producing water-soluble melanin is known, including crushing the skin of red grapes and suspending it in a pipette. sonication, extraction with a 1% solution of ammonium hydroxide prH 9: 10 for 2–3 hours, settling for 2 hours, releasing the extract from suspensions by centrifugation for 20 minutes, removing the extract by evaporation, washing the dyes and impurities with ethyl acetate , alcohol and acetone; and rinsing quality control by chemiluminescent reaction.

Недостатком способа вл етс больша длительность процесса, сравнительно высока стоимость виноградной выжимки,The disadvantage of this method is the long duration of the process, the relatively high cost of grape squeezing,

узость и сезонность сырьевой базы, а также невысока антиокислительна способность и биологическа активность меланина.the narrowness and seasonality of the raw material base, as well as low antioxidant ability and biological activity of melanin.

Цель изобретени - расширение сырьевой базы при одновременном увеличении выхода и повышении биологической активности препарата.The purpose of the invention is the expansion of the raw material base while increasing the yield and increasing the biological activity of the drug.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе получени водорастворимого меланина , включающем экстрагирование отжатого растительного сырь , отделение изол та, обработку его сол ной кислотой с последующим отделением взвесей и их промывку, в качестве сырь используют выжимку корнеплодов столовой свеклы, экстрагирование осуществл ют при температуре 65°С в течение 1 ч раствором гидроксида аммони при рН 8,5...11,5 и объемном соотношении экстрагента и сырь 5... 15, в жидкий изол т ввод т сол ную кислоту в количестве, необходимом дл достижени рН среды 3,1...3,6, а промывкуThis goal is achieved in that in the method for producing water-soluble melanin, including extraction of squeezed vegetable raw materials, separating the isolate, treating it with hydrochloric acid, followed by separating the suspensions and washing them, squeezing root beets is used as raw materials, extraction is carried out at a temperature of 65 ° C for 1 h with a solution of ammonium hydroxide at a pH of 8.5 ... 11.5 and a volume ratio of extractant to feed 5 ... 15, hydrochloric acid is introduced into the liquid isolate in an amount necessary to achieve no pH 3,1 ... 3,6, and washing

слcl

сwith

4 vj4 vj

0000

ЬьB

целевого продукта последовательно провод т раствором уксусной кислоты с рН 4...5, ацетоном, спиртом и сушат промытую массу .the target product is successively carried out with a solution of acetic acid with a pH of 4 ... 5, acetone, alcohol and the washed mass is dried.

Использование в качестве источника получени меланина свекольные выжимки обеспечивает доступность сырь и возможность дальнейшей утилизации остатка после отмывки от щелочи.The use of beet marbles as a source of melanin ensures the availability of raw materials and the possibility of further disposal of the residue after washing from alkali.

Применение в качестве экстрагента гидроксида аммони и проведение процесса при термическом воздействии 65°С в течение 1 ч обеспечивает не только высокую степень извлечени препарата меланина, но и растворимость в воде, что обусловлено взаимодействием аммиака с функциональными группами выдел емого фенольного биополимера, привод щим к образованию водорастворимого препарата, а последнее имеет большое значение дл его практиче- ского применени в пищевой промышленности и медицине.The use of ammonium hydroxide as an extractant and carrying out the process under thermal influence of 65 ° C for 1 h provides not only a high degree of extraction of the melanin preparation, but also solubility in water, which is due to the interaction of ammonia with the functional groups of the released phenolic biopolymer, leading to the formation of a water-soluble preparation, and the latter is of great importance for its practical application in the food industry and medicine.

Последовательные промывки осадка, содержащего меланин, водным раствором уксусной кислоты (рН 4...5), ацетоном и спиртом позвол ют провести глубокую очистку препарата от различных примесей без потерь самого продукта, что обусловлено его нерастворимостью в указанных растворител х .Successive washing of the precipitate containing melanin with an aqueous solution of acetic acid (pH 4 ... 5), acetone and alcohol allows the product to be thoroughly purified from various impurities without loss of the product itself, due to its insolubility in these solvents.

Использование дл промывки водного раствора кислоты обусловлено тем, что препарат растворим при нейтральных и щелочных значени х среды, а промывка при рН 4,..5 исключает возможность потерь на этой стадии. Применение раствора уксусной кислоты позвол ет экономить ацетон и спирт, так как именно эта кислота наиболее быстро отмываетс указанными органическими растворител ми.The use of an acid solution for washing with an aqueous solution is due to the fact that the preparation is soluble at neutral and alkaline values of the medium, and washing at pH 4, .. 5 eliminates the possibility of losses at this stage. The use of acetic acid solution saves acetone and alcohol, since it is this acid that is most quickly washed with the indicated organic solvents.

Повышение выхода, чистоты и активности препарата обеспечиваетс использованием в качестве исходного сырь сухих свекольных выжимок, которые благодар ферментативным окислительным процес- сам, происход щим при дезинтеграции и контакте с воздухом клеточных структур, в частности активизации эндогенной полифе- нолоксидазы, приобретают ценные свойства .An increase in the yield, purity, and activity of the preparation is ensured by using dry beet marc extracts as initial raw materials, which acquire valuable properties due to enzymatic oxidative processes that occur during disintegration and contact with air of cellular structures, in particular, activation of endogenous polyphenol oxidase.

Антиокислительную активность меланина , характеризующую его биологическую активность, оценивали по торможению процесса свободнорадикального окислени транс - /8 каротина в растворе диоксана при 50 °С. The antioxidant activity of melanin, which characterizes its biological activity, was evaluated by inhibition of the process of free radical oxidation of trans - / 8 carotene in a solution of dioxane at 50 ° C.

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 отдел ют фильтрацией на нутч-фильтре, а кPRI me R 1. 1 kg of dry squeezed table beet varieties Bordeaux pour IQ l of a solution of Nf-UOH with a pH of 8.5 in a reactor with a capacity of 25 l, stirred for 1 h at 65 ° C. The meal is separated by filtration on a suction filter, and

фильтрату при перемешивании добавл ют концентрированную сол ную кислоту до достижени рН 3,3 и оставл ют дл осаждени 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 окончани промывок препарат высушивают в вакуум-экстракторе до посто нного веса. Выход конечного продукта 11,4 г. Сухой продукт измельчают на шаровой мельнице и фасуют, запаива в стекл нные ампулы. Растворимость препарата (%) в воде: 7,9 (25°), 10,5(50°), 13,3(75°).concentrated hydrochloric acid was added to the filtrate with stirring until a pH of 3.3 was reached and left to precipitate suspensions for 4 ... 6 hours at room temperature, the supernatant was carefully decanted, the precipitate was centrifuged, placed on a No. 4 Schott filter and washed 500 ml of warm (60 ° C) acetic acid solution (pH 4.5), 200 ml of acetone and 200 ml of ethanol. After the washes have been completed, the preparation is dried in a vacuum extractor to a constant weight. The yield of the final product is 11.4 g. The dry product is crushed in a ball mill and Packed, sealed in glass ampoules. The solubility of the drug (%) in water: 7.9 (25 °), 10.5 (50 °), 13.3 (75 °).

П р и м е р 2. Осуществл ют способ аналогично примеру 1, использу раствор экстрагента NH40H с рН 10,5. Результаты приведены в таблице.EXAMPLE 2 The method is carried out analogously to Example 1 using an NH40H extractant solution with a pH of 10.5. The results are shown in the table.

Примерз. Осуществл ют способ аналогично примеру 1, использу раствор экстрагента NI-MOH с рН 11.5. Результаты приведены в таблице.Sample The method is carried out analogously to Example 1 using a NI-MOH extractant solution with a pH of 11.5. The results are shown in the table.

П р и м е р 4. Осуществл ют способ аналогично примеру 1, использу раствор экстрагента NH/iOH с рН 8,0. Результаты приведены в таблице.EXAMPLE 4 A method is carried out analogously to Example 1, using an extractant solution of NH / iOH with a pH of 8.0. The results are shown in the table.

П р и м е р 5. Осуществл ют способ аналогично примеру 1, использу раствор экстрагента с рН 12,0. Результаты приведены в таблице.Example 5 The process is carried out analogously to Example 1 using an extractant solution with a pH of 12.0. The results are shown in the table.

Примерб. Осуществл ют способ аналогично примеру 1, использу соотношение экстрагента : сырье 5. Результаты приведены в таблице.Example The method is carried out analogously to example 1 using the ratio of extractant: feedstock 5. The results are shown in the table.

П р и м е р 7. Осуществл ют способ аналогично примеру 2, использу соотношение экстрагента : сырье 15. Результаты приведены в таблице.Example 7. The method is carried out analogously to example 2 using the ratio of extractant: raw material 15. The results are shown in the table.

Примерв. Осуществл ют способ аналогично примеру 2, использу соотношение экстрагента: сырье 3. Результаты приведены в таблице.Example The method is carried out analogously to example 2 using the ratio of extractant: feedstock 3. The results are shown in the table.

П р и м е р 9. Осуществл ют способ аналогично примеру 2, использу соотношение экстрагент: сырье 20. Результаты приведены в таблице.Example 9. The method is carried out analogously to example 2 using the ratio of extractant: feedstock 20. The results are shown in the table.

П р и м е р 10. Осуществл ют способ аналогично примеру 2, использу рН среды при осаждении препарата 3,1. Результаты приведены в таблице.EXAMPLE 10 A method is carried out analogously to Example 2, using a pH of the medium during the precipitation of the preparation 3.1. The results are shown in the table.

Пример 11. Осуществл ют способ аналогично примеру 2, использу рН среды при осаждении препарата 3,6. Результаты приведены в таблице.Example 11. The method is carried out analogously to example 2, using a pH of the medium during the precipitation of the drug 3.6. The results are shown in the table.

П р и м е р 12. Осуществл ют способ аналогично примеру 2, использу рН среды при осаждении препарата 3,9. Результаты приведены в таблице.EXAMPLE 12 A method is carried out analogously to Example 2, using a medium pH of 3.9 for precipitation of the preparation. The results are shown in the table.

П р и м е р 13. Осуществл ют способ аналогично примеру 2, использу рН среды при осаждении препарата 2,6. Результаты приведены в таблице.EXAMPLE 13 A method is carried out analogously to Example 2, using a pH of the medium during the precipitation of the preparation of 2.6. The results are shown in the table.

Пример 14. Ocyii всел ют способ аналогично примеру 2. использу рН уксусной кислоты дл промывки препарата 3,5. Результаты приведены в таблице.Example 14. Ocyii instill a method analogously to example 2. using a pH of acetic acid to wash the preparation 3.5. The results are shown in the table.

П р и м е р 15. Осуществл ют способ аналогично примеру 2, использу рН уксусной кислоты дл промывки препарата 4,0. Результаты приведены в таблице.Example 15. A method is carried out analogously to example 2, using a pH of acetic acid to wash the preparation 4.0. The results are shown in the table.

Пример16. Осуществл ют способ аналогично примеру 2, использу рН уксусной кислоты дл промывки препарата 5,0. Результаты приведены в таблице.Example 16. The method is carried out as in Example 2, using a pH of acetic acid to wash the preparation 5.0. The results are shown in the table.

П р и м е р 17. Осуществл ют способ аналогично примеру 2, использу рН уксусной кислоты дл промывки препарата 5,5. Результаты приведены в таблице.EXAMPLE 17 A method is carried out analogously to Example 2, using a pH of acetic acid to wash the preparation 5.5. The results are shown in the table.

Дл сравненин осуществл ли способ получени антиоксиданта согласно примеру 2 выбранного прототипа. Результаты приведены в таблице.For comparison, the antioxidant production method of Example 2 of the selected prototype was carried out. The results are shown in the table.

Как видно из данных, приведенных в таблице, наибольший выход антиоксиданта, его максимальна активность и минимальна продолжительность процесса обеспечиваетс при осуществлении способа согласно примеру 2, т.е. при проведении экстракции 4%-ным раствором МНзОН, его соотношении к сырью 10:1, осаждении препарата сол ной кислотой при рН 3,3 и промывке его от примесей раствором уксусной кислоты с рН 4,5.As can be seen from the data given in the table, the highest yield of the antioxidant, its maximum activity and minimum duration of the process is ensured by the implementation of the method according to example 2, i.e. during extraction with a 4% solution of MnzOH, its ratio to raw materials 10: 1, precipitation of the preparation with hydrochloric acid at pH 3.3, and washing it from impurities with a solution of acetic acid with pH 4.5.

Уменьшение выхода антиоксиданта при увеличении концентрации экстрагента - гидроксида аммони (пример 5) св зано с протеканием побочных реакций и образованием примесей. Уменьшение концентрации экстрагента приводит к недоизвлечению целевого продукта из сырь и заметному снижению его качества (АОА).The decrease in the yield of antioxidant with increasing concentration of the extractant, ammonium hydroxide (Example 5), is associated with the occurrence of adverse reactions and the formation of impurities. A decrease in the concentration of extractant leads to the under-extraction of the target product from raw materials and a noticeable decrease in its quality (AOA).

Снижение соотношение экстрагент- сырье (5), как видно из примера 8, приводит к уменьшению выхода и качества продукта, что обусловлено его недоизвлече- нием из сырь и снижением чистоты препарата .A decrease in the ratio of extractant to raw materials (5), as can be seen from Example 8, leads to a decrease in the yield and quality of the product, which is due to its under-extraction from raw materials and a decrease in the purity of the preparation.

Увеличение соотношени (пример 9) экстрагент-сырье приводит к увеличению продолжительности процесса, т.к. при возрастании объема процесс осаждени продукта протекает медленнее, что также оказывает вли ние на снижение АОА препарата и его выход.An increase in the ratio (example 9) of the extractant-raw material leads to an increase in the duration of the process, because as the volume increases, the process of product precipitation proceeds more slowly, which also influences the decrease in AOA of the preparation and its yield.

Увеличение или уменьшение рН среды сол ной кислоты (пример, 12 и 13) негативно сказываетс на выходе препарата, его качестве (АОА) и времени проведени процесса.An increase or decrease in the pH of the hydrochloric acid medium (examples 12 and 13) negatively affects the yield of the preparation, its quality (AOA) and the duration of the process.

Это обусловлено тем, что изоэлектрическа точка (PI) препарата находитс при значении 3,3 и любое отклонение от нее влечет снижение полноты и скорости осаждени целевого продукта, а также увеличение долиThis is due to the fact that the isoelectric point (PI) of the drug is at a value of 3.3 and any deviation from it entails a decrease in the completeness and deposition rate of the target product, as well as an increase in the proportion

примесей, что ухудшает качество (АОА) и удлин ет врем проведени процесса.impurities, which impairs quality (AOA) and lengthens the process time.

Увеличение продолжительности процесса в случае увеличени кислотности раствора уксусной кислоты (пример 14) св заноAn increase in the duration of the process in case of an increase in the acidity of the acetic acid solution (Example 14) is due to

с необходимостью проведени 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 по влением растворимости у препарата при приближении рН к нейтральному , а это приводит к потере продуктаwith the need for more thorough washing (acetone, alcohol) of the preparation from traces of acetic acid, which also leads to additional costs of the above organic solvents. The increase (example 17) leads to a sharp decrease in yield, which is due to the appearance of solubility of the drug when the pH approaches neutral, and this leads to a loss of product

с промывкой.with flushing.

Предлагаемый способ позвол ет экономить сырьевые ресурсы, повышает производительность процесса и обеспечивает более высокую антиоксидантную способностьThe proposed method allows to save raw materials, increases the productivity of the process and provides a higher antioxidant ability

препарата.the drug.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method for producing a water-soluble melanin, including grinding a melanin-containing plant material, extraction with a solution of ammonium hydroxide, followed by phase separation, washing the melanin-containing product with an acetyl-containing organic reagent, alcohol and acetone, drying the washed mass, which increases in order to increase biological activity of the product and increase its yield, table beet marbles are used as plant raw materials and the extracts are subjected to direct measurement lchennye pomace ammonium hydroxide solution at pH 11.5 8,5-, temperature of 65 ° C for 1 hour, and the volume ratio of the extractant to the raw material

5; 15, the obtained liquid phase after extraction is insisted on hydrochloric acid at a pH of 3.1-3.6 for 4-6 hours, after which an additional phase separation is carried out, and as a melanin-containing product

use the resulting precipitate.

Comparative characteristics of the process and product parameters according to the proposed and known methods