RU2057774C1

RU2057774C1 - Process for preparing food dye from vegetable raw material

Info

Publication number: RU2057774C1
Application number: RU9393037202A
Authority: RU
Inventors: В.И. Дроздова; Л.К. Пацюк; Л.Н. Крейндель; Г.И. Касьянов; Л.А. Борченкова; О.И. Квасенков; С.А. Китаева
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности
Priority date: 1993-07-19
Filing date: 1993-07-19
Publication date: 1996-04-10

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: fruit-berry extracts are mixed with leaf vegetable raw material. The resulting mixture is subjected to extraction, the extract is separated and concentrated to give the desired product. EFFECT: more efficient preparation process. 5 cl

Description

Изобретение относится к технологии получения пищевого красителя из отходов сокового и винного производства. The invention relates to a technology for producing food coloring from waste juice and wine production.

Известен способ получения пищевого энокрасителя из плодово-ягодных выжимок, включающий последовательную или параллельную экстракцию выжимок и листового растительного сырья, отделение экстракта или двух экстрактов с их последующим смешиванием и концентрирование. A known method of obtaining food enamel from fruit and berry squeezes, including sequential or parallel extraction of squeezes and leaf plant materials, separation of the extract or two extracts with their subsequent mixing and concentration.

Недостатками этого способа являются сложность технологии, связанная с двухступенчатой экстракцией, и низкая эффективность экстракции, связанная со слипанием и комкованием выжимок в процессе обработки и трудностью перемешивания и выгрузки листового растительного сырья из-за налипания на рабочие органы экстрактора. The disadvantages of this method are the complexity of the technology associated with two-stage extraction, and the low extraction efficiency associated with sticking and clumping of pomace during processing and the difficulty of mixing and unloading of plant material due to sticking to the working bodies of the extractor.

В предлагаемом способе получения пищевого энокрасителя из плодово-ягодных выжимок, включающем экстракцию выжимок и листового растительного сырья, отделение экстракта и его концентрирование, согласно изобретению, перед экстракцией выжимки и листовое растительное сырье смешивают между собой. In the proposed method for producing food enamel from fruit and berry squeezes, including extraction of squeezed and leaf vegetable raw materials, separation of the extract and its concentration, according to the invention, before extraction of squeezed and leaf vegetable raw materials are mixed together.

Это позволяет разрушить агломераты выжимок и предотвратить их слипание и комкование в процессе экстракции, что улучшает дренажные свойства и ускоряет их экстракцию, исключить возможность налипания листового растительного сырья на рабочие органы экстрактора, что упрощает технологию его перемешивания и выгрузки, интенсифицируя экстракцию при перемешивании, а также получить купажный краситель за один цикл экстракции. This allows you to destroy the agglomerates of the squeezes and prevent them from sticking together and clumping during the extraction process, which improves drainage properties and accelerates their extraction, eliminates the possibility of sticking of plant material on the working bodies of the extractor, which simplifies the technology of mixing and unloading, intensifying the extraction with stirring, and get blending dye in one extraction cycle.

В предпочтительном варианте выжимки и листовое растительное сырье смешивают в соотношении по массе от 3:7 до 7:3, что исключает вероятность образования агломератов однородного сырья с проявлением недостатков наиболее близкого аналога. In a preferred embodiment, squeezes and leafy vegetable raw materials are mixed in a ratio by weight of from 3: 7 to 7: 3, which eliminates the likelihood of agglomerates of homogeneous raw materials with the manifestation of the disadvantages of the closest analogue.

В другом предпочтительном варианте листовое сырье перед смешиванием обрабатывают потоком двуокиси углерода в сверхкритическом состоянии, что позволяет удалить с листового сырья поверхностный гидрофобный кутикулярный слой и облегчить диффузию в него экстрагентов, содержащих воду. In another preferred embodiment, the sheet material is mixed with a stream of carbon dioxide in a supercritical state before mixing, which allows the surface hydrophobic cuticular layer to be removed from the sheet material and to facilitate the diffusion of extractants containing water into it.

Предпочтительным вариантом предусмотрено осуществление процесса экстракции смеси при соотношении твердой и жидкой фаз от 5:1 до 1:3. The preferred option provides for the implementation of the extraction process of the mixture at a ratio of solid and liquid phases from 5: 1 to 1: 3.

Меньший гидромодуль не позволяет равномерно обработать смесь по объему, что резко снижает выход красящих веществ, а больший гидромодуль приводит только к снижению концентрации красящих веществ в экстракте без увеличения глубины их извлечения. A smaller hydromodule does not allow uniformly processing the mixture by volume, which sharply reduces the yield of coloring substances, and a larger hydromodule only leads to a decrease in the concentration of coloring substances in the extract without increasing the depth of their extraction.

Предпочтительным вариантом предусмотрено использование в качестве экстрагента воды или водного раствора, поскольку красящие вещества красного пигментного комплекса растительного сырья обладают максимальной растворимостью именно в этой группе растворителей. The preferred option is to use water or an aqueous solution as an extractant, since the coloring materials of the red pigment complex of plant materials have maximum solubility in this particular group of solvents.

В этом случае целесообразно осуществлять экстракцию в поле механических ультразвуковых колебаний, поскольку они интенсифицируют процесс экстракции и увеличивают выход красящих веществ при сниженном гидромодуле. In this case, it is advisable to carry out extraction in the field of mechanical ultrasonic vibrations, since they intensify the extraction process and increase the yield of dyes with a reduced hydraulic module.

Последним предпочтительным вариантом предусмотрено проведение экстракции при 0-60^оС.The last preferred option provides for the extraction at 0-60 ^about C.

Варьирование температуры в этом интервале позволяет задавать соотношение в экстракте веществ пигментного комплекса с ароматическими, биологически активными и питательными веществами в зависимости от состава исходной смеси и целевого назначения получаемого красителя. Varying the temperature in this range allows you to set the ratio in the extract of the substances of the pigment complex with aromatic, biologically active and nutrient substances, depending on the composition of the initial mixture and the intended purpose of the resulting dye.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Плодово-ягодные выжимки, полученные как отходы сокового или винного производства, смешивают с листовым растительным сырьем, желательно обработанным потоком двуокиси углерода в сверхкритическом состоянии для снятия поверхностного гидрофобного кутикулярного слоя, желательно в соотношении от 3:7 до 7:3, и экстрагируют, желательно при гидромодуле от 5:1 до 1:3, желательно с использованием в качестве экстрагента воды или водного раствора, возможно в поле механических ультразвуковых колебаний, желательно при температуре в интервале 0-60^оС. Смесь двух видов сырья обладает хорошими дренажными свойствами за счет исключения возможности слипания и комкования выжимок при наличии в них включений листового растительного сырья и легко перемешивается и выгружается после обработки за счет исключения вероятности налипания листового сырья на рабочие органы экстрактора при попадании частиц выжимок между поверхностями листового сырья и рабочих органов экстрактора, исключающих плотное прилегание поверхностей и их слипание. Такая консистенция смеси облегчает проникновение экстрагента в массу сырья, развивает поверхность контакта фаз, ускоряет ее обновление и процесс экстракции.Fruit and berry squeezes obtained as waste from juice or wine production are mixed with leafy vegetable raw materials, preferably treated with a stream of carbon dioxide in a supercritical state to remove the surface hydrophobic cuticular layer, preferably in a ratio of 3: 7 to 7: 3, and extracted, preferably at liquor ratio of 5: 1 to 1: 3, preferably using water as extracting agent or an aqueous solution, optionally in the field of ultrasonic mechanical vibrations, preferably at a temperature in the range of ^about 0-60 C. The mixture was of two types of raw materials has good drainage properties by eliminating the possibility of adhesion and clumping of squeezes in the presence of inclusions of leaf vegetable raw materials and is easily mixed and discharged after processing by eliminating the likelihood of sticking of sheet raw materials on the extractor working bodies when particles of squeezes get between the surfaces of the sheet raw materials and working bodies of the extractor, excluding the tight fit of surfaces and their adhesion. This consistency of the mixture facilitates the penetration of the extractant into the mass of raw materials, develops the contact surface of the phases, accelerates its renewal and the extraction process.

Предварительное удаление кутикулярного слоя с листового растительного сырья позволяет ускорить процесс диффузии экстрагента в листовое растительное сырье и ускоряет процесс экстракции. Preliminary removal of the cuticular layer from the leaf plant material allows you to accelerate the diffusion of the extractant into the leaf plant material and accelerates the extraction process.

Выбранное соотношение выжимок и листового растительного сырья из указанного выше интервала обеспечивает наилучшую консистенцию смеси, исключающую образование однородных зон сырья. The selected ratio of squeezed and leafy plant materials from the above interval provides the best consistency of the mixture, eliminating the formation of homogeneous zones of the raw material.

Вода или водные растворы в качестве экстрагента обладают наибольшим сродством к красящим веществам антоцианового комплекса энокрасителя плодово-ягодных выжимок, позволяющим осуществить их наиболее глубокое извлечение. При этом ультразвуковая обработка смеси приводит к вскрытию клеток растительного сырья, обеспечивающему облегчение диффузии в них экстрагента, а также увеличивает растворимость антоцианов, что увеличивает их концентрацию в экстракте и снижает энергозатраты на последующее концентрирование. Water or aqueous solutions as an extractant have the highest affinity for coloring substances of the anthocyanin complex of enokrasitel fruit and berry marc, which allows for their deepest extraction. In this case, the ultrasonic treatment of the mixture leads to the opening of the cells of plant materials, which facilitates the diffusion of the extractant in them, and also increases the solubility of anthocyanins, which increases their concentration in the extract and reduces energy consumption for subsequent concentration.

Варьирование температуры в интервале от 0-60^оС позволяет регулировать выход ароматических, биологически активных и питательных веществ. В частности при использовании получаемого красителя для подкрашивания напитков с пониженной питательной ценностью рекомендуется выбирать температуру экстракции ближе к нижнему пределу, что снижает выход углеводов, но позволяет наиболее полно извлечь ароматические вещества. Средний интервал температуры экстракции оптимален при производстве красителя для лечебно-профилактических продуктов, поскольку обеспечивает максимальный выход биологически активных веществ, в частности аскорбиновой кислоты, в неизменном виде. Интервал температур, близкий к верхнему предельному значению, обеспечивает максимальный выход углеводов, что необходимо для производства красителя для кондитерских изделий и продуктов повышенной питательной ценности.Variation in the temperature range from 0-60 ^{° C} allows to adjust the yield of aromatic, biologically active and nutrient. In particular, when using the obtained dye for tinting drinks with reduced nutritional value, it is recommended to choose the extraction temperature closer to the lower limit, which reduces the yield of carbohydrates, but allows the most complete extraction of aromatic substances. The average extraction temperature range is optimal in the production of dye for therapeutic and prophylactic products, since it provides the maximum yield of biologically active substances, in particular ascorbic acid, unchanged. The temperature range close to the upper limit value provides the maximum yield of carbohydrates, which is necessary for the production of dye for confectionery and products of high nutritional value.

После завершения экстракции экстракт и шрот растительного сырья раздельно выводят из экстрактора, после чего экстракт концентрируют одним из известных способов с получением целевого продукта. After extraction is completed, the extract and meal of plant materials are separately removed from the extractor, after which the extract is concentrated using one of the known methods to obtain the target product.

П р и м е р 1. Отходы бродильного производства в виде выжимок винограда темных сортов смешивают с лепестками шток-розы розовой в соотношении 3:7 и экстрагируют в противотоке 40%-ным водно-спиртовым раствором в поле механических колебаний с частотой 22,4 кГц при гидромодуле 5:1 при 0^оС. Полученный экстракт отделяют и концентрируют обратным осмосом. Полученный краситель обладает смешанным ароматом шток-розы и винограда и используется в производстве низкокалорийного безалкогольного напитка, благодаря низкому содержанию в нем углеводов. Выход красящих веществ 99,2% удельное вpемя экстракции на 1 кг красителя снижено по сравнению с наиболее близким аналогом на 78%
П р и м е р 2. Выжимки рябины черноплодной, полученные как отход сокового производства, смешивают с листьями черной смородины, предварительно обработанные потоком двуокиси углерода при 50^оС и давлении 15 МПа в течение 2 мин для снятия кутикулярного слоя, в соотношении 7:3 и экстрагируют водой при 35^оС и гидромодуле 1:1 в противотоке с наложением на поток экстрагента механических ультразвуковых колебаний с частотой 150 кГц. Полученный экстракт отделяют от выжимок и концентрируют в роторном испарителе. Краситель обладает ароматом смородины и имеет высокое содержание витаминов C, F, PP при среднем содержании углеводов и используется для подкрашивания мороженого. Выход красящих веществ 98,7% Время экстракции снижено на 75%
П р и м е р 3. Выжимки чернослива, полученные после отделения сока, смешивают с листьями березы белой, предварительно обработанными потоком двуокиси углерода при 73^оС и давлении 12,6 МПа для снятия кутикулярного слоя в течение 2 мин, в соотношении 1:1 и экстрагируют 1%-ным водным раствором ацетона при гидромодуле 1: 3 и температуре 60^оС в противотоке. Полученный экстракт отделяют от шрота и концентрируют на вакуум-выпарной установке. Полученный краситель с высоким содержанием углеводов и средним содержанием витаминов С и F используют для подкрашивания карамельной массы. Выход красящих веществ 92,1% время экстракции снижено на 48%
П р и м е р 4. Выжимки вишни войлочной, полученные как отход сокового производства, смешивают с листьями вишни войлочной и экстрагируют -бутанолом при 35^оС и гидромодуле 1:1 в противотоке при соотношении выжимок и листьев 2: 1. Экстракт отделяют от шрота и от экстрагента упариванием. Полученный краситель используют для подкрашивания ликера и обогащения его биологически активными веществами и углеводами. Выход красящих веществ 95,6% время экстракции снижено на 51,8%
Предлагаемый способ позволяет упростить технологию получения красителя и повысить эффективность экстракции за счет создания консистенции сырья, облегчающей диффузию экстрагента, перемешивание и выгрузку отработанного сырья из экстрактора.PRI me R 1. Wastes of fermentation in the form of squeezed grapes of dark varieties are mixed with rose-rose petals in a ratio of 3: 7 and extracted countercurrently with a 40% aqueous-alcoholic solution in the field of mechanical vibrations with a frequency of 22.4 kHz at liquor ratio of 5: 1 at 0 ^C. The resulting extract is separated and concentrated by reverse osmosis. The resulting dye has a mixed aroma of stock roses and grapes and is used in the production of low-calorie non-alcoholic drink due to its low carbohydrate content. The yield of dyes 99.2%, the specific time of extraction per 1 kg of dye is reduced compared to the closest analogue by 78%
PRI me R 2. Squeezes of chokeberry obtained as a waste of juice production, mixed with blackcurrant leaves, pre-treated with a stream of carbon dioxide at 50 ^about C and a pressure of 15 MPa for 2 min to remove the cuticular layer, in the ratio of 7: 3 and extracted with water at ³⁵ ° C and liquor ratio of 1: 1 in counter-flow to be overlaid on the extractant mechanical ultrasonic vibrations at a frequency of 150 kHz. The extract obtained is separated from the pomace and concentrated in a rotary evaporator. The dye has a currant flavor and has a high content of vitamins C, F, PP with an average carbohydrate content and is used to tint ice cream. Dye yield 98.7%. Extraction time reduced by 75%.
PRI me R 3. Squeezed prunes obtained after separation of the juice, mixed with white birch leaves, pre-treated with a stream of carbon dioxide at 73 ^about C and a pressure of 12.6 MPa to remove the cuticular layer for 2 minutes, in the ratio 1: 1 and extracted with 1% aqueous solution of acetone at liquor ratio of 1: 3 and a temperature of 60 ^{° C} countercurrently. The extract obtained is separated from the meal and concentrated on a vacuum evaporator. The resulting dye with a high content of carbohydrates and an average content of vitamins C and F is used for tinting caramel mass. The output of dyes 92.1%, the extraction time is reduced by 48%
EXAMPLE 4. EXAMPLE Marc cherries felt obtained as waste juice production, was mixed with a cherry leaves the felt and is extracted with butanol at ³⁵ ° C and a liquor ratio 1: 1 at a ratio in countercurrent husks and leaves 2: 1. The extract was separated from meal and from the extractant by evaporation. The resulting dye is used to tint liquor and enrich it with biologically active substances and carbohydrates. The output of dyes 95.6%, the extraction time is reduced by 51.8%
The proposed method allows to simplify the technology of dye and increase the efficiency of extraction by creating a consistency of raw materials that facilitate the diffusion of the extractant, mixing and unloading of the spent raw materials from the extractor.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING FOOD DYE FROM VEGETABLE RAW MATERIALS with the extraction of squeezed and leafy plant materials, separation of the extract and its concentration, characterized in that prior to the extraction, squeezed and leafy plant materials are mixed together to break algomerates and improve drainage properties, and the extraction is subjected to the resulting mixture.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pomace and leafy vegetable raw materials are mixed in a ratio by weight from 3 7 to 7 3.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the leafy plant material before mixing is treated with a stream of carbon dioxide in a supercritical state.

4. The method according to PP. 1 3, characterized in that the extraction of the mixture is carried out at a ratio of solid and liquid phases from 5 1 to 1 3.

5. The method according to PP. 1 to 4, characterized in that the extraction is carried out in the field of mechanical ultrasonic vibrations using an extractant containing water.

6. The method according to PP. 1 to 5, characterized in that the extraction is carried out at a temperature of 0 60 ^o C.