RU2553232C1

RU2553232C1 - Method for production of pectin extract from soya bean shells

Info

Publication number: RU2553232C1
Application number: RU2014108460/13A
Authority: RU
Inventors: Егор Анатольевич Ольховатов; Елена Владимировна Щербакова; Людмила Яковлевна Родионова; Ваагн Юрикович Айрумян; Михаил Михайлович Пивень
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2015-06-10

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: method envisages soya bean fruit envelope drying and milling into 1-4 mm particles and removal of impurities. Then one proceeds with hydrolytic extraction with an organic acid during 120 min and liquid phase separation once the hydrolytic extraction process is over. Prior to drying, the raw material is washed. Hydrolytic extraction is with a 0.3 solution of amber acid at a temperature of 80-85°C, duty of water being 1:10.

EFFECT: invention allows to solve the task of processing secondary raw material resources of soya seeds production and preservation of pectin physicochemical properties, to impart consumer properties to the target product through application of amber acid as a hydrolysing agent ensure the maximum yield of pectin substances.

1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии выделения пектина из растительного сырья, а именно, к технологии получения пектинового экстракта.The invention relates to a technology for the isolation of pectin from plant materials, namely, to a technology for producing pectin extract.

Известен способ получения пектинового экстракта из предварительно высушенных створок хлопковой коробочки, предусматривающий их измельчение до порошкообразного состояния, удаление примесей, очистку от балластных и красящих веществ 80%-ным этанолом, гидролиз-экстрагирование с применением 0,3%-ного раствора щавелевой кислоты при гидромодуле 1:8, температуре процесса 78-82°C и продолжительности 90 минут, отделение жидкой фазы по завершении процесса гидролиза-экстрагирования [Турбаев Б.Д., Арифходжаев Х.А., Саломов Х.Т. Условия выделения пектиновых веществ из створки хлопковой коробочки // Электротехнология пектиновых веществ: Тезисы докладов III научно-технического семинара. - Киев, 1992 - с.62-63].A known method of producing pectin extract from pre-dried cottons of a cotton box, providing for their grinding to a powder state, removing impurities, purification from ballast and coloring substances with 80% ethanol, hydrolysis-extraction using a 0.3% solution of oxalic acid with a hydromodule 1: 8, process temperature 78-82 ° C and a duration of 90 minutes, separation of the liquid phase at the end of the hydrolysis-extraction process [Turbaev BD, Arifkhodzhaev Kh.A., Salomov Kh.T. Conditions for the isolation of pectin substances from the sash of a cotton box // Electrotechnology of pectin substances: Abstracts of the III scientific and technical seminar. - Kiev, 1992 - p. 62-63].

Недостатком данного способа является высокая степень измельчения сырья, что приводит к деструкции пектиновой молекулы, ухудшающей физико-химические свойства экстракта, а также наличие стадии очистки от балластных и красящих веществ этанолом, что влечет за собой большие затраты экстрагента, и применение в качестве гидролизующего агента щавелевой кислоты или щавелевокислого аммония, что делает экстракты непригодными для использования в качестве полупродуктов при производстве напитков на их основе.The disadvantage of this method is the high degree of grinding of the raw material, which leads to the destruction of the pectin molecule, which worsens the physicochemical properties of the extract, as well as the presence of a stage of purification from ballast and coloring substances with ethanol, which entails high costs of the extractant, and the use of oxalic acid as a hydrolyzing agent acid or ammonium oxalate, which makes the extracts unsuitable for use as intermediates in the production of beverages based on them.

Известен способ получения пектинового экстракта из плодовых оболочек эспарцета, предусматривает сушку плодовой оболочки эспарцета, измельчение ее до размеров частиц 1-4 мм, удаление примесей, гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ 0,3%-ным раствором лимонной кислоты при гидромодуле 1:12. Температура при этом 85-90°C, а продолжительность процесса 120 минут. Затем отделяют жидкую фазу от проэкстрагированного сырья [Патент РФ 2414826].There is a method of producing pectin extract from sainfoin fruit shells, it involves drying the sainfoin fruit shell, crushing it to a particle size of 1-4 mm, removing impurities, hydrolysis-extraction of pectin substances with 0.3% citric acid solution with a 1:12 hydromodule. The temperature is 85-90 ° C, and the duration of the process is 120 minutes. Then, the liquid phase is separated from the extracted material [RF Patent 2414826].

Недостатком данного способа является отсутствие этапа промывания сырья, что сопряжено с опасностью загрязнения конечного продукта, а также достаточно высокий гидромодуль, ведущий к уменьшению относительного количества пектина в получаемом экстракте. Кроме того, применение лимонной кислоты в качестве гидролизующего агента показывает сравнительно невысокий выход пектиновых веществ в экстракт, а также определяет специфические органолептические признаки - резкость кислого вкуса.The disadvantage of this method is the lack of a washing stage of the raw material, which is associated with the danger of contamination of the final product, as well as a sufficiently high hydraulic module, leading to a decrease in the relative amount of pectin in the resulting extract. In addition, the use of citric acid as a hydrolyzing agent shows a relatively low yield of pectin substances in the extract, and also determines specific organoleptic signs - the sharpness of the acidic taste.

Техническим результатом изобретения является получение пектинового экстракта стандартного качества из створки бобов сои.The technical result of the invention is to obtain a pectin extract of standard quality from a soy bean leaf.

Технический результат достигается тем, что в способе получения пектинового экстракта из створки бобов сои, предусматривающем высушивание и измельчение створки бобов до 1-4 мм, очистку от примесей, гидролиз-экстрагирование пищевой органической кислотой в течение 120 минут, отделение жидкой фазы после завершения процесса гидролиза-экстрагирования, согласно изобретению промывку сырья проводят перед его высушиванием, а гидролиз-экстрагирование осуществляют 0,3%-ным раствором янтарной кислоты при температуре 80-85°C и гидромодуле 1:10.The technical result is achieved in that in a method for producing a pectin extract from a soy bean leaf, which involves drying and grinding the bean leaf to 1-4 mm, purification from impurities, hydrolysis-extraction with food-grade organic acid for 120 minutes, separation of the liquid phase after completion of the hydrolysis process -extraction, according to the invention, the washing of raw materials is carried out before drying, and hydrolysis-extraction is carried out with a 0.3% solution of succinic acid at a temperature of 80-85 ° C and a water module of 1:10.

Заявляемый способ получения пектинового экстракта из створки бобов сои соответствует критерию НОВИЗНА, так как позволяет получить пектиновый экстракт из сырья, ранее не используемого.The inventive method for producing pectin extract from a leaf of soybeans meets the criterion of NOVELTY, as it allows to obtain pectin extract from raw materials not previously used.

Заявляемый способ получения пектинового экстракта соответствует критерию ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ, так как позволяет получить пектиновый экстракт стандартного качества путем применения усовершенствованных параметров процесса ведения гидролиза-экстрагирования.The inventive method for producing pectin extract meets the criterion of INVENTION, as it allows to obtain pectin extract of standard quality by applying advanced parameters of the hydrolysis-extraction process.

Проводить промывку сырья перед его высушиванием рекомендуется для того, чтобы снизить энергозатраты процесса подготовки сырья к хранению и переработке в сравнении с двухстадийной сушкой и максимально предотвратить деградацию пектина под действием высоких температур.It is recommended to wash the raw materials before drying them in order to reduce the energy consumption of the process of preparing the raw materials for storage and processing in comparison with the two-stage drying and to prevent the degradation of pectin under the influence of high temperatures.

Выбор янтарной кислоты в качестве гидролизующего агента объясняется пищевым назначением пектинового экстракта, а также более высоким выходом пектиновых веществ по сравнению с применением лимонной кислоты такой же концентрации; концентрация 0,3% является оптимальной как для органолептических показателей продукта, так и для хода процесса гидролиза.The choice of succinic acid as a hydrolyzing agent is explained by the nutritional purpose of the pectin extract, as well as by a higher yield of pectin substances in comparison with the use of citric acid of the same concentration; a concentration of 0.3% is optimal both for the organoleptic characteristics of the product and for the progress of the hydrolysis process.

Применение в качестве гидролизующего агента янтарной кислоты обусловлено тем, что она является стимулятором физиологических процессов живых организмов, а также позволяет получить целевой продукт с улучшенными органолептическими характеристиками.The use of succinic acid as a hydrolyzing agent is due to the fact that it is a stimulator of the physiological processes of living organisms, and also allows to obtain the target product with improved organoleptic characteristics.

Оптимальная температура процесса гидролиза 80-85°C. С повышением температуры коэффициент диффузии возрастает, так как уменьшается вязкость экстракта, однако чрезмерное повышение температуры вызывает деградацию пектиновых веществ, вследствие чего ухудшаются их физико-химические показатели. При температуре на 5-10°C ниже оптимальной гидролиз идет медленнее, что существенно увеличивает продолжительность процесса.The optimum temperature of the hydrolysis process is 80-85 ° C. With increasing temperature, the diffusion coefficient increases, since the viscosity of the extract decreases, however, an excessive increase in temperature causes degradation of pectin substances, as a result of which their physicochemical parameters deteriorate. At a temperature of 5-10 ° C below the optimal hydrolysis is slower, which significantly increases the duration of the process.

Технический результат достигается только при сочетании заявленных параметров процесса, что позволяет получить пектиновый экстракт из створки бобов сои с высоким содержанием пектиновых веществ и улучшенными органолептическими характеристиками.The technical result is achieved only by combining the claimed process parameters, which allows to obtain pectin extract from the leaf of soybeans with a high content of pectin substances and improved organoleptic characteristics.

Заявленное техническое решение соответствует критерию ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ, так как может быть использовано на любом предприятии пектинового производства.The claimed technical solution meets the criterion of INDUSTRIAL APPLICABILITY, as it can be used at any pectin production enterprise.

Способ реализуется следующим образом. Отделенная створка бобов сои промывается холодной питьевой водой, после чего подвергается высушиванию и измельчению до 1-4 мм. Затем проводят очистку от примесей. После этого осуществляют гидролиз-экстрагирование 0,3%-ным раствором янтарной кислоты при температуре 80-85°C и гидромодуле 1:10 в течение 120 минут. Отделение жидкой фазы осуществляют после завершения процесса гидролиза-экстрагирования.The method is implemented as follows. The separated soy bean leaf is washed with cold drinking water, after which it is dried and ground to 1-4 mm. Then carry out the cleaning of impurities. After that, hydrolysis-extraction is carried out with a 0.3% solution of succinic acid at a temperature of 80-85 ° C and a water module of 1:10 for 120 minutes. The separation of the liquid phase is carried out after completion of the hydrolysis-extraction process.

Пример осуществления заявляемого способаAn example implementation of the proposed method

Отделенную в процессе обработки плодов сои створку бобов промывают холодной питьевой водой, высушивают и измельчают до размера частиц 1-4 мм. Гидролиз-экстрагирование осуществляют 0,3%- ным раствором янтарной кислоты в течение 120 минут при температуре 80°C и гидромодуле 1:10. По завершении процесса гидролиза-экстрагирования отделяют жидкую фазу. Количество спиртоосаждаемых пектиновых веществ при этом составляет 12,5%.The bean leaf separated during soybean processing is washed with cold drinking water, dried and ground to a particle size of 1-4 mm. Hydrolysis-extraction is carried out with a 0.3% solution of succinic acid for 120 minutes at a temperature of 80 ° C and a water module of 1:10. Upon completion of the hydrolysis-extraction process, the liquid phase is separated. The amount of alcohol precipitated pectin substances in this case is 12.5%.

Оптимальный выход пектиновых веществ в экстракт обнаруживается при гидромодуле 1:10. При гидромодуле 1:6-1:8 образуется кашеобразная масса, нет свободного перемещения в фазах, переход пектиновых веществ осложняется и не обеспечивается на должном уровне. При увеличении гидромодуля сверх оптимального 1:15 концентрация извлекаемых пектиновых веществ в растворе уменьшается, и хотя на качественные показатели пектиновых веществ экстракта возрастание гидромодуля особенно не влияет, в технологическом цикле параллельно увеличивается расход кислоты, загруженность тары и оборудования, а также расход энергии.The optimal yield of pectin substances in the extract is detected with a water ratio of 1:10. With a hydraulic module of 1: 6-1: 8, a porridge mass forms, there is no free movement in the phases, the transition of pectin substances is complicated and is not ensured at the proper level. With an increase in the hydromodule in excess of the optimal 1:15, the concentration of the extracted pectin substances in the solution decreases, and although the increase in the pectin substances of the extract is not particularly affected, the acid consumption, the load of containers and equipment, as well as energy consumption increase in parallel in the technological cycle.

Показатели процесса гидролиза-экстрагирования пектина из сырья створок соевых бобов и плодовых оболочек эспарцета, показывающие эффективность заявляемого способа, приведены в таблице 1.The indicators of the process of hydrolysis-extraction of pectin from raw materials of soybean flaps and sainfoin shells, showing the effectiveness of the proposed method are shown in table 1.

Положительный эффект при реализации разработанного способа заключается в решении задачи переработки вторичных сырьевых ресурсов производства семян сои, не используемых ранее; в предельном сохранении физико-химических свойств пектина, обеспечиваемом щадящим режимом измельчения сырья; в придании целевому продукту потребительских качеств путем применения в роли гидролизующего агента янтарной кислоты; в максимальном выходе пектиновых веществ в результате подбора оптимальных параметров процесса гидролиза-экстрагирования.A positive effect in the implementation of the developed method is to solve the problem of processing secondary raw materials for the production of soybean seeds not previously used; in the utmost preservation of the physicochemical properties of pectin, provided by the gentle regime of grinding the raw materials; in imparting consumer qualities to the target product by using succinic acid as the hydrolyzing agent; in the maximum yield of pectin substances as a result of selection of optimal parameters of the hydrolysis-extraction process.

Claims

A method of obtaining a pectin extract from a leaf of soybeans, which involves drying and grinding the fruit shell to 1-4 mm, purification from impurities, hydrolysis-extraction with food-grade organic acid for 120 minutes, separation of the liquid phase after completion of the hydrolysis-extraction process, characterized in that the raw materials are washed before drying, and hydrolysis-extraction is carried out with a 0.3% solution of succinic acid at a temperature of 80-85 ° C and a water module of 1:10.