RU2628435C1 - Способ извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства - Google Patents
Способ извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2628435C1 RU2628435C1 RU2016141547A RU2016141547A RU2628435C1 RU 2628435 C1 RU2628435 C1 RU 2628435C1 RU 2016141547 A RU2016141547 A RU 2016141547A RU 2016141547 A RU2016141547 A RU 2016141547A RU 2628435 C1 RU2628435 C1 RU 2628435C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pectin
- extraction
- hydrolysis
- sonication
- temperature
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
- A23L29/20—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
- A23L29/206—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of vegetable origin
- A23L29/231—Pectin; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
- C08B37/0045—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Galacturonans, e.g. methyl ester of (alpha-1,4)-linked D-galacturonic acid units, i.e. pectin, or hydrolysis product of methyl ester of alpha-1,4-linked D-galacturonic acid units, i.e. pectinic acid; Derivatives thereof
Abstract
Изобретение относится к переработке отходов свекловичного производства. Способ извлечения пектиновых веществ включает мойку сырья водой, измельчение, обработку ультразвуком, гидролиз и экстрагирование, осаждение пектиновых веществ и их очистку из пектинсодержащего экстракта этиловым спиртом. Обработку ультразвуком осуществляют при фиксированной частоте 350 Гц, затем проводят гидролиз и экстрагирование при температуре 55 °С 1% раствором оксалата аммония в течение 45-50 мин. Очищают полученный пектинсодержащий экстракт и осаждают пектиновые вещества этиловым спиртом с добавлением соли хлорида натрия в количестве не более 10 г на литр спирта. Причем ультразвуковую обработку проводят 20 минут при температуре 40 °С. Изобретение позволяет увеличить выход пектина и не требует использования в качестве экстрагента сильных минеральных кислот. 3 пр.
Description
Изобретение относится к области технологии высокомолекулярных природных соединений, а именно к способу получения пектина из растительного сырья, который может быть использован в пищевом производстве для придания им новых полезных свойств и для создания продуктов лечебно-профилактического питания.
Известен способ создания ультразвуковых колебаний и способ производства пектина с его использованием (см. Патент РФ № 2121171, МПК G10K15/04, C08B37/06, A23L1/0524, опубл. 27.10.1998), при котором гидролиз-экстрагирование пектинсодержащего сырья происходит с использованием ультразвуковых колебаний, создаваемых введением диспергированного жидкостного потока в другую жидкость. Используют жидкости, смешивание которых происходит с выделением теплоты, например, воду и спирт. В процессе смешивания давление поддерживают ниже давления насыщенных паров жидкости с меньшей температурой кипения при температуре смеси. В способе производства пектина, включающем гидролиз-экстрагирование пектинсодержащего сырья водным раствором кислоты и отделение экстракта, ультразвуковые колебания создают на стадии гидролиза-экстрагирования. Воду и кислоту вводят в экстракционный объем раздельно. Диспергированию подвергают поток жидкости с меньшей температурой кипения.
Недостатком данного метода является сложность оформления процесса ввода диспергированного жидкостного потока в другую жидкость, использование в качестве компонента для генерирования ультразвуковых колебаний сильных минеральных кислот и алифатических спиртов, что способствует быстрому износу оборудования и повышенной экологической нагрузке.
Известна технология получения пектина из морских трав с применением ультразвука (см. Патент РФ № 2440009, МПК A23L1/0524, опубл. 20.01.2012), включающая подготовку исходного растительного сырья, гидролиз сырья раствором кислоты при температуре 50-60°С в течение времени не более 4 ч, отделение гидролизата, промывку водой прогидролизованного растительного сырья и экстрагирование из него пектина раствором оксалата аммония при нагревании, последующую ультрафильтрационную очистку с концентрированием полученного экстракта и сушку при нагревании, при этом гидролиз проводят раствором кислоты с рН 3,0-5,0, а экстрагирование пектина из прогидролизованного растительного сырья проводят в экстракторе с «ложным» дном в условиях циркуляции экстрагента в две стадии: сначала 0,5%-ным раствором оксалата аммония при нагревании в интервалах температур 45-50°С и давления 1,5-2,5 атм в течение не более 40 мин, затем 1,5%-ным раствором оксалата аммония при нагревании в интервалах температур 75-80°С и давления 3-4 атм в течение не более 50 мин, а после ультрафильтрационной очистки и концентрирования экстракта проводят осаждение из него пектина этиловым спиртом, содержащим хлорид натрия.
Недостатком данного способа является значительная энергоемкость, длительность процесса экстракции, громоздкость экстрактора с «ложным» дном, многостадийность, необходимость наличия системы ультрафильтрационной очистки и смена режимов, как температурных, так и давления.
Известен способ выделения пектина с применением кислотно-кавитационной технологии (см. Патент РФ № 2333669, МПК А 23L1/0524, опубл. 20.09.2008), принятый за прототип и предусматривающий мойку сырья водой, измельчение сырья, после чего проводят гидродинамическую кавитацию, обработку ультразвуком при частоте 300-400 Гц, а затем кислотный гидролиз при рН 5,0-6,0, температуре 68-72°С в течение 50-70 мин, сепарируют полученный экстракт, проводят ультрафильтрационную очистку пектинсодержащего экстракта, осаждение пектиновых веществ хлоридом кальция и их очистку этиловым спиртом.
Недостатком данного метода является использование широкого диапазона частот ультразвука 300-400 Гц, проведение гидролиза в агрессивной среде сильных минеральных кислот, а также при высокой температуре 68-72°С, что приводит к быстрому износу оборудования и загрязнению окружающей среды, а также громоздкость установки для получения пектина и многостадийность процесса.
Технической задачей является снижение энергоемкости и достижение эффективной, продуктивной и экологически безопасной технологии переработки растительного сырья для окружающей среды по заявляемому способу за счет применения ультразвука частотой 350 Гц и экстракции при температуре 55°С с использованием неагрессивного компонента оксалата аммония и сокращением времени экстракции до 50 мин, а также сокращение стадий процесса в связи с отсутствием необходимости проведения сепарирования и ультрафильтрационной очистки пектинсодержащего экстракта.
Решение технической задачи при реализации предлагаемого способа заключается в следующем:
- выполняется обработка смеси из воды и растительного сырья ультразвуком частотой 350 Гц, которая обеспечивает кавитационный эффект, разрушающий клеточную структуру сырья - происходит разрыв оболочки клетки, частичная деполимеризация протопектина, а также образующиеся микропотоки способствуют повышению диффузионной проницаемости ткани экстрагируемого материала, интенсификации проникновения в сырье экстрагента и более полной диффузии растворимого пектина в раствор;
- осуществляется исключение из технологии применения в качестве основного экстрагента сильных минеральных кислот, поскольку в результате оптимального воздействия ультразвука частотой 350 Гц повышается проницаемость клеток растительного сырья, что позволяет исключить применение сильных минеральных кислот, поскольку происходит более легкое проникновение в сырье экстрагента и более полное высвобождение и диффузия пектина в раствор.
По окончании процесса экстрагирования пектина раствор подается на фильтрацию.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства, включающем мойку сырья водой, измельчение, обработку ультразвуком, гидролиз и экстрагирование, осаждение пектиновых веществ и их очистку из пектинсодержащего экстракта этиловым спиртом, при этом обработку ультразвуком осуществляют при фиксированной частоте 350 Гц, затем проводят гидролиз и экстрагирование при температуре 55°С 1% раствором оксалата аммония в течение 45-50 мин, очищают полученный пектинсодержащий экстракт и осаждают пектиновые вещества этиловым спиртом с добавлением соли хлорида натрия, причем ультразвуковая обработка производится в течение 20 минут при температуре 40°С.
Сущность реализации процесса по заявленному способу.
Извлечение пектиновых веществ из отходов свекловичного производства включает обработку смеси из воды и растительного сырья ультразвуком, гидролиз и экстрагирование с добавлением оксалата аммония, фильтрацию, концентрирование, осаждение этиловым спиртом и сушку.
Более полная экстракция пектиновых веществ достигается за счет комбинации двух методов – применения ультразвука и экстракции при температуре 55°С с добавлением неагрессивного компонента - оксалата аммония.
Измельченное сырье до размера частиц с эквивалентным диаметром не менее 5,5 мм загружается в рабочую камеру установки для экстрагирования пектина из растительного сырья и заливается водой из расчета 1:10. Измельчение сырья до размера частиц с эквивалентным диаметром менее 5,5 мм повышает вероятность разрушения молекулы пектина при ультразвуковой обработке, кроме этого затрудняется последующее отделение пектина от мезги.
Проводится ультразвуковая обработка смеси в течение 20 мин и при температуре 40°С, затем гидролиз и экстрагирование при температуре 55°С 1 % раствором оксалата аммония в течение 50 мин. Очистку полученного пектинсодержащего экстракта и осаждение пектиновых веществ проводят этиловым спиртом с добавлением в него соли хлорида натрия для интенсификации процесса коагуляции пектина в количестве не более 10 г на литр спирта. Далее пектиновый коагулят сушат при 60°С до содержания влаги 8% и измельчают. Применение данной температуры сушки наиболее оптимально, поскольку пектин является термочувствительном веществом и при воздействии высоких температур утрачивает желирующую способность.
Гидролиз и экстрагирование осуществляют без применения в качестве основного экстрагента сильных минеральных кислот, что делает производство экологически безопасным и не загрязняющим окружающую среду, а также более экономичным, поскольку снижаются энергозатраты в связи с уменьшением температуры и времени экстрагирования.
Пример 1.
Смесь измельченного жома сахарной свеклы и воды после обработки ультразвуком при частоте колебаний 400 Гц, подвергают гидролизу и экстрагированию при температуре 70°С 1% раствором оксалата аммония в течение 50 мин. Затем полученный гидролизат сепарируют и из пектинсодержащего экстракта выделяют пектиновые вещества методом осаждения этиловым спиртом с добавлением в него соли хлорида натрия в количестве 8 г на литр спирта. Далее пектиновый коагулят сушат при 60°С до содержания влаги 7-8% и измельчают до порошкообразного состояния.
Выход продукта при данных условиях составляет 13,4-15,2% от массы жома сахарной свеклы. Полученный пектин имеет светло-серый цвет, практически без запаха. По степени этерификации пектин соответствует типу В (60-66%).
Пример 2.
Смесь измельченного жома сахарной свеклы и воды после обработки ультразвуком при частоте колебаний 350 Гц, подвергают гидролизу и экстрагированию при температуре 55°С 1% раствором оксалата аммония в течение 50 мин. Затем полученный гидролизат сепарируют и из пектинсодержащего экстракта выделяют пектиновые вещества методом осаждения этиловым спиртом с добавлением в него соли хлорида натрия в количестве 10 г на литр спирта. Далее пектиновый коагулят сушат при 60°С до содержания влаги 7-8% и измельчают до порошкообразного состояния.
Выход продукта при данных условиях составляет 15,9-16,2% от массы жома сахарной свеклы. Полученный пектин имеет светло-серый цвет, практически без запаха. По степени этерификации пектин соответствует типу В (60-66%).
Пример 3.
Смесь измельченного жома сахарной свеклы и воды после обработки ультразвуком при частоте колебаний 300 Гц подвергают гидролизу и экстрагированию при температуре 65°С 1% раствором оксалата аммония в течение 55 мин. Затем полученный гидролизат сепарируют и из пектинсодержащего экстракта выделяют пектиновые вещества методом осаждения этиловым спиртом с добавлением в него соли хлорида натрия в количестве 5 г на литр спирта. Далее пектиновый коагулят сушат при 60°С до содержания влаги 7-8% и измельчают до порошкообразного состояния.
Выход продукта при данных условиях составляет 14,1-15,0% от массы жома сахарной свеклы. Полученный пектин имеет светло-серый цвет, практически без запаха. По степени этерификации пектин соответствует типу В (60-66%).
Оригинальность предлагаемого способа заключается в том, что позволяет повысить выход пектина до 16,2% от сухой массы сырья, при этом его получение осуществляется без применения в качестве основного экстрагента сильных минеральных кислот. Это делает производство экологически безопасным и не загрязняет окружающую среду, а также обеспечивает экономичность получения готового продукта, поскольку снижаются энергозатраты в связи с уменьшением температуры и времени экстрагирования.
Claims (1)
- Способ извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства, включающий мойку сырья водой, измельчение, обработку ультразвуком, гидролиз и экстрагирование, осаждение пектиновых веществ и их очистку из пектинсодержащего экстракта этиловым спиртом, отличающийся тем, что обработку ультразвуком осуществляют при фиксированной частоте 350 Гц, затем проводят гидролиз и экстрагирование при температуре 55°C 1% раствором оксалата аммония в течение 45-50 минут, очищают полученный пектинсодержащий экстракт и осаждают пектиновые вещества этиловым спиртом с добавлением соли хлорида натрия, не более 10 г на литр спирта, причем ультразвуковая обработка производится в течение 20 минут при температуре 40°C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141547A RU2628435C1 (ru) | 2016-10-24 | 2016-10-24 | Способ извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141547A RU2628435C1 (ru) | 2016-10-24 | 2016-10-24 | Способ извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2628435C1 true RU2628435C1 (ru) | 2017-08-16 |
Family
ID=59641852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016141547A RU2628435C1 (ru) | 2016-10-24 | 2016-10-24 | Способ извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2628435C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785670C1 (ru) * | 2022-03-31 | 2022-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" | Способ извлечения пектиновых веществ из ягодного сырья |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2000064C1 (ru) * | 1992-04-15 | 1993-09-07 | Александр Алексеевич Артюков | Способ получени пектина из морских трав |
RU2121171C1 (ru) * | 1996-09-20 | 1998-10-27 | Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции | Способ созания ультразвуковых колебаний и способ производства пектина с его использованием |
RU2333669C1 (ru) * | 2007-01-11 | 2008-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Способ получения пектина из арбузных корок |
CN103304681A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-09-18 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 一种提取果胶的方法 |
-
2016
- 2016-10-24 RU RU2016141547A patent/RU2628435C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2000064C1 (ru) * | 1992-04-15 | 1993-09-07 | Александр Алексеевич Артюков | Способ получени пектина из морских трав |
RU2121171C1 (ru) * | 1996-09-20 | 1998-10-27 | Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции | Способ созания ультразвуковых колебаний и способ производства пектина с его использованием |
RU2333669C1 (ru) * | 2007-01-11 | 2008-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Способ получения пектина из арбузных корок |
CN103304681A (zh) * | 2013-06-20 | 2013-09-18 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 一种提取果胶的方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785670C1 (ru) * | 2022-03-31 | 2022-12-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" | Способ извлечения пектиновых веществ из ягодного сырья |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104313102B (zh) | 一种制备胶原蛋白的方法 | |
CN104086667A (zh) | 一种利用超声波辅助提取制备柑橘类皮渣果胶的方法 | |
CN103992371B (zh) | 利用超声法和酸法组合循环提取脱水剩余污泥中蛋白质及腐殖质的方法 | |
CN105037572A (zh) | 一种从牛蒡根中提取牛蒡低聚果糖的方法 | |
CN110734948A (zh) | 一种从大豆中提取硒多肽的提取装置及工艺 | |
CN1268220C (zh) | 水酶法提取玉米胚芽油及回收蛋白质的方法 | |
CN109456420A (zh) | 一种从柚子鲜皮中快速常温制备高胶凝度果胶的方法 | |
RU2628435C1 (ru) | Способ извлечения пектиновых веществ из отходов свекловичного производства | |
CN101375863B (zh) | 一种提取海参煮汁中多糖等多种活性成分的方法 | |
RU2140927C1 (ru) | Способ получения пектина из корзинок подсолнечника | |
RU2665166C1 (ru) | Способ получения меланиновых веществ из лузги подсолнечника | |
CN105585640A (zh) | 微波辅助碱性蛋白酶提取卡拉胶的方法 | |
RU2650978C1 (ru) | Способ получения сорбента из лузги подсолнечника | |
RU2485804C2 (ru) | Способ выделения пектиновых веществ в нативном состоянии из плодовых оболочек шиповника | |
RU2333669C1 (ru) | Способ получения пектина из арбузных корок | |
CN113061196B (zh) | 一种利用高压均质提取海藻酸钠的方法 | |
Babkin et al. | An eco-friendly technology for polysaccharide production from logging and sawing waste | |
CN114164246B (zh) | 一种元宝枫蛋白提取方法 | |
CN107903334A (zh) | 一种从新鲜绿藻中提取绿藻蛋白多糖的工艺 | |
CN114044835A (zh) | 一种微波辅助低共熔溶剂从小龙虾壳中提取甲壳素的方法 | |
RU2488634C1 (ru) | Способ получения днк из молок лососевых рыб | |
RU2505076C2 (ru) | Способ получения экстракта ягод годжи | |
TWI405745B (zh) | Method for producing water - soluble quick - acting organic fertilizer with activated sludge | |
RU2731726C2 (ru) | Способ получения из дрожжевых клеток по меньшей мере одного или более бета-глюкановых соединений или суспензии твердых веществ, содержащей бета-глюкан | |
CN110651886A (zh) | 一种澳洲坚果蛋白的制备方法及其应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181025 |