RU2688743C1 - Способ получения продукта из скорлупы кедрового ореха в виде экстракта, содержащего углеводно-минеральный комплекс - Google Patents
Способ получения продукта из скорлупы кедрового ореха в виде экстракта, содержащего углеводно-минеральный комплекс Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688743C1 RU2688743C1 RU2018121450A RU2018121450A RU2688743C1 RU 2688743 C1 RU2688743 C1 RU 2688743C1 RU 2018121450 A RU2018121450 A RU 2018121450A RU 2018121450 A RU2018121450 A RU 2018121450A RU 2688743 C1 RU2688743 C1 RU 2688743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carried out
- extraction
- temperature
- shell
- product
- 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
- A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mycology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии комплексной переработки дикорастущего сырья с получением биологически активных веществ для использования в пищевой и фармацевтической промышленности. Предложен способ получения продукта из скорлупы кедрового ореха в виде экстракта, содержащего углеродно-минеральный комплекс, в котором последовательно проводят стадии измельчения скорлупы кедрового ореха, экстракции, очистки и распылительной сушки, причем измельчение проводят до размера частиц 0,5-0,7 мм, измельченную скорлупу заливают 5,0%-ным водным раствором глицерина и ведут экстракцию при температуре 80°C, рН=8,5 в течение 2 ч, затем осуществляют фильтрацию полученного экстракта на ультрафильтрационной установке с использованием мембран с диаметром пор 0,01 мкм при температуре 60°C и давлении 0,5 МПа и распылительную сушку в течение 20 с при следующих параметрах: температура 100°C, скорость подачи раствора 8 мл/мин, скорость воздушного потока 15 м/ч. При этом экстракцию глицерином ведут при гидромодуле 1:5, или при гидромодуле 1:15, или при гидромодуле 1:25. Изобретение позволяет получить продукт из скорлупы кедрового ореха в виде экстракта, содержащего углеродно-минеральный комплекс с массовой долей углеводов 95,7-96,2%, степенью очистки 95% и высокой биологической ценностью для использования в производстве продуктов функционального питания и биологически активных добавок к пище. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к технологии комплексной переработки дикорастущего сырья с получением биологически активных веществ (БАВ) для использования в пищевой и фармацевтической промышленности.
В последние годы возрастает интерес к семенам сосны кедровой сибирской Pinus sibirica du tour (кедровому ореху) как к сырью для производства пищевой продукции. Это обусловлено их высокой питательностью и биологической ценностью. Ядра кедрового ореха богаты витаминами группы В, Е, K, РР, А, С, а также железом, фосфором, цинком, магнием, медью и особенно марганцем. В них высоко содержание жира, белка, лизина, метионина и триптофана - наиболее дефицитных аминокислот. В составе кедрового ореха обнаружены ненасыщенные и насыщенные жирные кислоты.
Скорлупа кедрового ореха - это уникальный источник углеводно-минерального комплекса и различных органических веществ. Основную часть скорлупы кедрового ореха составляют углеводы, главным образом, клетчатка. В состав скорлупы кедрового ореха входят: углеводы (92%), белки (1-2%), смолы и жиры (до 4%), минеральные вещества и витамины, эфирные масла, красящие и дубильные вещества, зола. Скорлупа имеет своеобразный аминокислотный и макро-микроэлементный состав.
Скорлупу кедрового ореха используют для производства пищевых красителей, настоек, бальзамов, биологически активных добавок, косметических масок, туалетного мыла, зубных паст, активных углей для медицины, очистки сточных вод и сельского хозяйства, кормовых добавок, биоактивных ветеринарных препаратов, опорно-массажных подушек, антикоррозионных наполнителей для лакокрасочных покрытий, клеевых композиций и др. В то же время целесообразно извлечение из скорлупы кедрового ореха БАВ с высокой добавленной стоимостью и широким потенциалом использования, например, углеводных комплексов.
Из уровня техники известен ряд технических решений, направленных на получение углеводов (пищевых волокон) из растительного сырья для их дальнейшего использования в производстве биологически активных добавок и функциональных продуктов питания.
Так известен способ получения пищевых волокон, заключающийся в предварительном увлажнении растительного сырья водой и обработке его жидкой двуокисью углерода. Обработку сырья проводят традиционным способом (патент РФ №2330430, опубл. 10.08.2008).
Недостатком данного способа является нецелесообразное применение при обработке сырья жидкой двуокиси углерода с целью увеличения удельной поверхности сырья, так как отходы представляют собой мелкие частицы. Кроме того, использование жидкой двуокиси углерода в технологическом процессе требует оснащения дорогостоящим и сложным оборудованием, что приводит к увеличению себестоимости конечного продукта.
Известен способ получения пищевого волокна из свекловичного жома (патент РФ №2340678, опубл. 10.12.2008), предусматривающий прессование свекловичного жома, его измельчение до размера частиц 0,5-3,0 мм, обработку насыщенным паром с температурой 105-115°С в течение 5-10 мин. Обработанную растительную массу экстрагируют сульфитированной водой при температуре 45-50°С и рН=5,6-6,5. Затем волокна прессуют, сушат до влажности 5,5-6,5% и измельчают до порошкообразного состояния.
В качестве недостатков известного изобретения следует признать деструкцию компонентов растительного сырья под действием сульфитированной воды и, как следствие, снижение функционально-технологических свойств конечного продукта.
Известен способ изготовления порошковой целлюлозы из различного вида лигноцеллюлозных материалов, получаемых из древесных полуфабрикатов в процессе их переработки на целлюлозно-бумажных предприятиях, соломы травянистых растений, макулатурного сырья (патент РФ №2478664, опубл. 10.04.2013), включающий деструкцию упомянутых материалов путем воздействия на них растворов кислот Льюиса низкой концентрации и органического растворителя при перемешивании с последующей отмывкой и сушкой целевого продукта.
Получение целлюлозы известным способом в промышленном масштабе связано с использованием значительных объемов органического растворителя, требующего определенных мер безопасности при работе с ним и утилизации отходов.
Известен способ получения целлюлозы из соломы риса (патент РФ №2418122, опубл. 10.05.2011), включающий две стадии варки, первую из которых ведут в щелочной среде с последующим отделением целлюлозосодержащего продукта, а вторую в кислой среде смесью перуксусной кислоты, уксусной кислоты и пероксида водорода в присутствии стабилизатора, в качестве которого используют смеси органофосфонатов, при этом вторую стадию варки проводят в присутствии озона с расходом 2-4 г/ч.
Недостатком известного способа является сложность и затратность технологии, обусловленные необходимостью проведения процесса в присутствии озона, а также использования подверженного быстрому разложению пероксида водорода и органических стабилизаторов.
Известен способ получения целлюлозы из недревесного растительного сырья с содержанием нативной целлюлозы не более 50% (патент РФ №2448118, опубл. 20.04.2012). Согласно способу, сырье промывают водой при 40-70°С и атмосферном давлении в течение 0,5-4 ч и осуществляют обработку водным раствором азотной кислоты с концентрацией 2-8% при температуре 90-95°С в течение 4-20 ч с последующим отделением твердой фазы, которую обрабатывают водным раствором едкого натра с концентрацией 1-4% при температуре 60-95°С в течение 1-6 ч.
Недостатком известного способа является значительная продолжительность технологического процесса.
Предложен способ получения пищевых волокон из водорослевого сырья (патент РФ №2445780, опубл. 27.03.2012), предусматривающий использование в качестве сырья красных водорослей или водорослевых остатков после получения агара. Сырье обрабатывают 1-7%-ным раствором щелочи в течение 30-60 мин при гидромодуле 1:2-1:4, фильтруют, подвергают кипячению в воде в течение 30-60 мин при гидромодуле 1:2-1:4 или обрабатывают в растворе кислоты при pH 4,0-6,9 и гидромодуле 1:2-1:4 в течение 15-30 мин. Полученные волокна одновременно центрифугируют и промывают горячей водой с последующей сушкой до остаточного содержания влаги 8-10% в готовом продукте.
В качестве недостатка известного изобретения следует признать использование больших объемов щелочей и минеральных кислот, что требует соблюдения мер безопасности.
Описан способ получения растительных пищевых волокон (патент РФ №2336731, опубл. 27.10.2008), включающий гидролиз сырья при температуре 50-70°С в течение 2 ч с последующей инактивацией в течение 15 мин. Гидролиз проводят пектинтрансэлиминазой Bacillus subtilis с активностью 32380,0 ед/мл или α-амилазой Bacillus licheniformisc активностью 633,3 ед/мл. Полученные пищевые волокна отделяют и подвергают обесцвечиванию раствором перекиси водорода.
Основным недостатком данного изобретения является использование дорогостоящих ферментов.
Известен способ получения целлюлозы из бурых морских водорослей (патент РФ №2556115, опубл. 10.07.2015), предусматривающий делигнификацию измельченного сырья путем кипячения в 4-6% растворе серной кислоты при гидромодуле 1:45-55 в течение 5-10 мин, выделение и промывание твердого остатка с последующим кипячением в 2,5-5,0% растворе гидроксида калия КОН при гидромодуле 1:50-60 в течение 5-10 мин, промывание и сушку на воздухе выделенного целевого продукта.
Данный способ характеризуется недостатком - низким содержанием витаминов и микроэлементов в полученном продукте.
В ходе проведения патентного поиска не выявлено техническое решение, которое может быть признано ближайшим аналогом.
Техническая проблема, решаемая с использованием разработанного способа, состоит в утилизации ценного растительного сырья - скорлупы кедрового ореха.
Технический результат, получаемый при реализации изобретения, состоит в получении из скорлупы кедрового ореха углеводно-минерального комплекса с высокими значениями биологической ценности (содержание углеводов, витаминов, минеральных веществ), функционально-технологических свойств (водоудерживающая способность, жироудерживающая способность, степень набухаемости) и степени очистки.
Для достижения указанного технического результата скорлупу кедрового ореха измельчают, заливают водным раствором глицерина и ведут экстракцию при нагревании в течение 2 ч. Затем полученный экстракт подвергают ультрафильтрации и распылительной сушке.
Разработанный способ реализуют следующим образом.
Скорлупу кедрового ореха измельчают на валковой дробилке до размера частиц 0,5-0,7 мм, заливают 5,0%-ным водным раствором глицерина и ведут экстракцию при температуре 80°С, рН=8,5 в течение 2 ч. при гидромодуле (отношение массы скорлупы кедрового ореха к объему раствора глицерина), равном 1:5 или 1:15, или 1:25.
По окончании экстракции осуществляют фильтрацию полученного экстракта на ультрафильтрационной установке с использованием мембран с диаметром пор 0,01 мкм при температуре 60°С и давлении 0,5 МПа. Полученный после проведения ультрафильтрации продукт высушивают на распылительной сушилке в течение 20 с при следующих параметрах: температура 100°С, скорость подачи раствора 8 мл/мин, скорость воздушного потока 15 м3/ч. Завершающая стадия процесса - контроль показателей качества полученного углеводно-минерального комплекса (содержание углеводов, витаминов, минеральных веществ, функционально-технологические свойства).
Изобретение иллюстрируется следующими примерами (сравнение полученного углеводно-минерального комплекса для обоснования достижения указанного технического результата будет проведено с пищевыми волокнами из водорослевого сырья согласно патенту RU 2445780).
Пример 1
Скорлупу кедрового ореха измельчают на валковой дробилке до размера частиц 0,5-0,7 мм, заливают 5,0%-ным водным раствором глицерина (гидромодуль 1:5) и ведут экстракцию при температуре 80°С, рН=8,5 в течение 2 ч. По окончании экстракции осуществляют фильтрацию полученного экстракта на ультрафильтрационной установке с использованием мембран с диаметром пор 0,01 мкм при температуре 60°С и давлении 0,5 МПа. Полученный после проведения ультрафильтрации продукт высушивают на распылительной сушилке в течение 20 с при следующих параметрах: температура 100°С, скорость подачи раствора 8 мл/мин, скорость воздушного потока 15 м3/ч. Завершающая стадия процесса - контроль показателей качества полученного углеводно-минерального комплекса (содержание углеводов, витаминов, минеральных веществ, функционально-технологические свойства). Степень очистки углеводно-минерального комплекса составляет 95%.
Пример 2
Скорлупу кедрового ореха измельчают на валковой дробилке до размера частиц 0,5-0,7 мм, заливают 5,0%-ным водным раствором глицерина (гидромодуль 1:15) и ведут экстракцию при температуре 80°С, рН=8,5 в течение 2 ч. Далее аналогично примеру 1. Степень очистки углеводно-минерального комплекса составляет 95%.
Пример 3
Скорлупу кедрового ореха измельчают на валковой дробилке до размера частиц 0,5-0,7 мм, заливают 5,0%-ным водным раствором глицерина (гидромодуль 1:25) и ведут экстракцию при температуре 80°С, pH 8,5 в течение 2 ч. Далее аналогично примеру 1. Степень очистки углеводно-минерального комплекса составляет 95%.
Результаты изучения химического состава и функционально-технологических свойств полученного продукта в сравнении с пищевыми волокнами из водорослевого сырья согласно патенту RU 2445780 представлены в таблице 1.
Из таблицы 1 следует, что в углеводно-минеральном комплексе, полученном из скорлупы кедрового ореха с использованием разработанного способа, массовая доля углеводов (95,7-96,2%) превышает данный показатель для продукта, полученного согласно патенту RU 2445780 (83,5-91,0%). Анализ таблицы 1 также свидетельствует о том, что углеводно-минеральный комплекс, полученный с использованием разработанного способа, характеризуется минимальным содержанием белка (0,42-0,75%), влаги (3,8-4,5%) и золы (0,4-0,6%). Для пищевых волокон, полученных из водорослевого сырья согласно патенту RU 2445780, значения данных показателей составляют, соответственно, 4,3-14,0%, 8,0-10,0% и 2,0-5,0%. Кроме того, углеводно-минеральный комплекс, извлеченный из скорлупы кедрового ореха, характеризуется высоким содержанием витамина С (35,8-37,0 мг/100 г) и минеральных веществ (3,5-4,0%).
По функционально-технологическим свойствам (водоудерживающая и жироудерживающая способности, степень набухаемости) углеводно-минеральный комплекс, полученный из скорлупы кедрового ореха в соответствии с предложенным способом, превосходит пищевые волокна из водорослевого сырья, полученные согласно патенту RU 2445780. Так, водоудерживающая способность углеводно-минерального комплекса на 40% выше данного показателя для продукта согласно патенту RU 2445780, жироудерживающая способность - на 133%, степень набухаемости - на 14%.
Таким образом, разработанный способ позволяет получить углеводно-минеральный комплекс из скорлупы кедрового ореха со степенью очистки 95%, высокой биологической ценностью и высокими функционально-технологическими свойствами, который может быть использован в производстве продуктов функционального (спортивного) питания и биологически активных добавок к пище.
Claims (4)
1. Способ получения продукта из скорлупы кедрового ореха в виде экстракта, содержащего углеродно-минеральный комплекс, характеризующийся тем, что последовательно проводят стадии измельчения скорлупы кедрового ореха, экстракции, очистки и распылительной сушки, причем измельчение проводят до размера частиц 0,5-0,7 мм, измельченную скорлупу заливают 5,0%-ным водным раствором глицерина и ведут экстракцию при температуре 80°C, рН=8,5 в течение 2 ч, затем осуществляют фильтрацию полученного экстракта на ультрафильтрационной установке с использованием мембран с диаметром пор 0,01 мкм при температуре 60°C и давлении 0,5 МПа и распылительную сушку в течение 20 с при следующих параметрах: температура 100°C, скорость подачи раствора 8 мл/мин, скорость воздушного потока 15 м3/ч.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию глицерином ведут при гидромодуле 1:5.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию глицерином ведут при гидромодуле 1:15.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию глицерином ведут при гидромодуле 1:25.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018121450A RU2688743C1 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Способ получения продукта из скорлупы кедрового ореха в виде экстракта, содержащего углеводно-минеральный комплекс |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018121450A RU2688743C1 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Способ получения продукта из скорлупы кедрового ореха в виде экстракта, содержащего углеводно-минеральный комплекс |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688743C1 true RU2688743C1 (ru) | 2019-05-22 |
Family
ID=66636879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018121450A RU2688743C1 (ru) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Способ получения продукта из скорлупы кедрового ореха в виде экстракта, содержащего углеводно-минеральный комплекс |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688743C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2801936C1 (ru) * | 2022-06-28 | 2023-08-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна | Способ получения целлюлозы из недревесного растительного сырья |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2138541C1 (ru) * | 1996-08-02 | 1999-09-27 | Сибирский государственный технологический университет | Комплексная переработка кедрового ореха |
| RU2174011C2 (ru) * | 1999-07-12 | 2001-09-27 | Сибирский государственный технологический университет | Способ получения полифенолов |
| RU2236154C2 (ru) * | 2002-06-20 | 2004-09-20 | Ветров Игорь Валерьевич | Профилактический продукт, биологически активная пищевая добавка, парфюмерно-косметический продукт на основе порошка скорлупы кедровых орехов и способ его получения |
| RU2351641C1 (ru) * | 2007-07-31 | 2009-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Способ получения экстрактивных веществ из скорлупы семян сосны сибирской |
-
2018
- 2018-06-13 RU RU2018121450A patent/RU2688743C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2138541C1 (ru) * | 1996-08-02 | 1999-09-27 | Сибирский государственный технологический университет | Комплексная переработка кедрового ореха |
| RU2174011C2 (ru) * | 1999-07-12 | 2001-09-27 | Сибирский государственный технологический университет | Способ получения полифенолов |
| RU2236154C2 (ru) * | 2002-06-20 | 2004-09-20 | Ветров Игорь Валерьевич | Профилактический продукт, биологически активная пищевая добавка, парфюмерно-косметический продукт на основе порошка скорлупы кедровых орехов и способ его получения |
| RU2351641C1 (ru) * | 2007-07-31 | 2009-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Восточно-Сибирский государственный технологический университет | Способ получения экстрактивных веществ из скорлупы семян сосны сибирской |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2801936C1 (ru) * | 2022-06-28 | 2023-08-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна | Способ получения целлюлозы из недревесного растительного сырья |
| RU2802083C1 (ru) * | 2022-09-30 | 2023-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭкоСибирь" | Смесь для приготовления растворимого напитка |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cheok et al. | Current trends of tropical fruit waste utilization | |
| US11305254B2 (en) | Process and system for producing pulp, energy, and bioderivatives from plant-based and recycled materials | |
| JP5301237B2 (ja) | 可溶化リグニン、糖類原料および単糖類原料の製造方法 | |
| Ramos-Andrés et al. | Hydrothermal production of high-molecular weight hemicellulose-pectin, free sugars and residual cellulose pulp from discarded carrots | |
| JPS6033400B2 (ja) | リグニン分離法 | |
| Wang et al. | Dietary fiber extraction from defatted corn hull by hot-compressed water | |
| Celhay et al. | Aqueous extraction of polyphenols and antiradicals from wood by-products by a twin-screw extractor: Feasibility study | |
| CN103756782A (zh) | 一种制取植物油的方法 | |
| Azeez et al. | Extraction and utilisation of bioactive compounds from agricultural waste | |
| CN105707907A (zh) | 一种油橄榄果渣不溶性膳食纤维的制备方法 | |
| RU2688743C1 (ru) | Способ получения продукта из скорлупы кедрового ореха в виде экстракта, содержащего углеводно-минеральный комплекс | |
| Méndez-Loranca et al. | Beyond cellulose extraction: Recovery of phytochemicals and contaminants to revalorize agricultural waste | |
| JP5924188B2 (ja) | リグノセルロース含有バイオマスからのフルフラール類の製造方法 | |
| JP5861413B2 (ja) | バイオマスからのフルフラールの連続製造方法 | |
| RU2321639C2 (ru) | Способ производства пектинсодержащего порошка из свекловичного жома | |
| CH695979A5 (de) | Verfahren zur Herstellung von Pektin aus Zitrusfrüchten und bio-zertifizierbares Pektin. | |
| RU2340678C1 (ru) | Способ получения пищевого волокна из свекловичного жома | |
| JP2008043229A (ja) | 糖類の製造方法 | |
| JP5842757B2 (ja) | バイオマスからのフルフラール類の製造方法 | |
| Babar | Pectin Extraction from Orange peels by using organic clay | |
| RU2492704C1 (ru) | Способ получения пищевых волокон из жома топинамбура | |
| RU2578057C1 (ru) | Способ производства пищевых волокон из растительного сырья и установка для его осуществления | |
| RU2262866C1 (ru) | Способ производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома | |
| Pandharipande et al. | Novel Method of Lignin Separation from Almond Shells Applying Multiple Contacts | |
| RU2589220C2 (ru) | Способ получения целлюлозных растительных волокон для использования в качестве нейтрального инертного наполнителя в составе дражирующей смеси предпосевной обработки семян как альтернативы древесных опилок твердых и мягких пород |