SK58897A3 - Method for isolation of bitter substances and inulin out from chicory root - Google Patents

Description

Opis vynálezu

Spôsob izolácie horčín a inulínu z koreňa čakanky

Oblasť techniky:

Vynález sa týka technológie získavania prírodných aditívnych látok.

DoteraiSí stav techniky;

Korene čakanky sa využívajú v súčasnosti ako surovina na výrobu náhrad zmkovej kávy, alebo ako surovina pri výrobe inulínu. V literatúre sú zaznamenané pokusy získavať z čakanky aj horké látky, avšak za cenu nevyužitia čakanky ako zdroja prírodnej vlákniny (inulínu), resp. pri výrobe inulínu sú horčiny prácne odstraňované ako nežiadúce.

Podstata vynálezu:

Podstatou vynálezu je výhodný spôsob izolácie horčín a inulínu z koreňa čakanky založený na tom, že ku predhustenému vodnému extraktu z koreňa čakanky, s výhodou so sušinou 5070% hmotn. sa za stáleho miešania naraz alebo postupne v primeranom množstve, s výhodou 0,5-5,0 násobku objemu extraktu, pridá vhodné koncentrované rozpúšťadlo, s výhodou etanol, pričom sa na základe rozličnej rozpustnosti prítomný komplex horkých látok - horčín rozpustí, zatiaľ čo sacharidická časť extraktu tvorená najmä inulínom sa vyzráža vo forme bielej zrazeniny. Výsledným produktom je intenzívne horko chutiaci roztok a prečistený inulín, pričom oba produkty je možné po vhodnej finalizácii zahŕňajúcej napríklad zahustenie resp. vysušenie aplikovať vo vybraných oblastiach potravinárskeho priemyslu ako aditívnu látku prírodného pôvodu. Pod pojmom horčiny, resp. komplex horkých látok sa rozumie zmes tých látok zastúpených v koreni čakanky, resp. v extrakte koreňa čakanky, reprezentovaných najmä laktucínom, laktukopikrínom, aeskuletínom, aeskulínom a cichoriínom, ktoré majú charakteristickú horkú chuť. Pod pojmom inulín sa rozumie zmes sacharidov zastúpených v koreni čakanky, resp. v extrakte koreňa čakanky, ktoré sú tvorené lineárnymi, do rôzneho stupňa polymerizovanými reťazcami β(2-1) viazaných jednotiek fruktózy, pričom tieto reťazce sú zvyčajne zakončené jednotkou glukózy. Ako vhodná finalizácia je navrhnutá filtrácia získanej zrazeniny, premytie zrazeniny a jej sušenie; u roztoku horčín sa predpokladá jeho zakoncentrovanie.

Výhodou navrhovaného riešenia je celková jednoduchosť navrhovanej technológie, takmer dokonalé využitie spracovávanej suroviny, nízka náročnosť na technologické zariadenia a energie.

Ako surovinu je možné použiť vhodne upravený (očistený a narezaný, resp. podrvený) koreň čakanky obyčajnej v čerstvom alebo sušenom stave.

Navrhovaný postup spočíva vo viacnásobnej extrakcii narezaného, resp. podrveného koreňa čakanky vodou vo vhodnom pomere za zvýšenej teploty v rozsahu 50-95°C po dobu zabezpečujúcu kvantitatívne vyextrahovanie inulínu, hrubej filtrácii získaného extraktu s výhodou za tepla, predhustení filtrátu na sušinu v rozsahu 20-70% hmotn. s výhodou pri zníženom tlaku, resp. pomocou membránových procesov, napr. reverznej osmózy a zmiešania získaného koncentrátu s vhodným organickým rozpúšťadlom. Vzniknutú zrazeninu je možné nechať sedimentovať alebo oddeliť od matečného lúhu na vhodnom type filtračného zariadenia a prípadne premyť čistým koncentrovaným rozpúšťadlom.

Doba extrakcie, počet opakovaní a pomer surovina ;extrakčné činidlo závisí od charakteristík použitého zariadenia a extrahovaného materiálu.

Charakter použitého rozpúšťadla, s výhodou koncentrovaný etanol je možné upraviť prídavkom vhodného antioxidačného prípravku, napr. kyselina askorbová, K2S2O7.

Pomer objemov koncentrát: zrážacie rozpúšťadlo je závislý na obsahu rozpustnej sušiny v koncentráte a koncentrácii použitého rozpúšťadla. Všeobecne sa odporúča dosiahnuť vo výslednej zmesi koncentráciu min.50% obj. rozpúšťadla.

V matečnom lúhu sa nachádzajú horčiny spolu s jednoduchými cukrami, ktoré po odstránení použitého rozpúšťadla, prekoncentrovaní a zakonzervovaní, prípadne filtrácii je možné použiť ako náhradu bežne používaných ionizujúcich potravinárskych aditívnych látok. Samotné, prípadne v kombinácii s vhodnou arómou spĺňajú náročné kritéria pre aditívne látky aplikované do potravín.

Zrazenina predstavuje sacharidickú časť extraktu, tvorenú prevažne oligo- a polysacharidmi nazývaných spoločným názvom inulín. Po prezrážaní a dokonalom oddelení matečných lúhov sa vzniknutá zrazenina rozpustí v primeranom množstve vody, vhodným spôsobom vyčíri sedimentáciou alebo filtráciou a finalizuje buď zahustením na sirup vhodnej koncentrácie, alebo po prípadne potrebnom zahustení suší na vhodnom type sušiarne, napr. sprayovej. Teplota pri ktoromkoľvek technologickom kroku s výnimkou extrakcie, hrubej filtrácie a sušenia by sa mala pohybovať do 50°C a nemala by presiahnuť 60°C.

Získaný práškový produkt bez chuti a vône skladujeme vo vhodnom balení v suchom prostredí, kvapalné produkty vo vhodných uzavretých nádobách bez prístupu priameho svetla pri teplotách do 20°C.

Príklady realizácie vynálezu

Príklad 1.

100 kg čerstvého koreňa čakanky narežeme na vhodnom zariadení a extrahujeme vodou v pomere 1:4 hmotnosť rezkov:objem vody pri teplote 65-70°C víroch stupňoch. Získané extrakty spojíme (cca 1000 litrov, sušina=1.9%hmotn.) a prefiltrujeme za tepla na plachetkovom filtri. Získaný filtrát predhustíme pomocou reverznej osmózy na sušinu 25% hmotn. (cca 76 litrov) a zahustíme na vákuovej odparke na sušinu 45% hmotn. (cca 42 litrov). Tento koncentrát zmiešame s výrazným nadbytkom koncentrovaného etanolu (cca 160 litrov 96%obj.). Získanú zrazeninu necháme sedimentovať, premyjeme na vákuovom filtri malým množstvom čistého rozpúšťadla.

Matečný lúh prefiltrujeme, zahustíme pri zníženej teplote a zakonzervujeme vhodným konzervačným prípravkom (napr. etanolom).

Premytú zrazeninu rozpustíme v teplej vode, prefiltrujeme a predhustíme na koncentráciu 10% hmotn. (cca 190 litrov). Číry roztok dávkujeme do sprayovej sušiarne pri teplote vzduchu neprevyšujúcej na vstupe 200°C, pričom získame cca 19 kg sypkého bieleho hygroskopického prášku bez chuti a vône.

Príklad 2.

100 kg sušeného koreňa čakanky vo forme kociek extrahujeme vodou v protiprúdnom extraktore pri teplote 80°C. Celková zdržná doba suroviny v zariadení je min. 120 minút. Získaný extrakt s objemom 1000 1 a sušinou 2% hmotn. prefiltrujeme za tepla na naplavovacom kremelinovom filtri a zahustíme na odparke pri zníženej teplote, neprevyšujúcu 55°C, na sušinu 60% hmotn.( objem cca 35 litrov). K takto predhustenému sirupu pridáme 1001 koncentrovaného etanolu a vzniknutú zrazeninu odfiltrujeme vákuovom filtri a premyjeme malým množstvom čistého koncentrovaného etanolu..

Zrazeninu inulínu rozpustíme vo vode, odparíme zvyšky etanolu a zahustíme na sušinu min.

65% hmotn., čím získame stabilný inulínový sirup, aplikovateľný do niektorých potravinárskych výrobkov.

Z etanolového roztoku horčín (cca 100 litrov) odparíme etanol a roztok horčín zahustíme na sušinu min. 60% hmotn. Takto upravený roztok je pri skladovaní v teplote do 20°C stabilný a je ho možné použiť ako aditívum prírodného pôvodu najmä pre nápoje.

Spôsob priemyselnej využiteľnosti

Získaný koncentrát horkých látok sa môže aplikovať do potravín ako plnohodnotná prírodná náhrada syntetických tonizujúcich látok; inulín sa môže v kvapalnej forme využiť pri výrobe sladidla - fruktooligosacharidového sirupu, v práškovej forme ako plnidlo a náhrada tuku do pekárenských a cukrárenských výrobkov, ako aj nápojov.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob izolácie horčín a inulínu z koreňa čakanky vyznačujúci sa tým, že ku predhustenému vodnému extraktu z koreňa čakanky , s výhodou so sušinou 50-70% hmotn. za stáleho miešania naraz alebo postupne v primeranom množstve, s výhodou 0,5-5,0 násobku objemu extraktu, vhodné koncentrované rozpúšťadlo, s výhodou etanol, pričom sa na základe rozličnej rozpustnosti prítomný komplex horkých látok rozpustí, zatiaľ čo sacharidická časť extraktu tvorená najmä inulínom sa vyzráža vo forme bielej zrazeniny. Výsledným produktom je intenzívne horko chutiaci roztok a prečistený inulín, pričom oba produkty je možné po vhodnej finalizácii zahŕňajúcej napríklad zahustenie resp. vysušenie aplikovať vo vybraných oblastiach potravinárskeho priemyslu ako aditívne látky prírodného pôvodu.
2. 2. Koncentrát horčín vyznačujúci sa tým, že bol získaný podľa bodu 1. a ktorý obsahuje v prevažnej miere horko chutiace látky extrahované z koreňa čakanky, zastúpené najmä laktucínom, laktukopikrínom, aeskuletínom, aeskulínom a cichoriínom,
3. 3. Inulín vyznačujúci sa tým, že bol získaný podľa bodu 1., pričom pozostáva z do rôzneho stupňa polymerizovaných lineárnych reťazcov β(2-1) viazaných frruktózových jednotiek; reťazce sú zvyčajne zakončené jednotkou glukózy.