Способ производства сухих экстрактов из сырья растительного происхождения - RU2664148C1

Описание

Изобретение относится к производству сухих экстрактов из растительного сырья, обладающих высокой пищевой ценностью и высокой биологической активностью, предназначенных для использования в пищевой, фармацевтической, косметической и других отраслях промышленности.

Лечебное действие сухих экстрактов растений, изготовленных по предлагаемой технологии, обусловлено не одним действующим веществом, а всем комплексом биологически активных веществ, содержащихся в исходном растительном сырье. Предлагаемое изобретение направлено на получение сухих растительных экстрактов с биохимическим составом, максимально близким к растениям, из которых производят этот экстракт.

Способы получения сухих экстрактов из сырья растительного происхождения известны. Известные способы включают следующие основные этапы: подготовку лекарственного сырья, подготовку экстрагента, многоразовую обработку исходного растительного сырья экстрагентом, например водой, спиртом или водно-спиртовой смесью, очистку извлечения, упаривание извлечения, сушку.

Известные способы производства экстрактов направлены на извлечение какой-либо одной группы веществ из растения с помощью одного экстрагента. Например, известны способы получения сухих экстрактов из растительного сырья с использованием органических экстрагентов по авторским свидетельствам СССР 1102604, 1984, 1187825, 1985 и патентам Российской Федерации 2005485, 1994, 2078579, 1997, 2132622, 1999, которые в общей для них части предусматривают сушку и измельчение растительного сырья, различающиеся условиями проведения и последовательностью выполнения, экстракцию растительного сырья, выдержку, фильтрацию и охлаждение экстракта, отделение экстрагента, сушку до достижения требуемой влажности, как правило, не превышающей 18%, и измельчение сухого экстракта. При этом в качестве органических экстрагентов используют этанол, метанол, изопропанол, гексан, бензин или раствор аммиака в ацетоне.

Известен способ получения сухого экстракта чаги (RU 2406515, опубл.2010 г.), включающий экстракцию березового гриба чаги водой при повышенной температуре в две стадии, отделение экстрактов, их объединение с последующей сушкой, при этом экстракцию проводят в электрическом поле постоянного тока в электролизере с нерастворимыми электродами при постоянной плотности тока в пределах от 7 до 40 А/м² при температуре 50-70°С при массовом соотношении чага:вода, равном 1:6-8, в течение 40-60 мин на каждой стадии.

Известен способ выделения экстракта солодки (RU 2131679, опубл.1999 г.), предусматривающий экстрагирование корней раствором аммиака в водном растворе ацетона, отделение экстракта, его концентрирование, осаждение экстрактивных веществ этанолом, отделение осадка и удаление из осадка остатка этанола, при этом удаление ацетона из отделенного экстракта при его концентрировании и/или удаление из осадка остатка этанола осуществляют путем экстрагирования смесью жидких двуокиси углерода и ацетилена, взятых в соотношении по массе от 3:7 до 7:3, при давлении выше атмосферного, удаления экстракта и снижения давления до атмосферного.

Известен способ получения сухого водорастворимого экстракта из растительного сырья (RU 2316375, опубл.2008 г), включающий измельчение и ультразвуковую экстракцию сырья, очистку жидкого экстракта, при этом измельчение сырья и ультразвуковую экстракцию осуществляют в диапазоне частот (22±1,65) кГц в одном экстракторе при температуре не более 50°С, причем измельчение проводят с интенсивностью ультразвука от 4 до 10 Вт/см² в течение 5-30 мин до фракции 0,001-2,0 мм, а экстракцию проводят в соотношении измельченное сырье:экстрагент 1:(4-15) с интенсивностью ультразвука 1,3-2,5 Вт/см в течение 5-30 мин, очистку жидкого экстракта от балластных веществ осуществляют центрифугированием, а сушку очищенного жидкого экстракта проводят в вакууме с частотным воздействием микроволнового диапазона.

Известные способы производства сухих экстрактов из сырья растительного происхождения включают экстрагирование сырья в экстракторах одним экстрагентом, отделение экстрактов, концентрирование экстрактов, смешивание разных извлечений в одно, высушивание густого экстракта в вакуумных сушилках.

В известных способах не оценивают аминокислотный и витаминный составы исходного сырья и полученного экстракта, что не позволяет сделать выводы о качестве продукции, а также не позволяет определить качество продукции в случае нарушения технологии производства, не позволяет идентифицировать продукт в случае фальсификации.

Цель изобретения - создание способа получения сухих экстрактов растений, который позволял бы получать экстракт с высокой пищевой ценностью и высокой биологической активностью, максимально сохраняющий биологическую активность исходного растительного сырья, и был бы применим к растительному сырью широкого ассортимента.

Технический результат заключается в упрощении идентификации качества полученного сухого экстракта за счет оценивания и сравнения аминокислотного и витаминного составов исходного сырья и полученного экстракта.

Технический результат достигается тем, что способ производства сухих экстрактов из сырья растительного происхождения включает измерение аминокислотного состава и/или витаминного состава подготовленного исходного сырья, экстрагирование сырья в экстракторах разными экстрагентами при температуре 20-40°С, отделение экстрактов, концентрирование экстрактов, смешивание разных извлечений в одно, высушивание густого экстракта в вакуумных сушилках при температуре до 40°С и давлении 0,7 Па до получение порошка, измерение аминокислотного состава и/или витаминного состава полученного экстракта, сравнение аминокислотного состава сырья и аминокислотного состава полученного экстракта, при этом к дальнейшему использованию принимается экстракт, соответствующий аминокислотному составу сырья на 80 и более процентов.

Сухие экстракты, получаемые по предлагаемому способу, содержат основные действующие вещества исходного растительного сырья и обладают близкой к нему, а в ряде случаев даже более высокой биологической активностью.

В качестве растительного сырья можно использовать лекарственные и пищевые растения, в том числе плоды, ягоды, хвою деревьев, а также грибы, водоросли. Способ получения сухих экстрактов прост в технологическом оформлении и осуществляется следующим образом.

С помощью, например, хроматографа измеряется аминокислотный состав и/или витаминный состав подготовленного исходного сырья. Определяются необходимые экстрагенты. Далее осуществляется экстрагирование сырья в экстракторах разными экстрагентами при температуре 20-40°С. При температуре ниже 20°С снижается экстрактивность сырья, а при температуре выше 40°С возможны изменения химического состава компонентов сырья. Далее осуществляется отделение экстрактов, концентрирование экстрактов, упаривание на вакуумно-выпарном аппарате, смешивание разных извлечений в одно, высушивание густого экстракта в вакуумных сушилках при температуре до 40°С и давлении 0,7 Па до получение порошка. Далее происходит измерение аминокислотного состава и/или витаминного состава полученного экстракта, сравнение аминокислотного состава сырья и аминокислотного состава полученного экстракта, при этом к дальнейшему использованию принимается экстракт, соответствующий аминокислотному составу сырья на 80 и более процентов.

Пример 1

Лабораторные исследования плодов шиповника показали, что в плодах содержится 8 видов витаминов и 15 видов свободных аминокислот. Для извлечения из сырья всей группы витаминов и аминокислот применяется три вида экстрагента: СО₂, спирт, вода. После подготовки сырья для экстракции сырье подается в реактор СО₂ экстрактора и после получения СО₂ извлечения перегружается в экстрактор, где осуществляется процесс экстрагирования 40% спиртом. После этого в этот же экстрактор подается дистиллированная вода и продолжается процесс экстрагирования Н₂О. Процесс экстрагирования происходит при температуре, не превышающей 40°С, в вакууме при давлении 0,7 Па. После этого спиртовой и водный экстракты упариваются на вакуумно-выпарном аппарате до достижения плотности 25% сухого вещества. Затем в густой экстракт добавляется СО₂ экстракт и после перемешивания сушится в вакуумных сушилках при температуре 40°С и давлении 0.7 Па в течение 20 часов. Далее сравнивается аминокислотный и витаминный составы сырья и аминокислотный и витаминный составы полученного экстракта, при этом к дальнейшему использованию принимается экстракт, соответствующий аминокислотному и витаминному составам сырья на 80 и более процентов. В данном примере сухой порошок, полученный после сушки, содержит 8 видов витаминов и 15 видов свободных аминокислот.

Пример 2

Аминокислотный анализ плодов лимонника китайского показал 18 свободных аминокислот.

Для получения экстракта с аналогичным аминокислотным составом достаточно двух видов экстрагентов, а именно СО₂ и 70% спирт. После подготовки сырья к экстракции сырьё загружается в СО₂ реактор и в течении 4 часов осуществляется процесс экстрагирования при температуре 29°С и давлении 60 атмосфер. После этого сырье перемещается в установку водно-спиртовой экстракции и экстрагируется спиртом 70% в течение 2,5 часов при температуре 40°С. Полученный экстракт упаривается на вакуумно-выпарном аппарате при температуре 40°С и давлении 0.7 Па до концентрации 25% сухого вещества. В полученный экстракт добавляется полученный СО₂ экстракт и после перемешивания загружается в вакуумный сушильный аппарат, где сушится при температуре 40°С и давлении 0.7 Па в течение 22 часов. Далее сравнивается аминокислотный состав сырья и аминокислотный состав полученного экстракта, при этом к дальнейшему использованию принимается экстракт, соответствующий аминокислотному составу сырья на 80 и более процентов.

Пример 3

Аминокислотный анализ травы мелисы показывает активные пики 12 свободных аминокислот.

Для получения экстракта с аналогичными показателями качества применяется три экстракции. Подготовленное сырье помещается в установку гидродистилляции и обрабатывается паром в течение 20 часов, получили экстракт, содержащий эфирные масла. Затем сырье перемещается в установку водно-спиртовой экстракции и экстрагируется спиртом 40% в течение 2,5 часов при температуре 38°С, в результате получили спиртовой жидкий экстракт. Затем это же сырье экстрагируется водой при температуре 40°С в течение 2 часов и получили водный экстракт мелиссы. Спиртовой и водный экстракты в дальнейшем упариваются в вакуумно-выпарном аппарате при температуре 40°С и вакууме 0.7 Па до плотности 23%, перемешиваются. В дальнейшем смешанный экстракт сушился в вакуумной сушилке при температуре 40°С и вакууме 0.5 Па в течение 20 часов. Высушенный порошок под высоким давлением обогащается эфирными маслами, полученными при гидродистилляции. Далее сравнивается аминокислотный состав сырья и аминокислотный состав полученного экстракта, при этом к дальнейшему использованию принимается экстракт, соответствующий аминокислотному составу сырья на 80 и более процентов.

Использование заявляемого изобретения позволяет контролировать используемые технологии экстрагирования с целью сохранения биологической активности аминокислот и витаминов, содержащихся в сырье, создавать экстракты, максимально идентичные по биохимическому составу живым растениям. Применяемая методика анализа аминокислотного состава позволяет контролировать качество экстракта и таким образом фиксировать и избегать нарушения бережного технологического режима при его производстве.

Реферат

Изобретение относится к производству сухих экстрактов из растительного сырья, обладающих высокой пищевой ценностью и высокой биологической активностью, предназначенных для использования в пищевой, фармацевтической, косметической и других отраслях промышленности. Способ включает измерение аминокислотного состава и/или витаминного состава подготовленного исходного сырья, экстрагирование сырья в экстракторах разными экстрагентами при температуре 20-40°С, отделение экстрактов, концентрирование экстрактов, смешивание разных извлечений в одно. Далее производят высушивание густого экстракта в вакуумных сушилках при температуре до 40°С до получения порошка. Затем измеряют аминокислотный состав и/или витаминный состав полученного экстракта, сравнивают аминокислотный состав сырья и аминокислотный состав полученного экстракта. К дальнейшему использованию принимается экстракт, соответствующий аминокислотному составу сырья на 80 и более процентов. Технический результат: упрощение идентификации качества полученного сухого экстракта, получение экстракта с высокой пищевой ценностью и биологической активностью, максимально сохраняющего биологическую активность исходного растительного сырья, возможность использования растительного сырья широкого ассортимента.

Формула