Технологические особенности производства и применения со


RESULTS OF WORK OF SCIENTIFIC AND PEDAGOGICAL SCHOOL "THEORY AND PRACTICE OF TREATING AGRICULTURAL RAW MATERIALS LIQUEFIED



страница3/19
Дата09.08.2019
Размер8.88 Mb.
#128457
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

RESULTS OF WORK OF SCIENTIFIC AND PEDAGOGICAL SCHOOL "THEORY AND PRACTICE OF TREATING AGRICULTURAL RAW MATERIALS LIQUEFIED

AND COMPRESSED GASES "

Kasyanov G.I.

Kuban State Technological University
Annotation. Increasing the pace of development of domestic science, the need to generate new ideas in the field of import-substituting food technologies, require the preparation of high-level specialists. World experience shows that some of these functions can be carried out by scientific schools established at universities. The article is devoted to the preliminary results of the 40-year activity of the scientific and pedagogical school “Theory and practice of processing agricultural raw materials with liquefied and compressed gases” created at KubGTU. It is concluded that it is impossible to limit the scientific and pedagogical work only to the geographical framework of the Kuban, and to involve in cooperation scientists and specialists of the required profile from other countries.

Key words: scientific and pedagogical school, training of scientific personnel, publications, inventions, introduction
УДК 664:547.97

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ

НАТУРАЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ

Алешкевич Ю.С.

Законодательное собрание Краснодарского края
Аннотация. На пищевых и перерабатывающих предприятиях Краснодарского края имеются перспективы организовать производство натуральных пищевых красителей из вторичных растительных ресурсов: выжимки томатов, винограда красных сортов, луковой шелухи и микроскопического гриба Blaкeslea trispora. Промышленная технология получения красителей из вторичных ресурсов окрашенного пищевого сельскохояйственного сырья состоит из следующих операций: сушка выжимки, или побочных продуктов при консервировании сырья, экстракция красящих веществ с последующим концентрированием полученного экстракта. Известны также варианты извлечения целевых компонентов из сырья суперсатурированной водой, из сухой и влажной окрашенной выжимки сжиженным углекислым газом и 1%-ным раствором соляной кислоты.

Ключевые слова: пищевой краситель, бета-каротин, ликопин, антоцианы, луковый краситель
Интерес к натуральным пищевым красителям в последнее время значительно возрос, поскольку в них содержатся биологически активные, вкусовые и ароматические вещества, которые придают готовым продуктам не только привлекательный вид, но и естественный аромат и вкус [1]. Натуральные пищевые красители подразделяются на следующие основные группы: каротиноиды, антоцианы, флавоноиды, хлорофиллы [2,3]. Отдельную группу составляют их различные комплексы. Каротиноиды обеспечивают в природе окраску различного животного, плодово-ягодного и овощного сырья (яичный желток, морковь и т. д.), из которого их выделяют экстракцией. Полученные таким образом препараты каротиноидов могут придавать пищевому продукту красную, оранжевую или желтую окраску. Выполняя программу импортозамещения, целесообразно организовать производство красителя по известной технологии из шелухи лука [4].

Среди инновационных проектов Краснодарского края есть ряд интересных предложений по организации производства натуральных красителей. Краснодарская фирма ЗАО «Роскарфарм» вышла с предложением о строительство современного биофармкомбината и организация производства кристаллического бета-каротина из мицелия гриба гриба Blaкeslea trispora, выращенного на крахмалсодержащем сырье.



Другой каротиноид–ликопин, содержится в плодах и овощах, имеющих красно-оранжевую окраску. Основным резервом получения ликопина являются выжимки томата.

Посевные площади под томатами в Краснодарском крае 15-16 тыс. га, с валовым сбором более 2,5 млн. т. Часть продукции реализуется в свежем виде, а 20-25 % перерабатывается на различные томатопродукты. При этом остается не использованной до 30 % томатной выжимки, пригодной для выделения каротиноида ликопина.

Молекулярная формула: C40H56, Молекулярная масса: 536,887. Химическая структура ликопина, представляет собой длинную цепочку с сопряженными двойными связями.

Ликопин представляет собой каротиноидный пигмент, определяющий окраску плодов некоторых растений, например томатов, гуавы, арбуза. Нерастворим в воде. Ликопин содержится во многих красно-оранжевых частях растений, это главный компонент, определяющий красный цвет плодов томатов. Ликопин является нециклическим изомером бета-каротина и защищает части растения от солнечного света и окислительного стресса.

На рисунке 1 показана структурная формула ликопина и внешний вид кристаллического продукта.

структурная формула ликопина

ðºñ€ð°ñð¸ñ‚ðµð»ñŒ ð»ð¸ðºð¾ð¿ð¸ð½

Рисунок 1 – Структурная формула ликопина


В клетках растений ликопин выступает как предшественник всех остальных каротиноидов, включая бета-каротин.

Таблица – Содержание ликопина в плодах и овощах



Продукты

Содержание ликопина, мг/кг

Арбуз

23-72

Грейпфрут

34

Гуава

54

Томатная паста

54-1500

Томатный соус

62-134

Томаты

5-15

Ликопин обладает антиоксидантной функцией в организме человека. Он обеспечивает снижение окислительного стресса, замедляет развитие атеросклероза, а также обеспечивает защиту ДНК, что может предотвращать онкогенез. Потребление ликопина, а также ликопин-содержащих продуктов приводит к достоверному уменьшению маркеров окислительного стресса у человека. Ликопин самый сильный каротиноид-антиоксидант, присутствующий в крови человека.

Экстрагированный из томатов ликопин представляет собой темно-красную вязкую жидкость, которая легко растворяется в этилацетате и н-гексане. Он состоит преимущественно из транс- и цис-ликопина и содержится в томатах от 5 до 15% , в зависимости от сорта , способа выращивания, географического положения, климатических условий и степени зрелости плодов.

Состав ликопина не изменяется при хранении комнатной температуре и при температуре 4 оС , в течении 37 месяцев. Ликопин восприимчив к химическим изменениям, таким как окисление, изомеризация при воздействии света, тепла и кислорода. Состояние ликопина зависит от конкретного пищевого продукта к которому он добавлен, а так же от производственного процесса.

Использование ликопина в рецептурах вареных колбасных изделий также позволяет снизить количество вносимого нитрита натрия до 0,004 кг/100 кг готового продукта или в 1,6 раза, так как ликопин сам обладает красящей способностью. Введение в рецептуру пищевой добавки ликопин, обладающей антиоксидантными свойствами, в количестве 0,0063 % к массе продукта, не оказывает негативного влияния на потребительские свойства вареных колбасных изделий [6]. Использование ликопина позволяет расширить ассортимент мясной продукции, улучшить органолептические показатели готового продукта, снизить количество нитрита натрия. Качественное и количественное содержание красителей оценивают хроматографическими методами (рисунок 2).

Рисунок 2 – Варианты колоночной и тонкослойной хроматографии


В Северо-Кавказском федеральном научном центре садоводства, виноградарства, виноделия, разработана технология получения энокрасителя из выжимки красных сортов винограда. Характерной особенностью природных антоцианов является изменение их окраски в зависимости от рН среды, температуры, воздействия света, собственного строения, реакционной способности и других факторов: при рН 1,5-2,0 (кислая среда) они обеспечивают типичную для них красную окраску продукта, которая меняется в красно-пурпурную при рН 3,4-5,0. В щелочной среде (рН 8,0) окраска становится синей или сине-зеленой, при рН 9,0 - зеленой, повышение рН до 10 приводит к желтой окраске.

В КубГТУ апробирована технология получения золотисто-коричневого красителя из луковой шелухи и применения его для окраски мясорастительных продуктов.

Разработаны технологические режимы и перечень технологических операций получения красителей из вторичных ресурсов окрашенного сельскохояйственного сырья, которые состоят из следующих операций: сушка выжимки, или побочных продуктов образующихся при консервировании сырья, экстракция красящих веществ с последующим концентрированием полученного экстракта. Предложены варианты извлечения красящих веществ из окрашенного сырья суперсатурированной водой. Отработана технология извлечения красителей из сухой и влажной окрашенной выжимки сжиженным углекислым газом и 1%-ным раствором соляной кислоты.

Таким образом, даже краткий обзор научно-технической литературы, позволил определить перспективные направления производства натуральных пищевых красителей в Краснодарском крае.

Литература

1 Алешкевич Ю.С. Технология получения натуральных пищевых красителей и их применение в производстве мясорастительных продуктов. Автореф. дис. к.т.н. – Краснодар: КубГТУ, 2001. – 24 с.

2.Болотов В.М. Композиционные каротиноидно-антоциановые красители в технологии ликероводочных изделий /Болотов В.М., Комарова Е.В., Саввин П.Н., Парашкин М.Ю. //Пиво и напитки. 2017. № 1. – С. 48-51.

3.Болотов В.М. Цветометрические характеристики композиционных каротиноидно-антоциановых экстрактов растительного сырья /Болотов В.М., Комарова Е.В., Филатова Е.С., Хрипушин В.В. //Химия растительного сырья. 2016. № 1. – С. 127-134.



4.Патент РФ на изобретение № 2058349 Способ производства красителя из шелухи лука /Квасенков О.И., Касьянов Г.И. Заявлено 22.07.1993. Опубликовано 20.04.1996.

5.Переверткина И.В. Оптимизация условий экстрагирования антоциановых красителей из растительного сырья / Переверткина И.В., Волков А.Д., Титова И.И., Болотов В.М //Химия растительного сырья, № 2, 2014. – С.127-141.

6.Ситун Н.В., Текутьева Л.А., Фищенко Е.С., Сон О.М., Бобченко В.И. Вареные колбасные изделия с использованием пищевой добавки "Ликопин" //Пищевая промышленность, № 12, 2016. – С. 12-14
PROSPECTS OF PRODUCTION AND APPLICATION

NATURAL FOOD DYES

Aleshkevich, Y. S.

Legislative Assembly of Krasnodar region
Annotation. At the food and processing enterprises of the Krasnodar region there are prospects to organize the production of natural food dyes from secondary plant resources: tomato pomace, red grape varieties, onion Shea and microscopic fungus Blakeslea trispora. The industrial technology of obtaining dyes from secondary resources of colored food agricultural raw materials consists of the following operations: drying of pomace, or by-products when preserving raw materials, extraction of coloring substances with subsequent concentration of the resulting extract. There are also known options for extracting target components from raw materials with supersaturated water, from dry and wet colored squeeze with liquefied carbon dioxide and 1% solution of hydrochloric acid.

Keywords: food dye, beta-carotene, lycopene, anthocyanins, onion dye

УДК 664.8

ЭТАПЫ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ДОКРИТИЧЕСКОЙ СО2-ЭКСТРАКЦИИ

Коробицын В.С., Хрипко И.А.

Кубанский государственный технологический университет
Аннотация. В статье проанализированы пути и этапы развития техники и технологии докритической СО2-экстракции, разработанные учеными и специалистами созданной при КубГТУ научно-педагогической школы «Теория и практика обработки сельскохозяйственного сырья сжиженными и сжатыми газами». Представлен краткий обзор литературы по технологии и оборудованию организации процесса докритической СО2-экстракции.

Ключевые слова: техника, технология, СО2-экстракция, обзор литературы
Введение. Техника и технология докритической СО2-экстракции активно развивались и совершенствовались с 80-ых годов прошлого века. Основателем отечественной докритической СО2-экстракции по праву считается канд. техн. наук Пехов Александр Васильевич, работавший в Краснодарском НИИ пищевой промышленности зав. лабораторией экстракции. В таблице 1 представлен обзор технологических приемов процесса СО2-обработки, предложенных учеными и специалистами научно-педагогической школы «Теория и практика обработки сельскохозяйственного сырья сжиженными и сжатыми газами». Наиболее полное описание техники и технологии СО2-экстракции опубликовано в 1978 г. [Касьянов Г.И., Пехов А.В., Таран А.А. Натуральные пищевые ароматизаторы–СО2-экстракты. М.: Пищевая промышленность, 1978. – 176с.].

Таблица 1 – Обзор технологических приемов процесса СО2-обработки



Вид обработки сырья

Особенности

разработки

технологии


Публикация по теме исследований

Технологические приемы

Получение СО2- снега, СО2-детартрации

Касьянов Г.И. Обработка растительного сырья диоксидом углерода //Известия вузов. Пищевая технология, № 8, 1998. – С. 72-75.

Линия консервирования

СО2-мойка, СО2-гомогени-зация

Касьянов Г.И., Квасенков О.И., Бархатов В.Ю. СО2-технология переработки сырья //Известия вузов. Пищевая технология. 1995. № 3-4. С. – 34-36.

Технология

пресервов



СО2-экстракты

отечественных

пряностей


Касьянов Г.И. Применение газожидкостных технологий в рыбной промышленности. – В сб. матер. Всерос. научно-практ. конф. с междун.участием «Пищевая промышленность: интеграция науки, образования и производства», 2005. – С. 235-238.

Давление

СО2 до 4,0

МПа


Активация

процесса


протеолиза

Касьянов Г.И., Палагина И.А., Овчинникова Е.И. Воздействие диоксида углерода под давлением на мясное сырье с повышенным содержанием соединительной ткани //Известия вузов. Пищевая технология. 2005. № 2-3. – С. 69-71

В присутствии соэк-

страгента



Повышение

выхода


веществ

Сагайдак Г.Н., Касьянов Г.И. Программа для нахождения параметров процесса соэкстракции ценных компонентов из растительного сырья //Известия вузов. Пищевая технология. 2005. № 4. – С. 76.

Наложение переменного электрического поля

Повышение процесса массоотдачи

Таран А.И., Мгебришвили Т.В., Касьянов Г.И. Совершенствования биотехнологических методов газожидкостного экстрагирования компонентов растительного сырья. – ВИНИТИ депонированная рукопись № 67-В2003 09.01.2003.

В работе по интенсификации технологических процессов извлечения ценных компонентов из растительного и животного сырья сжиженными и сжатыми газами принимали участие сотрудники кафедры Технологии продуктов питания животного происхождения и другие специалисты [1-5]. Особое внимание уделялось изучению свойств диоксида углерода, как экстракционному агенту [1]. Ряд публикаций был посвящен организации высокоэффективных газожидкостных технологий [2,3]. Не остались без внимания СО2-шроты, представляющие собой углеводно-белково-липидные пищевые добавки [4]. Сформулирована технологическая и экономическая стратегия процесса СО2-экстракции [5].

Таблица 2 – Обзор способов аппаратурного оформления процесса СО2-экстракции



Вид

обработки сырья



Особенности

разработки

оборудования


Публикация по теме исследований

Конструк-ция люка

Самоуплотне-ние люка

Толстокулаков Н.А., Касьянов Г.И., Квасенков О.И. Экстрактор //Патент на изобретение RUS № 2027466

Вращение

Интенсификация процесса

Нариниянц Г.Р., Квасенков О.И., Касьянов Г.И., Александров Л.Г., Артамонов Н.А. Устройство для газожидкостной экстракции //Патент на изобретение RUS № 2050169.

УЗ-генератор

Сокращение

времени


экстракции

Квасенков О.И., Александров Л.Г., Касьянов Г.И., Нематуллаев И. Лабораторная установка для исследования процесса экстракции //Патент на изобретение RUS № 2018124.

Докрити-

ческий


режим

Рациональ-

ный расход

растворителя


Рыбалко А.В., Иванов А.Л., Квасенков О.И., Касьянов Г.И., Андронова О.И. Установка для экстракции растительного сырья. Патент на изобретение RUS № 2006243 

Три аппарата в одном

корпусе


Разделение

пористой


перегородкой

Квасенков О.И., Касьянов Г.И., Андронова О.И. Установка для газожидкостной экстракции. Патент на изобретение RUS № 2038110.

Сораствори-тели

Гингерол, гумулен, капсаицин, кумарин, матрицин

Касьянов Г.И., Шапошников В.Г., Квасенков О.И., Даценко Н.В. Способ получения экстракта из растительного сырья. Патент на изобретение RUS № 2105500.

СО2 и

аргон


Снижение

давления в

системе


Касьянов Г.И., Кизим И.Е. Способ получения экстракта из субтропического и пряно-ароматического растительного сырья. Патент на изобретение RUS № 2166260 от 11.06.1999.

Литература

1.Боковикова Т.Н., Касьянов Д.Г., Малашенко Н.Л. Производство и применение диоксида углерода. В сб. матер. междун. научно-техн. конф. «Суб- и сверхкритические флюидные технологии в пищевой промышленности». – Краснодар: КубГТУ, 2012. – С. 95-98.

2.Касьянов Г.И. Высокоэффективные газожидкостные технологии. В сборнике материалов международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и безопасность пищевых продуктов». Краснодар: КубГТУ, 2018. – С. 7-12.

3.Малашенко Н.Л., Силинская С.М., Коробицын В.С. Высокоэффективные газожидкостные и сонохимические технологии в пищевой промышленности. – Краснодар: Издат. Дом-Юг, 2013. – 134 с.

4.Ольховатов Е.А., Касьянов Г.И. Получение СО2-шротов белковых и масличных культур для применения их в качестве пищевых обогатителей В сб. матер. междун. научно-практ. конф. «Инновационные технологии, оборудование и добавки для переработки сырья животного происхождения». Краснодар, 2018. С. 44-48.

5.Силинская С.М., Малашенко Н.Л. Технологическая и экономическая стратегия процесса СО2-экстракции с использованием теории планирования неоднородностей. – Краснодар: Экоинвест, 2013. – 61 с.
УДК 664.8

ПОЛУЧЕНИЕ ЭКСТРАКТА ИЗ ЛАКРИЧНОГО КОРНЯ СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ

СО2 -ЭКСТРАКЦИЕЙ

Гафуров К.Х., Мухаммадиев Б.Т., Мирзаева Ш.И.

Бухарский инженерно-технологический институт (г.Бухара, Узбекистан)
Лакри́ца, или соло́дка го́лая (лат. Glycyrrhí́za glábra) — многолетнее травянистое растение; вид рода Солодка (Glycyrrhiza) семейства Бобовые (Fabaceae). Солодку широко используют как лекарственное, пищевое и техническое растение, в качестве пенообразующего агента.

Корни и корневища содержат углеводы и родственные соединения (глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу), полисахариды (крахмал до 34 %, целлюлозу до 30 %, пектиновые вещества), органические кислоты (янтарную, фумаровую, лимонную, яблочную, винную), эфирное масло, тритерпеноиды (глицирризиновую кислоту), смолы, стероиды (β-ситостерин), фенолкарбоновые кислоты и их производные (феруловую, синомовую, салициловую), кумарины (герниарин, умбеллиферон и др.), дубильные вещества (8,3-14,2 %), флавоноиды (ликвиритин, изоликвиритин, ликвиритозид, кверцетин, кемпферол, апигенин и др.), высшие алифатические углеводороды и спирты, высшие жирные кислоты, алкалоиды.

В состав эфирного масла входят альдегиды, кетоны, спирты и их производные, терпеноиды, ароматические соединения, высшие алифатические углеводороды, эфиры высших жирных кислот.

Глицирризиновая кислота применяется как пищевой подсластитель и в составе препаратов солодки, как лекарственное средство. Глизирризоновой кислоты относится к стероидным сапонинам и молекула её очень схожа со строением гормона надпочечников (кортизон и др.), и поэтому используется в гормональной терапии.

С давних пор глицирризиновая кислота лакричного корня используется в Центральной Азии как ингредиент для приготовления сладкого белого продукта «нишалла», которая является полезным для организма человека.

Экстракт глизирризоновой кислоты буровато-жёлтый, вполне растворяющийся в воде, содержит 518% растворённого вещества

В литературе известны многие способы извлечения глизирризоновой кислоты из лакричных корней, но ни в одном из них не использовалась СК-СО2 в качестве экстрагента.

Преимущества метода СК-СО2 экстракции, по сравнению с традиционными методами, уже известны. Его широкое применение связано с рядом свойств, которые делают двуокись углерода уникальным растворителем, а именно [1-5]:

• критическая температура близкая к комнатной (31,30С) и невысокое критическое давление (7,39 МПа);

• экологическая безопасность и чрезвычайно низкая токсичность, что делает ее не заменимой в пищевой и фармацевтической промышленности;

• взрыво- и пожаробезопастность;

• низкая стоимость и общедоступность;

• при атмосферном давлении является газом, что обеспечивает полное отделение экстракта с помощью сброса давления.

Цель исследования заключалась в анализе общего выхода экстракта из лакричного корня и содержание глицирризоновой кислоты в составе экстракта, полученных при помощи сверхкритической (СК) СО2 экстракцией и в сравнении с выходом экстракта и содержания в нем глизирризоновой кислоты, полученного традиционным методом экстракции (вода+этанол).

Корни подвергали предварительной влаго-тепловой обработки (1050С, 10 мин.), с целью умягчения сырья, а затем готовили лепестки размером 0,3-0,5 мм, толщиной 0,4 мм.

Экстракцию осуществляли в бюксах автоклава фирмы ASTELL (CK), экстракты собирали в сосудах для определения их общего содержания. Пробы хранились в холодильнике (при -50С) для анализа глизирризоновой кислоты методом жидкостной хроматографии высокой разрешающей способности (HPTLC, фирмы ELСA Ing. – 2000 Techn., Великобритания).

При традиционном методе экстракции (с использованием вода+этанол) содержание ГК в экстракте 6-7 %.

При СО2-экстракции этот показатель равняется около 15 % от общего экстракта.

Выход экстракта сравнивался и использовался для последующего анализа влияния рабочих условий.

Литература

1.Касьянов Г.И. Теория газожидкостных технологий // http://krkgi.ru/glav/co2tech /extraction.htm // Электронный ресурс

2.Касьянов Г.И., Малашенко Н.Л., Силинская С.М. Техника и технология использования диоксида углерода в качестве экстрагента // Известия вузов. Пищевая технология, № 4, 2014. С. 6-9.

3.Касьянов Г.И. Г.И. Техника и технология использования диоксида углерода в суб- и сверхкритическом состоянии // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 2014 год, №1. С.130-135.

4.Залепугин Д. Ю., Тилькунова Н. А., Чернышова И. В., Поляков В.С. Развитие технологии, основанных на использовании сверхкритических флюидов // «Сверхкритические Флюиды: Теория и Практика», том 1, №1, 2006, c.27-51.

5.Кошевой Е.П. Экстракция двуокисью углерода в пищевой технологии / Е.П.Кошевой, Х.Р.Блягоз.- Майкоп, 2000. 495 с.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница