125527 (Способы производства пищевых красителей), страница 2

В Бухарском технологическом институте легкой и пищевой промышленности разработан способ получения пастообразного свекольного красителя. Сущность изобретения следующая: выжимки свеклы обрабатывают раствором двууглекислого натрия до pН 11,5-12 в течение 5-10 мин при температуре 85-100°С и протирают. В протертые выжимки добавляют лимонную кислоту до pН 8,5-9,0, затем полученную массу сульфитируют путем добавления сернистого ангидрида в соотношении 1:0,024-0,026 и стерилизуют.

Во ВНИИКОПе разработан способ получения красителей из шелухи лука. По патентуемому способу экстракцию шелухи лука осуществляют водой в присутствии карбоната или гидрокарбоната, разлагаемого в процессе экстракции нагревом на водорастворимый гидроксид металла и двуокись углерода, что облегчает удаление кутикулярного слоя с шелухи лука и интенсифицирует массообмен, после чего отделяют экстракт и концентрируют его. Например, луковую шелуху загружают в экстрактор и заливают в соотлошении по массе 1:20 одно процентным раствором в воде гидрокарбоната натрия. Экстракцию ведут при температуре 96°С. После отделения экстракта его концентрируют до порошка. Выход сухого красителя составляет до 9,6 %. от массы шелухи.

Получен патент России на способ производства пищевого красителя из тыквы. В сок тыквы вносят лимонную кислоту, нагревают до температуры 50-55°С в течение 8-10 мин. Затем отделяют полученный осадок и концентрируют его до 55-60 сухих веществ. Концентрат смешивают со сливочным маслом в соотношении 1:1 до однородной массы. Например, тыкву промывают, измельчают, прессуют и получают сок с содержанием сухих веществ 7-8 %. Проведенные исследования показали, что основным пигментом тыквенного сока является каротин, содержание которого составляет 37,08-79,13 мг/л. Полученный сок с добавлением 1 % лимонной кислоты нагревают до 50°С в течение 10 мин. Затем смесь оставляют при комнатной температуре на 1 ч. Прозрачную фазу отделяют от осадка и последний подвергают вакуум-выпариванию при 60°С до содержания сухих веществ 60%. Полученный концентрат каротиноидов тщательно перемешивают со сливочным маслом в соотношении 1:1 до однородной массы.

Разработан способ получения красителя из плодов тутового дерева. По патентуемому способу проводят экстрагирование выжимок и осадка дистиллированной водой в соотношении 1:1 с перемешиванием при 70-80°С в течение 10-15 мин. Причем за I5-20 мин до окончания процесса выпаривания к полученному концентрату добавляют 2,0-2,5 % пищевой кислоты и 10-15 % сахара. Так собранные плоды тутового дерева после переработки прессуют, получая сок темно-красного цвета. Сок фильтруют, отходы (осадок) и выжимки экстрагируют дистиллированной водои с перемешиванием при 70°С в соотношении 1:1 и в течение 15 мин. Полученный экстракт с содержанием сухих веществ 4,6% и сок 14,0% смешивают и направляют на выпаривание. Концентрацию сухого вещества доводят до 40%, содержание сахара до 2,3% к полученному концентрату за 15 мин до окончания процесса выпаривания добавляют 2,0% пищевой кислоты и 10% сахара от массы, что способствует стабильности красителя при хранении.

Разработан способ производства природных чайных красителей (желтого, коричневого, зеленого) с высоким содержанием витамина Р, для выработки которого используются нестандартные сорта чайного листа. Эти красители предложены для окраски желе и других кондитерских изделий.

Разработан способ извлечения красителя из желтой части древесины маклиоры, тута, скушпии и корки плодов граната. Суть извлечения заключается в высаливании из йодного раствора и экстрагировании красителя из осадка ацетоном. Выход красителя составил 18,5%. Краситель растворим в воде и спирте. В сухой массе (CВ 80-90%) содержится 44-46 г/кг.

Краситель из корок граната извлекали водой, а затем выше указанным способом сырье обрабатывали при содержании СВ в растворе 30-35%. Содержание красящих веществ составляло 42-44 г/кг, в том числе антоииа-новых пигментов 20-22 г/кг. Срок хранения красителей 1-1,5 года в стеклянной таре. По химическому составу краситель относится к фенольным и иолифенольным соединениям. Окрашенные изделия (мармелад, кремы для бисквитов, патока, лимонады, сиропы) не имеют посторонних привкуса и запаха.

Лепестки мальвы, розы, петуньи и другие богаты антоцианами и их издавна используют для подкраски вин, уксуса, соков. Употребляют этот краситель, настаивая продукты на высушенных лепестках цветков или получают из них экстракты выщелачиванием -водой с уксусной кислотой. Экстракцию можно вести и холодной водой, а затем экстракт подвергать кипячению ( 30 мин) и фильтрации. Из роз получают обогатитель для витаминизации продуктов.

Использование красителей из дикорастущих ягод перспективно для консервной и кондитерской промышленности, в последние годы проведены исследования и организовано производство плодовых компотов и соков с добавками интенсивно окрашенных соков из дикорастущих плодов и ягод (ежевики, черники, голубики, клюквы, брусники и др). Так, например, соки, приготовленные на основе черничного, голубичного с добавками черносмородинового сока II-го отжима (т.е., по существу, водного экстракта выжимок черной смородины) отличаются хорошим вкусом и ароматом, богаты витамином С (I8-32 мг%), катехинами (86-140 мг%), флавоноловыми гликозидами (21-55 мг%).

Заслуживают внимания купажированные соки с мякотью, например, яблочный, сливовый в сочетании с разными добавками соков из дикорастущих ягод. Сырье для производства этих видов консервов по времени созревания хорошо сочетается, оно может также заготавливаться впрок для получения консервов в межсезонный период.

Приготовлением консервов с добавками из окрашенных дикорастущих плодов можно значительно улучшить не только товарный вид, но и пищевую ценность компотов (яблочного, сливового). Перспективным способом при этом является полная или частичная замена воды при изготовлении сиропа соками высоковитаминных плодов и ягод. Так, компот из красной смородины, сироп которого приготовлен на черносмородиновом соке П-го отжима, содержит 25 мг% витамина С и 125 мг% катехиноп; изготовление сиропа на рябиновом соке для яблочного компота позволяет довести содержание витамина С до 21 мг%, аналогично, по-грушевому - до 17-20 мг%.

В Республике Беларусь на основе яблочного сока производятся купажированные соки с черничным, брусничным, рябиновым, клюквенными соками. Они сочетают хороший кисло-сладкий вкус с приятным цветом от темно-розового до красного, пользуются большим спросом.

В Литве ведется комплексная переработка черноплодной рябины ( аронии), из которой получают сок, а из выжимок извлекают краситель. Экстракцию выжимок ведут горячей водой. Эти водные растворы красителя рябины используют для производства сухих киселей, фруктового мороженого, газированных напитком. Соки аронии, черной и красной смородины используют для купажа с другими неокрашенными соками.

Разработан способ, по которому растительное сырье стерилизуют с добавками водорастворимых моно-и/или олигосахаридоп и подвергают ферментации энзимами микроорганизмов лимоннокислого брожения, затем фильтруют и концентрируют. Это позволяет повысить цветостойкость красителя, увеличить срок его хранения и расширить область его применения за счет кондитерских изделий на жировой основе с высоким значением pН. Например, выжимки черноплодной рябины измельчают и разбавляют водой до текучей консистенции, добавляют 40 процентный сахарный сироп и стерилизуют. Полученный субстрат ферментируют энзимами микроорганизма Рenicillium luteum. В процессе ферментации в биореактор дважды вводят дозы сахарного сиропа 20 и 18 процентной концентрации. Ферментацию завершают при содержании углеводов 1,1%. Культуральную жидкость отделяют от биомассы фильтрацией и концентрируют в вакуум-выпарной установке до пастообразного состояния с содержанием сухих веществ 68%. Полученный краситель стабилен в процессе хранения и не изменяет цвета в кондитерских изделиях.

Технология производства красителей из черноплодной рябины, разработанная ВННИИПП и CПT, следующая: свежеотжатые или консервированные отходы загружают в экстракторы, заливают горячей водой (95-98°С), подкисленной лимонной кислотой из расчета 0,2-0,3% к массе сырья, соотношение сырья в воде 1:5. Экстракцию ведут в аппарате ВЭКД-5 или двутельных котлах. Можно экстрагировать и в реакторе (теплообменник с паровой рубашкой) с мешалкой вместимостью 5-10 т при температуре 65-80ºС в течение часа. Экстракт откачивают, отстаивают, а гущу отжимают на прессах. Экстракт фильтруют и концентрируют в вакуум-выпарном аппарате ВНИИКП-2 (MЗC-320) до массовой доли СВ 40-42%. Концентрированный краситель фасуют в стеклянные банки вместимостью 3 л методом горячего розлива. Срок хранения красителя 10-12 мес.

Красители, вырабатываемые по данной технологии рекомендованы для производства мармеладов, карамели, драже, сухих плодово-ягодных киселей, ликеро-водочных изделий, безалкогольных напитков и т.п. Расход красителя на 1 т окрашиваемых изделий - 1,5-5,0 кг.

Организация производства натуральных красителей из плодово-ягодных отходов является экономически выгодным мероприятием, способствует снижению себестоимости и увеличению рентабельности.

Технологическая схема производства пищевых красителей показана на рис.1.1.

Рис. 1.1 Технологическая схема производства пищевых красителей из выжимок черноплодной рябины и черной смородины:

1-емкость для хранения выжимок; 2-этажерки с протвинями; 3-транспортеры; 4-элеватор «Гусиная шея»; 5-экстрактор; 6-гидравлический пресс; 7-насос; 8-емкость для хранения экстракта; 9-фильтр-пресс; 10-вакуум-выпарной аппарат; 11-наполнитель; 12-закаточный автомат

Для улучшения качества продукции необходимо повысить дозу лимонной кислоты при экстракции до 0,5% массы сырья, так как при увеличении расхода воды на экстракцию изменяется рН среды, что способствует превращению антоцианов в другие формы фенольных соединений. Увеличение дозы лимонной кислоты сохраняет кислотность экстрагируемого сырья и стабилизирует антоцианы. Дополнительное нагревание перед розливом в тару вызывает слабое побурение красителей и снижение содержания антоцианов.

1.1.3 Основные процессы производства антоциановых красителей

Основными процессами при получении красителя из отходов производства фруктовых соков являются:

- хранение выжимок до экстракции;

- экстракция;

- концентрирование вытяжек;

- хранение концентрированных экстрактов.

Хранение выжимок вызывается производственной необходимостью. Изучались возможности применения сульфитации, сушки, внесения бензойнокислого натрия с целью консервирования вишневых выжимок для последующей переработки. Консервированные выжимки хранили в течение 6 месяцев и нерегулируемых температурных условиях. Анализ их после указанного срока показал полную непригодность бензойнокислого натрия как консерванта для вишневых выжимок. Выжимки становились бурыми и частично подвергались микробиологической порче. Сушеные выжимки тоже побурели, аналитически в них определено лишь 58% антоцианов от первоначального содержания, при последующей экстракции из них извлекалось не более половины, а при концентрировании весь экстракт становился коричневым.

Наилучшее сохранение антоцианов было в сульфитированных образцах. Потери их за 6 мес хранения не превышали 11%. О хорошем качестве красителя в сульфитированных выжимках можно судить по сравнительным спектограммам антоцианов свежих, сушеных и сульфитированных выжимок. Однако несмотря на хорошие данные по цвету красителя рекомендовать этот способ для производства нет достаточных оснований. Весьма затруднительным оказался процесс десульфитации полученных экстрактов, связанный с подогревом. Выход антоцианов в готовом экстракте, полученном из сульфитированных выжимок, не превышал 30-40%. Исходя из этого можно заключить, что для выделения красителя следует перерабатывать свежие выжимки, а в| крайнем случае их сульфитировать.

ВНИИПП и СПT (Москва) выявлено, что наиболее приемлемые сроки получения красителя из отходов черноплодной рябины - первые трое суток после переработки ягод. В более продолжительные сроки отходы плесневеют. Экстракт из таких отходов имеет темно-бурую окраску с привкусом плесени, низким содержанием антоцианов.

Установлено, что для хранения отходом черноплодной рябины с целью получения красителя можно рекомендовать консервирование отходов cернистой (0,1%) и сорбиновой (0,1%) кислотами (срок хранения 6 месяцев) либо хранение в холодильнике при температуре минус 5-12°C, либо предварительную сушку (до 12 месяцев).

Экстракция антоцианов. Известно, что выход вещества зависит от применяемого растворителя, температуры и продолжительности процесса. Аналитической практикой доказано, что наилучшим растворителем антоцианов является 0,1 процентный НCI в метаноле. Однако в условиях пищевых производств использование этого летучего ядовитого растворителя затруднено. В практике получили распространение вода, этиловый спирт в сочетании с разными добавками кислот для регулирования рН среды и стабилизации красителя.

Предложено экстрагировать антоцианы из виноградных выжимок 0,5-1 процентным раствором соляной кислоты в течение 20 ч или раствором сернистой кислоты и ее солей (метабисульфита калия) в концентрации 0,2…0,4. Концентрация сернистого ангидрида в растворителе должна быть 0,6%, а в его смеси с выжимками - 0,3%.

При экстракции красящих веществ из смеси гибридных сортов винограда с применением растворов SO₂ и HCl при 20°С и гидромодуле 1 при удалении семян из выжимок перед экстракцией увеличивается концентрация красящих веществ в экстракте в 1,13 раза. Концентрация достигает равновесной величины за 4 ч и практически не изменяется при последующем настаивании на выжимках в течение 24 ч. Оптимальная концентрация SO₂ составляет 0,15…1,2%, HCL…0,5 что обеспечивает извлечение 80…90 % красящих веществ от равновесного их содержания. Рекомендуют экстрагировать красящие вещества также водным раствором винной и лимонной кислот.

Добавка кислот, способствующая снижению рН, по данным всех исследователей повышает выход красителя.

По данным Скориковой в любом из испытанных растворителей (вода, спирт с добавками неорганических и органических кислот) переход антоцианов в раствор наименьший при нейтральной реакции среды (извлекается только 30…40%), а с повышением кислотности среды экстрагирующая способность увеличивается. Поэтому лучшее извлечение антоцианов получается при 0,5 % HCl и создается низкое значение рН среды. Дальнейшее увеличение концентрации до 1-1,5 % результатов не улучшает. Добавки винной и лимонной кислот менее эффективны. При использовании спирта лучший эффект получен при экстракции 0,5 % процентным раствором соляной кислоты в 10 процентном этиловом спирте.

По данным Самвелян и Гаспарян, проверявшим степень экстрагируемости красящих веществ из винограда с добавлением кислот, степень извлечения красных пигментов из винограда находится в обратной зависимости от pНl сока: чем ниже значение рН, тем больше степень извлечения красящих веществ. Однако при одинаковом pН среды извлечение антоцианов протекает лучше при введении лимонной кислоты, чем винной, если при внесении в мезгу лимонной кислоты комплекс красящих веществ красного вина входит 12 антоцианов, то при добавлении винной кислоты - всего 8.