Диссертация (1141267), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Вто же время, при экстракции сильно измельченного сырья извлеченияполучаются мутными, коллоидные частицы плохо отделяются и, в конечномитоге, получаемый продукт помимо экстрактивных веществ оказываетсязагрязненныммеханическимичастицамималогоразмера.Сырье,измельченное до различного размера частиц, отсеянное от пыли, заливалиэкстрагентом, помещали в колбу с обратным холодильником на водянуюбаню в соответствии с (ГФ XIII) ОФС.1.5.3.0006.15 (1 вариант) и получалиизвлечения.Полученные извлечения анализировали по сумме полисахаридов(табл.31). Для контроля соотношения массы полисахаридов и сухого остатка,который включал в себя и другие соединения, количество полисахаридоввыражали в процентах к массе выделенного, в том или ином случае, сухогоостатка, по методики описанной в главе 2.2.5115Таблица 31Зависимость извлечения полисахаридов из клубней топинамбура от размеровчастицы сырья.
(n=5)Вода очищеннаяИзмельченность сырья,мм4,0-5,03,0-4,02,0-3,01,0-2,0СухойОстаток, г0,0211±0,00310,0230±0,00420,0251±0,00500,0272±0,0071Р-р спирта этилового 20%Суммаполисахаридов,от сухогоостатка, %69,56±0.3470,35±0.3471,46±0.3472,77±0.34СухойОстаток, г0,0209±0,00300,0221±0,00410,0240±0,00470,0252±0,0060Суммаполисахаридов, от сухогоостатка, %67,54±0.2168,43±0.2168,99±0.2169,39±0.21Было отмечено, что с увеличением размера частиц изменяется цветностьраствора, от темно-желтого цвета (частицы 1,0-2,0 мм) к светло-светложелтому (частицы 4,0-5,0мм), уменьшается опалесценция. Содержаниесуммы полисахаридов в полученных извлечениях, отнесенное к массе сухогоостатка, также в значительной степени изменяется в зависимости от размерачастиц взятого сырья: от 72,77±0.34 % для воды очищенной и 69,39±0.21%раствора спирта этилового 20% (частицы 1,0-2,0) до 69,56±0.38% и67,54±0.34%(частицы4,0-5,0мм)соответственно.Содержаниеполисахаридов в извлечениях в зависимости от вида экстрагента присравнении мелких и крупных частиц падает на 4,23% и 2,6% соответственно.Наиболее высокими показателями по сумме полисахаридов отличалисьизвлечения, полученные из сырья с измельчением до размера 1,0-2,0, в то жевремя, они были прозрачными, светло-желтого цвета,Таким образом, установлено, что для облегчения диффузионногопроцесса сырье должно быть измельчено до предела 1-2 мм.
Приизмельчении частиц менее 1,0 мм наблюдалось увеличение количестваразрушенных клеток, что повлекло за собой переход большого количествавзвешенных частиц в жидкую фазу. В результате вытяжки получилисьмутные,трудноосветляемыеиплохофильтруемые.Исследованиесоотношения сырье: экстрагент (вода очищенная и спирт этиловый 20%)116проводили в диапазоне 1:5 - 1: 10 на водяной бане, в колбе с обратнымхолодильником. В колбу с обратным холодильником помещали 50 г сырья,добавляли 250 или 500 мл экстрагента, выдерживали 1 час. Затем нагревалина водяной бане в течение 2-х часов.
Затем извлечение отфильтровывали сиспользованиемфильтрабумажноголабораторногомарки"Ф",ианализировали. Измельченность сырья составляла 1-2 мм. Результатыэксперимента приведены в таблице 32.Таблица 32Зависимость извлечения полисахаридов из клубней топинамбура отсоотношения сырье: экстрагент. (n=5)Соотношениесырье:экстрагент1:51:10Вид экстрагентаВода очищеннаяР-р спирта этилового 20%СухойСуммаСухойСуммаОстаток, гполисахаридов Остаток, гполисахаридов, от, от сухогосухого остатка,%остатка, %11,99±0,9472,51±0,1910,96±0,568,77±0,3512,10±0,7272,80±0,2811,19±0,668,90±0,53Как можно отметить, анализируя данные таблицы, увеличение объемаэкстрагента в два раза, приводит к незначительному изменению вколичествах извлеченных полисахаридов (0,4% и 0,2% соответственно), как вслучае воды очищенной, так и спирта этилового 20%.
Однако, придальнейшей технологической обработке – выпариванию и сушке, удалениеизбыточныхобъемовэкстрагентаможетпредставлятьопределенныепроблемы, связанные с излишним расходом электроэнергии.Одновременновэтомэкспериментеопределяликоэффициентспиртопоглощения сырья, используя гравиметрический метод. В ходеэкспериментавыявлено,чтоэтотпоказательсоставляет2,9прииспользовании этанола 20%, как экстрагента.Определение коэффициента водопоглощения растительного сырьяпроводили в соответствии с ОФС.1.5.3.0012.15.
(ГФ XIII). Этот показательсоставил 3,1, при использовании воды, как экстрагента.117При экстракции растительного сырья одним из определяющих факторовявляется температурный. Учитывая, что разработка процессов экстракциибиологически активных соединений из клубней топинамбура привязана кимеющейся в Республике Таджикистан производственной базе, былонеобходимо оценить возможность использования водной экстракции принагревании.Исследованиями Зяблицевой Н.С доказано, что экстракция инулина изклубней топинамбура оптимальна при температуре 70-80оС [48].
Учитывая,что целью данного исследования являлось выделение суммы полисахаридов,а не только инулина, и принимая во внимание, полученные ранее данные, дляпроведения дальнейших исследований необходимо было выбрать возможныетемпературные условия процесса экстракции. В ходе эксперимента былоисследовано влияние таких температурных режимов, как 400±10С, 600±10С,800±10С (при нагревании на водяной бане).
В эксперименте использованосоотношение 1:5, (сырье: экстрагент), т.е. 50 г сырья и 250 мл водыочищенной. Получение извлечения вели в инфундирном аппарате, времянахождения на водяной бане составило 30±1 мин, что соответствовалотехнологии получения настоев и отваров ОФС.1.4.1.0018.15 (ГФ XIII),результаты представление в таблице 33.Таблица 33Зависимость содержания полисахаридов в извлечениях из клубнейтопинамбура от температуры (n=5)Температура 0CЭкстрагент/ Вода очищеннаяСухой остаток, г200-300С300- 40 0С500- 60 0С700- 80 0С9,12±0,410,52±0,610,98±0,511,60±0,5Сумма полисахаридов, отсухого остатка, %56,98±0,3564,38±0,3067,84±0,3369,38±0,38В ходе эксперимента выявлено, что оптимальным температурнымрежимом для извлечения суммы полисахаридов из клубней топинамбураявляется 70 – 800С.118Несмотря на то, что описанный выше эксперимент вели в течение 30минут, представлялось целесообразным исследовать возможность болеедлительной экспозиции растительного сырья при обработке экстрагентом.Для определения времени настаивания на водяной бане, сырье с частицамиразмером 1-2 мм, загружали в инфундирный аппарат в соотношении 1:5(сырье: экстрагент), т.е.
50 г сырья и 250 мл воды очищенной, и помещали наводяную баню на 30, 45, 60 минут. По окончании указанного времениотбирали пробы извлечений и проводили определение сухого остатка иполисахаридов.Методом ТСХ доказывали наличие инулина и фруктозы (Rf 0,62 и 0,68соответственно) с помощью методом описанной в главе 3.7.1.Эксперимент повторяли 5 раз. Содержание полисахаридного комплекса(фруктозаны и фруктозиды) оценивали спектрофотометрически (λ = 483 нм).Методика определения биологически активных веществ представлена в главе2.2.5, Результаты обрабатывали статистически (табл. 34).Таблица 34Зависимость содержания полисахаридов в извлечениях из клубнейтопинамбура от времени (n=5)Время, минЭкстрагент/ Вода очищеннаяСумма полисахаридов, отсухого остатка,%Сухой остаток, г30±145±160±1Как11,85±0,4112,14±0,5211,88±0,36можноотметить,анализируя70,89±0,5472,68±0,3171,08±0,11результатыэксперимента,оптимальным является временная экспозиция 45 мин.
За это времяизвлекается максимальное количество полисахаридов. Наблюдающеесяпонижение содержания сухого остатка и суммы полисахаридов возможноможно объяснить сорбцией биологически активных соединений на частицахрастительного сырья.119Такимобразом,врезультатеэкспериментавыявленыфакторы,влияющие на полноту извлечения суммы полисахаридов из растительногосырья при экстракции, как водой очищенной, так и раствором спиртаэтилового.
В дальнейшем, они были учтены при разработке технологииполучения сухого экстракта клубней топинамбура.5.2. Разработка технологии экстракции клубней топинамбура водойочищеннойРазработка технологии получения водных извлечений определяласьструктурой самого сырья (на поверхности клубня имелись «глазки», которыемогли быть источником микроорганизмов), природой извлекаемых веществ(ВМС).Этиобстоятельствадиктовалиусловияводнойэкстракции:относительная кратковременность обработки сырья (чтобы не успелиразвиться микроорганизмы). В литературе также описаны технологическиеприемы экстракции, позволяющие в значительной степени освободиться отмикроорганизмов, например, обработка ультразвуком.
Но учитывая структуруизвлекаемыхсоединений(ВМС),непредставляетсявозможнымиспользование этого метода в данном, конкретном случае, т.к. обработкасырьяультразвуком,повышениемнарядувыходапредположительноссозданиембиологическимоглаасептическихактивныхспособствоватьвеществусловийизразрушениюисырья,извлекаемыхсоединений большой молекулярной массы.Таким образом, увеличение выхода суммы полисахаридов могло бытьдостигнутопутеммногократнойсменыэкстрагентаиизменениягидродинамических условий процесса экстракции, а именно: введениемразличных режимов механического перемешивания.В ходе эксперимента по выбору технологического режима исследоваливозможность кратной экстракции: при обработке водой очищенной 2 разаисходя из результатов полученных ранее.
Учитывая, чтонаиболее120оптимальным было признано соотношение сырье: экстрагент 1:5, для первойэкстракциибралиданноесоотношение.Дляповторнойэкстракциисоотношение обработанное сырье:экстрагент составляло 1:2 (по сухомусырью), при этом учитывался объем экстрагента, поглощенный сырьем (прикоэффициентепоглощения,равном3,1количествоудерживаемогоэкстрагента на сырье будет составлять 3хm сырья). Механическоеперемешивание проводили при помощи устройства ES-8300, закрепленномна штативе, с использованием лопастноймешалки (d= 100mm).Предварительными исследованиями было установлено, что при скоростяхвращения мешалки выше 100 об/мин, происходит частичное измельчениесырья, и образование мутных извлечений.В стеклянный реактор вместимостью 500 мл, загружали 50,0 гизмельченных до размера 1-2 мм высушенных корней топинамбура, заливаливодой очищенной в количестве 255,0 мл, помещали на водяную банютемпературой 70-800С.
Внутрь реактора помешали мешалку. Частотавращения составляла 50-100 мин-1. По истечении 45 мин извлечение вколичестве 100 мл сливали, а сырье заливали водой очищенной в количестве100 мл. Повторно проводили обработку сырья водой в течение 15 или 30 мин.Получали 100 мл извлечения. Оценивали выход сухого остатка и суммыполисахаридов при различных условиях экстрагирования, как при первой, таки при второй экстракции. Результаты эксперимента приведены в таблице.30.В результате проведенных исследований выявлено, что наиболееоптимальным можно считать режим обработки сырья, включающийиспользованиеповторнойобработкисырья,оставшегосяотпервойэкстракции водой очищенной в количестве 100 мл, при скоростях вращениямешалки при первой экстракции – 100 мин-1 в течение 45 мин, при второй –100 мин-1 в течение 15 мин.Полученное извлечение, фильтровали через бумагу фильтровальнуюлабораторную марки "Ф", и, учитывая возможность выпадения инулина приохлаждении, сразу же упаривали на вакуум-выпарном аппарате BUCHI121(Германия), при температуре водяной бани - 60°С, разрежении 72 mbаг,температуре холодильника- 15 °С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
