способ получения экстракта из растения stevia rebaudiana bertoni

Формула изобретения

1. Способ получения экстракта из растения Stevia rebaudiana Bertoni, предусматривающий экстракцию надземной части растения, очистку экстракта, его выпаривание, обеззараживание и сушку, отличающийся тем, что перед экстракцией надземную часть растения замачивают водой при комнатной температуре в течение 20-30 ч при изменении соотношения воды и сырья от 1,5:1,0 до 9,0:1,0, а экстракцию сырья водой осуществляют при температуре 40-60^oС в течение 10-15 мин, после чего замочную воду и экстракт смешивают, при этом очистку и обеззараживание полученной смеси осуществляют в электрокоагуляторе с растворимым анодом в течение 4-6 мин при плотности тока 200-400 А/м² для образования коагулята примесей в растворе, содержащем сладкие вещества, затем этот раствор фильтруют посредством фильтра тонкой очистки под давлением 4010⁴-6010⁴ Па и сушку проводят до получения остаточной влажности 1,5-2,0%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку осуществляют в вакуумной сушилке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой и химико-фармацевтической промышленности, в частности к технологии получения экстракта из растения стевия - Stevia rebaudiana Bertoni.

Известен способ получения экстракта (подсластителя) из растения стевии Stevia Rebaudiana, предусматривающий извлечение из листьев и побегов стевии водорастворимых веществ путем водной экстракции, смешивание полученного водного экстракта со спиртом с числом атомов углерода 4-8, выделение из полученной смеси спиртового экстракта, удаление из него спирта, очистку полученного остатка и концентрирование целевого продукта. При этом с целью увеличения выхода продукта и упрощения процесса водную экстракцию проводят при 50^o-100^oС, остаток, полученный после спиртовой экстракции и удаления спирта, растворяют в воде и подвергают его очистке путем многократного смешивания полученного водного раствора со сложными эфирами спиртов с числом атомов углерода 1-5 и кислот с числом атомов углерода 1-4 с последующим после смешивания отделением водной фазы, причем обработку ведут до получения обесцвеченной эфирной фазы, а концентрированию подвергают оставшуюся водную фазу (SU 1748309, МКИ А 23 L 1/22, 10.04.1995).

Недостатком известного способа получения экстракта является сложность технологического процесса, обусловленная использованием в процессе таких веществ, как спирт, ацетон.

Ближайшим аналогом предложенного способа является способ получения экстракта из растения Stevia rebaudiana Bertoni, предусматривающий экстракцию ее надземной части растения, очистку экстракта, его выпаривание и сушку (RU 2156083, МКИ A 23 L 1/236, опубл. 20.09.2000). Согласно этому способу экстракцию измельченного сырья проводят в 3-4 стадии 20-30%-ным раствором этилового спирта при соотношении сырья и раствора 1:15-20 при температуре 30-40^oС в течение 3-4 часов на каждой стадии, при этом после фильтрации экстракты смешивают, после чего смесь экстрактов сгущают до содержания сухих веществ 40-50% и сушат.

Недостатком известной технологии получения сахаристых веществ является необходимость использования дорогостоящего этилового спирта, что приводит к удорожанию продукта, а также большие энергозатраты на технологический процесс. Кроме этого, использование спирта в качестве экстракта приводит к выделению из готового продукта более 20% компонентов с лечебно-профилактическими свойствами.

Другим недостатком известной технологии является необходимость применения сложного и дорогостоящего оборудования, связанного с использованием этилового спирта.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка способа получения сахаристых веществ из растения Stevia rebaudiana Bertoni, являющегося энергетически экономичным и экологически чистым. Технический результат заключается в уменьшении стоимости готового продукта и упрощении технологии его изготовления при одновременном сохранении его биологических свойств.

Для достижения указанного выше технического результата в предложенном способе получения экстракта из растения Stevia rebaudiana Bertom, предусматривающем экстракцию надземной части растения, очистку экстракта, его выпаривание, обеззараживание и сушку, перед экстракцией надземную часть растения замачивают водой при комнатной температуре в течение 20-30 час при изменении соотношения воды и сырья от 1,5:1,0 до 9,0:1,0. Экстракцию сырья водой осуществляют при температуре 40-60^oС в течение 10-15 мин, после чего замочную воду и экстракт смешивают. Очистку и обеззараживание полученной смеси осуществляют в электрокоагуляторе с растворимым анодом в течение 4-6 мин при плотности тока 200-400 А/м² для образования коагулята примесей в растворе, содержащем сладкие вещества, затем этот раствор фильтруют посредством фильтра тонкой очистки под давлением 4010⁴-6010⁴ Па и сушку проводят до получения остаточной влажности 1,5-2,0%.

Целесообразно осуществлять сушку в вакуумной сушилке.

Способ получения экстракта из растения Stevia rebaudiana Bertoni заключается в следующем. Перед экстракцией надземную часть растения замачивают в воде при комнатной температуре в течение 20-30 час при изменении соотношения воды и сырья в процесса замачивания от 1,5:1,0 до 9,0:1,0. Этого времени достаточно для максимального выделения экстракта. Экстракцию сырья водой осуществляют при температуре 40-60^oС в течение 10-15 мин, после чего замочную воду и экстракт смешивают. Время замачивания сырья и температура определены экспериментальным путем и обусловлены необходимостью получения равновесного соотношения замочной воды и экстракта. Верхний предел температуры - 60^oС обусловлен целесообразностью затрат энергии и параметрами проведения экстракции. Повышение температуры выше 60^oС существенно влияет на этот процесс, может замедлить его или даже изменить протекание процесса извлечения стевиазидов и других сладких веществ, поскольку происходит быстрое разбухание сырья. Уменьшение нижнего предела температуры меньше 40^oС существенно увеличивает время протекания процесса экстракции.

Очистку и обеззараживание полученной смеси осуществляют в электрокоагуляторе с растворимым анодом в течение 4-6 мин при плотности тока 200-400 А/м² до образования коагулята примесей в растворе, содержащем сладкие вещества. Обработка экстракта в электрокоагуляторе позволила предотвратить выпадение в осадок стевиозидов, а также обеспечить обеззараживание экстракта. Отдельно операцию способа по обеззараживанию при производстве экстракта из растения Stevia rebaudiana Bertoni можно не осуществлять, благодаря присутствию в сырье большого количества антиоксидантов, обладающих бактерицидными свойствами. Эти свойства проявляются в течение всего процесса обработки сырья, в том числе при его замачивании и экстракции. Для усиления эффекта обеззараживания эту операцию можно осуществлять либо в процессе замачивания, либо в процессе экстракции введением известных обеззараживающих веществ.

В результате очистки образуется коагулят, содержащий красители, никотиновую кислоту, белки, пектиновые соединения в нерастворимом виде и осадок гидроокиси алюминия. Полученный раствор, содержащий коагулят, подвергают фильтрации, для чего его пропускают через фильтр тонкой очистки под давлением 4010⁴-6010⁴ Па. Параметры фильтра тонкой очистки и режим пропускания через него раствора определены экспериментально, учитывая плотность, вязкость, состав фильтруемого раствора и пропускную способность фильтрующего материала.

Полученный очищенный раствор выпаривают до концентрации 20-25% сухих веществ. Затем сгущенный раствор сушат до остаточной влажности 1,5-2,0%, причем сушку повторяют в вакуумной сушилке в случае необходимости.

Пример.

Сухие листья Stevia rebaudiana Bertoni (далее стевии) замачивают при комнатной температуре 20^oС в течение 24 часов, при этом соотношение между водой и сухой массой сырья изменяют от 1,5:1 до 9:1. В теплообменнике жидкую массу сырья нагревают до температуры 53^oС. Экстракцию проводят в течение 12 мин.

Затем экстракт подают в электрокоагулятор, содержащий растворимый анод из алюминия (возможно использование электродов из железа, магния, цинка), где проводят очистку раствора и его обеззараживание. При этом через смесь замочной воды и экстракта пропускают постоянный электрический ток плотностью 300 А/м² в течение 5 мин до образования коагулята.

В результате коагуляции образуется смесь, содержащая хлорофилл, красители, никотиновую кислоту, белки, витамины, пектиновые соединения в нерастворимом виде, осадок гидроокиси алюминия А1(ОН)₃. Образовавшийся коагулят удаляют путем фильтрации. Эту операцию осуществляют путем перекачки плунжерным насосом обеззараженного раствора при давлении 4710^-4 Па через один или несколько фильтров тонкой очистки.

Отфильтрованный раствор, содержащий, в частности, стевиозиды и другие ценные компоненты, выпаривают в роторно-пленочном испарителе. Выпаривание осуществляют при температуре 70^oС под вакуумом в течение 7 сек. Выпаривание отфильтрованного раствора осуществляют до содержания сухих веществ 23%. Сгущенный раствор подают в вакуумную сушилку и сушат при температуре 70^oС в течение 20 мин. Сушку ведут до остаточной влажности 1,5%.

Полученные данным способом экстракт представляет собой порошок, содержащий дитерпеновые гликозиды, флавоноиды, хлорофилл и ксантофилл, оксикоричные кислоты, олигосахариды, аминокислоты, минеральные соединения, витамины и эфирное масло. Основными достоинствами этого препарата являются сладковатый вкус без постороннего привкуса, практически нулевая энергетическая ценность, устойчивость при нагревании и длительном хранении. Гликозиды в сочетании с другими компонентами, содержащимися в стевии, предотвращают развитие болезнетворных бактерий и вирусов, а также препарат обладает противовоспалительным действием.

Данный экстракт подвергнут санитарно-токсикологическому исследованию, в результате которого данный продукт отнесен так же, как и хлеб, молоко, масло, к IV классу опасности для человека и животных. Растение Stevia rebaudiana Bertoni и продукты, полученные из него, способствуют эффективному регулированию содержания сахара в крови, что особенно важно для больных диабетом. Применение экстракта больными сахарным диабетом способствовало снижению содержания сахара в крови.