способ получения антоцианового красителя

Формула изобретения

Способ получения антоцианового красителя из антоциансодержащих разбавленных экстрактов или промывных вод пищевой промышленности, состоящий в том, что антоциансодержащие экстракты или промывные воды с концентрацией красителя 0,5-0,8 мг/л пропускают через сорбент Стиросорб МХДЭ-100 на основе неионогенного сверхсшитого продукта полимеризации полистирола в монохлордиэтиловом эфире при температуре 25°С со скоростью 3-8 мл/мин с последующей десорбцией с указанного сорбента поглощенных красителей 40-96%-ным этанолом со скоростью 0,5-3 мл/мин до появления неокрашенных фракций.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии производства натуральных красителей, а именно антоциановых красителей, и может быть использовано в пищевой и фармацевтической промышленности.

Известны различные способы получения антоцианового красителя из плодового сырья (О.А.Харламова, Б.В.Кафка. Натуральные пищевые красители. М.: Пищевая промышленность, 1979, 191 с.; Скорикова Ю.Г., Получение антоциановых красителей из отходов сокового производства. Обз. Инф. Агро. НИИТЭИПП. Сер. Консервная, овощесушильная и пищеконцентратная промышленность. 1997. вып.3, с.1-27.). Экстракция красителя из антоциансодержащего предварительно подготовленного плодового сырья в данных способах производится подкисленными водными или водно-спиртовыми растворами. Данный метод извлечения достаточно сложен технологически, удельный выход красителя и его технологические характеристики относительно невысоки.

Известен безкислотный способ получения красного красителя из выжимок ягод черной смородины и черноплодной рябины (Патент РФ 2228344, 2004, С09В 61/00). Сущность способа заключается в следующем: сырье (выжимки ягод данных растений) высушивают, измельчают и обрабатывают последовательно двумя порциями 95%-ного этилового спирта при температуре 50-60°С в течение 1-1,5 часа. Полученный экстракт отстаивают при температуре 10-20°С в течение 6-8 часов, затем проводят концентрированно до содержания сухих веществ 55-65% путем отгонки этанола при давлении 140-170 мм рт.ст. и температуре 30-40°С.

Недостаток известного способа заключается в необходимости использования сырья с большим содержанием красителя, а также в недостаточной селективности к антоциановым пигментам.

Ближайшим аналогом заявленного способа является способ получения антоцианового красителя из отходов сокового производства. Способ состоит в экстрагировании красителя из предварительно подготовленных подкисленных водных или водно-спиртовых растворов плодового сырья с последующим концентрированием полученного экстракта (Скорикова Ю.Г. Получение красителей из отходов сокового производства. Обз. Инф. Агро. НИИТЭИПП. Сер. Консервная, овощесушильная и пищеконцентратная промышленность. - 1997, вып.3, с.1-27).

Задачей изобретения является нахождение способа получения антоцианового красителя из разбавленных пигментсодержащих растворов, а именно из экстрактов с низким содержанием пигментов и промывных вод пищевой промышленности, перерабатывающей антоциансодержащее сырье.

Технический результат - расширение сырьевой базы и упрощение способа получения антоциановых красителей.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения антоцианового красителя из антоциансодержащих разбавленных экстрактов или промывных вод пищевой промышленности, согласно изобретению антоциансодержащие экстракты или промывные воды с концентрацией красителя 0,5-0,8 мг/мл пропускают через сорбент Стиросорб МХДЭ-100 на основе неионогенного сверхсшитого продукта полимеризации полистирола в монохлордиэтиловом эфире при температуре 25°С со скоростью 3-8 мл/мин с последующей десорбцией с указанного сорбента поглощенных пигментов 40-96%-ным этанолом со скоростью 0,5-3 мл/мин до появления неокрашенных фракций.

Неионогенный «сверхсшитый» полимер - Стиросорб МХДЭ-100, хорошо поглощает большие органические молекулы. Он получается путем сшивания цепей полистирола, растворенного в большом количестве бифункционального реагента - монохлордиэтилового эфира. При таком способе синтеза полистирольные цепи соединяются мостиками -С ₆Н₄-СН₂-С ₆Н₄-, равномерно распределяющимся по всему объему частицы полимера. Рыхлая упаковка полимерных цепей «сверхсшитого» полимера, а также отсутствие локальных сшивок обусловливают высокую доступность структуры сорбента для поглощаемых веществ (Цюрупа М.П., Даванков В.А., Кривоносова Л.Г., Селеменев В.Ф., Чикин Г.А. Поглощение окрашенных веществ из ферментационных растворов лизина «сверхсшитым» полистирольным сорбентом. Прикладная биохимия и микробиология. 21, вып.I., 1985, с.72-77).

Способ заключается в следующем: промывные воды, или разбавленный сок ягод, или разбавленный раствор экстракта пропускают через слой сорбента. Концентрация пигментов пропускаемых растворов должна составлять 0,5-0,8 мг/л. Насыщение сорбента проводится при температуре 25°С со скоростью 3-8 мл/мин. Элюирование осуществляют этанольными растворами (40-96%) со скоростью 0,5-3 мл/мин до образования бесцветных растворов. Рекомендуемые скорости и концентрации этанольных растворов выбраны на основе предварительных опытов. Количество растворителя в получаемых концентратах варьируется в зависимости от условий дальнейшего применения красителя.

Пример 1. Сорбент предварительно подготавливают к работе. Навеску заливают ацетоном и оставляют для набухания на 8 часов. Готовый к работе сорбент загружают в хроматографическую колонку (d=1 см) и промывают дистиллированной водой до полного удаления ацетона. Определяют содержание ацетона спектрофотометрическим методом при _max=264 нм.

Разбавленный водный раствор 1 л экстракта черноплодной рябины (Aroma melancara) с исходной концентрацией пигментов 0,75 мг/л пропустили через слой сорбента (h=9 см, 1,3 г масса сухой навески). Скорость пропускания раствора при сорбции 2,5 мл в минуту, десорбцию проводят этанолом (64%), со скоростью пропускания 3 мл в минуту, отбирая фракции по 5 мл до появления бесцветных элюантов.

Первые 5 фракций окрашены. Получили 25 мл с концентрацией пигментов 25,5 мг/л (достигается концентрирование в 37 раз).

Анализ окрашенных фракций проводят на СФ-46 ( =490-550 нм).

Пример 2. Хроматографическую систему подготовили, как описано в примере 1. Через слой сорбента пропустили 1 л водного раствора экстракта черноплодной рябины (Aronia melancara) с исходной концентрацией пигмента 0,8 мг/л (условия сорбции и десорбции, как в примере 1). Получили 5 окрашенных фракций объемом 5 мл. Объем концентрата составил 25 мл с концентрацией пигментов 27 мг/л.

Пример 3. Хроматографическую систему подготовили, как описано в примере 1. Разбавленный водный раствор 0,5 л экстракта черной смородины (Ribes Negrum L.) с исходной концентрацией пигментов 0,5 мг/л пропустили через слой сорбента (h=23 см, 3,5 г масса сухой навески). Скорость пропускания раствора при сорбции - 8 мл в минуту. Десорбцию осуществляем 96%-ным этанолом со скоростью пропускания растворителя 0, 5 мл в минуту до появления бесцветных элюатов. Отбирали фракции по 5 мл. Собрали 20 мл концентрата с концентрацией пигментов 10 мг/л (достигается концентрирование в 22 раза).

Пример 4. Хроматографическую систему подготовили, как описано в примере 1. Проводили концентрированно разбавленного водного раствора экстракта черноплодной рябины с исходной концентрацией пигментов 0,1 мг/л, пропустив через слой сорбента (условия сорбции описаны в примере 1) 0,5 л этого раствора. Десорбцию осуществляли 48%-ным этанолом со скоростью 3 мл в минуту. Получили 15 мл концентрата с концентрацией пигментов 2,7 мг/л (достигается концентрирование в 27 раз).

Пример 5. Хроматографическую систему подготовили, как описано в примере 1. Проводили концентрирование водного раствора экстракта черноплодной рябины с исходной концентрацией пигментов 20,0 мг/л. Через слой сорбента (условия сорбции, как в примере 3) пропустили 250 мл раствора. Десорбцию проводили 64%-ным этанолом со скоростью пропускания 3 мл в минуту, отбирая фракции по 5 мл, до появления бесцветных растворов. Объединили 4 окрашенных фракции, общий объем концентрата составил 20 мл. Концентрация пигментов 170 мг/л (концентрирование в 8 раз).

В разработанных условиях сорбции-десорбции при любой концентрации исходного раствора наблюдается эффект концентрирования. Применение данного способа экономически оправдано в случаях разбавленных растворов 0,5-0,8 мг/л антоциановых красителей. Для концентрирования растворов используют традиционные способы концентрирования растворов - концентрирование за счет накопления красящих пигментов в порах сорбента при пропускании через колонку водных растворов больших объемов и вымывания из сорбента малыми объемами водно-спиртовых растворов.