способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов

Формула изобретения

Способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов, предусматривающий экстракцию органическим реагентом, отделение органической фазы от водной, отличающийся тем, что в качестве органического реагента применяют водорастворимый поли-N-винилкапролактам, добавляемый в количестве 0,1-0,5% от массы исходного раствора, а в качестве высаливателя - хлорид натрия, взятый в количестве 26,5% от массы исходного раствора, органическую фазу нагревают до 32-37°С и отделяют концентрат красителя от выпавшего в осадок поли-N-винилкапролактама.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биотехнологии получения пищевых красителей и может быть рекомендовано для применения в пищевой, парфюмерно-косметической и фармацевтической промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ концентрирования красного пищевого красителя, основанный на экстракции красителя из водных растворов органическим реагентом поли-N-винилпирролидоном, добавляемым в количестве 0,1-0,5% от массы исходного раствора, в присутствии сульфата аммония в качестве высаливателя [Сергеева С.В., Чурилина Е.В., Коренман Я.И., Суханов П.Т., Болотов В.М., Шаталов Г.В. Извлечение и концентрирование антоцианового красителя с применением двухфазных водных систем на основе водорастворимых полимеров. Проблемы теоретической и экспериментальной химии. Тезисы докладов XVII Российской конференции. - Екатеринбург, изд-во Уральского унив-та, 2007, с.141-142].

Недостатком известного способа является то, что полученный концентрат антоцианового красителя содержит поли-N-винилпирролидон и то, что при получении его концентрата используют дорогостоящий сульфат аммония, что приводит к повышению себестоимости готового продукта.

Технической задачей изобретения является получение концентрата антоцианового красителя, который не содержит вредных для человека веществ, а также снижение себестоимости готового продукта.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в способе получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов, предусматривающем экстракцию красителя органическим реагентом в присутствии высаливателя, отделение органической фазы от водной, новым является то, что в качестве органического реагента применяют водорастворимый поли-N-винилкапролактам, добавляемый в высаливателя - хлорид натрия, взятый в количестве 26,5% от массы исходного раствора, органическую фазу нагревают до 32-37°С и отделяют концентрат красителя от выпавшего в осадок поли-N-винилкапролактама.

Технический результат изобретения заключается в повышении чистоты полученного концентрата антоцианового красителя в отсутствие органического реагента.

Отличительной особенностью полимера, выбранного в качестве экстрагента, является его способность выпадать из раствора в твердом состоянии в области температур функционирования живых систем (температура фазового разделения). Для макромолекул поли-N-винилкапролактама (ПВК) со среднемассовой молекулярной массой M_w>5000 Т_фр=32-37°С [Ю.Э.Кирш. «Поли-N-винилпирролидон и другие поли-N-виниламиды». М.: Наука, 1998, 252 с.]. Нагревание водно-полимерных растворов антоцианового красителя до 32-37°С позволяет получать его концентраты, не содержащие органические реагенты.

Способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов осуществляют следующим образом.

К 20 см³ водного раствора антоцианового красителя добавляют 7,2 г кристаллического хлорида натрия (26,5 мас.%), измеряют оптическую плотность водного раствора красителя (А), в раствор вводят 0,02-0,1 г поли-N-винилкапролактама (0,1-0,5 мас.%) и экстрагируют. В присутствии хлорида натрия ПВК образует самостоятельную органическую фазу, в состав которой входит антоциановый краситель. Межфазное равновесие достигается в течение 3-5 мин. Концентрат отделяют фильтрованием, измеряют оптическую плотность равновесного водного раствора (А_р). Содержание антоцианового красителя в равновесной водной фазе устанавливают спектрофотометрически по собственному светопоглощению (КФК-2МП, =490 нм). Рассчитывают степень извлечения (R, %) антоцианового красителя по уравнению:

R=(A-A_р)100%/A.

В органическую фазу переходит 98% антоцианового красителя. Органическую фазу отделяют фильтрованием и нагревают до 32-37°С, полимер выпадает в осадок, который отфильтровывают и получают концентрат антоцианового красителя, не содержащий ПВК.

Способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов поясняется следующими примерами.

Пример 1 (прототип). К 20 см³ водного раствора антоцианового красителя добавляют 13,3 г кристаллического сульфата аммония (получают раствор с мас. долей 40%), измеряют оптическую плотность полученного водного раствора (А), вводят 0,04 г поли-N-винилкапролактама (содержание ПВК в водном растворе 0,2 мас.%) и экстрагируют 4 мин. Полученный концентрат антоцианового красителя отделяют фильтрованием, измеряют оптическую плотность равновесного водного раствора (А _р), рассчитывают степень извлечения (R, %) антоцианового красителя по уравнению:

R=(А-А_р)100%/А.

В органическую фазу переходит 92% антоцианового красителя.

Пример 2. К 20 см³ водного раствора антоцианового красителя добавляют 7,2 г кристаллического хлорида натрия, перемешивают, получают раствор 26,5% от массы исходного раствора, вносят 0,04 г ПВК и экстрагируют 4 мин. Далее анализ выполняют аналогично примеру 1.

В органическую фазу переходит 98% антоцианового красителя. Органическую фазу отделяют фильтрованием и нагревают до 32-37°С, полимер выпадает в осадок, его отфильтровывают, получают концентрат красителя, не содержащий поли-N-винилкапролактам.

Как видно из примеров, по сравнению с прототипом экстракция антоцианового красителя поли-N-винилкапролактамом в присутствии хлорида натрия обеспечивает практически полное (более 95%) извлечение красителя из водного раствора.

При введении в раствор менее 0,1% ПВК и 26,5% NaCl степень извлечения антоцианового красителя не превышает 85%. При концентрации ПВК более 0,2% повышается себестоимость полученного концентрата антоцианового красителя.

Предложенный способ получения концентрата антоцианового красителя из водных растворов позволяет:

- получить концентрат антоцианового красителя, который не содержит в составе органический реагент;

- снизить себестоимость концентрата антоцианового красителя за счет использования более дешевого высаливателя хлорида натрия.