способ получения натурального красителя из шелухи лука

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАТУРАЛЬНОГО КРАСИТЕЛЯ ИЗ ШЕЛУХИ ЛУКА, предусматривающий экстрагирование последней водой и фильтрацию полученного экстракта, отличающийся тем, что перед экстрагированием шелуху лука измельчают, а экстрагирование ведут при 65 - 90^oС в течение 45 - 90 мин в присутствии пищевой кислоты, причем перед фильтрацией экстракт охлаждают до 30 - 50^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после фильтрации экстракт упаривают под вакуумом при давлении 0,3 - 0,5 мПа или сушат до порошкообразного состояния.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пищевой кислоты используют лимонную или уксусную кислоту.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения красителей природного происхождения, получаемых из природных сырьевых материалов, и может быть использован в пищевой, а также в парфюмерной и текстильной промышленности.

Известен способ получения красителей из натурального сырья путем его измельчения, экстрагирования, бланшировки в водном растворе кислоты, центрифугирование и сушку [1]. По такому способу получают краситель, который не полностью выделяет красящий пигмент, так как при бланшировке используют уксусную кислоту, которая не способствует полному выделению красящего вещества. Для этой цели применяется лимонная кислота, которая более эффективна при экстрагировании.

Известен способ получения натурального красителя из шелухи лука [2], в котором измельченную шелуху после экстракции ее водой отпрессовывают и после просушки на воздухе экстрагируют 96^о-ным спиртом на холоду до полного измельчения пигмента.

В предлагаемом изобретении предусматривается получение натурального красителя из шелухи лука без применения спиртового раствора, что значительно сказывается на себестоимости продукции получаемого красителя.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - получение натурального красителя из шелухи лука, которая является отходом сельхозпродукции, дешевым сырьем и для его получения используют готовое оборудование предприятий по переработке плодоовощной продукции.

Существенные и отличительные признаки способа Новоторова:

- процесс варки красителя проходит при 65...90^оС в течение 45...90 мин;

- более полное выделение красящего пигмента, так как вместо уксусной используется лимонная кислота;

- одноразовая фильтрация экстракта вместо двойной;

- получение красителя без применения спиртового раствора, что значительно удешевляет получаемый краситель;

- расширение красящий цветовой гаммы красителя от желтого до темно-коричневого, от розово-красного до фиолетового, в зависимости от сорта лука, шелуха которого применяется для получения красителя.

Технический результат выражается в расширении сырьевой базы красителей, улучшении его качества, а также в увеличении выхода красителя и его концентрации.

Предлагаемый способ получения натурального красителя из шелухи лука заключается в следующем.

Шелуху лука смачивают холодной водой (промывка не допускается, так при этом вымывается красящий пигмент), измельчают, затем всю массу загружают в котел с горячей водой (+60^оС) и начинают экстракцию, постоянно перемешивая всю массу, для этой цели в котел встроена мешалка. Соотношение сырья к воде составляет 1:9; Экстракция происходит в течение 45...90 мин.

На чертеже приведена зависимость концентрации экстракта от времени варки красителя и типа кислоты при 80...90^оС.

Как следует из графика, явный перегиб кривой 1 наблюдается при времени экстракции, равном 90 мин. Дальнейшее увеличение времени экстракта эффекта не дает вследствие термического разложения и коагуляции сухого вещества и приводит к снижению концентрации экстракта. Затем после центрифугирования раствор сливают в емкость, на которую сверху надевают корытообразную сетку (диаметр ячеек 0,5 мм). В данной емкости экстракт отстаивают в течение 30.. . 40 мин, чтобы пыль, песок и мелкие частички осели на дно емкости. Этим самым избегают двойной фильтрации. Оставшуюся шелуху лука отжимают для более полного извлечения красящего пигмента. Во время отстаивания экстракт охлаждается до 45...55^оС и подается на фильтр-пресс под давлением 0,1 МПа, где и фильтруется. Экстракт более высокой температуры не подается из-за технических характеристик фильтровальных материалов существующих фильтр-прессов. После фильтрации выходит жидкий краситель, содержащий естественные красящие вещества, без запаха, не имеет никаких примесей и содержит сухих веществ 3. . .12%. Жидкий краситель подается в вакуум-котел, в котором происходит его упаривание по вакуумом под давлением 0,3...0,5 МПа при 40... 60^оС до содержания 25...50% сухих веществ. После упаривания в вакуум-котле экстракт имеет пастообразное состояние, без запаха. Такой концентрированный экстракт может храниться в течение 10. ..30 дней без консервантов. Для увеличения срока хранения красителя в пастообразном состоянии используют следующие консерванты: сорбиновую и аскорбиновую кислоты из расчета 0,15 кг на 1 т выпускаемого красителя, если он предназначен для использования в пищевой или парфюмерной промышленности. Если краситель предназначен для текстильной промышленности, то добавляются другие консерванты: бензойная, П-бензойная кислота, салициловая кислота, ацетилсалициловая кислота. Концентрированный экстракт с консервантами закупоривается герметично в стеклянную или полиэтиленовую тару и может храниться в темном помещении в течение 3...4 мес, не теряя своих полезных свойств. Для получения сухого порошкообразного красителя концентрированный экстракт помещают в сушку для жидких продуктов и высушивают до сухого состояния с содержанием сухих веществ свыше 78...90% и представляет собой порошок без запаха. Сухой краситель не требует специальных консервантов. Упакованный в темную полиэтиленовую тару краситель в порошке может храниться более 1 года. Проведенные исследования по апробации технологи выделения красителя из луковой шелухи по предлагаемому способу показали, что оптимальные соотношения шелухи к воде, с точки зрения количества выделенного сухого вещества, являются 1:9 или 1:10. Мезга, полученная после выхода жидкого красителя, может использоваться повторно при приведенному выше способу. Проведена повторная экстракция выжимок, полученных из опыта с соотношением 1:10 водой. Объем воды 500 мл, температура 80^оС, время 1 ч. В результате повторной экстракции получено 500 мл экстракта с концентрацией сухого вещества 0,35%, что составляет 1,75 г сухого вещества. При расчете материального баланса процесса получается следующее: из 50 г луковой шелухи при однократной экстракции можно выделить 290 мл экстракта с концентрацией 1,03% и общим содержанием сухого вещества 3,40 г. При повторной 1,75 г. Максимальное количество выделенного сухого вещества равно 5,15 г, что составляет 10,3% об общей массы шелухи.

Целесообразно при этом для улучшения качества красителя, а также для увеличения выхода продукции использовать лимонную кислоту, которая способствует более полному выделению красящего пигмента, более эффективна для экстрагирования, в отличие от уксусной кислоты, применяемой в изобретении. Лимонную кислоту добавляют в котел через 10 мин, после начала процесса варки (соотношение кислоты к экстракту 1,6 кг на 1000 кг экстракта). В качестве заменителя можно применять уксусную кислоту, хотя она менее эффективна.

Были проведены исследования зависимости выхода красителя от времени экстракции и замены лимонной кислоты на уксусную. Результаты опытов, проведенных в присутствии лимонной и уксусной кислоты, приведены на кривых графика. Как видно из полученных данных, замена лимонной кислоты на уксусную приводит к снижению концентрации экстракта, причем увеличение количества уксусной кислоты в варочном растворе не приводит к значительному увеличению концентрации сухого вещества.

На чертеже условия реакции приняты следующие: соотношение шелухи и воды 1: 9, температура 75. ..85^оС, обработка велась по способу Новоторова (см. чертеж).

Кривая I - варка в присутствии 0,16 г лимонной кислоты.

Кривая II - варка в присутствии 0,18 г уксусной кислоты.

Кривая III - варка в присутствии 0,36 г уксусной кислоты.

Цвет красителя зависит от цвета шелухи лука и может меняться от желтого до темно-коричневого и от розово-красного до фиолетового, в зависимости от сорта лука и места его произрастания.

Очевидны простота и экономичность способа получения натурального красителя из шелухи лука: в нем не применяется дорогостоящее или специальное оборудование, добавки или компоненты, для производства красителя используется оборудование предприятий по переpаботке плодоовощной продукции.