способ производства пектиновых препаратов

Формула изобретения

1. Способ производства пектиновых препаратов, включающий ферментативную обработку растительного сырья микробными ферментами с последующей фильтрацией, концентрированием экстракта, осаждением и сушкой продукта, отличающийся тем, что при ферментативной обработке сырья используют комплексные препараты, в состав которых входит пектинлиаза с активностью от 10000 до 40000 ед/г, пектинэстераза с активностью от 5 до 120 ед/г, гемицеллюлаза с активностью от 10 до 100 ед/г, амилаза с активностью от 20 до 100 ед/г, причем доза препарата составляет 0,1-0,5% от общего веса сырья.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед введением ферментного препарата осуществляют предварительное набухание сырья в воде при 20-100^oС в течение 1-8 ч.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ферментативную обработку растительного сырья проводят при температуре 373^oС, естественном рН сырья и весовом соотношении сырья и воды в диапазоне от 1: (5-20) в зависимости от вида сырья.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продолжительность ферментативной обработки растительного сырья составляет 1-4 ч.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продукты ферментативной обработки в виде экстракта отделяют от сырья периодически через 0,5-2 ч.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку пектинового концентрата проводят распылением при начальной температуре процесса 100-130^oС и конечной температуре 60-65^oС или осуществляют лиофильную сушку при 20-40^oС.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осаждение пектиновых веществ производят этанолом в объемном соотношении пектинового экстракта к этанолу как 1: 2-1: 4 или кальцийсодержащим продуктом в весовом соотношении пектина к кальцийсодержащему продукту как 1: 1,5-1: 5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской и пищевой промышленности, а именно к получению пектиновых препаратов, используемых при производстве пищевых продуктов, а также профилактических и лечебных средств.

Известен способ получения пищевой добавки, включающей волокна целлюлозы и пектин, из отходов растительного сырья /1/. В известном способе деэтерификация пектина осуществляется с использованием химического реагента, насыщенного раствором извести, что обусловливает необходимость неоднократной промывки полупродукта дистиллированной водой. Это делает способ трудоемким и нецелесообразным с точки зрения экологии производства.

Известен также способ получения пищевых добавок /2/, заключающийся в том, что используемое сырье обрабатывают амилолитическими и протеолитическими ферментами. Данный способ позволяет получать пищевую добавку, содержащую, в основном, волокна целлюлозы и высокоэтерифицированные пектины, обладающие низкой радиопротекторной способностью. Это не позволяет использовать их в медицинской промышленности. Низкая растворимость в воде такой добавки ограничивает ее применение в пищевой промышленности.

Наиболее близким способом получения пектиновых препаратов к предложенному способу является способ получения пектина из отходов производств, например яблочных выжимок, который включает ферментативную обработку растительного сырья микробными ферментами с последующими фильтрацией, концентрированием экстракта и осаждением продукта /3/ - прототип. При этом используют ферментные препараты целлюлолитического действия, которые обеспечивают некоторое увеличение выхода конечного продукта за счет гидролиза клеточной стенки растений и выделения растворимой формы пектина. Однако такой пектин является высокоэтерифицированной формой пектина и, следовательно, обладает слабой радипротекторной способностью. Это делает невозможным его применение в медицинской промышленности.

Действие целлюлолитических ферментов не обеспечивает переход водонерастворимого пектина в экстракт и не позволяет получить максимальный выход продукта. В состав используемых целлюлолитических препаратов входит также эндополигалактуроназа - фермент, катализирующий гидролиз пектина до низкомолекулярных продуктов, в частности галактуроновой кислоты. При этом невозможно сохранить природные желирующие свойства выделяемого полисахарида, что ограничивает его применение в пищевой промышленности.

Целью настоящего изобретения является увеличение выхода продукта и улучшение его радиопротекторных свойств.

Эта цель достигается тем, что способ производства пектиновых препаратов включает ферментативную обработку растительного сырья микробными ферментами с последующими фильтрацией, концентрированием экстракта, осаждением и сушкой продукта, причем при ферментативной обработке сырья используют комплексные препараты, в состав которых входит пектинлиаза с активностью от 10000 до 40000 ед/г, пектинэстераза с активностью от 5 до 120 ед/г, гемицеллюлаза с активностью от 10 до 100 ед/г и амилаза с активностью от 20 до 100 ед/г.

При этом перед введением ферментного препарата осуществляют предварительное набухание сырья в воде при температуре 20-100^oС в течение 1-8 час.

Доза комплексного ферментного препарата составляет 0,1-0,5% от общего веса сырья.

Ферментативную обработку растительного сырья проводят при температуре 373^oC, естественном рН сырья и весовом соотношении сырья и воды в диапазоне от 1:5 до 1:20 в зависимости от вида сырья.

Продолжительность ферментативной обработки растительного сырья составляет 1-4 час.

Продукты ферментативной обработки в виде экстракта отделяют от сырья периодически через 0,5-2 час.

Очистку сырья проводят в щелочной среде в процессе ферментативной обработки.

Осаждение пектиновых веществ проводят этанолом в объемном соотношении пектинового экстракта к этанолу как 1:2-1:4 или кальцийсодержащим продуктом в весовом соотношении пектина к кальцийсодержащему продукту как 1:1,5-1:5.

Сушку пектинового концентрата производят распылением при начальной температуре процесса 100-130^oС и конечной температуре 60-65^oС или осуществляют лиофильную сушку при температуре 20-40^oС.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включая поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах для заявленного объекта, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, идентичными всем признакам для заявленного способа. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков заявленного способа, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от выбранного прототипа, результаты которого показывают, что объект изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Конкретная реализация предложенного способа может поясняться следующими примерами.

Пример 1. 1 кг сухого свекловичного жома промывают проточной водой комнатной температуры в течение 10 мин. Заливают сырье такой же водой до объема 8 л и оставляют для набухания в течение, например, 1 час при температуре 95^oС. Добавляют 1 л 0,3% раствора ферментного препарата с каталитической активностью, ед/г:

Пектинлиаза - 20000

Пектинэстераза - 18

Гемицеллюлаза - 45

Амилаза - 40

Смесь сырья с водой доводят до температуры 372^oС. При указанной температуре проводят инкубацию смеси, периодически перемешивая в течение 3 час. После чего пульпу отжимают через тканевые фильтры с использованием вакуумной установки.

Полученный экстракт центрифугируют при 8 тыс. об/мин в течение 15 мин. Затем экстракт сливают с осадка методом декантации. Экстракт пектина концентрируют на ультрафильтрационных мембранах до содержания пектина 3%, затем сушат методом распыления в сушилке с температурой на входе 100-130^oС и на выходе 60-65^oС.

Получают порошкообразный пектиновый препарат со следующими весовыми показателями, %:

Содержание пектина - 70-76

Содержание влаги - 8-9

Содержание примесей - Остальное

При этом радиопротекторные свойства полученного препарата характеризуются следующими показателями,%:

Степень этерификации - 25-30

Уровень связывания стронция - 70-75

Увеличение выхода препарата в сравнении со способом его получения по прототипу /3/ составляет от 15 до 30%.

Пример 2. 1 кг сухих яблочных выжимок промывают проточной водой в течение 15 мин. Помещают сырье в раствор щелочи (рН 9) в объеме 9 л, добавляют 1 л раствора, содержащего 2 г комплексного ферментного препарата с активностью, ед/г:

Пектинлиаза - 15000

Пектинэстераза - 20

Гемицеллюлаза - 40

Амилаза - 55

Ферментативную обработку осуществляют при температуре 372^oС в течение 2 час при периодическом перемешивании. После чего пульпу отжимают через тканевые фильтры с использованием вакуумной установки.

Полученный экстракт центрифугируют при 8 тыс. об/мин в течение 15 мин. Затем экстракт сливают с осадка методом декантации. Экстракт пектина концентрируют на ультрафильтрационных мембранах до содержания пектина 3%.

Осаждение пектина ведут кальцийсодержащим продуктом при комнатной температуре в течение 1,5 час. При соотношении пектина к осаждающему агенту как 1:2.

Полученный продукт, представляющий собой пектат кальция, сушат методом лиофильной сушки в режиме начальной температуры 30^oС. Лиофильно высушенный продукт измельчают до размера частиц 2-3 мм.

Получают пектиновый препарат со следующими весовыми показателями, %:

Содержание пектина - 75-80

Содержание влаги - 8-10,5

Содержание примесей - Остальное

При этом радиопротекторные свойства полученного препарата характеризуются следующими показателями, %:

Степень этерификации - 30-35

Уровень связывания стронция - 65-70

Увеличение выхода препарата в сравнении со способом его получения по прототипу /3/ составляет от 10% до 25%.

Применение изложенного способа позволяет увеличить выход конечного продукта и улучшить его радиопротекторные свойства.

Таким образом, для заявленного объекта, в том виде как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждается возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Источники иннформации

1. Патент РФ 2052953, кл. А 23 L 1/0524, опубл. 27.01.96.

2. Авторское свидетельство СССР 1324628, кл. A 23 L 1/06, 1985.

3. Авторское свидетельство СССР 467732, кл. A 23 L 1/0524, 1973.