СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОИСХОЖДЕНИЯ, ИМПРЕГНИРОВАННЫХ ЖИДКИМ РАСТИТЕЛЬНЫМ ВЕЩЕСТВОМ
METHOD OF MAKING ARTICLES OF VEGETABLE ORIGIN, IMPREGNATED WITH LIQUID VEGETABLE SUBSTANCE

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к способу изготовления изделий растительного происхождения, импрегнированных по меньшей мере одним жидким растительным веществом, преимущественно того же растительного происхождения. Преимущественно, растительное вещество представляет собой растение. Изобретение также относится к изготовленным согласно указанному способу изделиям, которые могут иметь многочисленные применения, в частности в агропищевом секторе, фитотерапии, косметике, фармацевтике, применениях лекарственных растений, нутрицевтиках и производстве травяного чая.
Уровень техники
Традиционные научные классификации группируют вместе, под общим термином «растение», несколько групп живых организмов, которые, согласно этимологическому происхождению термина, растут.
Растения состоят из клеток, упорядоченных в листья, стебли, корни, цветки и семена. Клетки растений характеризуются наличием клеточной стенки растений из целлюлозы. Все растительные клетки имеют тонкую и гибкую первичную мембрану, которая, когда клетки сближаются, формирует намного более толстую и жесткую, так называемую вторичную стенку. Клетки затем склеиваются друг с другом с помощью богатой пектином срединной пластинки. В то время как первичная стенка сделана из целлюлозы, гемицеллюлозы, пектина, различных белков и полисахаридов, действующих в качестве связующих веществ между различными волокнами целлюлозы, вторичная стенка намного толще и более богата целлюлозой, чем первичная мембрана. Она содержит лигнин, который представляет собой гидрофобный, полифенольный полимер, который делает вторичную стенку жесткой и относительно непроницаемой для воды и растворителей.
Растения целиком или их части являются источниками разных компонентов и биологически активных молекул, которые широко используются для питания, лечения, придания аромата и улучшения гигиены и красоты людей. Эти представляющие интерес вещества могут быть экстрагированы из растений и частей растений, используя различные физические способы.
Тем не менее, промышленная и индивидуальная экстракция (в ходе приготовления чашки чая или травяного чая, например) не всегда является простой. В действительности, обычно она является неполной, главным образом из-за того, что стенки, кора, жилки и волокна растений, особенно стенки растительных клеток, в частности лигнин и волокна целлюлозы, препятствуют экстракции требуемых веществ, расположенных в растительных клетках, в частности в разных вакуолях и органеллах, таких как, среди прочего, ядра, митохондрии, хлоропласты, эндоплазматические ретикулумы, рибосомы и тельца Гольджи.
Вот почему ряд более или менее жестких обработок должен применяться к растениям или частям растений до их экстракции, чтобы сломать физический барьер, созданный стенками растительных клеток. Способы, позволяющие исключить указанные выше препятствия, в частности, включают: обмолот, сушку, десикацию, измельчение, замораживание, криоизмельчение, гранулирование (экструзия), обработка ферментами (например целлюлазами, гемицеллюлазами, пектиназами, гидролазами) и деструктурирование при очень высоком давлении (500-5000 бар), обработку ультразвуком, главным образом, чтобы способствовать экстракции требуемых веществ.
Тем не менее, эти обработки часто оказываются полностью или частично разрушительными для компонентов, в частности биологически активных ингредиентов, которые содержатся в растительных клетках.
Следовательно, существует реальная необходимость в улучшении индивидуальной экстракции, т.е. в легком и быстром получении требуемых веществ, которые расположены внутри клеток растений, с самым высоким возможным выходом в сочетании с минимальным повреждением указанных веществ. В связи с этим, целью изобретения стало найти наиболее полную возможную индивидуальную экстракцию, что обеспечило бы увеличение количества извлеченных веществ, изначально содержащихся в растительной клетке, по сравнению с решениями предшествующего уровня техники.
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу изготовления изделий, импрегнированных по меньшей мере одним растительным веществом из по меньшей мере одного растения, отличающегося тем, что включает следующие стадии:
a) Экстракция и/или прессование по меньшей мере одного растения (В1) или по меньше мере одной части указанного растения, получая жидкий растительный продукт экстракции и/или прессования (Э1) и твердый волокнистый остаток (O1), затем
b) Отделение указанного растительного продукта экстракции и/или прессования (Э1) от указанного волокнистого остатка (O1), и
c) Деструктурирование указанного волокнистого остатка (O1),
d) Изготовление волокнистого полотна или формованного изделия из волокнистого остатка (O1), полученного на стадии с), и
e) Импрегнирование указанного волокнистого остатка (O1) (i) по меньшей мере указанным растительным продуктом экстракции и/или прессования (Э1), который необязательно является концентрированным, очищенным, ароматизированным и/или содержащим отдушки, (ii) по меньшей мере одним водорастворимым или жирорастворимым растительным веществом, выделенным из указанного растительного продукта экстракции и/или прессования (Э1), (iii) по меньшей мере одной композицией, содержащей по меньшей мере одно водорастворимое или жирорастворимое вещество из указанного растительного продукта экстракции и/или прессования (Э1), необязательно концентрированной, очищенной, ароматизированной и/или содержащей отдушки, или (iv) по меньшей мере одним растительным продуктом экстракции и/или прессования (Э2) или по меньшей мере одной композицией, содержащей по меньшей мере одно водорастворимое или жирорастворимое вещество из указанного растительного продукта экстракции и/или прессования (Э2), необязательно концентрированной, очищенной, ароматизированной и/или содержащей отдушки, где растительный продукт экстракции и/или прессования (Э2) образуется в результате экстракции или прессования растения (В2), отличного от указанного растения (В1).
Согласно одному варианту осуществления указанного способа, стадия с) предшествует стадии d), которая, в свою очередь, предшествует стадии е).
Наконец, согласно другому варианту осуществления указанного способа, стадия с) предшествует стадии е), которая предшествует стадии d).
Настоящее изобретение также относится к изделию растительного происхождения, содержащему уплотненную, гомогенную твердую структуру растительных волокон, причем указанная структура импрегнирована (i) по меньшей мере одним растительным продуктом экстракции и/или прессования, необязательно концентрированным, очищенным, ароматизированным, окрашенным и/или содержащим отдушки, (ii) по меньшей мере одним водорастворимым или жирорастворимым растительным веществом, выделенным из растительного продукта экстракции и/или прессования, или (iii) по меньшей мере одной композицией, содержащей по меньшей мере одно водорастворимое или жирорастворимое вещество из растительного продукта экстракции и/или прессования, необязательно концентрированной, очищенной, ароматизированной, окрашенной и/или содержащей отдушки.
Краткое описание изобретения
Растение может быть выбрано из пищевых растений, лекарственных растений, ароматических растений и эфироносных растений.
Ароматические растения включают розмарин, шалфей, тимьян, мята, душица, куркума, базилик и гвоздика.
Пищевые растения включают стевию, чеснок, чай и кофе.
Лекарственные растения включают иву, женьшень, гинкго, красный виноград, зеленый чай и полынь.
Растение, например, может быть выбрано из растений, содержащих по меньшей мере одно вещество, выбранное из антиоксидантов, подсластителей, отдушек, ароматизаторов, каротиноидов, ксантофиллов, красителей, флавоноидов, таннинов, полифенолов, пептидов, витаминов, белков и фармацевтически активных ингредиентов.
Указанные активные ингредиенты включают салицин из коры ивы, гинкголиды из листьев гинкго билоба, гиперфорин из цветков зверобоя продырявленного, артемизинин из листьев и стеблей полыни однолетней, куркумин из корней куркумы длинной, генистеин и даидзеин из семян сои, гинзенозиды из корня женьшеня, антоцианозиды и таннины из листьев красного винограда и стевиозид из листьев стевии медовой.
Предпочтительно, растение выбирается из розмарина, шалфея, тимьяна, мяты, душицы, куркумы, базилика, гвоздики, стевии, чая и кофе.
Краткое описание чертежей
- На фигуре 1 представлен способ, соответствующий настоящему изобретению, в котором изделие из волокнистого остатка, например гранула или палочка, импрегнируется растительным продуктом экстракции и/или прессования после изготовления.
- На фигуре 2 представлен способ, соответствующий настоящему изобретению, в котором суспензия или волокнистая паста, изготовленная из по меньшей мере одного растения, импрегнируется по меньшей мере одним растительным продуктом экстракции и/или прессования, предварительно выделенным из указанного растения или другого растения, до процесса формования.
- На фигуре 3 представлен способ, соответствующий настоящему изобретению, в котором эфирные масла исходного растения экстрагируются, используя водяной пар, затем после разделения водной и органической фазы экстракция водой может использоваться, чтобы импрегнировать суспензию или пасту, изготовленную из волокнистого остатка, в то время как эфирные масла необязательно могут использоваться, чтобы импрегнировать изделия, изготовленные из указанной суспензии или пасты. Указанные изделия могут принимать форму воссозданных частей растений.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, включает стадию экстракции и/или прессования, за которой следует стадия отделения нерастворимых продуктов или волокнистых остатков (O1) растения (В1) или части растения от растворимых веществ или растительного продукта экстракции и/или прессования (Э1).
До стадий экстракции и/или прессования может быть проведена необязательная стадия измельчения/резки. Целью является измельчить растение или часть растения и, следовательно, разрушить стенки растительных клеток.
Экстракцию и/или прессование можно осуществить на по меньшей мере одной части растения, которая является свежей, замороженной или сухой, выбранной из корней, коры, семян, стеблей, листьев, цветков и фруктов.
Экстракцию можно осуществить путем прессования и/или экстракции растительных веществ, в частности растений, по меньшей мере одним растворителем при температуре окружающей среды и атмосферном давлении, причем указанный растворитель можно выбрать из воды, этанола, гексана, ацетона и фторуглеводородов. Могут использоваться другие способы экстракции с участием по меньшей мере одного растворителя, такого как, например, R134a или диоксид углерода, при разных температурах, разных давлениях и в разных состояниях (жидкость или газ). Например, можно использовать такой растворитель, как, например, из ряда вышеуказанных растворителей или, если это уместно, диоксид углерода:
- в жидком состоянии (летучие или нелетучие растворители при температуре окружающей среды),
- в субкритическом состоянии (вода при температуре выше 100°С и давлении выше 1 бар), или
2
- в сверхкритическом состоянии (CO при температуре выше 31°С и давлении выше 73 бар).
Массовое соотношение растворитель/растение обычно составляет от 1 до 10.
Указанную стадию разделения можно осуществить отделением жидкой фазы от твердой фазы путем фильтрации с или без применения давления, путем центрифугирования или любыми другими способами, обычно используемыми в лаборатории.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, экстракция твердое вещество-жидкость осуществляется с использованием растворителя, с которым контактируют растение или по меньшей мере часть растения, необязательно заранее разрезанные и/или измельченные, затем полученная жидкая фаза отделяется от твердой фазы, состоящей из растения, путем фильтрации с или без применения давления или путем центрифугирования в ходе стадии разделения.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, экстракцию в системе твердое вещество-жидкость проводят путем гидродистилляции растения или по меньшей мере части растения, необязательно разрезанных и/или измельченных, водой в качестве растворителя, затем полученные органическую и водную фазы разделяют.
Эти способы экстракции могут совмещаться с или принимать форму экстракции, использующей микроволны, например способа гидродистилляции в вакууме с обработкой микроволнами (VMHD), процесса с использованием микроволн (MAP) и способа экстракции растворителем с использованием микроволн (MASE), или экстракции с использованием ультразвука, как, например, обработка ультразвуком.
Эти способы экстракции могут быть непрерывными или периодическими.
Способы и, если это уместно, растворитель(и) могут выбираться таким образом, чтобы отвечать требованиям регламента для органических продуктов и защиты окружающей среды.
После отделения растворимых веществ от волокнистого остатка способ, соответствующий настоящему изобретению, необязательно может включать стадию концентрирования растворимых веществ или растительного продукта экстракции и/или прессования в щелоке, и/или стадию выделения по меньшей мере одного растворимого вещества из продукта экстракции и/или прессования или указанного щелока, или даже стадию очистки или удаления любых примесей, которые могут присутствовать, с целью получения очищенного продукта экстракции и/или прессования, очищенного щелока или по меньшей мере одного очищенного растворимого вещества, в которые также может быть введена по меньшей мере одна добавка. Исходный необработанный растительный продукт экстракции и/или прессования, таким образом, превращается в улучшенный растительный продукт экстракции и/или прессования, либо в форме сухого продукта экстракции и/или прессования, либо жидкого продукта экстракции и/или прессования, либо щелока, либо выделенного вещества.
Указанная добавка может быть выбрана из (i) ароматизаторов, таких как, например, ментол, лакричник, фруктовые экстракты в целом, (ii) отдушек, и (iii) красителей, таких как, например, карамель, красная свекла, антоцианы и медный комплекс хлорофиллина.
Стадии концентрирования, выделения и очистки осуществляются с использованием методик, обычно используемых в лаборатории.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, дополнительно включает стадию деструктурирования нерастворимых продуктов или твердого волокнистого остатка (O1), для чего используется способ, который может быть механическим, химическим и/или биологическим, при этом предпочтительно используется механический способ в сочетании с биологическим способом.
Для обработки волокнистого остатка можно использовать механический способ энергичного смешивания или способ растирания и простого механического расслаивания во время стадии измельчения, чему можно поспособствовать, например, путем обработки ультразвуком. Волокнистый остаток, таким образом, может превращаться в кашицу, т.е. негомогенную жидкую смесь, предпочтительно водную, которая содержит целые волокна или частично разрушенные волокна, либо в пасту, т.е. гомогенную жидкую смесь, предпочтительно водную, причем консистенция смеси зависит от интенсивности и длительности упомянутой стадии деструктурирования.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, стадия деструктурирования может осуществляться с помощью механического сдвига и трения волокнистого остатка между ротором и статором, необязательно сопровождаемого обработкой ультразвуком.
Волокнистый остаток может быть обработан биологическим способом. Волокнистый остаток может (i) засеваться дрожжами, предпочтительно дрожжами, выбранными из класса сахаромицетов, или может быть (ii) смешан с достаточным количеством воды для формирования жидкой пасты, которая затем засевается ферментами, предпочтительно ферментами, выбранными из ферментов с пектиназной, целлюлазной, амилазной активностями и их смесей.
Целью этой биологической стадии является частично уменьшить размер волокон, в частности целлюлозы, лигнина и пектина. Например, некоторого разжижения волокнистого остатка и удаления балласта можно добиться путем добавления по меньшей мере одного фермента, выбранного из вышеуказанных ферментов.
К волокнистому остатку также можно добавить по меньшей мере одну добавку природного происхождения, необязательно выбранную из (i) связующих веществ, таких как, например, аравийская и гуаровая камедь, (ii) углеводов растительного происхождения, необязательно выбранных из глюкозы и инвертных Сахаров, (iii) продуктов животного происхождения, необязательно выбранных из деацетилазы хитина и камеди морских растений, такие как альгинаты, каррагинаны и агар-агар, (iv) упрочняющих волокон, таких как, например, волокна соломы зерновых культур, жома сахарного тростника, хлопка, сосны или эвкалипта, (v) ароматизаторов, таких как, например, ментол, лакричник, фруктовые экстракты в целом, (vi) красители, предпочтительно водорастворимый натуральный краситель, например, выбранный из карамели, красной свеклы, антоцианов и медного комплекса хлорофиллина, (vii) отдушек и (viii) различных наполнителей.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, далее включает стадию изготовления волокнистого полотна или формованного изделия из нерастворимых продуктов или волокнистого остатка, принимающего форму кашицы или пасты, как описано выше. Изготовление указанного волокнистого полотна можно осуществить, используя способ изготовления бумаги, а формование указанного волокнистого изделия можно осуществить путем экструзии, тем самым делая возможным получение более или менее разуплотненного твердого изделия. Во время стадии формования формуемые изделия могут принимать форму листов, палочек, гранул, волокон, сплошных или пустотелых, или тонких пластинок.
Наконец, способ включает стадию введения (также именуемую стадией импрегнирования) (i) указанного щелока растворимых веществ, необязательно очищенного, или (ii) по меньшей мере указанного выделенного растворимого вещества, необязательно концентрированного, или (iii) по меньшей мере одного щелока растительного происхождения, или (iv) растительного продукта экстракции и/или прессования, в волокнистое полотно или напрямую в волокнистый остаток, полученный в результате стадии разделения, или даже в кашицу или пасту, полученную в результате стадии деструктурирования, и/или включает стадию импрегнирования формованных изделий.
Во время стадии импрегнирования е) волокнистого остатка, последний может быть также импрегнирован (i) по меньшей мере одним красителем, предпочтительно по меньшей мере одним водорастворимым натуральным красителем, выбранным из карамели, красной свеклы, антоцианов и медного комплекса хлорофиллина, и/или (ii) по меньшей мере одним водорастворимым пищевым волокном растительного или животного происхождения, выбранным из каррагинанов, альгинатов, пектинов, крахмалов и ксантанов, казеинов и желатинов, предпочтительно водорастворимым пищевым волокном растительного происхождения.
После сушки получают изделия растительного происхождения, содержащие уплотненную твердую структуру растительных волокон, причем указанная структура импрегнирована (i) по меньшей мере одним растительным продуктом экстракции и/или прессования, необязательно концентрированным, очищенным, ароматизированным, окрашенным и/или содержащим отдушки, (ii) по меньшей мере одним водорастворимым или жирорастворимым растительным веществом, выделенным из растительного продукта экстракции и/или прессования, или (iii) по меньшей мере одной композицией, содержащей по меньшей мере одно водорастворимое или жирорастворимое вещество из растительного продукта экстракции и/или прессования, необязательно концентрированной, очищенной, ароматизированной, окрашенной и/или содержащей отдушки. Продукт экстракции и/или прессования растительного происхождения может быть выбран из продуктов экстракции и/или прессования из корней, семян, стеблей, листьев, цветков, фруктов или их смесей.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, который касается фигуры 1, способ предусматривает разделение, с одной стороны, растворимых веществ или компонентов, формирующих растительный продукт экстракции и/или прессования (3а), и, с другой стороны, нерастворимых веществ, т.е. волокнистого остатка (2а) растения в качестве исходного материала. Для этого растение в сухом, свежем или замороженном виде может быть измельчено и/или разрезано во время стадии измельчения/резки (8).
Затем осуществляется стадия прессования (9) или экстракции (10) с использованием растворителя (5), предпочтительно воды, чистого этилового спирта или водно-спиртовой смеси, или любого другого подходящего растворителя, чистого или в смеси, либо холодного, либо при комнатной температуре, либо при температуре выше чем точка кипения используемого растворителя(ей), необязательно с предварительной мацерацией растения, которое необязательно может быть предварительно измельчено.
Согласно одному варианту осуществления способа, проведению экстракции (10) помогают при помощи обработки микроволнами и импульсным вакуумом (способ описан в документе ЕР 0,698,076, название изобретения "Method and plant for solvent-free microwave extraction of natural products," способ известен под названием «VMHD»). В этом случае, полученный растительный продукт экстракции и/или прессования, т.е. вода, входящая в состав растения, дополненная эфирными маслами, напрямую повторно направляется в волокнистый остаток. При использовании этого быстрого и низкотемпературного способа экстракции наблюдается отсутствие разрушения полученных эфирных масел и другой цветочной воды, что после импрегнирования приводит к повышенной натуральности, в частности обонятельной, импрегнированных изделий, соответствующих настоящему изобретению.
Разделение (11) растворимых веществ, образующих растительных продукт экстракции и/или прессования (3а), и нерастворимых веществ, образующих волокнистый остаток, традиционно выполняют путем фильтрации через фильтрующую среду, такую как сетка, решетка, или путем центрифугирования.
Согласно одному варианту осуществления способа, растение в свежем или оттаявшем виде и с высоким содержанием воды (мас. % воды больше чем 50% в пересчете на полный вес растения) может быть обработано напрямую путем прессования (9), получая растительный продукт экстракции и/или прессования (3а), с одной стороны, и нерастворимые вещества или волокнистый остаток (2а), с другой стороны.
Растительный продукт экстракции и/или прессования (3а) представляет собой раствор, который может концентрироваться во время стадии концентрирования (15) путем частично выпаривания растворителя в условиях комбинирования вакуума с температурой или путем фильтрации на селективной мембране (способ обратного осмоса или ультрафильтрации) (15).
В случае необходимости растительный продукт экстракции и/или прессования (3а) может быть очищен в ходе стадии очистки (16) путем пропускания через колонку, наполненную абсорбентом или смолой, или может быть очищен путем селективной экстракции растворителем, несмешиваемым с растительным продуктом экстракции и/или прессования в растворе.
На этой стадии избыточное содержание минерального вещества в определенных растениях (диоксид кремния, калий, кальций, и т.д.) также можно снизить путем самопроизвольных или индуцированных декантации и осаждения.
Растительный продукт экстракции и/или прессования (3а) также может быть обогащен по меньшей мере одной добавкой (7), выбранной из (i) ароматизаторов, таких как ментол, лакричник, фруктовые экстракты в целом, и (iv) красителей. В таком случае получают улучшенный растительный продукт экстракции и/или прессования (3b).
Для обработки волокнистого остатка (2а) используют механический способ энергичного смешивания или способ растирания и простого механического расслаивания во время стадии измельчения (19), чему можно поспособствовать, например, путем обработки ультразвуком, и указанный остаток, таким образом, превращается в негомогенную водную кашицу, содержащую полностью или частично разрушенные волокна.
Согласно одному варианту осуществления способа, волокнистый остаток обрабатывается биологическим способом в ходе стадии обработки ферментами (12), описанной выше.
В результате стадии измельчения (19) или стадии измельчения с последующей стадией обработки ферментами (12) получается паста, представляющая собой гомогенную смесь, или кашица, представляющая собой негомогенную смесь вследствие грубого и неполного измельчения.
Кашица или паста могут быть обогащены по меньшей мере одной добавкой (7), выбранной из (i) упрочняющих волокон, таких как, например, волокна соломы зерновых культур, хлопка или эвкалипта, (ii) увлажнителей, таких как, например, глюкоза и инвертные сахара, (iii) ароматизаторов, таких как, например, ментол, лакричник, фруктовые экстракты в целом, (iv) красителей и (v) различных наполнителей.
Кашица или паста волокнистого остатка затем может быть превращена, используя традиционные техники изготовления бумаги согласно способу изготовления бумаги (13), непрерывно или периодически, в изделие (2b), например волокнистое полотно, также именуемое бумажным полотном, или может быть экструдирована в ходе стадии экструзии (14).
В особенно простом способе паста или кашица наносится на бесконечную металлическую ленту и сушится на воздухе, тем самым формируя лист бумаги. Однако, известны многие другие способы производства листов бумаги, например способы, использующие образование слоев или прессование.
Улучшенный растительный продукт экстракции и/или прессования (3b), который необязательно может быть концентрированным, очищенным, ароматизированным и/или окрашенным, вводится в волокнистый остаток путем распыления или любым другим способом импрегнирования (18).
Согласно одному варианту осуществления способа, растительный продукт экстракции и/или прессования, необязательно концентрированный, очищенный, ароматизированный и/или окрашенный, смешивается с пастой или кашицей до начала процесса изготовления бумаги или экструзии (14), формирующей изделие (2b), например волокнистое полотно.
Согласно другому варианту осуществления способа, формование изделия, соответствующего настоящему изобретению, например палочки или гранулы, осуществляется, используя способ экструзии. Импрегнирование улучшенным растительным продуктом экстракции и/или прессования (3b) в таком случае осуществляют одновременно с формированием изделия в экструдере (14) или после этого.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, который касается фигуры 2, способ, соответствующий изобретению, включает стадию экстракции (10) и/или прессования (9) с последующей стадией отделения (11) нерастворимых продуктов или волокнистого остатка (O1) растения (В1) или части растения от растворимых веществ или клеточного продукта экстракции и/или прессования (Э1).
До стадий экстракции (10) и/или прессования (9) может проводиться необязательная стадия измельчения/резки (8). Целью этой стадии является измельчить растение или часть растения и, следовательно, разрушить стенки растительных клеток.
Экстракцию и/или прессование можно осуществить по меньшей мере на одной части растения, которая может быть свежей, замороженной или высушенной, выбранной из корней, коры, семян, стебля, листьев, цветков и фруктов.
Экстракцию (10) можно осуществить путем прессования (9) и/или путем экстракции (10) растительного вещества, в частности из растений, по меньшей мере одним растворителем (5) при комнатной температуре и атмосферном давлении, причем указанный растворитель можно выбрать из воды, этанола, гексана, ацетона и фторуглеводородов. Могут использоваться другие способы экстракции с участием по меньшей мере одного растворителя, такого как, например, R134a или диоксид углерода, и при разных температурах, разных давлениях и в разных состояниях (жидкость или газ). Например, можно использовать растворитель, выбранный, например, из вышеуказанных растворителей или, если это уместно, диоксида углерода:
- В жидком состоянии (летучие или нелетучие растворители при температуре окружающей среды),
- В субкритическом состоянии (вода при температуре выше 100°С и давлении выше 1 бар), или
2
- В сверхкритическом состоянии (СО при температуре выше 31°С и давлении выше 73 бар).
Массовое соотношение растворитель/растение обычно составляет от 1 до 10.
Указанную стадию разделения можно осуществить отделением жидкой фазы от твердой фазы путем фильтрации, с или без применения давления, путем центрифугирования или любыми другими способами, обычно используемыми в лаборатории.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, экстракция в системе твердое вещество-жидкость осуществляется с использованием растворителя, с которым контактируют растение или по меньшей мере часть растения, необязательно заранее разрезанные и/или измельченные, затем полученная жидкая фаза отделяется от твердой фазы, состоящей из растения, путем фильтрации с или без применения давления или путем центрифугирования в ходе стадии разделения.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, экстракцию в системе твердое вещество-жидкость проводят путем гидродистилляции растения или по меньшей мере части растения, необязательно разрезанных и/или измельченных, водой в качестве растворителя, затем полученные органическую и водную фазы разделяют.
Эти способы экстракции могут совмещаться с или принимать форму экстракции, использующей микроволны, например способа гидродистилляции в вакууме при облучении микроволнами (VMHD), процесса с использованием микроволн (MAP) и способа экстракции растворителем с использованием микроволн (MASE), или экстракции, использующей ультразвук, как, например, обработка ультразвуком.
Эти способы экстракции могут быть непрерывными или периодическими.
Способы и, если это уместно, растворитель(и) могут выбираться таким образом, чтобы отвечать требованиям регламента для органических продуктов и защиты окружающей среды.
После отделения растворимых веществ от волокнистого остатка способ, соответствующий настоящему изобретению, необязательно может включать стадию концентрирования (15) растворимых веществ или растительного продукта экстракции и/или прессования в щелоке, и/или стадию выделения по меньшей мере одного растворимого вещества из продукта экстракции и/или прессования или указанного щелока, или стадию очистки (16) или стадию удаления любых примесей, которые могут присутствовать, с целью получения очищенного продукта экстракции и/или прессования, очищенного щелока или по меньшей мере одного выделенного, очищенного растворимого вещества. Стадии концентрирования, выделения и очистки осуществляются с помощью методик, обычно используемых в лаборатории.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, также включает стадию деструктурирования (19) нерастворимых продуктов или твердого волокнистого остатка (O1) посредством способа, который может быть механическим, химическим и/или биологическим, при этом предпочтительно используется механический способ в сочетании с биологическим способом.
Для обработки волокнистого остатка можно использовать механический способ энергичного смешивания или способ растирания и простого механического расслаивания во время стадии измельчения, чему можно поспособствовать, например, путем обработки ультразвуком. Волокнистый остаток, таким образом, может быть превращен в кашицу, т.е. негомогенную жидкую смесь, предпочтительно водную, содержащую полностью или частично разрушенные волокна, или в пасту, т.е. гомогенную жидкую смесь, предпочтительно водную, причем консистенция смеси зависит от интенсивности и длительности указанной стадии деструктурирования.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, стадия деструктурирования может осуществляться путем механического сдвига или трения волокнистого остатка между ротором и статором, необязательно сопровождаемого обработкой ультразвуком.
Волокнистый остаток может быть обработан биологическим способом. Волокнистый остаток может (i) засеваться дрожжами, предпочтительно дрожжами, выбранными из класса сахаромицетов, или может быть (ii) смешан с достаточным количеством воды для формирования жидкой пасты, которая затем засевается ферментами, предпочтительно ферментами, выбранными из ферментов с пектиназной, целлюлазной, амилазной активностями и их смесей. Это называется стадией обработки ферментами (12).
Целью биологической стадии является частично уменьшить размер волокон, в частности целлюлозы, лигнина и пектина.
По меньшей мере одну добавку (7) можно добавить к растительному продукту экстракции и/или прессования (Э1), который необязательно может быть концентрированным или даже очищенным. Указанная добавка может быть выбрана из (i) ароматизаторов, таких как, например, ментол, лакричник, фруктовые экстракты в целом, (ii) отдушек и (iii) красителей, таких как, например, карамель, красная свекла, антоцианы и медный комплекс хлорофиллина, и/или по меньшей мере одна добавка (7) природного происхождения может быть добавлена к кашице или пасте волокнистого остатка, при этом добавка необязательно выбирается из (i) связующих веществ, таких как, например, аравийская и гуаровая камедь, (ii) углеводов растительного происхождения, необязательно выбранных из глюкозы и инвертных сахаров, (iii) продуктов животного происхождения, необязательно выбранных деацетилазы хитина и камеди морских растений, такие как альгинаты, каррагинаны и агар-агар, (iv) упрочняющих волокон, таких как, например, волокна соломы зерновых культур, жома сахарного тростника, хлопка, сосны или эвкалипта, (v) ароматизаторов, таких как, например, ментол, лакричник, фруктовые экстракты в целом, (vi) красители, предпочтительно водорастворимый натуральный краситель, например, выбранный из карамели, красной свеклы, антоцианов и медного комплекса хлорофиллина, (vii) отдушек и (viii) различных наполнителей.
Далее способ включает стадию введения, также именуемую стадией импрегнирования (18), (i) указанного щелока необязательно очищенных растворимых веществ, или (ii) по меньшей мере указанного выделенного растворимого вещества, необязательно концентрированного, или (iii) по меньшей мере одного щелока растительного происхождения, или (iv) растительного продукта экстракции и/или прессования, в кашицу или пасту, полученную в результате стадии деструктурирования.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, далее включает стадию изготовления волокнистого волокна или процесс изготовления бумаги (13), что приводит к формированию импрегнированного волокнистого изделия, в частности волокнистого листа.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, который касается фигуры 3, способ согласно изобретению включает стадию экстракции растворимых веществ или растительного продукта экстракции и/или прессования (Э1) из растения (В1) путем гидродистилляции водой в качестве растворителя с последующей стадией декантации (24) водной и органической фаз, полученных в результате стадии гидродистилляции, причем органическая фаза содержит эфирные масла (26) указанного растения (Э1), а водная фаза содержит цветочную воду (25) указанного растения (В1).
Таким образом достигается отделение нерастворимых продуктов или волокнистого остатка (O1) растения (В1) или части растения от растворимых веществ, т.е. цветочной воды (25) и эфирных масел (26).
До стадии гидродистилляции (10) можно провести необязательную стадию измельчения/резки (8). Целью этой стадии является измельчить растение или часть растения и, следовательно, разрушить стенки растительных клеток.
Гидродистилляцию можно применить к по меньшей мере части растения, свежей, замороженной или высушенной, выбранной из корней, коры, семян, стеблей, листьев, цветков и фруктов.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, также включает стадию деструктурирования нерастворимых продуктов или твердого волокнистого остатка (O1) посредством способа, который может быть механическим, химическим и/или биологическим, предпочтительно используется механический способ в сочетании с биологическим способом.
Для обработки волокнистого остатка можно использовать механический способ энергичного смешивания или способ растирания и простого механического расслаивания во время стадии измельчения (19), чему можно поспособствовать, например, путем обработки ультразвуком. Волокнистый остаток, таким образом, может быть превращен в кашицу, т.е. негомогенную жидкую смесь, предпочтительно водную, содержащую полностью или частично разрушенные волокна, или в пасту, т.е. гомогенную жидкую смесь, предпочтительно водную, причем консистенция смеси зависит от интенсивности и длительности указанной стадии деструктурирования.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, стадия деструктурирования может осуществляться путем механического сдвига или трения волокнистого остатка между ротором и статором, необязательно сопровождаемого обработкой ультразвуком.
Волокнистый остаток может быть обработан биологическим способом. Волокнистый остаток может (i) засеваться дрожжами, предпочтительно дрожжами, выбранными из класса сахаромицетов, или может быть (ii) смешан с достаточным количеством воды для формирования жидкой пасты, которая затем засевается ферментами, предпочтительно ферментами, выбранными из ферментов с пектиназной, целлюлазной, амилазной активностями и их смесей.
Целью биологической стадии является частично уменьшить размер волокон, в частности целлюлозы, лигнина и пектина. Например, некоторого разжижения волокнистого остатка и удаления балласта можно добиться путем добавления по меньшей мере одного фермента, выбранного из вышеуказанных ферментов.
В результате стадии измельчения (19) или стадии измельчения с последующей стадией ферментации (12) получается паста, представляющая собой гомогенную смесь, или кашица, представляющая собой негомогенную смесь вследствие грубого и неполного измельчения.
Кашицу или пасту затем импрегнируют в ходе стадии импрегнирования (18) цветочной водой (25). Они также необязательно могут быть подвергнуты обогащению по меньшей мере одной добавкой, выбранной из (i) упрочняющих волокон, таких как, например, волокна соломы зерновых культур, хлопка или эвкалипта, (ii) увлажнителей, таких как, например, глюкоза и инвертные сахара, (iii) ароматизаторов, таких как, например, ментол, лакричник, фруктовые экстракты в целом, (iv) красителей и (v) различных наполнителей.
Кашица или паста волокнистого остатка может быть затем превращена, используя традиционные техники изготовления бумаги согласно способу изготовления бумаги (13), непрерывно или периодически, в изделие (2b), например волокнистое полотно, также именуемое бумажным полотном.
В особенно простом способе паста или кашица наносится на бесконечную металлическую ленту и сушится на воздухе, тем самым формируя лист бумаги. Однако известны многие другие способы производства листов бумаги, например способы, использующие образование слоев или прессование.
Наконец, способ включает стадию импрегнирования (18) волокнистого полотна, полученного в результате процесса изготовления бумаги (13) эфирными маслами (26).
В ходе стадии импрегнирования (18) волокнистого остатка волокнистого полотна последний может быть импрегнирован (i) по меньшей мере одним красителем, предпочтительно водорастворимым натуральным красителем, выбранным из карамели, красной свеклы, антоцианов и медного комплекса хлорофиллина и/или (ii) по меньшей мере одним водорастворимым пищевым волокном растительного или животного происхождения, выбранным из каррагинанов, альгинатов, пектинов, крахмалов и ксантанов, казеинов и желатинов, предпочтительно водорастворимым пищевым волокном растительного происхождения.
В результате этого процесса получается импрегнированное волокнистое изделие, в частности импрегнированный лист.
В качестве варианта мокрых способов с экстракцией-повторным включением требуемых веществ, изобретение также относится к воссозданным растительным материалам, полученным сухим способом путем введения в прямой контакт растительных материалов, чистых или в смеси в практически сухой форме с или без связующего агента и/или других добавленных веществ, затем смешанных и подвергнутых тщательному смешиванию при резке и разрушении в присутствии низкого содержания воды (уровень влаги меньше чем приблизительно 30%). Полученный таким образом материал подвергают дальнейшей обработке на аппарате изготовления листового материала (путем прессования или вальцевания) и режущем устройстве, используя сухие методики, с получением воссозданных растительных материалов.
Изделия, соответствующие настоящему изобретению, которые могут быть получены согласно одному из вариантов осуществления способа, описанного выше, могут представлять собой, например, декоративные изделия, такие как, например, изделия в форме воссозданных листьев растений, цветков и т.д., или они могут представлять собой изделия, такие как листы бумаги различной толщины, волокна, гранулы, тонкие пластинки или трубки. Эти изделия необязательно могут измельчаться, делая возможным получение частиц порошка деструктурированных и импрегнированных растений.
Предпочтительно, порошок предназначен для включения в фармацевтические композиции, косметические композиции, пищевые композиции и/или диетические композиции.
Способ может применяться к растениям в смеси, делая возможным поиск принципиально нового синергизма, который уже наблюдался в китайской медицине и аюрведической медицине.
Изделия, которые могут быть получены по способу, соответствующему настоящему изобретению, имеют следующие преимущества:
- Они могут использоваться напрямую, например для получения травяного чая или настоек, которые могут иметь медицинские, косметические, диетические и/или питательные свойства,
- В тонко измельченном состоянии они могут быть введены (i) в галеновые формы, такие как, например, капсулы, или (ii) во многие композиции для поверхностного или перорального применения (например, в сиропы, жевательные резинки, гели, лосьоны, кремы, эмульсии), причем указанные композиции могут быть предназначены для применения в пищевых, диетических, медицинских, питательных или косметических целях.
Изделия, соответствующие настоящему изобретению, также имеют преимущество перед традиционно используемыми продуктами, заключающееся в том, что они являются высококачественными, поскольку растворимые вещества, которые могут быть частично разрушенными или полностью модифицированными за счет процессов измельчения и изготовления бумаги, являются временно отделенными от волокнистой фракции, подвергаемой обработкам. Особенно благодаря этой операции органолептические свойства растений отлично сохраняются.
Они могут быть дозируемыми в качестве активных ингредиентов в ходе введения щелока или растительного продукта экстракции и/или прессования в бумажное волокнистое полотно и они могут быть лишены нежелательных примесей (например пестицидов, токсичных веществ и других аллергенов), которые можно удалить во время осуществления способа.
Растительное сырье, используемое для изготовления изделий, соответствующих настоящему изобретению, может состоять из целых растений или частей растений, в частности стеблей, коры, семян и растительных отходов (пыль, жилки и мусор). Растительный материал может быть сухим, влажным, свежим, ферментированным или высушенным в сушильном шкафу.
Изделия, соответствующие настоящему изобретению, имеют гомогенную структуру (никаких жилок) и могут иметь плоскую и постоянную поверхность с хорошим визуальным эффектом.
Активные ингредиенты легко извлекаются человеческим организмом из изделий, соответствующих настоящему изобретению, при проглатывании или контакте с кожей или волосами, поскольку элементы, которые могут препятствовать простому извлечению (волокна, мембраны, танины и т.д.)
были удалены или модифицированы. Такой же результат наблюдается во время применения изделий, соответствующих настоящему изобретению, в травяном чае. Таким образом, продукты, соответствующие настоящему изобретению, при измельчении в порошок принципиально отличаются от доступных в продаже порошков, полученных только путем измельчения растений или частей растений (криоизмельчение, микронизация и т.д.) без деструктурирующей обработки балласта, окружающего требуемые активные вещества.
Контролируемое содержание воды в готовом продукте и способе, соответствующем настоящему изобретению, гарантирует лучшее бактериологическое качество, чем растения, травяные чаи и порошки, которые традиционно используются без физической или химической очистки.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, позволяет получать листы бумаги различной толщины, которые могут быть разрезаны вырубными пуансонами различных форм и также могут принимать трехмерную форму с помощью литья или экструзии, необязательно создавая возможность для получения изделий с декоративными формами, имеющих плотность и проницаемость, которые точно определены и адаптированы к их целевому использованию.
Способ, соответствующий настоящему изобретению, можно осуществить без добавления любого другого вещества помимо растений или частей растений и воды (органический и на 100% натуральный способ), в тоже время, если это оправдано, способ позволяет проводить гомогенное добавление веществ в готовый продукт, например ароматизаторов, красителей, других активных ингредиентов (антиоксидантов, витаминов и т.д.), связующих веществ и, при необходимости, упрочняющих волокон (волокна соломы зерновых культур, жома сахарного тростника, льна или хлопка и т.д.).
Другие преимущества могут также открыться специалисту в данной области техники при изучении представленных ниже примеров, которые проиллюстрированы на прилагаемых фигурах, приведенных в качестве иллюстрации.
Примеры
Пример 1: (см. Фигуру 2)
Способ включает грубое сдвиговое измельчение цветов (цветков, стеблей и листьев) свежей мяты (Mentha х piperita) и экстракции активных ингредиентов водой (соотношение измельченное растение/вода составляет 1/5, при поддержании температуры 60-70°С в течение 15 мин при перемешивании), последующего отделения растворимого продукта экстракции и/или прессования от нерастворимых частей путем механического прессования. Процедура повторяется дважды.
Первый продукт экстракции и/или прессования делают в 2 раза более концентрированным путем выпаривания и волокнистую фракцию измельчают в присутствии воды (дисперсия/гомогенизация ротор/статор с помощью аппарата Ultra-Turrax IKA), пока не образуется паста.
Получают 10%-ый жидкий раствор ментола и поддерживают его при 40°С.
1% продуктов и весь концентрат затем смешивают с деструктурированными нерастворимыми компонентами мяты отдельно или в смеси с тонко измельченными чайными листьями (Camelia sinensis) и/или листьями и стеблями Stevia rebaudiana и формируют воссозданный лист методом литья или экструзии указанной смеси. Затем лист можно высушить и разрезать. Разрезанный лист применяется либо как таковой для традиционного настаивания, либо в чайных пакетиках в измельченном состоянии. Содержание ментола в продукте является очень высоким. В одно варианте осуществления способа эфирные масла мяты заменяются на раствор ментола.
Пример 2: (см. фигуру 3)
Способ включает гидродистилляцию при атмосферном давлении 100 г сухих цветущих верхушек розмарина (Rosmarinus officinalis) (смесь жестких листьев, волокнистых стеблей, веток и цветков) 2 литрами пара. Затем, после конденсации пара и охлаждения, способ включает отделение верхней фазы, т.е. приблизительно 0,5 мл эфирного масла, от нижней фазы (белая вода в количестве приблизительно 1,5 л).
Эфирное масло представляет собой очень текучую жидкость от бесцветного до светло-желтого цвета. Известно, что в нем содержится борнеол, цинеол, камфен, пинен и хлорогеновая кислота. Розмариновая кислота, которая является мощным антиоксидантом, распределена между водной фазой, эфирным маслом и твердым остатком. Цветочную воду или белую воду концентрируют в 5 раз в вакууме при температуре, не превышающей 60°С, и затем к концентрату добавляют нерастворимый остаток от дистилляции розмарина.
Смесь интенсивно перемешивают (Ultra Turrax IKA), пока не образуется паста, в которую засевается ферментный коктейль (Peclyve CP и ЕР компании Lyven в смеси 50/50) в концентрации 1 мас. % в течение 3 часов при 45°С. Кашица затем заливается в форму и прессуется. После сушки горячим воздухом полученная пленка импрегнируется эфирным маслом в спиртовом растворе путем распыления.