СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНОГО КРАСИТЕЛЯ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
METHOD OF PRODUCING AQUEOUS COLOURING AGENT FROM PLANT RAW MATERIAL

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности технологии получения натуральных пищевых красителей из растительного сырья, и может быть использовано для получения натурального природного тёмно-коричневого водного красителя, предназначенного для использования в производстве безалкогольных напитков, пивоваренной промышленности при производстве отделочных кондитерских изделий и т.п.
Известен способ получения пищевого красителя, включающий измельчение грецкого или маньчжурского ореха без предварительной обработки до разрушения ореха с последующим экстрагированием растительным маслом (см. патент РФ № 2280660, МПК C09B 61/00, дата публикации 27.07.2006).
Недостатками известного способа являются общая сложность и энергоемкость процесса, а также отсутствие натурального вкуса в готовом продукте из-за осуществления термических операций, влияющих на органолептические характеристики продукта. Кроме того, использование растительного масла в качестве экстрагента ведет к экономической неэффективности использования красителя из-за его высокой себестоимости.
В качестве ближайшего аналога принят способ получения водного красителя из растительного сырья, включающий подготовку отходов переработки орехов и последующее экстрагирование красителя водой при температуре кипения (см. патент РФ № 2159257, МПК C09B 61/00, дата публикации 20.11.2000).
Недостатком ближайшего аналога является сложность и высокая энергоемкость процедуры получения красителя как на этапе измельчения (измельчению подвергается достаточно прочный материал - скорлупа), так и на этапе экстрагирования (большая плотность скорлупы влечет за собой необходимость форсированного воздействия на нее - для обеспечения достаточной степени экстрагирования осуществляют очень тонкое измельчение и увеличивают продолжительность процедуры экстрагирования, вследствие чего скорлупу измельчают до тонкости 50 мкм, экстрагируют кипятком не менее 30 минут и используют менее твердую скорлупу незрелых орехов). Последнее существенно сокращает продолжительность периода заготовки материала. Кроме того, поскольку используются отходы переработки грецкого ореха, реальный регион получения сырья сужается до ареала его произрастания. Кроме того, способ обеспечивает получение красителя черного цвета, практически неприменимого в пищевой промышленности.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является сокращение продолжительности процесса получения красителя и расширение сырьевой базы для его получения.
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в расширении ассортимента сырья, используемого для получения натуральных пищевых красителей, ввод в оборот доступного местного сырья с высокими органолептическими показателями, при этом получаемый краситель обладает целебными свойствами и антиоксидантной активностью, а также консервирующей способностью и позволяет получить различные оттенки коричневого цвета. Кроме того, сокращается продолжительность и энергоемкость процесса получения красителя.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения водного красителя из растительного сырья, включающем подготовку отходов переработки орехов и последующее экстрагирование красителя водой при температуре кипения, в качестве растительного сырья используют околоплодник ореха маньчжурского в потребительской или молочной спелости, подготовка которого включает сушку при 105°С в течение 3 часов или заморозку и измельчение до крупности не более 3 мм, с последующим экстрагированием дистиллированной водой при 100°С и гидромодуле 1:5 в течение 5 минут, охлаждением продукта экстракции до 23°С и отделением красителя в виде фильтрата от экстрактосодержащего материала.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признак «в качестве растительного сырья используют околоплодник ореха маньчжурского в потребительской или молочной спелости» обеспечивает возможность использования ценного сырья, широко распространенного на Дальнем востоке, которое обладает целебными свойствами и антиоксидантной активностью.
При этом данный материал имеет меньшую прочность и плотную структуру, что обеспечивает меньшую степень измельчения и уменьшает продолжительность процедуры экстрагирования. Кроме того, «растягивается» продолжительность периода заготовки материала. Кроме того, показатели антиоксидантной активности в исследованных пробах (мкг аскорбиновой кислоты/мл) составляют по стадиям зрелости: на технической стадии - 149,36; на потребительской стадии - 203,33; на молочной стадии - 1141,18.
Признаки «подготовка [растительного сырья] включает сушку при 105°С в течение 3 часов или заморозку и измельчение до крупности не более 3 мм» позволяют «растянуть» продолжительность периода переработки сырья.
Признаки «с … экстрагированием дистиллированной водой при 100°С и гидромодуле 1:5 в течение 5 минут» обеспечивают эффективное экстрагирование красителя.
Признак «охлаждением продукта экстракции до 23°С и отделением красителя в виде фильтрата от экстрактосодержащего материала» обеспечивает получение готового жидкого красителя.
На рисунке изображена технологическая схема получения красителя.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.
Для реализации способа использовали стандартное оборудование.
Произрастающий на территории Приморского края орех маньчжурский обладает высокими потребительскими свойствами, продукты из его переработки, в частности околоплодника, являются источником натуральных красящих веществ, обладают антиоксидантной активностью, содержат в своем составе природный консервант - юглон.
Исследование полученного водного красителя из околоплодника ореха маньчжурского на этапах молочной, технической и потребительской стадии зрелости на содержание юглона показали, что наибольшее количество юглона содержится в молочной стадии зрелости.
На предварительном этапе собирают орех маньчжурский на потребительской или молочной стадии зрелости и отделяют околоплодник орехов. При этом часть материала используют сразу, а часть заготавливают впрок (используя их сушку или заморозку, с известными режимами реализации этих операций, например сушку осуществляют при температуре 105°С в течение 3 ч). Сушка обеспечивает ломкость сырья при последующем его измельчении.
Далее подготовленное сырье измельчают до крупности 2-3 мм, после чего его подвергают экстрагированию в течение 5 мин дистиллированной водой (должна соответствовать СанПиН 2.14.1074-01), нагретой до температуры 100°С, и при гидромодуле 1:5. Далее экстракт охлаждают до температуры 23°С и подвергают фильтрованию через фильтр с ячеей не более 100 мм.
Фильтрат используют в качестве красителя, а мезга идет в отходы, которые могут быть использована в сельском хозяйстве, как замена опилок или в других целях.
Краситель известным образом разливают в бутылки (1 л - ГОСТ 10117.1-2001) или другую тару.
Продукт может храниться до 30 суток при температуре 4-6°С.
Характеристики полученного красителя приведены в табл. 1 и 2.
Пример №1. Свежий околоплодник ореха маньчжурского молочной стадии зрелости измельчают до крупности 2-3 мм, экстрагирование красящих веществ проводят дистиллированной водой, нагретой до температуры 100°С, и при гидромодуле 1:5 в течение 5 мин, полученный  красящий экстракт охлаждают до температуры 23°С и подвергают фильтрованию через фильтр с ячеей не более 100 мм. Готовый краситель используют в кондитерской промышленности для производства кремов, желе и мармелада. Краситель обладает антиоксидантной активностью, содержит консервант юглон.
Пример №2. Сухой околоплодник ореха маньчжурского молочной стадии зрелости измельчают до крупности 2-3 мм, экстрагирование красящих веществ проводят дистиллированной водой, нагретой до температуры 100°С, и при гидромодуле 1:5 в течение 5 мин, полученный красящий экстракт охлаждают до температуры 23°С и подвергают фильтрованию через фильтр с ячеей не более 100 мм. Готовый краситель используют в кондитерской промышленности для производства кремов, желе и мармелада. Краситель обладает антиоксидантной активностью, содержит консервант юглон.
Пример №3. Замороженный околоплодник ореха маньчжурского молочной стадии зрелости измельчают до крупности 2-3 мм, экстрагирование красящих веществ проводят дистиллированной водой, нагретой до температуры 100°С, и при гидромодуле 1:5 в течение 5 мин, полученный красящий экстракт охлаждают до температуры 23°С и подвергают фильтрованию через фильтр с ячеей не более 100 мм. Готовый краситель используют в кондитерской промышленности для производства кремов, желе и мармелада. Краситель обладает антиоксидантной активностью, содержит консервант юглон.
Пример №4. Свежий околоплодник ореха маньчжурского потребительской стадии зрелости измельчают до крупности 2-3 мм, экстрагирование красящих веществ проводят дистиллированной водой, нагретой до температуры 100°С, и при гидромодуле 1:5 в течение 5 мин, полученный красящий экстракт охлаждают до температуры 23°С и подвергают фильтрованию через фильтр с ячеей не более 100 мм. Готовый краситель используют в кондитерской промышленности для производства кремов.
Пример №5. Сухой околоплодник ореха маньчжурского потребительской стадии зрелости измельчают до крупности 2-3 мм, экстрагирование красящих веществ проводят дистиллированной водой, нагретой до температуры 100°С, и при гидромодуле 1:5 в течение 5 мин, полученный красящий экстракт охлаждают до температуры 23°С и подвергают фильтрованию через фильтр с ячеей не более 100 мм. Готовый краситель используют в безалкогольной промышленности.
Пример №6. Замороженный околоплодник ореха маньчжурского потребительской стадии зрелости измельчают до крупности 2-3 мм, экстрагирование красящих веществ проводят дистиллированной водой, нагретой до температуры 100°С, и при гидромодуле 1:5 в течение 5 мин, полученный красящий экстракт охлаждают до температуры 23°С и подвергают фильтрованию через фильтр с ячеей не более 100 мм. Готовый краситель используют в безалкогольной промышленности, кондитерском производстве, кроме того, он содержит дубильные вещества.
Заявляемое изобретение позволяет расширить ассортимент сырья, используемого для получения натуральных пищевых красителей, ввести в оборот доступное местное сырье с высокими органолептическими показателями, при этом получаемый краситель обладает целебными свойствами и антиоксидантной активностью, а также консервирующей способностью и позволяет получить различные оттенки коричневого цвета.