Технологии экстракции при производстве экстрактов
Рассмотрим основные методы и технологии, применяемые для извлечения активных компонентов растений и производства натуральных экстрактов, ингредиентов, которые набирают популярность на мировом рынке продуктов питания и напитков в соответствии с растущей тенденцией потребителей к натуральности, благополучию и здоровью.
Постоянное движение потребителей в поисках натуральности, полезности для здоровья и функциональных преимуществ продуктов питания способствовало растущему интересу мировой пищевой промышленности и производству ингредиентов, которые помогают удовлетворить этот рыночный спрос. Эта тенденция придает особое значение растительным экстрактам, сконцентрированным в активных компонентах, которые предлагают эти дополнительные преимущества и представляют собой превосходные альтернативы для повышения ценности продуктов в самых разных категориях и открывают новые возможности для бизнеса.
Сегодня экстракты часто можно найти в самых разнообразных продуктах.
Примеры продуктов с экстрактами:
- газированные напитки на основе фруктовых соков;
- минеральная вода;
- шоколад с эфирными фруктовыми маслами;
- молочные продукты;
- энергетические батончики;
- закуски;
- печенье;
- сладости;
- супы быстрого приготовления;
- мясные продукты;
- косметика;
- БАД;
- другие продукты.
В пищевой промышленности экстракты используются в качестве натуральных ароматизаторов, красителей и антиоксидантов, а также в качестве обогатителей пищевых продуктов натуральными растительными активными веществами, отвечающих требованиям законодательства и повышающих ценность продуктов.
Активные соединения взяты из самых разных частей растения, таких как стебель, листья, семена и плоды.
Сегодня на рынке экстрактов можно увидеть следующие группы экстрактов:
- жидкие (не густые, густые, вязкие) экстракты;
- сухие (порошковые, порошкообразные) экстракты;
- жирные (сверхкритические СО2-экстракты, масляные) экстракты;
- водные экстракты;
- спиртовые экстракты;
- глицериновые экстракты;
- пропиленгликолевые экстракты.
Что такое экстракты?
«Экстракты — это продукты, полученные методом экстракции растворителем из продуктов животного, растительного или микробного происхождения. Они должны содержать определенные фитохимические компоненты, соответствующие натуральному продукту. Они могут быть представлены в виде: жидких экстрактов, полученных без удаления растворителя или его частичного удаления; или сухих экстрактов, полученных с полным удалением растворителя.
Для производства экстрактов в отрасли используется множество технологий и процессов извлечения.
Извлечение растительного экстракта - это наиболее селективное и полное удаление веществ или активных фракций, содержащихся в растении, с использованием технологически подходящей и токсикологически безопасной жидкости или смеси. Наиболее безопасными растворителями при производстве экстрактов считаются вода, этиловый спирт и сверхкритический СО2.
Мацерация
Состоит из простого контакта растительного препарата с жидким растворителем в течение определенного периода времени. Мацерация может быть статической (в покое) или динамической (с движением), с перемешиванием (движением в реакторе) того и другого.
Мацерация показана для производства экстрактов, чувствительных к термическому разложению, когда нужно сохранить органолептические характеристики растения и не истощить экстракцию активных компонентов. Например, экстракт ромашки. Этот метод обычно используется при лабораторном производстве экстрактов.
Настой
К растению добавляется кипяток или другой подходящий жидкий растворитель. Этот метод обычно используется в быту, но не в промышленности. Например, приготовление чая: каркаде и зеленый чай.
Отвар или рефлюкс
В этом методе растворитель кипит в контакте с растением. Применяется для экстракции не термочувствительных активных веществ более жестких частей трав, таких как стебли, корни и семена. Не подходит для производства рыночных экстрактов ввиду тепловой деструкции активных компонентов сырья.
Перколяция
Это процесс, который позволяет довольно эффективно извлекать активные компоненты в динамике. Прохождение растворителя через слой сырья в оборудовании, известном как перколяторы, с контролем расхода, времени и температуры оптимизирует процесс извлечения компонентов лекарственных трав. Процесс перколяции обычно используется для извлечения нетермочувствительных активных веществ. С помощью этого метода во многих случаях можно извлечь около 90% активных веществ, содержащихся в растительном материале. Например, экстракт олеорезинов перца.
Экстракция сверхкритическим CO2
В этом типе экстракции для регулирования экстракции используется сверхкритический флюид CO2 (углекислый газ), также могут использоваться сорастворители, такие как этанол. Используется для получения эфирных масел, жирных экстрактов лекарственных растений.
Микроволновая экстракция.
Это новый метод экстракции, широко используемый учеными, но еще не получивший широкого распространения в отрасли. Использование микроволновой энергии позволяет проводить экстракцию с использованием меньшего количества растворителя. Он используется для извлечения более полярных соединений, таких как масла и жиры.
Экстракция с помощью ультразвука
Еще одна новая технология, которая была отмечена, потому что это метод интенсификации процесса, позволяющий получить высокую скорость экстракции за меньшее время. Известно, что кавитация, создаваемая ультразвуком, вызывает несколько эффектов в растительной матрице, таких как циркуляция жидкости (перемешивание растворителя) в системе и генерация турбулентности, которая может способствовать увеличению массопереноса. Это сокращает время экстракции, позволяя сократить потребление жидкости, в дополнение к экстракции при пониженных температурах, избегая термического повреждения экстракта и сводя к минимуму потери активных веществ. Работает только в лабораторном масштабе, когда размеры излучателя близки к размерам обрабатываемого сосуда. Если объем растворителя больше, то эффект обработки ультразвуком становится не заметен.
Вакуумно-импульсная экстракция
Инновационная технология промышленного производства водных, спиртовых и водно-спиртовых экстрактов, надежно закрепившаяся на предприятиях Алтайского биофармацевтического кластера. Технология позволяет в кратчайшие сроки (10-40 минут) извлекать около 95% всех экстрактивных веществ лекарственных растений с минимальными энергозатратами. Вакуумно-импульсные экстракторы поставляются в составе линии экстракции, концентрирования и сушки, которая позволяет помимо густых экстрактов производить еще и сухие порошковые экстракты.
Сушка экстракта
Сушка экстракта – это процесс удаления из жидкого экстракта экстрагирующего вещества (растворителя) до сухого остатка для превращения готового продукта в порошок, кусочки или хлопья. Процесс сушки экстракта осуществляется на оборудовании, которое называется стол сушильный вакуумно-импульсный.