Статьи

Экстракция флавоноидов из растительного сырья

Экстракция флавоноидов - это их извлечение из растительного сырья традиционными и другими методами с целью получения специального экстракта, комплекса флавоноидов. 

Традиционные методы экстракции флавоноидов чаще используются при экстракции спиртом, экстракции щелочной водой или щелочными водно-спиртовыми смесями, экстракции горячей водой.

Добыча и разделение сырого продукта в основном основаны на его полярности, кислотности, размере молекул или особой структуре.

Все традиционные методы экстракции имеют очевидный выброс загрязняющих веществ и потерю эффективных целевых компонентов сырья. У них много недостатков, низкая эффективность извлечения и высокая стоимость.

СО2-экстракция флавоноидов

Сверхкритическая СО2-экстракция для флавоноидов по сравнению с традиционными методами  имеет более короткий процесс и всего по одной стадии экстракции и разделения. Технология СО2-экстракции проста, выход и содержание флавоноидов высоки, время работы значительно сокращено по сравнению с традиционными методами. Производство экстракта флавоноидов способом сверхкритической СО2-экстракции по отношению к активным компонентам экстракта проходит очень мягко, а в готовых экстрактах флавоноидов активные ингредиенты защищены от изменения. Целевой продукт при этом не содержит остатков органических растворителей и имеет экологически чистые характеристики.

Очистка фосфолипидов методом сверхкритической СО2-экстракции

Фосфолипиды повсеместно присутствуют в клетках животных и растений и являются важным компонентом клеточных мембран, нервных клеток и клеток головного мозга.

Это также одна из основных субстанций жизни. Фосфолипиды содержат ненасыщенные жирные кислоты, обладающие чрезвычайно высокими лечебными свойствами.

В то же время, благодаря отличным эмульгирующим свойствам, фосфолипиды яичного желтка и сои широко используются в химической, легкой и пищевой промышленности.

Фосфолипиды яичного желтка (лецитин)

Традиционные методы извлечения (технология производства) лецетина включают метод экстракции органическим растворителем и метод высокотемпературной водной мацерации.

Метод экстракции лецитина органическим растворителем  - он не только привнесет трудноудаляемые органические растворители в лецитин и белок, но и вызовет загрязнение окружающей среды.

Оборудование для экстракции лецитина (фосфолипидов)

Лецитин состоит из глицерина, жирных кислот, фосфорилхолиновой группы, поэтому он обычно нерастворим в сверхкритическом углекислом газе. Можно воспользоваться этой особенностью сверхкритического СО2 для экстракции лецитина. Нецелевым продуктом в порошке яичного желтка является масло яичного желтка. С его удаления и начинайте процесс экстракции, а затем используйте определенную долю сорастворителя для извлечения лецитина из обезжиренного рафината.

Таким образом, можно получить 3 невероятно ценных товарных продукта, используя комплект оборудования: яичное масло, яичный протеин и лецитин.

Наши установки сверхкритической СО2-экстракции с возможностью добавления сорастворителя помогут вам в извлечении яичного масла. 

Экстракция жирных кислот из рыбьего жира

Открытие медицинских свойств высоконенасыщенных жирных кислот (докозогексаеновой и эйкозопентаеновой) вызвало ажиотаж в конце 1980-х - начале 1990-х годов. Жители Японии принимают эти замечательные природные вещества при сниженном уровне липидов в крови, предотвращения тромбообразования, защиты кровеносных сосудов и усиления кровотока, также они их рассматривают как новое поколение средств для лечения и профилактики сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний.

В основном эти вещества присутствуют в морских животных и морском фитопланктоне. В настоящее время единственным коммерческим источником является морская рыба и ее жиры. Благодаря особенностям молекулярной структуры высоконенасыщенных жирных кислот, они легко окисляются и легко повреждаются светом и теплом. Традиционными методами разделения трудно решить проблему извлечения.

Способы извлечения высоконенасыщенных жирных кислот

С использованием сверхкритической СО2-экстракции для извлечения докозогексаеновой и экйкозопентаеновой кислот был достигнут хороший прогресс. Рыбий жир в основном находится в форме триглицеридов, которые связаны с молекулой глицерина вместе с другими жирными кислотами.

Из-за малой растворимости рыбьего жира их труднее диссоциировать из молекулы глицерина с разделением, и могут быть извлечены только пигментные и ароматные вещества из рыбьего жира, такие как альдегиды, кетоны, жирные кислоты и некоторые из них в свободном виде, поэтому прямая СО2-экстракция рыбьего жира действительно работает только как рафинирование. Конечно, этот метод прост, недорог и сохраняет исходное химическое состояние рыбьего жира, что может быть более подходящим для усвоения человеком.

Сейчас все больше и больше людей склоняются к приему этого рыбьего жира и продуктов его переработки для получения высоких концентраций.

Прежде всего, необходимо решить две проблемы. Первая — обработать рыбий жир перед экстракцией, чтобы превратить глицериды в жиры. На помощь приходит метиловая или этиловая кислота. Цель состоит в том, чтобы отделить от триглицерида свободные жирные кислоты. Во-вторых, пропустить через полученный продукт сверхкритический СО2 и отделить другие насыщенные или ненасыщенные жирные кислоты с низкой молекулярной массой с целью  удаления нежелательных продуктов и достичь цели концентрации. Чтобы реализовать эту идею, технология сверхкритической экстракции обычно сочетается с другими технологиями разделения. 

Экстракция растительных масел

Семена растений богаты маслами. Традиционными методами извлечения масел являются методы прессования или экстракции растворителем. При прессовании, к сожалению, низкий выход масла. При экстракции органическим растворителем выход масла значительно повышается, но продукт загрязняется остатками растворителя. Кроме того, эти два метода не могут эффективно проводить селективную экстракцию компонентов материала.

Сверхкритическая углекислотная экстракция

Применение сверхкритической углекислотной (СО2) экстракции растительных масел является в настоящее время относительно обширным и зрелым. Многочисленные исследования и практика СО2-извлечения показали, что сверхкритический экстракт масла имеет высокий выход низкое содержание примесей, светлый цвет и может сохранять последующую декомпрессию.

По сравнению с традиционным методом экстракции остаток после углекислотной экстракции масла остается таким же, как и был, но только практически обезжирен, что  очень удобно для получения белковой муки, концентратов и изолятов протеина.  Такой продукт все чаще применяется в различных пищевых продуктах для повышения их питательности, улучшения реологии и так далее. Таким образом, сверхкритическая флюидная экстракция не зря широко используется при разработке медицинских масел с высокой добавленной стоимостью, таких как масло из рисовых отрубей, зародышей пшеницы, облепихового масла, масло виноградных косточек и других полезных продуктов с высокой биологической ценностью.

Экстракция эфирного масла хмеля обыкновенного

Хмель пивоваренный представляет собой шишки, которые образуются между листьями и ветвями женского хмеля по мере его созревания.

Части хмеля, полезные для производства алкогольных напитков — это летучие масла и лимидон в мягкой смоле. Летучие масла придают пиву неповторимую особенность. Некоторые ароматные вещества и рилоксазон являются важными веществами, обуславливающим горечь пива. Раньше хмель использовался для прямого пивоварения. Прямое использование шишек хмеля связано с тем, что можно использовать только 25% лимонена в хмеле. Лишь спустя время эффективность использования этих веществ была улучшена с применением органических растворителей, таких как дихлорметан или муравьиная кислота. В свою очередь, метод экстракции может увеличить коэффициент использования до 60-80%, но экстракты, полученные с помощью органических растворителей нуждаются в дальнейшей очистке. При использовании технологии сверхкритической углекислотной экстракции, полнота экстракции рудидимона может достигать более 95%, что позволяет получать безопасные высококачественные продукты.

Практика показала, что при использовании сверхкритического экстракта пиво по содержанию, цвету и вкусу похоже на пиво, приготовленное из цельного хмеля. Поэтому производство сверхкритического СО2-экстракта хмеля процветает, как бизнес в развитых странах и начинает привлекать внимание предпринимателей на территории постсоветского пространства. 

Сверхкритическая СО2-экстракция

Благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам CO2-эксрагент углекислый газ может использоваться в качестве хорошего растворителя, среды для извлечения веществ, разделения соединений и так далее. Он широко ценится в научных и технических кругах во всем мире и играет важную роль в эффективном разделении химических компонентов веществ. Он хорошо зарекомендовал себя в процессе разделения неполярных и полярных природных соединений.

Извлечение полярных и слабополярных веществ

Полярность сверхкритической системы невелика, при этом селективное извлечение органических веществ (неполярных или слабополярных) очень эффективно.
Технология сверхкритической экстракции часто используется при обработке природных ресурсов животного и растительного происхождения в части извлечения из них биологических активных соединений. Такие соединения, как чистые эфиры, алкалоиды, каротины и алкалоиды, могут извлекаться из-за их низкой полярности. Например, с этой технологией эффективны процессы экстракции веществ из хмеля, обезвоживание пищевых продуктов, удаление жира и масла, извлечение никотина из табака, удаление холестерина из говядины, удаление жира из кожи, удаление других неполярных натуральных веществ, очистка специй, извлечение эфирных масел и пигментов из натуральных материалов, извлечение масла и жира из семян растений, рыбы и так далее.  

Использование технологии экстракции СО2 в разных странах

Такие страны, как Германия, США, Великобритания, Япония и Франция, начали пользоваться технологией сверхкритических флюидов гораздо раньше, чем наш брат. Еще в двадцатом веке было создано промышленное оборудование для сверхкритической экстракции, которое в основном использовалось для производства натуральных эфирно-масличных благовоний. Массовое промышленное применение сверхкритических технологий началось относительно поздно, но все же началось.  Производимые продукты включают облепиховое масло, масло зародышей пшеницы, экстракт хмеля, артемизинин, ароматизаторы и благовония и многие другие полезные продукты.

Производство супов быстрого приготовления

То, что обычные домашние супы существуют уже тысячи лет, не является открытием, но знаете ли вы, что сушеный суп существует уже сотни лет? Многие первые исследователи указали нам, что смесь сушеных продуктов, которые легко регидратировать, будет очень удобна в пути. Первые организованные туристы и путешественники брали с собой сушеный суп, когда пересекали мировые просторы, чтобы добавить в свой рацион столь необходимые питательные вещества. Даже был прецедент, когда в 1930-х годах начал развиваться бизнес по производству сушеных супов, поскольку чрезмерно занятые люди обнаружили удобство простого, быстрого и полезного решения в отличие от часов приготовления, необходимых для варки домашнего супа. В 2005 году Harmony House Foods представила веганские суповые смеси премиум-класса с низким содержанием жира, высокой питательной ценностью и очень удобными в приготовлении. С тех пор популярность сухих супов быстрого приготовления резко возросла. В настоящее время самым технологичным способом производства супов быстрого приготовления является вакуумно-импульсная сушка готовых или полуготовых первых блюд.   

Способ приготовления

Суп с лапшой может стать ужасно скучным на туристической тропе. Вот почему так много современных туристов выбирают сушеный суп, чтобы разнообразить свой рацион. Есть множество отличных вариантов обыкновенных и веганских супов, например, сытное тушеное мясо из говядины, пикантный гороховый суп, борщ, наконец. Сухой суп можно регидратировать кипятком без особых усилий. Те, кому нравится метод приготовления в холодильнике, могут добавить холодной очищенной воды в сухой суп перед дневным походом, и к полудню у них будет готов вкусный, питательный и заряжающий энергией обед. Если вы предпочитаете приготовление на огне, просто вскипятите воду и залейте ей сухой суп. Через 5 минут вы получите теплую, сытную и вкусную еду. 

Сухой суп - это легко и быстро

Какая мама не беспокоится о своем студенте, направляющемся в учебное заведение, и не надеется, что в его рационе будет хорошая еда? Какой студент будет тратить время на приготовление домашней еды? Сухой суп может обеспечить вариант для обоих. Мама может знать, что их ребенок ест овощи, а занятый ученик может быстро перекусить. Сухой суп берет на себя всю работу по приготовлению еды. Вот почему многие пожилые люди открыли для себя, как легко есть вкусную еду, не используя руки для того, чтобы так много резать, или ноги, чтобы так много стоять, нарезая суповые компоненты. Пожилые люди могут положить пакет куриного супа в тарелку, залить кипятком, размешать и уже через 5 минут наслаждаться вкусной и ароматной свежеприготовленной едой без особых усилий. Можно проявлять фантазию и производить суп быстрого приготовления, используя все доступные варианты ингредиентов. 

Виды и принципы работы сушилок

Сушилка - это приспособление или оборудование, предназначенное для обезвоживания различных материалов в домохозяйствах и многих отраслях промышленности. Какие же бывают сушилки?

Существует несколько основных разновидностей (типов) сушилок, отличающихся друг от друга по принципу подвода тепла: конвективная, кондуктивная, инфракрасная, микроволновая, сублимационная.

Отдельной строкой можно выделить сушилки с комбинированным подводом тепла - это трендовые конвективные холодные атмосферные и вакуумные импульсные сушилки. 

Конвективная сушилка

Тепло передается влажному материалу конвекционным образом, обычно с помощью воздуха. Под действием нагрева влага в пищевом сырье испаряется, и  он постепенно обезвоживается и становится сухим. Конвективная сушка имеет низкую стоимость и является наиболее часто используемой технологией сушки в пищевой промышленности. Примеры конвективной сушки: сушка в неподвижном слое, сушка в псевдоожиженном слое, распылительная сушка и так далее.

Кондуктивная сушилка (теплопроводная сушка)

Тепло передается непосредственно через поверхность нагрева, контактирующую с пищевым сырьем. Под действием нагрева влага в материалах испаряется и удаляется из сушилки.

Этот метод сушки требует наличия хорошей контактной поверхности между пищевым материалом и поверхностью нагрева. При этом теплопроводность пищевого сырья также должна быть хорошей, иначе это приведет к перегреву и закоксовыванию контактной поверхности. В некоторых конструкциях кондуктивных сушилок встречается функция самоочищения контактной поверхности, что обычно благоприятно сказывается на процессе сушки и качестве готовых продуктов.

Кондуктивная сушка обычно используется для жидких (густых) пищевых материалов. Иногда для того, чтобы ускорить процесс сушки и уменьшить температура испарения влаги, процесс сушки проводится под вакуумом.

Радиационная (инфракрасная) сушилка

Тепло передается на поверхность пищевого материала лучистым нагревателем в виде электромагнитных волн, а затем через сам материал для испарения внутренней влаги и достижения цели сушки.

Этот метод сушки часто используется для сушильных столов.

Иногда для ускорения процесса сушки и снижения температуры испарения влаги ее часто совмещают с вакуумной технологией.

Радиационная сушка широко используется в пищевой промышленности, помимо обезвоживающего эффекта, она также обладает эффектом стерилизации.

Если сушилка оснащена вакуумной средой, это также снизит скорость окисления во время процесса сушки, который чувствителен к теплу.

Микроволновая сушилка. Диэлектрический нагрев

В высокочастотном электрическом поле молекулы воды в пищевом сырье вращаются и вибрируют с высокой скоростью, а образующееся тепло используется для испарения влаги и достижения цели сушки.

При сушке на микроволновой или радиочастоте влажный материал быстро и равномерно нагревается в высокочастотном электрическом поле.

Диэлектрическая проницаемость материала выше, чем у твердого материала, и когда он высохнет до определенной степени, влажность внутри материала будет больше, чем на поверхности, и энергии, поглощаемой внутри материала, больше, чем на поверхности, что приводит к более высокой температуре внутри материала, чем на поверхности.

Таким образом, градиент температуры согласуется с направлением градиента концентрации диффузии влаги, то есть направления теплопередачи и массообмена согласуются, поэтому время сушки значительно сокращается.  Это самый главный плюс микроволновой сушки. Самый главный минус микроволновой сушки – это неравномерное распределение микроволнового облучения по продукту и связанное с этим нестабильное качество готовой продукции.

Сублимационная сушилка

Процесс сублимационной сушки делится на два этапа: замораживание высушиваемого сырья и сублимационная сушка. Это очень энергозатратный дорогой процесс, и сами сублимационные сушилки очень дорогие в приобретении. Все это не лучшим образом сказывается на популярности сублимационной сушки, даже несмотря на высокое качество получаемых сушеных продуктов.

Комбинированная сушилка

Для усовершенствования и оптимизации процессов с целью сокращения времени и температуры сушки разработаны инновационные холодные атмосферные и вакуумно-импульсные сушилки. 

Технологии холодной атмосферной и вакуумной импульсной сушки – это конкуренты технологии сублимационной сушки. В настоящее время эти технологии являются единственными предпочтительными технологиями для производства сушеных продуктов премиального качества. В отличие от сублимационных сушилок холодные атмосферные и вакуумно-импульсные сушилки известны низким потреблением энергии, быстротой и низкой температурой сушки, меньшей стоимостью, которая в три – пять раз меньше стоимости сублимационных сушилок в пересчете на 1 тонну перерабатываемого сырья.

Сушка пищевых продуктов

Из-за неудобной транспортировки и несовершенства технологий переработки в производственной зоне потери после производства превышают 30%. Это вызывает огромные потери в экономике нашей страны. Развитые страны придают большое значение технологии постпроизводственной обработки, а уровень потерь продукции у них не высокий, а средний. Он регулируется на уровне от 5% до 20% по большей части послеуборочной сушкой несортовых овощей и фруктов, что очень важно для экономики в целом.

Рынок сушеных продуктов

Сушеные овощи, как новый вид пищи, становятся все более популярными во многих странах. В таких странах и регионах, как Китай, Япония сухие закуски стали своего рода едой, которая адаптируется к быстрому и высокочастотному образу жизни современных людей.

Снеки из овощей, ягод, мяса, рыбы, водорослей и фруктов широко используются не только в сфере готовых к употреблению продуктов питания, но и в туризме. Сушеные плоды и ягоды имеют цвет, аромат, вкус и качество свежих, удобны для хранения и транспортировки, имеют длительный срок хранения.

За последние 10 лет спрос на обезвоженные продукты на внутреннем и внешнем рынках увеличивался из года в год, и вслед за этим развивается промышленность по переработке обезвоженных овощей. Например, все более частым направлением применения сушеных овощей становится производство супов быстрого приготовления. Именно под влиянием постоянного и существенного роста этого спроса сушильная отрасль быстро развивалась и продолжает развиваться.

Растущий объем обезвоженных продуктов питания сформировал три основных рынка.

1. Рынок сырья или ингредиентов для пищевой промышленности, таких как пищевые добавки, гарниры в полуфабрикатах;
2. Рынок приправ, таких как, например, луковый порошок, чесночный порошок, порошок чили и так далее;
3. Специальный рынок как альтернатива свежим продуктам, например, геологоразведка, армейская походная подготовка, море. Это относится к снабжению сушеными продуктами пограничных постов, таких как острова и заснеженные горы, а также особых мест, таких как места для зимнего туризма.

Спрос на сублимированные продукты

Доля обезвоживания овощей в развитых странах очень высока.

На международном рынке спрос на сублимированные продукты растет из года в год, потому что сублимированные продукты легкие, имеют высокое качество и легко регидратируются.

Они могут использоваться в качестве продуктов быстрого приготовления, имеют хороший цвет, аромат и вкус, поэтому подходят для особых случаев, таких как альпинизм, парусный спорт, разведка и различные военные конфликты. Сублимированные продукты по-прежнему остаются основным питанием космонавтов в космосе. В начале производства сублимированных продуктов основными продуктами были сублимированный растворимый кофе, сублимированная говядина и так далее.

В дополнение к сублимированным фруктам и овощам, есть также сублимированные ломтики яиц, сублимированные креветки, сублимированные супы, сублимированные морепродукты, сублимированный протеиновый порошок, быстрорастворимый чай, сублимированная лапша, сублимированная каша, сублимированный сыр и так далее. Наша страна богата недорогими источниками энергии, плодородными землями и трудовыми ресурсами, поэтому производство сушеных продуктов имеет большую перспективу.

Технология холодной сушки

До сих пор существует большое противоречие между экономикой сушки и качеством продуктов, таких как продукты сублимационной сушки.

Получение высококачественных обезвоженных продуктов с низким потреблением энергии и низкой себестоимостью сушки является как никогда актуальным направлением в области сельскохозяйственной и пищевой сушки. Флагманом производства сушеных продуктов выского качества является оборудование, работающее по технологии холодной сушки: холодные атмосферные и вакуумно-импульсные сушилки. Технология холодной сушки отлично подходит для сушки овощей, ягод, фруктов, мяса, сыра, грибов, рыбы и прочих морепродуктов, экстрактов, зелени, специй, готовых блюд, меда и других продуктов. Она позволяет получать сушеные продукты премиального качества при рекордно низких положительных температурах сушки и минимальном потреблении энергии.

Холодная сушка против горячей сушки

Сушка относится к процессу, способствующему испарению воды из продукта в естественных или искусственно контролируемых условиях. Обезвоживание в промышленных условиях проводится с целью обеспечения длительной сохранности продукта при минимальных изменениях качества продукта.

Сушка является важным средством сохранения пищевых продуктов, а также важной технологией обработки пищевых продуктов. Разнообразие пищевых продуктов и большая часть пищевой промышленности тесно связана с процессами сушки. Мы уделяем все больше внимания качеству продуктов сушки пищевых продуктов и выдвигаем более высокие требования к качеству пищевых продуктов. 

Процесс сушки оказывает большое влияние на качество сельскохозяйственной и пищевой продукции, а иногда даже играет решающую роль. Хорошо известно, что сушка горячим воздухом, которая до сих пор преобладает, негативно влияет на цвет, витаминный состав, а также на биологическую активность пищевых продуктов.

Степень материального ущерба при горячей такой сушке невероятно высока. Поэтому в настоящее время для получения качественных сушёных продуктов часто требуются современные методы и оборудование для бережной сушки сырья при низких температурах.