Тэг: метод

Об экстракции растительного сырья

Экстракция растительного сырья

Экстракция растительного сырья – это извлечение белков, жиров, углеводов и других ценных компонентов (биологически активные вещества, ароматизаторы, красители и т.д.) из всех или отдельных морфологических частей растений с помощью сил давления или растворителя.

Экстракция широко используются в пищевой промышленности для производства соков, вина, сахара и растительного масла. Этот метод также часто применяется при извлечения различных целевых соединений, таких как красители, антиоксиданты, эфирные масла и ароматизаторы, из растительного сырья. Экстракция горячей водой и органическими растворителями — давно зарекомендовавшие себя процессы, обладающие превосходной эффективностью при применении в оптимальных условиях. Эти виды экстракции можно проводить одновременно, но чаще они дополняют друг друга и технологически сочетаются (например, экстракция сахара горячей водой из сахарной свеклы сочетается с последующим прессованием мезги; прессование семян масличных культур сочетается с последующей экстракцией масла растворителем из жмыха; прессование яблок или винограда можно сочетать с последующей экстракцией биологически активных веществ (БАВ) из мезги растворителем). Выход экстрагированных соединений может быть очень высоким в оптимальных условиях. К сожалению, качество растворов и экстрагированных продуктов (например, чистота, мутность, цвет, вкус текстура и питательные вещества) может ухудшиться в ходе обработки сырья, необходимой для увеличения выхода (измельчение, нагревание, добавление химикатов/ферментов). Кроме того, значительное количество отходов часто образуется при очистке экстракционных растворов, когда происходят нежелательные потери растворителей и других добавок.

 

Метод экстракции

В последние десятилетия наблюдается растущий интерес к альтернативным пищевым технологиям, позволяющим нетермическое или мягкое термическое сохранение пищевых продуктов. Несколько новых технологий являются заметными и представляют большой интерес для пищевой промышленности, в частности, импульсные электрические поля, мощный ультразвук, микроволны, импульсный свет, омический нагрев, облучение, радиочастотный нагрев, обработка высоким давлением, электрические разряды высокого напряжения, вакуумно-импульсная экстракция.

Эти виды обработки эффективны для улучшения экстракции растворенных веществ (скорость и полнота извлечения). Например, активное использование ведущими производителями экстрактов технологии вакуумно-импульсной экстракции уже привело к замене процессов экстракции горячей водой или органическими растворителями на холодную или мягкую термическую экстракцию, водную экстракцию или водно-этанольную экстракцию. Более того, альтернативные физические методы оказались менее инвазивными методами обработки растительной пищи, что позволяет избежать многих нежелательных изменений в продуктах, пигментах, витаминах и ароматизаторах, типичных для других методов экстракции, включая термические, химические и ферментативные методы. Все эти новые технологии остаются в значительной степени на исследовательской арене, в то время как другие находятся на грани коммерциализации или в активной фазе применения (например, вакуумно-импульсная экстракция).


Вакуумно-импульсная экстракция

Вакуумно-импульсная экстракция – это передовая технология быстрой и полной жидкостной экстракции, применяемая российскими переработчиками лекарственного сырья и ягод для получения пищевых, косметических и фармацевтических экстрактов.

Вакуумно-импульсная экстракция обычно применяется в процессах водно-спиртового извлечения сухих веществ, в том числе биологически активных, ароматических и красящих веществ, из листьев, цветков, коры, корней, корневищ, луковиц, клубней, клубнелуковиц, плодов, семян, почек лекарственных растений.

Движущей силой вакуумно-импульсного процесса экстракции является резкое изменение давления (импульс) в условиях глубокого вакуума в экстракторе, в котором находится экстрагируемое сырье, погруженное в растворитель.

В настоящее время вакуумно-импульсная экстракции является самой популярной технологией производства густых и сухих экстрактов на предприятиях Алтайского края и Кемеровской области.


Импульсная экстракция с помощью электрического поля

Обработка импульсным электрическим полем — это метод, при котором сырье помещают между двумя электродами в камеру периодической или непрерывной обработки и подвергают воздействию импульсного напряжения (обычно 15–80 кВ/см с несколькими импульсами по 1–5 мс для уничтожения микроорганизмов и 0,1-5 кВ/см с импульсами 50-1000 мс для электропорации растительных клеток и нетермической экстракции из твердых пищевых продуктов). Для генерации таких коротких импульсов используются различные схемы формирования импульсов, основными компонентами которых являются источник питания на выбранном напряжении, одна или несколько конденсаторных батарей, катушки индуктивности и/или резисторы


Экстракция с омическим нагревом

Обработка омическим нагревом представляет собой метод, при котором сырье помещают между двумя электродами в камеру периодической или непрерывной обработки и подвергают воздействию постоянного, переменного или импульсного напряжения (обычно 20–80 В см-1) для нагревания пищевого продукта и убивают любые микроорганизмы. Генераторы омического нагрева, в которых используются электрические поля переменного тока и высокой частоты, позволяют уменьшить электролиз и загрязнение продукта по сравнению с конструкциями постоянного тока.

Основным принципом ОН является рассеивание электрической энергии в виде тепла, что приводит к генерации внутренней энергии.

Обработка OH в настоящее время коммерциализирована для пастеризации и стерилизации пищевых продуктов.


Экстракция с помощью высоковольтных электрических разрядов

Экстракция с помощью высоковольтных электрических разрядов - это метод, при котором твердые частицы помещаются в диэлектрическую жидкость (обычно водопроводную воду) внутри камеры, содержащей высоковольтный игольчатый электрод и заземленный электрод с покрытием, и подвергаются воздействию импульсных ударных волн (обычно 40-60 кВ/см, 2-5 мс) для пробоя жидкости и фрагментации частиц.

Механизмы этого метода очень сложны и еще недостаточно изучены. Явление основано на электрическом пробое воды. В этом явлении участвуют и ускоряют пузырьки воздуха, которые уже присутствуют в воде или образовались в результате локального нагрева.

Эту технологию пробовали использовать для ускорения экстракции растворенных веществ из соевых бобов, картофеля, листьев чая, торфа и укропа, а также из других пищевых материалов.

Применение технологии теоретически может улучшить водную экстракцию масла из семян масличных культур, виноградных выжимок. В настоящее время технология не является коммерчески используемой и находится на этапе изучения.


Ультразвуковая экстракция в пищевой промышленности

В настоящее время хорошо известно, что мощный ультразвук с частотами от 20 кГц до 1 МГц оказывает существенное влияние на скорость различных физических и химических процессов. Очистка и растворение являются его более развитыми приложениями, и существует большое количество ультразвуковых ванн для использования в химических лабораториях. Воздействие ультразвуковых волн на твердые образцы иногда используется для извлечения ароматов из растительного сырья или металлических примесей из почв. Дегазация и отгонка широко используются для анализа вкуса, а также в исследованиях окружающей среды и полимеров. Другие интересные применения ультразвука включают гомогенизацию, эмульгирование, просеивание, фильтрацию и кристаллизацию.

Наиболее интересным эффектом операционных блоков на основе ультразвука является сокращение времени обработки и повышение качества продукции. Все эти эффекты объясняются акустической кавитацией: при облучении жидкости ультразвуком образуются микропузырьки, которые чрезвычайно быстро растут и колеблются и в конечном итоге мощно схлопываются (если акустическое давление достаточно велико). Когда размер этих пузырьков достигает критической точки, они схлопываются во время цикла сжатия и высвобождают большое количество энергии. Температура и давление в момент коллапса оцениваются в 5000 К и 5000 атмосфер. Это создает горячие точки, способные резко ускорить химическую реакцию в среде. Ультразвуковая экстракция оправдывает себя при использовании в лабораторных масштабах, когда объем экстракционного сосуда немногим больше объема рабочего органа УЗ-излучателя.

Промышленный процесс ультразвуковой экстракции малопроизводительный, энергозатратный и потому имеет сомнительную эффективность. Также ультразвуковые экстракты должны тщательно изучаться на безопасность, так как этот метод экстракции является агрессивным и может приводить к образованию вредных соединений.


Экстракция с помощью микроволн

Микроволны — это электромагнитные волны с частотным диапазоном от 100 МГц до 3 ГГц, которые содержат компоненты электрического и магнитного поля и, таким образом, представляют собой распространяющуюся электромагнитную энергию. Эта энергия действует как неионизирующее излучение, которое вызывает молекулярное движение ионов и вращение диполей, но не влияет на молекулярную структуру. Когда диэлектрические материалы, содержащие либо постоянные, либо индуцированные диполи, помещаются в поле СВЧ, вращение диполей в переменном поле производит тепло. Точнее, приложенное поле СВЧ заставляет молекулы в среднем тратить немного больше времени, ориентируясь в направлении электрического поля, а не в других направлениях. Когда электрическое поле снимается, тепловое возбуждение возвращает молекулы в неупорядоченное состояние за время релаксации, и выделяется тепловая энергия. Таким образом, СВЧ нагрев возникает в результате рассеяния электромагнитных волн в облучаемой среде. Величина рассеиваемой в среде мощности зависит от комплексной диэлектрической проницаемости материала и локальной усредненной по времени напряженности электрического поля.

При обычном нагреве тепло передается от нагревающей среды внутрь образца, тогда как при СВЧ-нагреве тепло рассеивается объемно внутри облучаемой среды, и, таким образом, происходит передача тепла от образца к более холодной среде. Это вызывает существенную разницу между обычным и микроволновым нагревом. При обычном нагреве теплопередача зависит от теплопроводности, от разницы температур в образце. В результате повышение температуры часто происходит довольно медленно. Напротив, эффект объемного нагрева при СВЧ-нагреве позволяет получить гораздо более быстрое повышение температуры в зависимости от мощности СВЧ и коэффициента диэлектрических потерь облучаемого материала.

В настоящее время возможно использование широкого спектра сосудов и приборов при работе с микроволнами в зависимости от целевого назначения и извлекаемых аналитов. Существуют микроволновые реакторы, разработанные специально для экстракции растворителем в лаборатории (от 0,1 до 1 л). В промышленных масштабах экстракция с микроволновым нагревом не получила широкого распространения.  

Информация о методах сушки

Методы (способы) сушки

В промышленности используется несколько методов сушки, каждый из которых лучше подходит для конкретной ситуации. Сушка плодовых культур на солнце до сих пор практикуется для некоторых фруктов, таких как чернослив, виноград и финики.

Существует большое разнообразие видов сушилок овощей, ягод и фруктов. Процессы атмосферной сушки плодов при температуре выше 45°С с использованием камерных, башенных и шкафных сушилок используются для яблок, чернослива с получением дешевых сушеных продуктов низкого качества. Непрерывные процессы (например, туннельная, ленточная сушка, сушка в псевдоожиженном слое) в основном используются для сушки овощей с получением сушеных продуктов с качеством ниже среднего. Распылительная сушка подходит для концентратов фруктовых соков, а процессы вакуумной, сублимационной и холодной атмосферной сушки полезны для овощей, ягод и фруктов, когда надо получить сушеные продукты с низким содержанием влаги или высоким содержанием сахара, или премиального качества.

 

Как выбрать сушилку для овощей и фруктов?

Выбор метода сушки зависит от следующих факторов:

  • форма сырья: жидкость, паста, суспензия, пульпа, густая жидкость, крупные агрегаты, мелкие агрегаты.
  • свойства сырья: очень чувствительно к окислению, чувствительно к температурным повреждениям и т.д;
  • желаемые характеристики продукта: порошок, мгновенная растворимость, отличная регидратация, сохранение формы (полное или частичное).
  • стоимость сушилки и процесса сушки: низкая, средняя; высокая, очень высокая.


Виды процесса сушки

Существует три основных типа процесса сушки:

  • сушка на солнце;
  • атмосферная дегидратация, включая стационарные или периодические процессы (печные, башенные и шкафные сушилки) и непрерывные процессы (туннельные, непрерывные ленточные, ленточно-лотковые, в псевдоожиженном слое, распылительные, барабанные, сушилки с микроволновым нагревом).
  • субатмосферное обезвоживание (вакуумная полка, вакуумная лента, вакуумный барабан и сублимационные сушилки).

Различные модификации сушилок тоже имеют место быть. Поэтому для правильного выбора оборудования для сушки своего материала обратитесь к нам за консультацией по номеру телефона, указанному в разделе Контактная информация.  

О способах производства экстрактов

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.

О полезных свойствах виноградных косточек

Экстракт виноградной косточки

Виноград вместе с его листьями и соком — традиционное лекарство для многих народов мира на протяжении тысячелетий. Экстракт виноградных косточек получают из перемолотых семян красного винограда. Экстракт виноградных косточек в настоящее время используется для лечения ряда заболеваний.


Почему люди принимают экстракт виноградных косточек?

Имеются данные о том, что экстракт виноградных косточек полезен при ряде сердечно-сосудистых заболеваний. Экстракт виноградных косточек может помочь при плохом кровообращении (хроническая венозная недостаточность) и высоком уровне холестерина. Экстракт виноградных косточек также уменьшает отеки, вызванные травмами, и помогает при заболеваниях глаз, связанных с диабетом.

Многие люди интересуются экстрактом виноградных косточек, потому что он содержит антиоксиданты. Это вещества, которые защищают клетки от повреждений и могут помочь предотвратить многие заболевания.


Дозировка экстракта виноградных косточек?

Не существует твердо установленной дозы экстракта виноградных косточек. Дозы от 100 до 300 миллиграммов в день использовались в исследованиях и прописывались врачами, поддерживающими народную медицину. Никто не знает, какова самая высокая безопасная доза.

Можно ли получить экстракт виноградных косточек естественным образом из продуктов?

Экстракт виноградных косточек получают из винограда методом сверхкритической СО2-экстракции.


Противопоказания экстракта виноградных косточек

Экстракт виноградных косточек считается безопасным. Но побочные эффекты могут проявляться. Они очень редко включать головную боль, зуд кожи головы, головокружение и тошноту.

Людям с аллергией на виноград не следует использовать экстракт виноградных косточек. Если у вас нарушение свертываемости крови или высокое кровяное давление, поговорите со своим врачом, прежде чем начать использовать экстракт виноградных косточек.

Если вы регулярно принимаете какие-либо лекарства, поговорите со своим врачом, прежде чем начать использовать экстракт виноградных косточек. Он может взаимодействовать с такими препаратами, как препараты для разжижения крови, обезболивающие нестероидные противовоспалительные препараты, некоторые лекарства для сердца, средства для лечения рака и другие.

Перед приемом проконсультируйтесь с лечащим врачом.