SK282828B6 - Isolation method for bitter substances and inulin from root of succory - Google Patents

Abstract

The invention relates to novel, technologically simple method for obtaining the bitter substances and inulin from the root of succory in one step, consisting in mixing of pre-condensed raw aqueous extract with appropriate amount of concentrated ethanol, in separation of the inulin coagulum and bitter substances solution and their separating finalisation. The obtained powder product without a taste and aroma is stored in the suitable packing in dry environment, the liquid products in suitable closed vessels in dark under the temperatures up to 20 °C.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka technológie získavania prírodných aditívnych látok.The invention relates to a technology for obtaining natural additives.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Korene čakanky sa využívajú v súčasnosti ako surovina na výrobu náhrad zmkovej kávy alebo ako surovina pri výrobe inulínu. V literatúre sú zaznamenané pokusy získavať z čakanky aj horké látky, ale za cenu nevyužitia čakanky ako zdroja prírodnej vlákniny (inulínu), resp. pri výrobe inulínu sú horčiny namáhavo odstraňované ako nežiaduce.Chicory roots are currently used as a raw material for the manufacture of substitute coffee or as a raw material in the production of inulin. There have been attempts in the literature to extract bitter substances from chicory, but at the cost of not using chicory as a source of natural fiber (inulin), respectively. in the production of inulin, the bitters are laboriously removed as undesirable.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podstatou vynálezu je výhodný spôsob izolácie horčín aj inulínu z koreňa čakanky založený na tom, že ku predhustenému vodnému extraktu z koreňa čakanky, výhodne so sušinou 50 - 70 % hmotn. sa za stáleho miešania pridá naraz alebo postupne koncentrovaný etanol v množstve 0,5 - 5,0-násobku objemu extraktu. Na základe rozličnej rozpustnosti prítomný komplex horkých látok - horčín rozpustí, zatiaľ čo sacharidická časť extraktu tvorená najmä inulínom sa vyzráža vo forme bielej zrazeniny. Výsledným produktom je intenzívne horko chutiaci roztok a prečistený inuiín, pričom oba produkty je možné po vhodnej finalizácii zahŕňajúcej napríklad zahustenie, resp. vysušenie aplikovať vo vybraných oblastiach potravinárskeho priemyslu ako aditívnu látku prírodného pôvodu. Pod pojmom horčiny, resp. komplex horkých látok sa rozumie zmes tých látok zastúpených v koreni čakanky, resp. v extrakte koreňa čakanky, reprezentovaných najmä laktucínom, laktukopikrinom, aeskuletínom a cichoriínom, ktoré majú charakteristickú horkú chuť. Pod pojmom inulín sa rozumie zmes sacharidov zastúpených v koreni čakanky, resp. v extrakte koreňa čakanky, ktoré sú tvorené lineárnymi, do rôzneho stupňa polymerizovanými reťazcami β(2-1) viazaných jednotiek fruktózy, pričom tieto reťazce sú zvyčajne zakončené jednotkou glukózy. Ako vhodná finalizácia je navrhnutá filtrácia získanej zrazeniny, premytie zrazeniny a jej sušenie, pri roztoku horčín sa predpokladá jeho zakoncentrovanie.The present invention provides an advantageous process for the isolation of mustard and inulin from chicory root based on the fact that to the pre-densified aqueous chicory root extract, preferably with a dry matter content of 50-70% by weight. while stirring, concurrently or sequentially concentrated ethanol is added in an amount of 0.5 - 5.0 times the volume of the extract. Due to the different solubilities, the bitter-magnesium complex present dissolves, while the carbohydrate portion of the extract, consisting mainly of inulin, precipitates in the form of a white precipitate. The resulting product is an intensely hot-tasting solution and purified inulin, both of which are possible after suitable finalization including, for example, concentration and / or concentration. Drying applied in selected areas of the food industry as an additive of natural origin. Under the term bitter, respectively. bitter compound means a mixture of those substances present in the chicory root, resp. in chicory root extract, mainly represented by lactucine, lactucopicrin, aeskuletin and cichoriin, having a characteristic bitter taste. Inulin means a mixture of carbohydrates represented in chicory roots, resp. in the chicory root extract, which are formed by linear, to various degrees polymerized chains of β (2-1) bound fructose units, which chains are usually terminated by a glucose unit. Filtration of the obtained precipitate, washing of the precipitate and its drying is suggested as a suitable finalization.

Výhodou navrhovaného riešenia je celková jednoduchosť navrhovanej technológie, takmer dokonalé využitie spracovávanej suroviny, nízka náročnosť na technologické zariadenia a energie.The advantage of the proposed solution is the overall simplicity of the proposed technology, almost perfect utilization of the processed raw material, low demands on technological equipment and energy.

Ako surovinu je možné použiť vhodne upravený (očistený a narezaný, resp. podrvený) koreň čakanky obyčajnej v čerstvom alebo sušenom stave.Appropriately prepared (cleaned and cut or crushed) chicory root in fresh or dried state can be used as raw material.

Navrhovaný postup spočíva vo viacnásobnej extrakcii narezaného, resp. podrveného koreňa čakanky vodou vo vhodnom pomere za zvýšenej teploty v rozsahu 50 - 95 °C po dobu zabezpečujúcu kvantitatívne vyextrahovanie inulínu, hrubej filtrácii získaného extraktu, výhodne za tepla, predhustení filtrátu na sušinu v rozsahu 20 - 70 % hmotn., výhodne pri zníženom tlaku, resp. pomocou membránových procesov, napr. reverznej osmózy a zmiešania získaného koncentrátu s vhodným organickým rozpúšťadlom. Vzniknutú zrazeninu je možné nechať sedimentovať alebo oddeliť od materského lúhu na vhodnom type filtračného zariadenia a prípadne premyť čistým koncentrovaným rozpúšťadlom.The proposed procedure consists in multiple extraction of cut, resp. chicory root crushed with water in a suitable ratio at elevated temperature in the range of 50-95 ° C for a time ensuring quantitative inulin extraction, coarse filtration of the obtained extract, preferably hot, pre-densifying the filtrate to dryness in the range of 20-70% by weight, preferably under reduced pressure , respectively. by membrane processes, e.g. reverse osmosis and mixing the concentrate obtained with a suitable organic solvent. The resulting precipitate may be allowed to settle or be separated from the mother liquor on a suitable type of filter device and optionally washed with pure concentrated solvent.

Čas extrakcie, počet opakovaní a pomer surovina : extrakčné činidlo závisí od charakteristík použitého zariadenia a extrahovaného materiálu.Extraction time, number of repetitions and raw material: extractant ratio depend on the characteristics of the equipment used and the material extracted.

Charakter použitého koncentrovaného etanolu je možné upraviť prídavkom vhodného antioxidačného prípravku, napr. kyselina askorbová alebo KjSjOj.The nature of the concentrated ethanol used can be adjusted by the addition of a suitable antioxidant, e.g. ascorbic acid or KjSjOj.

Pomer objemov koncentrát : zrážacie rozpúšťadlo je závislý od obsahu rozpustnej sušiny v koncentráte a koncentrácie použitého rozpúšťadla. Všeobecne sa odporúča dosiahnuť vo výslednej zmesi koncentráciu min. 50 % obj. rozpúšťadla.The ratio of concentrate: precipitating solvent volumes is dependent on the soluble solids content of the concentrate and the concentration of solvent used. It is generally recommended to achieve a min. 50% vol. solvent.

V materskom lúhu sa nachádzajú horčiny spolu s jednoduchými cukrami, ktoré po odstránení použitého rozpúšťadla, prekoncentrovaní a zakonzervovaní, prípadne filtrácii je možné použiť ako náhradu bežne používaných ionizujúcich potravinárskych aditívnych látok. Samotné, prípadne v kombinácii s vhodnou arómou spĺňajú náročné kritériá pre aditívne látky aplikované do potravín.In the mother liquor there are bitters together with simple sugars, which after removal of the used solvent, reconcentration and preservation or filtration can be used as a substitute for commonly used ionizing food additives. By themselves, or in combination with a suitable flavor, they meet the demanding criteria for food additives.

Zrazenina predstavuje sacharidickú časť extraktu, tvorenú prevažne oligo a polysacharidmi nazývaných spoločným názvom inulín. Po prezrážaní a dokonalom oddelení materských lúhov sa vzniknutá zrazenina rozpustí v primeranom množstve vody, vhodným spôsobom vyčíri sedimentáciou alebo filtráciou a finalizuje buď zahustením na sirup vhodnej koncentrácie, alebo po prípadne potrebnom zahustení suší na vhodnom type sušiarne, napr. sprejovej.The precipitate represents the carbohydrate portion of the extract, consisting predominantly of oligo and polysaccharides called the common name inulin. After precipitation and complete separation of the mother liquors, the resulting precipitate is dissolved in an adequate amount of water, clarified by sedimentation or filtration in an appropriate manner and finalized either by concentration to a suitable concentration syrup, or after drying if necessary, using a suitable type of dryer. spray.

Teplota pri ktoromkoľvek technologickom kroku s výnimkou extrakcie, hrubej filtrácie a sušenia by sa mala pohybovať do 50 °C a nemala by presiahnuť 60 °C.The temperature of any process step, with the exception of extraction, coarse filtration and drying, should be within 50 ° C and not exceed 60 ° C.

Získaný práškový produkt bez chuti a vône skladujeme vo vhodnom balení v suchom prostredí, kvapalné produkty vo vhodných uzavretých nádobách bez prístupu priameho svetla pri teplote do 20 °C.The powdered product obtained is tasteless and stored in a suitable packaging in a dry environment, liquid products in suitable closed containers without direct light access at a temperature of up to 20 ° C.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Príklad 1Example 1

100 kg čerstvého koreňa čakanky narežeme na vhodnom zariadení a extrahujeme vodou v pomere 1 : 4 hmotnosť rezkov : objem vody pri teplote 65 - 70 °C v troch stupňoch. Získané extrakty spojíme (cca 1000 litrov, sušina = 1,9 % hmotn.) a prefiltrujeme za tepla na plachtičkovom filtri. Získaný filtrát predhustíme pomocou reverznej osmózy na sušinu 25 % hmotn. (cca 76 litrov) a zahustíme na vákuovej odparke na sušinu 45 % hmotn. (cca 42 litrov).Cut 100 kg of fresh chicory root on a suitable machine and extract with water at a ratio of 1: 4 the weight of the cuttings: the volume of water at a temperature of 65 - 70 ° C in three stages. Combine the obtained extracts (approx. 1000 liters, dry matter = 1.9% by weight) and heat filter on a canvas filter. The filtrate obtained is pre-thickened with 25% wt. (approx. 76 liters) and thicken in a vacuum evaporator to dryness of 45 wt. (approx. 42 liters).

Tento koncentrát zmiešame s výrazným nadbytkom koncentrovaného etanolu (cca 160 litrov 96 % obj.). Získanú zrazeninu necháme sedimentovať, premyjeme na vákuovom filtri malým množstvom čistého rozpúšťadla.This concentrate is mixed with a significant excess of concentrated ethanol (approx. 160 liters 96% vol.). Allow the resulting precipitate to settle, wash on a vacuum filter with a small amount of pure solvent.

Materský lúh prefiltrujeme, zahustíme pri zníženej teplote a zakonzervujeme vhodným konzervačným prípravkom (napr. etanolom).Filter the mother liquor, concentrate at reduced temperature and preserve with a suitable preservative (eg ethanol).

Premytú zrazeninu rozpustíme v teplej vode, prefiltrujeme a predhustíme na koncentráciu 10 % hmotn. (cca 190 litrov). Číry roztok dávkujeme do sprejovej sušiarne pri teplote vzduchu neprevyšujúcej na vstupe 200 °C, pričom získame cca 19 kg sypkého bieleho hygroskopického prášku bez chuti a vône.Dissolve the washed precipitate in warm water, filter and pre-dense to a concentration of 10% by weight. (approx. 190 liters). The clear solution is dosed into a spray dryer at an air temperature not exceeding 200 ° C at the inlet, giving about 19 kg of free-flowing, white, tasteless and hygroscopic powder.

Príklad 2Example 2

100 kg sušeného koreňa čakanky vo forme kociek extrahujeme vodou v protiprúdnom extraktore pri teplote 80 °C. Celková zdržná doba suroviny v zariadení jc min. 120 minút. Získaný extrakt s objemom 1000 1 a sušinou % hmotn. prefiltrujeme za tepla na naplavovacom kremelinovom filtri a zahustíme na odparke pri zníženej teplote, neprevyšujúcej 55 °C, na sušinu 60 % hmotn. (objem cca 35 litrov). K takto predhustenému sirupu pridáme 100 1 koncentrovaného etanolu a vzniknutú zrazeninu odfiltrujeme na vákuovom filtri a premyjeme malým množstvom čistého koncentrovaného etanolu.Extract 100 kg of dried chicory root in the form of cubes with water in a countercurrent extractor at 80 ° C. Total residence time of the raw material in the plant jc min. 120 minutes. The extract obtained with a volume of 1000 l and a dry weight% by weight. filter hot on an alluvial diatomaceous earth filter and concentrate in a evaporator at a reduced temperature not exceeding 55 ° C to a dry weight of 60% by weight. (capacity approx. 35 liters). To this pre-concentrated syrup, add 100 L of concentrated ethanol and filter the resulting precipitate on a vacuum filter and wash with a small amount of pure concentrated ethanol.

Zrazeninu inulinu rozpustíme vo vode, odparíme zvyšky etanolu a zahustíme na sušinu min. 65 % hmotn., čím získame stabilný inulínový sirup, aplikovateľný do niektorých potravinárskych výrobkov.Dissolve the inulin precipitate in water, evaporate the ethanol residue and concentrate to dryness min. 65% by weight to obtain a stable inulin syrup applicable to some food products.

Z etanolového roztoku horčín (cca 100 litrov) odparíme etanol a zahustíme taktiež na sušinu min. 60 % hmotn. Takto upravený roztok je pri skladovaní v teplote do 20 °C stabilný a je ho možné použiť ako aditívum prírodného pôvodu najmä na nápoje.Evaporate the ethanol from the mustard ethanol solution (approx. 100 liters) and concentrate also to dry matter min. 60 wt. The treated solution is stable when stored below 20 ° C and can be used as an additive of natural origin, especially for beverages.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Získaný koncentrát horkých látok sa môže aplikovať do potravín ako plnohodnotná prírodná náhrada syntetických Ionizujúcich látok, inulín sa môže v kvapalnej forme využiť pri výrobe sladidla - fruktooligosacharidového sirupu, v práškovej forme ako plnidlo a náhrada tuku do pekárskych a cukrárskych výrobkov, ako aj nápojov.The bitter concentrate obtained can be applied to foods as a full-featured natural substitute for synthetic ionizing substances, inulin can be used in liquid form for the production of sweeteners - fructooligosaccharide syrup, in powder form as filler and fat substitute for bakery and confectionery products as well as beverages.

Claims (1)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Spôsob izolácie horčín a inulinu z čerstvého koreňa čakanky, vyznačujúci sa tým, že k predhustenému vodnému extraktu z koreňa čakanky, výhodne so sušinou 50 - 70 % hmotn., sa za stáleho miešania pridá naraz alebo postupne koncentrovaný roztok etanolu v množstve 0,5 - 5,0-násobku objemu extraktu.Process for the isolation of mustard and inulin from fresh chicory root, characterized in that to the pre-densified aqueous chicory root extract, preferably with a dry matter of 50-70% by weight, is added simultaneously or successively a concentrated solution of ethanol in an amount of 0, 5 - 5.0 times the volume of the extract.