Принципиальная технологическая схема получения натуральных красителей из зеленого чая и зеленых листьев свеклы

Блюда из ботвы полезны  при эндокринных патологиях. Растолченные листья прикладывают к векам, когда  беспокоит конъюнктивит. Они же помогают при веснушках, трещинах на коже и пигментации.То есть ботва свеклы обладает антимикробным и противовоспалительным действиями.

4.Технология получения свекольно-чайных пищевых красителей.

     Пигменты свеклы бетацианы характеризуются сравнительной неустойчивостью, что затрудняет использование их в качестве красителей. Для стабилизации окраски свекольного пигмента предложено использовать полифенолы чайного растения .

     Зеленый пищевой свекольно-чайный краситель получают из сока столовой свеклы и содержащего витамин Р желтого чайного красителя [14]. При этом используют сорта столовой свеклы с интенсивно окрашенной в темно-красный цвет мякотью без наличия светлоокрашенных колец. Рекомендуется – применять при изготовлении свекольно-чайного красителя такие сорта свеклы, как Бордо, Грибовская плоская, Несравненная, которые характеризуются сравнительно высоким содержанием красящих веществ — 31,4—32,4мг/г.

Собранную свеклу названных  сортов доставляют к месту переработки  и хранят в местах, защищенных от дождя и солнечных лучей. Длительность хранения в обычных условиях не более 2 сут.

Для получения сока свеклу сначала моют чистой проточной водой в моечных машинах до полного удалеления загрязнений и примесей. Если свекла значительно загрязнена, то ее предварительно замачивают в воде. У промытой свеклы удаляют поврежденные, почерневшие участки ткани и подвергают ее вторичной мойке и последующей чистке.

Затем очищенную свеклу разрезают на куски размером 4—5 см и измельчают в плодоовощной дробилке или на мелких терках. Полученную измельченную массу прессуют. Отпрессованный свекольный сок фильтруют через редкую ткань (двойной слой марли) для удаления мезги. Выход сока из свеклы составляет в среднем 50—55%. Количество сухих вешеств в свекольном соке обычно колеблется от 7 до 14% в зависимости от сорта и качества свеклы.

Красные свекольно-чайные красители (по способу М. А. Бокучава и др.) можно получать с различной красящей способностью и разным содержанием витамина Р: 80-, 60- и 40%-ные. При этом содержание желтого чайного концентрата в красителях должно соответственно составлять 20, 40 н 60%. Соотношение сухих веществ свекольного сока и желтого чайного красителя должно быть в 80%-ном красителе 4:1, в 60%- ном — 3;2 и в 40%-ном — 2:3. Чтобы выдержать эти соотношения – при различном качестве сырья, следует количество свекольного сока рассчитывать в зависимости от содержания в нем сухих веществ. Расход свеклы при производстве свекольно-чайного красителя также рассчитывается в зависимости от содержания сухих экстрактивных веществ в извлеченном из нее соке.

В случае, когда красный  и желтый чайные красители готовят одновременно, к свекольному соку добавляют не готовый желтый краситель, а водный экстракт из чайного листа. Последний предварительно обрабатывают в обжарочно-скручивающем агрегате в течение 2—3 мин при температуре 65—75° С. Затем чайный лист, обрабатывают в непрерывно действующем скручивающем 72 агрегате в течение 15 мин и сушат в чаесушильной машине при температуре 95—110°С до остаточной влажности 8—10%. Первичную обработку сырья для получения чайных «расителей, как уже отмечалось, осуществляют также непосредственной сушкой грубого чайного листа при температуре 90—110°С. Подготовленное таким образом сырье экстрагируют водой по противо – точному принципу при температуре 55—70°С. Полученный водный чайный экстракт содержит 15—25% сухих веществ.Далее свежеприготовленный свекольный сок смешивают или с сухим желтым концентратом или с водным чайным экстрактом в емкости из некорродирующего материала. Содержимое емкости тщательно перемешивают и смесь оставляют на 10—15 ч с целью стабилизации красных пигментов свекольного сока и образования устойчивых комплексных соединений [15]. Образующийся при этом осадок отделяют декантацией с последующей фильтрацией или центрифугированием. Жидкость сушат в распылительной сушилке до порошкообразного состояния. Высушенный краситель выдерживают при температуре 60—90°С в течение 1—3 ч для улучшения его качества и стабилизации окраски. Влажность готового свекольно-чайного красителя должна быть не более 5—6%. Указанный краситель можно готовить с различным содержанием красящих веществ свекольного сока и витамина Р, что позволяет получать различные оттенки цвета — от темно-красного до оранжевого.

Нормы расхода сырья  при производстве свекольно – чайного красителя изменяются в зависимости от содержания в нем витамина Р, от сорта и качества свеклы и от правильности выполнения всех технологических приемов получения красителя. Учитывая это, расход сырья для изготовления 10 кг 40-, 60- и 80%-ного красного свекольно-чайного красителя в среднем составит: свеклы — от 60 до 160 кг; чайного сырья — от 40 до 8 кг. При этом количество сока, получаемого из свеклы, изменяется в пределах 30—80 л с содержанием сухих веществ 10—14%; количество получаемого экстракта — 10—50 л с содержанием сухих веществ 15—25%.

Органолептическая опенка показала, что свекольно – чайный краситель по внешнему виду представляет собой сухой аморфный порошок темно-красного цвета. Вкус красителя характерный, сочетает в себе вкус чая и свеклы, причем вкус чая ослаблен и ощущается незначительный привкус свеклы (для 70%-ного свекольно – чайного красителя). Следует отметить, что цвет и вкус красного свекольно-чайного красителя всецело зависят от количества содержащегося в нем желтого чайного красителя. Изменяя дозировки желтого красителя можно готовить свекольно-чайный краситель с разнообразными оттенками цвета и вкуса.

Свекольно-чайный краситель  отличается большой гигроскопичностью. Растворим в воде и в водно-спиртовых растворах. Растворимость красителя определяли путем добавления к 1 г его 200 мл воды при температуре 20°С. При этом воду добавляли небольшими порциями при постоянном помешивании. Раствор красителя прозрачный.

50%-ный раствор свекольно-чайного  красителя имеет интенсивно-красный  цвет, сладковатый вкус н слабый  неопределенный запах.

Органолептические показатели красителя: по внешнему виду — порошок темно-красного цвета; вкус и запах — свойственные исходному сырью, слабо выраженные, без посторонних привкуса и запаха. Вкус красителя сладковатый.

5. Технология получения пищевого  красителя из зеленых листьев свеклы.

Способ выделения фотопигмента хлорофилла из зеленых листьев свеклы и получения пищевой добавки - пищевого красителя – хлорофилла Е – 140, на мой взгляд, является перспективным на Украине.Ведь наша страна специализируется на выращивании сахарной свеклы как основной технической культуры, поэтому собственным сырьем для производства этого пищевого красителя обеспечена достаточно. Хлорофилл - фотопигмент, изменяющий свои свойства при воздействии света. Хлорофилл характеризуется лабильностью к действию различных физических и химических факторов, в том числе повышенной температуры, света. В процессе получения хлорофилла необходимо обеспечить условия, предотвращающие его изменения, обеспечивающие максимальный выход хлорофилла как готового продукта.

Хранение биомассы ботвы свеклы до переработки проводится после предварительного промывания. Исследовали такие способы хранения до обработки как охлаждение, замораживание, сушка. Изменения в биомассе определяли по содержанию небелкового азота как показателю порчи белка и по содержанию хлорофилла. Для предотвращения изменений хлорофилла хранение проводили в темноте.

Оптимальным вариантом  с точки зрения предотвращения порчи, выхода хлорофилла как готового продукта, снижения затрат являлось хранение биомассы до обработки в охлажденном до 4-9^оС состоянии в течение 48 ч.

Для извлечения из осадка оставшихся водорастворимых веществ, в т.ч. водорастворимых фотопигментов, использовали повторное экстрагирование  свежей порцией растворителя - питьевой воды в соотношении 1:1 в течение 30 мин и последующее центрифугирование в течение 4 мин при 900 g. После экстракции в жидкой фазе содержался комплекс водорастворимых фотопигментов, в осадке - хлорофилл и каротиноиды. Полноту извлечения водорастворимых пигментов в лабораторных условиях контролировали спектрофотометрическим методом, хотя данный показатель хорошо определялся органолептически по цвету жидкой фазы. Использование в качестве сырья дезинтегрированного осадка, очищенного от водорастворимых веществ, вместо сырой биомассы благоприятно сказывалось на чистоте, качестве готового продукта, ускоряло последующий процесс экстракции хлорофилла.

Хлорофилл хорошо растворим  в органических растворителях. Существующие способы выделения хлорофилла из растений предусматривают его одностадийную экстракцию наиболее эффективными растворителями - метанолом, этанолом, ацетоном, смесью полярных и неполярных растворителей.

В полученном после повторного экстрагирования водой осадке спектрофотометрическим методом определили присутствие каротиноидов. В готовом продукте - пищевом красителе хлорофилле (Е140) не должно быть примесей. Однако при использовании самых эффективных полярных растворителей (ацетона, спирта) наблюдались денатурация белков водорослей, нарушение связей пигментов с липопротеидными комплексами и быстрая экстракция всех пигментов, в том числе нецелевых (каротиноидов).

Для удаления из осадка каротиноидов нами предложена предварительная экстракция неполярным растворителем - петролейным  эфиром. Процесс экстракции проводился при температуре 4-9^оС. Для сокращения продолжительности процесс проводили при перемешивании с частотой 60 об/мин. Продолжительность процесса определяли по скорости накопления продуктов экстракции - каротиноидов. Этот показатель контролировали по оптической плотности раствора и по достижению равновесной концентрации в жидкой фазе. Качественный состав экстракта определяли спектрофотометрически. В экстракт также переходило небольшое количество хлорофилла - 1,2%. Продолжительность экстракции составляла 1,5 ч.Очищенный от каротиноидов осадок подвергали экстрагированию полярным растворителем для выделения хлорофилла. При выборе экстрагента учитывали факторы эффективности и приемлемости для получения пищевого продукта. Эффективность оценивалась в серии экспериментов по определению времени достижения равновесной концентрации хлорофилла в экстракте и по полноте экстракции. Более эффективным экстрагентом оказался метанол, вторым по эффективности - ацетон. Наименьшей эффективностью характеризовался этанол. Однако по фактору приемлемости в производстве пищевого продукта в качестве экстрагента нами был выбран этанол. Процесс экстракции проводили при температуре 4-9^оС при соотношении рафината и экстрагента 1:1. Процесс вели при перемешивании с частотой 60 об/мин. Равновесная концентрация хлорофилла в экстракте достигалась через 1,25 ч.

Разделение экстракта  и осадка производили центрифугированием. Полное осаждение твердой фазы, отсутствие в экстракте взвеси было достигнуто при факторе разделения не менее 1100 g и продолжительности центрифугирования 5 мин. Полноту выделения целевого вещества и содержание загрязняющих пигментов, каротиноидов, определяли спектрофотометрически. Полученный экстракт содержал хлорофилл, имел яркий изумрудно-зеленый цвет. Каротиноиды полностью отсутствовали. Осадок содержал 40% влаги и до 2% хлорофилла (от сухого вещества).

Для извлечения остаточного  количества хлорофилла осадок подвергали повторной экстракции чистым этанолом и центрифугированию. Полученные на первой и на второй ступени экстракты объединяли. Избыток этанола из экстракта удаляли отгонкой под вакуумом.

Экстракт хлорофилла в этаноле смешивали с рафинированным, дезодорированным растительным маслом.

Готовый продукт - масляный раствор хлорофилла темно-зеленого цвета с содержанием хлорофилла а 1,5% соответствует санитарным нормам. Таким образом, на основе лабораторных исследований обоснована технология получения пищевой добавки хлорофилла (Е140) из биомассы ботвы свеклы. Конечно, лабораторные исследования по получению хлорофилла из ботвы свеклы еще продолжаются, но в будущем этот способ может заменить способы получения хлорофилла из люцерны и крапивы, как более экономически оправданный.

Заключение

 
Хлорофилл (Chlorophyll, E140) — натуральный  краситель зеленого цвета, пигмент, обусловливающий окраску растений в зелёный цвет. 
Придает продукту оливковые оттенки и может использоваться при производстве мороженого, кремов, молочных десертов, в соусах типа майонеза и других.Полностью растворим в маслах и жирах. 
Хлорофилл не устойчив к воздействию света и температур. Если  зеленый чай выращивается в затенении, то уровень хлорофилла в нем выше, т. к.  листья стараются впитать в себя как можно больше света.  Поэтому чай специально  затененный содержит много хлорофилла и обладает насыщенным зеленым цветом. Целители всех времен и народов с давних времен использовали зеленый пигмент растений — хлорофилл для лечения кожных ран и язв. В медицинских центрах разных стран в последние годы открыты новые лечебные свойства хлорофилла, как борца с инфекционными и даже раковыми заболеваниями. Стоматологи теперь считают, что найден самый эффективный препарат для санации полости рта и устранение неприятного запаха изо рта. Поэтому использование пищевого красителя хлорофилл не только не опасно, а очень полезно для организма человека.

Производство пищевого красителя хлорофилла из зеленого чая и ботвы свеклы проводится методом экстракции и является новым перспективным направлением для получения качественных пищевых продуктов, обладающих лечебно – оздоровительными свойствами.