180825. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szekunder anyagcseretermékek kinyerésére présextrakcióval növényi anyagokból
3 180825 4 gadható értékre csökken, mind a cukorrépa vizes, mind a növényi olajok oldószeres extrakciója esetén. A diffúziós-extrakciós műveletek során a hivatkozott okok miatt a kialakuló koncentrációgrádiens rendkívül fontos szerepet játszik. Alapvetően más a helyzet azonban, ha a növényi nyersanyagokból nagyságrendileg kisebb mennyiségben jelenlevő komponensek kinyerése válik szükségessé gazdaságos eljárással, vagyis minél kisebb veszteséggel. Ezek az anyagok a szilárd növényi anyag belső részeiben vannak jelen, ezekből kell az oldható anyagot kioldani, ami viszonylag lassú folyamat. A kilúgzás sebességét részben megszabja azon út bonyolultságának mértéke, amelyen az oldható anyagnak át kell diffundálnia. A szilárd anyag bonyolult szerkezete például a növényi anyag esetén nehézzé teszi a diffúziós módszer alkalmazását. Belátható ugyanis az, hogy a kilúgzásnál számos különböző jelenség lép fel, jelentheti egyszerűen a szilárd anyag felületéről az oldat kimosását, vagy oldható anyag kioldását az őt körülvevő oldhatatlan anyagból, jelenthet ozmózist és még más mechanizmusokat. A gyakorlati kilúgzási folyamat igen bonyolult és eddig még igen kevéssé történt meg vizsgálata. A növényekben kis koncentrációban jelenlevő szekunder anyagcseretermékek közül némelyek, így például a növényi festékanyagok, illóolajok, éteres olajok kinyerése egyre fontosabbá válik a jelentkező fokozott igények miatt. Az élelmiszeripari mesterséges festékanyagokat egészségügyi okokból egyre inkább kerülik, emiatt nagy figyelmet fordítanak a természetes növényi pigmentek minél szélesebb körű felhasználására. A vörös színű élelmiszerszínezékek pótolhatók a céklarépából, szőlőből, áfonyából és egyéb növényekből kinyert festékanyagokkal (Riboh, M. 1977. Food Eng. 49; 66). A vörös céklarépa (Beta vulgaris L.) mutatkozott a legelőnyösebbnek a szintetikus élelmiszerszínezékek pótlására, mivel a kultivációs körülményektől függően fontos vörös és sárga színezéket tartalmaz. A vörös színezék a bétanin, a sárga színezék pedig a vulgaxantin. Ezek a színezékek hőérzékenyek, már 50 “C-on elsőrendű reakciósebességgel bomlanak. A bétanin kinyerésére a céklarépából diffúziósextrakciós berendezést javasolnak. Az elérhető hozam alacsony (Wiley, R. C. és munkatársa: J. of Food Sei. Vol. 43; 1977. 1056—1058). Vizsgálataink szerint a nyers céklarépában á vörös színű bétanin koncentrációja - kultivációs körülményektől és fajtától függően — 0,02—0,09 súly%, ami gyakorlatilag 3 nagyságrenddel kisebb, mint a cukorrépa cukortartalma. A hivatkozott közlemény szerint a hozam diffúziós extrakcióval legfeljebb 71%. A hozam megadásánál azonban nem vették figyelembe a hő hatására elbomló lilaszínű festékkomponenst és a sárga vulgaxantin színezékben bekövetkezett veszteséget. A diffúzióval elérhető hozam a két festékre számítva mindössze 40—50% nyersanyagban levő színezékre számítva. A veszteségek okai közül megemlítjük azt, hogy a kis koncentráció miatt a diffúziós sebesség alacsony, nagy extrakciós folyadékmennyiséggel vagy igen hosszú retenciós idővel kell dolgozni. Első esetben a diffúziós folyadék festékkoncentrációja még tovább csökken, a veszteségek a sűrítés és tisztítás során tetemesek. Ha a diffúziós sebességet a hőmérséklet emelésével növelik, akkor a hőérzékeny anyagok, így a bétanin és a vulgaxantin a tartós hőhatás és hosszú tartózkodási idő miatt jelentős bomlást szenvednek. A találmány célkitűzése eljárás a vegetatív fejlődési állapotú növényekben levő szekunder anyagcseretermékek (kis mennyiségű beltartalmi anyagok) kinyerése mechanikus műveletek segítségével, a kinyerés folyamán az extrakciós folyadék mennyisége és a retenciós idő számottevően csökkenthető, hőközlés egyáltalában nem vagy csak kis mértékben szükséges, ugyanakkor a kinyerési hatásfok jelentősen javítható. Szekunder anyagcsereterméken vagy kis mennyiségű beltartalmi anyagon a találmány szempontjából olyan komponenseket értünk, amelyek a nedves növényi anyagokban 0,05—1,0 súly%-ban, vagy a szárazanyagban 0,2—5,0 súly%-ban vannak jelen. Kiindulóanyagként felhasználhatók a következők: — friss zöld növények vagy ezek része:, illetve őrleményei; gumók, gyökerek és ennek őrleményei; — nagy víztartalmú termések; — nagy víztartalmú növényi részek szárítmánya újranedvesítés után; — nagy víztartalmú növényi részek tartósított készítményei (silózott, savanyított növényi masszák). Az eljárás alkalmas vízoldékony, vízben diszpergált, illetve emulgeált növényi anyagok kinyerésére és töményítésére, amelyek közül némelyek vízben közvetlenül vagy ionos alakban oldódnak. A találmány szerinti eljárásnak a következő jellemvonásai vannak: 1. a nyers, eredeti vagy kissé csökkent nedvességtartalmú, illetve újranedvesített növényi anyagot a sejtek feltárására, a sejtnedv szabaddá tételére többször dezintegráljuk, illetve aprítjuk; 2. az aprítást az eredeti vagy a présléből visszavezetett folyadék jelenlétében végezzük; 3. az aprított növényi anyagot 10 atmoszféra alatti nyomáson többször préseljük; 4. a prés-extrakciós műveletek közben a növényi őrlemény nedvességtartalmát szükséges esetben a technológiai folyamatba bevezetett friss vízzel legalább 60 súly%, előnyösen 70 súly% értéken tartjuk; 5. a nyers növényi anyagra számítva legfeljebb 25— 50 súly% technológiai friss vizet vezetünk a folyamatba és a képződött préslevek legalább egy részét valamelyik préselési műveletbe visszavezetjük; 6. a növényi őrlemény préselését több lépésben 10 atmoszféra alatt, az utolsó présműveletet 10 atmoszféra feletti nyomáson végezzük; .7. a préselési műveleteket ellenáramú folyadékvezetéssel végezzük; 8. a rendszer hőmérsékletét környezeti hőmérséklet és 35 °C közötti hőmérsékleten tartjuk; 9. a folyamatból kibocsátott préselt növényi anyag szárazanyagtartalmát csigás, expeller vagy hidraulikus préssel 55 —65 súly%-ra állítjuk be; 10. a 10 atmoszféra alatti présmüveletekben szalagpréseket alkalmazunk; 11. a 10 atmoszféra alatti présműveleteket kompressziós és dekompressziós szakaszokra osztjuk; 12. a kapott préslevek besűrítését adott esetben a pektin jellegű anyagok eltávolítása után, oldott anyagok esetén 30 —60 súly% koncentrációig végezzük, ehhez recirkuláció nélkül többtestű bepárló készüléket alkalmazunk, amelyben a bepárlandó présleveket 5 percnél rövidebb ideig tartjuk; 13. adott esetben a présleveket közvetett vagy közvetlen hőközléssel működő filmfázisú vagy porlasztott cseppfázisú berendezésben bepároljuk és 15—20 súly% nedvességtartalmú maradékot állítunk elő; 14. a besűrített anyagot poláros oldószerrel kezelve az inert kísérőanyagokat kicsapjuk és ezek elválasztása után az oldószert ledesztillálva a kívánt vízben oldódó szekunder növényi anyagcsereterméket kinyerjük; 15. vízzel nem elegyedő lipofilkomponensek kinyerése ese5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
