CC BY
33
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
Новый способ интенсификации
процесса экстракции
Э.Ш.Исмаилов, Т.Н.Даудова, Д.С.Джаруллаев
Дагестанский государственный технический университет
Физическое воздействие при обработке сырья широко используется в пищевой промышленности для интенсификации процессов. Один из перспективных способов физического воздействия на пищевые продукты - лазерное излучение. По сравнению с другими источниками света лазер обладает рядом уникальных свойств, связанных с когерентностью и высокой направленностью его излучения.
В качестве основного механизма действия лазерного излучения (ЛИ) выступает светокислородный эффект, который проявляется в результате возникновения синглетного кислорода под действием лазерного излучения порядка 100 Дж на определенных частотах оптического диапазона (0,633 мк, 1,26 мк и др.). Передача энергоинформационного воздействия от кислорода на клетки может происходить через водную среду по сети водородных связей. При действии лазерного излучения высокой интенсивности (сотни и тысячи джоулей) образуется значительное количество синглет-ного кислорода, что приводит к разрушению структуры тканей. Низкоэнтен-сивное лазерное излучение на указанных частотах вызывает эффекты фотогармонизации и биостимуляции, повышает жизнеспособность организма.
Основываясь на том, что при действии ЛИ достаточно большой интенсивности образуется значительное количество синглетного кислорода, способного размягчить ткани, нами было
БУМАЖНЫХ ПАКЕТОВ любой формы с—■
сялптм
ООО ГРАФИТАЛ
127576 МОСКВА, ИЛИМСКАЯ УЛ. 7
Тел. +7-095-741 0717, Факс+7-095-741 0718 www.grafital.ru, E-mail:[email protected]
проведено экспериментальное исследование возможности интенсификации процесса экстракции биологически активных веществ (в частности, ан-тоцианов) из клеток дикорастущих плодов бузины и боярышника черного путем обработки исходного сырья лазерным излучением (использовали лазерное излучение в красном и инфракрасном диапазонах). Для этого свежее сырье измельчали, заливали экст-рагентом, облучали лазером и экстрагировали. Облучение проводили в инфракрасном диапазоне (1,26 мк) с мощностью воздействия 1,4 мВт в течение 15 с, 30 с, 45 с, 1 мин, 1 мин 15 с, 1 мин 30 с, 2 мин, 4 мин, 6 мин и 8 мин специальным лазером, сконструированным в Институте прикладных проблем волоконной оптики (Москва). В качестве контроля использовали не-облученные плоды.
Экстракцию сырья, взятого в соотношении с экстрагентом 1:9, проводили 50%-ным водно-спиртовым раствором, подкисленным 1%-ной лимонной кислотой. Продолжительность экстрагирования составила 2 ч при температуре 50°С.
Экстракты фильтровали и определяли выход красящих веществ по оптической плотности на фотоэлектроколо-риметре КФК-2-УХЛ 4.2 в диапазоне около 540 нм (зеленый фильтр).
Обработка лазером исходного сырья вызывает увеличение выхода красящих веществ. Так, при обработке плодов боярышника в течение 4 мин выход антоцианов увеличивается на 46,5 % по сравнению с необлучен-ными образцами. У плодов бузины наибольшее увеличение выхода красящих веществ наблюдалось уже после 45 с обработки и составило 20 % по сравнению с контролем. При этом более длительная обработка сырья не вызывала нарастание наблюдаемого эффекта.
Полученные нами экспериментальные данные показывают, что обработка плодов боярышни-
ка лазерным излучением значительной интенсивности вызывает эффект увеличения выхода антоцианов (продолжительность воздействия - 4 мин), а для плодов бузины такой эффект наблюдается при значительно меньшей дозе ЛИ. Это, по-видимому, связано с различной консистенцией обрабатываемых объектов, плотностью их тканей, локализацией пигментов в плодах и особенностями внутреннего строения. Так, например, у плодов боярышника антоцианы содержатся в кожице, а у плодов бузины - в кожице и соке. Кроме того, кожица боярышника имеет более плотную структуру, чем кожица бузины. Поэтому для получения достаточно выраженного эффекта плоды боярышника необходимо подвергать большим дозам лазерного воздействия.
Для выявления воздействия ЛИ в красном диапазоне (0,633 мк) на процесс экстракции сырье облучали другим лазерным лучом мощностью 30 мВт, увеличив продолжительность обработки до 10 мин. Экстрагирование проводили в течение 30 мин при температуре 25°С.
При применении красного лазерного излучения продолжительность обработки плодов, при которой наблюдается существенный эффект, увеличивается: у бузины - до 3 мин, у боярышника - до 10 мин. Эти данные подтверждают, что при предварительной обработке сырья лазерным излучением с целью интенсификации процесса последующей экстракции необходимо образование значительного количества синглетного кислорода. Поэтому следует четко определять и использовать конкретный диапазон и интенсивность действующих ЛИ.
Известно, что цвет плодов обусловливают несколько представителей антоцианов, каждый из которых имеет свой спектр поглощения света, находящийся в диапазоне 500-540 нм. Спектр поглощения света может меняться в зависимости от соотношения антоцианов в экстракте. Для определения действия излучения на изоформы антоцианов в исследуемом сырье оптическую плотность экстрактов определяли на спектрофотометре Сф-26 при длинах волн 500-530 нм.
На основании вышесказанного можно сделать вывод об эффективности и целесообразности проведения разработок по применению лазерного излучения для интенсификации процесса экстракции растительных компонентов при промышленном получении красных пищевых красителей из плодов бузины и боярышника и других растительных объектов.
32 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 10/2005
