Экспериментально-аналитическое исследование процесса ультразвуковой экстракции инулина из клубней топинамбура
Автор: Коннова О.И., Максименко Ю.А.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Пищевая биотехнология
Статья в выпуске: 3 (101) т.86, 2024 года.
Бесплатный доступ
Значительное место в номенклатуре функциональных продуктов питания занимает пищевая продукция, содержащая инулин, который во всем мире используется как пищевой продукт диетического и диабетического питания, пребиотик, структуро- и вкусообразователь. Клубни топинамбура являются сырьём для получения инулина. В статье рассматривается использование ультразвукового излучения в качестве эффективного метода для ускорения процесса извлечения инулина из клубней топинамбура и повышения его выхода. Данный подход к процессу экстрагирования дает возможность не только уменьшить продолжительность технологической операции, но и заметно увеличить удельный выход целевых компонентов. Рекомендовано техническое исполнении экстрактора с использованием ультразвукового излучения и разработан рациональный режим его эксплуатации. В результате математической обработки результатов экспериментов получены аппроксимирующие зависимости удельной производительности от влияющих параметров, выполнен анализ и построены и поля значений удельной производительности процесса ультразвуковой экстракции инулина. Для реализации в промышленности предлагается следующий вариант выполнения стадии экстракции: формирование экстракционной смеси при смешивании мезги с водой в соотношении гидромодуля мезга:вода от 1:4 до 1:8, экстрагирование проводить в течение 20-60 мин с использованием ультразвукового воздействия частотой 22 кГц и интенсивностью 50 Вт/см2 на экстракционную смесь массой 2,5 - 13,5 кг при механическом перемешивании экстракционной смеси со скоростью 15-30 об/мин и ее циркуляционном перемешивании с кратностью циркуляции 20..30 объемов/час при температуре смеси 313 - 353 К при этом удельная производительность составит 4,708 - 14,566 кг/(м3·ч).
Клубни топинамбура, инулин, ультразвуковая экстракция, механическое перемешивание, циркуляционное перемешивание, процесс экстракции
Короткий адрес: https://sciup.org/140308550
IDR: 140308550 | DOI: 10.20914/2310-1202-2024-3-102-108
Список литературы Экспериментально-аналитическое исследование процесса ультразвуковой экстракции инулина из клубней топинамбура
- Макарова Н.В., Еремеева Н.Б. Сравнительное изучение влияния ультразвуковых воздействий на экстракцию антиоксидантных соединений ягод черники (Vaccinium myrtillus l.) // Химия растительного сырья. 2020. № 1. С. 167-177. https://doi.org/10.14258/jcprm.2020014425
- Зибарева Л.Н., Филоненко Е.С. Влияние ультразвукового воздействия на экстракцию биологически активных соединений растений семейства Caryophyllaceae // Химия растительного сырья. 2018. № 2. С. 145-151. https://doi.org/10.14258/jcprm.2018023703
- Матвеев Д.А., Родионов Ю.В., Никитин Д.В. и др. Жидкостное экстрагирование растительных материалов с максимальным сохранением биологически активных веществ // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания. 2021. № 1. С. 164-172.
- Дьякова Н.А. Экспериментальный подбор оптимальных технологических параметров ультразвуковой экстракции инулина // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2021. Т. 20. № 4. С. 188-193. https://doi.org/10.37903/vsgma.2021.4.26
- Даудова Т.Н., Исригова Т.А., Даудова Л.А., Омарова М.М. Интенсификция экстракции антоциановых красителей ультразвуковой обработкой дикорастущих плодов // Проблемы развития АПК региона. 2021. № 1(45). С. 160-163. https://doi.org/10.52671/20790996_2021_1_160
- Кареткин Б.А., Шакир И.В., Прудсков Б.М., Панфилов В.И. Исследование ультразвуковой экстракции и способов очистки фруктанов из клубней топинамбура // Химическая промышленность сегодня. 2014. № 1. С. 39-46.
- Tan Q.L.P., Que A.H.N. Ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from Polyscias fruticosa (L.) Harms root // Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. 2023. V. 165. №. 1. P. 58-67. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2023.1.58-67
- Castellino M., Renna M., Leoni B., Calasso M. et al. Conventional and unconventional recovery of inulin rich extracts for food use from the roots of globe artichoke // Food Hydrocolloids. 2020. V. 107. P. 105975 https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.105975
- Муцаев Р.В., Алексанян И.Ю., Поликарпова Н.Э. Интенсификация процесса экстракции инулина из растительного сырья // Индустрия питания. 2018. Т. 3. № 1. С. 69-76.
- Пат. № 2548502, RU, C08B 37/00, C08B 37/18, A23L 1/236. Способ получения инулина из инулинсодержащего сырья / Бархатова Т.В., Назаренко М.Н., Кожухова М.А., Христюк В.Т. № 2013151539/13; Заявл. 19.11.2013; Опубл. 20.04.2015.
- Пат. № 2148588, RU, C08B 37/00, C08B 37/18. Способ получения инулина из клубней топинамбура / Манешин В.В., Артемьев В.Д., Васильева Ю.П. № 98115947/04; Заявл. 20.08.1998; Опубл. 10.05.2000.
- Максименко Ю.А., Алексанян И.Ю., Нугманов А.Х.Х., Лысова В.Н. Гидромеханическое оборудование химических и пищевых технологий. Астрахань: Астраханский государственный технический университет, 2020. 116 с.
- Тимановский, Е.А. Исследование процесса перемешивания, основные характеристики // Colloquium-Journal. 2018. № 12-6(23). С. 47-48.
- Вобликова Т.В., Шлыков С.Н., Пермяков А.В. Процессы и аппараты пищевых производств. Санкт-Петербург: Издательство "Лань", 2019. 204 с.
- Патент на полезную модель № 225428, RU, B01D 11/02, F26B 5/02. Ультразвуковой экстрактор / Коннова О.И., Золотовская О.В., Свирина С.А. и др. № 2024107398; Заявл. 21.03.2024; Опубл. 22.04.2024.
- Коннова О.И., Золотовская О.В., Свирина С.А., Максименко Ю.А. Разработка рациональной конструкции ультразвукового экстрактора // Технологии и продукты здорового питания: материалы XIII Национальной научно-практической конференции с международным участием, Саратов, 21 марта 2024 года. Саратов: Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова, 2024. С. 190-195.
- Barkhatova T.V., Nazarenko M.N., Kozhukhova M.A., Khripko I.A. Obtaining and identification of inulin from jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus) tubers // Foods and Raw Materials. 2015. V. 3. №. 2. P. 13-22.
- Rubel I.A., Iraporda C., Manrique G.D., Genovese D.B. et al. Inulin from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.): From its biosynthesis to its application as bioactive ingredient // Bioactive carbohydrates and dietary fibre. 2021. V. 26. P. 100281.
- Rubel I.A., Iraporda C., Novosad R., Cabrera F.A. et al. Inulin rich carbohydrates extraction from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) tubers and application of different drying methods // Food Research International. 2018. V. 103. P. 226-233.
- Srinameb B., Nuchadomrong S., Jogloy S., Patanothai A. et al. Preparation of inulin powder from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) tuber // Plant foods for human nutrition. 2015. V. 70. P. 221-226.