Исследование способа извлечения пектина из виноградных выжимок

Рациональное использование пектина в пищевой промышленности и других отраслях хозяйства страны требует всестороннего изучения химических и физико-химических свойств как самого полисахарида, так и растворов и студней на его основе.

Пектиновые вещества применяют в ме­дицине при лечении различного рода желудочных заболеваний. Известны гемостатические, дезинток­сикационные, антацидные и антисептические свойства пектинов. Их производные употребляют при острой недостаточности кальция в организме.

Виноград обладает высокой пищевой ценностью. В мире существует около 600 тыс. видов винограда. Виноград является неотъемлемой частью рациона питания населения страны. Её особая ценность заключается в том, что она содержит множество биологически активных веществ [1, 2]. Значи­тельную полезность им придаёт наличие каро­тиноидов, поливитаминов, разновидность углеводов и др.

В связи с благоприятными погодными условиями виноградарство является одним из основных направлений сельского хозяйства Узбекистана. Основная часть винных сортов винограда идёт на производство виноградного сока и вин, где образуются много отходов производства - виноградные выжимки, с которых можно получить биологически активные вещества, масло, и компоненты для производства комбикормов.

Нами поставлена задача разработать эффек­тивную технологию получения пектина из виноградных выжимок и изучать их химические, физико-химические свойства.

Процессы получения пектина осуществлена в следующей последовательности. Подобраны 2 сорта винограда и отмерены по одному килограмму с каждого. Выжаты соки из каждого винограда в отдельности.

Оставшиеся отходы высушены и использованы для извлечения пектина. Для этого сушенные выжимки размешаются в колбы, куда наливается 350-400 мл 96 или 80%-ного спирта и в течении 3 часов экстрагируется при комнатной температуре. В процессе экстрагирования липиды и микромо­лекулярные вещества разделяются, экстракт фильтруется бязью и высушивается.

Для того, чтобы извлечь водорастворимые полисахариды из высушенных выжимок добавляется 250-350 мл дистиллированной воды, экстрагируется в течении 3 часов при комнатной температуре и для того, чтобы осадить экстрагированные полисахариды на каждый из образцов добавляется по 300-400 мл 96%-ного спирта и сохраняется в течении суток в холодильнике. Осаждённые полисахариды фильтруются, осадок промывается 100 граммами 87-96%-ного спирта. Полученные полисахариды высушиваются. Порошок полисахаридов коричневого цвета, хорошо растворяется в воде.

После удаления полисахаридов из отходов извлекается пектин. В соотношении к 1 л воды растворяется 10 г лимонной кислоты и разливается по 400 г к каждому из образцов и экстрагируется в водяной бане с температурой 70-80⁰С в течение 3 часов. После экстракции образцы фильтруются. В полученный жидкий компонент каждого образца наливается по 600 мл 96%-го спирта, тем самым осаждается пектин, 3 часа осаждается в холодильнике. Через 3 часа осадок разделяется при помощи бязи и осадок промывается при помощи 85 или 96%-ного спирта, высушивается. Комки высушенного пектина размалываются и приводится в состояние порошка. Количество полученного пектина составляет 4%, имеет светло-желтый цвет, хорошо растворяется в воде.

В промышленных условиях пектин можно извлекать по технологии, схема которой приведена на рис.1.

Рисунок 1. Упрощённая технологическая схема получения пектина 1 Реактор для замачивания сырья; 2, 4, 6, 10, 13, 18 –насосы; 3-гидролизатор; 5-экстрактор; 7-центрифуга; 8-ёмкость для сбора экстракта; 9-ёмкость для сбора выжимок; 11-центрифуга; 12,14- реактор для выделения пектина; 15-установка для сушки; 16-измельчитель; 17-устройство расфасовки пектина

Степень эфирикации полученного вещества опре­деляется титрометри-ческим методом. Результаты экспериментов введены в табл.1.

Таблица 1.

Степень эфирикации пектина

К_С-свободная карбоксильная группа; К_Э - этерифицированная карбоксильная группа; К_О – общая сумма карбоксильной группы; λ – степень этерификации.

Функциональная группа пектиновых веществ, определённая при помощи ИК-Фурье спектрометра фирмы Perkel-Elmer приведена на рис.2-3.

Рисунок 2. Степень поглошения ИК-спектра элементами пектина сорта винограда Буваки

Из этого спектра видно, что при волнах с длиной 3452 см^-1 наблюдается поглощение гидроксильных групп, при волнах с длиной 2926 см^-1 наблюдается поглощение водородных соединений в гидроксильных группах, при волнах с длиной 1749, 1621 ва 1444 см^-1 наблюдается поглощение карбонильных соединений карбоксиловых групп, при волнах с длиной 1370 см^-1 наблюдается поглощение метоксильных групп.

При волнах с длиной 1233, 1149, 1103, 1017 см^-1 наблюдается поглощение прозрачных соединений. Волны с длиной 920, 831, 760 см^-1 показывают присутствие 1-4 гликозидных соединений и α-конфигурацию их структуры [2]. Зона поглощения в диапазоне волн 632 см^-1 показывает вероятность наличия β-гликозидных соединений между нейтральными моносахаридами.

Рисунок 3. Степень поглошения ИК-спектра элементами пектина сорта винограда Кирмизи

На основе вышеизложенных анализов можно сделать вывод, что полученный пектин этерифицированный полисахарид.

Поскольку степень этерификации пектина, полученного из выжимок пектина, выше по сравнению с другими пектинами, его желирующая способность при изготовлении кондитерских изделий высока, при выработке кондитерских изделий можно получить высоких результатов при низких расходах пектина [3, 4, 5].