Методы получения красителя
Один из методов получения путем экстрагирования включает использование спирта, предварительно подкисленного винной кислотой. Экстракт концентрируют под вакуумом и полученный краситель вводят в вина для подкраски.
Однако такой краситель имеет низкое качество вследствие неблагоприятного влияния семян винограда как источника дубильных веществ, продукты конденсации которых способствуют помутнению жидкости.Для получения экстракта красящих веществ из виноградных выжимок можно использовать 2% водный раствор лимонной или винной кислот или 50%
водно-спиртовой раствор названных кислот. В этих случаях экстракцию
проводят при температуре 35-45°С в течение 4 ч, затем вытяжку сливают и операцию повторяют. При экстрагировании водно-спиртовым раствором концентрацию спирта уменьшают до 30%, после чего производят прессование выжимок. Объединенный экстракт концентрируют под вакуумом до содержания сухих веществ 30-40%.
Следует отметить, что использование дорогостоящих и дефицитных пищевых кислот и растворителя, которые частично теряются в процессе извлечения красящих веществ из выжимок винограда, делает эти способы малодоступными для широкого производства. Экстракты, приготовленные на водных растворах органических кислот, нестойки к действию микроорганизмов; хранить их можно до 15 сут, а затем - необходимо сульфитировать. Наиболее распространен способ Карпентьери, схема для которого представлена на рис. 11.1.
Рис. 11.1. Схема получения виноградного красителя по Карпентьери 61
Массу настаивают в течение 48-72 ч. Затем сливают вытяжку и отпрессовывают осадок. Экстракт хранят в герметичной таре; перед концентрированием его десульфитируют острым паром. Виноградные выжимки обрабатывают равным количеством 0,2% раствора сернистого газа или 0,4% раствора метабисульфита калия; в последнем случае дополнительно добавляют винную кислоту.
При высоком содержании красящих веществ в выжимках концентрацию экстрагента повышают в 1,5 раза Далее процесс ведут в вакуум-аппаратах при температуре 40-45°C до упаривания массы в 3-5 раз.Другим способом получения красного пищевого красителя является способ Леонова-Руднева; технологическая схема представлена на рис. 11.2.
Свежие выжимки после прессования заливают 1% раствором НС1 при соотношении 1:1 и настаивают в течение 12-20 ч при периодическом перемешивании.
Рис. 11.2. Схема получения виноградного красителя способом Леонова-Руднева
С целью ускорения процесса массу подогревают до 65-75°С и выдерживают 30-60 мин. По окончании экстрагирования массу охлаждают, жидкую фракцию сливают, осадок промывают водой и вторично отжимают на прессе; воду используют для приготовления новой порции раствора кислоты. Готовый первичный экстракт представляет собой жидкость красного цвета (плотностью 1010-1080 кг/м3), содержащую 3-5% сахара и 5-7 г красящих веществ/л. Он непригоден для окрашивания пищевых продуктов, так как количество красящих веществ в нем мало. Поэтому его концентрируют путем упаривания под вакуумом при температуре 60-65°С в аппаратуре из нержавеющей стали.
В целях сокращения потерь красящих веществ в первичный экстракт перед концентрированием добавляют 1-2% пищевой глюкозы или 3-5% карамельной патоки, или 1,5% глюкозо-белкового концентрата. Добавление глюкозы облегчает достижение в красителе требуемого содержания сухих веществ (30%), однако стоимость изготовления такого продукта выше. Количество красящих веществ в экстракте зависит от сорта винограда и способа получения из него вина; в выжимках красных сортов концентрация красителей максимальна.
Красители выпускают в виде паст и порошков. Так, изготовление порошкового красителя включает следующие операции:
- экстрагирование из виноградных выжимок;
- нейтрализация экстракта;
- удаление жидкой фазы в распылительной сушилке.
Содержание красящих веществ в таком красителе достигает 67,5%.
Предложены способы получения сухого энокрасителя, основанные на
осаждении антоцианов в виде комплексов с двухвалентными металлами. Солянокислый экстракт красящих веществ нейтрализуют до рІ =7 едким натром или содой и затем обрабатывают хлористым кальцием. После 3-4 ч отстоя нерастворимый в воде осадок отделяют, сушат и измельчают.
Рассмотрим иной способ получения энокрасителя, представленный на рис. 11.3. Выжимки экстрагируют 0,3-0,5% раствором соляной кислоты с добавлением 0,001% SO2 при 50°С, затем смесь подщелачивают едким натром. Полученный экстракт отделяют и обрабатывают гидроксидом бария при рІ = 8,3. Выпавший в осадок комплекс разлагают на фильтре смесью концентрированной соляной кислоты и спирта. В фильтрат добавляют сульфат натрия для осаждения ионов бария и повторяют процесс разделения фаз.
Антоциановый комплекс следует разлагать сразу же после осаждения, иначе будут велики потери красящих веществ, которые по истечении 24 ч проблематично извлечь из осадка.
Описанный способ позволяет без подвода тепла повысить содержание красящих веществ в упаренном продукте до 2-5%.
Отметим, что экстракт содержит значительное количество поваренной соли. Его хранят при температуре 0-2°С и рІ = 1.
Рис. 11.3. Структурно-технологическая схема получения сухого энокрасителя методом осаждения
К недостаткам данного способа следует отнести высокую кислотность и малую устойчивость красителя при хранении в обычных условиях, что затрудняет его использование.
Общими недостатками представленных способов получения красителей является сравнительно низкое содержание в красителях красящих веществ и наличие сопутствующих компонентов, что связано со сложным химическим составом растительного сырья. Так как концентрация антоцианов в сырье невелика, получение качественного красителя возможно лишь при условии предварительной очистки экстракта красящих веществ от примесей.
Условия экстракции должны способствовать наименьшему переходу этих примесей в раствор.Разработана технология получения виноградного красителя в виде концентрата и порошка с высокой окрашивающей способностью (рис. 11.4).
При этом извлечение красящих веществ происходит в противотоке методом вытеснения с применением раствора сернистого ангидрида. Соотношение сырья и раствора экстрагента составляет 1:1 (по массе).
Получаемый экстракт меньше загрязнен балластными веществами (в
основном - сахарами), чем солянокислый, и не подвержен микробиальной порче. Очищенный экстракт сгущают под вакуумом до содержания в нем сухих веществ не менее 40%. В результате очистки повышается концентрация пигментов, и конечный продукт имеет высокую окрашивающую способность. В ходе вакуум-сушки такой концентрат может быть превращен в порошок. Содержание красящих веществ в порошке составляет 325 г/л. Сухие вещества красителя на 75% представлены антоцианами.
Концентрированный краситель испытан при окрашивании карамели, мармеладной массы и газированных напитков; расход красителя составляет 0,2-0,7 кг/т продукта.
Рис. 11.4. Технологическая схема получения виноградного красителя
Поскольку в красителе, помимо красящих веществ, содержатся органические кислоты, наблюдается небольшое (на 0,2-0,8%) возрастание редуцирующих веществ в карамельной массе. Количество вносимой с красителем влаги исчисляется сотыми долями процента.
Краситель хранят в герметичной стеклянной и полимерной таре при комнатной температуре в течение 18 мес.