Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Оптимизация процесса получения экстрактов в поле низкочастотных механических колебаний

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-3-46-54

Полный текст:

Аннотация

Использование экстрактов, полученных из плодово-ягодного сырья, давно нашло применение в пищевой промышленности. Так их использование позволяет получить готовый продукт не только с уникальными натуральными органолептическими показателями, но и повысить пищевую ценность готового продукта. При этом переработка местного дикорастущего плодово-ягодного сырья имеет высокое значение для экономики многих регионов. Однако сдерживающим фактором получения экстрактов из плодово-ягодного сырья является отсутствие высокоэффективной и гибкой технологии, основанной на современных способах экстрагирования. В работе рассмотрен современный способ получения экстрактов из замороженного плодово-ягодного сырья в поле низкочастотных механических колебаний. Способ является не только эффективным с точки зрения получения экстрактов с высоким содержанием целевых компонентов, но и позволяет сократить количество единиц оборудования в технологической цепочке производства, что увеличивает простоту перенастройки линии на другие виды сырья. При этом сдерживающим фактором применения данного способа является его мало изученность и как следствие отсутствие рациональных значений проведения процесса. На основании литературных источников и серии экспериментов определены основные параметры, влияющие на эффективность процесса, то есть на конечную концентрацию целевых компонентов в готовом экстракте. Для нахождения рациональных значений данных параметров была проведена серия экспериментов. Полученные данные были обработаны, и получены регрессионные уравнения зависимости выхода целевых компонентов в экстрагент (вода) от основных параметров, влияющих на процесс для двух видов сырья – ягоды клюквы и голубики. Полученные уравнения подверглись оптимизации с целью нахождения рациональных параметров. По полученным результатам проведена контрольная серия экспериментов, подтверждающая, что найденные параметры являются рациональными и значения выхода целевых компонентов на практике не отличаются более чем на 5% от полученных аналитическим путем значений.

Об авторах

Л. В. Плотникова
Кемеровский государственный университет
Россия

аспирант, кафедра мехатроники и автоматизации технологических систем, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия



П. П. Иванов
Кемеровский государственный университет

к.т.н., доцент, кафедра мехатроники и автоматизации технологических, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия



И. Б. Плотников
Кемеровский государственный университет

к.т.н., доцент, кафедра мехатроники и автоматизации технологических, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия



К. Б. Плотников
Кемеровский государственный университет

к.т.н., доцент, кафедра мехатроники и автоматизации технологических, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия



Е. Н. Неверов
Кемеровский государственный университет

д.т.н., профессор, кафедра техносферная безопасность, ул. Красная, 6, г. Кемерово, 650000, Россия



Список литературы

1. Sabater C., Corzo N., Olano A., Montilla A. Enzymatic extraction of pectin from artichoke (Cynara scolymus L.) by-products using Celluclast® 1.5L // Carbohydrate Polymers. 2018. №. 190. P. 43–49.

2. Popov A.M., Plotnikov K.B., Donya D.V. Determination of dependence between thermophysical properties and structural-and-phase characteristics of moist materials // Foods and raw materials. 2017. V. 5. №. 1. P. 137–143.

3. Nizamova A.A., Galiakhmetova E.K., Mochalov K.S., Bokov D.O. et al. The determination of antioxidant activity of ethanol extracts of gynostemma pentaphyllum // Iranian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2021. №. 17. P. 91–98.

4. Xie Z.Q., He Y.L., Wang P.P., Su M.Y. et al. Two-dimensional optical edge detection based on pancharatnam-berry phase metasurface // Wuli xuebao. 2020. V. 69. №. 014101. doi: 10.7498/aps.69.20191181

5. Tamkut? L., Pukalskas A., Syrpas M., Urbonavi?ien? D. et al. Fractionation of cranberry pomace lipids by supercritical carbon dioxide extraction and on-line separation of extracts at low temperatures // Journal of Supercritical Fluids. 2020. V. 1631. 104884.

6. Rojo-Guti?rrez E., Carrasco-Molinar O., Tirado-Gallegos J.M., Levario-G?mez A. et al. Evaluation of green extraction processes, lipid composition and antioxidant activity of pomegranate seed oil // Journal of Food Measurement and Characterization. 2021. V. 15. №. 2. P. 2098–2107.

7. Adetunji L.R., Adekunle A., Orsat V., Raghavan V. Advances in the pectin production process using novel extraction techniques: A review // Food Hydrocolloids. 2017. №. 62. P. 239–250.

8. Demirbas A., Groszman K., Pazmi?o-Hernandez M., Vanegas D.C. et al. Cryoconcentration of flavonoid extract for enhanced biophotovoltaics and pH sensitive thin films // Biotechnology Progress. 2018. №. 34. P. 206–217.

9. Lon?ari? A., Jozinovi? A., Jelini? J., Kova? T. et al. Green extraction methods for extraction of polyphenolic compounds from blueberry pomace // Foods. 2020. V. 9. №. 11. 1521. doi: 10.3390/foods9111521

10. Radulescu C., Stihi C., Olteanu R.L., Dulama I.D. et al. Chemometric assessment of spectroscopic techniques and antioxidant activity for hippophae rhamnoides l. Extracts obtained by different isolation methods // Analytical letters. 2019. V. 52. №. 15. P. 2393–2415. doi: 10.1080/00032719.2019.1590379

11. Sharoglazova L.P., Belyakov A.A., Smol'nikova Ya.V., Velichko N.A. et al. Determination of an effective regimen for maceration of berry raw materials of the rubus genus // IOP Conference series: Earth and environmental science. 2020. 72061. doi: 10.1088/1755–1315/548/7/072061

12. Mironova E., Romanenko E., Sycheva O., Selivanova M. et al. Optimal parameters and modes of extraction of biologically active substances from natural fruit and berry raw materials // E3S Web of Conferences. 2020. 04009. doi: 10.1051/e3sconf/202020304009

13. Mirandola M., Salvati M.V., Rodigari C., Appelberg K.S. et al. Cranberry (Vaccinium macrocarpon) extract impairs nairovirus infection by inhibiting the attachment to target cells // Pathogens. 2021. V. 10. №. 8. 1025.

14. Dienaite L., Pukalskiene M., Pereira C.V., Matias A.A. et al. Valorization of european cranberry bush (Viburnum opulus l.) berry pomace extracts isolated with pressurized ethanol and water by assessing their phytochemical composition, antioxidant, and antiproliferative activities // Foods. 2020. V. 9. №. 10. 1413.

15. Mu?oz-Almagro N., Ruiz-Torralba A., M?ndez-Albi?ana P., Villamiel M. et al. Berry fruits as source of pectin: Conventional and non-conventional extraction techniques // International Journal of Biological Macromolecules. 2021. №. 186. P. 962–974.

16. Yang H., Tian T., Wu D., Guo D., Lu J. Prevention and treatment effects of edible berries for three deadly diseases: Cardiovascular disease, cancer and diabetes // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2017. V. 59. №. 12. P. 1903–1912.

17. Bakin I.A., Mustafina A.S., Aleksenko L.A., Shkolnikova M.N. Intensification of extraction of phytocomponents from berry raw materials // IOP Conference series: Earth and environmental science. 2021. 022066. doi: 10.1088 / 1755–1315 / 640/2/022066

18. Orobinskaya V.N., Permyakov A.V., Kholodova E.N., Galdin E.V. The resource-saving technology of anthocyanins extraction by the method of low-frequency vibration impact // IOP Conference series: Earth and environmental science. 2020. 012097. doi: 10.1088/1755–1315/613/1/012097

19. Masota N.E., Heller E., Holzgrabe U., Vogg G. Comparison of extraction efficiency and selectivity between low-temperature pressurized microwave-assisted extraction and prolonged maceration // Archiv der pharmazie. 2020. V. 353. №. 10. 2000147. doi: 10.1002/ardp.202000147

20. Пат. № 2547176, RU, A23L 1/212. Способ получения плодово-ягодных экстрактов / Сорокопуд А.Ф., Сорокопуд В.В., Плотников И.Б., Плотникова Л.В. заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. № 2014101853/13; Заявл. 21.01.2014; Опубл. 10.04.2015, Бюл. № 10.


Для цитирования:


Плотникова Л.В., Иванов П.П., Плотников И.Б., Плотников К.Б., Неверов Е.Н. Оптимизация процесса получения экстрактов в поле низкочастотных механических колебаний. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021;83(3):46-54. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-3-46-54

For citation:


Plotnikova L.V., Ivanov P.P., Plotnikov I.B., Plotnikov K.B., Neverov E.N. Optimization of the process of obtaining extracts in the field of low-frequency mechanical vibrations. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2021;83(3):46-54. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-3-46-54

Просмотров: 19


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)