Известно, что черный рис содержит большое количество антоцианов, является доступным, технологически рациональным и экономически целесообразным сырьем для промышленного получения антоцианов. Актуальны исследования по разработке и научно-практическому обоснованию технологических и технических решений для производства антоцианов и антоцианового пищевого красителя из черного риса. Проанализированы научно-техническая и патентная литература в области техники и технологий извлечения антоцианов и их использования в качестве натурального красителя и функционального компонента в составе пищевых продуктов. В статье представлены технические и технологические решения, машинно-аппаратурная схема и режимные параметры основных технологических процессов для производства экстракта черного риса. В качестве объектов переработки использованы черный рис сорта «Мулатка» и черный рис сорта «Южная ночь». Антоциановый пищевой краситель из черного риса является высушенным распылительным способом экстрактом черного риса. Описаны основные технологические процессы: формирование гидромодуля, экстракция, фильтрование, концентрирование и сушка. Представлены показатели качества сухого экстракта черного риса. Предложена рациональная конструкция ультразвукового экстрактора для реализации водной экстракции антоцианов из черного риса. Разработанный запатентованный способ основан на водной ультразвуковой экстракции по принципу реперколяции при гидромодуле 1:4–1:6, температуре 30–40°C, с использованием ультразвукового воздействия частотой 22 кГц и интенсивностью 50 Вт/см² в течение 70–120 минут при постоянном циркуляционном перемешивании экстрагента с кратностью циркуляции 15–25 объемов/час. Выход антоцианов по предлагаемому способу составляет до 96%. Концентрирование проводят путем вакуум-выпаривания при температуре 30–40°C до содержания сухих веществ 10–15%, с последующей распылительной сушкой при температуре 140–160°C. Сочетание экстракции по типу реперколяции, механического перемешивания и ультразвуковой обработки обеспечивает синергетический эффект, значительно ускоряя процесс по сравнению с традиционными методами. Предложенные конструкторские и технологические решения могут быть применимы на предприятиях по глубокой переработке сырья растительного происхождения для производства антоцианов, биологически активных добавок и функциональных продуктов питания.

1. Панасюк А.Л., Кузьмина Е.И., Егорова О.С. Производство и применение натуральных антоциановых пищевых красителей (обзор) // Пищевая промышленность. 2021. № 10. С. 13–19.

2. Albuquerque B.R., Oliveira M.B.P.P., Barros L., Ferreira I.C.F.R. Could fruits be a reliable source of food colorants? Pros and cons of these natural additives // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020. V. 61. № 5. P. 805–835. doi: 10.1080/10408398.2020.1746904

3. Кайсина Д.А. Антоциановые природные пигменты – альтернатива искусственным пищевым красителям // Многополярный мир в фокусе новой действительности. 2023. С. 90–92.

4. Болотов В.М., Комарова Е.В., Саввин П.Н. Технология получения, свойства и применение пищевых красителей на основе природных антоциановых и каротиноидных соединений // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2018. Т. 24. № 1. С. 124–133. doi: 10.17277/vestnik.2018.01. pp.124-133

5. Технология получения натуральных антоциановых красителей и их использование в составе функциональных продуктов питания / Дейнека В.И., Мячикова Н.И., Дейнека Л.А., Блинова И.П. // Пищевые технологии будущего: инновации в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции: сб. ст. II Междунар. науч.-практ. конф. (Саратов, 24–25 марта 2021 г.) / Под общ. ред. О.М. Поповой, Н.В. Неповинных, В.А. Буховец. Саратов: ООО «Центр социальных агроинноваций СГАУ», 2021. С. 251–255.

6. Swami S.B., Ghgare S.N., Swami S.S. et al. Natural pigments from plant sources: A review // The Pharma Innovation Journal. 2020. V. 9. № 10. P. 566–574.

7. Гончарова Ю.К., Бушман Н.Ю., Бруяко В.Н. Чернозерный рис как источник антиоксидантов в питании россиян // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования. 2016. № 12. С. 108–110.

8. Яшин Я.И., Рыжнёв В.Ю., Яшин А.Я., Черноусова Н.И. Природные антиоксиданты. Содержание в пищевых продуктах и влияние их на здоровье и старение человека. Транс. Лит., 2009. С. 126–130.

9. Silva Fernandes T., Dias Ferreira G.M., da Silva G.A., Boggione Santos I.J., Barbosa Mageste A. Extraction of anthocyanins from the byproduct and wastes of black rice production by ecofriendly method // Separation Science and Technology. 2021. V. 57. № 9. P. 1442–1453. doi: 10.1080/01496395.2021.1992437

10. Leonarski E., Kuasnei M., Cesca K., Oliveira D. de, Zielinski A.A.F. Black rice and its by-products: anthocyanin-rich extracts and their biological potential // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023. V. 64. № 25. P. 9261–9279. doi: 10.1080/10408398.2023.2211169

11. Кольцов В.А., Бочаровов В.А. Изучение изменения антоцианов при ультразвуковой экстракции черноплодной рябины // Наука и Образование. 2021. Т. 4. № 4. С. ... (необходимо указать страницы).

12. Чеснокова Н.Ю., Кузнецова А.А., Кушнаренко Л.В. Влияние условий извлечения на экстрагирование антоцианов из ягодного сырья // Вестник КрасГАУ. 2023. № 8 (197). С. 218–226. doi: 10.36718/1819-4036-2023-8-218-226

13. Kurkin V.A., Shaikhutdinov I.K., Pravdivtseva O.E. et al. Development of approaches to standardization of fresh fruits of Crataegus submollis Sarg. // Problems of Biological Medical and Pharmaceutical Chemistry. 2020. V. 23. № 3. P. 37–42. doi: 10.29296/25877313-2020-03-07

14. Чеснокова Н.Ю., Ашихмин Е.А. Влияние аскорбиновой кислоты на интенсивность извлечения антоцианового пигмента из ягод черной смородины и его стабильность // Индустрия питания. 2020. Т. 5. № 4. С. 68–73. doi: 10.29141/2500-1922-2020-5-4-10

15. Даудова Т.Н., Давудова Л.А. Влияние электромагнитного поля на интенсификацию процесса экстрагирования антоцианов из плодов терна и дикой черешни // Научные исследования: итоги и перспективы. 2021. Т. 2. № 3. С. 29–35. doi: 10.21822/2713-220X-2021-2-3-29-35

16. Герасимов М.А., Кошечкина А.С. Современные методы экстракции и очистки антоцианов // Вопросы питания. 2023. Т. 92. № S5 (549). С. 190–191. doi: 10.33029/0042-8833-2023-92-5s-234

17. Ультразвуковой экстрактор для растительного сырья / Коннова О.И., Золотовская О.В., Максименко Ю.А., Свирина С.А. // Наука и практика – 2023: материалы Всерос. междисциплинар. науч. конф. (Астрахань, 13–17 нояб. 2023 г.). Астрахань: Астраханский государственный технический университет, 2024. С. 253–254.

18. Пат. 204882 Российская Федерация, МПК B01D 11/02. Ультразвуковой экстрактор / Алексеев Г.В., Шанин В.А., Егорова О.А. и др.; заявитель Нац. исслед. ун-т ИТМО. № 2021106317; заявл. 11.03.2021; опубл. 16.06.2021.

19. Пат. 2796825 Российская Федерация, МПК B01D 11/02, B06B 1/06. Ультразвуковой экстрактор / Овсянников В.Ю., Дранникова Н.Е., Макеева Е.О.; заявитель Воронеж. гос. ун-т инженер. технологий. № 2022127334; заявл. 21.10.2022; опубл. 29.05.2023.

20. Пат. 2844558 Российская Федерация, МПК C09B 61/00. Способ получения антоцианового красителя из черного риса / Золотовская О.В., Максименко Ю.А., Неповинных Н.В. и др.; заявитель Астрахан. гос. техн. ун-т. № ...; заявл. 18.03.2025; опубл. 04.08.2025.

21. Пат. 225428 Российская Федерация, МПК B01D 11/02, F26B 5/02. Ультразвуковой экстрактор / Коннова О.И., Золотовская О.В., Свирина С.А. и др.; заявитель Астрахан. гос. техн. ун-т. № 2024107398; заявл. 21.03.2024; опубл. 22.04.2024.

22. Пат. 231856 Российская Федерация, МПК B01D 11/02. Ультразвуковой экстрактор / Коннова О.И., Мемедейкина Н.П., Теличкина Э.Р. и др.; заявитель Астрахан. гос. техн. ун-т. № ...; заявл. 11.10.2024; опубл. 13.02.2025.

23. Пат. 234730 Российская Федерация, МПК F26B 15/04, F26B 3/18. Выпарной аппарат для пенящихся материалов / Варданян М.А., Соколова Е.В., Мемедейкина Н.П. и др.; заявитель Астрахан. гос. техн. ун-т. № ...; заявл. 14.03.2025; опубл. 06.06.2025.

24. Пат. 225345 Российская Федерация, МПК F26B 17/10, F26B 3/12, F26B 3/30. Распылительная сушилка / Максименко Ю.А., Алексанян И.Ю., Свирина С.А. и др.; заявитель Астрахан. гос. техн. ун-т. № 2024105484; заявл. 04.03.2024; опубл. 17.04.2024.

25. Lu W., Shi Y., Wang R. et al. Antioxidant activity and healthy benefits of natural pigments in fruits: A review // International Journal of Molecular Sciences. 2021. V. 22. № 9. P. 4945. doi: 10.3390/ijms22094945

26. Fernández-López J.A., Fernández-Lledó V., Angosto J.M. New insights into red plant pigments: more than just natural colorants // RSC Advances. 2020. V. 10. № 41. P. 24669–24682. doi: 10.1039/D0RA03514A

27. Singh T. et al. Natural bio-colorant and pigments: Sources and applications in food processing // Journal of Agriculture and Food Research. 2023. V. 12. P. 100628. doi: 10.1016/j.jafr.2023.100628

28. Mohammad Azmin S.N.H. et al. A review on recent advances on natural plant pigments in foods: Functions, extraction, importance and challenges // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2022. V. 194. № 10. P. 4655–4672. doi: 10.1007/s12010-022-04050-z