View
9
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
1 http://www.iict.bas.bg/acomin
6/8/2015
INSTITUTE OF INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES BULGARIAN ACADEMY OF SCIENCE
Svetla Dyankova 1 , Petia Metodieva 1, Margarita Terzyiska 2
1 Institute of Cryobiology and Food Technology
2 Institute of Information and Communication Technologies
Determination of particle size distribution and analysis of a natural food supplement with
prophylactic action
6/8/2015 2
http://www.iict.bas.bg
Пектинови вещества - структура
Пектините са хетерополизахариди. Първичната им структура е разклонена верига, в която основната верига се състои от D-галактуронова киселина, а страничните вериги са изградени от пентози (D-ксилоза и L - арабиноза) и хексози (D - глюкоза и D - галактоза). Карбоксилните групи на галактуроновата киселина са частично естерифицирани с метанол и неутрализирани с метални и амониеви йони като се получават различни пектинови вещества - пектини, пектати, пектови киселини и пектинати.
Пектинови вещества - приложение
Хранително-вкусова промишленост
Фармацевтична промишленост
Сгъстяващи и желиращи агенти:
плодови желета сладка конфитюри бонбони пудинги млечно-кисели десерти плодови сокове и напитки
Помощни вещества: гранули таблетки твърди капсули суспензии и емулсии системи за удължено и
контролирано освобождаване на лекарства
Пектинови вещества
Получаване Категории
Растителни източници: ябълки цитруси сливи захарно цвекло моркови Алое вера
Според степента на естерификация (DE):
Високоестерифициран пектин (DE = 60 – 90%)
Нискоестерифициран пектин (DE < 50%)
Амидиран пектин
DE изразява % на естерифицираните –COOH групи спрямо общия брой. Този показател се отразява на химичните свойства, вискозитета на водните разтвори и способността за формиране на гел.
6/8/2015 5
http://www.iict.bas.bg
Пектинови вещества – физиологично действие
Пектинът има много ценни качества като диетичен продукт и лечебно-профилактична хранителна добавка:
Неутрализира действието на киселините и основите и адсорбира бактериалните токсини;
Понижава нивото на серумния холестерол (по-специално на LDL-холестерола);
Влияе благоприятно на въглехидратната обмяна;
Образува комплекси с тежките метали и подпомага отделянето им от организма (НЕ -пектин).
Поради своите адсорбционни и комплексообразуващи свойства, пектинът също така е подходящ носител за различни биологично активни вещества.
6/8/2015 6
http://www.iict.bas.bg
Клинични изследвания са доказали, че забележимо понижаване нивото на серумния холестерол се постига при продължителен прием на 4 до 6g (1-3 пъти дневно (максимална дневна доза: 20g).
Не е рационално да се предлага във вид на таблетки или капсули.
Преди употреба, прахообразният пектин трябва да се разтвори във вода, което създава практически проблем, свързан с неговия механизъм на разтваряне.
Пектинът се разтваря бавно и трудно.
Получава се вискозен разтвор или гел, който не е приятен за консумация.
6/8/2015 7
http://www.iict.bas.bg
Механизъм на разтваряне на пектина
Проблеми: При контакт с водата пектиновите частици, я абсорбират много
бързо и увеличават многократно размера си;
Ако отделните частици са в непосредствена близост, се задържат въздушни мехурчета;
Образуват се агрегати, които пречат на по-нататъшното проникване на водата и намаляват силно скоростта на разтваряне;
Получаването на хомогенен разтвор е затруднено
6/8/2015 8
http://www.iict.bas.bg
Предварителни изследвания (варианти): 4 вида ябълков пектин с различна степен на естерификация и 1 вид ВЕ цитрусов пектин;
Подбор на рецептура и помощни вещества за получаване на пектинов продукт с добри органолептични показатели;
Разработване на метод за включване на екстракти от някои лечебни растения в пектиновия продукт;
Оптимизиране на технологията за осигуряване на по-добро диспергиране на пектина и бързо получаване на хомогенен разтвор.
6/8/2015 9
http://www.iict.bas.bg
Експериментален материал:
Пектин ябълков BE (CP Kelco):
• DE - 69,93 %;
• рН (3% разтвор ) -3,65
• Вискозитет (3% разтвор ) - 207 mPa.s
Помощни вещества: сорбитол, захар, фруктоза,
аскорбинова киселина, талк.
Методика: Оситняване, смесване, гранулиране с различни
гранулиращи разтвори, сушене, регранулиране.
Анализи:
• Тестове за разпадаемост и разтворимост на гранулите.
• Гранулометричен анализ на вариантите гранули – Лазерен
гранулометричен анализатор ANALYSETTE 22 NanoTecplus
6/8/2015 10
http://www.iict.bas.bg
Гранулиране:
При разработването на технологичната схема за получаване на хранителната добавка, бе установено, че етапът на гранулиране е критичен за качеството на крайния продукт.
Проведени бяха допълнителни изследвания за установяване на технологичните условия и състава на гранулиращия разтвор, при които се получават гранули с най-хомогенен състав и съответно с повишена скорост на разтваряне във вода.
6/8/2015 11
http://www.iict.bas.bg
Варианти:
На първия етап от експериментите бе вариран състава на гранулиращия разтвор при един и същ размер на ситото (0,800 mm). Разработени бяха 6 опитни серии:
1 . Гранулиращ разтвор -захарен сироп;
2 . Гранулиращ разтвор -водно-етанолна смес 25%;
3 . Гранулиращ разтвор -водно-етанолна смес 40%;
4 . Гранулиращ разтвор -водно-етанолна смес 55%;
5 . Гранулиращ разтвор -водно-етанолна смес 70%;
6. Гранулиращ разтвор -дестилирана вода.
За подбор на оптималния вариант, е необходимо да се изследва влиянието на технологичните условия върху размера и разпределението на частиците и тяхната разтворимост във вода.
6/8/2015 12
http://www.iict.bas.bg
Резултати
Вариант 1
6/8/2015 13
http://www.iict.bas.bg
Резултати
Вариант 5
6/8/2015 14
http://www.iict.bas.bg
Резултати
Вариант 4 – 90 % за фракция с размери 600 -800 µm
6/8/2015 15
http://www.iict.bas.bg
Резултати:
Гранулиране с вода - почти сферични гранули с голяма здравина.
Бавно разтваряне - 1h (разбъркване).
Гранулиране със захарен разтвор – почти сферични гранули с голяма здравина. Бавно разтваряне.
Гранулиране с висока концентрация на етанол - гранули с малка здравина - разтварянето протича както при необработения пектин.
Гранулиране с водно-етанолни смеси - гранули с неправилна форма. С увеличаване % на етанола, намалява здравината и нараства разпрашаването.
Гранулометричният анализ показа най-добри резултати по отношение размера и разпределението на частиците при вариант 4. При този вариант се постига и най-бърза разтворимост във вода.
6/8/2015 16
http://www.iict.bas.bg
Необходимо е да се проведат допълнителни експерименти и да се разработят математически модели на зависимостите между състава на гранулиращата смес, разпределението на частиците в гранулата и скоростта на разтваряне във вода. В резултат на анализите и математическото моделиране, ще бъдат подбрани оптималните технологични условия и състави от гледна точка на качество, органолептични свойства и цена на продуктите. По този начин ще се подпомогне трансфера и внедряването на лабораторната технология в промишлени условия.
Пектинови гранули
6/8/2015 18
http://www.iict.bas.bg
Течни етанолни растителни екстракти:
Зелен чай (Camellia sinensis)
Глог (Crataegus monogyna)
Канела (Cinnamomum verum)
Анасон (Pimpinella anisum)
Копър (Anethum graveolens)
6/8/2015 19
http://www.iict.bas.bg
Международна селскостопанска изложба АГРА
6/8/2015 20
http://www.iict.bas.bg
6/8/2015 21
http://www.iict.bas.bg
The research is partly funded by project FP7 – AComIn “Advanced Computing for Innovation”, grant
316087, funded by the FP7 Capacity Programme (Research Potential of Convergence Regions).
6/8/2015 22
http://www.iict.bas.bg
БЛАГОДАРЯ ВИ ЗА ВНИМАНИЕТО
Recommended