PL213556B1

PL213556B1 - Sposób obróbki owoców ostropestu plamistego

Info

Publication number: PL213556B1
Application number: PL369565A
Authority: PL
Inventors: Zdenek Svehlík; Pavel Švehlík
Original assignee: Irel Spol S R O
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2013-03-29
Also published as: PL369565A1; CZ2004602A3; SK2212004A3; CZ295611B6; SK287615B6

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki owoców ostropestu plamistego (Silybum Marianum) (L. GAERTNER) zwanych w dalszej części opisu owocami. Stosuje się je jako surowiec do ekstrakcji substancji czynnej, koncentratu flawolignanów sylimaryny, w ekstraktorze odpowiedniego typu.

Owoce ostropestu plamistego zawierają szereg związków, przy czym ze względu na ich właściwości farmakologiczne najważniejsze są związki typu flawonololignanów, określane w skrócie jako flawolignany lub flawonolignany. Związki tego typu znajdują zastosowanie jako fitofarmaceutyczne substancje czynne zarówno w medycynie klasycznej, jak i alternatywnej, oraz w preparatach kosmetycznych, biorąc pod uwagę ich działanie ochronne wobec wątroby i właściwości przeciwutleniające.

Ostropest plamisty zawiera flawolignany w dużym stężeniu, szczególnie w owocach (skrzydlakach), w których flawolignany występują głównie w warstwach powierzchniowych. Poprzez selekcję roślin występujących w naturze wyhodowano szereg chemoodmian (gatunków), różniących się między sobą całkowitą zawartością flawolignanów oraz wzajemną proporcją poszczególnych związków (indywiduów chemicznych) należących do tej grupy. Do stosowania przemysłowego szczególnie nadają się dwie chemoodmiany ostropestu plamistego:

a) ostropest plamisty, chemoodmiana zawierająca sylibinę b) ostropest plamisty, chemoodmiana zawierająca sylidianinę.

Owoce obu odmian mają kształt wydłużonych skrzydlaków, lekko spłaszczonych, o długości 6 - 7 mm, szerokości 3 mm i grubości 1,5 - 2 mm, przy czym maksymalna szerokość przypada w miejscu odpowiadającym jednej trzeciej lub połowie całkowitej długości. Po stronie przylegającej do środka kwiatostanu skrzydlaki mają szerokie wcięcie; z drugiej strony ich kształt ulega stopniowemu zwężeniu i zaokrągleniu; z tej strony pod szkłem powiększającym można zobaczyć ślad po mikrootworze pyłku. Powierzchnia skrzydlaków jest gładka, lekko lśniąca, barwy od żółtoszarej aż po brązowoszarą.

Owoce ostropestu plamistego są źródłem substancji czynnej, koncentratu flawolignanów zwanego sylimaryną. Koncentrat ten wytwarza się zazwyczaj w procesie ekstrakcji, przy czym zgniecione owoce poddaje się ekstrakcji odpowiednim rozpuszczalnikiem, a następnie tak uzyskany ekstrakt poddaje się odpowiednim operacjom oczyszczania. Najstarszy znany sposób obróbki wstępnej owoców ostropestu plamistego przed poddaniem ich ekstrakcji polega na zgniataniu owoców za pomocą walców rowkowanych. Uzyskuje się wówczas nierównomiernie rozdrobniony surowiec zawierający cząstki o nieznanym rozkładzie wielkości, w proporcjach często uniemożliwiających poddanie surowca ekstrakcji z wykorzystaniem dostępnych urządzeń. Z zasady tak wstępnie przygotowane owoce można poddać ekstrakcji tylko w urządzeniach zapewniających duże różnice ciśnienia czynnika ekstrakcyjnego pomiędzy wlotem a wylotem ekstraktora, przy czym przegrody rozdzielające w ekstraktorze powinny być tak skonstruowane, aby uniemożliwiać zanieczyszczenie początkowego ekstraktu najdrobniejszymi składnikami owoców poddawanych ekstrakcji. Warunek ten spełniają ekstraktory o działaniu okresowym lub ekstraktory usytuowane szeregowo i pracujące w warunkach półciągłej ekstrakcji przeciwprądowej (tak zwane baterie perkolatorów). W takim procesie ekstrakcji osiąga się wysoki stopień ekstrakcji, w odniesieniu do substancji czynnej, owoców poddanych obróbce wstępnej, ale pod warunkiem, że połączone szeregowo perkolatory działają w warunkach wysokiego gradientu ciśnienia czynnika ekstrakcyjnego. Ponadto, pomimo optymalnego ustawienia przegród w ekstraktorze, najdrobniejsze składniki owoców przenikają do ekstraktu początkowego, a następnie ulegają sedymentacji. Powoduje to konieczność częstego oczyszczania urządzenia, co ogranicza jego wydajność. Produktem ubocznym procesu dalszego oczyszczania ekstraktu początkowego jest frakcja tłuszczowa stanowiąca 20% wyjściowej masy owoców poddawanych ekstrakcji, zanieczyszczona przy tym rozpuszczalnikami organicznymi. Można ją poddać utylizacji przez spalanie, ale prowadzi to do straty rozpuszczalników organicznych i zanieczyszczenia środowiska. Wszystkie te czynniki mają znacząco niekorzystny wpływ na ekonomiczne parametry procesu.

Dążąc do zwiększenia wydajności ekstrakcji i ograniczenia niekorzystnych skutków związanych z procesami prowadzonymi w wyżej opisanych urządzeniach ekstrakcyjnych wprowadzono pewne rozwiązania technologiczne. Przewidzianą do przerobu partię owoców ostropestu plamistego podzielono na trzy części o takiej samej objętości. Pierwszą część pocięto na walcach tnących, po czym oddzielono zawierającą bielmo frakcję o najwyższej zawartości tłuszczu. Pozostałe dwie części objętościowe owoców ostropestu plamistego poddano tłoczeniu na zimno. Dzięki temu podczas ekstrakcji można było zmniejszyć gradient ciśnienia czynnika ekstrakcyjnego i uzyskać przy tym wyższą wydajPL 213 556 B1 ność ekstrakcji substancji czynnej z owoców. Inne możliwości obróbki wstępnie przetworzonych owoców są niestety ograniczone i nie udaje się zwiększyć w znaczącym stopniu wydajności ekstrakcji.

W najbliższych znanych rozwiązaniach według opisów wzorów użytkowych nr 13523 i 13524, zarejestrowanych w Republice Czeskiej, zastosowano ekstraktor innego typu, czyli urządzenie do ekstrakcji ciągłej typu karuzelowego, co umożliwiło zwiększenie wydajności ekstrakcji. W urządzeniu typu karuzelowego przeciwprądowa ekstrakcja ciągła owoców czynnikiem ekstrakcyjnym zachodzi w sekcjach o różnej zdolności ekstrakcji owoców. W tym urządzeniu czynnik ekstrakcyjny przepływa przez surowiec poddawany ekstrakcji tylko dzięki sile grawitacji, a jego bezawaryjna praca wymaga ścisłego przestrzegania określonego rozkładu wielkości cząstek surowca poddawanego ekstrakcji, aby uniknąć zatykania się przegród filtracyjnych ekstraktora. Z uwagi na te wymogi konieczna jest zmiana struktury i kształtu owoców przed ekstrakcją, gdyż ich wyjściowa struktura i kształt okazały się całkowicie nieodpowiednie dla tego typu ekstraktora. Przepływ czynnika ekstrakcyjnego był niewłaściwy, a urządzenie ulegało zatykaniu przez drobne cząstki owoców poddawanych ekstrakcji.

Próby te doprowadziły do procesu opisanego w wyżej wspomnianych opisach wzorów użytkowych nr 13523 i 13524, w wyniku którego to procesu otrzymano z ostropestu plamistego wolne od tłuszczu owoce w postaci cząstek w kształcie nieregularnych płatków zawierających w środku nabłonek lub pozbawionych nabłonka, przy czym ściany komórkowe owoców były rozerwane, a zawartość substancji czynnej w owocach wynosiła 3,5 - 5,0% wag. We wspomnianych opisach wzorów użytkowych ujawniano również urządzenie do wytwarzania środka leczniczego.

Szczególnie ze względu na warunki klimatyczne wywierające istotny wpływ na jakość owoców ostropestu plamistego stanowiących surowiec wyjściowy, w tym na takie jego parametry jak wilgotność, zawartość oleju i zanieczyszczenia mechaniczne, wytwarzanie środka leczniczego w wyżej opisany sposób stwarzało problemy związane z przestrzeganiem jakości produktu końcowego, takie jak np. skład granulometryczny cząstek, zawartość tłuszczu w odtłuszczonych owocach, a zatem i zawartość substancji czynnej. Z tego powodu nie udało się uzyskać parametrów procesu podanych w wyżej wspomnianych opisach wzorów użytkowych. Ponadto doprowadziło to do zmniejszenia całkowitej wydajności procesu.

Z tych względów istniała potrzeba rozwiązania problemu przez ulepszenie procesu przedekstrakcyjnej obróbki owoców ostropestu plamistego, zwłaszcza biorąc pod uwagę konieczność regulacji nie tylko wielkości cząstek czy zmniejszenia zawartości tłuszczu w owocach poddanych wstępnej obróbce, ale również zwiększenia zawartości substancji czynnej w produkcie i zwiększenia wydajności ekstrakcji owoców w odniesieniu do substancji czynnej oraz umożliwienia przerobu surowca uzyskanego z ostropestu plamistego bez względu na nietypową zawartość oleju, wilgotność lub zanieczyszczenia mechaniczne.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że wyżej opisanych niedogodności można w znaczącym stopniu uniknąć dzięki nowemu sposobowi obróbki owoców ostropestu plamistego, przedstawionemu powyżej.

Wynalazek dotyczy sposobu obróbki owoców ostropestu plamistego przez odtłuszczanie i ekstrakcję, przy czym wyjściowe owoce przygotowuje się i/lub wstępnie suszy się je, po czym oddziela się zanieczyszczenia mechaniczne i oddziela się zawierające tłuszcz bielmo z usunięciem pierwszej frakcji tłuszczowej, a przed ekstrakcją owoce poddaje się obróbce ciśnieniowej, charakteryzującego się tym, że owoce poddaje się działaniu ciśnienia kształtującego o wartości zmieniającej się w czasie w zakresie od 25 do 50 MPa, a temperaturę owoców utrzymuje się na poziomie temperatury otoczenia wynoszącej maksymalnie 35°C, z wyjątkiem podwyższonej temperatury w zakresie od 53°C do 60°C w etapie obróbki ciśnieniowej, przy czym podczas całego procesu owoce w minimalnym stopniu są narażone na szok cieplny.

Korzystny jest sposób według wynalazku, w którym ciśnienie kształtujące zmienia się w sposób skokowy w zależności od czasu.

Korzystnie ciśnienie kształtujące zmienia się w sposób skokowy w zależności od czasu, z co najmniej jednym opóźnieniem czasowym pomiędzy zmianami ciśnienia.

Korzystny jest sposób, w którym owoce chłodzi się przez okres co najmniej jednego opóźnienia czasowego.

Korzystnie odtłuszczone owoce zawierają poniżej 8,0% wagowych tłuszczu.

Korzystniej odtłuszczone owoce zawierają poniżej 6,5% wagowych tłuszczu.

Korzystny jest sposób, w którym ciśnienie kształtujące zmienia się w zależności od czasu w sposób ciągły.

PL 213 556 B1

Korzystnie ciśnienie kształtujące zmienia się w zależności od czasu w sposób ciągły, zwykle w sposób liniowy, wykładniczy lub pulsujący albo w sposób stanowiący ich kombinację.

Korzystnie ciśnienie kształtujące zmienia się poprzez zmianę obrotów prasy w sposób ciągły.

Korzystny jest sposób, w którym ciśnienie kształtujące zmienia się w zależności od czasu w sposób ciągły z co najmniej jednym opóźnieniem czasowym.

Korzystny jest sposób, w którym odtłuszczone owoce chłodzi się przez okres co najmniej jednego opóźnienia czasowego.

Korzystnie owoce odtłuszcza się przez tłoczenie, zwykle za pomocą ślimaka prasującego pod wysokim ciśnieniem.

Korzystnie ostateczna struktura odtłuszczonych owoców zawiera co najmniej częściowo rozerwane ściany komórkowe.

Korzystnie rozrywa się ściany komórkowe i ustala się grubość owoców przez tłoczenie, a kształt produktu końcowego zależy od kształtu szczeliny wylotowej.

Korzystnie odtłuszczone owoce są w kształcie nieregularnych płatków, zazwyczaj o średnicy do 50 mm i grubości do 5 mm.

Korzystnie po zakończeniu tłoczenia odtłuszczone owoce chłodzi się.

Korzystnie po ochłodzeniu odtłuszczone owoce przesiewa się i/lub odsysa.

Korzystnie cząstki owoców w postaci proszku przesiewa się i/lub odsysa tak, aby po przejściu przez sito o oczkach poniżej 1 mm ich zawartość wynosiła co najwyżej 8% wagowych w przeliczeniu na całkowitą masę owoców.

Korzystnie cząstki owoców w postaci proszku, które przeszły przez sito o oczkach poniżej 1 mm zawraca się do procesu.

Korzystnie odtłuszczone owoce ostropestu plamistego stanowią czyste, określone chemoodmiany i/lub mieszaniny jego chemoodmian.

Korzystnie zawartość substancji czynnej w odtłuszczonych owocach jest wyższa niż w owocach wsadowych.

Korzystnie względny wzrost zawartości substancji czynnej w odtłuszczonych owocach w stosunku do owoców wsadowych wynosi co najmniej 25%.

Korzystnie substancja czynna zawiera związki typu fIawonoidów, a zwłaszcza flawolignany.

Korzystnie zawartość poszczególnych flawolignanów w odtłuszczonych owocach jest stała lub zmienia się względem siebie.

Korzystnie uboczne produkty organiczne, w tym frakcja tłuszczowa lub bielmo, nie zawierają obcych związków organicznych i/lub nieorganicznych ani produktów własnego rozkładu termicznego lub chemicznego i nadają się do stosowania w przemyśle spożywczym, paszowym, kosmetycznym i farmaceutycznym.

Po zakończeniu doświadczeń i prób praktycznych prowadzonych z użyciem obu wyżej wymienionych chemoodmian owoców ostropestu plamistego czyli odmiany zawierającej sylibinę i odmiany zawierającej sylidianinę, stwierdzono, że z uwagi na różny wpływ matrycy, powodujący różne zachowanie się obu chemoodmian podczas samej reakcji, praktyczne jest zmieszanie obu odmian i ewentualnie usunięcie z owoców głównej frakcji bielma oraz ustalenie wilgotności poddanych w ten sposób obróbce owoców ostropestu plamistego na żądanym poziomie przez suszenie wstępne, a następnie usunięcie zanieczyszczeń mechanicznych, to jest niepożądanych wyjściowych zanieczyszczeń-domieszek nieorganicznych i/lub organicznych (małych kamyczków, ziemi, drewna, łusek) i wraz z nimi substancji ferromagnetycznych i paramagnetycznych (cząstek metali itp.), przy czym kolejność usuwania zanieczyszczeń jest dowolna.

Pod pojęciem mieszania chemoodmian ostropestu plamistego należy rozumieć połączenie porcji wagowych obu chemoodmian dla uzyskania optymalnego składu owoców w odniesieniu do wydajności ekstrakcji wstępnie przetworzonych owoców, jak również zawartości i składu substancji czynnej, sylimaryny.

Usunięcie bielma oznacza oddzielenie go po uprzednim rozdrobnieniu owoców na walcach rowkowanych. Z uwagi na niską zawartość substancji czynnej w bielmie i wysoką zawartość frakcji tłuszczowej czynność ta prowadzi do znacznego zmniejszenia zawartości tłuszczu w przetwarzanych owocach, jak również do względnego zwiększenia zawartości substancji czynnej.

Zasadniczą cechą sposobu według wynalazku jest to, że zmienia się w czasie ciśnienie kształtujące, wpływające na poddawane obróbce owoce, zależnie od użytych jako surowiec konkretnych owoców ostropestu plamistego, dla uzyskania żądanej struktury i kształtu, wraz z usunięciem z owoPL 213 556 B1 ców tłuszczu jako ubocznego składnika organicznego, przy minimalnej ekspozycji owoców na działanie ciepła podczas całego procesu.

Wyrażenie „minimalna ekspozycja owoców na działanie ciepła podczas całego procesu oznacza, że podczas tej ekspozycji w żaden sposób nie przekracza się temperatury, w której przebiega rozkład termiczny substancji czynnej obecnej w produkcie końcowym.

Sposób według wynalazku umożliwia usunięcie z owoców frakcji tłuszczowej, przy czym tłuszcz usuwa się z owoców ostropestu plamistego w maksymalnie możliwym stopniu, tak że po takiej obróbce owoce korzystnie zawierają poniżej 8% wag. tłuszczu, korzystniej poniżej 6,5% wag. tłuszczu przy raptownej zmianie ciśnienia, lub poniżej 10% wag. tłuszczu, korzystniej poniżej 9,3% wag. tłuszczu, gdy ciśnienie kształtujące zmienia się w czasie w sposób ciągły.

W jednej z postaci sposobu według wynalazku otrzymuje się owoce o takiej ostatecznej strukturze i kształcie, że ich właściwości reologiczne są odpowiednie do przeprowadzenia ekstrakcji. Tak więc owoce po obróbce wstępnej mają postać płatków o średnicy 50 mm i grubości 5 mm, z rozerwanymi ścianami komórkowymi, co sprzyja swobodnemu przepływowi czynnika ekstrakcyjnego oraz wysokiej wydajności ekstrakcji w odniesieniu do substancji czynnej. Ponadto tego typu obróbka wstępna powoduje zwiększenie zawartości substancji czynnej, w tym także związków typu flawonoidów, a zwłaszcza flawolignanów, przy czym wzrost zawartości substancji czynnej w odtłuszczonych owocach wynosi co najmniej 25% w odniesieniu do ich masy początkowej, a wydajność urządzenia do ekstrakcji wzrasta.

Sposobem według wynalazku można uzyskać optymalny rozkład wielkości cząstek owoców poddanych obróbce wstępnej, przy czym ten rozkład można osiągnąć w warunkach prowadzenia procesu czyli przez oddzielenie bielma zawierającego tłuszcz, zmiany ciśnienia kształtującego w czasie, wraz z ewentualnym rozdzielaniem umożliwiającym usuwanie cząstek o niewłaściwej wielkości, które można zawrócić do procesu. Dzięki sposobowi według wynalazku wydajność całego procesu przygotowywania owoców można korzystnie zwiększyć tak, aby po obróbce wstępnej otrzymać jedynie cząstki owoców o uprzednio określonym rozkładzie wielkości. W procesie ekstrakcji prowadzonej w sposób ciągły parametrem krytycznym jest zawartość cząstek pyłu przechodzących przez sito o oczkach 1 mm. W sposobie obróbki według wynalazku można ograniczyć ich udział w owocach po obróbce wstępnej do uprzednio określonego poziomu, korzystnie poniżej 8% wag.

Sposób według wynalazku można realizować w warunkach niezależnie działających poszczególnych urządzeń, względnie, co jest korzystne, ustawiając te urządzenia szeregowo. W takim usytuowaniu korzystnie stosuje się tzw. technologię gradientową, polegającą na tym, że pierwsze urządzenie umieszcza się w najwyższym punkcie linii technologicznej, a produkt transportuje się do innych urządzeń wykorzystując siłę grawitacji, bez jakiegokolwiek zużycia energii.

Taki sposób prowadzenia procesu pozwala na ograniczenie do minimum ekspozycji owoców poddawanych obróbce na działanie temperatury, przy czym podczas całego procesu temperaturę utrzymuje się w zakresie temperatury otoczenia, czyli do 35°C. Ponadto obróbka owoców we wszystkich urządzeniach przebiega w minimalnym okresie czasu, a więc szok termiczny jest pomijalnie mały i nie następuje wykrywalny rozkład termiczny substancji czynnej w owocach. Dzięki prowadzeniu procesu wyżej opisanym sposobem ściany komórek roślinnych ulegają rozerwaniu pod bezpośrednim działaniem czynników mechanicznych występujących podczas cięcia lub zgniatania owoców, jak również w sposób pośredni pod wpływem ciśnienia stosowanego w obydwu procesach. Fakt ten wywiera pozytywny wpływ na wydajność ekstrakcji substancji czynnej występującej w owocach.

Sposób według wynalazku jest zgodny z zasadami należytej staranności prowadzenia produkcji, DDMP (due diligence manufacturing practice), dającymi się dobrze zdefiniować, oraz spełnia wszystkie ich wymogi i kryteria, łącznie z czyszczeniem urządzeń i ich obsługą, a poddawany obróbce produkt nie jest zanieczyszczony żadną substancją pomocniczą lub obcą, toteż główny produkt końcowy, odtłuszczone owoce ostropestu plamistego po obróbce wstępnej, jak również uboczne odpadowe produkty organiczne, odsiane bielmo i składniki tłuszczowe, można z powodzeniem stosować w wyrobach spożywczych, paszowych, kosmetycznych i farmaceutycznych.

Sposób według wynalazku znajduje zastosowanie przemysłowe.

Odtłuszczone owoce po obróbce wstępnej, zawierające stężoną substancję czynną, flawolignany, o określonym kształcie cząstek i rozkładzie ich wielkości, o niskiej zawartości określonej frakcji tłuszczowej, stanowią odpowiedni surowiec do procesu ekstrakcji, jakiemu można poddać obydwie odmiany ostropestu plamistego w ostatecznej postaci:

Cardui mariae fructus silybine contusus compressus

Cardui mariae fructus silydianin contusus compressus

PL 213 556 B1

Po obróbce wstępnej owoce mają rozerwaną strukturę komórkową i niską zawartość tłuszczu, co pozwala na ich zastosowanie w ekstrakcji w przeciwprądowym ekstraktorze typu karuzelowego o działaniu ciągłym, w którym osiąga się wysoką wydajność ekstrakcji owoców w odniesieniu do substancji czynnej oraz wysoką wydajność ekstrakcji (1,5 - 2 razy wyższą) w porównaniu z procesem ekstrakcji prowadzonym w baterii perkolatorów.

Większość tłuszczu wydziela się na zimno, bez zanieczyszczania produktu rozpuszczalnikami lub innymi substancjami pomocniczymi. Unika się w ten sposób zanieczyszczania środowiska, a ze względu na bardzo łagodne warunki wydzielania otrzymaną frakcję tłuszczową wysokiej jakości, wolną od produktów rozkładu i substancji obcych, można wykorzystać do celów spożywczych, paszowych, kosmetycznych i farmaceutycznych, jak już wspomniano powyżej.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.

P r z y k ł a d 1. Odtłuszczanie owoców przy użyciu krajarki i prasy, sposobem znanym ze stanu techniki

Partię (np. 20 ton) surowca do przerobu, owoców ostropestu plamistego, o maksymalnej zawartości obcych domieszek organicznych 5,0% wag., obcych domieszek nieorganicznych 0,5% wag., o wyjściowej zawartości tłuszczu 35 - 38% wag. i o wyjściowej zawartości substancji czynnej, flawolignanów, 2,7 - 3,0% wag., najpierw oczyszczono z niepożądanych domieszek (kamyków, ziemi, drewna) w urządzeniu do usuwania kamieni. Następnie materiał oczyszczono z domieszek ferromagnetycznych i paramagnetycznych (cząstek metalu) w skrzyni magnetycznej.

Owoce rozdrobniono w krajarce (typu DO-15-20, produkcji Tovarny mlynskych stroju, a.s., Pardubice, 720 obr./min), wyposażonej w parę stalowych walców rowkowanych obracających się z różną szybkością obwodową, w stosunku 1:1,15.

Pierwsze oddzielanie frakcji tłuszczowej przeprowadzono w przesiewaczu sitowym (typ LO2X100.11, produkcji Tovarny mlynskych stroju, a.s., Pardubice, 33 obr./min), przy czym rozdrobnione owoce podzielono na dwie frakcje: frakcję zawierającą bielmo (około 7% wag.) i frakcję zawierającą łuski nasion (tzw. epispermę). Owoce po takiej obróbce wstępnej następnie poddano tłoczeniu w prasie ślimakowej (typ 4B 210, producent Tovarny mlynskych stroju, a.s., Pardubice, 216 obr./min), gdzie usunięto pozostałą frakcję tłuszczową stanowiącą około 23% wag. wsadu początkowego.

Jako produkt końcowy otrzymano owoce w kształcie nieregularnych płatków o średnicy 50 mm i grubości do 5 mm, o rozerwanych ścianach komórkowych. Analiza laboratoryjna tego produktu wykazała następujące wartości.

Zawartość tłuszczu	9% wag.	Wymagana:	maks.	15% wag.
Zawartość substancji czynnej, flawolignanów	4,5% wag.	Wymagana:	min.	3,5% wag
Udział cząstek pyłu (przechodzących przez sito o oczkach 1 mm)	7,8% wag.	Wymagany:	maks.	8% wag.

P r z y k ł a d 2. Odtłuszczanie owoców przy użyciu prasy; sposób znany ze stanu techniki

Partię (np. 20 ton) surowca do przerobu, owoców ostropestu plamistego, o maksymalnej zawa rtości obcych domieszek organicznych 5,0% wag., obcych domieszek nieorganicznych 0,5% wag., o wyjściowej zawartości tłuszczu 35 - 38% wag. i o wyjściowej zawartości substancji czynnej, flawolignanów, 2,7 - 3,0% wag., najpierw oczyszczono z niepożądanych domieszek (kamyków, ziemi, drewna) w urządzeniu do usuwania kamieni. Następnie materiał oczyszczono z domieszek ferromagnetycznych i paramagnetycznych (cząstek metalu) w skrzyni magnetycznej.

Owoce po obróbce wstępnej poddano tłoczeniu w prasie ślimakowej (typu 4B 210, produkcji Tovarny mlynskych stroju, a.s., Pardubice, 216 obr./min), gdzie usunięto resztę frakcji tłuszczowej.

Zawartość tłuszczu	12% wag.	Wymagana:	maks.	15% wag.
Zawartość substancji czynnej, flawolignanów	4,0% wag.	Wymagana:	min.	3,5% wag
Udział cząstek pyłu (przechodzących przez sito o oczkach 1 mm)	7,8% wag.	Wymagany:	maks.	8% wag.

PL 213 556 B1

P r z y k ł a d 3. Odtłuszczanie owoców przy użyciu prasy; sposób według wynalazku

Partię (np. 20 ton) surowca do przerobu, owoców ostropestu plamistego, o maksymalnej zawartości obcych domieszek organicznych 5,0% wag., obcych domieszek nieorganicznych 0,5% wag., o wyjściowej zawartości tłuszczu 35 - 38% wag. i o wyjściowej zawartości substancji czynnej, flawolignanów, 2,7 - 3,0% wag., najpierw oczyszczono z niepożądanych domieszek (kamyków, ziemi, drewna) w urządzeniu do usuwania kamieni. Następnie materiał oczyszczono z domieszek ferromagnetycznych i paramagnetycznych (cząstek metalu) w rozdzielaczu magnetycznym, konkretnie w skrzyni magnetycznej.

Owoce po obróbce wstępnej poddano tłoczeniu i usunięciu frakcji tłuszczowej w prasie ślimakowej Farmet Żralok LCPF (produkcji firmy FARMET a.s., Ćeskά Skalice), co umożliwiło zdecydowane zmniejszenie zawartości tłuszczu w końcowej partii owoców ostropestu plamistego przez nagłą, zależną od czasu zmianę ciśnienia kształtującego.

Zastosowano trójstopniowy proces tłoczenia, w którym pierwszą część owoców poddano działaniu wzrastającego ciśnienia kształtującego z liniowym wzrostem aż do maksymalnej wartości około 25 - 30 MPa, po czym ciśnienie raptownie zmniejszono do wartości nie dającej się zmierzyć; następnie w drugiej sekcji ciśnienie zwiększano liniowo do 35 - 40 MPa z takim samym nagłym spadkiem jak w pierwszej sekcji, po czym w trzeciej sekcji ciśnienie wzrastało liniowo do 50 MPa. Po zakończeniu tłoczenia i usunięciu owoców z tej sekcji ciśnienie spadło do wartości zerowej.

Temperatura procesu tłoczenia wynosiła 60°C.

Następnie produkt końcowy bardzo szybko ochłodzono do temperatury otoczenia, konkretnie do 30°C.

Jako produkt końcowy otrzymano owoce ostropestu plamistego w kształcie nieregularnych płatków o średnicy 50 mm i grubości do 5 mm, o rozerwanych ścianach komórkowych. Analiza laboratoryjna tego produktu wykazała następujące wartości.

Zawartość tłuszczu	6,3% wag.	Wymagana:	maks.	15% wag.
Zawartość substancji czynnej, flawolignanów	4,7% wag.	Wymagana:	min.	3,5% wag
Udział cząstek pyłu (przechodzących przez sito o oczkach 1 mm)	6,5% wag.	Wymagany:	maks.	8% wag.

Przeróbka owoców ostropestu plamistego powyżej opisanym sposobem umożliwiła przeprowadzenie ekstrakcji w sposób ciągły w urządzeniu typu karuzelowego, przy czym w przeciwieństwie do ekstrakcji prowadzonej dotychczas w baterii perkolatorów udało się zwiększyć dzienny przerób ekstrahowanych owoców z 10 - 12 ton (poprzednio) do 22 - 26 ton.

P r z y k ł a d 4. Odtłuszczanie owoców przy użyciu krajarki i prasy; sposób według wynalazku

Partię (np. 12 ton) surowca do przerobu, owoców ostropestu plamistego, o maksymalnej zawartości obcych domieszek organicznych 5,0% wag., maksymalnej zawartości obcych domieszek nieorganicznych 0,5% wag., o wyjściowej zawartości tłuszczu 35 - 38% wag. i o wyjściowej zawartości substancji czynnej, flawolignanów, 2,7 - 3,0% wag. najpierw oczyszczono z niepożądanych domieszek (kamyków, ziemi, drewna) w urządzeniu do usuwania kamieni. Następnie materiał oczyszczono z domieszek ferromagnetycznych i paramagnetycznych (cząstek metalu) w rozdzielaczu magnetycznym, konkretnie w skrzyni magnetycznej.

Owoce rozdrobniono w krajarce (typu DO-15-20, produkcji Tovάmy mlynskych stroju, a.s., Pardubice, 720 obr./min), wyposażonej w parę stalowych walców rowkowanych obracających się z różną szybkością obwodową, w stosunku 1:1,15.

Pierwsze oddzielanie frakcji tłuszczowej przeprowadzono w przesiewaczu sitowym (typ LO2X100.11, produkcji Tovάmy mlynskych stroju, a.s., Pardubice, 33 obr./min), w którym rozdrobnione owoce podzielono na dwie frakcje: frakcję zawierającą bielmo (około 7% wag.) i frakcję zawierającą łuski nasion (tzw. epispermy).

Owoce następnie poddano tłoczeniu i usuwaniu frakcji tłuszczowej w prasie ślimakowej Farmet Żralok LCPF (produkcji firmy FARMET a.s. w Ćeskej Skalicy), co umożliwiło zdecydowane zmniejszenie zawartości tłuszczu w końcowej partii owoców ostropestu plamistego przez nagłą, zależną od czasu zmianę ciśnienia kształtującego.

Zastosowano trójstopniowy proces tłoczenia, w którym pierwszą część owoców poddano działaniu wzrastającego ciśnienia kształtującego z liniowym wzrostem aż do maksymalnej wartości około 25 - 30 MPa, po czym ciśnienie raptownie zmniejszono do wartości niedającej się zmierzyć; następnie

PL 213 556 B1 w drugiej sekcji ciśnienie zwiększano liniowo do 35 - 40 MPa z takim samym nagłym spadkiem jak w pierwszej sekcji, po czym w trzeciej sekcji ciśnienie wzrastało liniowo do 50 MPa. Po zakończeniu tłoczenia i usunięciu owoców z tej sekcji ciśnienie spadło do wartości zerowej.

Temperatura procesu tłoczenia wynosiła 57°C.

Następnie produkt końcowy bardzo szybko ochłodzono do temperatury otoczenia, konkretnie do 29°C.

Zawartość tłuszczu	3,8% wag.	Wymagana:	maks.	15% wag.
Zawartość substancji czynnej, flawolignanów	5,1% wag.	Wymagana:	min.	3,5% wag
Udział cząstek pyłu (przechodzących przez sito o oczkach 1 mm)	7,7% wag.	Wymagany:	maks.	8% wag.

Przeróbka owoców ostropestu plamistego wyżej opisanym sposobem umożliwiła przeprowadzenie ekstrakcji w sposób ciągły w urządzeniu typu karuzelowego, przy czym w przeciwieństwie do ekstrakcji prowadzonej dotychczas w baterii perkolatorów udało się zwiększyć dzienny przerób ekstrahowanych owoców z 10 - 12 ton (poprzednio) do 24 - 28 ton.

P r z y k ł a d 5. Odtłuszczanie owoców przy użyciu prasy; sposób według wynalazku

Partię (np. 12 t) surowca do przerobu, owoców ostropestu plamistego, o maksymalnej zawartości obcych domieszek organicznych 5,0% wag., obcych domieszek nieorganicznych 0,5% wag., o wyjściowej zawartości tłuszczu 35 - 38% wag. i o wyjściowej zawartości substancji czynnej, flawolignanów, 2,7 - 3,0% wag., najpierw oczyszczono z niepożądanych domieszek (kamyków, ziemi, drewna) w urządzeniu do usuwania kamieni. Następnie materiał oczyszczono z domieszek ferromagnetycznych i paramagnetycznych (cząstek metalu) w rozdzielaczu magnetycznym, konkretnie w skrzyni magnetycznej.

Owoce następnie poddano tłoczeniu i usuwaniu frakcji tłuszczowej w prasie ślimakowej Farmet

Żralok LCPF (produkcji firmy FARMET a.s. w Ćeskej Skalicy), co umożliwiło zdecydowane zmniejszenie zawartości tłuszczu w końcowej partii owoców ostropestu plamistego przez nagłą, zależną od czasu zmianę ciśnienia kształtującego.

Zastosowano proces jednostopniowy, w którym owoce poddano działaniu wzrastającego ciśnienia kształtującego z liniowym wzrostem aż do maksymalnej wartości około 45 - 50 MPa, po czym ciśnienie raptownie zmniejszono do wartości zerowej.

Średni czas przebywania owoców w pierwszym etapie procesu tłoczenia wynosił 4 minuty.

Temperatura procesu tłoczenia wynosiła 55°C.

Następnie produkt końcowy bardzo szybko ochłodzono do temperatury otoczenia, konkretnie do 23°C.

Zawartość tłuszczu	8,9% wag.	Wymagana:	maks.	15% wag.
Zawartość substancji czynnej, flawolignanów	4,5% wag.	Wymagana:	min.	3,5% wag
Udział cząstek pyłu (przechodzących przez sito o oczkach 1 mm)	5,4% wag.	Wymagany:	maks.	8% wag.

Przeróbka owoców ostropestu plamistego wyżej opisanym sposobem umożliwiła przeprowadzenie ekstrakcji w sposób ciągły w urządzeniu typu karuzelowego, przy czym w przeciwieństwie do ekstrakcji prowadzonej dotychczas w baterii perkolatorów udało się zwiększyć dzienny przerób ekstrahowanych owoców z 10 - 12 ton (poprzednio) do 20 - 24 ton.

P r z y k ł a d 6. Odtłuszczanie owoców przy użyciu krajarki i prasy, sposobem według wynalazku

Partię (np. 18 ton) surowca do przerobu - owoców ostropestu plamistego, o maksymalnej zawartości obcych domieszek organicznych 5,0% wag., maksymalnej zawartości obcych domieszek nieorganicznych 0,5% wag., o wyjściowej zawartości tłuszczu 35 - 38% wag. i o wyjściowej zawartości

PL 213 556 B1 substancji czynnej, flawolignanów, 2,7 - 3,0% wag., najpierw oczyszczono z niepożądanych domieszek (kamyków, ziemi, drewna) w urządzeniu do usuwania kamieni. Następnie materiał oczyszczono z domieszek ferromagnetycznych i paramagnetycznych (cząstek metalu) w rozdzielaczu magnetycznym, konkretnie w skrzyni magnetycznej.

Pierwsze oddzielanie frakcji tłuszczowej przeprowadzono w przesiewaczu sitowym (typ

LO2X100.11, produkcji Tovάmy mlynskych stroju, a.s., Pardubice, 33 obr./min), w którym rozdrobnione owoce podzielono na dwie frakcje: frakcję zawierającą bielmo (około 7% wag.) i frakcję zawierającą łuski nasion (tzw. epispermy).

Zastosowano proces jednostopniowy, w którym owoce poddano działaniu wzrastającego ciśnienia kształtującego z liniowym wzrostem aż do maksymalnej wartości około 45-50 MPa, po czym ciśnienie raptownie zmniejszono do wartości zerowej.

Średni czas przebywania owoców w pierwszym etapie procesu tłoczenia wynosił 3 minuty.

Temperatura procesu tłoczenia wynosiła 53°C.

Następnie produkt końcowy bardzo szybko ochłodzono do temperatury otoczenia, konkretnie do 22°C.

Zawartość tłuszczu	6,0% wag.	Wymagana:	maks.	15% wag.
Zawartość substancji czynnej, flawolignanów	4,8% wag.	Wymagana:	min.	3,5% wag
Udział cząstek pyłu (przechodzących przez sito o oczkach 1 mm)	7,0% wag.	Wymagany:	maks.	8% wag.

Claims

1. Sposób obróbki owoców ostropestu plamistego przez odtłuszczanie i ekstrakcję, przy czym wyjściowe owoce przygotowuje się i/lub wstępnie suszy się je, po czym oddziela się zanieczyszczenia mechaniczne i oddziela się zawierające tłuszcz bielmo z usunięciem pierwszej frakcji tłuszczowej, a przed ekstrakcją owoce poddaje się obróbce ciśnieniowej, znamienny tym, że owoce poddaje się działaniu ciśnienia kształtującego o wartości zmieniającej się w czasie w zakresie 25 do 50 MPa, a temperaturę owoców utrzymuje się na poziomie temperatury otoczenia wynoszącej maksymalnie 35°C, z wyjątkiem podwyższonej temperatury w zakresie 53°C do 60°C w etapie obróbki ciśnieniowej, przy czym podczas całego procesu owoce w minimalnym stopniu są narażone na szok cieplny.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie kształtujące zmienia się w sposób skokowy w zależności od czasu.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że ciśnienie kształtujące zmienia się w sposób skokowy w zależności od czasu, z co najmniej jednym opóźnieniem czasowym pomiędzy zmianami ciśnienia.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że owoce chłodzi się przez okres co najmniej jednego opóźnienia czasowego.

5. Sposób według zastrz. 1-4, znamienny tym, że odtłuszczone owoce zawierają poniżej 8,0% wagowych tłuszczu.

PL 213 556 B1

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że odtłuszczone owoce zawierają poniżej 6,5% wagowych tłuszczu.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie kształtujące zmienia się w zależności od czasu w sposób ciągły·

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że ciśnienie kształtujące zmienia się w zależności od czasu w sposób ciągły, zwykle w sposób liniowy, wykładniczy lub pulsujący albo w sposób stanowiący ich kombinację.

9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że ciśnienie kształtujące zmienia się poprzez zmianę obrotów prasy w sposób ciągły.

10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że ciśnienie kształtujące zmienia się w zależności od czasu w sposób ciągły z co najmniej jednym opóźnieniem czasowym.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że odtłuszczone owoce chłodzi się przez okres co najmniej jednego opóźnienia czasowego.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że owoce odtłuszcza się przez tłoczenie, zwykle za pomocą ślimaka prasującego pod wysokim ciśnieniem.

13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ostateczna struktura odtłuszczonych owoców zawiera co najmniej częściowo rozerwane ściany komórkowe.

14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozrywa się ściany komórkowe i ustala się grubość owoców przez tłoczenie, a kształt produktu końcowego zależy od kształtu szczeliny wylotowej.

15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odtłuszczone owoce są w kształcie nieregularnych płatków, zazwyczaj o średnicy do 50 mm i grubości do 5 mm.

16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po zakończeniu tłoczenia odtłuszczone owoce chłodzi się.

17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że po ochłodzeniu odtłuszczone owoce przesiewa się i/lub odsysa.

18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że cząstki owoców w postaci proszku przesiewa się i/lub odsysa tak, aby po przejściu przez sito o oczkach poniżej 1 mm ich zawartość wynosiła co najwyżej 8% wagowych w przeliczeniu na całkowitą masę owoców.

19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że cząstki owoców w postaci proszku, które przeszły przez sito o oczkach poniżej 1 mm zawraca się do procesu.

20. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odtłuszczone owoce ostropestu plamistego stanowią czyste, określone chemoodmiany i/lub mieszaniny jego chemoodmian.

21. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość substancji czynnej w odtłuszczonych owocach jest wyższa niż w owocach wsadowych.

22. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że względny wzrost zawartości substancji czynnej w odtłuszczonych owocach w stosunku do owoców wsadowych wynosi co najmniej 25%.

23. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że substancja czynna zawiera związki typu flawonoidów, a zwłaszcza flawolignany.

24. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że zawartość poszczególnych flawolignanów w odtłuszczonych owocach jest stała lub zmienia się względem siebie.

25. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że uboczne produkty organiczne, w tym frakcja tłuszczowa lub bielmo, nie zawierają obcych związków organicznych i/lub nieorganicznych ani produktów własnego rozkładu termicznego lub chemicznego i nadają się do stosowania w przemyśle spożywczym, paszowym, kosmetycznym i farmaceutycznym.