CC BY
41
ENGINEERING AND TECHNOLOGY
В природе есть растения, синтезирующие вещества, сладость которых во много раз превышает самые сладкие сахара. Соединения, принадлежащие к классу дитерпеновых гликозидов, образуются в Stevia геаисИапа БеГоЫ, относящейся к роду Stevia (посконник) семейства СотроэЛае. Несмотря на то, что род Stevia насчитывает 154 вида, всего лишь в двух из них накапливаются сладкие дитерпеновые гликозиды.
Наиболее эффективный метод получения таких гликозидов - выделение из надземной части (листьев и стеблей) стевии, где их содержание достигает 30 % в пересчете на сухую массу. Типичный профиль содержания основных четырех дитерпеновых гликозидов стевии следующий: дулкозид А - 0,66 %, ребауди-озид С - 1,4, ребаудиозид А - 3,5, сте-виозид - 8,1 %.
Известен целый ряд методов выделения дитерпеновых гликозидов из сырья: ионообменная и адсорбционная хроматография, селективная преципитация индивидуальных гликозидов, ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос. Один из альтернативных способов - экстракция листьев стевии газом в сверхкритическом состоянии, в частности, диоксидом углерода при давлении 200 бар и температуре 30 °С, что обеспечивает выход 50 % стевиозида. Однако большинство указанных методов слишком сложны и требуют дорогостоящего оборудования и реактивов, что делает их использование в промышленном производстве дитерпеновых гликозидов малопривлекательным.
Классический метод - жидкостная экстракция с последующей очисткой грубого экстракта. В качестве экстрагентов чаще используют органические растворители: метанол, этанол, диэтиловый эфир, ацетонитрил. В последнее время в качестве экстрагента стали применять теплую или горячую воду, что позволяет отказаться от дорогостоящих и небезвредных органических растворителей. Помимо экономической выгоды такой подход позволяет уже на первой стадии выделения частично избавиться от ряда сопутствующих примесей, например, пигментов или танинов, обладающих вязким или горьким привкусом. Как бы то ни было, первичный водный экстракт содержит слишком много примесей, в частности, органические пигменты и неорганические соли, придающие экстракту горьковатый привкус и темную окраску, что делает продукт малопригодным для применения в пищевой индустрии. Это объясняет тот факт, что в последние годы особое внимание уделяется очистке первичного экстракта сладких дитерпеновых гликозидов стевии.
Стандартный промышленный метод выделения и очистки, разработанный во ВНИИСС, заключается в следующем: вы-
Прогрессивные способы
извлечения дитерпеновых гликозидов из стевии
Г.К.Подпоринова
ВНИИ сахарной свеклы и сахара К.К.Полянский, Н.Д.Верзилина
Всероссийский государственный аграрный университет
сушенное и измельченное сырье на первой стадии процесса подвергается экстракции водой. Первичный водный экстракт смешивается с раствором, содержащим ион двух- или трехвалентного металла, например Са2+ или А13+. Образующийся при этом осадок с нежелательными примесями отфильтровывают, а водный экстракт, содержащий дитерпеновые гликозиды, очищают сначала от неорганических солей на макропористом полимерном адсорбенте, а затем избавляются от пигментов, органических кислот и таннинов, пропуская водный экстракт через сильноосновную анионообменную смолу. В результате удается получить дитерпеновые гликозиды 85%-ной чистоты.
Недавно нами начата работа по использованию для очистки экстрактов стевии специального бифункционального адсорбента, представляющего сополимер этилсти-рола и дивинилбензола с высокой степенью сшивки, содержащий четвертичные аммонийные группы на рабочей поверхности. По нашему мнению, благодаря своей гидрофобной природе и высокой ионообменной емкости бифункциональный адсорбент позволит упростить выше описанный промышленный способ выделения дитер-пеновых гликозидов, а также повысит его эффективность, в результате чего можно будет получать в промышленном масштабе дитерпеновые гликозиды 90%-ной чистоты.
Кроме того, во ВНИИСС ведутся исследования с целью создания технологии получения кристаллического стевиозида с применением вакуум-сублимационной сушки, которая позволит совершенствовать процесс извлечения сладких составляющих стевии при одновременном повышении их качества. Полученные таким образом дитерпеновые гликозиды не нуждаются в про-
межуточной очистке от балластных веществ и не требуют дальнейшего модифицирования для улучшения органолеп-тических свойств - усиления сладости и уменьшения остаточного горького привкуса, характерного для некоторых природных гликозидов. Параллельно идет активная разработка и утверждение сопутствующей документации на сырье и продукты переработки стевии, а также рецептур на новые пищевые продукты с добавками стевиии, имеющие диетическое и лечебно-профилактическое назначение. Данные мероприятия направлены на расширение ассортимента подобной продукции, адаптацию нового сахароза-менителя из стевии на российском рынке, который сегодня вообще не имеет натуральных подсластителей отечественного производства.
ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 12/2004 61
