atuВестник Алматинского технологического университетаThe Journal of Almaty Technological University2304-568X2710-0839АО "АТУ"10.48184/2304-568X-2023-4-174-181atu-1953Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВОЙ И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИFOOD AND PROCESSING INDUSTRY TECHNOLOGYИсследование выхода сухих веществ при экстракции косточек винограда и семян льнаStudy of the yield of dry substances during extraction of grape seeds and flax seedshttps://orcid.org/0000-0002-7078-0044ТастемироваУ. У.TastemirovaU. U.

160000

пр. Таукехана, 5

Шымкент

160000

Tauke Khan Ave., 5

Shymkent

ib_tu@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8731-5600МухтархановаР. Б.MukhtarkhanovaR. B.

050012

ул. Толе би, 100

Алматы

050012

Tole bi str., 100

Almaty

https://orcid.org/0000-0002-0726-8232ШингисовА. У.SingisovA. U.

160000

пр. Таукехана, 5

Шымкент

160000

Tauke Khan Ave., 5

Shymkent

Южно-Казахстанский университет им. М. АэзоваКазахстанM. Auezov’ South-Kazakhstan UniversityKazakhstanАлматинский технологический университетКазахстанAlmaty Technological UniversityKazakhstan20232212202304174181Copyright © Тастемирова У.У., Мухтарханова Р.Б., Шингисов А.У., 20232023Тастемирова У.У., Мухтарханова Р.Б., Шингисов А.У.Tastemirova U.U., Mukhtarkhanova R.B., Singisov A.U.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://atu.ejournal.kz/jour/article/view/1953

   Процесс экстракции является одним из наиболее широко применяемых в пищевой промышленности способов получения биологически активных веществ, необходимых для обогащения пищевых продуктов.

   Целью этой работы является исследование влияния температуры, продолжительности экстракции и содержания растительного сырья (косточки винограда и семена льна) в экстрагенте на выход сухих веществ.

   Установлено оптимальное влияние продолжительности процесса экстрагирования на выход сухих веществ: для косточек винограда - 70 минут, для семян льна - 65 минут. Было доказано, что оптимальным содержанием семян льна и косточек винограда в экстрагенте является 12 % от массы экстрагента, при температуре экстрагирования 400 ℃. Применение метода низкочастотной ультразвуковой технологии совместно с вакуумом позволяет получить максимальный выход сухих веществ из состава растительного сырья. Для исследованных продуктов максимальный выход сухих веществ составлял 17,5 %. По результатам проведенных исследований, при низкочастотной вакуум-ультразвуковой экстракции из комбинированного раствора (50 % виноградной косточки и 50 % семян льна), рекомендуемый технологический режим был следующим: частота колебаний 22 кГц, мощность ультразвука 0,3кВт, остаточное давление 0,09 МПа и продолжительность воздействия 15 мин.

   The extraction process is one of the most widely used methods in the food industry for obtaining biologically active substances necessary for fortifying food products.

   The purpose of this work is to study the influence of temperature, extraction duration and the content of plant materials (grape seeds and flax seeds) in the extractant on the yield of dry substances.

   The influence of the duration of the extraction process on the yield of has been established dry substances: for grape seeds 70 minutes, for flax seeds 65 minutes. Research has proven that the optimal content of flax seeds and grape seeds in the extractant is 12 % by weight of the extractant, and the extraction temperature is 400 ℃. The use of low-frequency ultrasonic technology in conjunction with vacuum allows us to obtain the maximum yield of dry substances from the composition of plant raw materials. For the products studied, the maximum yield of dry substances was 17.5 %. According to the results of the study, the recommended technological mode for low-frequency vacuum-ultrasonic extraction of a combined solution: 50% grape seed and 50 % flax seeds is: vibration frequency 22 kHz, ultrasound power 0.3 kW, residual pressure 0.09 MPa and exposure duration 15 minutes.

вакуум-ультразвуковая экстракциякосточки виноградасемена льнаинтенсификация процесса экстракциибиологически активная добавкаэкстрагентvacuum-ultrasonic extractiongrape seedsflax seedsintensification of the extraction processdietary supplementextractantReferencesПастушкова Е.В. Исследование процесса извлечения биологически активных веществ из лекарственно-технического сырья путем воздействия высоким давлением // Вестник Камчатского государственного технического университета. 2018. – С. 56-62.1 Pastushkova E.V. Issledovanie processa izvlecheniya biologicheski aktivnyh veshchestv iz lekarstvenno-tekhnicheskogo syr'ya putem vozdejstviya vysokim davleniem [Study of the process of extraction of biologically active substances from medicinal-technical raw materials by high-pressure exposure] // Vestnik Kamchatskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta 2018. – S. 56-62. (In Russian).Милевская В.В., Бутыльская Т.С., Темердашев З.А., Статкус М.А., Киселева Н.В. Кинетика извлечения биологически активных веществ из лекарственного растительного сырья разными способами экстракции //Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия, 2017. - Т. 58. - № 6. - С. 281-290.Milevskaya V.V., Buty`l`skayaT.S., Temerdashev Z.A., Statkus M.A., Kiseleva N.V. Kinetika izvlecheniya biologicheski aktivny`kh veshhestv iz lekarstvennogo rastitel`nogo sy`r`ya razny`mi sposobami e`kstrakczii // Vestn. Mosk. un-ta. Ser. 2. Khimiya. 2017. T. 58. # 6. S. 281-290. (In Russian).Белокуров С.С., Флисюк Е.В., Смехова И.Е. Выбор метода экстрагирования для получения извлечения из семян пажитника сенного с высоким содержанием биологически активных веществ. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2019;8(3):35- 39. doi: 10.33380/2305-2066-2019-8-3-35-39.Belokurov S.S., Flysyuk E.V., Smekhova I.E. Choice of Extraction Method for Receiving Extraction from Seeds of Payne Hay with the High Content of Biologically Active Substances. Drug development & registration. 2019;8(3):35-39. (In Russian) doi: 10.33380/2305-2066-2019-8-3-35-39Евсеева С.Б., Сысуев Б.Б. Экстракты растительного сырья как компоненты косметических и наружных лекарственных средств: ассортимент продукции, особенности получения (обзор) // Фармация и фармакология 2016, № 3. - С. 4-9. DOI: 10.19163/2307-9266-2016-4-3-4-37Evseeva S.B. Sy`suev B.B. E`kstrakty` rastitel`nogo sy`r`ya kak komponenty` kosmeticheskikh i naruzhny`kh lekarstvenny`kh sredstv: assortiment produkczii, osobennosti polucheniya (obzor) // Farmacziya i farmakologiya. 2016, # 3,S.4-9. DOI: 10.19163/2307-9266-2016-4-3-4-37 (In Russian).Фабрицкая А.А., Семенихин C.О., Городецкий В.О., Котляревская Н.И., Викторова Е.П. Современные исследования в области интенсификации процесса экстракции биологически активных веществ из растительного сырья с применением ферментов. Новые технологии / Newtechnologies. 2021;17(2):56-66. doi: 10.47370/2072-0920-2021-17-2-56-66.Fabritskaya A.A., Semenikhin S.O., Gorodetsky V.O., Kotlyarevskaya N.I., Victorova E.P. Modern research on the extraction of biologically active substances from plant raw materials using enzymes. New Technologies. 2021;17(2):56-66. (In Russ.) doi: 10.47370/2072-0920-2021-17-2-56-66Ставрианиди А.Н., Родин И.А., Браун А.В., Шпигун О.А. Быстрый способ ультразвуковой экстракции гинсенозидов из растительного сырья и продуктов на основе женьшеня для ВЗЖХ-МС/МС анализа //Аналитика и контроль, 2021. - Том 17. № 4. - С. 43-18. doi: 10.15826/analitika.2013.17.4.012Stavrianidi A.N., Rodin I.A., Brown A.V., Shpigun O.A. A quick method for ultrasonic extraction of ginsenosides from plant raw materials and ginseng-based products for HPLC-MS/MS analysis // Analytics and control, 2021 volume 17, no. 4 P.43-18. doi: 10.15826/analitika.2013.17.4.012 (In Russian).Yusoff IM, Mat Taher Z, Rahmat Z, Chua LS. A review of ultrasound-assisted extraction for plant bioactive compounds: Phenolics, flavonoids, thymols, saponins and proteins. Food Res Int. 2022 Jul;157:111268. doi: 10.1016/j.foodres.2022.111268. Epub 2022 Apr 22. PMID: 35761580.Yusoff IM, Mat Taher Z, Rahmat Z, Chua LS. A review of ultrasound-assisted extraction for plant bioactive compounds: Phenolics, flavonoids, thymols, saponins and proteins. Food Res Int. 2022 Jul;157:111268. doi: 10.1016/j.foodres.2022.111268. Epub 2022 Apr 22. PMID: 35761580.Флисюк Е. В., Белокуров С. С., Наркевич И. А., Шиков А. Н., Флисюк О. М., Ивкин Д. Ю. Кинетика экстрагирования диосцина из растительного сырья в виброкавитационном гомогенизаторе. Разработка и регистрация лекарственных средств, 2020. 9(2). 77–81.Flisyuk E. V., Belokurov S. S., Narkevich I.A., Shikov A. N., Flisyuk O. M., Ivkin D. Yu. Kinetics of extraction of dioscine from vegetable raw materials in vibrocavitation homogenizer. Drug development & registration. 2020; 9(2): 77–81.(In Russian).A comprehensive review of ultrasonic assisted extraction (UAE) for bioactive components: Principles, advantages, equipment, and combined technologies. Shen L, Pang S, Zhong M, Sun Y, Qayum A, Liu Y, Rashid A, Xu B, Liang Q, Ma H, Ren X. Ultrason Sonochem. 2023 Oct 13;101:106646. doi: 10.1016/j.ultsonch.2023.106646.A comprehensive review of ultrasonic assisted extraction (UAE) for bioactive components: Principles, advantages, equipment, and combined technologies. Shen L, Pang S, Zhong M, Sun Y, Qayum A, Liu Y, Rashid A, Xu B, Liang Q, Ma H, Ren XUltrason Sonochem. 2023 Oct 13;101:106646. doi: 10.1016/j.ultsonch.2023.106646.Recent advancement in ultrasound-assisted novel technologies for the extraction of bioactive compounds from herbal plants: a review. Islam M, Malakar S, Rao MV, Kumar N, Sahu JK. Food Sci Biotechnol. 2023 Jun 23;32(13):1763-1782. doi: 10.1007/s10068-023-01346-6. eCollection 2023 Nov.Recent advancement in ultrasound-assisted novel technologies for the extraction of bioactive compounds from herbal plants: a review. Islam M, Malakar S, Rao MV, Kumar N, Sahu JK. Food Sci Biotechnol. 2023 Jun 23;32(13):1763-1782. doi: 10.1007/s10068-023-01346-6. eCollection 2023 Nov.Елапов А.А., Кузнецов Н.Н., Марахова А.И. Применение ультразвука в экстракции биологически активных соединений из растительного сырья, применяемого или перспективного для применения в медицине (обзор) // Разработка и регистрация лекарственных средств.2021;10(4):96-116. doi: 10.33380/2305-2066-2021-10-4-96-116Elapov A.A., Kuzneczov N.N., Marakhova A.I. Primenenie ul`trazvuka v e`kstrakczii biologicheski aktivny`kh soedinenij iz rastitel`nogo sy`r`ya, primenyaemogo ili perspektivnogo dlya primeneniya v mediczine (obzor). Razrabotka i registracziya lekarstvenny`kh sredstv. 2021;10(4):96-116. doi: 10.33380/2305-2066-2021-10-4-96-116. (In Russian).Думитраш П. Г.,. Болога М. К, Шемякова Т. Д. Ультразвуковая экстракция биологически активных соединений из семян томатов //Электронная обработка материалов, 2016. - 52(3). - С. 47–52.Dumitrash P. G.,.Bologa M. K, Shemyakova T.D. Ul`trazvukovaya e`kstrakcziya biologicheski aktivny`kh soedinenij iz semyan tomatov / / E`lektronnaya obrabotka materialov, 2016, 52(3), 47–52. (In Russian).Абашкин И. А., и др. Методы экстракции биологически активных веществ из растительного сырья (обзор) // Химия и технология органических веществ. 2021. - № 2 (18). - С. 43-59.Abashkin I. A., i dr. Metody` e`kstrakczii biologicheski aktivny`kh veshhestv iz rastitel`nogo sy`r`ya (obzor) // Khimiya i tekhnologiya organicheskikh veshhestv. 2021 g # 2 (18) str. 43-59. (In Russian).Троценко Т. В. Стандартизированные экстракты: преимущество, которое можно подсчитать // Косметика и медицина. 2019. № 1. - С. 52-64.Trotsenko T.V. Standardized extracts: an advantage that can be calculated / Journal “Cosmetics and Medicine”, 2019 No. 1, P.52-64 (In Russian).M.M.A.N. Ranjha, S. Irfan, J.M. Lorenzo, B. Shafique, R. Kanwal, M. Pateiro, R.N. Arshad, L. Wang, G.A. Nayik, U. Roobab, R.M. Sonication, a Potential Technique for Extraction of Phytoconstituents: A Systematic Review Processes., 9 (2021), p. 1406, doi: 10.3390/pr9081406M.M.A.N. Ranjha, S. Irfan, J.M. Lorenzo, B. Shafique, R. Kanwal, M. Pateiro, R.N. Arshad, L. Wang, G.A. Nayik, U. Roobab, R.M. Sonication, a Potential Technique for Extraction of Phytoconstituents: A Systematic Review Processes., 9 (2021), p. 1406, doi: 10.3390/pr9081406Z. Kobus M. Krzywicka, A. Pecyna, A. Buczaj Process efficiency and energy consumption during ultrasonic extraction of bioactive substances from hawthorn berries. Energy method for the extraction of phytocomponents: a systematic review of processes 14 (2021), p. 7638, doi: 10.3390/en14227638.Z. Kobus, M. Krzywicka, A. Pecyna, A. Buczaj Process efficiency and energy consumption during ultrasonic extraction of bioactive substances from hawthorn berries. Energy method for the extraction of phytocomponents: a systematic review of processes. 14 (2021), p. 7638, doi: 10.3390/en14227638.Y.A. Bhadange, V.K. Saharan, S.H. Sonawane, G. Boczkaj Intensification of catechin extraction from the bark of Syzygiumcumini using ultrasonication: ptimization, characterization, degradation analysis and kinetic studies Chem. Eng. Process., 181 (2022), Article 109147, doi: 10.1016/j.cep.2022.109147.Y.A. Bhadange, V.K. Saharan, S.H. Sonawane, G. Boczkaj Intensification of catechin extraction from the bark of Syzygiumcumini using ultrasonication: Optimization, characterization, degradation analysis and kinetic studies Chem. Eng. Process., 181 (2022), Article 109147, doi: 10.1016/j.cep.2022.109147.Lipeng Shen, Shuixiu Pang, MingmingZhong, Yufan Sun, Abdul Qayum, Yuxuan Liu, Arif Rashid, Baoguo Xu, Qiufang Liang, Haile Ma, Xiaofeng Ren, A comprehensive review of ultrasonic assisted extraction (UAE) for bioactive components: Principles, advantages, equipment, and combined technologies, Ultrasonics Sonochemistry, Volume 101, 2023, 106646, ISSN 1350-4177, doi: 10.1016/j.ultsonch.2023.106646.Lipeng Shen, Shuixiu Pang, Mingming Zhong, Yufan Sun, Abdul Qayum, Yuxuan Liu, Arif Rashid, Baoguo Xu, Qiufang Liang, Haile Ma, Xiaofeng Ren, A comprehensive review of ultrasonic assisted extraction (UAE) for bioactive components: Principles, advantages, equipment, and combined technologies,UltrasonicsSonochemistry, Volume 101,2023,106646, ISSN 1350-4177, doi: 10.1016/j.ultsonch.2023.106646.Рогожникова Е.П., Мизина П.Г., Марданлы С.Г. Влияние экстрагента разной концентрации на содержание биологически активных веществ в лекарственном препарате «Пустырника настойка». Разработка и регистрация лекарственных средств. 2020;9(4):72-78. doi: 10.33380/2305-2066-2020-9-4-72-78Rogozhnikova E.P., Mizina P.G., Mardanly S.G. Effect of Different Extractant Concentrations on the Content of Biologically Active Substances in Motherwort Tincture. Drug development & registration. 2020;9(4):72-78. (In Russian) doi: 10.33380/2305-2066-2020-9-4-72-78Павлова Л. А. Разработка технологии получения сухого экстракта из клубней топинамбура // Сеченовский вестник, 2020. № 1(23). - С. 68–73Pavlova L. A. Development of technology for obtaining dry extract from Jerusalem artichoke tubers / Sechenovsky Bulletin. 2020. No. 1(23). pp. 68–73 (In Russian)Гуськов А.А. и др. Экстрагирование растительного сырья с использованием вакуумных технологий // Вестник современных исследований. 2018. № 23. - С. 241-244.Guskov A.A. and others. Extraction of plant raw materials using vacuum technologies // Bulletin of modern research, 2018, No. 23, PP. 241-244 (In Russian).Алибеков Р.С., Шингисов А.У., Еркебаева С.У., Габрильянц Э.А., Майлыбаева Э.У., Тастемирова У.У. Вакуумная сушка различных сортов черешни // Вестник Алматинского технологического университета. 2023. - № 3. - С. 12-19.Alibekov R.S., Shingisov A.U., Erkebaeva S.U., Gabril`yancz E`.A., Majly`baeva E`.U., Tastemirova U.U. Vakuumnaya sushka razlichny`kh sortov chereshni // Vestnik Almatinskogo tekhnologicheskogo universiteta, - 2023, # 3, - S.12-19.(In Kazakh).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.