В 1933 году советский инженер Б. С. Алаев впервые вы­двинул идею применения сжиженных газов для извлечения ценных компонентов из растительного сырья. Производство экстрактов с помощью диоксида углерода началось в нашей стране в 1953 году. Опытно-промышленное производство С0₂-экстрактов впервые в мире было организовано на экспериментальном заводе Краснодар­ского НИИ пищевой промышленности (ныне экспериментальный завод Краснодарского НИИ хранения и переработки сельскохозяй­ственной продукции).

В настоящее время высокую практическую значимость приоб­рели разработки ученых Краснодарского НИИ хранения и пере­работки сельскохозяйственной продукции (КНИИХП), Кубанско­го государственного технологического университета (КубГТУ), Астраханского государственного технического университета (АГТУ), Калининградского государственного технического уни­верситета по извлечению различных компонентов из растительно­го сырья, отходов коптильного производства жидким диоксидом углерода.

Экспериментальная экстракционная установка КНИИХП пред­ставлена на рис. 21.

Важнейшими факторами, влияющими на процесс экстракции жидким диоксидом углерода, являются: время, температура, дав­ление, степень измельчения сырья, скорость перемешивания, свой­ства сырья.

Варьирование основных параметров экстракции: температуры, давления, продолжительности, характера и степени измельчения экстрагируемого материала — позволяет вести экстракционный процесс так, чтобы получить продукт необходимого состава.

Организация процесса экстрагирования жидким диоксидом уг­лерода сводится в общем случае к технологической схеме, пред­ставленной на рис. 22.

Жидкий диоксид углерода существует в температурных преде­лах от -59 до +31,3°С. Но, согласно литературным данным, наи­более подходящей для процесса экстрагирования является область температур от 10 до 22°С. В этих условиях жидкий диоксид угле­рода существует устойчиво при повышенном давлении и проявля­ет значительную активность как экстрагент неполярных и слабо­полярных органических соединений. Именно такие компоненты и образуются при генерировании коптильного дыма. Условия веде­ния процесса экстрагирования (сравнительно низкие температуры непосредственного извлечения, легкое удаление растворителя из сферы процесса путем сброса давления, отсутствие необходимос­ти удалять следы растворителя, гарантия стерильности самого эк­стракта и сохранения легколетучих коптильных компонентов) делают его практически самым экономичным и перспективным для развития технологии получения коптильных препаратов. Хорошая растворимость С0₂-экстрактов в жирах, дозирование на соли или сахаре позволяет легко вписываться в любую технологическую схему при бездымном копчении или приготовлении го­могенизированных продуктов с ароматом и вкусом копчености.

В настоящее время в пищевкусовой и консервной промышлен­ности широко используют С0₂-экстракты семян моркови, аниса, кориандра, ягод можжевельника, облепихи, листьев лавра благо­родного, плодов перца душистого, черного горького, красного горь­кого. Совместное экстрагирование пиролизной древесины и шро­тов пряно-ароматических растений может дать прянокоптильный препарат нового поколения, обеспечивающий ощущение копчено­сти совместно с дополнительной ароматизацией продукта.

Процесс СО_?-экстракции можно интенсифицировать за счет применения органических соединений, входящих в состав расти­тельного сырья. Установлено, что если в состав растительной сме­си, предназначенной для С0₂-обработки, входят эвгенол и эвгенол­содержащее сырье (базилик эзгенольный, гвоздика, перец душистый), то общий выход экстрактивных веществ увеличивает­ся в 1,2—1,5 раза. Эффект «соэкстракции» наблюдался также при смешивании диоксида углерода с некоторыми фенольными орга­ническими соединениями. Обнаружено, что явление «соэкстрак­ции» обеспечивают некоторые высшие спирты и терпеновые угле­водороды.

Улучшить экстракционные свойства жидкого диоксида углеро­да могут:

• алифатический терпеновый углеводород с тремя двойными связями — мирцен (С₁₀Н₁₆), содержащийся в хвое, можжеве­ловых ягодах, бархатцах, хмеле, мяте;
• моноциклический терпеновый углеводород с двумя двойны­ми связями — лимонен (Ci₀H_l6), содержащийся в цедре цит­русовых, тмине, укропе, лавровом листе, кориандре, змеего­ловнике;
• бициклические терпеновые углеводороды с одной двойной связью — 1,а-пинен; p-пинен; 1,р-пинен (С₁₀Н₁₆), содержа­щиеся в хвое, лаванде, фенхеле и цитрусовых;
• третичный алифатический терпеновый спирт — линалоол (С₁₀Н₁₈О), содержащийся в кориандре, шалфее мускатном, розе, герани;
• моноциклический терпеновый кетон с двумя двойными свя­зями — карвон (С₁₀Н₁₄О), содержащийся в тмине, укропе, не­которых видах мяты;
• 4-аллил-2-метоксифенол — эвгенол (С₁₀Н₁₂О₂), содержа­щийся в базилике, гвоздике, перце душистом.

С0₂-экстракты оказывают бактерицидное действие. Наиболь­ший бактерицидный эффект проявляет смесь С0₂-экстрактов из разных пряностей (купаж), что позволяет использовать их для смягчения режимов стерилизации консервов. Раствор экстрактов в концентрации 2000 мкг/см³ ведет к задержке роста всей микро­флоры.

Разработана технология применения С0₂-экстрактов в произ­водстве продукции консервной промышленности. Целесообразно вносить их в консервы в виде раствора в растительном масле, жи­вотных жирах, уксусной кислоте, нанесенными на сухую соль, са­хар или в виде эмульсий в воде, бульоне, тузлуках. С0₂-экстракты в виде водной эмульсии можно использовать в производстве колбасных изделий. Они были успешно испытаны и рекомендова­ны для применения в производстве ароматизированных масел и жиров, майонезов, плавленых сыров, мороженого, хлебобулочных и кондитерских изделий, пива, пищеконцентратов, тонизирующих безалкогольных напитков, ликеро-водочных изделий, сухих вино­градных вин, чая и пищевой жевательной резинки. С использова­нием С0₂-экстрактов разработаны и внедрены в производство многие биокосметические и парфюмерные изделия.

Учитывая преимущества жидкой С0₂ по сравнению с другими растворителями и ее высокую селективность, можно рекомендо­вать метод С0₂-экстракции в докритических областях для полу­чения заменителей коптильного дыма направленного действия: для поверхностной обработки и в качестве прянокоптильных добавок в пищевые продукты.