Способ переработки растительного сырья с получением пектинсодержащих продуктов

Способ переработки растительного сырья с получением пектинсодержащих продуктов

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в кондитерской, консервной, молочной и других отраслях, а также при производстве пектинсодержащих продуктов профилактического питания людей любых возрастных групп. Способ предусматривает подготовку растительного сырья, его обработку в роторно-кавитационном экстракторе и расфасовку. При этом обработку сырья в роторно-кавитационном экстракторе ведут в водном растворе лимонной кислоты в камере экстрагирования при индексе кавитации 2,3-2,8, соотношении водного раствора лимонной кислоты и сырья соответственно (0,3-0,7):1 и рН смеси 2,3-3,66. Обработку ведут в течение 23-25 с, по меньшей мере однократно, до получения измельченной массы температурой 68-74^oС с размером частиц 1,0-3,0 мкм. Затем полученную массу направляют на центрифугирование в поле действия центробежных сил при факторе разделения Fr=1900-2010. В результате центрифугирования получают жидкую фазу - сок с содержанием 1,5-6,0% взвесей от его массы и твердую фазу - пектинсодержащее пищевое волокно. При этом обеспечивается увеличение срока хранения пищевого продукта со стабильной структурой, обладающего выраженным вкусом и ароматом, а также расширение ассортимента продуктов профилактического назначения, обладающих радиопротекторными свойствами. 6 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в кондитерской, консервной, молочной и других отраслях, а также при производстве пектинсодержащих продуктов лечебно-профилактического питания людей любых возрастных групп.

Известен способ производства мармелада из растительного сырья, в качестве которого используют, например, морковь, ее смешивание с сернистой кислотой, термообработку при 80-90^oС и рН 1,2-1,6, протирание размягченной моркови до пюреобразного состояния, внесение в протертую массу сахара в количестве 20-50%, уваривание смеси до влажности 33-35% с последующим внесением в нее сухого пектина (патент РФ 1577752, 1988).

К недостаткам способа следует отнести использование в качестве кислотообразующей среды сернистой кислоты, трудоемкость ее нейтрализации, а также дополнительное внесение в готовую массу сухого пектина.

Известен также способ получения подварки из растительного сырья, в котором в исходное из растительного сырья вносят предварительно приготовленный водный раствор метилцеллюлозы. Смесь нагревают до 60^oС. В результате процесса нагрева от смеси отделяется жидкость, которую удаляют. В уплотнившуюся массу вносят сахар и смесь уваривают до 70% сухих веществ. Полученный продукт может быть использован при приготовлении взбивных кондитерских изделий (патент РФ 1556634, 1990).

К недостаткам способа следует отнести трудоемкость процесса, связанную с предварительным приготовлением водного раствора метилцеллюлозы, а также с удалением выделившейся в процессе приготовления жидкости.

Наиболее близким к заявленному является способ переработки растительного сырья, включающий подготовку сырья, его резку, обработку с водой в роторно-кавитационном экстракторе при индексе кавитации 0,7-1,2, введение в полученную массу вкусовых добавок, фасовку готового продукта и его стерилизацию (патент РФ 2088116, 1997).

К недостаткам способа следует отнести неоднородный по размерам частиц состав полученной после измельчения массы, а также низкое содержание пектиновых веществ в готовом продукте.

Заявленное изобретение направлено на создание технологии получения натуральных пектинсодержащих пищевых продуктов длительного хранения стабильной структуры, полученных из различного пектинсодержащего растительного сырья, обладающего выраженным вкусом и ароматом исходного сырья, а также на расширение ассортимента пектинсодержащих продуктов лечебно-профилактического назначения, обладающих радиопротекторными свойствами.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки растительного сырья с получением пектинсодержащего пищевого продукта, в котором осуществляют подготовку растительного сырья, его обработку в роторно-кавитационном экстракторе и расфасовку, предусматривают то, что обработку сырья в роторно-кавитационном экстракторе ведут в водном растворе лимонной кислоты в камере экстрагирования при индексе кавитации 2,3-2,8, соотношении водного раствора лимонной кислоты и сырья соответственно (0,3-0,7):1 и рН смеси 2,3-3,66, причем обработку ведут в течение 23-25 с, по меньшей мере однократно, до получения измельченной массы температурой 68-74^oС с размером частиц 1,0-30 мкм, затем полученную массу направляют на центрифугирование в поле действия центробежных сил при факторе разделения Fr=1900-2010 с получением жидкой фазы - сока с содержанием 1,5-6,0% взвесей от его массы и твердой фазы - пектинсодержащего пищевого волокна.

Перечисленные выше признаки заявленного способа являются существенными и взаимосвязаны между собой для получения указанного выше технического результата.

Кавитационное воздействие, которое осуществляют в течение 23-25 с, по меньшей мере однократно, в роторно-кавитационном экстракторе с числом кавитации 2,3-2,8 обеспечивает комплексное механо-акустическое воздействие на пектинсодержащее растительное сырье за счет больших градиентов скоростей и высокочастотных пульсаций давления. В результате этого происходит гидролиз-экстракция пектиновых веществ.

Заявленный гидромодуль смеси обеспечивает получение продукта однородной консистенции, устойчивого к расслаиванию. Указанное число кавитации в сочетании с гидромодулем смеси позволяет повысить температуру измельчаемой массы до 68-74^oС, а также обеспечивает наиболее полный выход пектиновых веществ из обрабатываемого сырья. При данной температуре происходит снижение приблизительно в 3-4 раза активности фермента пироксидазы, что определяет высокие студнеобразующие свойства готового продукта и его стабильную структуру при хранении, а также пастеризация готового продукта. Использование лимонной кислоты для создания рН смеси 2,3-3,66 обеспечивает, с одной стороны, мягкий гидролиз пектиновых веществ, с другой, приятный вкус и цвет получаемого продукта.

В зависимости от вида измельчаемого сырья кавитационную обработку ведут, по меньшей мере, однократно. Кратность обработки выбирают исходя из размера частиц полученного измельченного продукта, что является одним из определяющих факторов сохранения стабильной структуры продукта при его хранении. Кратность обработки в сочетании с гидромодулем смеси и числом кавитации позволяют обеспечить необходимую для инактивации фермента температуру.

Заявленный фактор разделения подобран исходя из качественных показателей измельченного продукта, полученного после кавитационной обработки. Сочетание указанных выше технологических приемов заявленного способа с данным фактором разделения обеспечивает получение двух полноценных продуктов питания - сока, содержащего 1,5-6,0% взвесей от его массы, а также пектинсодержащего пищевого волокна, которое может быть использовано непосредственно, а также для приготовления целевых продуктов питания с радиопротекторными свойствами.

В качестве исходного растительного сырья может быть использовано свежее и/или замороженное, и/или сушеное сырье, взятые в необходимом по рецептуре соотношении. Для дополнительной инактивации ферментов перед кавитационной обработкой подготовленное растительное сырье бланшируют.

Для обеспечения более длительного хранения готовый продукт после его расфасовки могут подвергнуть пастеризации или стерилизации.

В готовый продукт перед его расфасовкой при необходимости может быть внесен сахар и/или подсластитель, и/или соль, и/или ароматические специи.

Способом может быть предусмотрено то, что дополнительно проводят микрофильтрацию жидкой фазы через керамические мембраны с размерами пор 20-30 мкм при скорости протока 4-6 м/с и давлении 0,25 МПа, что обеспечивает концентрирование жидкой фазы до 8-14% пектиновых веществ. Полученный продукт могут использовать в качестве самостоятельного жидкого пектинсодержащего продукта питания, например, сока, а также в качестве полуфабриката при производстве напитков. При необходимости жидкую фазу после микрофильтрации могут подвергнуть распылительной сушке с получением сухого пектинсодержащего порошка, который также может быть использован в качестве самостоятельного продукта питания или в качестве полуфабриката при производстве любого пищевого продукта.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходное растительное сырье, в качестве которого может быть использовано любое свежее и/или замороженное, и/или сушеное пектинсодержащее растительное сырье (фрукты, ягоды, овощи, зелень, взятые в необходимом по рецептуре сочетании и соотношении), сортируют и моют. Подготовленное таким образом сырье при необходимости режут и направляют в промежуточную емкость для создания смеси сырья с водным раствором лимонной кислоты. Для этого на одну массовую часть сырья берут 0,3-0,7 массовых частей водного раствора лимонной кислоты с температурой 38-40^oС. При этом рН полученной смеси составляет 2,3-3,66. При необходимости в промежуточной емкости сырье подвергают бланшированию. Бланширование ведут водой или водным раствором лимонной кислоты, преимущественно, при температуре 70-98^oС в течение 3-4 мин. Жидкость, полученную после бланширования, используют для создания гидромодуля смеси при ее последующем кавитационном измельчении. Подготовленную смесь подвергают кавитационной обработке в роторно-кавитационном экстракторе при индексе кавитации 2,3-2,8. Кавитационную обработку ведут в течение 23-25 с, по меньшей мере, однократно, до получения измельченной массы с температурой 68-74^oС и размером частиц 1,0-30 мкм.

Измельченную массу направляют на разделительную центрифугу для его разделения на жидкую - сок и твердую - пищевое волокно фазы в поле действия центробежных сил при факторе разделения Fr=1900-2010. Разделение ведут до содержания в жидкой фазе 1,5-6,0% взвесей от ее общей массы.

Полученную в результате такого разделения жидкую фазу могут подвергать микрофильтрации через керамические мембраны с размерами пор 20-30 мкм при скорости протока 4-6 м/с и давлении 0,25 МПа до содержания в ней 8-14% пектиновых веществ. Это обеспечивает концентрирование жидкой фазы без дополнительной ее тепловой обработки. Такую жидкую фазу, содержащую пектиновые вещества, могут использовать в качестве самостоятельного продукта питания, а также в качестве полуфабриката при производстве напитков. При необходимости жидкую фазу после микрофильтрации могут подвергнуть распылительной сушке с получением пектинсодержащего порошка.

Твердая фаза, представляющая собой пектинсодержащее пищевое волокно, также может найти применение в пищевой промышленности, в качестве самостоятельного продукта питания, а также в качестве пектинсодержащего полуфабриката при производстве продуктов питания.

Полученный продукт фасуют. Для обеспечения более длительного хранения после расфасовки его подвергают пастеризации или стерилизации.

В целевые продукты перед их расфасовкой при необходимости может быть внесен сахар и/или подсластитель, и/или соль, и/или ароматические специи.

Пример 1 Подготовленные к переработке яблоки сорта "Ренет Симиренко" нарезают на кусочки размером 5х20 мм, после чего 10 кг нарезанного растительного сырья бланшируют в 7 л воды температурой 95^oС в течение 3-4 мин. Полученную после бланширования массу начальной температурой 55^oС подкисляют лимонной кислотой до рН 3,0 и подвергают кавитационной обработке в камере экстрагирования гидроакустического экстрактора-дезинтегратора при индексе кавитации 2,5. Кавитационную обработку ведут семикратно при продолжительности каждого захода по 25 с, до температуры измельчаемой массы 74^oС.

Полученную измельченную массу направляют на центрифугирование, которое осуществляют на разделительной центрифуге при факторе разделения Fr=1900. В результате получают неосветленный яблочный сок с содержанием 2% взвесей, рН 3,66, содержанием пектиновой кислоты 1,2% и степенью этерификации 73,4%. Сок имеет светло-зеленую окраску и ярко выраженный вкус и аромат яблок.

Твердая фаза, полученная после фильтрации, представляет собой пищевое волокно влажностью 70%, с содержанием пектиновых веществ 3,0-3,5%, степенью этерификации 73,67%. Полученное пищевое волокно может быть использовано для приготовления целевых продуктов питания с радиопротекторными свойствами.

Пример 2 Способ осуществляют согласно примеру 1, за исключением того, что полученную после центрифугирования жидкую фазу подвергают микрофильтрации через керамические мембраны с размерами пор 20-30 мкм при скорости протока 4-6 м/с и давлении 0,25 МПа. Микрофильтацию ведут до содержания в концентрируемом соке 14% пектиновых веществ.

Полученный концентрат представляет собой сгущенный неосветленный яблочный сок с содержанием пектиновых веществ 14% и взвесей 2,5% к его массе.

Пример 3 Способ осуществляют согласно примеру 2, за исключением того, что сгущенный неосветленный яблочный сок с содержанием 12% сухих веществ направляют на распылительную сушку с получением сухого яблочного порошка влажностью 8,5%. Полученный яблочный порошок может быть использован для приготовления напитков, а также в качестве пищевой добавки, которая может быть использована при приготовления различных продуктов питания.

Формула изобретения

1. Способ переработки растительного сырья с получением пектинсодержащих пищевых продуктов, предусматривающий подготовку растительного сырья, его обработку в роторно-кавитационном экстракторе и расфасовку, отличающийся тем, что обработку сырья в роторно-кавитационном экстракторе ведут в водном растворе лимонной кислоты в камере экстрагирования при индексе кавитации 2,3-2,8, соотношении водного раствора лимонной кислоты и сырья соответственно (0,3-0,7): 1 и рН смеси 2,3-3,66, причем обработку ведут в течение 23-25 с, по меньшей мере однократно, до получения измельченной массы температурой 68-74^oС с размером частиц 1,0-3,0 мкм, затем полученную массу направляют на центрифугирование в поле действия центробежных сил при факторе разделения Fr= 1900-2010 с получением жидкой фазы - сока с содержанием 1,5-6,0% взвесей от его массы и твердой фазы - пектинсодержащего пищевого волокна.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед кавитационной обработкой подготовленное растительное сырье бланшируют.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что после расфасовки полученные продукты подвергают пастеризации или стерилизации.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед расфасовкой в полученные продукты вносят сахар, и/или подсластитель, и/или соль, и/или ароматические специи.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют свежее, и/или замороженное, и/или сушеное сырье.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жидкую фазу подвергают микрофильтрации через керамические мембраны с размерами пор 20-30 мкм при скорости протока 4-6 м/с и давлении 0,25 МПа до содержания в ней 8-14% пектиновых веществ.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что после микрофильтрации жидкую фазу подвергают распылительной сушке до получения порошка.