Способ производства пектина и пищевых волокон из сахарной свеклы

Способ производства пектина и пищевых волокон из сахарной свеклы

Реферат

Изобретение относится к способам производства пектина и пищевых волокон (ПВ) из сахарной свеклы.

Известен способ производства пектина из сахарной свеклы, предусматривающий ее измельчение в стружку, промывание стружки анолитом, двукратную экстракцию промытой стружки анолитом, прессование проэкстрагировавшей массы с отделением жома и экстракта, концентрирование экстракта, осаждение из него пектина этиловым спиртом и сушку пектина (А. с. SU 1713249, опубл. 19.06.95, бюл. №17).

Недостатком известного способа является нерациональное использование сырья, поскольку в жоме, оставшемся после экстрагирования, произошли необратимые изменения, связанные с нарушением структуры комплекса биополимеров, определяющих пищевую ценность этого продукта. Такой жом нельзя использовать для получения пищевых волокон - ценной пищевой добавки. Кроме того, проведение экстракции в сильно кислой среде (рН 1,5 - 2,0) ведет к распаду сахарозы. Поэтому дополнительно извлекать сахарозу из экстракта нельзя.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности использования сырья за счет дополнительного извлечения из него пищевых волокон и сахарного раствора.

Технический результат достигается тем, что в способе производства пектина и пищевых волокон из сахарной свеклы, предусматривающем ее измельчение в стружку, промывание стружки анолитом, двукратную экстракцию промытой стружки анолитом, прессование проэкстрагировавшей массы с отделением жома и экстракта, концентрирование экстракта, осаждение из него пектина этиловым спиртом и сушку пектина, новым является то, что рН анолита для промывания стружки составляет 3,2 - 3,5, рН анолита для первой экстракции - 6,4 - 6,6, рН анолита для второй экстракции - 2,45 - 2,65, при этом жом промывают католитом с рН 7,5 - 8,0 и прессуют с отделением прессованного жома и промывной жидкости, причем последнюю смешивают с экстрактом перед его концентрированием, а частицы прессованного жома подвергают измельчению до заданного размера, обезвоживанию и сушке с получением пищевых волокон.

Пищевые волокна представляют собой комплекс биополимеров, включающий полисахариды, в том числе и пектиновые вещества. И пектин и пищевые волокна представляют собой пищевые добавки, используемые, например, в кулинарии для повышения водоудерживающих свойств изделия. Кроме того, данные добавки обладают способностью адсорбировать радионуклиды, тяжелые металлы и другие вредные вещества. Это их свойство находит применение в медицине и лечебном питании.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена векторная схема осуществления способа на свеклосахарном заводе.

Способ осуществляют следующим образом. Свеклу измельчают в стружку. Проводят электрохимическую активацию водного раствора Са(Н₂PO₄)₂ в анодной камере диафрагменного электролизера с получением анолита с рН 3,2 - 3,5 и анолита с рН 6,4 - 6,6. Первый анолит используют для предварительной обработки свекловичной стружки. Второй - в качестве экстрагента для первой экстракции, после которой от проэкстрагировавшей массы отделяют диффузионный сок и обессахаренную стружку. Диффузионный сок используют на сахарном заводе для извлечение из него сахара в соответствии с принятой технологической схемой.

Цель первой экстракции - максимально извлечь из свекловичной стружки сахарозу с диффузионным соком. Анолит, полученный при электрохимической активации раствора Са(Н₂PO₄)₂, обладает способностью «кальцинировать» стружку, удерживая в ней практически все пектиновые вещества.

Обессахаренную стружку подвергают второй экстракции анолитом с рН 2,45 - 2,65, полученным в результате обработки водного раствора хлорида натрия в анодной камере диафрагменного электролизера.

Условия второй экстракции обеспечивают не только высокий выход пектина (70,2 - 76,8%) хорошего качества (см. таблицу), но и позволяют дополнительно выделить пищевые волокна из проэкстрагировавшей массы. Для этого ее прессуют с отделением жома и экстракта. Жом промывают католитом с рН 7,5 - 8,0, полученным в результате обработки водного раствора хлорида натрия в катодной камере диафрагменного электролизера. Промытый католитом жом прессуют с отделением обезвоженного жома и промывной жидкости, частицы обезвоженного жома измельчают до заданного размера и сушат с получением пищевых волокон.

В таблице показано влияние рН экстрагента на второй экстракции на выход пектина, показатели его качества и показали качества пищевых волокон. Из данных таблицы видно, что хотя снижение рН анолита на второй экстракции менее 2,45 и ведет к увеличению выхода пектина (ВП) и улучшению некоторых показателей его качества, определяющих студнеобразующую способность (повышению количества свободных карбоксильных (К_с) групп, этерифицированных (К_е) групп, метаксилированных (СН₃О) групп, но качество пищевых волокон при этом резко ухудшается. Качество полученного пектина достаточно высокое, поскольку сохраняется высокая комплексообразующая способность - важное достоинство свекловичного пектина. Известно, что, чем меньше СН₃О, тем лучше идет комплексообразование. Повышенная кислотность (рН менее 2,45) анолита, используемого для экстракции, ведет к уменьшению содержания в пектине метоксильных групп (СН₃О), ответственных за комплексообразование. Между тем, с комплексообразующей способностью пектина тесно связаны его лечебно-профилактические свойства, а именно способность связывать в пищеварительном тракте человека вредные ионы металлов (цинка, свинца, кобальта, стронция).

Промывную жидкость смешивают с экстрактом и их смесь используют для получения пектина. Для этого данную смесь подвергают фильтрованию, концентрированию, осаждению из него пектина этиловым спиртом и сушку пектина.

Использование католита для промывания жома обусловлено тем, что данный реагент хорошо вымывает из жома остатки пектиновых веществ.

Пример. Проводят электрохимическую активацию водного раствора Са(Н₂PO₄)₂ в анодной камере диафрагменного электролизера с получением анолита с рН 3,4 и анолита с рН 6,5. Свекловичную стружку обрабатывают первым анолитом. Затем стружку подвергают экстракции вторым анолитом при температуре 65°С в течение 80 мин. От проэкстрагировавшей массы отделяют диффузионный сок и обессахаренную стружку. Последнюю подвергают второй экстракции анолитом с рН 2,55, полученным в результате обработки водного раствора хлорида натрия в анодной камере диафрагменного электролизера. Температура второй экстракции составляет 65°С, продолжительность - 90 мин. Проэкстрагировавшую после второй экстракции массу прессуют с отделением жома и экстракта. Жом промывают католитом с рН 7,8, полученным в результате обработки водного раствора хлорида натрия в катодной камере диафрагменного электролизера. Промытый католитом жом прессуют с отделением обезвоженного жома и промывной жидкости, частицы обезвоженного жома измельчают до заданного размера и сушат с получением пищевых волокон. Промывную жидкость смешивают с экстрактом и их смесь используют на получение пектина. Для этого данную смесь подвергают фильтрованию, концентрированию, осаждению из него пектина этиловым спиртом и сушку пектина.

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить эффективность использования сырья при получении пектина за счет дополнительного извлечения пищевых волокон хорошего качества. Выход и показатели качества пектина при этом не ухудшаются.

Таблица
Влияние рН экстрагента на второй экстракции на выход пектина, показатели его качества и показатели качества пищевых волокон
рН экстрагента	Показатели качества пектина	Показатели качества пищевых волокон
ВП,%	Кс, %	Ке, %	СН3О, %	Водоудерживающая способность, %	Адсорбционная способность (эффект адсорбции ионов Са2+), %
2,95	33,32	1,15	4,20	13,02	2,80	15,45
2,85	43,99	2,22	5,15	11,67	3,22	16,12
2,75	56,90	3,06	6,18	11,19	3,53	16,81
2,65	70,18	4,10	7,43	10,80	4,30	23,43
2,55	75,12	6,00	8,15	9,70	4,69	46,25
2,45	76,78	6,12	9,30	10,14	4,38	61,35
2,35	77,81	3,23	10,46	10,52	3,98	56,35
2,25	78,02	6,30	10,60	10,53	3,53	53,90

Способ производства пектина и пищевых волокон из сахарной свеклы, предусматривающий ее измельчение в стружку, промывание стружки анолитом, двукратную экстракцию промытой стружки анолитом, прессование проэкстрагировавшей массы с отделением жома и экстракта, концентрирование экстракта, осаждение из него пектина этиловым спиртом и сушку пектина, отличающийся тем, что рН анолита для промывания стружки составляет 3,2-3,5, рН анолита для первой экстракции - 6,4-6,6, рН анолита для второй экстракции - 2,45-2,65, при этом, жом промывают католитом с рН 7,5-8,0 и прессуют с отделением прессованного жома и промывной жидкости, причем последнюю смешивают с экстрактом перед его концентрированием, а частицы прессованного жома подвергают измельчению до заданного размера, обезвоживанию и сушке с получением пищевых волокон.