Мультиэнзимная композиция для получения осветленного яблочного сока и способ получения осветленного яблочного сока

Мультиэнзимная композиция для получения осветленного яблочного сока и способ получения осветленного яблочного сока

Реферат

Группа изобретений относится к пищевой промышленности, к получению соков из растительного сырья.

При получении соков из растительного сырья широко используют ферменты, которые катализируют гидролиз содержащихся в сырье биополимеров, что приводит к повышению выхода целевого продукта и повышению содержания в нем экстрактивных веществ.

Известен ферментный препарат Амилопротооризин, представляющий собой комплекс протеолитического и амилолитического ферментов (Патент RU № 2054479, кл. А23L 1/212, опубл. 2001 г.) /1/.

Однако использование этого известного ферментного комплекса для получения осветленного яблочного сока не описано.

Известным компонентом мультиэнзимной композиции для ферментативной обработки растительного сырья является фермент амилаза, используемая с сочетании с пектинрасщепляющим ферментом (Патент RU № 2262865, кл. А23L 1/0524, опубл. 2004 г.) /2/.

Однако данная известная мультиэнзимная композиция не применялась для приготовления яблочного сока.

Известна мультиэнзимная композиция, применяемая для ферментивного расщепления растительного сырья, содержащая наряду с другими ферментами фермент протеазу (Патент RU №2236792, кл. А23L 1/0524, опубл. 2002 г.) /3/.

Однако для приготовления яблочного сока данная известная композиция не применяется.

Известно, что при введении в мультиэнзимную композицию пектинэстеразы и амилазы наблюдается повышение выхода продукта ферментативного гидролиза растительного сырья - яблочных выжимок (Патент RU №2181551, кл. А23L 1/0524, опубл. 2002 г.) /4/.

Однако данная известная мультиэнзимная композиция не используется для приготовления яблочного сока.

Известен фермент β-глюканаза (Патент RU №2046141, кл. А23L 1/212, опубл. 2000 г.) /5/.

Однако использование этого фермента для приготовления осветленного яблочного сока не описано.

Известен препарат, представляющий собой комплекс ферментов, включающий пектинрасщепляющий фермент.Комплекс рекомендован к использованию для получения соков (Авторское свидетельство SU № 1445180, кл. С 12 1/14, опубл. 1996 г.) /6/.

Однако использование данного известного комплекса ферментов для получения осветленного яблочного сока не описано.

Наиболее близкой к предлагаемой является известная мультиэнзимная композиция для получения осветленного яблочного сока, содержащая ферменты эндополигалактуроназу, эндо-β-глюканазу и протеазу (О.В.Кислухина. Ферменты в производстве пищи и кормов. М., ДеЛи принт, 2002, с.220-223) /7/.

Однако использование данной известной мультиэнзимной композиции не обеспечивает максимальный выход и высокое качество осветленного яблочного сока.

Известен способ получения сока, предусматривающий использование комплекса двух ферментов - полигалактуроназы и пектинэстеразы (Патент GB № 1535983, кл. А23L 003/357.1, опубл. 1990 г.) /8/.

Однако данным известным способом получают лимонный сок. Получение яблочного сока данным известным способом не описано.

Известен способ получения соков из ягод и плодов, предусматривающий использование пектолитических ферментов в сочетании с амилолитическими (Заявка RU № 96107654, кл. А23L 1/212, опубл. 1997 г.) /9/.

Однако органолептические показатели яблочного сока, получаемого данным известным способом, невысокие.

Известен способ получения осветленного яблочного сока, включающий измельчение яблочного сырья, введение в полученную массу мультэнзимной композиции, содержащей пектинэстеразу и эндополигалактуроназу, ферментацию и отделение сока (Патент US № 8355284, кл. 426/51, опубл. 2002 г.) /10/.

Однако технология получения яблочного сока этим известным способом усложнена необходимостью проведения стадии оклейки. Выход сока, получаемого этим способом, невысок. Органолептические показатели сока невысоки, а срок хранения этого сока непродолжителен.

Известен способ получения осветленного сока, включающий измельчение сырья, введение в полученную массу мультэнзимной композиции, содержащей ферменты эндополигалактуроназу, эндо-β-глюканазу и протеазу, ферментацию и отделение сока (7).

При производстве осветленных соков данным известным способом рекомендуется проводить ферментацию при 40-50°С в течение 2-10 час, дозировка ферментных препаратов составляет 0,01-0,075% к массе сырья.

Данный известный способ является наиболее близким аналогом предлагаемого способа получения осветленного яблочного сока. Однако при осуществлении этого способа после процесса ферментации проводится обработка сока бентонитом и коагулянтами, что усложняет и удлиняет процесс приготовления сока. Качество сока, получаемого данным известным способом, недостаточно высокое.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является упрощение и ускорение процесса приготовления осветленного яблочного сока, исключение стадии оклейки, улучшение органолептических показателей сока, придание его вкусу и аромату тонкого медового тона, придание его цвету золотисто-янтарного тона, повышение его прозрачности, повышение срока хранения сока.

Для достижения этого технического результата мультиэнзимная композиция для получения осветленного яблочного сока, содержащая ферменты: эндополигалактуроназу, эндо-β-глюканазу и протеазу, дополнительно содержит пектинэстеразу и амилазу при следующем соотношении ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,176-0,40
Эндо-β-глюканаза	11,0-30,8
Протеаза	1,76-4,84
Пектинэстераза	3,96-10,6
Амилаза	2,2-7,7

Для достижения указанного технического результата в способе получения осветленного яблочного сока, включающем измельчение яблочного сырья, введение в полученную массу мультэнзимнои композиции, содержащей ферменты: эндополигалактуроназу, эндо-В-глюканазу и протеазу, ферментацию и отделение сока, отличительной особенностью является то, что в мультиэнзимную композицию дополнительно вводят пектинэстеразу и амилазу при следующем соотношении ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,176-0,40
Эндо-β-глюканаза	11,0-30,8
Протеаза	1,76-4,84
Пектинэстераза	3,96-10,6
Амилаза	2,2-7,7

причем мультэнзимную композицию используют в количестве 0,015-0,019 л на 100 кг массы, а ферментацию ведут при температуре 39-41°С в течение 90-120 мин при перемешивании.

Ферментацию можно проводить при постоянном перемешивании.

Ее также можно проводить при периодическом перемешивании не реже 1 раза в 30 мин.

Ниже приведены примеры реализации группы изобретений.

Для приготовления осветленного яблочного сока способом согласно изобретению использовали образцы мультиэнзимной композиции согласно изобретению, приготовленные из ферментных препаратов, перечисленных в таблице.

Пример 1. Приготовили мультиэнзимную композицию: образец №1 со следующим соотношением ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,176
Эндо-β-глюканаза	11,0
Протеаза	1,76
Пектинэстераза	3,96
Амилаза	2,2

и образец № 2 со следующим соотношением ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,40
Эндо-β-глюканаза	30,8
Протеаза	4,84
Пектинэстераза	10,6
Амилаза	7,7

Для приготовления комплекса ферментов использовали ферментный препарат Пектофоетидин П10Х. Эндополигалактуроназная активность этого препарата составляет 440 ед./г. Содержание эндополигалактуроназного фермента в приготавливаемых двух образцах мультиэнзимной композиции должно составлять соответственно 0,176 ед. и 0,4 ед. Поэтому для приготовления мультиэнзимной композиции необходимо использовать соответственно 0,4 мг и 0,9 мг этого препарата. В состав образца № 1 входит 0,4 мг препарата Пектофоетидина П10Х (0,176 ед. эндополигалактуроназного фермента). В состав образца № 2 входит 0,9 мг препарата Пектофоетидина П10Х (0,4 ед. эндополигалактуроназного фермента). Помимо эндополигалактуроназного фермента препарат Пектофоетидин П10Х обладает сопутствующей пектинэстеразной активностью. Он содержит пектинэстеразный фермент в количестве 119 ед./г.Следовательно, в отобранных навесках препарата, равных 0,4 мг (образец № 1) и 0,9 мг (образец № 2), дополнительно содержится помимо необходимого количества эндополигалактуроназного фермента соответственно 0.048 ед. и 0,11 ед. пектинэстеразного фермента. Приготавливаемые образцы мультиэнзимной композиции (образец № 1 и образец № 2) должны содержать соответственно 3,9 ед. и 10,6 ед. пектинэстеразного фермента. Поэтому в комплексный препарат добавляют индивидуальный фермент - пектинэстеразу. Активность индивидуального препарата пектинэстеразы составляет 190 ед./мл. В приготавливаемые образцы мультиэнзимной композиции уже внесено соответственно 0,048 ед. и 0,11 ед. пектинэстеразного фермента. Следовательно, в приготовленные навески Пектофоетидина П10Х необходимо добавить соответственно 3,91 или 0,02 мл (образец № 1) и 10,5 ед. или 0,055 мл (образец № 2) препарата индивидуальной пектинэстеразы. В качестве протеолитического фермента для приготовления мультиэнзимной композиции используют препарат индивидуальной протеазы спротеолитической активностью 200 ед./г. В приготавливаемых образцах комплекса протеолитическая активность должна составлять 1,76 ед. (образец № 1) и 4,84 ед. (образец № 2). Следовательно, в приготовленные навески 0,4 мг и 0,9 мг препарата Пектофоетидина П10Х следует добавить соответственно 0,0087 г (образец № 1) и 0,024 г (образец № 2) индивидуальной протеазы.

Пример 2. Приготовили мультиэнзимную композицию: образец № 1 со следующим соотношением ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,176
Эндо-β-глюканаза	11,0
Протеаза	1,76
Пектинэстераза	3,96
Амилаза	2,2

и образец № 2 со следующим соотношением ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,40
Эндо-β-глюканаза	30,8
Протеаза	4,84
Пектинэстераза	10,6
Амилаза	7,7

Для приготовления комплекса ферментов использовали ферментный препарат Пектинекс. Его эндополигалактуроназная активность составляет 232,6 ед./мл. Активность эндополигалактуроназы, равная 0,176 ед., в образце № 1 соответствует 0,00076 мл препарата Пектинекс. Активность эндополигалактуроназы, равная 0,4 ед,. в образце № 2 соответствует активности 0,0017 мл этого препарата. Пектинэстеразная активность этого препарата равна 619 ед./мл. Следовательно, 0,00076 мл препарата содержит 0,47 ед. пектинэстеразной активности. А для составления мультиэнзимной композиции (образец № 1) необходимо 3.96 ед. пектинэстеразы. Исходя из активности препарата, равной 190 ед./мл, в образец №1 добавляют препарат индивидуальной пектинэстеразы в количестве 0.018 мл (недостающие 3,49 ед. пектинэстеразы). В образец № 2 необходимо добавить 0,05 мл (9,55 ед.) индивидуальной пектинэстеразы. Препарат Пектинекс не содержит протеолитического фермента. Поэтому используют препарат индивидуальной протеазы с активностью 200 ед./г. В образец № 1 добавляют 0,009 г индивидуальной протеазы (необходимые 1,76 ед.). В образец № 2 добавляют 0,024 г индивидуальной протеазы (необходимые 4,84 ед.). Препарат Пектинекс не содержит амилолитического фермента. Для приготовления мультиэнзимной композиции используют индивидуальную амилазу с активностью 200 ед./г. В образец № 1 добавляют 0,011 г индивидуальной амилазы (необходимые 2,2 ед.). В образец № 2 добавляют 0,039 г индивидуальной амилазы (необходимые 7,7 ед.). Препарат Пектинекс не содержит эндо-β-глюканазы. Поэтому в мультиэнзимную композицию вводят индивидуальную эндо-β-глюканазу: в образец № 1 0,06 мл (необходимые 11,0 ед.), а в образец № 2 - 0,17 мл этого препарата (необходимые 30,8 ед.).

Пример 3. Для приготовления мультиэнзимной композиции использовали индивидуальные препараты пектинэстеразы с активностью 190 ед./мл, эндополигалактуроназы с активностью 800 ед./мл, амилазы с активностью 200 ед./г, протеазы с активностью 200 ед./г и эндо-β-глюканазы с активностью 180 ед./мл. Приготовили два образца мультиэнзимной композиции: образец № 1 с соотношением ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,176
Эндо-β-глюканаза	11,0
Протеаза	1,76
Пектинэстераза	3,96
Амилаза	2,2

и образец № 2 со следующим соотношением ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,40
Эндо-β-глюканаза	30,8
Протеаза	4,84
Пектинэстераза	10,6
Амилаза	7,9

Для приготовления образца №1 использовали 0,02 мл пектинэстеразы, 0,0002 мл эндополигалактуроназы, 0,011 г амилазы, 0,009 г протеазы и 0.06 мл эндо-β-глюканазы. Для приготовления образца № 2 использовали 0,055 мл пектинэстеразы, 0,0005 мл эндополигалактуроназы, 0,039 г амилазы, 0,024 г протеазы и 0,17 мл эндо-β-глюканазы.

Пример 4. Приготовили два образца мультиэнзимной композиции, содержание компонентов в которых выходит за предлагаемые пределы их содержания в мультиэнзимной композиции: образец №3 с соотношением ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,17
Эндо-β-глюканаза	10,0
Протеаза	1,66
Пектинэстераза	3,76
Амилаза	2,0

и образец № 4 со следующим соотношением ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,46
Эндо-β-глюканаза	31,0
Протеаза	4,89
Пектинэстераза	11,0
Амилаза	7,9

Пример 5. Готовят осветленный яблочный сок из предварительно измельченных яблок. К приготовленной массе добавляют полученный по примеру 1 образец № 1 мультиэнзимной композиции в количестве 0,019 л на 100 кг массы. Ферментацию ведут при постоянном перемешивании при температуре 41°С в течение 120 мин. По окончании инкубации сок сливают, мезгу отжимают. Полученные порции сока объединяют и приготовленный сок хранят. Выход сока 89%. Для сравнения: при получении сока без применения ферментов выход сока 78%.

Приготовленный сок представляет собой прозрачную жидкость, не требуется выполнение процедуры оклейки. Органолептические показатели сока высокие: аромат тонкий яблочный, вкус характерный яблочный с легким медовым тоном во вкусе и аромате. Цвет приготовленного сока имеет золотисто-янтарный оттенок. При длительном хранении (10 месяцев - период наблюдения) сок сохраняет свои органолептические показатели. Образование осадка не наблюдается.

Аналогичные результаты получены при приготовлении осветленного яблочного сока по методике этого примера с использованием других образцов № 1 мультэнзимной композиции, приготовленных по примерам 2 и 3.

Пример 6. Готовят яблочный сок из предварительно измельченных яблок. К приготовленной массе добавляют приготовленные по примеру 1 образец № 2 мультиэнзимной композиции в количестве 0,015 л на 100 кг массы. Ферментацию ведут при периодическом перемешивании 1 раз в 30 мин при температуре 39°С в течение 90 мин. По окончании инкубации сок сливают, мезгу отжимают. Полученные порции сока объединяют и приготовленный сок хранят. Выход сока 93%. Для сравнения: при получении сока без применения ферментов выход сока 83%.

Приготовленный сок представляет собой прозрачную жидкость, не требуется проведение процедуры оклейки. Органолептические показатели сока высокие: аромат тонкий яблочный, вкус характерный яблочный с тонким медовым тоном во вкусе и аромате. Цвет сока имеет приятный золотисто-янтарный тон. При длительном хранении (10 месяцев - период наблюдения) сок сохраняет свои органолептические показатели. Образование осадка не наблюдается.

Аналогичные результаты получены при приготовлении осветленного яблочного сока по методике этого примера с использованием других образцов №2 мультэнзимной композиции, приготовленных по примерам 2 и 3.

Пример 7. При использовании для приготовления осветленного яблочного сока образца № 3 мультиэнзимной композиции, полученного по примеру 4, приготовленный сок имел ухудшенные органолептические показатели, в его вкусе и аромате отсутствовали легкие медовые тона, золотисто-янтарный тон в его цвете не наблюдался, а при хранении в течение 2 мес.его прозрачность быстро снижалась.

Пример 8. При использовании для приготовления осветленного яблочного сока образца № 4 мультиэнзимной композиции, полученной по примеру 4, приготовленный сок имел ухудшенные органолептические показатели, в его вкусе и аромате отсутствовали легкие медовые тона, во вкусе присутствовала неприятная горечь, сохраняющаяся в послевкусии. Образец приготовленного сока был недостаточно прозрачным, цвет сока имел неприятный коричневый тон. При хранении приготовленного сока в течение 1 мес. его прозрачность быстро снижалась.

Применение мультиэнзимной композиции согласно изобретению в способе согласно изобретению позволяет повысить выход сока-самотека на 140-145% по сравнению с приготовлением сока без использования ферментных препаратов, снизить вязкость сока на 58,5%, повысить содержание органических кислот на 22,3%, повысить содержание сухих веществ в соке на 7%, улучшить органолептические показатели приготавливаемого осветленного яблочного сока.

Пектинэстераза, используемая в мультиэнзимной композиции согласно изобретению, катализирует отщепление метоксильных групп в молекуле пектина, предоставляя тем самым субстрат для дальнейшего действия введенной в состав мультиэнзимной композиции эндополигалактуроназы. Следовательно, предлагаемое согласно изобретению совместное использование этих ферментов при приготовлении осветленного яблочного сока способствует повышению качества целевого продукта.

Введение амилазы в состав мультиэнзимной композиции согласно изобретению снижает риск образования крахмалистого помутнения, приводит к дополнительному гидролизу биополимеров и тем самым повышает проницаемость клеточной структуры.

Введение эндо-β-глюканазы в состав мультиэнзимной композиции согласно изобретению обусловлено тем, что этот эндофермент катализирует расщепление содержащегося в яблочном сырье глюкана хаотичным способом, что приводит к образованию растворимых олигомерных продуктов расщепления. Использовать экзофермент в композиции нецелесообразно, так как он катализирует отщепление мономерных частей молекулы глюкана, что приводит к образованию глюкозы. Этот процесс расщепления глюкана более длительный, чем при использовании эндофермента. При приготовлении осветленного яблочного сока нецелесообразно проводить расщепление глюкана до глюкозы, так как для повышения выхода сока и извлечения экстракта достаточно осуществить разрыв полимерной цепи глюкана в составе клеточной стенки яблочного сырья.

Наличие протеазы в мультиэнзимной композиции согласно изобретению обеспечивает удлинение срока хранения приготавливаемого осветленного сока с сохранением его товарного вида за счет предотвращения белкового и таннатно-белкового помутнения.

Вместе с тем, как показано в примерах 7 и 8, качество приготавливаемого сока зависит не только от использования конкретных перечисленных ферментов в мультиэнзимной композиции. Исследования показали, что только при предлагаемом соотношении ферментов достигается необходимый технический результат.

Таким образом, предлагаемые мультиэнзимная композиция и способ получения осветленного яблочного сока позволяют упростить процесс и обеспечивают получение сока высокого качества с высокими органолептическими показателями, подлежащего длительному хранению с сохранением высокого качества.

Таблица
Состав ферментных препаратов, использованных для приготовления мультиэнзимной композиции согласно изобретению
Название ферментного препарата	Активность ферментов в ферментном препарате
	Пектинэс-глюканазная ед./г (мл)*	Эндополиназная, ед./г (мл)	Протеазная, ед./г (мл)	Эндо-β-теразная, ед./г (мл)	Амилазная, галактуро- ед./г (мл)*
Пектинекс	619	232,6	0	0	0
Пектофоетидин П10Х	119	440	70	0	0
Амилаза	0	0	0	0	200
β-глюканаза*	0	0	0	180	0
Пектинэстераза*	190	0	0	0	0
Полигалакт-
Уроназа*	0	800	0	0	0
Протеаза	0	0	200	0	0
*жидкий препарат.

1. Мультиэнзимная композиция для получения осветленного яблочного сока, содержащая эндополигалактуроназу, эндо-β-глюканазу и протеазу, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пектинэстеразу и амилазу при следующем соотношении ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,176-0,40
Эндо-β-глюканаза	11,0-30,8
Протеаза	1,76-4,84
Пектинэстераза	3,96-10,6
Амилаза	2,2-7,7

2. Способ получения осветленного яблочного сока, включающий измельчение яблочного сырья, введение в полученную массу мультиэнзимной композиции, содержащей эндополигалактуроназу, эндо-β-глюканазу и протеазу, ферментацию и отделение сока, отличающийся тем, что в мультиэнзимную композицию дополнительно вводят пектинэстеразу и амилазу при следующем соотношении ферментов:

Эндополигалактуроназа	0,176-0,40
Эндо-β-глюканаза	11,0-30,8
Протеаза	1,76-4,84
Пектинэстераза	3,96-10,6
Амилаза	2,2-7,7,

причем мультиэнзимную композицию используют в количестве 0,015-0,019 л на 100 кг массы, а ферментацию ведут при температуре 39-41°С в течение 90-120 мин при перемешивании.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что ферментацию ведут при постоянном перемешивании.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что ферментацию ведут при периодическом перемешивании не реже 1 раза в 30 мин.