Способ получения пектиносодержащей пасты

Способ получения пектиносодержащей пасты

Реферат

Изобретение относится к переработке отходов фруктовых соков и молочной промышленности и может быть использовано в консервной и кондитерской промышленности.

В настоящее время в связи с индустриализацией рынка продуктов питания большое значение приобретают проблемы промышленного производства и хранения продуктов, содержащих основные пищевые вещества для организма человека. Так, детоксицирующая способность пектиновых веществ основана на взаимодействии молекул пектина с катионами тяжелых и радиоактивных металлов с образованием нерастворимых комплексов, которые не всасываются и выводятся из организма. Благодаря ценным биологическим качествам пектиносодержащая паста является важным компонентом продуктов профилактического питания.

Известен способ производства яблочно-пектиновой пасты, включающий перемешивание свежих яблочных выжимок с 5%-ным раствором сернистой кислоты, нагревание смеси до температуры смеси 75-85°С в течение 1-3 ч. Затем к сульфитированным выжимкам добавляют горячую воду с температурой 80-82°С и перемешивают в течение 0,5-1 ч. Потом в реактор подают острый пар под давлением 0,15-0,2 МПа в течение 7-9 минут. Затем проводят протирание через сита с диаметром ячеек 1,5-1,2 и 0,8-0,4 мм, охлаждение, расфасовку и хранение с содержанием сернистого ангидрида 0,2% в течение года (Донченко Л.В. Технология пектина и пектинопродуктов / Учебное пособие. - М.: ДеЛи, 2000. - С.117-118).

Недостатками данного способа является то, что в качестве гидролизующего агента используют 5%-ный раствор неорганической кислоты, которая при температуре 75-85°С в процессе гидролиза протопектина разлагается с выделением большого количества сернистого ангидрида, из-за высокой летучести которого условия труда на таком производстве являются вредными. Также это ведет к ухудшению экологической обстановки. Кроме того, остатки сернистого ангидрида в конечном продукте, которые не удаляются даже при длительной термической обработке, чрезвычайно вредны для организма человека.

Известен способ производства яблочно-пектиновой пасты, включающий замачивание яблочных выжимок в водном растворе лимонной кислоты, обработку набухших выжимок острым паром при давлении 1,5-2,0 атм в течение 10-15 мин, протирание до размера частиц 0,4-0,8 мм, измельчение на коллоидной мельнице и уваривание под вакуумом при давлении 400-600 мм рт.ст. до содержания сухих веществ 10-14%, притом при замачивании в водный раствор лимонной кислоты дополнительно вводят аскорбиновую кислоту в количестве 0,5-1,0% к массе выжимок, а лимонную кислоту берут в количестве 1,5-2,0% к массе выжимок, при этом температуру замачивания выдерживают в пределах 75-80°С, а соотношение выжимок и раствора 1:1, при этом после уваривания в пасту дополнительно вводят пищевую соду в количестве 0,5-0,7% к массе готового продукта (Авторское свидетельство СССР №1775098, кл. А23L 1/0524, 1990, прототип).

Недостатком этого способа является низкое содержание сухих веществ яблочно-пектиновой пасты (10-14%), а также использование в качестве гидролизующего агента лимонной кислоты, которая является дорогостоящим сырьем и не создает необходимой рН среды, обеспечивающей сохранение структуры макромолекулы пектина.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства пектиносодержащей пасты, включающий нагревание молочной сыворотки, смешивание ее с пектиносодержащими выжимками, выдерживание смеси при постоянной температуре для проведения гидролиза протопектина, протирание и измельчение полученной массы, притом в качестве пектиносодержащих выжимок используют выжимки клюквы крупноплодной, рН молочной сыворотки перед нагреванием доводят до 3,3-3,9, а соотношение выжимок и сыворотки выбирают в пределах 1,0:1,3-1,7 (Авторское свидетельство СССР №1762870, МПК А23L 1/0524, 1990, прототип).

Недостатком этого способа является то, что содержание сухих веществ пектиносодержащей пасты составляет только 10,0-13,0%, готовый продукт может храниться несколько дней.

Техническая задача - расширение сырьевой базы, увеличение содержания сухих веществ пектиносодержащей пасты, повышение сроков ее хранения, а также уменьшение загрязнения окружающей среды за счет более полного использования вторичных сырьевых ресурсов.

Технический результат достигается тем, что способ получения пектиносодержащей пасты характеризуется тем, что он включает предварительное замачивание измельченных до 1-2 мм сухих выжимок мелкоплодных яблок с влажностью 6-8% в молочной сыворотке при их соотношении по массе 1:5 соответственно в течение 2 часов при температуре 40°С, затем смесь направляют на гидролиз-экстрагирование при температуре 75-80°С, рН среды 3,5-4,0 в присутствии аскорбиновой кислоты в количестве 1% от массы сухих выжимок и частоте вращения 5000 об/мин, протирают полученную массу и вводят пищевую соду в количестве 0,75-1,0% к массе готового продукта.

Пример. В качестве исходного пектиносодержащего сырья использовали измельченные до 1-2 мм сухие отходы (выжимки) от переработки мелкоплодных яблок (ранеток) Сибири в соковом производстве. Молочную творожную сыворотку с кислотностью 260°Т предварительно нагревали до 90-95°С в течение 15 мин, затем фильтровали, фильтрат (молочную сыворотку) направляли на замачивание сухих выжимок от мелкоплодных яблок (ранеток).

Брали 1 кг измельченных до размера частиц 1-2 мм сухих выжимок мелкоплодных яблок (ранеток) с влажностью 6-8%, прибавляли молочную сыворотку с кислотностью 260°Т. Проведены опыты при соотношениях сухих выжимок мелкоплодных яблок (ранеток) с влажностью 6-8% к молочной сыворотке при замачивании 1:4, 1:5, 1:6 в течение 2 часов при постоянно поддерживаемой температуре 40°С. Затем проводили гидролиз-экстрагирование в присутствии аскорбиновой кислоты в количестве 1% от массы сухих выжимок в экстракторе при температуре 70-85°С в течение 45 и 60 мин, рН среды 3,5-4,0 и частоте вращения 5000 об/мин, затем проводили протирание через сито с диаметром отверстий 1,0 мм. После протирания получили пектиносодержащую пасту, в которую дополнительно вводили пищевую соду в количестве 0,75-1,0% к массе готового продукта.

Результаты исследований представлены в табл.1.

Из результатов проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. В опыте №2 (табл.1) при соотношении замачивания сухих выжимок к молочной сыворотке по массе 1:4 соответственно в течение 2 часов при постоянно поддерживаемой температуре 40°С и последующего гидролиз-экстрагирования в присутствии аскорбиновой кислоты в количестве 1% от массы сухих веществ в экстракторе при температуре 80°С, при рН среды 3,5, в течение 45 минут получена пектиносодержащая паста с высоким содержанием сухих веществ (23%), но с низким содержанием пектиновых веществ (1,78%) и отмечен низкий процент выхода пасты на сухое вещество сырья (64%).

2. В опыте №6 при соотношении замачивания сухих выжимок к молочной сыворотке по массе 1:5 соответственно в течение 2 часов при постоянно поддерживаемой температуре 40°С и последующего гидролиз-экстрагирования в присутствии аскорбиновой кислоты в количестве 1% от массы сухих веществ в экстракторе при температуре 85°С, при рН среды 3,5, в течение 45 минут получен высокий выход пектиносодержащей пасты в процентах на сухое вещество сырья (82%) и высокое содержание сухих веществ (21,4%), но наблюдается низкое содержание пектиновых веществ в пасте (2,02%), потому что при высоких температурах гидролиза (более 85°С) происходит деструкция пектиновых веществ.

3. В опыте №10 при соотношении замачивания сухих выжимок к молочной сыворотке по массе 1:5 соответственно в течение 2 часов при постоянно поддерживаемой температуре 40°С и последующего гидролиз-экстрагирования в присутствии аскорбиновой кислоты в количестве 1% от массы сухих веществ в экстракторе при температуре 85°С, при рН среды 4,0, в течение 75 минут несмотря на высокий процент выхода пектиносодержащей пасты на сухое вещество сырья (83%) и сухих веществ (21,8%), отмечено низкое содержание пектиновых веществ (1,95%) из-за их деструкции при высокой температуре гидролиза.

4. В опыте №11 при соотношении замачивания сухих выжимок к молочной сыворотке по массе 1:6 соответственно в течение 2 часов при постоянно поддерживаемой температуре 40°С и последующего гидролиз-экстрагирования в присутствии аскорбиновой кислоты в количестве 1% от массы сухих веществ в экстракторе при температуре 80°С, при рН среды 4,0, несмотря на высокий процент выхода пасты на сухое вещество сырья (88%), наблюдается низкое содержание сухих (16,9%) и пектиновых веществ (1,84%), снижается и срок хранения пектиносодержащей пасты до 20 дней.

5. Следовательно, из результатов проведенных исследований следует, что оптимальными режимами переработки являются: замачивание сухих выжимок мелкоплодных яблок в молочной сыворотке при соотношении по массе 1:5 (опыты 4, 5, 8, 9), при температуре 40°С, в течение 2 часов; с последующим гидролизом-экстрагированием при температуре - 75-80°С, рН среды 3,5-4,0, в присутствии аскорбиновой кислоты в количестве 1% от массы сухих выжимок и частоте вращения 5000 об/мин, протирание полученной массы и введение пищевой соды в количестве 0,75-1,0% к массе готового продукта. При этом выход пасты в % на сухое вещество сырья составил 80,0-84,0%, содержание сухих веществ в пасте 20,8-22,0%, содержание пектиновых веществ 2,19-2,41%, рН пасты 3,0; паста имеет интенсивный цвет: от малинового до пурпурного, приятный запах. Срок хранения пасты гарантирован до 30 дней.

Изменение параметров гидролиза-экстрагирования ведет к ухудшению наиболее важных показателей полученной пасты. Так, при снижении соотношения выжимок и экстрагента (молочной творожной сыворотки) до 1:4 наблюдается низкий процент выхода пектиносодержащей пасты (64%) и содержания пектиновых веществ (1,78%). При увеличении этого соотношения до 1:6 несмотря на увеличение процента выхода пектиносодержащей пасты (88%) наблюдается резкое снижение содержания сухих веществ (16,9%) и пектиновых веществ (1,84%). Совокупность таких показателей, как выход пасты, содержание сухих и пектиновых веществ, являются основными показателями качества самой пасты и технологического процесса по производству пектиносодержащей пасты.

Пониженное содержание пектиновых веществ в пасте снижает технологическую ценность пасты как пектинопродукта.

Молочная сыворотка, являясь продуктом переработки молочного производства, содержит значительное количество минеральных веществ и витаминов и используется в данном способе получения пектиносодержащей пасты в качестве экстрагента. Кроме того, переработка молочной сыворотки оказывает неоценимую помощь в поддержании благополучной экологической обстановки в районе ее производства.

Использование аскорбиновой кислоты, являющейся высокоэффективным антиокислителем, позволяет увеличить продолжительность хранения, предохранить пектиносодержащую пасту от потемнения и сохранить витамин С.

Введение пищевой соды необходимо для частичной нейтрализации кислоты и доведения до оптимальной величины рН среды, т.к. пектиносодержащая паста в основном используется в качестве студнеобразователя, а студень образуется при значении рН продукта ниже 3,2.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что содержание сухих веществ в полученной пектиносодержащей пасте составляет 20,8-22%, что практически в 2 раза выше содержания сухих веществ пасты в прототипе - 11,5 (табл.1). Это можно объяснить использованием в предложенном способе на стадии гидролиза-экстрагирования экстрактора, позволяющего провести более глубокий гидролиз протопектина. Благодаря использованию аскорбиновой кислоты в данном процессе получения пектиносодержащая паста имеет продолжительный срок хранения - 30 дней. Предложенный способ получения пектиносодержащей пасты предусматривает экологически безопасное производство, а также переработку вторичных сырьевых ресурсов, которые представлены отходами сокового и молочного производств (табл.2).

Предложенные режимы получения пектиносодержащей пасты: замачивание измельченных до 1 -2 мм сухих выжимок мелкоплодных яблок с влажностью 6-8% в молочной сыворотке при их соотношении по массе 1:5 соответственно в течение 2 часов при температуре 40°С, с последующим гидролизом-экстрагированием при температуре - 75-80°С, рН среды - 3,5-4, в присутствии аскорбиновой кислоты в количестве 1% от массы сухих выжимок и частоте вращения 5000 об/мин, с последующим протиранием полученной массы и введением в пасту пищевой соды в количестве 0,75-1,0% к массе готового продукта обеспечивают получение технического результата - увеличение содержания сухих веществ в пектиносодержащей пасте до 20,8-22,0%, повышение сроков ее хранения до 30 суток, содержание в пасте достаточного количества пектиновых веществ до 2,19-2,41%, что увеличивает технологическую ценность пасты как пектинопродукта, уменьшение загрязнения окружающей среды за счет более полного использования отходов сокового и молочного производства, расширение сырьевой базы для производства пектиносодержащей пасты.

Важнейшим показателем мелкоплодных яблок (ранеток), предназначенных для переработки, является содержание в них пектиновых веществ. Общее содержание пектиновых веществ колеблется в мелкоплодных яблоках от 0,48% (сорт Кузнецовское) до 2,49% - у Ранетки Пурпуровой. Повышенное накопление пектиновых веществ обусловлено климатическими особенностями Сибири. Поэтому в производстве пектиносодержащей пасты перспективно использование сухих выжимок темноокрашенных сортов мелкоплодных яблок. За счет наличия значительного количества антоцианов в исходном сырье полученная пектиносодержащая паста имеет интенсивный цвет (оттенки малинового и пурпурного), что позволит исключить красители при ее использовании в кондитерской промышленности.

Пектиносодержащая паста из сухих выжимок мелкоплодных яблок (ранеток) с влажностью 6-8% может быть использована в кондитерской промышленности в качестве натурального красного красителя в производстве мармелада, желейных конфет, фруктовой начинки, повидла и джемов.

Таблица 1
№ п/п	Содержание сухих веществ в выжимках, %	Температура гидролиза, °С	рН гидролизата	Соотношение выжимок и молочной сыворотки (по массе)	Время обработки, мин	Выход пасты, % на сухое вещество сырья	Содержание сухого вещества в пасте, %	Содержание ПВ в пасте, %
1 прототип	23,7	80	3,6	1,0:1,5 (свежие клюквенные)	75	82	11,5	2,547
2	94	80	3,5	1:4	45	64	23,0	1,78
3	94	70	3,5	1:5	45	67	17,5	1,90
4	94	75	3,5	1:5	45	80	20,8	2,27
5	94	80	3,5	1:5	45	83	21,6	2,39
6	94	85	3,5	1:5	45	82	21,4	2,02
7	94	70	4,0	1:5	60	69	18,1	1,95
8	94	75	4,0	1:5	60	81	21,1	2,19
9	94	80	4,0	1:5	60	84	22,0	2,41
10	94	85	4.0	1:5	75	83	21,8	1,95
11	94	80	4,0	1:6	60	88	16,9	1,84

Способ получения пектиносодержащей пасты, характеризующийся тем, что он включает предварительное замачивание измельченных до 1-2 мм сухих выжимок мелкоплодных яблок с влажностью 6-8% в молочной сыворотке при их соотношении 1:5 соответственно в течение 2 ч при температуре 40°С, затем смесь направляют на гидролиз-экстрагирование при температуре 75-80°С, рН среды 3,5-4,0 в присутствии аскорбиновой кислоты в количестве 1% от массы сухих выжимок и частоте вращения 5000 об/мин, протирают полученную массу и вводят пищевую соду в количестве 0,75-1,0% к массе готового продукта.