Способ получения пектина из растительного сырья

 

(5пл А 23 1 1/0524

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5020126/13 (22) 22,11.91 (46) 07.09.93. Бюл. М 33 — 36 (75) Саломов Х,Т„Юсупов А.M., Арифходжаев Х.А., Прназарова У., Турбаев Б.Д. (73) Мамаджанов А.Т. (56) Авторское свидетельство СССР

М 921500, кл, А 23 1 1/05, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКТИНА И3

РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к пищевой промышленности, и может быть использовано для снижения расхода пектина, расширения ассортимента и увеличения объема пектиносодержащих пищевых продуктов, Способ производства пектина иэ отходов капусты белокачанной обеспечивает получение целевого продукта с меньшим содержанием

Изобретение относится к технологии извлечения пектина из растительного сырья, преимущественно отходов уборки и промышленной переработки капусты белокочанной. Полученный пектин может быть использован в пищевой промышленности в качестве студнеобразователя.

Известен способ получения пектина из морских трав семейства Zostera marina L, Zostera paclflca Wats и т.д„включающий измельчение сырыг, кислотный гидролиз, отделение гидролизата, экстрагирование пектина, его спиртовое осаждение с последующим фильтрованием, промыванием и суш кой.

Однако трудоемкость добычи морской травы ограничивает ее промышленное осво„„RU„„ 2000063 С золы, минеральных кислот и повышенной желирующей способностью. Способ осуществляют следующим образом. Отходы капусты моют и прессуют с выделением жидкой фазы и жома. Жом сушат теплым воздухом до кондиционной влажности 7,5 — 8,3 % и подвергают влаготепловой обработке острым водяным паром давлением 0,25—

0,3 МПа в течение 15 — 20 мин с одновременным впрыскиванием воды с температурой

70 — 75 С при соотношении расхода масс жом — вода - пар 1: 3,75 — 4.0: 0,25 — 0,30 до получения кашеобразной массы, а экстрагирование проводят смесью равных объемов растворов 0,1 -ной щавелевой и 0,2%-ной соляной кислот с доведением общего гидромодуля 1: 7 — 8 при температуре 105 — 110 С в течение 30 — 35 мин, 1 ил., 1 табл. ение для многотоннажного пектинового производства.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ получения пектина из растительного сырья, преимуще- С ственно отходов уборки и промышленной С переработки капусты белокочанной, вклю- С чающем сушку сырья, измельчение его до размера частиц 3 — 4 мм, промывку водой, кислотный гидролиз, отделение гидролизата, экстрагирование пектина, его спиртовое осаждение с последующим фильтрованием, промыванием и сушкой при температуре 42 — 48"С.

Основным недостатком известного способа является большие удельные энергетические затраты на проведение процесса

2ОО0063 сушки капусты, составляющие 1,8 кг водяного napa P = 3 атм на один кг испаренной влаги, или 3906 кДж/кг испаренной влаги.

Учитывая необходимость проведения бланширования паром при 90 С для инактивэции ферментной системы (отрицательная реакция с гваяколом) удельные энергетические расходы превысят 4500 кДж/кг. высушиваемой капусты, Для обеспечения потребности среднего пектинового завода мощность 50 т пектинэ в год необходимо всушить около

7000 т отходов капусты влажностью 93,6 .

В период массовой уборки капусты с учетом продолжительности сушки ее отходов

2,5 — 3,0 ч необходимо 28,8 10 кДж тепла и значительное количество сушильных установок.

Кроме этого при гидролиз-экстрагировании сухих отходов капусты в экстративные вещества переходят многие водорастворимые соединения: белки, крахмал, красящие пигменты и др., которые усугубляют процесс очистки пектина, и качество его ухудшается — повышается зол ьность и падает желирующая способность.

Поэтому целесообразно вначале удалить механическим способом большую часть влаги (сока), вместе с которой удаляются и часть вышеупомянутых сопутствующих веществ, Предлагаемый способ получения пектина из отходов капусты белокочанной, включающий сушку сырья, измельчение, промывку водой, кислотный гидролиз, отделение гидролизата. экстрагирование пектина, его спиртовой осаждение с последующим фильтрованием, очистку и сушку, отличается тем, что сырье моют, прессуют в механическом прессе с выделением.жидкой фазы и жома. последний разрыхляют и сушат в потоке теплового воздуха до кондиционной влажности 7,5 — 8,3

Затем его измельчают и перед гидролизэкстрагировэнием подвергают влаго-тепловой обработке острым водяным паром давлением 0,25 — 0,30 МПа в течение 15—

20 мин с одновременным впрыскиванием воды с температурой 70 — 75 С при соотношении расхода масс жом — вода — пар 1: 3,754,0: 0,25 — 0,30 до получения кашеобразной массы, а экстрагировэние проводят дважды смесью равных обьемов растворов 0,1 ной щавелевой и 0,2 -ной соляной кислот с доведением нэ каждом этапе общего гидромодуля к сухому сырью 1; 7,0—

8,0 при температуре 105 - 110 С в течение

30 — 35 мин.

Способ получения пектинэ осуществляется следующим образом. Остатки листьев капусты белокочанной после уборки r, поля, 5

55 некондиционные кочаны, а также отходы промышленной переработки с консервных заводов и овощных баз моют, прессуют с выделением жидкой фазы (сока) и жома. Последний разрыхляют и сушат известными способами до кондиционной влажности

7,5 — 8,3%. Затем сухое сырье измельчают и подвергают влаго-тепловой обработке острым водяным паром давлением 0,25—

0.30 МПа в течение 15 — 20 мин с одновременным впрыскиванием воды с температурой 70 — 75 С при соотношении расхода масс жом — вода — пар 1: 3,75 — 4Я: 0,25—

0,30 до получения кашеобразной массы, которую гидролиз — экстрагируют дважды смесью равных объемов растворов 0,17ьной щавелевой и 0,2 -ной соляной кислот с доведением на каждом этапе общего гидромодуля к сухому сырью 1: 7,0 — 8,0 при температуре 105 — 110 С в течение 30—

35 мин. По истечении времени процесса экстракт отделяют механической фильтрацией, сепарируют, вакуум — концентрируют до содержания пектиновых веществ 2,5 — 3,0

% и охлаждают до.30 — 40 С. Пектиновые вещества из жидкой фазы выделяют их осаждением алифатическими спиртами, например этиловым. Полученный пектиновый коагулянт отпрессовывают, промывают этиловым спиртом и направляют на сушку.

Основу структуры капустного жома, как и всякого растительного сырья, составляют капиллярно-пористые системы, инкрустированные молекулами протопектина, Основным препятствием для гидролизэ— экстрагирования этого вещества являются протоплазмы и полупроницаемые мембраны. Поэтому пока протоплазма не разрушена с помощью теплового воздействия перенос вещества внутри ткани происходит с малой скоростью.

При влаготепловой обработке сухого растительного сырья в условиях, исключающих или сводящих к минимуму тепловую деполимеризацию пектиновой молекулы, происходят физические изменения его клетки. Тэк действие пара на свекловичный жом слагается из действия его как носителя влаги и как носителя тепла. При соприкосновении пара с частицами сырья в первые моменты происходит его охлаждение, часть пара при этом поглощается ими и конденсируется внутри капиллярных пор, интенсивно разрушая мембраны и протоплазмы клеток. При полном насыщении пор клеток конденсатом пар продолжает нагревать ее.

Повышение температуры вызывает усиление теплового движения молекул воды— гидролизующего агента, ослабляет межмолекулярные силы сцепления, снижает вяз2000063 кость и поверхность натяжения содержащихся в сырье экстрактивных веществ. Все зто положительно сказывается на проведении основного процесса гидролиз — экстраги рован ия в кислотной среде, где завершается полное разрушение капиллярно-пористой системы структуры сырья, На чертеже изображена принципиальная технологическая схема получения пектина по предлагаемому способу.

Сущность способа иллюстрируется примерами.

Пример 1. Отходы уборки белокочанной капусты (наружные прикорневые листья, некондиционные кочаны и мелочь) промывают водой в машине 1 для удаления пыли, грязи и балластных веществ и пропускают через винтовой пресс 2 с получением жидкой фазы и жома. Полученный жом раэрыхляют на дисмембраторе 3 и сушат в сушилке 4 до влажности 8%. Затем сухой капустный жом вновь измельчают в дисмембраторе 3 и подвергают влаготепловой обработке в шнековом испарителе 5, одновременно подавая воду с температурой

750С и острый пар давлением 0,3 МПа. Обработку проводят в течение 20 мин, регулируя при этом расход массс жом — вода — пар

1: 4; 0,25 до получения кашеобразной массы, которую направляют в реактор 6, Туда заливают из мерников 7 и 8 равные объемы

0,1 -ной щавелевой и 0,2 -ной соляной кислот, доводя общий гидромодуль (соотношение сухого сырья к зкстрагенту) 1:8 и проводят экстрагирование при температуре

108 С в течение 30 мин. Затем на центрифуге 9 отделяют первый гидролизат, очищают на сепараторе 10 от взвесей и направляют в сборник 11. Остаток возвращают в реактор 6 и вновь экстрагируют при тех же условиях. Полученные первый и второй гидролизаты концентрируют в аппарате 12 до содержания пектиновых веществ 2,5—

3,5, охлаждают до 30 С и направляют в коагулятор 13 для проведения спиртового осаждения, для чего из мерников 14 и 15 подают 96 -ный подкисленный этиловый спирт. Пектиновый коагулянт отпрессовывают на. прессе 16 и вновь возвращают в коагулятор, в котором дважды промывают

80-",ь-ным этиловым спиртом из мерника

15, Отпрессованный пектин-сырец разрыхляют на ротационном аппарате 17 и сушат в сушилке 18 до кондиционной влажности.

Выход пектина при таких параметрах

10,7 . Студнеобразующая способность

595 мм рт.ст. (по методу Сосновского), Хорошо растворяется в воде с образованием вязкого раствора.

Примеры 2, 3, 4, 5 проводят идентично первому, но при режимно-технологических параметрах, указанных в таблице. Выход пектина и желирущая способность соответственно: 10,9; 10,5; 9,6; 9.4 $ и 590, 595, 575, 580 мм рт.ст.

Таким образом, предвари льная влаготепловая обработка капустного жома при соотношении масс жом — вода — пар 1: 3,75—

4,0: 0,25 — 0,30 и последующий за ней процесс гидролиз — экстрагирование при температуре 105 — 110 С с доведением общего гидромодуля 1: 7-8 обеспечивает больший выход пектина с высокими качественными показателями при его низкой себестоимости вследствие значительного сокращения расхода энергии и затрат на содержание большого количества сушильных установок.

Высокая студнеобразующая способчость позволяет снизить расход пектина 1 т изделий и тем самым расширить ассортимент и увеличить объем выпуска пектиносодержащих пищевых продуктов.

Предлагаемый способ производства пектина из отходов капусты обеспечивает по сравнению с известным способом пол учение продукта с меньшим содержанием остатков минеральных кислот, золы и сопутt ствующих веществ.

Технологические отходы пектинового производства могут использоваться для кормовых целей, а капустный сок после прессования для получения других биологически активных веществ.

Формула изобретения

Способ полученияг пектина из растительного сырья, преимущественно отходов уборки и промышленной переработки капусты белокочанной, включающий сушку сырья, измельчение, промывку водой, кислотный гидролиз, отделение гидролизата, экстрагирование пектина, его спиртовое осаждение с последующим фильтрованием, очистку и сушку, отличающийся тем, что после промывки водой сырье прессуют с выделением жидкой фазы и жома, последний разрихляют и сушат в потоке теплого воздуха до влажности 7,5 — 8,37. перед гидролизом жом подвергают влаготепловой обработке острым водяным паром давлением

О,?5 — 0,3 МПа в течение 15 — 20 мин с одновременным впрыскиванием воды с температурой 70 — 75 С при соотношении масс жома, воды, пара 1: (3,75 — 4,0): (0,25—

0,3) до получения кашеобразной массы, а экстрагирование проводят смесью равных объемов 0,17ь-ного раствора щавелевой и

0,2%-ного раствора соляной кисло1 с доведением общего гидромодуля 1: (7 - 8) при

105 — 110 С в течение 30 — 35 мин

2000063

Продолжение таблицы

/ рел

birr