Способ получения водно-соковой смеси из растительного сырья

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при переработке растительного сырья для получения соков, сиропов, различных напитков. Способ предусматривает смешение растительного сырья с деионизированной водой при перемешивании, измельчение растительного сырья с одновременным извлечением из него полезных компонентов в воду и отделение водно-соковой смеси. Измельчение сырья осуществляют до размера 0,05-7 мм. Для измельчения сырья используют диспергатор роторного типа, а температуру получаемой смеси вода – растительное сырье поддерживают не менее 0°С. Изобретение позволяет упростить технологию получения водно-соковой смеси и повысить ее качество. 16 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области пищевой промышленности и может быть использовано при переработке растительного сырья для получения соков, сиропов и различных тонизирующих, жаждоутоляющих и витаминизированных напитков из любого растительного сырья, особенно из дикорастущих плодов и ягод, а также для получения лекарственных препаратов на основе веществ, содержащихся в нем.

Уровень техники.

Известен способ получения водно-соковой смеси из растительного, в частности из плодово-ягодного, сырья (патент RU 2130278, С1, 20.05.1999, А 23 L 2/04), в котором сок отделяется прессованием мезги. Затем жмых подвергают экстрагированию водой при температуре 50-65°С.

Получаемый при этом сок имеет низкое качество, так как в него переходят белки, пектины, протопектины и другие вещества из плодово-ягодного сырья. Причем получить этим способом сок из плодово-ягодного дикорастущего сырья сложно, особенно при переработке больших объемов сырья.

Наиболее близким по назначению и совокупности признаков является способ получения водно-соковой смеси из растительного сырья (патент RU 2073987, C1, 27.02.1997, А 23 L 2/00), включающий измельчение плодов, отделение сока фильтрацией от твердых частиц, кожуры и пленок, смешение их с горячей водой, имеющей температуру 98°С, в соотношении вода - плоды по массе 3:1, извлечение полезных компонентов и отделение водно-соковой смеси от твердой составляющей смеси (жома, кожуры, пленок и взвешенных частиц плода) и смешение ее с соком.

Использование высокой температуры воды для экстракции приводит к распаду большей части полезных компонентов водно-соковой смеси, что существенно снижает ее потребительские качества. Предварительное измельчение плодов и отжим сока из них до экстракции требует дополнительных затрат на предотвращение окисления продукции и распада полезных компонентов под действием кислорода воздуха. Наличие практически двух потоков сырья требует установки дополнительного оборудования для перемещения сырья по технологической цепочке, что существенно усложняет и соответственно повышает стоимость конечной продукции. Кроме этого данный способ может быть использован только для переработки плодов, в которых клеточный сок накапливается в вакуолях, а плодовая мякоть состоит из паренхимных клеток, что существенно ограничивает ассортимент перерабатываемого плодового сырья.

При извлечении соков из ягод и ягодных пюре их подвергают измельчению в устройствах различного типа с последующей обработкой при нагревании пектолитическими ферментами для повышения выхода сока и текучести измельченной массы, после чего при помощи прессов различных типов (пак-пресс, горизонтальный гидравлический пресс, конвейерный пресс, шнековый пресс) отделяют сок, который в дальнейшем осветляют, используя пластинчатые, роторные вакуумные, картриджные, мембранные (ультрафильтрация) фильтры.

Недостатками этого способа являются:

Изменение характеристик сока при использовании ферментов.

Высокая стоимость ферментов (до 20% от стоимости продукта).

Высокая стоимость эффективных прессов, обеспечивающих выход сока около 85%, и низкая эффективность дешевых прессов, у которых выход сока 60-70%, а также периодический процесс обработки на многих видах прессов.

Сущность изобретения.

Задачей изобретения является создание технологии получения водно-соковой смеси, имеющей высокие потребительские качества, из практически любого растительного сырья.

При осуществлении изобретения реализуются следующие технические результаты: упрощение технологии процесса получения водно-соковой смеси за счет использования воды одновременно в качестве экстрагирующего вещества и транспортирующего агента, а диспергатора, измельчающего сырье, в качестве насоса для перемещения смеси. Расширение номенклатуры извлекаемых полезных компонентов из растительного сырья. Повышение степени их извлечения, повышение степени сохранности извлеченных компонентов в процессе получения водно-соковой смеси, за счет ограничения доступа атмосферного воздуха к извлекаемым компонентам и применения деионизированной воды. Расширение ассортимента перерабатываемых плодов, ягод и растений и соответственно расширение ассортимента водно-соковых смесей, соков и лекарственных компонентов, получаемых из них.

Для достижения указанных технических результатов в способе получения водно-соковой смеси из растительного сырья, включающем измельчение растительного сырья, извлечение полезных компонентов из растительного сырья и отделение водно-соковой смеси, в отличие от способа по прототипу перед измельчением растительного сырья проводят его смешение с водой в соотношении вода - растительное сырье по массе в интервале от 1:10 до 10:1, при этом температуру получаемой смеси вода - растительное сырье поддерживают не менее 0°С, а извлечение полезных компонентов из растительного сырья осуществляют в воду одновременно с измельчением.

Смешение растительного сырья с водой осуществляют при перемешивании, при этом используют воду с температурой, при которой не происходит разрушения извлекаемых полезных компонентов.

Целесообразно, чтобы температура используемой воды была не более 95°С.

При измельчении растительного сырья поддерживают температуру смеси, при которой обеспечивается максимальное извлечение из нее полезных компонентов без их разрушения. При этом температуру смеси поддерживают в интервале от 0 до 75°С.

Дополнительно, перед смешением сырья с водой из плодов извлекают косточки, орехи и семена очищают от оболочки, а у овощей и трав удаляют несъедобную часть.

Преимущественно в качестве растительного сырья используют свежую ягоду, и/или ягодное пюре, и/или овощи, и/или овощное пюре, и/или плодовое пюре, и/или плодово-ягодное пюре, и/или кусочки плодов, и/или замороженную ягоду, и/или замороженные овощи, и/или замороженное ягодное пюре, и/или замороженное овощное пюре, и/или замороженное плодовое пюре, и/или замороженное плодово-ягодное пюре, и/или замороженные кусочки плодов, и/или орехи, и/или травы, и/или сухофрукты, и/ или их смесь.

Преимущественно в качестве ягод или ягодного пюре используют бруснику, и/или клюкву, и/или чернику, и/или голубику, и/или морошку, и/или малину, и/или ежевику, и/или клубнику, и/или землянику, и/или смородину черную, и/или смородину белую, и/или смородину красную, и/или крыжовник, и/или калина, и/или рябина, и/или иргу, и/или боярышник, и/или шиповник, и/или терн, и/или черемуху, и/или виноград белый, и/или виноград красный, и/или виноград черный, и/или бузину, и/или кизил, и/или облепиху, и/или рябину черноплодную, и/или шелковицу, и/или их смесь.

Преимущественно в качестве плодов и/или плодового пюре используют яблоки, и/или груши, и/или сливы, и/или персики, и/или вишню, и/или черешню, и/или абрикосы, и/или нектарины, и/или лимоны, и/или мандарины, и/или апельсины, и/или грейпфруты, и/или бананы, и/или ананасы, и/или инжир, и/или арбузы, и/или дыни, и/или гранаты, и/или ацеролу, и/или их смесь.

Преимущественно в качестве орехов (семян) используют фундук, и/или грецкий орех, и/или кедровый орех, и/или миндаль, и/или арахис, и/или кешью, и/или кокос, и/или кунжут, и/или кофе, и/или их смесь.

Преимущественно в качестве овощей и/или овощного пюре используют морковь, и/или картофель, и/или свеклу, и/или кабачки, и/или тыкву, и/или томаты, и/или фасоль зеленую, и/или лук, и/или чеснок, и/или аспарагус, и/или брокколи, и/или кукурузу, и/или редис, и/или редьку, и/или перец, и/или баклажаны, и/или патиссоны, и/или топинамбур, и/или горошек зеленый, и/или огурцы, и/или их смесь.

Целесообразно в качестве трав использовать мяту, и/или мелиссу, и/или петрушку, и/или сельдерей, и/или эстрагон, и/или шалфей, и/или укроп, и/или фенхель, и/или чай, и/или липовый цвет, и/или ромашку, и/или крапиву, и/или их смесь.

Дополнительно в качестве сухофруктов используют чернослив, и/или инжир, и/или курагу, и/или изюм, и/или финики, и/или их смесь.

Целесообразно для измельчения растительного сырья использовать диспергатор роторного типа, одновременно выполняющий функцию насоса для перемещения смеси.

Преимущественно растительное сырье измельчают до размера 0,05-7 мм. В каждом конкретном случае степень измельчения выбирают в зависимости от вида исходного продукта и вида извлекаемого компонента.

После измельчения смесь дополнительно нагревают не более чем до 75°С для повышения выхода полезных компонентов.

Целесообразно перед отделением водно-соковой смеси пропускать ее через сито или фильтр с размером отверстий от 1 до 6 мм.

Преимущественно отделение водно-соковой смеси проводят центрифугой или прессом, или на фильтре, или на фильтр-прессе или, последовательно пропуская водно-соковую смесь через, по крайней мере, два из любых указанных устройств.

Дополнительно после отделения водно-соковой смеси проводят ее осветление в центробежном сепараторе или с помощью фильтра до показателя мутности от 1 до 20000 NTU, величина которого определяется целью дальнейшего использования водно-соковой смеси.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

У основной части дикорастущих плодов и ягод вода находится в гидратационном состоянии, то есть заключена между молекулами белков и пектинов и, следовательно, не может отдельно вытечь при прессовании ягоды. Известно, что пектин в дикорастущих плодах находится, в основном, в растворенном виде в гидратационном геле, который способен связать при гидратации до 6,5 частей воды на одну часть геля.

В предлагаемом способе переработки измельчению подвергается свежее и замороженное сырье, размораживаемое при помощи воды, которая одновременно выступает как транспортирующий агент (снижение вязкости) и изолирующий агент (от воздействия атмосферного воздуха), что позволяет исключить обработку ферментами и сохранить первоначальный состав сока. Для отделения сока используются сравнительно недорогие горизонтальные осадительные и вертикальные центрифуги непрерывного действия с автоматической или ручной разгрузкой, для осветления - центробежные сепараторы непрерывного действия с автоматической или ручной разгрузкой. Выход сока по данному методу составляет 85-90%, содержание сухих веществ в водно-соковой смеси - от 0,5 до 10°Вх.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Замороженное растительное сырье с температурой - 25-0°С смешивают с водой, нагретой до температуры 30-90°С, в пропорции от 1:10 до 10:1 по массе и размораживают до температуры (+5) - (+70)°С. Незамороженное растительное сырье смешивают с деионизированной водой (температура 10-30°С) в пропорции от 1:10 до 10:1 по массе, при этом температура смеси должна быть не менее 0°С. Полученная смесь подается на измельчающее устройство, в частности на диспергатор роторного типа, и измельчается до размера частиц 0,05-7 мм, при этом происходит извлечение полезных компонентов из растительного сырья в воду. Далее смесь подается на центрифугу с частотой вращения 1000-5000 об/мин, где происходит отделение основной массы твердых частиц. Осадок выгружается из центрифуги в автоматическом или ручном режиме, а водно-соковая смесь поступает в сепаратор с частотой вращения 5000-9000 об/мин для осветления. Осадок из сепаратора выгружается в автоматическом или ручном режиме.

В случае наличия в водно-соковой смеси, прошедшей обработку в измельчающем устройстве, большого количества частиц размером до 7 мм, для их отделения смесь может быть перед обработкой на центрифуге пропущена через сито с размером ячейки 1-6 мм.

Пример 1. Свежая ягода клюквы в количестве 400 кг смешивается с 4000 кг воды с температурой 20-25°С, измельчается на протирочном сите до размера частиц 0,1 мм и подается на горизонтальную осадительную центрифугу при скорости вращения 3000 об/мин и далее в сепаратор при скорости вращения 6000 об/мин. В результате обработки получается около 4000 кг ягодного сока с содержанием сухих веществ 0,6-0,8°Вх.

Пример 2. Брусничное пюре с температурой -25°С в количестве 3000 кг смешивается с 1000 кг воды с температурой 90°С, размораживаются до температуры (+5) - (+7)°С, измельчается в роторном диспергаторе до размера частиц 0,1-5 мм и подается на горизонтальное сито вибрационное (частота вибрации 60 Гц) с размером ячеек 2 мм, где отделяются шкурки ягод размером 2-5 мм. Прошедшая через сито смесь поступает в горизонтальную осадительную центрифугу при скорости вращения 1500 об/мин и далее в сепаратор при скорости вращения 9000 об/мин. В результате обработки получается около 3000 кг ягодного сока с содержанием сухих веществ 6,0-8,0°Вх.

Пример 3. Замороженная ягода клювы в количестве 2000 кг и малиновое пюре в количестве 500 кг с температурой -15°С смешиваются с 2500 кг воды с температурой 60°С, размораживают до температуры (+10) - (+15)°С, измельчаются в роторном диспергаторе до размера частиц 0,05-1 мм и подаются в горизонтальную осадительную центрифугу при скорости вращения 2500 об/мин и далее в сепаратор при скорости вращения 6000 об/мин. В результате обработки получается около 4000 кг ягодного сока с содержанием сухих веществ 4,5-5,0°Вх.

Формула изобретения

1. Способ получения водно-соковой смеси из растительного сырья, включающий смешение растительного сырья с водой, измельчение растительного сырья с одновременным извлечением из него полезных компонентов в воду и отделение водно-соковой смеси, отличающийся тем, что смешение растительного сырья с водой осуществляют при перемешивании, при смешении используют деионизированную воду, сырье измельчают до размера 0,05-7 мм, причем для измельчения сырья используют диспергатор роторного типа, а температуру получаемой смеси вода - растительное сырье поддерживают не менее 0°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют деионизированную воду с температурой, при которой не происходит разрушения извлекаемых полезных компонентов.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что температура используемой воды не более 95°С.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что при измельчении растительного сырья поддерживают температуру смеси, при которой обеспечивается максимальное извлечение из нее полезных компонентов без их разрушения.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что температуру смеси поддерживают от 0 до 75°С.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что перед смешением из плодов извлекают косточки, орехи или семена очищают от оболочки, а у овощей и трав удаляют несъедобную часть.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют свежую ягоду, и/или ягодное пюре, и/или овощи, и/или овощное пюре, и/или плодовое пюре, и/или плодово-ягодное пюре, и/или кусочки плодов, и/или замороженную ягоду, и/или замороженные овощи, и/или замороженное ягодное пюре, и/или замороженное овощное пюре, и/или замороженное плодовое пюре, и/или замороженное плодово-ягодное пюре, и/или замороженные кусочки плодов, и/или орехи, и/или травы, и/или сухофрукты.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве ягод или ягодного пюре используют бруснику, и/или клюкву, и/или чернику, и/или голубику, и/или морошку, и/или малину, и/или ежевику, и/или клубнику, и/или землянику, и/или смородину черную, и/или смородину белую, и/или смородину красную, и/или крыжовник, и/или калину, и/или рябину, и/или иргу, и/или боярышник, и/или шиповник, и/или терн, и/или черемуху, и/или виноград белый, и/или виноград красный, и/или виноград черный, и/или бузину, и/или кизил, и/или облепиху, и/или рябину черноплодную, и/или шелковицу.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве плодов и/или плодового пюре используют яблоки, и/или груши, и/или сливы, и/или персики, и/или вишню, и/или черешню, и/или абрикосы, и/или нектарины, и/или лимоны, и/или мандарины, и/или апельсины, и/или грейпфруты, и/или бананы, и/или ананасы, и/или инжир, и/или арбузы, и/или дыни, и/или гранаты, и/или ацеролу.

10. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве орехов используют фундук, и/или грецкий орех, и/или кедровый орех, и/или миндаль, и/или арахис, и/или кешью, и/или кокос, и/или кунжут, и/или кофе.

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве овощей и/или овощного пюре используют морковь, и/или картофель, и/или свеклу, и/или кабачки, и/или тыкву, и/или томаты, и/или фасоль зеленую, и/или лук, и/или чеснок, и/или аспарагус, и/или брокколи, и/или кукурузу, и/или редис, и/или редьку, и/или перец, и/или баклажаны, и/или патиссоны, и/или топинамбур, и/или горошек зеленый, и/или огурцы.

12. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве трав используют мяту, и/или мелиссу, и/или петрушку, и/или сельдерей, и/или эстрагон, и/или шалфей, и/или укроп, и/или фенхель, и/или чай, и/или липовый цвет, и/или ромашку, и/или крапиву, и/или кипрей.

13. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве сухофруктов используют чернослив, и/или инжир, и/или курагу, и/или изюм, и/или финики.

14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что после измельчения смесь дополнительно нагревают не более чем до 75°С.

15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что перед отделением водно-соковой смеси ее пропускают через сито или фильтр с размером отверстий от 1 до 6 мм.

16. Способ по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что отделение водно-соковой смеси проводят центрифугой, или прессом, или фильтром, или фильтр-прессом.

17. Способ по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что дополнительно после отделения водно-соковой смеси проводят ее осветление в центробежном сепараторе или с помощью фильтрации до показателя мутности от 1 до 20000 NTU.

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Открытое акционерное общество "Вимм-Билль-Данн"

(73) Патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью "Вимм-Билль-Данн Брендс"

Договор № РД0048253 зарегистрирован 20.03.2009

Извещение опубликовано: 27.04.2009        БИ: 12/2009

---