Способ производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к переработке свекловичного жома для получения сухого пектинового концентрата. Способ предусматривает гидролиз свекловичного жома раствором перекиси водорода, экстракцию пектиновых веществ из гидролизованных волокон жома водой в экстракторе, отделение экстракта от проэкстрагированной массы волокон, сгущение экстракта вакуум-выпариванием до получения концентрата и его высушивание до порошкообразного состояния. Для гидролиза жома используют раствор с концентрацией перекиси водорода 3,5-4,0% и процесс проводят в течение 40-45 минут. При этом гидролизованную массу, содержащую волокна жома и раствор с остаточным содержанием перекиси водорода, без разделения подают в экстрактор. В результате увеличивается содержание пектиновых веществ в готовом продукте, повышается выход на 5-7%, снижается его цветность на 20-30% и увеличивается срок хранения. Значительно упрощается технологический процесс получения концентрата, что приводит к снижению энергозатрат на его производство. 1 ил.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к переработке побочного продукта свеклосахарного производства - жома, с целью получения продукта пищевого назначения - сухого пектинового концентрата.

Известен способ производства пектинового концентрата (RU №2000713 С1, 15.10.93), предусматривающий измельчение корнеплодов сахарной свеклы, обработку острым паром при температуре 103-105°С в течение 7-8 минут, отделение сока от жома, его гидролиз и экстракцию пектиновых веществ из волокон жома пищевой органической кислотой, например лимонной или молочной, при рН 2,0-3,0 и температуре 38-42°С в течение 12-15 минут, отделение полученного экстракта, смешивание сока и экстракта, сгущение смеси путем вакуум-выпаривания при температуре 50-60°С до достижения содержания сухих веществ в полученном концентрате 58-60% и добавление в него пищевой органической кислоты до рН 3,0-4,0.

Недостатком этого способа является низкое содержание пектиновых веществ в готовом концентрате. Кроме того, распад сахарозы в результате кислотного гидролиза приводит к образованию большого количества красящих веществ, которые повышают цветность получаемого концентрата и ухудшают его чистоту. Практически все водорастворимые вещества сахарной свеклы переходят в готовый продукт, в том числе вредные для человека соли тяжелых металлов, пестициды, нитраты и др., и придают концентрату специфический свекловичный запах, привкус и темный цвет. Использование дорогостоящих пищевых органических кислот (лимонной, молочной) в значительной степени повышает себестоимость концентрата.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ производства пектинового концентрата из свекловичного жома (RU №2202621 С1, 20.04.2003), предусматривающий обработку жома острым паром с температурой 125-130°С в течение 15-20 минут, гидролиз последнего 2,0-2,5%-ным раствором перекиси водорода в течение 15-20 минут с последующим отделением раствора от гидролизованного жома, экстракцию пектиновых веществ водой с рН 5,5-6,0 при температуре 70-75°С, отделение экстракта, его сгущение вакуум-выпариванием до получения концентрата, а также возможное высушивание до порошкообразного состояния.

Недостатком этого способа является потемнение волокон свекловичного жома после обработки паром, что в дальнейшем приводит к повышенному расходу осветлителя - перекиси водорода. Кроме того, в процессе термообработки из жома механически вымывается и теряется часть содержащихся в нем пектиновых веществ. Наличие термообработки жома, мягкий режим гидролиза протопектина растительной ткани (малая концентрация перекиси водорода и недостаточная длительность процесса), а также промежуточное прессование перед экстракцией приводят к потере части пектиновых веществ и ухудшают товарный вид готового продукта.

Технический результат изобретения заключается в увеличении содержания пектиновых веществ в готовом продукте, повышении выхода, снижении его цветности и увеличении срока хранения.

Для достижения этого технического результата в предложенном способе производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома, предусматривающем гидролиз последнего раствором перекиси водорода, экстракцию пектиновых веществ из гидролизованных волокон жома водой в экстракторе, отделение экстракта от проэкстрагированной массы волокон, сгущение экстракта вакуум-выпариванием до получения концентрата и его высушивание до порошкообразного состояния. Для гидролиза жома используют раствор с концентрацией перекиси водорода 3,5-4,0% и процесс проводят в течение 40-45 минут, при этом гидролизованную массу, содержащую волокна жома и раствор с остаточным содержанием перекиси водорода, без разделения подают в экстрактор.

Способ поясняется технологической схемой, изображенной на чертеже.

Способ производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома заключается в следующем.

В качестве сырья используют сырой прессованный жом. Возможно также использование сухого жома, который предварительно промывают и замачивают для набухания и удаления посторонних примесей, образовавшихся в процессе сушки.

Гидролиз водонерастворимого протопектина до растворимых пектиновых веществ из растительной массы жома проводят 3,5-4,0%-ным раствором перекиси водорода. Процесс гидролиза осуществляют при рН среды 4,1-4,2, температуре 50-55°С в течение 40-45 минут в непрерывнодействующем шнековом аппарате.

При указанных параметрах процесса гидролиза в растительной ткани полностью разлагаются и выделяются из нее вещества, которые обусловливают специфический свекловичный запах и привкус готового продукта, происходит обесцвечивание, глубокая стерилизация и дезодорация растительных волокон, увеличивается на 5-7% степень гидролиза протопектина (переход нерастворимого протопектина в водорастворимый пектин) и соответственно выход водорастворимых пектиновых веществ.

После окончания процесса гидролиза всю полученную гидролизованную массу, содержащую волокна жома и раствор с остаточным содержанием 0,6-0,8% Н₂О₂, без разделения подают в экстрактор. Процесс экстракции водорастворимых веществ, в том числе пектиновых, проводят в экстракторе при перемешивании с использованием деминерализованной воды с рН 5,5-6,0 (гидромодуль 1:5), при температуре процесса 70-75°С в течение 65-70 минут.

Отпрессованную твердую фазу (осветленную растительную массу) направляют на производство пищевой добавки - осветленных свекловичных волокон.

Отделенный от твердой фазы прессованием экстракт сгущают в вакуум-аппарате при температуре 60-65% до получения концентрата с содержанием сухих веществ (СВ) 8-10%.

Далее концентрат высушивают при температуре 60-62°С в фонтанирующей сушилке до получения сухого порошкообразного пектинового концентрата с содержанием сухих веществ (СВ) 90-98%.

Сухой пектиновый концентрат представляет собой порошкообразный продукт светло-бежевого цвета без специфического свекловичного запаха и привкуса, который содержит:

- 14-15% водорастворимого свекловичного пектина со степенью этерификации не более 34%;

- 2,5-3,0% водорастворимой целлюлозы и гемицеллюлозы;

- 6,5-7,0% восстанавливающих сахаров;

- до 70% спирторастворимых веществ (арабан, галактан, бетаин, сапонин и др.).

Предлагаемый способ производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома по сравнению с известным способом обеспечивает: повышение выхода конечного продукта на 5-7%; содержание в нем водорастворимых пектиновых веществ - 14% по сравнению с 5,2% в сгущенном жидком концентрате; его высокую комплексообразующую способность - 10,9 мг Pb⁺²/1 г и соответственно 7,0 мг Pb⁺²/1 г в прототипе; снижение цветности на 20-30% в пересчете на 100 частей сухих веществ. Значительно упрощается технологический процесс получения концентрата, что приводит к снижению энергозатрат на его производство.

Сухой пектиновый концентрат по сравнению со сгущенным жидким более транспортабелен, не требует дорогостоящего консерванта при хранении, имеет практически в 2 раза больший срок годности.

Предлагаемый концентрат может быть использован в качестве профилактической биологически активной добавки в продуктах питания населения на всей территории РФ, но особое значение он приобретает в зонах экологического загрязнения радиоактивными и тяжелыми металлами. Возможно использование концентрата в пищевой промышленности в качестве добавки при изготовлении широкого ассортимента продукции, в том числе лечебно-профилактического назначения.

Сухой пектиновый концентрат может выпускаться в виде порошка, гранул или таблеток.

Пример.

100 кг свежего прессованного жома подвергают гидролизу 3,5%-ным водным раствором перекиси водорода в течение 40 минут при температуре 50°С в шнековом непрерывнодействующем аппарате.

По окончании процесса гидролиза протопектина осветленные свекловичные волокна с образовавшимся комплексом водорастворимых веществ и остатком непрореагировавшей перекиси водорода (концентрация 0,7%) направляют в экстрактор, в котором процесс экстрагирования водорастворимых веществ осуществляют с использованием деминерализованной воды с рН 5,5 (гидромодуль 1:5) при температуре процесса 75°С в течение 65 минут.

После экстракции растительную массу прессуют в шнековом прессе до содержания сухих веществ в жидкой фазе (экстракте) 16%. Отпрессованную осветленную массу используют для производства пищевой добавки - пищевых свекловичных волокон.

Полученный экстракт направляют в вакуум-аппарат для предварительного сгущения до содержания сухих веществ 10% и далее в фонтанирующую сушилку, где происходит процесс сушки при температуре 60°С до получения порошкообразного пектинового концентрата.

Сухой пектиновый концентрат имеет следующие физико-химические показатели: содержание сухих веществ 98%, в том числе водорастворимого пектина - 14%; восстанавливающих моносахаров - 7%; растворимых форм целлюлозы и гемицеллюлозы - 3,5%; зольность - 3,2%; рН водной вытяжки - 4,2; комплексообразующая способность - 10,9 мг Pb²⁺ на 1 г; содержание балластных веществ (спирторастворимая фракция) - 69%. Концентрат имеет светло-бежевый цвет, без специфического свекловичного запаха и привкуса.

Пектиновые вещества концентрата содержат: свободных карбоксильных групп - 7,2%; этерифицированных карбоксильных групп - 3,7%; общее содержание карбоксильных групп - 10,9%; степень этерификации - 34%.

Способ производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома, предусматривающий гидролиз последнего раствором перекиси водорода, экстракцию пектиновых веществ из гидролизованных волокон жома водой в экстракторе, отделение экстракта от проэкстрагированной массы волокон, сгущение экстракта вакуум-выпариванием до получения концентрата и его высушивание до порошкообразного состояния, отличающийся тем, что для гидролиза жома используют раствор с концентрацией перекиси водорода 3,5-4,0% и процесс проводят в течение 40-45 мин, при этом гидролизованную массу, содержащую волокна жома и раствор с остаточным содержанием перекиси водорода, без разделения подают в экстрактор.