Способ комплексной переработки тописолнечника
Изобретение относится к технологии комплексной переработки овощей. Способ предусматривает подготовку тописолнечника, его измельчение, кавитационное экстрагирование наноструктурированной водой при заданных параметрах процесса с последующим разделением фаз, тангенциальную микрофильтрацию экстракта с получением инулинсодержащего раствора, который может быть отделен в качестве целевого продукта, сконцентрирован и высушен с получением инулина или гидролизован и сконцентрирован с получением сиропа, повторное кавитационное экстрагирование шрота наноструктурированной водой при заданных параметрах процесса с последующим разделением фаз, тангенциальную микрофильтрацию, концентрирование и сушку второго экстракта с получением пектина и отжим и сушку полученного после повторного экстрагирования шрота с получением пищевых волокон. Это позволяет осуществить комплексную переработку тописолнечника при высокой эффективности разделения его компонентов и высокой чистоте целевых продуктов. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к технологии комплексной переработки овощей.
Из уровня техники известно использование тописолнечника в качестве кормовой культуры и указание, что корнеплоды тописолнечника могут быть использованы по аналогии с топинамбуром (Кшникаткина А.Н. Некоторые вопросы агротехники топинамбура и тописолнечника // Сборник трудов "Инновационные технологии и продукты: топинамбур и тописолнечник - проблемы возделывания и использования". Выпуск 1 - Новосибирск: АПФ "АРИС", 1998, с.23-34).
Однако сведения об использовании тописолнечника для комплексной промышленной переработки из уровня техники неизвестны.
Техническим результатом изобретения является обеспечение комплексной переработки тописолнечника с получением в качестве целевых продуктов пищевых волокон, пектина и инулинсодержащего раствора или инулина или сиропа.
Этот результат достигается тем, что способ комплексной переработки тописолнечника предусматривает его подготовку, измельчение, экстрагирование наноструктурированной водой при соотношении фаз 1:(3-8) в роторно-кавитационном экстракторе при индексе кавитации 0,05-0,1 и температуре 75-80°С в течение 10-15 минут, разделение фаз и очистку экстракта тангенциальной микрофильтрацией на мембранах с размером пор 0,14-0,2 мкм с получением инулинсодержащего раствора, повторное экстрагирование шрота наноструктурированной водой при соотношении фаз 1:(3-5) в роторно-кавитационном экстракторе при индексе кавитации 2,1-2,5 в течение 1,5-5 минут и разделение фаз, очистку полученного после повторного экстрагирования экстракта тангенциальной микрофильтрацией на мембранах с размером пор около 1,4 мкм, его концентрирование на вакуум-выпарной пленочной установке и сушку на ультразвуковой распылительной установке с получением пектина, отжим полученного после повторного экстрагирования шрота и его сушку с получением пищевых волокон.
Предпочтительными вариантами воплощения настоящего изобретения предусмотрено концентрирование инулинсодержащего раствора на вакуум-выпарной пленочной установке и его сушка на ультразвуковой распылительной установке с получением инулина или его гидролиз лимонной кислотой при ее концентрации 3-5%, температуре 105-120°С и давлении 0,41-0,45 МПа и концентрирование на ультразвуковой распылительной установке при температуре 65-70°С с получением сиропа.
Способ реализуется следующим образом.
Тописолнечник подготавливают по традиционной технологии и измельчают. Воду подвергают наноструктурированию по известной технологии (http://www.niigermes.ru/Nano Technology.html).
Измельченный тописолнечник смешивают с наноструктурированной водой в соотношении 1:(3-8) и экстрагируют в роторно-кавитационном экстракторе при индексе кавитации 0,05-0,1 и температуре 75-80°С в течение 10-15 минут. После завершения экстрагирования фазы разделяют по любой известной технологии.
Отделенный экстракт подвергают тангенциальной микрофильтрации на мембранах с размером пор 0,14-0,2 мкм с получением инулинсодержащего раствора, который может быть отобран в качестве целевого продукта или подвергнут дальнейшей обработке в соответствии с предпочтительными вариантами воплощения настоящего изобретения.
По первому из них инулинсодержащий раствор концентрируют на вакуум-выпарной пленочной установке и сушат на ультразвуковой распылительной установке с получением инулина.
Параметры концентрирования зависят от конструкции ультразвуковой распылительной установки, а именно от конструктивного выполнения узла ультразвукового распыления, который может быть выполнен в виде ультразвуковой форсунки или механического распылителя с различными средствами подачи распыляемой среды. Поэтому концентрирование осуществляют до достижения содержания сухих веществ, при котором вязкость концентрата не препятствует его распылению в используемой для сушки установке.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом воплощения настоящего изобретения инулинсодержащий раствор гидролизуют лимонной кислотой при концентрации последней 3-5%, температуре 105-120°С и давлении 0,41-0,45 МПа и концентрируют на вакуум-выпарной пленочной установке при температуре 65-70°С с получением глюкозно-фруктозного сиропа. Концентрирование осуществляют при указанной температуре, поскольку при температуре выше 70°С в кислой среде происходит лавинообразное окисление фруктозы до оксиметилфурфурола, и до достижения содержания сухих веществ не более 72% в зависимости от его назначения.
Оставшийся шрот смешивают с наноструктурированной водой в соотношении 1:(3-5) и экстрагируют в роторно-кавитационном экстракторе при индексе кавитации 2,1-2,5 в течение 1,5-5 минут и разделяют фазы по любой известной технологии.
Полученный после повторного экстрагирования экстракт подвергают тангенциальной микрофильтрации на мембранах с размером пор около 1,4 мкм, концентрируют на вакуум-выпарной пленочной установке и сушат на ультразвуковой распылительной установке с получением пектина.
Параметры концентрирования выбирают в зависимости от конструкции узла ультразвукового распыления сушильной установки, как это описано выше.
Полученный после повторного экстрагирования шрот отжимают и сушат по любой известной технологии с получением пищевых волокон.
За счет использования наноструктурированной воды и подбора индексов кавитации на соответствующих стадиях экстрагирования достигается его высокая селективность. Выход инулина составляет 95-98% от теоретически возможного. При этом содержание инулина в инулинсодержащем растворе или порошке составляет не менее 90% от массы сухих веществ и имеет степень полимеризации 10-12. Это обеспечивает возможность использования инулинсодержащего раствора или порошка как в пищевых, так и в медицинских целях.
Полученный пектин содержит не менее 65% галактуроновой кислоты, а получаемое из него желе имеет прочность около 200° SAG, что соответствует показателям коммерчески доступных образцов цитрусового пектина.
Полученные по описанной технологии пищевые волокна имеют влагоудерживающую способность 23,4 г/г, катионообменную способность 2,4
мг-экв/г и сорбцию холевой кислоты 34%, что соответствует показателям лучших коммерчески доступных образцов зерновых пищевых волокон.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществлять комплексную переработку тописолнечника с получением в качестве целевых продуктов пищевых волокон, пектина и инулинсодержащего раствора или инулина или сиропа при высокой степени чистоты перечисленных продуктов.
1. Способ комплексной переработки тописолнечника, предусматривающий его подготовку, измельчение, экстрагирование наноструктурированной водой при соотношении фаз 1:(3-8) в роторно-кавитационном экстракторе при индексе кавитации 0,05-0,1 и температуре 75-80°С в течение 10-15 мин, разделение фаз и очистку экстракта тангенциальной микрофильтрацией на мембранах с размером пор 0,14-0,2 мкм с получением инулинсодержащего раствора, повторное экстрагирование шрота наноструктурированной водой при соотношении фаз 1:(3-5) в роторно-кавитационном экстракторе при индексе кавитации 2,1-2,5 в течение 1,5-5 мин и разделение фаз, очистку полученного после повторного экстрагирования экстракта тангенциальной микрофильтрацией на мембранах с размером пор около 1,4 мкм, его концентрирование на вакуум-выпарной пленочной установке и сушат на ультразвуковой распылительной установке с получением пектина, отжим полученного после повторного экстрагирования шрота и его сушку с получением пищевых волокон.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что инулинсодержащий раствор концентрируют на вакуум-выпарной пленочной установке и сушат на ультразвуковой распылительной установке с получением инулина.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что инулинсодержащий раствор гидролизуют лимонной кислотой при концентрации последней 3-5%, температуре 105-120°С и давлении 0,41-0,45 МПа и концентрируют на вакуум-выпарной пленочной установке при температуре 65-70°С с получением сиропа.
