Способ производства плодово-фруктового пюре
Владельцы патента RU 2426450:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (ГОУВПО "ВГТА") (RU)
Изобретение относится к технологии переработки плодового и фруктового сырья. Абрикосы, вишню и малину моют, инспектируют, очищают, измельчают и смешивают в пропорции 50,28:36,72:13,01. Затем в полученное плодово-фруктовое пюре вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 70% к первоначальной массе плодово-фруктовой смеси и 6%-ный водный раствор пищевого пектина в количестве 1,2% к первоначальной массе плодово-ягодной смеси. Далее полученную плодово-фруктовую смесь нагревают до температуры 92°С и концентрируют путем двухстадийного выпаривания. На первой стадии испарением водяных паров из мелкодиспергированных капель пюре при давлении 3÷4 кПа, а на второй выпариванием пленки плодово-фруктового пюре при температуре 30÷40°С и давлении 3÷4 кПа. При этом за счет испарения образующихся паров содержание сухих веществ в плодово-фруктовом пюре доводят до 28%. Затем приготовленное плодово-фруктовое пюре расфасовывают в тару, укупоривают и стерилизуют. Изобретение обеспечивает повышение качества готовой продукции, получение плодово-фруктового пюре заданного, сбалансированного состава и пищевой ценности, адаптированного для различных возрастных групп населения, с учетом рекомендуемой нормы суточного потребления и безопасного уровня потребления в сутки. 1 табл.
Изобретение относится к технологии переработки плодового и фруктового сырья и может быть использовано при производстве плодово-фруктовых пюре.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства плодово-ягодного пюре, включающий мойку плодов, их инспекцию, измельчение, уваривание и стерилизацию. Согласно способу предварительно мытые, очищенные малину, клубнику, черную смородину, сливы, абрикосы и бруснику смешивают в пропорции 25:20:15:10:15:15 и обрабатывают в экструдере, полученную плодово-ягодную смесь подсушивают до влажности 75% путем сброса давления и испарения образующихся паров, далее в полученное плодово-ягодное пюре вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 80%, 5%-ный водный раствор пищевого пектина в количестве 1,5% и 5%-ный водный раствор лимонной кислоты в количестве 0,1% к первоначальной массе плодово-ягодной смеси и варят полученную смесь под давлением 4200 Па до получения плодово-ягодного пюре с конечной влажностью 34% [Пат. 2337557 РФ, МПК А23В 7/00, A23L 1/212, A23L 3/00. Способ производства плодово-ягодного пюре [Текст] / Магомедов Г.О., Остриков А.Н., Вертяков Ф.Н.; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос.технол. акад. - №2007129692/13; заявл. 03.08.2007; опубл. 10.11.2008; бюл. №31 - 6 с.].
Недостатками известного способа являются:
- невысокое качество готовой продукции из-за недостаточной сбалансированности содержания основных пищевых компонентов (углеводов, витаминов, антиоксидантов и др.) в исходной плодово-ягодной смеси;
- отсутствие возможности создания сбалансированных по пищевой ценности пюреобразных продуктов.
Технической задачей изобретения является повышение качества готовой продукции, получение плодово-фруктового пюре заданного, сбалансированного состава и пищевой ценности, адаптированного для различных возрастных групп населения, с учетом рекомендуемой нормы суточного потребления и безопасного уровня потребления в сутки.
Поставленная задача достигается тем, что в способе производства плодово-фруктового пюре, характеризующемся тем, что абрикосы, вишню и малину моют, инспектируют, очищают, измельчают и смешивают в пропорции 50,28:36,72:13,01, затем в полученное плодово-фруктовое пюре вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 70% к первоначальной массе плодово-фруктовой смеси, 6%-ный водный раствор пищевого пектина в количестве 1,2% к первоначальной массе плодово-ягодной смеси, далее полученную плодово-фруктовую смесь нагревают до температуры 92°С и концентрируют путем двухстадийного выпаривания: на первой стадии испарением водяных паров из мелкодиспергированных капель пюре при давлении 3…4 кПа, а на второй выпариванием пленки плодово-фруктового пюре при температуре 30…40°С и давлении 3…4 кПа, при этом за счет испарения образующихся паров содержание сухих веществ в плодово-фруктовом пюре доводят до 28%, затем приготовленное плодово-фруктовое пюре расфасовывают в тару, укупоривают и стерилизуют.
Для оптимизации состава плодово-фруктовой смеси используется программный комплекс ВНИИКП-5, при этом выдерживаются следующие соотношение:
- На всасывание кальция организмом отрицательно сказывается избыток магния; рекомендованное соотношение этих элементов составляет 1:0,5. В данной смеси соотношение кальция и магния составляет 1:0,20.
- Если количество фосфора превышает уровень кальция в пище более чем в 2 раза, то образуются растворимые соли, которые извлекаются кровью из костной ткани. Кальций поступает в стенки кровеносных сосудов, что обуславливает их ломкость, а также в ткани почек, что может способствовать развитию почечно-каменной болезни. Рекомендуемое соотношение кальция и фосфора для взрослых 1:1,5. В данной смеси соотношение кальция и фосфора составляет 1:1.
- Анализ витаминного состава показывает доминирующую роль ретинола (витамина А) - 256,3% от рекомендуемой нормы суточного потребления (РНСП) и аскорбиновой кислоты (витамина С) - 68,83%, содержание токоферола (витамин Е), ниацина (витамин РР), тиамина (витамин В1) и рибофлавина (витамин В2) составляет, %: 21,64:8,49:3,73:3,22, соответственно.
Технический результат заключается в повышении качества готовой продукции, получении плодово-фруктового пюре заданного, сбалансированного состава и пищевой ценности.
Абрикосы, вишня и малина для производства пюре должны быть свежими, здоровыми, соответствующей окраски, с высоким содержанием пектина, органических кислот и сухих растворимых веществ, что необходимо для обеспечения желирующей консистенции и надлежащего выхода готовых продуктов, получаемых из пюре. Зрелость плодов и ягод должна быть технической или близкой к потребительской; недозрелые и перезревшие плоды дают плохо желирующее пюре с пониженным вкусом и ароматом.
Способ производства плодово-фруктового пюре осуществляют следующим образом. Абрикосы, вишню и малину моют в вентиляторной моечной машине. У абрикосов и вишни отделяют косточку, а у малины отделяют плодоножку, инспектируют для удаления посторонних примесей и загнивших или заплесневевших экземпляров. Затем обработанные плоды отдельно измельчают на коллоидной мельнице до конечного размера частиц 0,3…0,5 мм. Полученное абрикосовое, вишневое и малиновое пюре смешивают в пропорции 50,28:36,72:13,01. Смешивание абрикосового, вишневого и малинового пюре в пропорции 50,28:36,72:13,01 обусловлено органолептической оценкой качества и сбалансированностью химического состава полученной смеси (см. таблицу).
Химический состав исходного и концентрированного плодово-фруктового пюре | |||||
Показатель | Ед. измерения | Программная оптимизация | Исходная смесь | Концентрированная смесь | Доля РНСП*, % |
Вода | % | 85,34 | 85,03 | 71,02 | |
Водорастворимые углеводы | % | 9,50 | 12,4 | 19,1 | 5,23 |
Клетчатка | % | 1,3 | 1,7 | ||
Общая кислотность, 0Н | % | 28,0 | 49,0 | ||
Минеральный состав | |||||
Натрий (Na) | мг% | 0,01 | 0,03 | 0,05 | 2,08 |
Калий (К) | мг% | 0,27 | 0,22 | 0,55 | 1,57 |
Кальций (Са) | мг% | 0,03 | 0,02 | 0,05 | 5,00 |
Магний (Mg) | мг/кг | 164,3 | 106,0 | 248,7 | 62,00 |
Фосфор (Р) | мг% | 0,028 | 0,03 | 0,05 | 5,00 |
Железо (Fe) | мг/кг | 3,7 | 9,2 | 65,71 | |
Витаминный состав | |||||
Ретинол (А) | мг% | 1,720 | 2,563 | 256,30 | |
Тиамин (B1) | мг% | 0,03 | 0,031 | 0,056 | 3,73 |
Рибофлавин (В2) | мг% | 0,05 | 0,039 | 0,058 | 3,22 |
Витамин Е | мг% | 1,314 | 2,164 | 21,64 | |
Ниацин (РР) | мг% | 0,58 | 0,914 | 1,697 | 8,49 |
Витамин С | мг% | 13,79 | 27,610 | 48,183 | 68,83 |
Аминокислотный состав | |||||
Аргинин | мг/100 г | 0,041 | 0,065 | ||
Лизин | мг/100 г | 0,019 | 0,059 | ||
Тирозин | мг/100 г | 0,010 | 0,019 | ||
Феилаланин | мг/100 г | 0,013 | 0,031 | ||
Гистидин | мг/100 г | 0,013 | 0,038 | ||
Лейцин | мг/100 г | 0,021 | 0,051 | ||
Изолейцин | мг/100 г | 0,015 | 0,033 | ||
Метионин | мг/100 г | 0,011 | 0,022 | ||
Валин | мг/100 г | 0,030 | 0,071 | ||
Пролин | мг/100 г | 0,028 | 0,051 | ||
Треонин | мг/100 г | 0,028 | 0,063 | ||
Серин | мг/100 г | 0,025 | 0,058 | ||
Аланин | мг/100 г | 0,023 | 0,055 | ||
Глицин | мг/100 г | 0,020 | 0,042 | ||
Цистин | мг/100 г | 0,003 | 0,009 | ||
Глутаминовая кислота | мг/100 г | 0,048 | 0,013 | ||
Аспарагиновая кислота | мг/100 г | 0,174 | 0,405 | ||
Содержание тяжелых металлов | |||||
Показатель | Ед. измерения | Программная оптимизация | Исходная смесь | Концентрированная смесь | БУПС**,% |
Ртуть (Hg) | мг/г | Не обнаружены | Не обнаружены | ||
Свинец(Рb) | мг/г | Не обнаружены | Не обнаружены | ||
Мышьяк (As) | мг/г | Не обнаружены | Не обнаружены | ||
Кадмий (Cd) | мг/г | Не обнаружены | Не обнаружены | ||
Микробиологические показатели | |||||
Дрожжи | КОЕ/г | Обнаружены | Не обнаружены | ||
Плесени | КОЕ/г | Не обнаружены | Не обнаружены | ||
Содержание пестицидов | |||||
ГХЦГ | мг/кг | Не обнаружены | Не обнаружены | ||
ДДТ | мг/кг | Не обнаружены | Не обнаружены | ||
Нитраты | мг/мг | Не обнаружены | Не обнаружены | ||
*Рекомендуемая норма суточного потребления. | |||||
**Безопасный уровень потребления в сутки. |
Затем в полученное плодово-фруктовое пюре вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 70% к первоначальной массе плодово-фруктовой смеси, 6%-ный водный раствор пищевого пектина в количестве 1,2% к первоначальной массе плодово-ягодной смеси, которые не только повышают пищевую ценность измельченных частиц плодов, но и способствуют существенным изменениям их структуры.
Далее полученную пюреобразную смесь нагревают до температуры 92°С и концентрируют путем двухстадийного выпаривания.
Нагрев смеси до температуры 92°С необходим для ее стерилизации, уничтожения микрофлоры, достижения необходимой вязкости пюре для последующего равномерного распыливания в вакуум-камере с помощью форсунок, а также для создания необходимого баротермического режима для последующего испарения из пюре водяных паров в вакуум-камере за счет перепада температуры и давления.
На первой стадии нагретую пюреобразную смесь распыливают в вакуум-камере при давлении 3…4 кПа. В результате резкого перепада температуры и давления в вакуум-камере происходит мелкодиспергированное распыление продукта, сопровождающееся мгновенным испарением части влаги, содержащейся в каплях пюре в перегретом состоянии.
На второй стадии процесса выпаривания капельки пюре достигают вертикальной стенки вакуум-камеры и оседают на ней, образуя пленку продукта, постепенно (по мере увеличения ее толщины) двигающуюся вниз по вертикальной стенке под действием сил тяжести. В связи с тем, что внутренняя стенка вакуум-камеры оборудована греющей рубашкой, в которую подается горячая вода с температурой 30…40°С, происходит нагрев стекающей вниз пленки пюре до температуры термостатирования 30…40°С. При этом за счет испарения образующихся паров при давлении 3…4 кПа в вакуум-камере содержание сухих веществ в плодово-фруктовом пюре доводят до 28%, затем приготовленное плодово-фруктовое пюре расфасовывают в тару, укупоривают и стерилизуют.
Нагревание плодово-фруктового пюре до температуры 30…40°С под вакуумом (при разряжении 3…4 кПа) в вакуум-камере предназначено для удаления избытка влаги, проведения глубоких физико-химических изменений в питательных веществах пюре для их лучшей усвояемости при употреблении в пищу и инактивирования окислительных ферментов. Ткани плодов размягчаются, так как под влиянием нагревания и кислот, присутствующих в плодах, происходит гидролиз протопектина, находящегося в срединных пластинках и клеточных стенках. Прочная связь между клетками нарушается, часть их стенок разрушается и ткань размягчается.
Продолжительность и температура выпаривания подобраны в зависимости от смеси плодов и степени их зрелости. В разваренном плодово-фруктовом пюре происходит глубокий распад пектиновых веществ, пюре получается жидким из-за утраты желирующих свойств.
Тепловая обработка инактивирует также ферменты, способствующие окислению дубильных веществ кислородом воздуха и образованию темно-окрашенных продуктов окисления - флобафенов.
Таким образом, получают плодово-фруктовое пюре заданного состава с влажностью 28%, которое направляют на фасовку и хранение.
Способ производства плодово-фруктового пюре поясняется следующим примером.
Пример реализации способа производства плодово-фруктового пюре
Абрикосы, вишни и малину моют в вентиляторных моечных машинах. Затем мытые абрикосы, вишня и малина подвергаются инспекции и сортированию, которые проводят вручную на сортировочно-инспекционном транспортере. Одновременно с сортированием проводится инспекция сырья, при которой удаляют дефектные экземпляры (загнившие, поврежденные, битые, заплесневелые, сильно загрязненные), посторонние примеси и предметы, а также вырезают поврежденные участки. У абрикосов и вишни отделяют косточку, а у малины отделяют плодоножку, инспектируют для удаления посторонних примесей и загнивших или заплесневевших экземпляров. Затем обработанные плоды отдельно измельчают на коллоидной мельнице до конечного размера частиц 0,3…0,5 мм.
Полученное абрикосовое, вишневое и малиновое пюре смешивают в пропорции 50,28:36,72:13,01. Смешивание абрикосового, вишневого и малинового пюре в пропорции 50,28:36,72:13,01 обусловлено органолептической оценкой качества и сбалансированностью химического состава полученной смеси. При выборе данного рецептурного состава (50,28% абрикосов, 36,72% вишни и 13,01% малины) смеси учитывали ряд факторов: повышение биологической ценности за счет достижения рационального и сбалансированного соотношения витаминного комплекса и содержания макро- и микроэлементов, содержание пищевых волокон должно быть оптимальным; компоненты смеси (плоды, ягоды и фрукты) должны быть недорогими и широко распространенными. Также стоит отметить, что именно внешний вид является одним из основных факторов при выборе потребителем продуктов питания.
Повышение содержания абрикосов в смеси более 50,28%, например, 52% и, соответственно, снижение содержания других плодов и фруктов (вишни и малины), приводит к доминированию запаха и вкуса абрикосов, нарушению научно-обоснованного баланса их химического состава. И, наоборот, пониженное содержание абрикосов в смеси менее 50,28%, например 48%, ведет соответственно, к увеличению содержания других плодов и фруктов, также приводит к доминированию их запаха и вкуса, нарушению научно-обоснованного баланса их химического состава и уменьшению содержания пектиновых веществ, что может вызвать ухудшение структурообразования.
Аналогичную схему рассуждении можно применить и в отношении обоснования 36,72% содержания вишни, 13,01% содержания малины.
Затем в полученное плодово-фруктовое пюре вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 70% к первоначальной массе плодово-фруктовой смеси и 6%-ный водный раствор пищевого пектина в количестве 1,2% к первоначальной массе плодово-ягодной смеси.
Введение в состав плодово-фруктового пюре 90%-ного сахарного сиропа в количестве 70% к первоначальной массе плодово-фруктовой смеси повышает пищевую ценность и сбалансированность плодово-фруктового пюре, способствует существенным изменениям их структуры и направлено на формирование таких важных органолептических показателей качества, как вкус, запах, цвет и консистенция.
Изменение содержания 90%-ного сахарного сиропа ведет к существенным изменениям вкуса и глубины физико-химических изменений, происходящих в пюре. Так, например, использование большего количества 90%-ного сахарного сиропа, например 80%, приведет к изменению вкуса и появлению излишней сладости и, как следствие, ухудшению его качества. Использование меньшего количества сахарного сиропа, например 60%, приведет также к изменению вкуса и появлению менее сладкого вкуса и, как следствие, ухудшению консервирующих свойств, что снизит его хранимоспособность.
Далее полученную пюреобразную смесь нагревают до температуры 92°С. Нагрев смеси до температуры 92°С необходим для ее стерилизации, уничтожения микрофлоры, достижения необходимой вязкости пюре для последующего равномерного распыливания в вакуум-камере с помощью форсунок, а также для создания необходимого баротермического режима для последующего испарения из пюре водяных паров в вакуум-камере за счет перепада температуры и давления.
Нагревание при температуре плодово-фруктового пюре более 92°С, например 98°С, приводит к быстрому и глубокому распаду термолабильных веществ в пюре, что значительно ухудшит пищевую ценность и вкусовые данные готового продукта.
Нагревание при температуре плодово-фруктового пюре менее 92°С, например 88°С, приводит к увеличению продолжительности стерилизации, что в свою очередь может вызвать глубокий распад пектиновых веществ в пюре, оно получится жидким и утратит свои желирующие свойства.
После чего полученную плодово-фруктовую смесь распыливают в вакуум-камере при давлении 3…4 кПа и температуре термостатирования 30…40°С. В результате резкого перепада температуры и давления (сброса давления) в вакуум-камере происходит мелкодиспергированное распыление продукта, сопровождающееся мгновенным испарением части влаги, содержащейся в пюре в перегретом состоянии. При этом в результате «взрыва» капель продукта происходят глубокие преобразования его структуры: разрыв клеточных стенок, деструкция, гидролиз.
Если полученную плодово-фруктовую смесь распыливать в вакуум-камере при давлении менее 3 кПа, например 2 кПа, это приводит к дополнительным материальным затратам по установке более мощного вакуум-насоса, что существенно удорожает себестоимость готового продукта.
Если полученную плодово-фруктовую смесь распыливать в вакуум-камере при давлении более 4 кПа, например 6 кПа, это приводит к менее интенсивному испарению влаги, что приведет, в свою очередь, к увеличению продолжительности процесса выпаривания.
Затем капельки пюре достигают вертикальной стенки вакуум-камеры и оседают на ней, образуя пленку продукта, постепенно (по мере увеличения ее толщины) двигающуюся вниз по вертикальной стенке под действием сил тяжести. В связи с тем, что внутренняя стенка вакуум-камеры оборудована греющей рубашкой, в которую подается горячая вода с температурой 30…40°С, происходит нагрев стекающей вниз пленки пюре до температуры термостатирования 30…40°С.
Если стекающую плодово-фруктовую пленку нагревать более температуры термостатирования 30…40°С, например 45°С, это может вызвать перегрев пюре и существенно ухудшит его качество из-за разложения термолабильных веществ и распада пектиновых веществ.
Если стекающую плодово-фруктовую пленку нагревать менее температуры термостатирования 30…40°С, например 25°С, то это приводит к менее интенсивному испарению влаги, что в свою очередь, увеличит продолжительность процесса выпаривания.
За счет сброса давления и испарения образующихся паров из вакуум-камеры содержание сухих веществ в плодово-фруктовом пюре доводят до 28%.
Концентрирование полученного плодово-фруктового пюре до большего чем 28% содержания сухих веществ, например 34%, приводит к дополнительным энергозатратам при дальнейшем нагревании и выпаривании под разряжением, что существенно удорожает себестоимость готового продукта. Плодово-фруктовое пюре будет иметь высокую вязкость, что может создать дополнительные трудности (необходимость его нагревания для снижения вязкости и повышения текучести) при использовании в кондитерской промышленности в качестве плодово-фруктовой начинки.
Концентрирование полученного плодово-фруктового пюре до меньшего чем 28% содержания сухих веществ, например 24%, не позволит получить продукт нужной консистенции: полученное пюре будет жидким, оно будет иметь высокую текучесть, что также создает дополнительные трудности при использовании его в кондитерской промышленности в качестве плодово-фруктовой начинки.
Таким образом, получают плодово-ягодное пюре заданного, сбалансированного состава, которой направляют на фасовку и хранение. Горячее плодово-ягодное пюре фасуют в подготовленные стеклянные банки, герметично укупоривают прокипяченными крышками и выдерживают уложенными на бок 10…15 мин, затем охлаждают. Охлаждение до 40°С проводят путем обдува банок снаружи холодным воздухом или орошении водой с постепенно понижающейся температурой. Продолжительность охлаждения - не более 60 мин. При медленном охлаждении в пюре под действием высокой температуры происходят процессы карамелизации сахаров, разрушаются витамины и красящие вещества, что отрицательно сказывается на качестве пюре.
Плодово-фруктовое пюре предназначено для использования в качестве начинок в кондитерском и хлебобулочном производствах, добавок при производстве йогуртов в молочной промышленности, а также для выработки соков с мякотью, консервов для детского питания. Поэтому при его выработке необходимо полностью сохранить натуральные вкус, цвет и аромат плодов, чтобы в дальнейшем получить готовый продукт хорошего качества.
Таким образом, использование предложенного способа производства плодово-фруктового пюре позволяет:
- получить плодово-фруктовое пюре заданного, сбалансированного состава с введением необходимых дополнительных компонентов (сахарного сиропа и пищевого пектина) для их дальнейшего использования при производстве кондитерских и хлебобулочных изделий;
- повысить качество плодово-фруктового пюре за счет достижения заданного, сбалансированного состава с учетом рекомендуемой нормы суточного потребления и безопасного уровня потребления в сутки;
- снизить энерго- и трудозатраты на производство плодово-фруктового пюре вследствие совмещения технологических операций измельчения, протирания, уваривания, введения и перемешивания дополнительных компонентов.
Способ производства плодово-фруктового пюре, характеризующийся тем, что абрикосы, вишни и малину моют, инспектируют, очищают, измельчают и смешивают в пропорции 50,28:36,72:13,01, затем в полученное плодово-фруктовое пюре вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 70% к первоначальной массе плодово-фруктовой смеси, 6%-ный водный раствор пищевого пектина в количестве 1,2% к первоначальной массе плодово-ягодной смеси, затем полученную плодово-фруктовую смесь нагревают до температуры 92°С и концентрируют путем двухстадийного выпаривания: на первой стадии - испарением водяных паров из мелкодиспергированных капель пюре при давлении 3÷4 кПа, а на второй - выпариванием пленки плодово-фруктового пюре при температуре 30÷40°С и давлении 3÷4 кПа, при этом за счет испарения образующихся паров содержание сухих веществ в плодово-фруктовом пюре доводят до 28%, затем приготовленное плодово-фруктовое пюре расфасовывают в тару, укупоривают и стерилизуют.