Способ безотходной низкотемпературной переработки плодов и ягод в консервы

Изобретение относится к области пищевой консервной промышленности. Свежие или свежемороженые ягоды и плоды совместно с семенами, створками и плодоножками диспергируют в кавитационном аппарате с добавлением или без добавления сахара, патоки, воды и лимонной кислоты. При этом диспергирование проводят в токе инертного газа с градиентом роста температуры 2°С/мин при достижении плодово-ягодной массой температуры 80°С и выдерживают при этой температуре при одновременном диспергировании в течение 3 мин. После чего производят горячий асептический розлив и укупоривание продукта. Изобретение направлено на разработку способа, включающего одну технологическую операцию и позволяющего без отходов перерабатывать плодово-ягодное сырье с полным сохранением аромата, внешнего вида и биохимического состава перерабатываемой плодовой мякоти, с обогащением продукта витаминами и другими микронутриентами семечек плода, с более быстрой и полной дезактивацией фермента полифенолоксидазы. 9 табл.

 

Изобретение относится к области пищевой и консервной промышленности, может быть использовано для переработки плодов и ягод в натуральные соки и напитки, пюре и другие продукты.

Известен способ получения морса из плодово-ягодного сырья, включающий предварительную очистку и механическую обработку исходного сырья, его термообработку при температуре 80-85°С в умягченной воде, отделение отвара, его подслащивание, подкисление и охлаждение, при смешении отвара с концентрированным соком или экстрактом плодов и ягод [Патент РФ №2248731. Способ получения морса. Опубл. 27.03.2005. БИ №9].

Недостатками известного способа являются многостадийность технологического процесса производства морса, необходимость использования умягченной воды и сравнительно малый срок хранения полученной продукции (12 месяцев).

Известен способ производства плодово-ягодного пюре, характеризующийся тем, что разнородное плодово-ягодное сырье измельчают, смешивают в определенной пропорции и обрабатывают в экструдере с последующей сушкой, испарением воды, введением 90%-ного сахарного сиропа, 5%-ного водного раствора пектина, 5%-ного водного раствора лимонной кислоты и полученную смесь варят по давлением 4200 Па до получения плодово-ягодного пюре с конечной влажностью 34%. Выход сока или иной готовой продукции невелик и сопряжен с тепловой и ферментативной обработками [Патент РФ №2337557. Способ производства плодово-ягодного пюре. Опубл. 10.11.2008. БИ №31].

Основными недостатками известных способов являются: проведение технологического процесса в нескольких стадий, применение химических консервантов, большая доля отходов, низкое содержание микронутриентов в консервированной продукции, большие временные и трудозатраты.

Наиболее близким по назначению и технической сущности к заявляемому изобретению и выбранным в качестве прототипа является способ переработки плодов и овощей путем обработки водой в роторно-кавитационном экстракторе при ступенчатом увеличении индекса кавитации от 0,7 до 1,2 и при дополнительном введении сырья в роторно-кавитационный экстрактор с введением в полученную смесь вкусовой добавки, ее фасовку и стерилизацию [Патент РФ №2088116. Опубл. 27.08.1997. БИ №24].

Общие признаки заявляемого изобретения и прототипа следующие: использование диспергирования плодово-ягодного сырья в кавитационном аппарате.

Предлагаемое изобретение отличается от прототипа: более низкой температурой (40-80°С), меньшей продолжительностью до 50 мин и меньшими энеро- и трудозатратами, безотходностью использования сырья, что позволяет повысить эффективность технологического процесса, удешевить технологию и улучшить качественные показатели продукции и увеличить срок ее хранения.

Недостатком этого способа является то, что обязательным условием для протекания процесса являются необходимость добавления воды и предварительной резки сырья, а также необходимость дополнительной стерилизации получаемой продукции.

В предлагаемом изобретении указанные недостатки устраняются следующим образом: разработанный способ переработки обеззараживает перерабатываемое сырье за счет усиленного эффекта кавитации, генерируемого механогидродинамическим образом. За счет резкого перепада давления на стенку бактерий она разрушается под действием баротравмы, что позволяет при низкой температуре (уже при 40°С) добиться стерильности продукта, достаточной для полной сохранности консервов в течение срока не менее двух лет в условиях нерегулируемых положительных температур. Более полно сохраняется аромат, идентичный соответствующим плодам или ягодам. Низкая температура позволяет сохранить также практически неизменным цвет плодовой мякоти в процессе ее переработки, так как происходит интенсивное перемешивание и устраняется возможность локального перегрева сырья.

В производстве продукта сырье используется безотходно. То есть для плодов семечковых культур в консервы перерабатываются помимо плодовой мякоти семена, семенные створки и плодоножки (за исключением косточковых плодово-ягодных культур). При этом продукт обогащается микронутриентами, содержащимися в плодовой семечке плода или ягоды. Низкая температура позволяет сохранить до 70% витаминов и других микронутриентов. Для переработки косточковых культур необходимо предварительное отделение косточки.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что свежие или свежемороженые плоды и ягоды семечковых культур диспергируют в кавитационном аппарате в токе инертного газа с градиентом роста температуры 2°С/мин и при достижении плодово-ягодной массой температуры 80°С выдерживают при этой температуре при одновременном диспергировании (гомогенизировании) в течение 3 мин, после чего производят горячий асептический розлив и укупоривание продукта.

Осуществление изобретения достигается следующим образом. Плоды или ягоды диспергируют в кавитационном аппарате с температурным градиентом 2°С/ мин до температур не менее 80°С и выдерживают процесс диспергирования при данной температурной задержке 3 мин. Диспергирование происходит в среде инертного газа. В зависимости от рецептуры в процессе диспергирования-стерилизации возможно добавление воды, сахара или патоки и других ингредиентов. Далее процесс диспергирования-стерилизации заканчивают и производят розлив и укупорку готовой продукции.

Технический результат: предложенный способ по сравнению с прототипом содержит одну технологическую операцию. Исключены операции нарезки и стерилизации. Стерилизация заменена пастеризацией и объединена с гомогенизацией. Барботирование инертного газа в процессе кавитации позволяет более полно сохранить витамины и другие лабильные микронутриенты плодов и ягод. Наряду с этим происходит увеличение числа кавитации при сохранении неизменным значения скорости вращения ротора кавитационного аппарата.

Способ предполагает использование меньшего количества оборудования и соответственно трудозатрат, что существенно снижает себестоимость продукта. Использование более низкой по сравнению с прототипом температуры повышает биологическую ценность продуктов, получаемых по данному способу.

Пример 1. Получение пюре-полуфабриката.

Свежие или свежемороженые плоды (облепихи, яблони, груши, аронии черноплодной или ягоды смородины, жимолости и т.д.) - далее растительное сырье, моют и инспектируют. Производят диспергирование растительного сырья, контролируя процесс по температуре плодовой массы. При достижении температуры в 80°С включают охлаждение кавитационного аппарата МАГ-50-11В, термостатируя процесс диспергирования (гомогенизации) при данной температуре в течение 3 мин. Далее отключают питание электромотора ротора кавитационного аппарата МАГ-50-11В и производят розлив продукта и циркуляцию теплоносителя. Производят розлив продукта и укупоривание в стерильную тару. Микробиологические испытания продукта как на момент выработки, так и на 360 день хранения показали соответствие требованиям СанПиН.

В таблицах 1-3 представлены данные, характеризующие органолептические качества и биохимическую сохранность в процессе переработки и пюре полуфабриката облепихи.

Таблица 2
Изменения биохимического состава плодов аронии (черноплодной рябины) в процессе переработки
Название	Варианты опыта	Витамин С, мг/%	Сумма полифенолов, мг/дм3	Инв. сахара, %	Кислотность (титруемая), %
Свежие плоды	-	8,3	4121	6,8	1,3
Свежемороженые плоды	-	8,0	4108	6,4	1,2
Пюре полуфабрикат	Кавитационная обработка	0,3	4144	6,7	0,9
Протертая масса	Классическая схема приготовления продукта	0,4	3618	6,6	0,9

Таблица 3
Органолептические качества продукта переработки плодов облепихи сорта Иня
Название	Внешний вид	Вкус	Аромат	Консистенция
Пюре полуфабрикат из облепихи	4,95	4,86	4,58	Однородный продукт
Пюре полуфабрикат из черноплодной рябины	4,85	4,8	4,75	Однородный продукт

Согласно полученным результатам (табл.1-3) перерабатываемые продукты максимально приближены к органолептическим и биохимическим параметрам исходного плодово-ягодного сырья.

Пример 2. Получение пюре плодового (или ягодного).

Свежие или свежемороженые плоды (облепихи, яблони, груши, аронии черноплодной или ягоды смородины, жимолости и т.д.) помещают в кавитационный аппарат МАГ-50-11В и добавляют 25% сахара песка от массы плодов. Производят диспергирование, контролируя процесс по температуре плодовой массы. При достижении температуры в 80°С включают охлаждение кавитационного аппарата МАГ-50-11В, термостатируя процесс диспергирования (гомогенизации) при данной температуре в течение 3 мин. Далее отключают питание электромотора ротора кавитационного аппарата МАГ-50-11В и производят циркуляцию теплоносителя. Далее производят розлив продукта и его укупоривание в стерильную тару. Микробиологические испытания продукта как на момент выработки, так и на 360 день хранения показали соответствие требованиям СанПиН.

В таблицах 4-6 представлены данные, характеризующие органолептические качества и биохимическую сохранность микронутриентов в процессе переработки и хранения.

Таблица 4
Органолептические качества продуктов переработки (по пятибалльной шкале) на первом месяце хранения
№	Наименование продукта	Внешний вид	Вкус	Аромат	Консистенция
1	Пюре яблочное	5,0	5,0	5,0	5,0
2	Пюре из черной смородины	4,7	3,8	4,9	4,2
3	Пюре грушевое	5,0	5,0	5,0	5,0
4	Пюре из черноплодной рябины	4,0	3,2	4,5	4,2
5	Пюре облепихи	4,0	3,9	4,7	3,9
6	Пюре жимолости	3,9	3,2	3,2	3,9

Таблица 5
Органолептические качества продуктов переработки (по пятибалльной шкале) на двенадцатом месяце хранения
№	Наименование продукта	Внешний вид	Вкус	Аромат	Консистенция
1	Пюре яблочное	5,0	4,8	4,9	5,0
2	Пюре из черной смородины	4,7	3,8	4,9	4,2
3	Пюре грушевое	5,0	5,0	5,0	5,0
4	Пюре из черноплодной рябины	4,0	3,2	4,5	4,2
5	Пюре облепихи	4,0	3,9	4,7	3,9
6	Пюре жимолости	3,9	3,2	3,2	3,9

Таблица 6
Влияние условий процесса на сохранность витамина С, мг%
Название продукта или сырья	90 дней хранения	180 дней хранения	270 дней хранения	360 дней хранения	540 дней хранения	720 дней хранения
Пюре из яблочное	3,5	3,3	2,9	2,5	-	-
Пюре из черноплодной смородины	44,0	43,1	39,0	35,0	-	-
Пюре из облепихи	46,0	43,0	40,0	35,2	27,4	25,0
Пюре из жимолости	35,0	30,7	29,8	22,0	-	-

Таким образом, продукты переработки способны к длительному хранению без существенного ухудшения их потребительских показателей, что превосходит прототип.

Пример 3. Сок с мякотью.

Свежие или свежемороженые плоды или ягоды перерабатываемого плодово-ягодного сырья помещают в кавитационный аппарат МАГ-50 и добавляют две массовых части воды и одну третью массовой части сахара песка от массы плодов. Производят диспергирование, контролируя процесс по температуре плодовой массы.

При достижении температуры в 80°С включают охлаждение кавитационного аппарата МАГ-50, термостатируя процесс гомогенизации при данной температуре в течение 3 мин. Далее отключают питание электромотора ротора кавитационного аппарата МАГ-50 и производят циркуляцию теплоносителя. Далее производят розлив продукта и укупоривание его в стерильную тару. В таблицах 7 и 8 приведены данные по органолептическим и биохимическим свойствам полученных соков.

Таблица 7
Органолептические качества сока с мякотью
№	Наименование продукта	Внешний вид	Вкус	Аромат	Консистенция
1	Сок яблочный с мякотью	4,5	4,8	5,0	4,5
2	Сок грушевый с мякотью	4,7	4,7	4,8	4,8

Установлено, что витамин С практически полностью сохраняется. По этой же причине происходит уменьшение кислотности, столь благоприятное при переработке отечественных плодов Сибирских сортов и дикорастущих ягод (табл.7-8).

Таблица 8
Биохимическая сохранность плодов в процессе переработки в сок с мякотью
Название продукта или сырья	Витамин С, мг%	Инвертированные сахара, %	Сухие вещества, %	Титруемая кислотность, %
Свежие плоды яблони	5,2	10,3	13,7	0,54
Свежемороженые плоды яблони	5,0	10,1	13,1	0,47
Свежие плоды груши	6,1	7,4	14,7	0,90
Свежемороженые плоды груши	5,8	7,1	14,0	0,82
Сок грушевый	2,5	13,6	17,1	0,45
Сок яблочный	2,2	15,5	16,9	0,27

Пример 4. Повидло из плодов.

Свежие или свежемороженые плоды яблок или груш помещают в кавитационный аппарат МАГ-50 и добавляют 50% сахара песка от массы яблок. Производят диспергирование, контролируя процесс по температуре плодовой массы.

При достижении температуры в 80°С включают охлаждение кавитационного аппарата МАГ-50, термостатируя процесс гомогенизации при данной температуре в течение 3 минут. Далее отключают питание электромотора ротора кавитационного аппарата МАГ-50 и производят циркуляцию теплоносителя. Далее производят розлив продукта и его укупоривание в стерильную тару (табл.9).

Таблица 9
Биохимическая сохранность плодов в процессе переработки в повидло
Название продукта или сырья	Витамин С, мг%	Инвертированные сахара, %	Сухие вещества, %	Титруемая кислотность, %
Свежие плоды яблони	5,2	10,3	13,7	0,54
Свежемороженые плоды яблони	5,0	10,1	13,1	0,47
Свежие плоды груши	6,1	7,4	14,7	0,90
Свежемороженые плоды груши	5,8	7,1	14,0	0,82
Пюре грушевое	2,5	63,6	67,1	0,30
Пюре яблочное	2,2	65,5	69,9	0,15

Таким образом, полученное плодовое пюре содержит повышенное количество сахаров, сухих веществ и низкую кислотность (0,3-0,15), что позволяет рекомендовать его для детского питания.

Способ безотходной переработки плодов и ягод в консервы, характеризующийся тем, что свежие или свежемороженные ягоды и плоды совместно с семенами, створками и плодоножками диспергируют в кавитационном аппарате с добавлением или без добавления сахара, патоки, воды и лимонной кислоты, при этом диспергирование проводят в токе инертного газа с градиентом роста температуры 2°С/мин при достижении плодово-ягодной массой температуры 80°С и выдерживают при этой температуре при одновременном диспергировании в течение 3 мин, после чего производят горячий асептический розлив и укупоривание продукта.