Способ получения пищевой добавки - пектина из яблок

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения пищевой добавки, предназначенной для использования в пищевых продуктах в качестве гелеобразователя, стабилизатора консистенции, загустителя, комплексообразователя, влагоудерживающего агента. Способ включает промывку яблок водой, гидролиз 0,0125 н. раствором соляной кислоты при соотношении массы нерастворимых сухих веществ яблок к массе раствора кислоты от 1:20 до 1:28 при температуре 98-100°С в течение 80-100 мин. Затем полученный пектинсодержащий раствор упаривают до массовой доли пектина 4-6%. Пектин осаждают из раствора тремя объемами 96%-го этилового спирта и сушат. Изобретение позволяет повысить выход целевого продукта 70-75 % за счет более полного гидролиза протопектина, сократить расход энергии и спирта за счет проведения гидролиза с минимальным количеством воды. 2 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения пищевой добавки, предназначенной для использования в пищевых продуктах в качестве гелеобразователя, стабилизатора консистенции, загустителя, комплексообразователя, влагоудерживающего агента.

Пектин представляет собой белый, желтоватый, сероватый или коричневатый сыпучий порошок, хорошо растворимый в воде, плохо растворимый или почти нерастворимый в спиртах и других органических растворителях.

Известно, что пектин получают из яблочных выжимок и кожуры цитрусовых экстракцией подкисленной водой при температуре 50-90°С, рН 1-3 в течение 3-12 ч. Пектин осаждают из экстракта спиртом, сушат, размалывают и стандартизируют (Сарафанова Л.А. Пищевые добавки. Энциклопедия. - 2012, изд., 3. - С. 411).

Известен способ получения пектина, предусматривающий дезактивацию пектинэстеразы путем промывки измельченного сырья подкисленной водой с рН от 3,2 до 3,9, экстракцию пектина в течение 7 ч при температуре 70°С и доведении рН суспензии до 1,7-1,8 раствором азотной кислоты (исходное соотношение между массой нерастворимых в воде сухих веществ сырья и массой жидкой фракции по расчету составляет 1:33), разделение суспензии на твердую и жидкой фракции, очистку фильтрата и осаждение из него пектина путем прибавления к трем объемам 80%-го изопропанола. Для яблок получают пектин с относительным выходом 22%, гелеобразующей способностью 192°SAG и средней молекулярной массой 165 кДа (Патент РФ №2336280, опубл. 20.10.2008).

К основным недостаткам известной технологии можно отнести несовершенную стадию гидролиза/экстракции протопектина, что приводит к увеличению продолжительности процесса и снижению выхода целевого продукта, а также большой расход спирта на осаждение пектина вследствие проведения гидролиза/экстракции в разбавленных средах и отсутствия этапа концентрирования пектинсодержащего раствора перед осаждением спиртом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения пектина, включающий промывку исходного сырья водой, кратковременную выдержку в растворе уксусной кислоты с рН 4,0-4,5 при температуре 30-40°С, проведение гидролиза с соляной кислотой при рН 1,8-2,0 и температуре 92°С в течение 60 мин, отделение экстракта фильтрованием, нейтрализацию аммиаком до рН 8, осаждение пектина 25%-ным раствором АlСl3, очистку пектина от алюминия путем промывки раствором, содержащим 70% этилового спирта и 5% соляной кислоты, сушку при температуре 80°С (Патент СССР № SU1399303, опубл. 30.05.1988).

Недостатками способа являются:

1. Низкий выход целевого продукта (приблизительно 26% в пересчете на чистый пектин) вследствие недостаточной продолжительности процесса гидролиза при режимах указанных в патенте.

2. Низкое качество получаемого пектина (средняя молекулярная масса менее 70 кДа не позволяет получить пектин с гелеобразующей способностью 150°SAG) вследствие того, что пектинсодержащий раствор нейтрализуют до рН 8 и прибавляют хлорид алюминия (это разрушает основную полигалактуроновую цепь и снижает степень этерификации).

3. В патенте не приводится остаточное содержание алюминия в готовом продукте и представляется маловероятным, что при указанных режимах получится полностью убрать весь алюминий из образовавшегося при осаждении пектата алюминия.

4. Использование больших количеств относительно дорогого хлорида алюминия и необходимость последующей утилизации содержащих алюминий отходов.

5. Несмотря на то, что для осаждения пектина из раствора используется хлорид алюминия, в производственном цикле также используется большое количество пожароопасного спирта.

Задачей предлагаемого решения является разработка способа, обеспечивающего получение пектина с показателями качества и безопасности, которые предъявляются к пищевой добавке Е440 (Combined Compendium of Food Additive Specifications joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. - Rome, 2006).

Техническим результатом изобретения является увеличение выхода целевого продукта за счет более полного гидролиза протопектина, повышение качества пектина за счет использования другого способа выделения пектина из раствора, отказ от использования больших количеств солей металлов в технологическом процессе, сокращение потребления энергии на упаривание пектинсодержащего раствора и расхода спирта - на осаждение пектина из раствора за счет проведения гидролиза с минимальным количеством воды.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения пектина, включающем промывку исходного сырья водой, гидролиз соляной кислотой, отделение раствора, осаждение и сушку целевого продукта, согласно изобретению гидролиз осуществляют 0,0125 н. раствором соляной кислоты при соотношении массы нерастворимых сухих веществ исходного сырья к массе раствора кислоты от 1:20 до 1:28, температуре 98-100°С в течение 80-100 мин, затем полученный раствор упаривают до достижения массовой доли пектина 4-6%, а осаждение пектина из раствора проводят тремя объемами 96%-го этилового спирта.

На этапе гидролиза протопектина также происходит деградация пектина. В наибольшей степени это выражается в снижении его средней молекулярной массы. С технологической точки зрения следует стремиться получить максимальный выход пектина со средней молекулярной массой не менее 130 кДа при продолжительности этапа кислотного гидролиза от 1 до 3 ч.

На фиг. 1 и 2 представлены зависимости средней молекулярной массы и выхода пектина от продолжительности кислотного гидролиза при указанных выше режимах.

Подбор режимов взаимодействия, концентраций и соотношений исходных компонентов, а также выбор режимов концентрирования, осаждения и сушки обеспечивают получение пектина по качеству, удовлетворяющему требованиям на пищевую добавку Е440, при одновременном увеличении выхода в 2,5-3 раза, отказе от использования алюминия и сокращении расхода спирта.

Способ получения пищевой добавки осуществляют следующим образом. Яблоки измельчают до размера частиц от 1 до 2 мм и промывают питьевой водой с температурой от 10 до 30°С от растворимых непектиновых веществ (при этом с соком теряется приблизительно 5% пектина от его содержания в исходном сырье). Жмых отжимают до массовой доли сухих веществ от 10 до 20% и с учетом его влажности вносят в реактор с работающей мешалкой в нагретый до температуры от 70 до 90°С раствор соляной кислоты. Количество и концентрацию раствора соляной кислоты подбирают так, чтобы в расчете на 100 г свежих яблок (на сухие нерастворимые в воде вещества, содержащиеся в 100 г свежих яблок - от 2,4 до 3,4 г, в зависимости от сорта яблок) приходилось 67 см3 0,0125 н. раствора соляной кислоты (соотношение между массой нерастворимых в воде сухих веществ сырья и массой жидкой фракции составляет от 1:20 до 1:28, что соответствует массовой доле сухих веществ в образовавшейся суспензии от 3,6 до 5,0%). Исходное содержание пектина (в пересчете на пектат кальция) в абсолютно сухом промытом жмыхе для кондиционных яблок составляет от 32 до 38%. Суспензию быстро нагревают до температуры от 98 до 100°С и, перемешивая, выдерживают при этой температуре от 80 до 100 мин. Затем жмых отжимают и промывают небольшим количеством питьевой воды. Пектинсодержащий раствор и промывные воды объединяют и быстро упаривают под вакуумом при температуре от 35 до 45°С до массовой доли пектина в растворе от 4 до 6% (в пересчете на пектат кальция). Из полученного раствора пектин осаждают тремя объемами 96%-го этилового спирта. Полученный осадок промывают небольшим количеством этилового спирта, отжимают и сушат при атмосферном давлении и температуре от 65 до 75°С. Из 100 г свежих яблок получают от 0,55 до 0,90 г пектина (в пересчете на пектат кальция) со средней молекулярной массой от 119 до 144 кДа и гелеобразующей способностью от 200 до 260°SAG, что соответствует относительному выходу от 70 до 75% (от содержания пектина в исходном промытом жмыхе).

Сухой пектин измельчают и стандартизируют до 150°SAG, при этом масса конечного продукта увеличивается примерно в 1,5 раза. Отработанный спирт после очистки и ректификации возвращают в цикл производства пектина. Пектинсодержащий раствор перед упариванием можно дополнительно очищать от крахмала, белковых, красящих и ароматических веществ, способных повлиять на органолептическое восприятие пищевого продукта изготовленного с использованием пектина. В промышленных условиях пектин будут получать не из свежих яблок, а из отходов сокового производства, представляющих собой промытые и высушенные яблочные выжимки.

Далее изобретение поясняется примерами, иллюстрирующими способ получения пищевой добавки - пектина.

Пример 1.

Яблоки1 моют и вырезают из них сердцевину. Вместе с питьевой водой в количестве от 900 до 1500 см3 измельчают в блендере 600 г подготовленных яблок до размера частиц от 1 до 2 мм. Образовавшуюся суспензию промывают питьевой водой с температурой от 10 до 30°С от растворимых непектиновых веществ и отжимают. Получают 113 г влажного жмыха с массовой долей сухих веществ 18% и суммарным содержанием пектина 7,7 г (в пересчете на пектат кальция).

В неметаллическую емкость дозируют 307 см3 0,0163 н. раствора соляной кислоты (с учетом содержащейся в жмыхе воды это будет соответствовать 400 см3 0,0125 н. раствора) и нагревают на кипящей водяной бане. В нагретый раствор при перемешивании вносят подготовленный жмых, быстро нагревают до температуры от 98 до 100°С и, перемешивая, выдерживают при этой температуре 90 мин. Затем жмых отжимают и тщательно промывают минимальным количеством питьевой воды. Пектинсодержащий раствор и промывные воды объединяют и быстро упаривают под вакуумом при температуре от 35 до 45°С до массовой доли пектина в растворе 6% (в пересчете на пектат кальция) и объема приблизительно 96 см3. Из полученного раствора пектин осаждают путем постепенного прибавления при перемешивании 290 см3 96%-го этилового спирта. Полученный осадок промывают небольшим количеством этилового спирта, отжимают и сушат при атмосферном давлении и температуре от 65 до 75°С. Получают 5,8 г пектина (в пересчете на пектат кальция) со средней молекулярной массой 130 кДа, гелеобразующей способностью 230°SAG и степенью этерификации 65%, что соответствует относительному выходу 75% (от содержания пектина в исходном промытом жмыхе).

Пример 2.

Яблоки2 моют и вырезают из них сердцевину. Вместе с питьевой водой в количестве от 900 до 1500 см3 измельчают в блендере 600 г подготовленных яблок до размера частиц от 1 до 2 мм. Образовавшуюся суспензию промывают питьевой водой с температурой от 10 до 30°С от растворимых непектиновых веществ и отжимают. Получают 116 г влажного жмыха с массовой долей сухих веществ 15% и суммарным содержанием пектина 6,1 г (в пересчете на пектат кальция).

В неметаллическую емкость дозируют 301 см3 0,0166 н. раствора соляной кислоты (с учетом содержащейся в жмыхе воды это будет соответствовать 400 см3 0,0125 н. раствора) и нагревают на кипящей водяной бане. В нагретый раствор при перемешивании вносят подготовленный жмых, быстро нагревают до температуры от 98 до 100°С и, перемешивая, выдерживают при этой температуре 80 мин. Затем жмых отжимают и тщательно промывают минимальным количеством питьевой воды. Пектинсодержащий раствор и промывные воды объединяют и быстро упаривают под вакуумом при температуре от 35 до 45°С до массовой доли пектина в растворе 5% (в пересчете на пектат кальция) и объема приблизительно 89 см3. Из полученного раствора пектин осаждают путем постепенного прибавления при перемешивании 270 см3 96%-го этилового спирта. Полученный осадок промывают небольшим количеством этилового спирта, отжимают и сушат при атмосферном давлении и температуре от 65 до 75°С. Получают 4,5 г пектина (в пересчете на пектат кальция) со средней молекулярной массой 144 кДа, гелеобразующей способностью 250°SAG и степенью этерификации 66%, что соответствует относительному выходу 73% (от содержания пектина в исходном промытом жмыхе).

Пример 3.

Яблоки3 моют и вырезают из них сердцевину. Вместе с питьевой водой в количестве от 900 до 1500 см3 измельчают в блендере 600 г подготовленных яблок до размера частиц от 1 до 2 мм. Образовавшуюся суспензию промывают питьевой водой с температурой от 10 до 30°С от растворимых непектиновых веществ, отжимают и сушат под вакуумом до постоянной массы. Получают 14,4 г сухого жмыха с суммарным содержанием пектина 4,6 г (в пересчете на пектат кальция).

В неметаллическую емкость дозируют 400 см3 0,0125 н. раствора соляной кислоты и нагревают на кипящей водяной бане. В нагретый раствор при перемешивании вносят подготовленный жмых, быстро нагревают до температуры от 98 до 100°С и, перемешивая, выдерживают при этой температуре 100 мин. Затем жмых отжимают и тщательно промывают минимальным количеством питьевой воды. Пектинсодержащий раствор и промывные воды объединяют и быстро упаривают под вакуумом при температуре от 35 до 45°С до массовой доли пектина в растворе 4% (в пересчете на пектат кальция) и объема приблизительно 89 см3. Из полученного раствора пектин осаждают путем постепенного прибавления при перемешивании 270 см3 96%-го этилового спирта. Полученный осадок промывают небольшим количеством этилового спирта, отжимают и сушат при атмосферном давлении и температуре от 65 до 75°С. Получают 3,5 г пектина (в пересчете на пектат кальция) со средней молекулярной массой 119 кДа, гелеобразующей способностью 205°SAG и степенью этерификации 62%, что соответствует относительному выходу 77% (от содержания пектина в исходном промытом жмыхе).

Таким образом, заявленный способ получения пищевой добавки - пектина из яблок обеспечивает получение пектина, соответствующего требованиям, предъявляемым к пищевой добавке Е440, с выходом 70-75% от содержания пектина в исходном подготовленном сырье.

Способ получения пищевой добавки - пектина из яблок, включающий промывку исходного сырья водой, гидролиз соляной кислотой, отделение раствора, осаждение и сушку целевого продукта, отличающийся тем, что гидролиз осуществляют 0,0125 н. раствором соляной кислоты при соотношении массы нерастворимых сухих веществ сырья к массе раствора кислоты от 1:20 до 1:28, температуре 98-100°C в течение 80-100 мин, затем полученный раствор упаривают до достижения массовой доли пектина 4-6%, а осаждение пектина из раствора проводят тремя объемами 96%-го этилового спирта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения пектиновых полисахаридов. Способ включает обработку сырья водным раствором формалина, выдерживание в подкисленной соляной кислотой воде, экстракцию водным раствором оксалата аммония, фильтрацию и концентрирование экстракта на ультрафильтрационной колонке с одновременным диализом, лиофильную сушку целевого продукта.
Изобретение относится к переработке отходов свекловичного производства. Способ извлечения пектиновых веществ включает мойку сырья водой, измельчение, обработку ультразвуком, гидролиз и экстрагирование, осаждение пектиновых веществ и их очистку из пектинсодержащего экстракта этиловым спиртом.

Изобретение относится к технологии переработки семян льна и частично обезжиренного жома льняного семени. Получают водный экстракт полисахаридов путем экстрагирования при воздействии механических колебаний частотой 10-20 Гц, амплитуде 3-6 мм в течение 14-16 мин.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ производства пектинсодержащего продукта из зерна льна включает увлажнение зерна льна, его отволаживание и обработку ИК-лучами.

Изобретение относится к пищевой, фармацевтической и биохимической отраслям промышленности. Способ получения пектина включает экстракцию пектиносодержащих выжимок раствором пищевой или минеральной кислоты с рН 0,8-3,2 и гидромодулем 1:(15-45) в течение 1-6 часов при температуре 70-95°C, фильтрацию полученного экстракта, его очистку.

Изобретение относится к медицине, а именно к фармакологии, и описывает способ получения координационных соединений олигогалактуроновой кислоты с биогенными металлами (II).

Изобретения относятся к медицине, в частности к новому матриксному материалу для тканевой биоинженерии и регенеративной медицины и способам его получения. Матриксный материал разработан на основе растительного полисахарида - пектина со степенью этерификации не более 50% и белков внутриклеточного матрикса - коллагенов I и IV типов, который содержит указанные компоненты в следующих концентрациях: 0,5 - 2,0 вес.%, 0,1 - 1,5 вес.% и 0,01 - 0,5 вес.% соответственно.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ получения пектина предусматривает промывание перед гидролизом-экстракцией измельченного пектинсодержащего сырья питьевой водой в течение 0,5-1,5 ч при одновременном перемешивании 10-30 об/мин и t=40-60°C, разделение полученной смеси на твердую и жидкую фазы, смешивание твердой фазы с очищенной водой в соотношении 1:10-1:40.
Способ получения октагалактуронида включает кислотный гидролиз пектина с последующим отделением жидкой фазы от нерастворимого остатка пектина и выделением из нее октагалактуронида.
Способ получения гептагалактуронида включает кислотный гидролиз пектина с последующим отделением жидкой фазы от нерастворимого остатка пектина и выделением из нее гептагалактуронида.

Изобретение относится к электротехнической и целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в производстве электроизоляционных видов бумаги (преимущественно кабельной и трансформаторной) с повышенными электрофизическими свойствами, включая нагревостойкость.

Настоящее изобретение относится к производному гиалуроновой кислоты, способу его получения и применению в биомедицине. Предложено производное гиалуроновой кислоты согласно структурной формуле X или его гидратированная форма структурной формулы Y: ,где R представляет собой Н, тетра-C1-С6-алкиламмоний или металлический катион, молекулярная масса от 1 до 500 кДа.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены способы получения сиалированной сахарной цепи.

Группа изобретений относится к области медицины и фармацевтики, а именно к иммуностимулирующей композиции в форме геля, имеющей температуру плавления перехода геля в золь выше 37°C и включающей от 0,1 до 6% растворимого бета-глюкана, который получен из дрожжей и содержит основную цепь из β-(1,3)-связанных остатков глюкозы и боковые цепи, включающие два или более β-(1,3)-связанных остатков глюкозы, при этом боковые цепи присоединены к основной цепи β-(1,6)-связью, и по существу не содержит повторяющихся β-(1,6)-связанных остатков глюкозы; и гелеобразующий агент, который представляет собой карбоксиметилеллюлозу или геллановую камедь, а также к способу ее получения и применения для облегчения заживления раны или язвы, для лечения мукозита слизистой оболочки полости рта, для лечения рака и для обеспечения пролиферации клеток кожи in vitro.
Изобретение относится к способу получения окисленного декстрана. Способ предусматривает окисление водного раствора декстрана с молекулярной массой 20-75 кДа раствором перманганата калия в среде уксусной кислоты при нагревании, отстаивание и фильтрование раствора от примесей, выделение окисленного декстрана этанолом и сушку.

Изобретение относится к способу получения поперечно-сшитого геля полисахарида и применению его для длительного заполнения объемных дефектов кожи. В способе получают водный гель, содержащий полисахарид в поперечно-несшитой форме вместе с бифункциональным или многофункциональным эпоксидным сшивающим агентом, при температуре ниже 35°С.
Изобретение относится к химической, пищевой и фармацевтической промышленности. Способ получения пектина и целлюлозы из свекловичного жома включает гидролиз измельченного жома свеклы в присутствии соляной кислоты при нагревании, отжим твердой фазы, многоступенчатую экстракцию твердой фазы, осаждение пектина из жидких фаз с последующей его очисткой, обезвоживанием и сушкой пектина и целлюлозы.

Предложен полисахарид или его производное. Полисахарид обладает сродством к фиколину-3 и характеризуется наличием олигосахаридного повторяющегося блока общей формулы (I).

Изобретение относится к новым производным анионных полисахаридов, частично функционализированных по меньшей мере двумя вицинальными гидрофобными группами, причем указанные гидрофобные группы, являющиеся одинаковыми или разными, связаны с по меньшей мере трехвалентным радикалом или промежуточной группировкой.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены способы получения полимера, включающего фукозу, полимер, содержащий фукозу, и его применения.

Изобретение относится к способу получения композиции, содержащей липидный и белковый компоненты, имеющей в своем составе крупные липидные глобулы, предпочтительно покрытые полярными липидами, и к композициям, полученным таким образом.

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается получения пищевой добавки, предназначенной для использования в пищевых продуктах в качестве гелеобразователя, стабилизатора консистенции, загустителя, комплексообразователя, влагоудерживающего агента. Способ включает промывку яблок водой, гидролиз 0,0125 н. раствором соляной кислоты при соотношении массы нерастворимых сухих веществ яблок к массе раствора кислоты от 1:20 до 1:28 при температуре 98-100°С в течение 80-100 мин. Затем полученный пектинсодержащий раствор упаривают до массовой доли пектина 4-6. Пектин осаждают из раствора тремя объемами 96-го этилового спирта и сушат. Изобретение позволяет повысить выход целевого продукта 70-75 за счет более полного гидролиза протопектина, сократить расход энергии и спирта за счет проведения гидролиза с минимальным количеством воды. 2 ил., 3 пр.

Наверх