способ производства плодово-фруктового пюре

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.