способ производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома

Формула изобретения

Способ производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома, предусматривающий гидролиз последнего раствором перекиси водорода, экстракцию пектиновых веществ из гидролизованных волокон жома водой в экстракторе, отделение экстракта от проэкстрагированной массы волокон, сгущение экстракта вакуум-выпариванием до получения концентрата и его высушивание до порошкообразного состояния, отличающийся тем, что для гидролиза жома используют раствор с концентрацией перекиси водорода 3,5-4,0% и процесс проводят в течение 40-45 мин, при этом гидролизованную массу, содержащую волокна жома и раствор с остаточным содержанием перекиси водорода, без разделения подают в экстрактор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к переработке побочного продукта свеклосахарного производства - жома, с целью получения продукта пищевого назначения - сухого пектинового концентрата.

Известен способ производства пектинового концентрата (RU №2000713 С1, 15.10.93), предусматривающий измельчение корнеплодов сахарной свеклы, обработку острым паром при температуре 103-105°С в течение 7-8 минут, отделение сока от жома, его гидролиз и экстракцию пектиновых веществ из волокон жома пищевой органической кислотой, например лимонной или молочной, при рН 2,0-3,0 и температуре 38-42°С в течение 12-15 минут, отделение полученного экстракта, смешивание сока и экстракта, сгущение смеси путем вакуум-выпаривания при температуре 50-60°С до достижения содержания сухих веществ в полученном концентрате 58-60% и добавление в него пищевой органической кислоты до рН 3,0-4,0.

Недостатком этого способа является низкое содержание пектиновых веществ в готовом концентрате. Кроме того, распад сахарозы в результате кислотного гидролиза приводит к образованию большого количества красящих веществ, которые повышают цветность получаемого концентрата и ухудшают его чистоту. Практически все водорастворимые вещества сахарной свеклы переходят в готовый продукт, в том числе вредные для человека соли тяжелых металлов, пестициды, нитраты и др., и придают концентрату специфический свекловичный запах, привкус и темный цвет. Использование дорогостоящих пищевых органических кислот (лимонной, молочной) в значительной степени повышает себестоимость концентрата.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ производства пектинового концентрата из свекловичного жома (RU №2202621 С1, 20.04.2003), предусматривающий обработку жома острым паром с температурой 125-130°С в течение 15-20 минут, гидролиз последнего 2,0-2,5%-ным раствором перекиси водорода в течение 15-20 минут с последующим отделением раствора от гидролизованного жома, экстракцию пектиновых веществ водой с рН 5,5-6,0 при температуре 70-75°С, отделение экстракта, его сгущение вакуум-выпариванием до получения концентрата, а также возможное высушивание до порошкообразного состояния.

Недостатком этого способа является потемнение волокон свекловичного жома после обработки паром, что в дальнейшем приводит к повышенному расходу осветлителя - перекиси водорода. Кроме того, в процессе термообработки из жома механически вымывается и теряется часть содержащихся в нем пектиновых веществ. Наличие термообработки жома, мягкий режим гидролиза протопектина растительной ткани (малая концентрация перекиси водорода и недостаточная длительность процесса), а также промежуточное прессование перед экстракцией приводят к потере части пектиновых веществ и ухудшают товарный вид готового продукта.

Технический результат изобретения заключается в увеличении содержания пектиновых веществ в готовом продукте, повышении выхода, снижении его цветности и увеличении срока хранения.

Для достижения этого технического результата в предложенном способе производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома, предусматривающем гидролиз последнего раствором перекиси водорода, экстракцию пектиновых веществ из гидролизованных волокон жома водой в экстракторе, отделение экстракта от проэкстрагированной массы волокон, сгущение экстракта вакуум-выпариванием до получения концентрата и его высушивание до порошкообразного состояния. Для гидролиза жома используют раствор с концентрацией перекиси водорода 3,5-4,0% и процесс проводят в течение 40-45 минут, при этом гидролизованную массу, содержащую волокна жома и раствор с остаточным содержанием перекиси водорода, без разделения подают в экстрактор.

Способ поясняется технологической схемой, изображенной на чертеже.

Способ производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома заключается в следующем.

В качестве сырья используют сырой прессованный жом. Возможно также использование сухого жома, который предварительно промывают и замачивают для набухания и удаления посторонних примесей, образовавшихся в процессе сушки.

Гидролиз водонерастворимого протопектина до растворимых пектиновых веществ из растительной массы жома проводят 3,5-4,0%-ным раствором перекиси водорода. Процесс гидролиза осуществляют при рН среды 4,1-4,2, температуре 50-55°С в течение 40-45 минут в непрерывнодействующем шнековом аппарате.

При указанных параметрах процесса гидролиза в растительной ткани полностью разлагаются и выделяются из нее вещества, которые обусловливают специфический свекловичный запах и привкус готового продукта, происходит обесцвечивание, глубокая стерилизация и дезодорация растительных волокон, увеличивается на 5-7% степень гидролиза протопектина (переход нерастворимого протопектина в водорастворимый пектин) и соответственно выход водорастворимых пектиновых веществ.

После окончания процесса гидролиза всю полученную гидролизованную массу, содержащую волокна жома и раствор с остаточным содержанием 0,6-0,8% Н₂О ₂, без разделения подают в экстрактор. Процесс экстракции водорастворимых веществ, в том числе пектиновых, проводят в экстракторе при перемешивании с использованием деминерализованной воды с рН 5,5-6,0 (гидромодуль 1:5), при температуре процесса 70-75°С в течение 65-70 минут.

Отпрессованную твердую фазу (осветленную растительную массу) направляют на производство пищевой добавки - осветленных свекловичных волокон.

Отделенный от твердой фазы прессованием экстракт сгущают в вакуум-аппарате при температуре 60-65% до получения концентрата с содержанием сухих веществ (СВ) 8-10%.

Далее концентрат высушивают при температуре 60-62°С в фонтанирующей сушилке до получения сухого порошкообразного пектинового концентрата с содержанием сухих веществ (СВ) 90-98%.

Сухой пектиновый концентрат представляет собой порошкообразный продукт светло-бежевого цвета без специфического свекловичного запаха и привкуса, который содержит:

- 14-15% водорастворимого свекловичного пектина со степенью этерификации не более 34%;

- 2,5-3,0% водорастворимой целлюлозы и гемицеллюлозы;

- 6,5-7,0% восстанавливающих сахаров;

- до 70% спирторастворимых веществ (арабан, галактан, бетаин, сапонин и др.).

Предлагаемый способ производства сухого пектинового концентрата из свекловичного жома по сравнению с известным способом обеспечивает: повышение выхода конечного продукта на 5-7%; содержание в нем водорастворимых пектиновых веществ - 14% по сравнению с 5,2% в сгущенном жидком концентрате; его высокую комплексообразующую способность - 10,9 мг Pb⁺²/1 г и соответственно 7,0 мг Pb⁺² /1 г в прототипе; снижение цветности на 20-30% в пересчете на 100 частей сухих веществ. Значительно упрощается технологический процесс получения концентрата, что приводит к снижению энергозатрат на его производство.

Сухой пектиновый концентрат по сравнению со сгущенным жидким более транспортабелен, не требует дорогостоящего консерванта при хранении, имеет практически в 2 раза больший срок годности.

Предлагаемый концентрат может быть использован в качестве профилактической биологически активной добавки в продуктах питания населения на всей территории РФ, но особое значение он приобретает в зонах экологического загрязнения радиоактивными и тяжелыми металлами. Возможно использование концентрата в пищевой промышленности в качестве добавки при изготовлении широкого ассортимента продукции, в том числе лечебно-профилактического назначения.

Сухой пектиновый концентрат может выпускаться в виде порошка, гранул или таблеток.

Пример.

100 кг свежего прессованного жома подвергают гидролизу 3,5%-ным водным раствором перекиси водорода в течение 40 минут при температуре 50°С в шнековом непрерывнодействующем аппарате.

По окончании процесса гидролиза протопектина осветленные свекловичные волокна с образовавшимся комплексом водорастворимых веществ и остатком непрореагировавшей перекиси водорода (концентрация 0,7%) направляют в экстрактор, в котором процесс экстрагирования водорастворимых веществ осуществляют с использованием деминерализованной воды с рН 5,5 (гидромодуль 1:5) при температуре процесса 75°С в течение 65 минут.

После экстракции растительную массу прессуют в шнековом прессе до содержания сухих веществ в жидкой фазе (экстракте) 16%. Отпрессованную осветленную массу используют для производства пищевой добавки - пищевых свекловичных волокон.

Полученный экстракт направляют в вакуум-аппарат для предварительного сгущения до содержания сухих веществ 10% и далее в фонтанирующую сушилку, где происходит процесс сушки при температуре 60°С до получения порошкообразного пектинового концентрата.

Сухой пектиновый концентрат имеет следующие физико-химические показатели: содержание сухих веществ 98%, в том числе водорастворимого пектина - 14%; восстанавливающих моносахаров - 7%; растворимых форм целлюлозы и гемицеллюлозы - 3,5%; зольность - 3,2%; рН водной вытяжки - 4,2; комплексообразующая способность - 10,9 мг Pb²⁺ на 1 г; содержание балластных веществ (спирторастворимая фракция) - 69%. Концентрат имеет светло-бежевый цвет, без специфического свекловичного запаха и привкуса.

Пектиновые вещества концентрата содержат: свободных карбоксильных групп - 7,2%; этерифицированных карбоксильных групп - 3,7%; общее содержание карбоксильных групп - 10,9%; степень этерификации - 34%.