способ получения молочно-растительного экстракта из клубней якона

Формула изобретения

Способ получения молочно-растительного экстракта из клубней якона, характеризующийся тем, что он включает мойку клубней якона, их измельчение до размера частиц от 1 до 1,5 мм, сушку до массовой доли сухих веществ 93-94%, экстрагирование и центрифугирование, в качестве экстрагента физиологически ценных компонентов из клубней якона используют ультрафильтрат творожной сыворотки, а экстрагирование проводят в две стадии при постоянном перемешивании на вибросмесителе: на первой стадии физиологически ценные компоненты экстрагируют ультрафильтратом творожной сыворотки из клубней якона, на второй стадии - из оставшегося жома при продолжительности экстрагирования 50-60 мин, температуре 40-60°С, рН экстрагента 4-5, при соотношении клубней якона или жома и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:4-1:6, экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 20-22%, жом заливают ультрафильтратом творожной сыворотки, взятыми в соотношении 1:4-1:6, и после экстрагирования отделяют экстракт от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 18-20%, экстракты смешивают, пастеризуют при 72-74°С, выдерживают в течение 10-20 с и охлаждают до 2-6°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой, в частности молочной, промышленности и может использоваться в качестве пищевой добавки - подсластителя - для производства молокосодержащих функциональных продуктов (безалкогольных газированных напитков, мороженого, пудингов, желе, муссов и т.д.).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения порошкообразного полуфабриката из клубней якона, включающий следующие основные стадии: промывку клубней якона, измельчение на ломтики толщиной 1 мм и сушку инфракрасными лучами в сушильном шкафу. Остаточная влажность получаемого порошкообразного полуфабриката не превышает 6-7% [Корнеева О.С., Омельченко О.М., Кононков П.Ф. Исследование процесса сушки нетрадиционного инулинсодержащего сырья // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2001. - №1. - С.42-43].

Недостатком способа является невысокая эффективность извлечения пищевых компонентов, невысокая пищевая и биологическая ценность полуфабриката, а также необходимость дополнительной подготовки при его дальнейшем использовании.

Технической задачей изобретения является разработка способа получения молочно-растительного экстракта из клубней якона, повышение эффективности извлечения питательных веществ - аминокислот, редуцирующих сахаров, инулина, витаминов, минеральных веществ, повышение пищевой и биологической ценности, а также отсутствие дополнительной подготовки при его дальнейшем использовании.

Для решения технической задачи изобретения предложен молочно-растительный экстракт, характеризующийся тем, что он включает мойку клубней якона, их измельчение до размера частиц от 1 до 1,5 мм, сушку до массовой доли сухих веществ 93 - 94%, экстрагирование и центрифугирование, в качестве экстрагента физиологически ценных компонентов из клубней якона используют ультрафильтрат творожной сыворотки, а экстрагирование проводят в две стадии при постоянном перемешивании на вибросмесителе: на первой стадии физиологически ценные компоненты экстрагируют ультрафильтратом творожной сыворотки из клубней якона, на второй стадии - из оставшегося жома при продолжительности экстрагирования 50-60 мин, температуре 40-60°С, рН экстрагента 4-5, при соотношении клубней якона или жома и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:4-1:6, экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 20-22%, жом заливают ультрафильтратом творожной сыворотки, взятыми в соотношении 1:4-1:6, и после экстрагирования отделяют экстракт от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 18-20%, экстракты смешивают, пастеризуют при 72-74°С, выдерживают в течение 10-20 с и охлаждают до 2-6°С.

Технический результат заключается в разработке способа получения молочно-растительного экстракта из клубней якона, обеспечивающего повышение эффективности извлечения питательных веществ - аминокислот, редуцирующих сахаров, инулина, витаминов, минеральных веществ, повышение пищевой и биологической ценности, а также отсутствие дополнительной подготовки при его дальнейшем использовании.

Двухстадийное экстрагирование позволяет наиболее полно извлекать практически все питательные вещества из клубней якона.

Способ осуществляется по следующей методике.

Клубни якона моют в проточной воде, измельчают до размера частиц от 1 до 1,5 мм и сушат до массовой доли сухих веществ 93- 94%, экстрагирование физиологически ценных компонентов из клубней якона проводят в две стадии при постоянном перемешивании на вибросмесителе, экстрагент - ультрафильтрат творожной сыворотки. На первой стадии физиологически ценные компоненты экстрагируют ультрафильтратом творожной сыворотки из клубней якона, соотношение фаз 1:4-1:6, на второй стадии - из оставшегося жома при продолжительности экстрагирования 50-60 мин, температуре 40-60°С, рН экстрагента 4-5, при соотношении клубней якона или жома и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:4-1:6, экстракт отделяют от жома центрифугированием при частоте вращения 6000 об/мин в течение 20 мин, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 20-22%, жом заливают ультрафильтратом творожной сыворотки, перемешивают и после экстрагирования отделяют экстракт от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 18-20%, экстракты смешивают, пастеризуют при 72-74°С, выдерживают в течение 10-20 с и охлаждают до 2-6°С.

В экстракте определяют аминокислотный состав методом капиллярного электрофореза, редуцирующие сахара и инулин - методом Бертрана, минеральные соединения (макроэлементы - кальций, фосфор) - титриметрически, витамины (В₁ В₂, Е) - в соответствии с ГОСТами Р 50929-96 и Р 50928-96, лактозу - поляриметрически.

В экстракте массовая доля сухих веществ составляет 20-22%; в нем содержатся, г/100 г: аминокислоты 0,24; редуцирующие сахара (глюкоза и фруктоза) 0,22; инулин 0,11; минеральные соединения (кальций 0,16, фосфор 0,08); витамины (B₁ 0,000029, В ₂ 0,00015; Е 0,00021), лактоза 7,3.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Клубни якона моют, измельчают до размера частиц 1 мм и сушат до массовой доли сухих веществ 93%. Экстрагирование физиологически ценных компонентов из клубней якона проводят в две стадии при постоянном перемешивании на вибросмесителе, экстрагент - ультрафильтрат творожной сыворотки. На первой стадии физиологически ценные компоненты экстрагируют ультрафильтратом творожной сыворотки из клубней якона, на второй стадии - из оставшегося жома при продолжительности экстрагирования 40 мин, температуре 50°С, рН экстрагента 4, соотношение клубней якона или жома и ультрафильтрата творожной сыворотки 1: 4, экстракт отделяют от жома центрифугированием при частоте вращения 6000 об/мин в течение 20 мин, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 21%, жом заливают ультрафильтратом творожной сыворотки и после экстрагирования отделяют экстракт от жома центрифугированием, при этом получают экстракт с массовой долей сухих веществ 18%, экстракты смешивают, пастеризуют при 72°С, выдерживают в течение 10 с и охлаждают до 2°С. Способ осуществим. Результаты анализа приведены в табл.1.

Пример 2

Способ осуществляют аналогично примеру 1, но клубни якона измельчают до размера частиц 1,5 мм и сушат до массовой доли сухих веществ 94%. Экстрагирование физиологически ценных компонентов из клубней якона проводят в две стадии при постоянном перемешивании на вибросмесителе, экстрагент - ультрафильтрат творожной сыворотки. На первой стадии физиологически ценные компоненты экстрагируют ультрафильтратом творожной сыворотки из клубней якона, на второй стадии - из оставшегося жома при продолжительности экстрагирования 60 мин, температуре 60°С, рН экстрагента 5, соотношение клубней якона или жома и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:6, экстракт отделяют от жома центрифугированием при частоте вращения 6000 об/мин в течение 20 мин, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 22%, жом заливают ультрафильтратом творожной сыворотки и после экстрагирования отделяют экстракт от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 19%, экстракты смешивают, пастеризуют при 74°С, выдерживают в течение 20 с и охлаждают до 6°С. Способ осуществим. Результаты анализа приведены в табл.1.

Пример 3

Способ получения молочно-растительного экстракта из клубней якона осуществляют согласно примеру 1. На первой стадии физиологически ценные компоненты экстрагируют ультрафильтратом творожной сыворотки из клубней якона, на второй стадии - из оставшегося жома при продолжительности экстрагирования 50 мин, температуре 55°С, рН экстрагента 4,6, соотношение клубней якона или жома и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:5.

Как видно из примеров 1-3 и табл.1, положительный эффект по предлагаемому способу достигается при двухстадийном экстрагировании физиологически ценных компонентов клубней якона ультрафильтратом творожной сыворотки при рН 4-5, соотношении клубней якона или жома и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:4-1:6 и 50-60°С в течение 40-60 мин. При изменении соотношения объемов твердой и жидкой фаз за пределы указанного интервала снижается массовая доля сухих веществ в экстракте, эффективность экстрагирования уменьшается. При уменьшении или увеличении рН ультрафильтрата творожной сыворотки снижается массовая доля сухих веществ в экстракте. Температура экстрагирования выше 60°С приводит к разрушению витаминного комплекса, в экстракте снижается массовая доля сухих веществ. Экстрагирование при температуре ниже 50°С снижает массовую долю сухих веществ в экстракте. Уменьшение продолжительности экстрагирования до 20 мин также приводит к снижению содержания сухих веществ в экстракте. При увеличении продолжительности экстрагирования до 60 мин массовая доля сухих веществ в экстракте не изменяется, следовательно, увеличение продолжительности процесса нецелесообразно.

Таким образом, предлагаемый способ получения молочно-растительного экстракта из клубней якона по сравнению с прототипом позволяет (табл.2):

- повысить эффективность извлечения питательных веществ - аминокислот, редуцирующих сахаров, инулина, витаминов, минеральных веществ;

- объединить ценные компоненты молочного и растительного сырья и получить пищевую композицию, наиболее полно отвечающую современным концепциям рационального питания.

Экстракт физиологически ценных компонентов клубней якона снижает энергетическую ценность продуктов, улучшает функциональные возможности иммунной системы, обладает глипогликемическими свойствами, эффективен при лечении желудочных заболеваний и диабета, повышает биоэнергетические возможности организма. Применение ультрафильтрата творожной сыворотки в качестве экстрагента позволяет объединить ценные компоненты молочного и растительного сырья и получить пищевую композицию, наиболее полно отвечающую современным концепциям рационального питания.

Таблица 1 Примеры осуществления способа
Номер примера	рН экстрагента	Температура экстрагирования, °С	Продолжительность экстрагирования, мин	r	Массовая доля сухих веществ в экстракте, %	Эффективность экстрагирования
1	4	50	40	1:4	21,4	допустимая
2	6	60	60	1:6	22,2	допустимая
3	4,6	55	50	1: 5	20,2	допустимая

Таблица 2
Сравнение прототипа и предлагаемого способа
Параметр	Прототип	Предлагаемый способ
Содержание инулина	присутствует	присутствует
Содержание физиологически ценных компонентов ультрафильтрата (лактоза, молочная кислота, аминокислоты, витамины, минеральные вещества)	отсутствует	присутствует