Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВОГО ПЕКТИНОВОГО ЭКСТРАКТА

Изобретение относится к способам выделения пектина из растительного сырья, а именно к технологии получения пектинового экстракта.

Известен способ получения пектина и пектинового экстракта из свекловичного жома с использованием соляной кислоты в качестве гидролизующего агента, предусматривающий измельчение свекловичного жома, гидратацию - набухание сырья, гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ раствором соляной кислоты при температуре 70°С, осаждение пектина из пектинового экстракта с помощью спирта, прессование, измельчение и очистку полученного осадка [Донченко Л.В., Фирсов Г.Г. Технология пектина и пектинопродуктов. - Краснодар: КГАУ, 2006. - 279 с.].

Недостатком этого способа является невозможность получения пищевого пектинового экстракта вследствие использования неорганической соляной (непищевой) кислоты.

Известен также способ получения пектина из корзинок-соцветий подсолнечника с использованием щавелевой кислоты в качестве гидролизующего агента, который предусматривает следующие операции: измельчение корзинок-соцветий подсолнечника и их высушивание, обработку сырья раствором ферментного препарата, гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ раствором щавелевой кислоты, осаждение пектина из пектинового экстракта с помощью спирта, прессование, измельчение и очистку полученного осадка, высушивание, измельчение и просеивание готового пектина (патент на изобретение, МПК 6 С08В 37/06, А23L 1/0524, «Способ получения пектина из корзинок подсолнечника» авт. Донченко Л.В. Родионова Л.Я., Соболь И.В.).

Недостатком этого способа является невозможность получения пищевого ПЭ вследствие использования щавелевой кислоты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ получения пектина из свекловичного жома и яблочных выжимок (патент RU №2010540, 15.04.1994). Способ включает приготовление купажной смеси из свекловичного жома и яблочных выжимок, внесение в смесь фосфата целлюлозы, набухание смеси в водном растворе уксусной кислоты, промывку водой; гидролиз смесью, содержащей растворы соляной и уксусной кислот, куда дополнительно вводят предварительно нагретую и выдержанную при 90-95°С в течение 15-25 мин молочную сыворотку с кислотностью 290-300°Т. Далее гидролизат отделяют, охлаждают и нейтрализуют. Затем проводят осаждение пектина 96%-ным этиловым спиртом, его очистку и сушку. На выходе получают сухой пищевой пектин.

Недостатком этого способа является невозможность получения пищевого пектинового экстракта вследствие использования неорганической соляной (непищевой) кислоты.

Техническим результатом заявляемого способа является получение пищевого пектинового экстракта из сухого свекловичного жома с хорошими органолептическими показателями путем использования для гидролиза молочной сыворотки и ферментов, сокращение временных и энергетических затрат.

Технический результат достигается тем, что в способе получения пектинового экстракта, включающем набухание исходного сырья в жидкой среде, промывку водой, гидролиз, отделение гидролизата, его охлаждение, согласно изобретению в качестве исходного сырья используют сухой свекловичный жом, набухание которого осуществляют водой с температурой 30-40°С при соотношении 1:20 в течение 30-40 минут, полностью набухший жом отжимают и промывают 2 раза холодной водой, после чего промытый жом заливают 0,5-2,0%-ным раствором ферментного препарата, обладающего высокой целлюлолитической активностью, при этом массовое соотношение свекловичного жома и ферментного препарата выбирают в пределах 1:(13-15), выдержку смеси осуществляют при температуре 40-42°С в течение 1-2 часов при постоянном перемешивании, затем смесь разделяют, полученный жом заливают молочной сывороткой в соотношении 1:(13-15) и проводят гидролиз-экстрагирование в течение 2-2,5 часов при температуре 95-98°С при постоянном перемешивании, полученный гидролизат фильтруют, а после охлаждения осуществляют фасовку конечного продукта. В качестве сырья используют сухой свекловичный жом, являющийся отходом сахарного производства, широко развитого в Краснодарском крае. Набухание сухого свекловичного жома в воде при температуре 30-40°С происходит в наиболее сжатые сроки, что позволяет сократить временные и энергетические затраты на производстве. Набухание жома в течение 30-40 мин позволяет сократить временные и энергетические затраты на производстве и наиболее полно насытить свекловичный жом влагой. А соотношение сухого свекловичного жома и воды 1:20 позволяет сырью наиболее полно впитать воду и сократить затраты воды в производстве.

Двукратная промывка холодной водой обеспечивает удаление остатков растворимых углеводов, а также ароматических и красящих веществ, являющихся балластными по отношению к пектину.

Последующая заливка промытого свекловичного жома раствором ферментного препарата с концентрацией от 0,5-2,0%, обладающего высокой целлюлолитической активностью (например, Целловиридин), позволяет ферментам разрушить связи между целлюлозой и протопектином, облегчая последующий переход последнего в растворимое состояние, позволяет удалить красящие и ароматические вещества, придающие готовому продукту посторонние вкус и аромат. Внесение более или менее концентрированного раствора фермента по сравнению с оптимумом не позволяет получить качественного продукта, т.к. в конечном пектиновом экстракте присутствует сильный аромат и привкус сырой свеклы, жидкость получается мутного цвета.

Массовое соотношение свекловичного жома и раствора ферментного препарата выбирают в пределах 1:(13-15), поскольку именно при этом соотношении обеспечивается наибольший выход пектиновых веществ и достигаются наилучшие органолептические показатели пектинового экстракта.

Выдержку смеси осуществляют при температуре 40-42°С, т.к. эта температура является оптимальной для действия целлюлолитических ферментов, а продолжительность выдерживания в течение 1-2 часов обеспечивает максимальное удаление балластных веществ.

Проведение гидролиза-экстрагирования при температуре 95-98°С позволяет наиболее качественно провести процесс гидролиза. С повышением температуры возрастает коэффициент диффузии, но чрезмерное повышение температуры вызывает деградацию пектиновых веществ, вследствие чего ухудшаются органолептические показатели пектинового экстракта. При температуре ниже предлагаемой гидролиз идет медленнее, что существенно увеличивает продолжительность процесса.

Оптимальный выход пектиновых веществ в экстракт обнаруживается при соотношении жом : молочная сыворотка - 1:(13-15). При меньшем соотношении переход пектиновых веществ в экстракт осложняется и не обеспечивается на должном уровне. При увеличении соотношения сверх оптимального концентрация пектиновых веществ в растворе уменьшается, а в технологическом цикле увеличивается расход молочной сыворотки и энергии.

Продолжительность гидролиза-экстрагирования в течение 2-2,5 часов при постоянном перемешивании является оптимальной. С сокращением длительности цикла менее 2 часов сокращается количество экстрагируемых пектиновых веществ, а увеличение продолжительности цикла снижает выход пектиновых веществ, а также увеличивает энергозатраты.

Использование молочной сыворотки в качестве гидролизующего агента объясняется пищевым назначением пектинового экстракта и позволяет получить пищевой продукт с улучшенной органолептической оценкой, придать ему приятный молочный вкус. Получение пищевого продукта обусловлено также тем, что сыворотка содержит от 0,8 до 1% сывороточных белков, которые характеризуются высокой биологической ценностью, обусловленной оптимальным набором и сбалансированностью жизненно необходимых аминокислот. Кроме того, молочная сыворотка богата витаминами группы В, в ней также содержатся витамины С, А и Е, никотиновая кислота, холин, биотин, ценные минеральные вещества (K, Са, Mg, Р).

После фильтрования и охлаждения получают готовый пищевой пектиновый экстракт.

Полученный по описанной технологии пищевой свекловичный пектиновый экстракт представляет гигиенический продукт с повышенными биологическими свойствами.

Получение пищевого пектинового экстракта путем применения молочной сыворотки осуществляют следующим образом.

Проводят набухание сухого свекловичного жома водой с температурой 30-40°С при соотношении 1:20 в течение 30-40 минут. Далее полностью набухший жом отжимают и дважды промывают холодной водой. После чего промытый жом заливают 0,5-2,0%-ным раствором ферментного препарата, обладающего высокой целлюлолитической активностью. При этом массовое соотношение свекловичного жома и ферментного препарата выбирают в пределах 1:(13-15). Выдержку смеси осуществляют при температуре 40-42°С в течение 1-2 часов при постоянном перемешивании. Затем смесь разделяют. Полученный жом заливают молочной сывороткой в соотношении 1:(13-15) и проводят гидролиз-экстрагирование в течение 2-2,5 часов при температуре 95-98°С при постоянном перемешивании. После этого проводят отделение гидролизата, его фильтрацию и охлаждение. Затем целевой продукт фасуют.

Примеры осуществления способа получения пищевого пектинового экстракта.

Пример 1. Сухой свекловичный жом заливают водой t=40°C в соотношении 1:20, выдерживают 40 мин при периодическом перемешивании. Затем набухший жом отжимают, промывают 2 раза холодной водой. Промытый жом заливают 0,5%-ным раствором целловиридина в соотношении 1:13 и выдерживают при t=42°C в течение 2 часов при постоянном перемешивании. Затем смесь разделяют. Свекловичный жом заливают молочной сывороткой в соотношении 1:13 и проводят гидролиз-экстрагирование при t=95°C в течение 2 часов при постоянном перемешивании. Затем смесь разделяют, полученный экстракт фильтруют и отправляют на расфасовку после охлаждения.

Пример 2. Сухой свекловичный жом заливают водой t=30°C в соотношении 1:20, выдерживают 40 мин при периодическом перемешивании. Затем набухший жом отжимают, промывают 2 раза холодной водой. Промытый жом заливают 1,0%-ным раствором целловиридина в соотношении 1:15 и выдерживают при t=40°C в течение 1,5 часов при постоянном перемешивании. Затем смесь разделяют. Свекловичный жом заливают молочной сывороткой в соотношении 1:15 и проводят гидролиз-экстрагирование при t=98°C в течение 2 часов при постоянном перемешивании. Затем смесь разделяют, полученный экстракт фильтруют и отправляют на расфасовку после охлаждения.

Пример 3. Сухой свекловичный жом заливают водой t=40°C в соотношении 1:20, выдерживают 30 мин при периодическом перемешивании. Затем набухший жом отжимают, промывают 2 раза холодной водой. Промытый жом заливают 2,0%-ным раствором целловиридина в соотношении 1:15 и выдерживают при t=42°C в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Затем смесь разделяют. Свекловичный жом заливают молочной сывороткой в соотношении 1:15 и проводят гидролиз-экстрагирование при t=95°C в течение 2,5 часов при постоянном перемешивании. Затем смесь разделяют, полученный экстракт фильтруют и отправляют на расфасовку после охлаждения.

Полученные пищевые пектиновые экстракты оценивали по показателям качества: внешнему виду, цвету, вкусу и запаху. Полученные экстракты по внешнему виду были прозрачной светло-желтой жидкостью, без осадка, со слабым опалесцирующим эффектом. Вкус солоновато-кислый, аромат приятный, характерный для молочной сыворотки.

Готовый пищевой пектиновый экстракт содержит массовую долю пектиновых веществ не менее 4,0%, массовую долю сухих веществ 5,4%, имеет комплексообразующую способность по свинцу 210 Рb⁺²/г пектина.

Таким образом, технический результат достигается только при сочетании заявленных параметров процесса получения пищевого свекловичного пектинового экстракта.

Положительный эффект при реализации разработанного способа заключается в том, что переработка сухого свекловичного жома обеспечивает безотходную технологию переработки сахарной свеклы в течение года или нескольких месяцев с начала сезона; в придании целевому продукту потребительских качеств за счет применения в качестве гидролизующего агента молочной сыворотки и использования ферментных препаратов.