Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКТИНСАХАРОСОДЕРЖАЩИХ ПИЩЕВЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВОЛОКОН

Изобретение относится к способу получения пищевых волокон, включающих сахаросодержащий целлюлозопектиновый комплекс, получаемых из растительного сырья, в частности, из сахарной свеклы. Полученный продукт имеет широкое применение в пищевой промышленности при производстве кондитерской, хлебобулочной, консервной продукции, соусов, др.

Известен способ получения пектина и пищевых волокон из сахарной свеклы, включающий ее измельчение, промывание стружки анолитом, двукратную экстракцию промытой стружки анолитом, прессование проэкстрагированной массы с отделением жома и экстракта, концентрирование экстракта, осаждение из него пектина этиловым спиртом и сушку пектина, причем pH анолита для промывания стружки составляет 3,2-3,5, анолита для первой экстракции 6,4-6,6, анолита для второй экстракции 2,45-2,65, при этом жом промывают католитом с pH 7,5-8,0 и прессуют с отделением прессованного жома и промывной жидкости, при этом последнюю смешивают с экстрактом перед его концентрированном, а частицы прессованного жома подвергают измельчению до заданного размера, обезвоживанию и сушке с получением пищевых волокон (патент RU 2261868, опубл. 10.10.2005). Предложенный способ позволяет повысить эффективность использования сырья при получении пектина за счет дополнительного извлечения пищевых волокон хорошего качества, однако не позволяет получить сахаросодержащий продукт.

Известен способ получения пищевых волокон из свекловичного жома, предусматривающий извлечение сахара и удаление всех растворимых веществ путем промывки жома водой, дезинфекции и пробелки раствором перекиси водорода или озонированием или облучением (CS 270967, A23L 1/21, 1991). Недостатком этого способа является высокая себестоимость, а также образование веществ, которые неблагоприятно воздействуют на организм человека.

Известен способ получения пищевого волокна из жома свеклосахарного производства, включающий прессование жома, паровую обработку насыщенным паром с температурой 125-130°C в течение 15-20 минут. Обработанную растительную массу экстрагируют 3-5%-ным раствором перекиси водорода в течение 15-20 минут для пробеливания. После экстракции волокна прессуют до содержания сухих веществ 15,0-16,0%, сушат и измельчают до порошкообразного состояния (патент РФ №2175844, A23L 1/214, A23L 1/308, C13C 3/00, опубл. 20.11.2001). Высокотемпературная обработка позволяет устранить запах исходного сырья и решить проблему микробиологической чистоты продукта, однако приводит к разрушению пектина и снижению степени влагоудержания целлюлозных волокон.

Известен способ получения микрофибриллярных пектинсодержащих целлюлозных волокон, включающий запаривание фракции, полученной дроблением исходного сырья, с трехкратной отмывкой, и последующую отбелку с трехкратной отмывкой, с возможными дополнительными стадиями гомогенизации и инфракрасной конвективной сушки. Полученное вещество имеет широкое применение в пищевой и непищевой отраслях промышленности (патент RU 2501325, опубл. 20.12.2013). Данный способ отличается щадящими условиями обработки сырья с сохранением однородности структуры конечного продукта, не требует высокого уровня энергозатрат и других затрат на производство, однако не позволяет получить продукт с заявленными свойствами, а именно получаемый таким способом продукт не является сахаросодержащим.

Вышеперечисленные недостатки известных способов, каждый отдельно или все вместе, заключаются в снижении технологической эффективности, повышении стоимости производства, определенных сложностях при масштабировании производства, не позволяют получить продукт с заявленными свойствами.

Задачей изобретения является разработка экономичного, не требующего использования агрессивных токсичных реагентов способа получения пищевых пектинсахаросодержащих целлюлозных волокон, содержащих триединый сахаросодержащий целлюлозопектиновый комплекс, и характеризующихся следующей совокупностью существенных признаков:

1) безотходность производства;

2) отсутствие токсичных реагентов;

3) возможность замкнутого цикла водоснабжения;

4) отсутствие необходимости в специальных дорогостоящих технологиях водоподготовки;

5) высокая производительность за счет максимального использования сырья;

6) экологически безопасное производство;

7) минимальное количество технологических ступеней;

8) масштабируемость производства.

Технический результат изобретения заключается в улучшении качества готового продукта, обладающего совокупностью значимых характеристик:

1) обладает высокой пищевой ценностью за счет высокого содержания пектиновых веществ (25-30% к массе сухих веществ);

2) экологически безопасный продукт;

3) обладает пребиотическими свойствами;

4) обладает дезотоксической ценностью в связи с содержанием пектинов, целлюлоз, гемицеллюлоз, предотвращающих всасывание токсинов и радионуклидов;

5) обладает энтеросорбционной ценностью;

6) имеет высокую степень влагоудержания (показатель влагоудержания равен 13);

7) является регулятором реологии при производстве продуктов с требуемой вязкостью и консистенцией благодаря формированию сеточных структур за счет межмолекулярных связей;

8) полностью сохраняет свою структуру и свойства при определенных условиях сушки;

9) высушенный продукт является быстро восстанавливаемым.

Технический результат достигается тем, что исходное сырье промывают водой температурой 70-90°C, измельчают исходное сырье до определенного размера фракции с одновременным орошением стружки 30%-ным раствором лимонной кислоты, с обеспечением pH отжатого сока в пределах 4,0-4,5, отжимают до влажности пульпы 70-80%, производят сушку в сушильной установке, совмещающей инфракрасный и конвективный процессы, при температуре продукта в процессе всего периода сушки в пределах 32-40°C, влажности продуваемого воздуха при сушке продукта 10-15%.

Технический результат достигается за счет выбора оптимальных температурных и временных показателей технологических этапов.

Способ реализуется следующим образом.

При производстве пектинсахаросодержащих пищевых растительных волокон в качестве сырья предпочтительно используют сахарную свеклу. Исходное сырье очищают от зеленых листьев, подают на моечную машину для промывки, удаления остатков грунта, остатка зеленого пигмента. Промывку производят при температуре воды 70-90°C, предпочтительно 70-80°C, оптимально 75°C.

Тщательно отмытую свеклу подают на участок измельчения, одновременно с измельчением проводят орошение стружки 30% раствором лимонной кислоты, pH отжатого сока должно быть в пределах 4,0-4,5 в целях предотвращения разрушения пектина.

В результате кислотной обработки происходит консервация продукта, предотвращающая бактериальное обсеменение, а также предотвращающая процессы окисления, которые приводят к потемнению продукта. Размеры измельченной фракции: длина 5,0-20,0 мм, предпочтительно 15,0 мм, поперечное сечение 1-2,5 мм, предпочтительно 2 мм.

Измельченную фракцию подают на оборудование сокоотжима и проводят отжим до влажности пульпы 70-80%, предпочтительно 70-75%, оптимально 72%. Подкисленный сок подают в емкость для инверсии дисахаров, а отжатую пульпу - на участок ИК конвективной сушки.

Процесс сушки осуществляют до влажности продукта W=7-9%, предпочтительно 7-8,5%, оптимально 8,0%. При снижении влажности происходит терморазрушение пектиновых веществ, а при увеличении влажности уменьшается срок хранения продукта. При высокой влажности в процессе хранения начинается гидролиз сахаров и нарастание титра бактерий.

Оптимальным вариантом сушки для пектинсахаросодержащего целлюлозного продукта является сушильная установка, совмещающая инфракрасный и конвективный процессы. Температура продукта в процессе всего периода сушки должна быть в пределах 32-40°C, предпочтительно 35, оптимально 32. Влажность продуваемого воздуха при сушке продукта 10-15%.

В результате получают готовый продукт бледно-желтого цвета, в виде хлопьев, с общим содержанием сахаров в пересчете на абсолютно сухое вещество (АСС) до 67%, с массовой долей влаги не более 8,0%, с общим содержанием пектиновых веществ по АСС до 22-27%, содержанием минеральных примесей по АСС не более 1,5%.

Полученный продукт может быть подвергнут дополнительной стадии размола до однородного порошкообразного состояния, с дальнейшей фасовкой в бумажные мешки для гигроскопичных продуктов согласно ГОСТ 2226.

Порошкообразный готовый продукт может быть восстановлен до получения гидрогеля влажностью порядка 72% с содержанием АСС 1-5%.