Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКТОВ ИЗ СУШЕНОГО ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам переработки сушеных плодов и ягод (или их смесей) для получения полуфабрикатов (экстрактов), используемых при производстве безалкогольных и спиртосодержащих напитков.

Известен способ приготовления напитка из сухофруктов, купажированного с сахаром и лимонной кислотой, включающий такие основные стадии, как сортировку и замачивание сухофруктов в воде, кипячение (до 30 мин) с последующим купажированием полученного отвара с сахарным сиропом и лимонной кислотой, и последующее настаивание (аналог) [Сборник технических нормативов. Сборник рецептур на продукцию общественного питания /составитель М.Л. Могильный. - М.: ДеЛи плюс, 2011. - С. 258]. При этом органолептические показатели полученного напитка в большей степени зависят от насыщенности исходного отвара, полноты извлечения вкусовых и ароматических веществ из исходного сушеного сырья.

Недостатком данного способа является продолжительное кипячение сухофруктов (до 30 мин), сопровождающееся разрушением термолабильных и ароматических веществ и высокими энергозатратами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ производства экстрактов сушеных плодов и/или ягод, сущность которого состоит в том, что подготовленные сушеные плоды измельчают до размера частиц от 0,1 до 0,3 см с последующим вальцеванием массы со скоростью вращения вальцов в начале процесса 20 об/мин и в конце 200 об/мин, экстрагирование осуществляют путем помещения массы в нагретую до температуры кипения воду в течение 7-15 ч, а полученный экстракт концентрируют до содержания сухих веществ от 57 до 70% в готовом продукте [SU 1294331. Бюл. №9, 07.03.87, A23L 1/212].

Недостатками данного способа являются значительные энерго- и трудозатраты на подготовку сырья к экстрагированию, высокая продолжительность процесса, сложность очистки полученного экстракта от мелкодисперсных взвесей, что приводит к появлению осадка в готовом продукте.

Техническим результатом предлагаемого способа является сокращение продолжительности экстрагирования и понижение температуры процесса до 50-60°C за счет наложения на обрабатываемую систему низкочастотных механических колебаний, создаваемых вибрационной тарелкой, размещенной в рабочем объеме аппарата, и имеющих частоту 10-20 Гц, при амплитуде 6-12 мм, что также способствует сохранению в нативном виде биологически активных веществ, в том числе термолабильных.

Этот результат достигается тем, что при наложении на систему низкочастотных механических колебаний с заданной частотой и имплитудой в рабочем объеме аппарата создается гидродинамический режим, характеризующийся знакопеременным движение обрабатываемой среды - суспензии из заранее измельченного сушеного плодово-ягодного сырья и экстрагента (воды), при котором обеспечивается высокая скорость образования коротких кавитационных волн и вихрей при прохождении суспензии через отверстия перфорации вибрационной тарелки. Данный гидродинамический режим сопровождается ударными (сжимающими) воздействиями на обрабатываемую систему в фазе сжатия и растягивающими усилиями в фазе растяжения, что формирует разнообразные воздействия на обрабатываемую систему «твердое тело - жидкость», которые можно свести к следующим эффектам: ускорение процессов смачивания и проникновения жидкости в поры и капилляры твердой фазы; измельчение твердой фазы; увеличение скорости обновления поверхности контакта фаз; ускорение процессов массоотдачи и массопереноса за счет уменьшения толщины пограничного слоя; локальное повышение температуры в результате поглощения системой механической энергии при высокоскоростном прохождении жидкости через отверстия вибрационной тарелки.

Экстрагирование сушеного плодово-ягодного сырья в условиях наложения на обрабатываемую систему низкочастотных механических колебаний, проводимое при температуре 50-60°C, обеспечивает сокращение продолжительности процесса при повышении выхода сухих растворимых веществ и сохранении в нативном виде биологически активных веществ, в том числе термолабильных.

Способ реализуется следующим образом.

Предварительно измельченные до размера частиц 4-6 мм сушеные плоды и/или плодово-ягодные смеси загружают в аппарат под перфорированную вибрационную тарелку. Смесь заливают экстрагентом (вода), имеющим температуру от +50°C до +60°C, при соотношении твердой и жидкой фаз 1:10. Включают привод экстрактора, который обеспечивает передачу вибрационной тарелке гармонических колебаний в диапазоне частот 10-20 Гц, при амплитуде 6-12 мм. Продолжительность экстрагирования составляет 12-14 мин. После чего суспензия разделяется на ситах или центрифуге на жидкую (экстракт) и твердую фазы. Полученный экстракт может использоваться как основа для производства безалкогольных и спиртосодержащих напитков или концентрироваться под вакуумом.

Пример 1

Предварительно измельченные до размера частиц 4-6 мм сушеные яблоки, загружают в аппарат под перфорированную вибрационную тарелку и заливают экстрагентом (водой) температурой 50°C. Соотношение твердой и жидкой фаз составляет 1:10. Вибрационная тарелка совершает гармоническое колебательное движение с частотой 20 Гц и амплитудой 6 мм. Равновесная концентрация сухих растворимых веществ в экстракте при данных условиях достигнута после 14 мин проведения процесса и составила 6,8 мас.%, что на 23% больше по сравнению с прототипом. В связи с сокращением продолжительности и температуры проведения процесса наблюдается снижение потерь термолабильных веществ, таких как витамин С в 5,5 раз и полифенолы на 29% по сравнению с прототипом, значения которых приведены ниже:

По окончании процесса полученная суспензия разделяется на центрифуге на жидкую (экстракт) и твердую фазы. Полученный экстракт используется как основа для производства безалкогольных и спиртосодержащих напитков или концентрируется под вакуумом.

Пример 2

Предварительно измельченную до размера частиц 4-6 мм плодово-ягодную смесь (сушеные яблоки 28%, курага 16%, чернослив 10%, изюм 46%) загружают в аппарат под перфорированную вибрационную тарелку и заливают экстрагентом (водой) температурой 55°C. Соотношение твердой и жидкой фаз составляет 1:10. Вибрационная тарелка совершает колебательное движение с частотой 15 Гц и амплитудой 9 мм. Равновесная концентрация сухих растворимых веществ в экстракте при данных условиях достигнута после 12 мин проведения процесса и составила 7,4 мас.%, что на 10% больше по сравнению с прототипом. В связи с сокращением продолжительности и температуры проведения процесса наблюдается снижение потерь термолабильных веществ, таких как витамин С в 6,4 раза и полифенолы на 17% по сравнению с прототипом, значения которых приведены ниже:

По окончании процесса полученная суспензия разделяется на центрифуге на жидкую (экстракт) и твердую фазы. Полученный экстракт используется как основа для производства безалкогольных и спиртсодержащих напитков или концентрируется под вакуумом.

Пример 3

Предварительно измельченную до размера частиц 4-6 мм плодово-ягодную смесь (курага 38%, чернослив 46%, шиповник 16%), загружают в аппарат под перфорированную вибрационную тарелку и заливают экстрагентом (водой) температурой 60°C. Соотношение твердой и жидкой фаз составляет 1:10. Вибрационная тарелка совершает колебательное движение с частотой 10 Гц и амплитудой 12 мм. Равновесная концентрация сухих растворимых веществ в экстракте при данных условиях достигнута после 14 мин проведения процесса и составила 6,9% масс, что на 22% больше по сравнению с прототипом. В связи с сокращением продолжительности и температуры проведения процесса наблюдается снижение потерь термолабильных веществ, таких как витамин С в 6,5 раз и полифенолы на 30% по сравнению с прототипом, значения которых приведены ниже:

По окончании процесса полученная суспензия разделяется на центрифуге на жидкую (экстракт) и твердую фазы. Полученный экстракт используется как основа для производства безалкогольных и спиртосодержащих напитков или концентрируется под вакуумом.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить полный выход экстрактивных веществ за 12-14 мин при температуре 50-60°C, снизив потери термолабильных и ароматических веществ, а также энергозатраты на создание и поддерживание высоких температур при проведении процесса экстрагирования.