СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКТИНОСОДЕРЖАЩЕГО САХАРА Российский патент 1994 года по МПК C13F3/00 A23L1/524 

Изобретение относится к производству пектиносодержащих продуктов, а именно к способу получения сухого пектиносодержащего сахара.

Известен способ производства желирующего сахара путем смешивания предварительно измельченных 0,80% яблочного пектина, 0,60% лимонной кислоты, 98,2% рафинированного сахара и 0,40% воды.

Недостатками способа являются невозможность получения стандартизированных однородных по качеству партий готового продукта из-за плохой смешиваемости компонентов, обедненность готового продукта важными для человека компонентами, необходимость получения пектина в сухом виде.

Известен также способ производства сахара-рафинада, включающий введение в предварительно подсушенную рафинадную кашку экстракта элеутерококка в количестве 4-10 г на 100 г сахара или экстракта (сока) лимонника в количестве 3-6 г на 100 г сахара.

В результате введения в сахар-рафинад экстрактов элеутерококка или лимонника он оказывает тонизирующее и стимулирующее действие на организм, однако не обеспечивает выведения из организма тяжелых, радиоактивных металлов, токсичных веществ, т. е. не оказывает профилактического действия.

Ближайшим техническим решением к заявляемому является способ получения пектиносодержащего сахара, включающий введение в сахар-песок пектина, при этом готовый продукт содержит 96 мас. % сахара с размером частиц 210 мкм, 0,5-2,0% пектина с размером частиц 200 мкм, 0,1-0,7% пищевой кислоты. При перемешивании частицы пектина налипают на поверхность частиц сахара. Получаемый продукт предназначен для приготовления кремов, желе, мармеладов.

Недостатком этого способа является неоднородность получаемого продукта вследствие различия физических свойств частиц сахара и пектина. Кроме того, использование сухого пектина, содержащего незначительное количество сопутствующих веществ (клетчатка, крахмал, макро- и микроэлементы и др. ), не позволяет получать продукты с высокой профилактической и биологической ценностью.

Целью изобретения является повышение профилактической и биологической ценности пектинсодержащего сахара.

Цель достигается тем, что в известном способе получения пектиносодержащего сахара, включающем введение в сахар-песок пектина при перемешивании, пектин используют в виде пектинового экстракта с рН 4,0-6,0 и содержанием его 1,5-3,0% , при этом введение пектина осуществляют порциями путем распыления каждой порции на поверхность кристаллов сахара до достижения содержания пектина в готовом продукте 0,5-2,0% , причем после введения каждой порции осуществляют сушку сахара до достижения равновесной влажности. Величина каждой порции экстракта составляет 4,0-34,0% к общему количеству вводимого пектинового экстракта.

Способ получения пектиносодержащего сахара заключается в следующем. Берут сахар-песок и вводят в него при перемешивании пектин, который используют в виде пектинового экстракта с рН 4,0-6,0 и содержанием пектиновых веществ 1,5-3,5% .

Пектиновый экстракт является полуфабрикатом технологии производства пектина, предусматривающей гидролиз-экстрагирование растительного пектиносодержащего сырья пищевыми кислотами или электроактивированной водой.

Использование пектинового экстракта с рН 4,0-6,0 обеспечивает оптимальные условия сушки целевого продукта. При рН экстракта менее 4,0 под действием температуры происходит процесс образования редуцируищих сахаров на поверхности кристаллов сахара, вследствие чего такой продукт практически невозможно высушить (поверхность частиц постоянно "мокрая").

Увеличение рН экстракта выше 6,0 нецелесообразно, поскольку для этого необходимо обработать экстракт по одному из используемых в пищевой промышленности способов (нейтрализация содой, обработка на ионообменных смолах и др. ), что повлечет за собой увеличение материальных затрат, улучшения же качества целевого продукта при этом не произойдет. Для достижения рН экстракта более 6,0 можно использовать нейтрализацию содой, в этом случае в готовом продукте будут присутствовать остатки соды, вследствие чего он будет пениться при нанесении на поверхность кристаллов сахара. Это затруднит равномерное нанесение экстракта на поверхность всех кристаллов и приведет к необходимости снижения порции экстракта, вводимого в один прием. Повышение рН экстракта можно достичь при использовании ионообменных смол, однако это требует использования химических реагентов, остатки которых загрязнят экстракт.

Для получения пектиносодержащего сахара с заданным содержанием пектина в нем введение пектинового экстракта в сахар-песок осуществляют порциями, количество которых определяют заданным содержанием пектина в готовом продукте.

Содержание пектина в экстракте в пределах 1,5-3,5% обеспечивает получение целевого продукта с оптимальным содержанием пектина в нем. При содержании пектина в экстракте, менее 1,5% увеличивается количество порций пектинового экстракта, вводимых в сахар, для получения пектиносодержащего сахара с заданным содержанием пектина, что требует значительных затрат. Использование экстракта с содержанием пектина более 3,5% нецелесообразно, поскольку такой экстракт представляет собой очень вязкую жидкость, которую трудно перекачивать и распылять, достичь равномерного нанесения такого экстракта на поверхность кристаллов сахара практически невозможно.

Масса одной порции вносимого пектинового экстракта составляет 4,0-34,0% к общей массе экстракта. При введении всего расчетного количества пектинового экстракта в один прием произойдет растворение кристаллов сахара и образование пектиносахарного сиропа, из которого невозможно получение готового продукта. При величине порции пектинового экстракта менее 4% для сохранения биологической и профилактической ценности продукта количество порций, вносимых в сахар, значительно увеличивают. При величине порции более 34,0% пектинового экстракта начинается растворение кристаллов сахара, что приводит к увеличению продолжительности сушки, снижению качества готового продукта за счет слипания частиц сахара.

После введения каждой порции пектинового экстракта осуществляют сушку сахара. Сушка смешанных компонентов горячим воздухом при 70-140^оС обеспечивает наилучший режим сушки (быстрый съем влаги, малую продолжительность процесса) и хорошие качественные показатели готового продукта (приятный запах, вкус, цвет от светло-кремового до светло-коричневого или желтовато-розового в зависимости от вида пектинового экстракта, используемого для получения целевого продукта).

Проведение сушки при температуре выше 140^оС приводит к тому, что происходит расплавление поверхностных слоев кристаллов сахара, в результате чего образуются неправительной формы крупные конгломераты сахара, удаление влаги из внутренней части которых через расплавленную поверхность кристалла крайне затруднительно. Кроме того, в этом случае из двух градиентов (концентраций и температур), оказывающих влияние на величину движущей силы процесса сушки, преобладает градиент температур, направленный от поверхностных слоев частиц сахара к их центру, т. е. препятствующий процессу сушки.

Сушка продукта при температуре ниже 70^оС происходит очень медленно, вследствие чего происходит слипание частиц сахара и образование крупных конгломератов, сушка которых является очень длительным процессом.

Предлагаемый способ реализован следующим образом.

В смеситель непрерывного действия подают сахар-песок. На него через распылители наносят порцию пектинового экстракта с рН 4,0-6,0 и содержанием пектина 1,5-3,5% , в количестве 4,0-34,0% об общей массы вводимого пектинового экстракта при перемешивании. Сахар, увлажненный пектиновым экстрактом, поступает в сушилку, где его высушивают горячим воздухом до равновесной влажности при 70-140^оС. Сушку пектиносодержащего сахара можно осуществлять в сушилках, используемых для сушки сахара, например, в барабанной сушильно-охладительной установке, в сушилках с виброкипящим слоем, а также в сушилках других типов. В зависимости от типа сушилки и параметров сушки, продолжительность сушки составляет 0,5-1,5 ч. Высушенную смесь сахара и пектинового экстракта вновь направляют в смеситель, где на его поверхность распыляют очередную порцию пектинового экстракта. Влажную смесь компонентов опять подают в сушилку и повергают сушке при этих же параметрах.

Пектиносодержащий сахар после нанесения последней порции экстракта и сушки до равновесной влажности охлаждают в сушильной установке холодным воздухом до 22-25^оС и направляют на упаковку.

П р и м е р 1 (минимальные параметры). Пектиносодержащий сахар с содержанием ПВ 0,5% получают, используя пектиновый экстракт, например, из яблочных выжимок с рН 4,0, содержанием пектина 1,5% , сушат сахар при 70^оС.

В ленточный смеситель непрерывно подают сахар-песок в количестве 99 кг, через форсунки на кристаллы сахара непрерывно распыляют пектиновый экстракт с содержанием пектина 1,5% (сухих веществ СВ 3,0% ) в количестве 4,8 кг, что составляет 14,4% от общего расхода экстракта (33,3 кг).

Сахар-песок, поверхность кристаллов которого смочена пектиновым экстрактом, из смесителя сразу поступает в барабанную сушилку для сахара, где осуществляют его сушку горячим воздухом с температурой 70^оС. Сухой сахар из сушилки вновь направляют в ленточный смеситель, где на поверхность частиц сахара распыляют еще 4,8 кг пектинового экстракта, после чего производится сушка сахара до равновесной влажности. Количество введенных порций 7.

Пектиносодержащий сахар после нанесения последней порции экстракта и сушки до равновесной влажности охлаждается в сушильной установке холодным воздухом до 22-25^оС и направляется на упаковку.

Готовый продукт имеет следующие показатели: содержание пектина 0,5% , комплексообразующая способность 75 мг Рв²⁺/100 г продукта, сладкий вкус с привкусом и запахом яблок, по внешнему виду - смесь неоднородных по форме частиц с размером не более 4 мм.

Пектиносодержащий сахар может использоваться для производства напитков, коктейлей, сладких блюд, при приготовлении желейных мармеладных и консервных изделий, хлебобулочных изделий.

П р и м е р 2 (максимальные параметры). Для получения пектиносодержащего сахара с содержанием пектина 2,0% используют пектиновый экстракт из яблочных выжимок с содержанием пектина 3,5% , рН 6,0, сушку проводят при 140^оС.

Сахар-песок в количестве 96 кг непрерывно подают в смеситель, через форсунки которого распыляют 4,8 кг пектинового экстракта с содержанием пектина 3,5% , что составляет 8,4% от всего количества пектинового экстракта (57,1 кг), которое необходимо нанести на сахар-песок. Количество порций 12, после нанесения каждой порции экстракта продукт высушивают до равновесной влажности в барабанной сушилке при температуре подаваемого сушильного агента (горячего воздуха) 140^оС. Готовый продукт охлаждают и подают на упаковку.

Пектиносодержащий сахар имеет яблочный привкус и запах, содержит 2,0% пектиновых веществ, комплексообразующая способность его составляет 230 мг Рв²⁺/100 г продукта. Продукт обладает также высокой студнеобразующей способностью - 440-450 мм рт. ст. , т. е. может использоваться в качестве студнеобразователя при производстве желейных изделий наряду с применением в качестве комплексообразователя при производстве продуктов профилактического питания.

П р и м е р 3 (оптимальные параметры). Пектиновый экстракт с содержанием пектина 2,5% , рН 5,0 наносят порциями распылением на сахар-песок, сушат при 105^оС. Пектиносодержащий сахар получают с содержанием пектина 1,2% . Экстракт наносят порциями по 4,8 кг, что составляет 10% от общего количества, в 10 приемов. Все операции осуществляют аналогично примерам 1,2.

Готовый продукт представляет собой смесь частиц различной формы размером не более 4 мм, имеет привкус и запах пектинового экстракта, использованного для его получения, содержание в нем пектина составляет 1,2% , комплексообразующая способность - 160 мм Рв²⁺/100 г продукта, студнеобразующая способность 320-330 мм рт. ст.

П р и м е р 4 (параметры меньше минимальных). Сахар пектиносодержащий с содержанием пектина 0,5% получают, используя пектиновый экстракт из яблочных выжимок с содержанием пектина 1,0% , рН 3,5, сушку осуществляют при 60^оС. Нанесение пектинового экстракта производят распылением в 10 приемов, разовая порция экстракта составляет 5,0 кг или 10% от общего количества экстракта (50,0 кг). Все операции осуществляют аналогично примерам 1,2.

Получаемый пектиносодержащий сахар представляет собой смесь частиц различной формы с размером 4-8 мм, поверхность этих частиц уже через несколько часов после выхода из сушилки становится влажной, поскольку из-за низкого рН экстракта (3,5) происходит нарастание содержания редуцирующих веществ в пектиносодержащем сахаре. Вследствие этого частицы продукта слипаются, образуя крупные комки (частицы размером более 15 мм). Такой пектиносодержащий сахар не может быть использован для производства продукции и подлежит забраковке.

П р и м е р 5 (параметры больше максимальных). Получение пектиносодержащего сахара с содержанием пектина 2,0% проводят путем нанесения на сахар-песок пектинового экстракта из яблочных выжимок с содержанием пектина 3,8% , рН 6,5 и сушки продукта при 150^оС. Порция экстракта (3,5 кг) составляет 6,7% от его общего количества, количество порций экстракта 15.

Все операции по получению пектиносодержащего сахара осуществляют аналогично примерам 1,2.

Пектиновый экстракт с содержанием пектина 3,8% представляет собой очень вязкую жидкость, которая трудно распыляется. Сушка частиц сахара с нанесенным на них экстрактом проходит очень медленно, поскольку пектиновые вещества обладают большой влагоудерживающей способностью. В связи с этим уменьшен размер порции экстракта, наносимого на сахар за один цикл. Однако и в этом случае требуется увеличение расхода сушильного агента на сушку, частицы продукта слипаются в процессе сушки и образуются комки, продукт теряет товарный вид. Его использование для производства продуктов связано с дополнительными затратами на измельчение, растворяется такой пектиносодержащий сахар гораздо медленнее, чем полученный в примерах 1-3.

П р и м е р 6 (дополнительный). Пектиносодержащий сахар с содержанием пектина 2,0% получают, используя пектиновый экстракт с минимальным содержанием ПВ - 1,5% , рН 6,0. Сушку продукта осуществляют при 140^оС. Размер порции экстракта, наносимой на сахар за один цикл, равен 5,2 кг, что составляет 3,9% от его общего количества, число порций 26.

Пектиносодержащий сахар обладает комплесообразующей способностью 210 мг Рв²⁺/100 г продукта, студнеобразующая способность его 400-410 мм рт. ст. , имеет яблочный привкус и запах. Может использоваться для приготовления напитков, кондитерских, консервных, хлебобулочных изделий как профилактического назначения, так и массового спроса.

П р и м е р 7 (дополнительный). Для получения пектиносодержащего сахара с содержанием пектина 0,5% используют пектиновый экстракт с содержанием пектина 3,5% , рН 6,0. Экстракт наносят порциями по 4,8 кг (33,6% от общего количества экстракта - 14,3 кг) в три приема, направляя продукт в сушилку после нанесения на частицы каждой порции экстракта. Пектиносодержащий сахар имеет показатели: комплексообразующая способность 85 мг Рв²⁺/100 г продукта, привкус и запах - яблочные, размер частиц 3-4 мм.

Использование предлагаемого способа получение сухого пектиносодержащего сахара имеет по сравнению с известным способом следующие преимущества:
- позволяет получать целевой продукт с повышенной профилактической и биологической ценностью за счет обогащения его макро- и микроэлементами, крахмалом, клетчаткой, органическими кислотами, витаминами, сахарами и др. веществами, экстрагирующимися из растительного сырья наряду с пектином;
- позволяет расширить ассортимент пектиносодержащих продуктов массового спроса, профилактического назначения. (56) Сапронов А. Ж. , Жушман А. И. , Лосева В. А. , Общая технология сахара и сахаристых веществ. М. : Пищевая промышленность, 1979, 281 с.

Авторское свидетельство СССР N 495355, кл. С 13 F 3/02, 1976.

Патент США N 4800096, кл. А 23 L 1/06, 1989.

Использование: изобретение относится к производству сахара и пектиносодержащих продуктов. Сущность: способ получения пектиносодержащего сахара включает введение в сахар-песок пектина при перемешивании, при этом пектин используют в виде пектинового экстракта с рН 4,0 - 6,0 и содержанием его 1,5 - 3,5% . Введение пектина осуществляют порциями путем распыления каждой порции на поверхность кристаллов сахара до достижения содержания пектина в готовом продукте 0,5 - 2,0% . После введения каждой порции осуществляют сушку сахара-песка при 70 - 140С до достижения равновесной влажности. Величина каждой порции экстракта должна составлять 4,0 - 34,0% к общему количеству вводимого экстракта. 1 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКТИНОСОДЕРЖАЩЕГО САХАРА, включающий введение в сахар-песок пектина при перемешивании, отличающийся тем, что пектин используют в виде пектинового экстракта с рН 4,0 - 6,0 и содержанием его 1,5 - 3,5% , при этом введение пектина осуществляют в сахар-песок порциями путем распыления каждой порции на поверхность кристаллов сахара до достижения содержания пектина в готовом продукте 0,5 - 2,0% , причем после введения каждой порции осуществляют сушку сахара-песка при 70 - 140^oC до достижения равновесной влажности. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величина каждой порции экстракта составляет 4,0 - 34,0% к общему количеству вводимого экстракта.