СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЙНОГО ПРОДУКТА Российский патент 1997 года по МПК A23L1/06 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству желейных консервных и кондитерских изделий на пектине, например, желе и мармелад, и может быть использовано в лечебно-профилактическом питании для детоксикации организма от вредного воздействия ионизирующего излучения и тяжелых металлов.

Известны способы производства желейных консервных и кондитерских изделий с использованием в качестве студнеобразователя яблочного пектина [1, 2]
Однако, потребность в нем для выработки таких изделий удовлетворяется только на 10-15% что объясняется малым количеством выпускаемого пектина, связанным с большими трудностями при организации производства сухого пектина.

Недостатками известных способов является также их высокая себестоимость за счет использования дорогостоящего сухого пектина и длительность производственного цикла приготовления желе или мармелада, включающего операцию набухания растворения пектина (до 4 час.).

Известен способ производства мармелада с использованием пектиносодержащего концентрата из яблочных выжимок. Концентрат из яблочных выжимок изготавливают следующим образом. Свежие яблочные выжимки обрабатывают водой при кипячении. Полученный экстракт с содержанием сухих веществ 4% уваривают в вакуумаппарате до 12% сухих веществ. Содержание пектина в концентрате составляет 2,2% Проведенные экспериментальные исследования показали возможность использования пектинового концентрата в производстве фруктового мармелада, например, сливового и яблочного [3]
Однако полученный таким способом пектиновый концентрат не может быть использован в качестве студнеобразователя для получения плотного желе или желейного мармелада ввиду его низкой студнеобразующей способности.

При обработке выжимок водой при кипячении происходит в основном только экстрагирование растворимого пектина из сырья в раствор. При этом гидролиз и переход его в растворимую форму практически не происходит, т.к. этот процесс идет только в кислой или щелочной среде. Поэтому полученный пектиновый экстракт содержит малое количество растворимого пектина. Кроме того, растворимый пектин имеет студнеобразующую способность значительно меньшую, чем пектин, полученный путем гидролиза протопектина, т.к. имеет более низкую молекулярную массу. Для получения концентрата на основе пектинового экстракта с низким содержанием пектиновых веществ, требуется более длительное время для его уваривания (концентрирования), что также снижает студнеобразующую способность пектиновых веществ.

Таким образом, пектиновый концентрат с содержанием пектина 2,2% полученный обработкой яблочных выжимок водой при кипячении, имеет достаточно низкую студнеобразующую способность, что не позволяет использовать его для производства желейных консервных изделий и мармелад и обуславливает его применение только для производства мягких желейно-фруктовых корпусов конфет и фруктового мармелада.

Известно применение для производства желе и желейного мармелада пектинового концентрата, полученного путем гидролиза-экстрагирования пектина из сырья органическими кислотами, например, молочной [4]
Однако молочная кислота и, следовательно, пектиновый концентрат имеют темно-коричневый цвет и неприятный запах, что ухудшает органолептические показатели желейных продуктов на его основе.

Кроме того, молочная кислота обладает низкой химической активностью, что не позволяет достичь высокого выхода пектиновых веществ при гидролизе-экстрагировании пектина и, следовательно, требует длительного времени для концентрирования его до необходимого содержания пектиновых веществ 2,0-3,0%
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ производства желейных изделий на основе "жидкого пектина", получаемого фирмой Crill Crossmann (Австрия) [5]
Способ включает смешивание сахара с жидким пектином, уваривание смеси, введение пищевой кислоты и розлив желейной массы. При этом жидкий пектин получают путем гидролиза-экстрагирования пектина из яблочных выжимок водным раствором сернистого ангидрида при температуре 80-85^oC, очистки и концентрирования пектинового экстракта до 9-14% сухих веществ, консервирования жидкого пектина пищевыми органическими кислотами.

Недостатками данного способа являются применение для получения пектинового экстракта экологически грязного сернистого ангидрида, требующего коррозионно-стойкого материала и герметизации оборудования, оснащения рабочих мест мощной вентиляцией, что приводит к повышению себестоимости "жидкого пектина" и, следовательно, желейных продуктов на его основе. Кроме того, использование сернистого ангидрида требует обязательной и тщательной десульфитации пектинового концентрата при непосредственном применении его в производстве желейных продуктов.

При десульфитации пектинового концентрата происходит выделение сернистого ангидрида в атмосферу, что ухудшает условия труда и требует дополнительных затрат на вентиляцию.

Обязательная операция десульфитации пектинового концентрата приводит к дополнительному гидролизу пектиновых веществ, распаду полимерной цепи, а следовательно, к уменьшению содержания и ухудшению студнеобразующих свойств пектина, что приводит к увеличению расхода жидкого пектина на 1 тонну готовой продукции.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение качества целевого продукта при ускорении и удешевлении способа.

Это достигается тем, что в известном способе получения желейного продукта, включающем смешивание сахара и пектиносодержащего компонента, уваривание смеси, введение пищевой кислоты и розлив желейной массы, причем пектиносодержащий компонент получают путем гидролиза-экстрагирования пектина из растительного сырья кислым водным раствором, в качестве пектиносодержащего компонента используют пектиновый экстракт концентрированный с массовой долей пектиновых веществ от 1,5 до 4,0% полученный путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ электроактивированной водой с pH от 1,5 до 4,0. При этом пектиновый экстракт концентрированный используют в количестве от 47 до 126% от массы готового продукта.

Пектиновый экстракт концентрированный для производства желейного продукта получают по экологически чистой технологии, при которой гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ из растительного сырья (например, яблочных, виноградных, алычевых, цитрусовых выжимок, свекловичного жома и др.) проводят электроактивированной водой.

Поступившее на переработку растительное сырье, например, яблочные выжимки, промывают водой для удаления из них водорастворимых веществ (сахаридов, крахмала, органических кислот и др.), являющихся балластом. Процесс гидролиза-экстрагирования проводят, например, электроактивированной водой с pH 1,5-4,0 при температуре 80-95^oC в течение 1,0-2,0 часов. По истечении времени процесса экстракт отделяют. Содержание пектиновых веществ в экстракте, полученном по данной технологии, составляет 0,7-1,2% Полученный экстракт концентрируют до содержания пектиновых веществ 1,5-4,0%
Электроактивированная вода представляет собой воду питьевого достоинства с общей жесткостью 0,005 3,0 МГ экв/л, предварительно подвергнутую электромембранной обработке. Электромембранная обработка воды обеспечивает интенсивный гидролиз протопектина из растительного сырья и, следовательно, высокие выход и студнеобразующие свойства пектиновых веществ. Кроме того, при гидролизе растительного сырья, под влиянием воды с pH 1,5-4,0, подвергнутой электромембранной обработке, повышается проницаемость эпидермы, что облегчает переход пектиновых веществ в экстракт и определяет высокий выход целевого продукта.

Пектиновый экстракт концентрированный, например, из яблочных выжимок, полученный по данной технологии, представляет собой вязкий коллоидный раствор от желтого до светло-коричневого цвета, слабокислого вкуса, без постороннего привкуса с хорошо выраженным яблочным ароматом, не загрязнен минеральными кислотами и другими вредными для организма человека веществами и может быть использован непосредственно в производстве пищевых изделий, в частности, желейных продуктов.

Пектиновый экстракт концентрированный содержит в своем составе не менее 1,5% пектиновых веществ, не менее 3,0% сухих веществ, 3,97% общего сахара, имеет комплексообразующую способность по свинцу не менее 1,74 мг/мл.

Кроме того, пектиновый экстракт концентрированный является источником целого комплекса биологически активных веществ таких, как органические кислоты, усвояемые сахара (глюкоза, фруктоза) витамины, аминокислоты, комплекс макро- и микроэлементов.

Известно, что пектиновые вещества обладают ценными биологическими свойствами, наиболее известным из которых являются достаточно высокие детоксицирующие, в т.ч. противорадиационные свойства.

Детоксицирующее действие пектиновых веществ основано на взаимодействии молекул пектина с катионами тяжелых и радиоактивных металлов с образованием нерастворимых комплексов, которые не всасываются и выводятся из организма. На основании этого можно рекомендовать пектинопродукты в качестве лечебно-профилактического средства для людей, находящихся в среде, загрязненной тяжелыми металлами и радионуклидами, связанных с производством и использованием пестицидов.

Известно, что такие биологические активные вещества, как аминокислоты, белки, витамины, макро- и микроэлементы улучшают обмен веществ в организме и повышают его сопротивляемость к неблагоприятным условиям.

При токсикации тяжелыми металлами и радионуклидами ухудшается обмен веществ, в результате чего нерастворимые комплексы пектина с катионами металлов задерживаются в организме. Поэтому наличие в готовом изделии компонентов, улучшающих обмен веществ и ускоряющих выведение нерастворимых комплексов, имеет важное значение.

Авторами доказано, что при употреблении 100-150 г предлагаемого желейного продукта организм человека получает не менее 2 г пектина, что составляет суточную профилактическую дозу, необходимую для работающих во вредных условиях труда, при повышенном уровне радиации, с тяжелыми и токсичными металлами.

Пектиновые вещества оказывают также противовоспалительное, ранозаживляющее, адсорбирующее действие, что позволяет считать предлагаемый желейный продукт ценной диетической добавкой при лечение желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы и ряда других заболеваний.

Кроме того, высокие студнеобразующие свойства пектинового экстракта, полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ электроактивированной водой с pH 1,5 4,0, позволяют получать желейный продукт стабильного качества и улучшенной консистенции.

При этом производство пектинового экстракта концентрированного, полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ электроактивированной водой с pH 1,5-4,0, проще и дешевле, чем жидкого пектина, т.к. исключается применение агрессивных сред (сернистой кислоты) и, следовательно, снижаются затраты на изготовление и содержание оборудования.

Применение его позволяет получать готовый продукт стабильной желейной консистенции, упрощает и ускоряет процесс приготовления желейного продукта в сравнении с прототипом, вследствие исключения процесса десульфитации, требующего дополнительных технологических затрат и приводящего к ухудшению студнеобразующих свойств пектиновых веществ.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что для повышения качества целевого продукта при ускорении и удешевлении способа в качестве пектиносодержащего компонента используют пектиновый экстракт концентрированный с массовой долей пектиновых веществ 1,5-4,0% полученный путем гидролиза экстрагирования пектиновых веществ электроактивированной водой с pH 1,5-4,0, в количестве 47-126% к массе готового продукта.

Именно заявленное содержание пектиновых веществ в пектиновом экстракте концентрированном, полученном путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ электроактивированной водой с pH 1,5-4,0, и его использование в данном количестве обеспечивает, согласно способу, возможность использования пектинового экстракта в качестве студнеобразователя для достижения технического результата изобретения.

Таким образом, заявленный способ соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Способ осуществляют следующим образом.

Пектиновый экстракт концентрированный с массовой долей пектиновых веществ 1,5-4,0% полученный путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 1,5-4,0, загружают в вакуум-аппарат или универсальный варочный котел в количестве 47-126% к массе готового продукта, добавляют сахар в количестве 58,3-66,6% и уваривают до содержания сухих веществ 73% В конце варки в смесь вводят лимонную кислоту в количестве 0,5-0,6% при необходимости ароматические добавки и полученную желейную массу направляют на розлив.

Полученный продукт имеет стабильную желейную консистенцию, вид в изломе чистый, однородный, стекловидный. Желейный продукт имеет ярко выраженный вкус и запах, свойственный применяемому пектиновому экстракту или ароматическим добавкам.

Применение пектинового экстракта с массовой долей пектиновых веществ менее 1,5% в количестве 126% от массы продукта не позволяет получать готовый продукт плотной желейной консистенции. Изделие имеет слабую студнеобразующую структуру из-за низкой концентрации в полученном продукте пектиновых веществ.

Получить пектиновый экстракт с содержанием пектиновых веществ более 4% практически не представляется возможным, т.к. эта величина является пределом растворения пектинов, поэтому пектиновый экстракт с содержанием пектиновых веществ более 4% не вырабатывают.

Использование пектинового экстракта с массовой долей пектиновых веществ 4% в количестве меньшем 47% от массы готового продукта, не обеспечивает необходимое содержание пектиновых веществ в готовом продукте, вследствие чего либо не происходит студнеобразование готового продукта, либо желейный продукт имеет очень слабую студнеобразующую структуру.

При использовании пектинового экстракта с массовой долей пектиновых веществ 1,5% в количестве более 126% от массы готового продукта резко увеличивается вязкость и ухудшаются технологические качества уваренной массы. Желейный продукт имеет очень плотную, затяжистую консистенцию из-за избыточного содержания пектиновых веществ.

Применение для гидролиза протопектина электроактивированной воды с pH 1,5-4,0 позволяет получить высокий выход пектиновых веществ при хорошем качестве, что обеспечит выработку желейного продукта с плотной студнеобразной структурой. Использование электроактивированной воды с pH более 4,0 не обеспечивает требуемой степени гидролиза, выход пектина очень низкий, т.к. в основном экстрагируется пектин, содержащийся в исходном сырье в водорастворимом состоянии. Получаемый пектиновый экстракт имеет низкое качество, желейный продукт получается со слабой консистенцией. При pH электроактивированной воды менее 1,5 создаются очень жесткие условия гидролиза, пектиновые вещества экстрагируемые из сырья в жидкую фазу, подвергаются дополнительному кислотному воздействию, что приводит к деградации молекул, резкому снижению студнеобразующей способности. Желейный продукт выработать на основе такого пектинового экстракта невозможно.

Пример 1. 126 кг пектинового экстракта концентрированного с массовой долей пектиновых веществ 1,5% полученного путем гидролиза экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 1,5, загружают в вакуум-аппарат или универсальный варочный котел, добавляют сахар в количестве 66,6 кг и уваривают до 72 73% сухих веществ. В конце варки вводят 0,5 кг лимонной кислоты и желейную массу направляют на разливку.

Желейная масса разливается, процесс студнеобразования составляет 10-15 минут. Мармелад хорошо вынимается из форм. Полученный мармелад имеет ярко выраженный вкус, свойственный применяемому виду пектинового экстракта концентрированного без постороннего привкуса и запаха. Консистенция студнеобразная, незатяжистая, хорошо режется ножом. Мармелад имеет вид в изломе чистый, однородный, стекловидный. По физико-химическим показателям соответствует требованиям ГОСТ 6442-89.

Пример 2. 47 кг пектинового экстракта концентрированного с массовой долей пектиновых веществ 4,0% полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 4,0 загружают в вакуум-аппарат или варочный котел, добавляют сахар-песок в количестве 66,4 кг. Мармеладную массу уваривают до 72-73% сухих веществ. В конце варки вводят лимонную кислоту в количестве 0,5 кг, ароматические добавки и направляют на розлив. Желейная масса во время варки хорошо уваривается, не пригорая на стенках варочного котла и хорошо разливается. Время студнеобразования 10-15 мин. Мармелад хорошо вынимается из форм, а в случае розлива на охлаждающие столы хорошо разрезается на различные геометрические фигуры.

Полученный мармелад имеет ярко выраженный вкус и запах, свойственный применяемому виду пектинового экстракта и ароматических веществ. Консистенция студнеобразная, незатяжистая. Мармелад имеет вид в изломе чистый, однородный, стекловидный. Качество желейного продукта соответствует требованиям стандарта.

Пример 3. 46 кг пектинового экстракта концентрированного с массовой долей пектиновых веществ 4,1, полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 4,1, загружают в варочный котел или вакуум-аппарат, добавляют сахар в количестве 66,9% и уваривают до 72-73% сухих веществ. В конце варки добавляют лимонную кислоту в количестве 0,5 кг, ароматические добавки и желейную массу направляют на формование и студнеобразование. Процесс студнеобразования составляет 20-25 минут. Мармелад, вследствие недостаточного содержания пектиновых веществ, получается очень слабой консистенции, плохо вынимается из форм, деформируется при резке ножом.

Качество готового продукта не соответствует требованиям ГОСТ 6442-89.

Пример 4. 127 кг пектинового экстракта концентрированного с массовой долей сухих пектиновых веществ 1,5% полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 1,5 загружают в вакуум-аппарат или варочный котел, добавляют сахар в количестве 65,9 кг и уваривают до 72-73% сухих веществ. В конце варки добавляют лимонную кислоту в количестве 0,5 кг и ароматические добавки. Затем мармеладную массу направляют на разливку. Вследствие того, что пектиновые вещества в мармеладной массе находятся в избыточном количестве, время садки мармелада резко сокращается, что затрудняет процесс формования. Мармелад после выстойки получается липким, трудно отделяется от форм, консистенция чрезмерно плотная и затяжистая.

Пример 5. 126 кг пектинового экстракта с массовой долей пектиновых веществ 1,4% полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 1,4, загружают в варочный котел или вакуум-аппарат, добавляют сахар в количестве 66,6 кг и уваривают до 72-73% сухих веществ. В конце варки добавляют 0,5 кг лимонной кислоты, ароматические и красящие вещества. Процесс студнеобразования из-за недостаточного количества пектиновых веществ замедлен и составляет 25 30 мин. Мармелад имеет слабую студнеобразную консистенцию, плохо поддающуюся резке, не выбирается из форм. Качество продукта не соответствует требованиям стандарта.

Пример 6. 80 кг пектинового экстракта с массовой долей пектиновых веществ 2,0, полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 2,0, загружают в варочный котел или вакуум аппарат, добавляют 66,5 кг сахара и уваривают до 72-73% сухих веществ. В конце варки вводят 0,5 кг лимонной кислоты, ароматические добавки и направляют на розлив. Мармелад отлично выбирается из форм, имеет эластичную структуру, вид в изломе чистый, гладкий, блестящий. Вкус и аромат мармелада ярко выраженный, свойственный ароматическим добавкам.

Пример 7. 126 кг пектинового экстракта концентрированного с массовой долей пектиновых веществ 1,5% полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 1,5, загружают в вакуум-аппарат или универсальный варочный котел, добавляют сахар в количестве 58,3 кг и уваривают до 65% сухих веществ. В конце варки вводят 0,5 кг лимонной кислоты и желейную массу направляют на разливку.

Готовое желе имеет равномерную студнеобразную массу, сохраняющую свою форму на горизонтальной поверхности, приятный, свойственный исходному сырью, вкус и аромат.

Пример 8. 130 кг пектинового экстракта концентрированного с массовой долей пектиновых веществ 1,5% полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 1,5, загружают в вакуум-аппарат или универсальный варочный котел, добавляют сахар в количестве 58,3 кг и уваривают до 65% сухих веществ. В конце варки вводят 0,5 кг лимонной кислоты и желейную массу направляют на разливку.

Желе имеет равномерную, очень плотную, студнеобразующую массу, отлично сохраняющую свою форму на горизонтальной поверхности, приятный, свойственный исходному сырью вкус и аромат. Однако в данном случае идет перерасход пектинового сырья, что экономически невыгодно.

Пример 9. 47 кг пектинового экстракта концентрированного с массовой долей пектиновых веществ 4,0% полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 4,0, загружают в вакуум-аппарат или универсальный варочный котел, добавляют сахар в количестве 58,6 кг и уваривают до 65% сухих веществ. В конце варки вводят 0,5 кг лимонной кислоты и желейную массу направляют на разливку.

Желе имеет равномерную плотную студнеобразную массу, прекрасно сохраняющую свою форму на горизонтальной поверхности, приятный свойственный исходному сырью вкус и аромат.

Пример 10. 126,3 кг пектинового экстракта концентрированного с массовой долей пектиновых веществ 1,4% полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 1,4, загружают в вакуум-аппарат или универсальный варочный котел, добавляют сахар в количестве 58,3 кг и уваривают до 65% сухих веществ. В конце варки вводят 0,5 кг лимонной кислоты и желейную массу направляют на разливку.

Желе имеет слабую студнеобразную массу, не сохраняющую свою форму на горизонтальной поверхности. Качество продукта не соответствует требованиям стандарта.

Пример 11. 47,0 кг пектинового экстракта концентрированного с массовой долей пектиновых веществ 4,1% полученного путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH 1,5, загружают в вакуум-аппарат или универсальный варочный котел, добавляют сахар в количестве 58,6 кг и уваривают до 65% сухих веществ. В конце варки вводят 0,5 кг лимонной кислоты и желейную массу направляют на разливку.

Полученное желе имеет равномерную, очень плотную студнеобразную массу, хорошо сохраняющую свою форму на горизонтальной поверхности: приятный, свойственный исходному сырью, вкус и аромат. При использовании такого количества пектинового экстракта идет перерасход пектина, что экономически невыгодно.

Предложенный способ производства желейного продукта позволяет:
при сохранении высокого качества продукта снизить себестоимость, упростить и ускорить способ его приготовления;
расширить ассортимент желейных консервных и кондитерских изделий, пользующихся повышенным спросом у населения и обладающих лечебно-профилактическими свойствами.

Назначение: изобретение относится к пищевой промышленности, а именно, к производству желейных, консервных и кондитерских изделий на пектине. Сущность изобретения: при получении желейного продукта в качестве пектиносодержащего компонента используют пектиновый экстракт концентрированный с массовой долей пектиновых веществ от 1,5 до 4,0%, полученный путем гидролиза - экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с pH от 1,5 до 4,0. При этом пектиновый экстракт концентрированный используют в количестве от 47 до 126% к массе готового продукта.

Способ производства желейного продукта, включающий смешивание сахара и пектиносодержащего компонента, уваривание смеси, введение пищевой кислоты и розлив желейной массы, причем пектиносодержащий компонент получают путем гидролиза-экстрагирования пектина из растительного сырья кислым водным раствором, отличающийся тем, что в качестве пектиносодержащего компонента используют пектиновый экстракт концентрированный с массовой долей пектиновых веществ 1,5 4,0% полученный путем гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из растительного сырья электроактивированной водой с рН 1,5 4,0, при этом пектиновый экстракт концентрированный используют в количестве 47 126% к массе готового продукта.