СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРАСНОГО ПИЩЕВОГО КРАСИТЕЛЯ ИЗ ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО АНТОЦИАНОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК C09B61/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам получения красных антоциановых красителей из натурального окрашенного плодово-ягодного сырья и его отходов (ягод, отжимок и т.п.), и может быть использовано для подкраски изделий в молочной, кондитерской, безалкогольной, ликероводочной и других отраслях пищевой промышленности.

Известны способы получения пищевых красителей, предусматривающие стадии высушивания или замораживания сырья, экстрагирование красящих веществ, фильтрование и концентрирование растворов красителей при пониженном давлении [1 - 4].

Общим недостатком известных способов получения красного пищевого красителя является снижение качества красителя вследствие сложности технологии получения в несколько последовательных стадий: консервирование сырья - экстрагирование - фильтрование - концентрирование - упаковка.

Например, в соответствии с ТУ-18-4-2-75 (4) способ получения пищевого красителя из черноплодной рябины и черной смородины предусматривает: консервирование сырья (сушка, замораживание), экстракцию красящих веществ горячей водой при температуре 95-98^oC при подкислении лимонной кислотой из расчета 0,2-0,3% к массе сырья; отделение экстракта от отжимок методом декантации, прессование экстрагированной массы, затем фильтрование и концентрирование экстракта при пониженном давлении и упаковку концентрированного красителя в стеклобутыли методом горячего розлива.

Такая многостадийность, наряду со своей сложностью, не гарантирует отсутствие бактериального обсеменения продукта на стадиях после горячего розлива вследствие неудовлетворительного качества красителя за счет проведения процессов экстракции в водной среде и концентрирования до состояния текучего сиропа с содержанием сухих веществ не более 40%. Гарантийный срок хранения этого сиропа не превышает одного года.

Целью предлагаемого изобретения является оптимизация способа приготовления красного пищевого красителя с более полным сохранением первоначальных (природных) свойств плодово-ягодного сырья в готовом продукте и с сопутствующим улучшением качества продукта и повышением его стойкости при длительном хранении от одного года до трех лет за счет существенного снижения содержания влаги в продукте с 40% до 1-2%. При этом разработать высокоэффективное устройство, обеспечивающее качественную сушку концентрата красителя до минимальной влажности 1-2%.

Поставленная цель достигается следующим образом.

Способ получения красного пищевого красителя из плодово-ягодного антоцианосодержащего сырья предусматривает: наряду с традиционным способом, сушку сырья; экстрагирование красящих веществ 50%-ным водным раствором этанола путем двойного обмена с сырьем; фильтрование и концентрирование полученного экстракта проводят в две стадии - сначала в вакуум-аппарате при температуре 40-60^oC, затем полученный первичный концентрат смешивают с 1 - 2% от объема концентрата пищевого эмульгатора (моностеарата глицерина) и полученную смесь концентрата преобразуют в потоке инертного газа в процессе барботирования в пенообразное состояние, подвергают массу пены быстрой сушке на плоской большой поверхности при тонком слое пены под потоком теплого воздуха, а полученный после сушки готовый пластинчато-твердый продукт с влажностью 1-2% сразу после сушки упаковывают в среде инертного газа в эластичную пластмассовую упаковку, предназначенную для пищевых продуктов, например в пищевой полиэтилен.

Устройство, обеспечивающее оптимальное осуществление предлагаемого способа, дополнительно к традиционно существующему оборудованию и аппаратам содержит устройство для преобразования концентрированного экстракта красителя в смеси с пищевым эмульгатором в потоке инертного газа в процессе барботирования в пенообразное состояние, устройство для переливания (подачи) пены, устройство для сушки пены в тонком слое, устройство для непрерывной подачи теплого воздуха на тонкий слой пены и устройство для упаковки в среде инертного газа готового продукта - пластинчато-твердого концентрата пищевого красителя, в эластичную пластмассовую герметичную упаковку.

В предлагаемом способе и устройстве процесс приготовления красного пищевого красителя производится при температуре, не превышающей 50-60^oC, что способствует сохранению первоначальных (природных) свойств плодово-ягодного сырья, с сопутствующим значительным улучшением качества красителя, а это позволяет существенно повысить стойкость продукта при длительном хранении с одного года до трех лет. Предлагаемое устройство позволяет сразу же после получения продукта в пластинчато-твердом состоянии с влажностью 1-2% упаковывать его в среде инертного газа в эластичную пластмассовую герметичную упаковку.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу получения красного пищевого красителя являются технические условия ТУ-18-4-2-75 "Красители черноплодно-рябиновый и черносмородиновый" (4).

На представленном чертеже изображено схематично предлагаемое устройство для получения пищевого красителя из плодово-ягодного антоцианосодержащего сырья.

Предлагаемый способ получения красного пищевого красителя из плодово-ягодного антоцианосодержащего сырья осуществляют следующим образом.

Пример 1.

Ягоды или отжимки черноплодной рябины высушивают до влажности 8%, затем дробят до фракции 2 мм и заливают 50%-ным водным раствором этанола в соотношении масс компонентов 1: 1. Мацерацию (настаивание) ягод проводят при комнатной температуре (примерно 20^oC) в течение 24 часов. Полученный экстракт красящих веществ сливают, сырье повторно заливают 50%-ным водным раствором этанола и проводят экстракцию в течение 48 часов также при комнатной температуре. Затем полученные экстракты (после первого и второго экстрагирования) фильтруют, объединяют (сливают) в единую емкость и подвергают комбинированному сгущению (концентрированию).

На первой стадии при температуре +50^oC и пониженном давлении проводят удаление этанола (спирта) из экстракта в вакуум-аппарате при различных значениях вакуума (низком, среднем, высоком) с получением первичного концентрата в виде сиропа, содержащего около 40% сухих веществ. Интенсивность отгона этанола контролируют по скорости каплепадения отгоняемого этанола в приемник-конденсатор 1-2 капли в секунду. По мере снижения скорости отгона до 1-2 капель за 12-15 секунд убирают температуру (нагрев) и давление (вакуум) и полученный фор-концентрат (первичный концентрат) сливают в накопительную емкость.

Затем к полученному объему первичного концентрата добавляют 1-2% (от объема концентрата) порошкообразного моностеарата глицерина (пищевого эмульгатора) и через смесь концентрата с эмульгатором проводят барботирование потоком инертного газа, например азота, до образования пены, которую по направляющему трубопроводу сливают на плоский поддон и сушат в слое устойчивой пены высотой 1-1,5 см под потоком теплого воздуха, нагретого, например, до 50^oC, до получения вторичного концентрата пластинчато-твердого состояния при влажности 1-2%. Полученный продукт периодически снимают с поддона плоским инструментом, например ножом, и сразу же упаковывают упаковочной машиной в среде инертного газа, например азота, в эластичную пластмассовую герметичную упаковку, предназначенную для пищевых продуктов, например из пищевого полиэтилена.

Пример 2.

Ягоды черной смородины высушивают до влажности 8%, дробят до фракции 2 мм и заливают 50%-ным водным раствором этанола в соотношении компонентов по массе 1:1. Мацерацию проводят при комнатной температуре в течение 24 часов. Затем экстракт сливают, а экстрагированную массу повторно заливают 50%-ным водным раствором этанола.

Затем первый и второй экстракты объединяют в единую емкость, фильтруют и подвергают концентрированию при температуре +50^oC и пониженном давлении в вакуум-аппарате. Интенсивность отгона этанола контролируют по скорости каплепадения, как и в примере 1. Пенообразование концентрата, сушку пены и упаковку вторичного концентрата производят, как в примере 1.

Пример 3.

Ягоды малины подвяливают до влажности 8%, затем продавливают через сито и заливают эту массу 50%-ным водным раствором этанола в соотношении компонентов по массе 1:1. Настаивание проводят в течение четырех суток при комнатной температуре до полного исчезновения окраски в ягодах. Затем полученный экстракт фильтруют и концентрируют по двум ступеням сгущения так же, как в примерах 1 и 2 и полученный продукт упаковывают вышеописанным способом.

Предлагаемое устройство для получения красного пищевого красителя состоит из следующих узлов, агрегатов и устройств, представленных на чертеже.

В емкость 1 наливают первичный концентрат примерно на 3/4 ее объема. Емкость 1 закрыта герметично крышкой 2, через которую также герметично подведен трубопровод 3, который в свою очередь соединен с баллоном 4, содержащим инертный газ, например азот. В крышке 2 укреплен герметично также трубопровод 5, через который подают первичный концентрат красителя в емкость 1. В верхней части емкости 1 неподвижно и герметично укреплен горизонтально расположенный трубопровод 6, который другим своим концом нависает примерно над центром плоского поддона 7. А поддон 7 установлен горизонтально и шарнирно на двух опорах на подставке 8. Непосредственно рядом с поддоном 7 установлено устройство 9 для расфасовки готового продукта в эластичную пластмассовую герметично закрываемую упаковку. Над поддоном 7 установлен вентилятор 10 для подачи теплого воздуха на тонкий слой пены на поверхности поддона.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В емкость 1, наполненную примерно на 70-75% первичным концентратом красителя, через трубопровод 3 подают нейтральный газ, например азот, из баллона 4. Нейтральный газ барботирует массу первичного концентрата и образует пену из концентрата и газа; пена заполняет весь объем емкости 1, расположенный сверху выше уровня концентрата, и через трубку 6 сливается от избыточного давления в емкости 1 самотеком на плоский поддон 7. Над поддоном 7 из вентилятора 10 непрерывно подают поток теплого воздуха с температурой +50^oC на массу пены, а толщину слоя пены на поддоне поддерживают на уровне 1-1,5 см.

Теплый воздух обдувает непрерывно слой пены, пузырьки непрерывно разрушаются потоком теплого воздуха, а из пузырьков мгновенно улетучивается влага, которая постоянно насыщает содержащийся в каждом пузырьке объем за счет испарения с внутренней поверхности пузырька.

По мере переработки (переливания в виде пузырьков) первичного концентрата красителя из емкости 1 в нее через трубопровод 5 подают новую порцию первичного концентрата периодически или в полуавтоматическом режиме.

В результате интенсивной сушки (удаления влаги из концентрата за счет вспенивания его) влажность первичного концентрата с 40% удается снизить до 1-2% в готовом продукте в результате второй стадии сгущения концентрата красного пищевого красителя.

Ниже приводится таблица с параметрами и показателями известного и предлагаемого способа получения красного пищевого красителя.

Все компоненты продуктов и ингредиентов соответствуют действующим ГОСТам и техническим условиям.

Все устройства выполнены из пищевой нержавеющей стали.

Литература:
1. О. А. Харламова, Б.В.Кафка. "Натуральные пищевые красители", М.: издательство Пищевая промышленность, 1987 г., стр. 191.

2. "Способ производства пищевого красителя из выжимок ягод", описание изобретения к а.с. СССР N 1763460, кл. C 09 B 61/00, опубликовано в БИ N 35 23.09.92 г.

3. "Красители из отходов переработки черноплодной рябины и черной смородины", авторы Ф.Г.Нахмедов, М.Л.Фрумкин, В.А.Свистунова, В.М.Мячин. - Журнал "Консервная и овощесушильная промышленность", 1975 г., N 4, стр. 15-18.

4. "Красители черноплодно-рябиновый и черносмородиновый", технические условия ТУ-18-4-2-75.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ предусматривает сушку сырья, экстрагирование красящих веществ 50%-ным водным раствором этанола путем двойного обмена с сырьем, фильтрование. Концентрирование полученного экстракта проводят в две стадии - сначала в вакуум-аппарате при 40 - 60^oC, затем полученный первичный концентрат смешивают с 1 - 2% от объема концентрата пищевого эмульгатора (моностеарата глицерина). Полученную смесь концентрата преобразуют в потоке инертного газа в процессе барботирования в пенообразное состояние, и подвергают массу пены быстрой сушке на плоской большой поверхности при тонком слое пены под потоком теплого воздуха. Полученный после сушки готовый пластинчато-твердый продукт с влажностью 1 - 2% сразу же после сушки упаковывают с среде инертного газа в эластичную пластмассовую упаковку, предназначенную для пищевых продуктов, например в пищевой полиэтилен. А устройство, обеспечивающее оптимальное осуществление предлагаемого способа, дополнительно к традиционно существующему оборудованию и аппаратам содержит устройство для преобразования концентрированного экстракта красителя в смеси с пищевым эмульгатором в потоке инертного газа в процессе барботирования в пенообразное состояние, устройство для переливания пены, устройство для сушки пены в тонком слое, устройство для непрерывной подачи теплого воздуха на тонкий слой пены и устройство для упаковки в среде инертного газа готового продукта - пластинчато-твердого концентрата пищевого красителя в эластичную пластмассовую герметичную упаковку. Изобретение позволяет изготовить красный пищевой краситель с более полным сохранением первоначальных (природных) свойств плодово-ягодного сырья в готовом продукте при одновременном улучшении его качества и повышении стойкости при длительном хранении за счет существенного снижения содержания влаги в продукте с 40% до 1 - 2%. 2 с.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ получения красного пищевого красителя из плодово-ягодного антоцианосодержащего сырья, предусматривающий сушку сырья, экстрагирование красящих веществ водой, отделение экстракта от сырья, прессование экстрагированной массы, фильтрование, концентрирование экстрактов и упаковку их в емкости, отличающийся тем, что экстрагирование красящих веществ проводят 50%-ным водным раствором этанола при комнатной температуре путем двойного обмена с сырьем, а концентрирование полученного экстракта проводят двухстадийным сгущением - сначала в вакуум-аппарате при 40 - 60^oC, затем полученный первичный концентрат смешивают с 1 - 2% пищевого эмульгатора (моностеарата глицерина) и полученную смесь концентрата преобразуют в потоке инертного газа в пенообразное состояние и подвергают массу пены быстрой сушке на плоской большой поверхности при тонком слое пены под потоком теплого воздуха, а полученный готовый пластинчато-твердый продукт с влажностью 1 - 2% сразу после сушки упаковывают в среде инертного газа в эластичную пластмассовую герметичную упаковку, предназначенную для пищевых продуктов. 2. Устройство для получения красного пищевого красителя из плодово-ягодного антоцианосодержащего сырья, содержащее оборудование и аппаратуру для сушки сырья, экстрагирования красящих веществ, отделения экстракта от сырья, прессования экстрагированной массы, фильтрования и концентрирования экстракта под вакуумом, фасовки готового продукта в емкости, отличающееся тем, что содержит дополнительно устройство для преобразования концентрированного экстракта в смеси с пищевым эмульгатором в потоке инертного газа в пенообразное состояние, устройство для переливания пены, устройство для сушки пены в тонком слое, устройство для непрерывной подачи теплого воздуха на тонкий слой пены и устройство для упаковки в среде инертного газа готового продукта - пластинчато-твердого концентрата пищевого красителя в эластичную пластмассовую герметичную упаковку.