СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВОГО ВОЛОКНА ИЗ СВЕКЛОВИЧНОГО ЖОМА Российский патент 2002 года по МПК A23L1/214 A23L1/308 C13C3/00 

Изобретение относится к процессам получения пищевого волокна (ПВ) из растительного сырья.

Известен способ получения ПВ из свекловичного жома, предусматривающий смешивание свежего свекловичного жома с водой с температурой 50-60^oС в соотношении 1: 1 (весовое), доведение рН смеси сернистой кислотой до 4,5-5,5, измельчение до размера частиц 1-3 мм, двух-четырехкратную экстракцию водой с рН 4,5-5,0 (доведенного SО₂) и с температурой 50-60^oС, проводя после каждой ступени отделение воды до получения массы с влажностью 50-55%, высушивание экстрагированной массы при температуре 130-150^oС до содержания влаги 8-9%, измельчение и пропускание через сито с размером ячеек 0,5 мм. Оставшаяся на сите фракция используется как готовый продукт, а прошедшая через сито добавляется к массе перед ее сушкой (Пат. 151437, ПНР "Способ получения пищевого волокна из свекловичного жома". Заявл. 25.03.88, опубл. 31.01.91, МКИ⁵ А 23 L 1/308. РЖХ, 12, 1992, стр.58).

Существенным недостатком данного способа получения ПВ является большое число (до четырех) ступеней экстрагирования, что ведет к повышенному расходу экстрагента.

Ближайшим аналогом к предлагаемому техническому решению является способ получения ПВ из свекловичного жома (Бугаенко И.Ф. Пищевые волокна из свекловичного жома // Сахарная промышленность, 3, 1993, с.28-29), предусматривающий разбавление свежего жома с содержанием сухих веществ 9-12% подкисленной SO₂ водой до образования суспензии, содержащей примерно 5% сухих веществ, измельчение частиц жома в дезинтеграторе до размера 3-5 мм, двукратную экстракцию измельченной массы жома при температуре 50^oС подкисленной SO₂ водой с рН 5,0, отделение экстракта после каждой ступени экстракции на фильтрующей центрифуге до содержания сухих веществ в обезвоженной массе в количестве примерно 12%, дезодорацию проэкстрагированной массы паром и сушку частично обезвоженной массы горячим воздухом с температурой 80^oС при предварительном смешивании с готовым продуктом. Высушенный продукт влажностью около 9% рассеивают. Фракцию с размером частиц более 0,4 мм смешивают с обезвоженной массой перед ее сушкой.

К недостаткам описанного выше способа получения ПВ из свекловичного жома можно отнести то, что:
- в качестве ингибитора, предотвращающего потемнение свекловичной массы, используют воду, подкисленную SO₂. Диоксид серы (сернистый газ) хорошо растворяется в воде, обладает восстановительными свойствами. Благодаря этим свойствам, S0₂ действует как отбеливатель и предохраняет продукт от потемнения. Однако диоксид серы токсичен, раздражает слизистую оболочку глаз, горла, дыхательных путей и поэтому его применение требует обязательного соблюдения санитарно-гигиенических требований;
- экстракция измельченной массы жома при повышенной температуре (50^oС) приводит к увеличению энергетических затрат, что влечет за собой повышение себестоимости готовой продукции;
- высушивание волокна при повышенной температуре (80^oС) приводит к снижению водоудерживающей способности (ВУС), адсорбционной емкости ПВ и повышению их цветности.

Технический результат изобретения - улучшение качества пищевого волокна из свекловичного жома за счет повышения их водоудерживающей способности, адсорбционной емкости и снижения цветности.

Технический результат достигается тем, что в способе получения пищевого волокна из свекловичного жома, предусматривающем измельчение частиц жома до заданного размера, двукратную экстракцию измельченной массы жома, дезодорацию проэкстрагированной массы, обезвоживание волокон жома и их сушку при предварительном смешивании с готовым продуктом, новым является то, что перед измельчением частиц жома осуществляют их смешивание с католитом, полученным при электрохимической активации воды и имеющим рН 5,7-6,0 и окислительно-восстановительный потенциал от -80 до -110 мВ, при этом экстракцию и дезодорацию осуществляют путем смешивания с католитом, имеющим указанные выше параметры, причем двукратную экстракцию частичек жома проводят при температуре 20-25^oС, дезодорацию - при температуре 60-65^oС и сушку осуществляют при температуре 55-60^oС.

Способ осуществляется следующим образом. Проводят электрохимическую активацию (ЭХА) воды с добавлением хлорида натрия (NaCl) в анодную зону активатора. Продуктами ЭХА воды являются католит и анолит. Для получения ПВ из свекловичного жома используют католит со следующими параметрами: рН 5,7-6,0; окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) от -80 до -110 мВ, причем необходимые значения параметров католита достигаются благодаря введению в активатор NaCl. Добавление соли в активатор перед ЭХА приводит также к повышению электропроводности воды, что ускорит процесс ЭХА воды. Применение NaCl обусловлено его дешевизной и доступностью.

Свежий свекловичный жом смешивают с католитом, полученным при ЭХА воды и имеющим рН 5,7-6,0 и ОВП от -80 до -110 мВ, и измельчают в дезинтеграторе до получения частиц жома размером 3-5 мм. Добавление католита к жому перед его измельчением в дезинтеграторе необходимо для снижения потемнения частичек жома.

Католит имеет ряд преимуществ перед подкисленной SO₂ водой:
- католит в отличие от SO₂ нетоксичен и безопасен для здоровья человека;
- католит по сравнению с подкисленной SO₂ водой наряду с отбеливающим действием обладает и дезинфицирующими свойствами.

Отбеливающее и дезинфицирующее действие католита обусловлено присутствием в нем пероксида водорода (Н₂О₂), который образуется в процессе ЭХА воды, так как на катоде наряду с выделением водорода происходит, хотя и в незначительной степени, восстановление кислорода, который при взаимодействии с водой дает Н₂O₂. Пероксид водорода обладает дезинфицирующим действием и ингибирует некоторые ферменты, например оксидоредуктазу, которая способствует разложению сахарозы с образованием красящих веществ.

Измельченную массу жома подвергают двукратной экстракции при температуре 20-25^oС путем смешивания с католитом, имеющим указанные выше параметры. После каждой ступени экстракт отделяют на фильтрующей центрифуге.

Католит обладает лучшей экстрагирующей способностью, чем подкисленная SO₂ вода. Он насыщен продуктами катодных электрохимических реакций: гидроксидами металлов, образующихся из растворенных солей, водородом и гидроксильными ионами. Наличие ОН^--ионов обеспечивает коагуляцию несахаров в клеточной ткани. В результате этого клеточная стенка становится более проницаемой, что позволяет более полно извлечь из клеток ткани свекловичного жома сахарозу и другие растворимые соединения.

Повышенная экстрагирующая способность католита позволяет также снизить температуру экстракции с 50^oС (как в ближайшем аналоге) до 20-25^oС (предлагаемый способ), то есть уменьшить энергетические затраты на нагрев экстрагента. Кроме того, если свекловичный жом недостаточно обессахарен, то при воздействии на ПВ подкисленной SO₂ водой с температурой выше 25^oС увеличивается их цветность из-за активации некоторых неполностью ингибированных окислительных энзиматических систем, а в предлагаемом способе нарастание цветности не происходит благодаря проведению процесса при пониженной температуре (20-25^oС) и применению в качестве экстрагента католита.

Проэкстрагированную массу подвергают дезодорации при температуре 60-65^oС путем смешивания с католитом, имеющим указанные выше параметры, с последующим обезвоживанием волокон жома.

При температуре 60-65^oС происходит денатурация ферментов, вызывающих потемнение обессахаренной стружки. При такой температуре становится возможной экстракция растворимых веществ, оставшихся в неразорванных клетках и имеющих специфический запах. При температуре ниже 60^oС волокна трудно теряют запах, и ферментные системы не денатурируют, что приводит к потемнению ПВ в процессе сушки. При температуре выше 65^oС волокна начинают темнеть вследствие образования красящих веществ.

Частично обезвоженную массу затем сушат при температуре 55-60^oС при предварительном смешивании с готовым продуктом. Высушенный продукт влажностью около 9% рассеивают. Фракцию с размером частиц более 0,4 мм смешивают с обезвоженной массой перед ее сушкой.

Сушка волокон при повышенной температуре (80^oС) приводит к структурным изменениям компонентов ПВ (целлюлозы, гемицеллюлоз, пектина и др.), в результате чего снижаются водоудерживающая способность и адсорбционная емкость ПВ. Кроме того, при повышенной температуре начинается интенсивный распад сахарозы, оставшейся в ткани ПВ, с образованием красящих веществ, что приводит к нарастанию цветности ПВ. Применение сушки при пониженной температуре (55-60^oС) позволяет избежать этих нежелательных последствий.

Пример. Проводят электрохимическую активацию воды с добавлением хлорида натрия в анодную зону активатора. В результате ЭХА воды получают католит со следующими параметрами: рН 6,0; ОВП=-110 мВ. 1 кг свежего свекловичного жома смешивают с приготовленным католитом и измельчают в дезинтеграторе до получения частиц жома размером 3-5 мм. Измельченную массу жома подвергают двукратной экстракции при температуре 25^oС путем смешивания с католитом, имеющим указанные выше параметры. После каждой ступени экстракт отделяют на фильтрующей центрифуге. Проэкстрагированную массу подвергают дезодорации при температуре 65^oС путем смешивания с католитом, имеющим указанные выше параметры, с последующим обезвоживанием волокон жома. Частично обезвоженную массу затем сушат при температуре 60^oС при предварительном смешивании с готовым продуктом. Высушенный продукт влажностью около 9% рассеивают. Фракцию с размером частиц более 0,4 мм смешивают с обезвоженной массой перед ее сушкой.

Полученные таким способом ПВ из свекловичного жома имеют следующие характеристики: ВУС - 5,5 г воды / г ПВ, адсорбционная способность - 16,0 мг-экв / г ПВ, белизна - 88,0 ед. пр.

Параллельно были получены ПВ из свекловичного жома по известному способу. Они имели такие характеристики: ВУС - 5,0 г воды / г ПВ, адсорбционная способность - 12,0 мг-экв / г ПВ, белизна - 82,0 ед. пр.

Сравнивая свойства ПВ из свекловичного жома, полученных по известному и предлагаемому способу, можно сделать вывод о том, что технический результат изобретения достигнут, то есть получены ПВ из свекловичного жома улучшенного качества.

Состав и свойства пищевых волокон, полученных по предлагаемому способу, в сравнении с известным способом представлены в таблице.

Из данных, приведенных в таблице, следует, что предлагаемый способ позволяет увеличить суммарное количество (выход) ПВ на 4-5%, в том числе целлюлозы на 2-3%, ГМЦ на 2-3%, пектиновых веществ - на 2-3%, легнина - на 0,5-1,0%. Улучшаются функциональные свойства ПВ - увеличиваются ВУС на 0,5-0,7 г воды / г ПВ и адсорбционная емкость на 4,0-9,0 мг-экв / г ПВ. Белизна продукта повышается на 3-6 ед. пр.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет получить ПВ, которые являются ценной добавкой для различных отраслей пищевой промышленности, с улучшенными свойствами - повышенными адсорбционной емкостью, водоудерживающей способностью и белизной, снизить энергетические затраты на производство ПВ, улучшить санитарно-гигиенические условия труда рабочих.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к процессам получения пищевых волокон из свекловичного жома. Способ получения пищевых волокон из свекловичного жома предусматривает смешивание свежего свекловичного жома с электрохимически активированной водой с добавлением хлорида натрия с рН 5,7-6,0 и окислительно-восстановительным потенциалом (-80) - (-110) мВ с температурой 20-25^oС в соотношении 1:1 (весовое) и измельчение до размера частиц 1-3 мм. Проводят двукратную экстракцию измельченной массы электрохимически активированной водой с теми же параметрами при температуре 20-25^oС с проведением после каждой ступени отделения воды до получения массы с влажностью 50-55%. Затем осуществляют дезодорацию экстрагированной массы электрохимически активированной водой с теми же параметрами при температуре 60-65^oС с последующим прессованием. После этого массу высушивают при температуре 55-60^oС до содержания влаги 8-9%, измельчают и пропускают через сито с размером ячеек 0,5 мм. Оставшуюся на сите фракцию используют в качестве готового продукта, а фракцию, прошедшую через сито, добавляют к массе продукта перед сушкой. Изобретение обеспечивает улучшение качества готового продукта, повышение водоудерживающей способности и адсорбционной емкости пищевых волокон. 1 табл.

Способ получения пищевого волокна из свекловичного жома, предусматривающий измельчение частиц жома до заданного размера, двукратную экстракцию измельченной массы жома, дезодорацию проэкстрагированной массы, обезвоживание волокон жома и их сушку при предварительном смешивании с готовым продуктом, отличающийся тем, что перед измельчением частиц жома осуществляют их смешивание с католитом, полученным при электрохимической активации воды и имеющим рН 5,7-6,0 и окислительно-восстановительный потенциал от -80 до -110 мВ, при этом экстракцию и дезодорацию осуществляют путем смешивания с католитом, имеющим указанные выше параметры, причем двукратную экстракцию частичек жома проводят при температуре 20-25^oС, дезодорацию - при температуре 60-65^oС и сушку осуществляют при температуре 55-60^oС.