СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОКА ИЗ РЯБИНЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЛЕКСНОГО ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТА Российский патент 2016 года по МПК A23L2/04 

Изобретение относится к производству плодово-ягодных соков.

Известны способы получения сока путем обработки фруктовой массы ферментным препаратом, например, описанным при получении концентрата брусники, характеризующиеся тем, что дробят бруснику с получением мезги, выдерживают мезгу в течение 10-15 мин при температуре 40-45°C и вносят в нее смесь ферментных препаратов Фруктоцим-колор и Laminex BG при следующем соотношении мезга - смесь ферментов 100 г - 0,015 г. Затем осуществляют гидролиз в течение 1-2 ч при температуре 40-45°C при постоянном перемешивании, нагревают смесь до температуры 80-85°C в течение 1-2 мин и охлаждают до температуры 30-40°C, осуществляют разделение на жидкую фракцию с содержанием сухих веществ 10-11% и твердый остаток путем прессования [RU 2452277 С1, 10.06.12], а также описанным при получении концентрата облепихи, характеризующиеся тем, что дробят облепиху с получением мезги, выдерживают мезгу в течение 10-15 мин при температуре 40-45°C и вносят в нее смесь ферментных препаратов Фруктоцим-колор и Laminex BG при следующем соотношении мезга - смесь ферментов 100 г - 0,025 г. Затем осуществляют гидролиз в течение 1-2 ч при температуре 40-45°C при постоянном перемешивании, нагревают смесь до температуры 80-85°C, выдерживают в течение 1-2 мин и охлаждают до температуры 30-40°C. После чего осуществляют разделение на жидкую фракцию с содержанием сухих веществ 10-11% и твердый остаток путем прессования, затем жидкую фракцию концентрируют под вакуумом при температуре 50-70°C, при этом соотношение ферментных препаратов в смеси составляет 1:1. Содержание сухих веществ в концентрате составляет 45-50% (RU 2454880 С1, 10.07.12).

Недостатками данных способов являются низкое содержание сухих веществ в жидкой фракции (10-11%) против нашей методики, где содержание сухих веществ в соке достигает более 18,5%. Также с помощью ферментных препаратов заявлено увеличение выхода сока брусники на 40%, сока облепихи - на 18-20%, а в нашем исследовании оно достигает 76%; в аналоге заявлен больший выход сахаров в 1,4 раза, а в нашей методике выход сахаров в сок выше в 1,7 раза.

Используемый в данных способах пектолитический ферментный препарат Фруктоцим-колор создан для частичного ослабления и размягчения клеточной стенки, что позволяет в значительной степени повысить выход сока из прессуемой фруктовой массы. Целесообразность применения ферментного препарата Фруктоцим-колор объясняется достаточно высоким содержанием пектиновых веществ в плодах брусники и облепихи. Применение Фруктоцим-колора предсказуемо в рамках исследуемого плодово-ягодного сырья, как и его применение в целях ферментативного гидролиза ягод красной смородины (Исследование условий ферментативного гидролиза ягод красной смородины. Алексеенко Е.В. и др. Хранение и переработка сельхозсырья, №10, 2011 г., с. 43-44).

Используемый же нами комплексный ферментный препарат Ondea Pro, в отличие от Фруктоцим-колора и Laminex BG, содержит в себе ксиланазную и целлюлазную активности в одном препарате, что является предпосылкой для эффективного проведения гидролитического процесса.

Наиболее близким аналогом является способ гидролиза ягод рябины красной в качестве цитопектопротеолитического ферментного комплекса - Целловиридин Г20Х или Ксилоглюканофоетидин П10Х [RU 2276185 С2, 10.05.2006]. В качестве цитопектопротеоамилолитического ферментного комплекса используют Целловиридин Г20Х или Ксилоглюканофоетидин П10Х, и Пектофоетидин П10Х или Пектоаваморин П10Х, и Протосубтилин Г10Х или Протосубтилин Г20Х, взятые в равных долях по 0,025-0,035 кг на 100 кг растительного сырья. В качестве цитолитического ферментного препарата используют Цитороземин ПХ или Цитороземин П10Х, причем Цитороземин ПХ используют в виде 10%-ной ферментной вытяжки в количестве 18-22 дм³ на 100 кг растительного сырья, а ферментативный гидролиз проводят при температуре 45-48°C, pH 4,5-5,0 в течение 5-9 ч, корректируя величину pH добавлением пищевой кислоты, с получением экстракта-гидролизата.

В наиболее близком аналоге не приведены цифровые данные по повышению выхода сока или увеличению выхода экстрактивных веществ из него. Опять же используемый нами комплексный ферментный препарат Ondea Pro включает в свой состав различные активности в рамках одного препарата (например, ксиланазная и целлюлазная), что не всегда можно наблюдать при использовании ряда отдельных ферментных препаратов наиболее близкого аналога. Для достижения высоких результатов методику наиболее близкого аналога следовало бы скорректировать таким образом, чтобы из используемых ферментных препаратов была составлена мультиэнзимная композиция из показавших наилучшие результаты ферментов.

Изучение доступных источников информации показало, что ферментный препарат Ondea Pro для гидролиза плодово-ягодного сырья ранее не применялся. В данном исследовании впервые была проведена выдержка рябиновой мезги с препаратом Ondea Pro, в котором, в отличие от вышеуказанных ферментных препаратов, содержится пуллуланаза, и были получены высокие результаты.

Задачей изобретения является повышение выхода экстрактивных веществ из рябины садовой с применением комплексного ферментного препарата Ondea Pro для получения сока и увеличения его выхода.

Поставленная задача решается тем, что в процессе производства рябинового сока рябину садовую дробят с получением мезги, выдерживают мезгу в течение 40-120 мин при температуре 35-55°C с комплексным ферментным препаратом при его дозировке 1-2,5 кг/1000 кг, после чего осуществляют отделение сока из полученной мезги.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение выхода сока в 1,3 раза, выхода сухих веществ в сок - почти в 2 раза, содержания общего сахара в соке в пересчете на сахарозу - в 1,7 раза, а выхода фенольных соединений в сок - в 1,6 раза.

В настоящее время отмечается устойчивая тенденция повышения интереса потребителей к пищевым продуктам, богатым природными биологически активными веществами (БАВ), в том числе растительного происхождения. Растет интерес потребителей к натуральной косметике и органическим продуктам питания. В связи с этим применение соков из плодов и ягод, традиционно произрастающих в России, актуально при приготовлении пищевых продуктов, в том числе безалкогольных и алкогольных напитков. Вместе с соком из плодов извлекаются сахар, минеральные соли, витамины, пектиновые и другие вещества. Поэтому соки, отжатые из свежих плодов, являются ценным диетическим продуктом, особенно в питании детей, больных и выздоравливающих людей.

Рябина - семечковые плоды деревьев Sorbus. Плоды рябины находят широкое применение в пищевой промышленности для приготовления варенья, пастилы, соков, плодово-ягодных напитков, начинок. Полезно применение настоев плодов рябины обыкновенной. В них доказано присутствие флавоноидов - веществ, влияющих на эластичность сосудистой стенки, а значит, способствующих профилактике атеросклероза - одной из важнейших причин повышенного артериального давления. Летучие вещества, выделяемые рябиной, губительны для золотистого стафилококка, плесневого гриба. Благодаря присутствию сорбиновой кислоты, тормозящей рост микроорганизмов, рябину издавна считают хорошим консервантом. Плоды рябины садовой крупные, необычайно вкусные. Рябина обладает приятными органолептическими свойствами.

Состав рябины. Средний химический состав рябины садовой красной следующий (г/100 г): общий экстракт - 17, общий сахар в пересчете на сахарозу - 5,5, кислоты в пересчете на лимонную кислоту - 2,5, зола - 0,8, крахмал - 0,4, пищевые волокна - 5,4, углеводы - 8,9, жиры - 0,2, белки - 1,4, витамины РР - 0,7 мг, Е - 1,4 мг, С - 70 мг, В₉ - 0,2 мкг, В₂ - 0,02 мг, B₁ - 0,05 мг, А - 1500 мкг, β-каротин - 9 мг, РР - 0,5 мг, макроэлементы фосфор - 17 мг, калий - 230 мг, магний - 331 мг, кальций - 42 мг, микроэлементы марганец - 2 мг, медь - 120 мкг, цинк - 0,3 мг, железо - 2 мг. Влажность составляет 70%. В рябине обыкновенной содержатся 2,3-2,4% глюкозы, 3,1-3,8% фруктозы и 0,3-0,7% сахарозы. Содержание дубильных веществ в рябине составляет 0,036-0,745%. В недозрелых плодах их обычно больше, чем в спелых. Калорийность - 50 ккал.

Учитывая, что рябина - трудно перерабатываемое сырье ввиду затрудненной сокоотдачи, представляет интерес изучить методы повышения выхода сока и экстрактивных веществ из рябины садовой с помощью ферментативной обработки. Такая обработка способствует глубокой переработке многокомпонентного растительного сырья, благодаря чему в сок переходят ценные функциональные компоненты, которые содержатся в кожице и семечках. Ферменты как высокоспецифичные системы взаимодействуют лишь с необходимым субстратом, поэтому становится возможным получение продукта с желаемыми свойствами. Ферментативная обработка позволяет гидролизовать различные группы полисахаридов: пектин, клетчатку, гемицеллюлозу.

Нами выбран комплексный ферментный препарат Ondea Pro, изготовленный компанией Novozymes A/S, Krogshoejvej 36, DK-2880 Bagsvaerd Denmark (Дания) (номер свидетельства 77.99.26.9.У.449.2.10, дата регистрации 02.02.2010).

Данный комплекс предлагается как источник веществ, необходимых для хорошего сбраживания. В своем составе он имеет нейтральную протеазу, термостабильную α-амилазу, ксиланазу, липазу, пуллуланазу и целлюлазу. В настоящее время комплекс Ondea Pro используют для приготовления пива из 100% ячменя.

Эффективное действие препарата Ondea Pro стало возможным потому, что ксиланаза, целлюлаза и нейтральная протеаза в его составе системно гидролизуют полисахариды некрахмалистой природы (гемицеллюлозу и целлюлозу) и белки, что способствует увеличению выхода сока из единицы сырья и более полному выходу экстрактивных веществ в сок.

Для получения сока рябину садовую дробили с получением мезги, выдерживали мезгу в течение 40-120 мин при температуре 35-55°C с ферментным препаратом Ondea Pro при дозировках ферментного препарата 1-2,5 кг/1000 кг. Тем самым осуществляют гидролиз. После чего осуществляли отделение сока из полученной мезги, получая сок-самотек и отжатый сок. Суммарное количество сока-самотека и отжатого сока составляло общее количество полученного из ягод сока.

После получения сока проводили его анализ. Сравнивали выход сока с тем, что был отмечен в контрольном опыте (без применения ферментного препарата), для этого фиксировали время в минутах, прошедшее до момента образования осадка в емкости с соком, и определяли объем осадка и его характер (плотный или рыхлый). В полученном рябиновом соке определяли содержание сухих веществ (в %) по пикнометру; содержание общего сахара в пересчете на сахарозу (г/100 см³) колориметрическим методом с гексацианоферратом (III) калия и содержание фенольных соединений (мг/дм³) методом Фолина-Чокальтеу.

По сравнению с контрольным опытом (сок, полученный без применения ферментного препарата) выход сока увеличивается в 1,3 раза, выход сухих веществ в сок - почти в 2 раза, содержание общего сахара в соке в пересчете на сахарозу - в 1,7 раза, а выход фенольных соединений в сок - в 1,6 раза. Технический результат будет достигаться только при заявленном качественном и количественном соотношении компонентов, а также при использовании только заявленных режимов.

В таблице 1 представлено влияние ферментного препарата Ondea Pro на выход сока из рябины садовой и характер осадка в соке.

Установлено, что при использовании ферментного препарата Ondea Pro при исходной дозировке 1,2 кг/1000 кг максимальный выход общего сока (78 см³) достигается при температуре 40°C и времени воздействия на мезгу этой температурой 1 ч (таблица 1). После того как был получен наибольший выход сока при температуре и времени воздействия ферментного препарата 40°C и 1 ч соответственно, были проведены опыты по воздействию ферментного препарата Ondea Pro на мезгу в дозировках меньшей и большей, чем исходная: 1 и 2 кг/1000 кг при исходной дозировке 1,2 кг/1000 кг. Наиболее эффективная дозировка - 2 кг/1000 кг - позволила получить максимальный выход сока, равный 80 см³. Благодаря ферментативному гидролизу количество осадка в полученном соке значительно уменьшилось, поменялся его характер.

Нами проведен анализ сока рябины садовой, основанный на исследовании влияния ферментативной обработки с использованием ферментного препарата Ondea Pro на выход экстрактивных веществ ягод рябины садовой в сок.

В таблице 2 представлен анализ сока рябины садовой, основанный на исследовании влияния ферментативной обработки с использованием ферментного препарата Ondea Pro на выход экстрактивных веществ ягод рябины садовой в сок.

Наибольший выход экстрактивных веществ получен при обработке рябиновой мезги ферментным препаратом Ondea Pro с дозировкой 2 кг/1000 кг при 40°C в течение 1 ч (таблица 2).

Полученные данные свидетельствуют о том, что наибольший выход сока и экстрактивных веществ обеспечивает применение ферментного препарата Ondea Pro с дозировкой 2 кг/1000 кг при 40°C в течение 1 ч (таблицы 1, 2).

Примеры конкретного выполнения способа

Пример 1

Рябину садовую невежинской сортогруппы дробят с получением мезги, выдерживают мезгу в течение 1 часа при температуре 40 и 50°C с ферментным препаратом Ondea Pro при дозировке ферментного препарата 1,2 кг/1000 кг. Тем самым осуществляют гидролиз. После чего осуществляют отделение сока из полученной мезги, получая сок-самотек и отжатый сок. Суммарное количество полученного из ягод сока и содержание экстрактивных веществ в нем показано в таблицах 1 и 2.

Пример 2

Рябину садовую невежинской сортогруппы дробят с получением мезги, выдерживают мезгу в течение 1 часа при температуре 40°C с ферментным препаратом Ondea Pro при дозировках ферментного препарата 1 и 2 кг/1000 кг. Тем самым осуществляют гидролиз. После чего осуществляют отделение сока из полученной мезги, получая сок-самотек и отжатый сок. Суммарное количество полученного из ягод сока и содержание экстрактивных веществ в нем показано в таблицах 1 и 2.

Полученный сок можно рассматривать как полуфабрикат для ликероводочной и безалкогольной промышленности. Выбранные условия гидролиза позволяют получить сок из ягод рябины садовой невежинской сортогруппы с высоким содержанием экстрактивных веществ. Технический результат будет достигаться только при заявленном качественном и количественном соотношении компонентов, а также при использовании только заявленных режимов. Выход за рамки заявленных параметров осуществления процесса не позволит получить сок рябины садовой, обладающий именно вышеописанными свойствами.

Изобретение относится к производству плодово-ягодных соков. Способ характеризуется тем, что дробят рябину с получением мезги. Затем мезгу выдерживают в течение 40-120 мин при температуре 35-55°C с комплексным ферментным препаратом Ondea Pro, обладающим целлюлазной, ксиланазной, протеолитической, альфа-амилазной, липазной, пуллуланазной активностями, при его дозировке 1-2,5 кг/1000 кг. Затем отделяют сок из мезги и получают при этом сок-самотек и отжатый сок. При этом сок из рябины с применением ферментного препарата состоит из сока-самотека и отжатого сока. Изобретение позволяет увеличить выход сока в 1,3 раза, выход сухих веществ в сок - почти в 2 раза, содержание общего сахара в соке в пересчете на сахарозу - в 1,7 раза, а выход фенольных соединений в сок - в 1,6 раза. 2 табл., 2 пр.

Способ получения сока из рябины с применением комплексного ферментного препарата, обладающего целлюлазной, ксиланазной, протеолитической, α-амилазной, липазной, пуллуланазной активностями, характеризующийся тем, что дробят рябину с получением мезги, выдерживают мезгу в течение 40-120 мин при температуре 35-55°C с комплексным ферментным препаратом при его дозировке 1-2,5 кг/1000 кг, после чего осуществляют отделение сока из полученной мезги.