Способ переработки томатных выжимок Российский патент 2023 года по МПК A23L19/00 

Изобретение относится к получению и использованию побочных продуктов, полученных при экстракции сока из томатов. Более конкретно, изобретение относится к применению в пищевых и косметических продуктах побочных продуктов, полученных из субпродуктов экстракции томатного сока, для придания питательной ценности и органолептических свойств пищевым и косметическим продуктам.

Продукты на основе томатов не содержат всех питательных веществ, имеющихся в целых овощах. При экстракции сока из томатов исключается часть веществ, таких как целлюлозные материалы, мембраны, мякоть плода, семена которые имеют повышенное содержание биологически активных веществ.

Поэтому данное изобретение направлено на разработку способа переработки томатных выжимок обеспечивающего уменьшение размера частиц с получением пасты в виде множественной эмульсии для последующего применения в пищевых и косметических продуктах.

Известен способ по патенту RU № 2605352 (Опубл.:  20.12.2016. Бюл. № 35).  Получение и включение побочных продуктов в напитки для повышения питательной ценности и улучшения органолептических свойств. Изобретение относится к напиткам с использованием побочного продукта, полученного при экстракции сока из фруктов и овощей. Напиток содержит сок и побочный продукт экстракции сока, включающий множество частиц со средним размером от 0,1 до 2000 микрон, общее содержание полифенолов по меньшей мере 2500 м.д., содержание влаги от 70 до 85 вес.% и суммарное содержание кожуры и семян от 0,01 до 20 вес.%. В качестве побочного продукта могут быть использованы субпродукт экстракции сока из фрукта или овоща, выбранного из группы, включающей апельсин, яблоко, грейпфрут, лимон, лайм, виноград, клюкву, голубику, персик, грушу, ананас, томат, клубнику, танжерин, мандарин, танжело, помело, сельдерей, свеклу, латук, шпинат, белокочанную капусту, артишок, брокколи, брюссельскую капусту, цветную капусту, кресс водяной, горох, бобы, чечевицу, спаржу, лук, лук-порей, кольраби, редис, репу, брюкву, ревень, морковь, огурец, кабачок, баклажан, банан, гуаву, абрикос, арбуз, иргу ольхолистную, равнинные ягоды, луговые ягоды, тутовую ягоду, бузину, барбадосскую вишню (мальпигию гранатолистную), карликовую черемуху, финик, кокос, оливки, малину, землянику, чернику, логанову ягоду, смородину, ежевику, бойзенову ягоду, киви, вишню, черную смородину, айву, крушину, маракуйя, рябину, крыжовник, гранат, хурму, манго, папайя, личи, сливу, чернослив, инжир и любую их комбинацию цитрусовые выжимки, а в качестве сока - апельсиновый сок. Побочный продукт содержит нерастворимые и растворимые волокна при соотношении около 1:2. Изобретение обеспечивает повышение питательной ценности и улучшение органолептических свойств продукта.

Недостатком изобретения является то, что напиток содержит сок и побочный продукт экстракции сока, включающий множество частиц со средним размером от 0,1 до 2000 микрон части целых фруктов или овощей, такие как целлюлозные материалы, мембраны, мякоть плода. Полученный продукт при хранении обязательно будет разделяться на фракции и ухудшению потребительских свойств. Выведение из твердой фазе семян приводит к потери липидных веществ, жирорастворимых витаминов, в частности ликопина, что снизит питательную ценность конечного продукта.

Известен способ по патенту RU №2737972 (Опубл.:  07.12.2020, Бюл. № 34) Компонент напитка в форме тонкоизмельченной фруктовой пульпы. После экстракции сока из фруктов, смесь выжимки подвергают этапу уменьшения размера частиц для получения тонкоизмельченной фруктовой пульпы, содержащей тонкоизмельченную выжимку. Этап уменьшения размера частиц может осуществляться в устройстве, таком как коллоидная мельница, машине для микронизации/диспергаторе, ротационном толкающем устройстве, одноступенчатой и многоступенчатой паре ротор/статор, дезинтеграторе, щелевом (сеточном) диспергаторе, плунжерном гомогенизаторе высокого давления или любом другом устройстве, которое известно в области техники как подходящее для микронизации смеси, имеющей такой же или подобный состав и свойства, что описаны выше для смеси выжимки, для получения тонкоизмельченной фруктовой пульпы. Мелкоизмельченная фруктовая пульпа имеет такое же общее содержание твердых веществ и общее содержание пищевых волокон, что и смесь выжимки. Общее содержание твердых веществ составляет от 4 до 10%, например от 4,5 до 6,5% по весу, а общее содержание пищевых волокон - от 2 до 6%, например от 2,3 до 3,2% по весу. Как правило, тонкоизмельченная фруктовая пульпа имеет вязкость в пределах диапазона 1000-9000 сП.

Недостатком изобретения является то, что напиток содержит сок и побочный продукт экстракции сока, включающий множество частиц не растворимых в водной фазе целлюлозные материалы, мембраны, липидные вещества, входящие в состав косточек плода. Полученный продукт при хранении обязательно будет подвержен разделению на фракции и ухудшению потребительских свойств готового продукта, а входящие в плодовые косточки липидные вещества и жирорастворимые витамины будут окисляться.

Известен способ по патенту RU № 2030156 (Опубл.:  10.03.1995). Способ обработки плодов для получения сока и установка для его осуществления. В данном способе для уменьшения вязкости размельченного сырья и таким путем для повышения производительности при фильтрации, и кроме того, в зависимости от способа разрушения клеток, также для ускорения процесса физического разрушения клеток можно между просеивающим устройством и устройством для физического разрушения клеток предусмотреть ступень обработки с практически допустимыми пектолитическими энзимами. Обработка энзимами возможна также и после физического разрушения клеток, если имеют в виду только улучшение производительности фильтрации. В сложных случаях здесь добавочно к физическому разрушению клеток возможно для поддержания физического разрушения производить энзимное разрушение клеток посредством добавления энзимов целлюлазы.

Физическое разрушение клеток производится механическим воздействием на клетки высоких усилий на срез, ударов и толчков, переменным давлением и разрежением, ультразвуком, а также кавитацией.

В предпочтительной форме исполнения изобретения устройство для физического разрушения клеток состоит из гомогенизатора высокого давления и/или коллоидной мельницы.

Эффект физического разрушения клеток может быть улучшен за счет того, что сопло гомогенизатора под давлением состоит из одной или нескольких, установленных одна за другой камер обработки для сырья, впереди которых включен диффузор с целью рекуперации энергии.

В другой форме исполнения изобретения устройство для физического разрушения клеток может состоять из установки с переменным электрическим полем.

Установка с переменным электрическим полем включена впереди механически работающего устройства разрушения клеток, чтобы этим еще более повысить эффект физического разрушения клеток.

Устройство для физического разрушения клеток интегрально выполнено в устройстве фильтрации.

Предпочтительно устройство для физического разрушения клеток расположено последовательно или параллельно в одном или нескольких из имеющихся контуров обращения устройства фильтрации.

Недостатком данного изобретения является использование пектолитических энзимов для достижения более тонкого измельчения твердых частиц клеточной структуры. Введенные энзимы остаются в готовом продукте и ухудшают его пищевые свойства. Основная задача изобретения направлена на уменьшение размеров твердых частиц не только за счет физического разрушения, но и за слет ферментативного разрушения. Однако полученный продукт будет подвержен разделению на фракции при хранении и не будет однородным. А полезные вещества при хранении будут окисляться.

Наиболее близким к заявляемому является способ по патенту RU № 2532998 (Опубл.:  20.11.2014, Бюл. № 32).  Переработка цельных фруктов и овощей, переработка побочных ингредиентов из овощей и фруктов и применение переработанных фруктов и овощей в напитках и пищевых продуктах.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к переработанному фруктовому или овощному продукту, содержащему выжимки или, по меньшей мере, один фруктовый или овощной продукт, напитку, содержащему воду и указанный продукт, способу переработки выжимок, способу обработки, по меньшей мере, одного цельного фрукта или овоща и способу улучшения диспергируемости выжимок в напитках. Переработанный продукт имеет размер частиц менее 250 микрон. Способ переработки выжимок предусматривает получение выжимок путем экстрагирования сока из цельного фрукта или овоща, замораживания выжимок, причем выжимки содержат кожуру и пульпу. Способ улучшения диспергируемости выжимок в напитках включает уменьшение размера частиц выжимок до менее 250 микрон путем замораживания выжимок и уменьшение размера частиц выжимок до менее 250 микрон или до менее 125 микрон. Продукт имеет гладкую текстуру и хорошую диспергируемость, слабую зернистость или не имеет зернистость. Дополнительно включающий тепловую обработку выжимок вплоть до температуры 100°C в течение периода времени, достаточного для инактивации ферментов.

Недостатком изобретения является большая энергетическая нагрузка при замораживании и измельчении замороженного сырья, и дальнейшая тепловая обработка при 100°С. Сложность аппаратурного оформления технологического процесса. Полученный продукт при хранении не будет защищен от окислительных процессов. А полезные вещества при хранении будут окисляться, такие как витамин С и витамин А, флавоноиды, каротиноиды, такие как ликопин.

Задачей изобретения является создание способа переработки томатных выжимок обеспечивающего создание биологически активной добавки из томатной выжимки с последующим расширением ассортимента косметических и пищевых продуктов с высокими потребительскими характеристиками.

Технический результат изобретения заключается в повышении органолептических, физико-химических, структурно-механических свойств и сохранении пищевой ценности компонентов томатных выжимок.

Технический результат достигается тем, что способ переработки томатных выжимок, предусматривающий измельчение целых овощей, отделения жидкой массы от твердых включений кожуры, семян и мякоти, при следующем содержании компонентов в томатной выжимке, мас.%:

кожура, семена и мякоть – 50–75,

жидкая масса – 25–50,

с последующим физическим разрушением кожуры, семян и мякоти методом удара в замкнутом пространстве при силе удара от 125 до 150 Н, со скоростью от 2500 до 3000 ударов в минуту в течение от 1,5 до 2,5 минут с получением первичной эмульсии, после чего полученную первичную эмульсию нагревают до 40–60°С, добавляют в неё растительное масло и эмульгатор, при следующем содержании компонентов, мас.%:

первичная эмульсия 64,5–93,0 растительное масло 5,0–30,0 эмульгатор 2,0–5,5,

и эмульгируют полученную смесь до образования множественной эмульсии в течение 10–15 минут, охлаждают до температуры 22–24°С и фасуют.

Ниже приведены примеры, реализации заявляемого способа.

Пример 1

500 г томатной выжимки полученной после отделения сока, включающей кожуру, семена и мякоть – 75 мас.% и жидкой массы 25 мас. % подвергают физическому разрушению путем механического воздействия методом удара в замкнутом пространстве при силе удара 125 Н, со скоростью 3000 ударов в минуту в течение 1,5 минут при этом образуется первичная эмульсия. В 465 г полученной первичной эмульсии, добавляют 25 г растительного масла, 10 г эмульгатора, нагревают до 40°С и эмульгируют до образования множественной эмульсии в течение 10 минут, охлаждают до температуры 22–24°С и фасуют.

Пример 2

500 г томатной выжимки полученной после отделения сока, включающей кожуру, семена и мякоть – 60 мас.% и жидкой массы 40 мас. % подвергают физическому разрушению путем механического воздействия методом удара в замкнутом пространстве при силе удара 137,5 Н, со скоростью 2750 ударов в минуту в течение 2,0 минут при этом образуется первичная эмульсия. В 392,25 г полученной первичной эмульсии, добавляют 87,5 г растительного масла, 20 г эмульгатора, нагревают до 50°С и эмульгируют до образования множественной эмульсии в течение 12,5 минут охлаждают до температуры 22–24°С и фасуют.

Пример 3

500 г томатной выжимки полученной после отделения сока, включающей кожуру, семена и мякоть – 50 мас.% и жидкой массы 50 мас. % подвергают физическому разрушению путем механического воздействия методом удара в замкнутом пространстве при силе удара 150 Н, со скоростью 2500 ударов в минуту в течение 2,5 минут при этом образуется первичная эмульсия. В 212,5 г полученной первичной эмульсии, добавляют 150 г растительного масла, 137,5 г эмульгатора, нагревают до 60°С и эмульгируют до образования множественной эмульсии в течении 15 минут охлаждают до температуры 22–24°С и фасуют.

Примеры, проведения способа переработки томатных выжимок по предлагаемому способу, приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Технологические режимы переработки томатных выжимок

Наименование показателя Пример 1 Пример 2 Пример 3 Режимы измельчения Массовая доля влаги в томатной выжимке, % 25,0 40,0 50,0 Содержание кожуры, семян и мякоти % 75,0 60,0 50,0 Сила удара, Н 125,0 137,5 150,0 Скорость ударов, уд/мин 3000 2750 2500 Время измельчения, мин 1,5 2,0 2,5 Режимы получения множественной эмульсии Массовая доля растительного масла, % 5,0 17,5 30,0 Эмульгатор, % 2,0 4,0 6,0 Температура нагрева, °С 40,0 50,0 60,0 Время эмульгирования для создания множественной эмульсии, мин. 10,0 12,5 15,0

Для сравнения параллельно проводится опыт переработки томатных выжимок по режимам способа прототипа.

Органолептические и химические показатели качества образцов томатной выжимки, переработанных по предлагаемому способу и способу прототипу, приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Органолептические, физико-химические, структурно-механические показатели качества томатного продукта

Как видно из полученных результатов, предлагаемы способ переработки томатной выжимки, позволят получить продукт с лучшими органолептическими показателями по цвету, вкусу, запаху и консистенции.

Применение физической формы готового продукта в виде множественной эмульсии улучшает сохранность жировой фазы и витаминов. Кислотное число выделенной жировой фракции составляет от 0,81 до 2,02 кг КОН/г, перекисное число от 2,15 до 2,50 ½ моль активного О/кг, что на много ниже чем по примеру прототипа, а содержание жирорастворимых витаминов выше.

Применение метода удара для разрушения кожуру, семена и мякоть (высокомолекулярных белковых молекул и клетчатки) позволяет в процессе измельчения томатной выжимки получить размеры частиц размером менее 100 мкм и получить продукт в виде эмульсии.

Создание множественной эмульсии позволяет сохранять биологически-активные вещества в натуральном виде при хранении без дополнительного термического воздействия или применения антиоксидантов или консервантов.

Технический результат изобретения заключается в повышении органолептических, физико-химических, структурно-механических свойств и сохранении пищевой ценности компонентов томатных выжимок.

Предложенный способ переработки томатных выжимок предусматривает измельчение целых овощей, отделения жидкой массы от твердых включений кожуры, семян и мякоти, при следующем содержании компонентов в томатной выжимке, мас.%: кожура, семена и мякоть – 50–75, жидкая масса – 25–50. Затем физически разрушают кожуру, семена и мякоть методом удара в замкнутом пространстве при силе удара от 125 до 150 Н, со скоростью от 2500 до 3000 ударов в минуту в течение от 1,5 до 2,5 минут с получением первичной эмульсии. После чего полученную первичную эмульсию нагревают до 40–60°С, добавляют в неё растительное масло и эмульгатор, при следующем содержании компонентов, мас.%: первичная эмульсия - 64,5–93,0, растительное масло - 5,0 – 30,0, эмульгатор - 2,0 – 5,5. Эмульгируют полученную смесь до образования множественной эмульсии в течение 10–15 минут, охлаждают до температуры 22–24°С и фасуют. Изобретение направлено на повышение органолептических, физико-химических, структурно-механических свойств и сохранение пищевой ценности компонентов томатных выжимок. 2 табл., 3 пр.

Способ переработки томатных выжимок, предусматривающий измельчение целых овощей, отделения жидкой массы от твердых включений кожуры, семян и мякоти, при следующем содержании компонентов в томатной выжимке, мас.%:

кожура, семена и мякоть 50–75 жидкая масса 25–50,

с последующим физическим разрушением кожуры, семян и мякоти методом удара в замкнутом пространстве при силе удара от 125 до 150 Н, со скоростью от 2500 до 3000 ударов в минуту в течение от 1,5 до 2,5 минут с получением первичной эмульсии, после чего полученную первичную эмульсию нагревают до 40–60°С, добавляют в неё растительное масло и эмульгатор, при следующем содержании компонентов, мас.%:

первичная эмульсия 64,5–93,0 растительное масло 5,0 – 30,0 эмульгатор 2,0 – 5,5,

и эмульгируют полученную смесь до образования множественной эмульсии в течение 10–15 минут, охлаждают до температуры 22–24°С и фасуют.