Способ производства сухого напитка из шиповника Российский патент 2024 года по МПК A23L2/39 

Изобретение относится к пищевой и фармацевтической промышленности, а именно к способу производства сухого напитка из шиповника.

Плоды шиповника содержат аскорбиновую кислоту (витамин С), каротин (провитамин А), витамины В, В₂, К₁, Р, РР и Е. В клетках и межклеточных пространствах плодов содержатся сахара, пектиновые вещества, лимонная кислота, флавоновые гликозиды, квертицин. Для эффективного извлечения компонентов из клеток и межклеточного пространства необходимо разрушить клеточную структуру.

Известен способ получения биологически активной добавки из плодов шиповника в виде сухого сыпучего порошка, включающим экстракцию смесью дистиллированной воды и 1%-ного раствора соляной кислоты в соотношении сырья к растворителю как 1: (10÷12) при 50-60°С в течение 50-70 мин, после которой полученный экстракт сливают и дважды экстрагируют в течение 45-50 мин и 30-35 мин. Экстракты объединяют, фильтруют, сгущают и сушат. При этом сгущают до объема 4% от исходного, а сушат при температуре воздуха на входе 200-220°С и на выходе 80-90°С (RU 2005483, МПК А61К 36/738 (2006.01), А61К 8/97 (2006.01), опубл. 15.01.1994 г.).

Недостатками данного способа является использование, для разрушения клеточной структуры, соляной кислоты, которая снижает безопасность процессов переработки, ограничивает область применения готового продукта, усложняет технологию его получения и повышает стоимость; длительность проведения процесса экстракции.

Многие биологически активные компоненты термолабильны и имеют склонность к разложению, поэтому для их извлечения экстракцией необходим длительный процесс в особых щадящих низкотемпературных условиях. Поэтому исследователи пошли по пути извлечения не чистых биологически активных веществ, а по пути производства сухих поливитаминов без экстрагирования.

Известен способ изготовления напитка из плодов облепихи, что представляет из себя смесь сухих веществ и сахара, взятых в отношении 1:10 до 1:50, а также способ, сущность которого заключается в том, что он включает промывку плодов, их дробление, фильтрацию полученной смеси, сгущение фильтрата и его смешивание с сахаром. Сгущение фильтрата осуществляется до содержания в нем сухих веществ 30-60% (RU №2124301, МПК A23L 2/00 (2006.01), A23L 2/39 (2006.01) опубл. 01.10.1999 г.).

Данный способ имеет ряд недостатков: ресурсозатратный процесс с большим количеством операций; ухудшенное качество продукции, за счет потери биологически активных веществ; содержание сахара до 50%, ограничивающее сегмент потребителей.

Наиболее близким по технической сущности является способ, включающий подготовку плодов с последующей их обработкой для разрушения клеточной структуры в СВЧ-поле с частотой 2400+50 МГц в течение 1,0-1,5 мин; сушку при температуре 60-65°С в течение 9-10 часов до влажности ягод 7-8%; охлаждение; измельчение; расфасовку по тарам (RU 2648709, МПК A23L 2/39 (2006.01), A23L 2/00 (2006.01), A23L 2/38 (2006.01), A23L 3/01 (2006.01) опубл. 28.03.2018 г.).

Недостатками этого способа является частичное разрушение биологически активных термолабильных веществ за счет воздействия электромагнитных волн в ходе использования СВЧ энергии.

Техническая проблема заключается в создании эффективного способа производства сухого напитка из шиповника, обеспечивающего высокое качество продукта.

Техническая проблема решается способом производства сухого напитка из шиповника, включающим стадии промывки и инспекции плодов, сушку при температуре 60-65°С, охлаждение, измельчение до порошкообразного состояния, расфасовку, в котором подготовленные ягоды охлаждают в вакуумной камере до температуры минус 18-20°С понижением давления среды до остаточного давления 0,2-0,3 кПа в течение 4÷5 часов, затем измельчают в молотковой дробилке до размеров 1-3 мм, сушку ведут эжектированием в замкнутый трубопровод с внутренней рифленой поверхностью.

Технический результат заключается в получении сухого напитка из шиповника, характеризующегося более полным сохранением аскорбиновой кислоты, содержащейся в исходном сырье и увеличением срока годности.

На фиг. 1 представлена технологическая схема заявленного процесса получения сухого напитка из шиповника.

Технологическая линия для приготовления сухого напитка из шиповника включает: бункер с подготовленным сырьем 1, вакуумный затвор 2, вакуумную камеру 3, молотковую дробилку 4, эжектор 5, замкнутый трубопровод 6 с внутренней рифленой поверхностью 7, жалюзи 8, рукавный фильтр 9, сборник готовой продукции 10, датчик температуры 11, регулятор температуры 12, калорифер 13, газодувку 14, вакуумный насос 15, коллектор отвода паро-воздушной смеси 16.

Способ осуществляют следующим образом:

растительное сырье после пройденной подготовки в виде мойки и инспекции загружается в бункер 1 и через вакуумный затвор 2а переходит в вакуумную камеру 3, где происходит этап охлаждения до температуры минус 18-20°С за счет понижения давления до остаточного 0,2-0,3 кПа в течение 4÷5 часов. При охлаждении сырья до температуры выше -18°С, происходит не достаточное разрушение клеточной структуры плодов шиповника, а сырье не успевает приобрести нужную хрупкость и хуже измельчается в молотковой дробилке. При температуре ниже -20°С неоправданно увеличиваются энергетические затраты. При охлаждении сырья менее 4 часов в межклеточном пространстве образуются мелкие кристаллы льда. Размеры кристаллов льда зависят от скорости замораживания сырья. При быстром замораживании плодов за счет массовой кристаллизации образуются мелкие кристаллы, с малой эффективностью разрушения клеточной структуры. При продолжительности охлаждения более 5 часов увеличиваются затраты энергии. После процесса замораживания открывается вакуумный затвор 2в и плоды шиповника отправляются в молотковую дробилку 4, в которой плоды измельчаются до размеров 1-3 мм. Если использовать фракцию меньше 1 мм, то увеличивается время измельчения в дробилке; если больше 3 мм, то заметно увеличивается обработка сырья в замкнутом трубопроводе. Измельченное сырье отправляется в эжектор 5, откуда оно с помощью газодувки 4 и нагретого калорифером 14 воздуха, эжектируется в замкнутый трубопровод 6 с внутренней рифленой поверхностью 7. В замкнутом трубопроводе одновременно протекают 3 процесса: сушка за счет пневмотранспортирующего теплоносителя в течение 4-5 мин.; измельчение за счет соударения частиц и трения о рифленую поверхность, сепарация по размерам за счет центробежной силы. Это сокращает длительность процесса получения порошкообразного сухого напитка, что способствует сохранению аскорбиновой кислоты в сухом напитке.

Подача теплоносителя с заданной температурой организовывается с помощью газодувки 14, калорифера 13 и регулятора температуры 11. Частицы растительного сырья за счет центробежной силы движутся по периферийной стенке 7 замкнутого трубопровода 6. Они, за счет трения о рифленую поверхность, подвергаются измельчению, приобретая порошковое состояние. По мере высыхания и измельчения, сырье в течение 4-5 мин в замкнутом трубопроводе 6 теряет вес и в виде порошка пневмотранспортируется теплоносителем через жалюзи 8 на внутренней стенке трубопровода 6 в воздушный сепаратор 9, а тяжелые продолжают измельчаться и просушиваться. По истечении 4-5 мин сырье уходит, выполненный в виде рукавного фильтра. Мелкодисперсный порошок собирается в сборнике 10. После завершения процесса порошок из сборника отправляется на анализ для определения влажности, измельченности и содержания биологически активных веществ.

При отрицательных результатах проводят повторный анализ в удвоенном объеме выборки, взятой из той же партии, полученные результаты являются окончательными и распространяются на всю партию.

При получении отрицательных результатов, хотя бы по одному из показателей качества, при повторном анализе партию отправляют на доработку.

При положительных результатах анализа порошок расфасовывают в бумажные пакеты или тару, подвергают вакуумной герметизации и отправляют потребителю.

Потребление возможно в виде водного экстракта или добавки в пищевые продукты.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Плоды шиповника массой 5500 г, предварительно промытые в воде с температурой 55°С, помещают в вакуумную камеру, включают ротационный масляный вакуум-насос и понижают давление до 0,3 кПа в течение 4 часов. Сырье, охлажденное до минус 18°С, загружают в молотковую дробилку. Из молотковой дробилки сырье, измельченное до размеров 3 мм, эжектируют в бесконечный трубопровод сушильным агентом с температурой 65°С, в котором циркулирует в течение 5 мин.

По мере высыхания и измельчения сырье в замкнутом трубопроводе теряет вес и в виде порошка пневмотранспортируется теплоносителем в рукавный фильтр. Мелкодисперсный порошок шиповника собирается в сборнике.

Примеры 2-3 аналогичны примеру 1 с изменением параметров процесса согласно таблице.

У полученных образцов определяли содержание аскорбиновой кислоты высокоэффективной жидкостной хроматографией на приборе Flexar (PerkinElmer). Сигнал хроматографа, величина которого пропорциональна концентрации определяемого вещества в потоке элюента, автоматически непрерывно записывается и регистрируется на диаграммной ленте.

Размер частиц готового продукта определяли методом кондуктометрии с помощью счетчика Коултера. Содержание влаги определяли с помощью анализатора влажности.

Режимные параметры процесса и характеристики полученного продукта приведены в таблице.

При приготовлении сухого напитка из плодов шиповника, содержащего биологически активные компоненты, в способе-прототипе используют энергию СВЧ-нагрева, снижающую качество готового продукта вследствие разрушения большой части витаминов, особенно витамина С. По заявленному способу для разрушения клеточной структуры используют замораживание, первичное измельчение плодов также ведут в замороженном виде, а сушку измельченных плодов проводят в течение очень короткого времени 4-5 минут с одновременным измельчением до тонко дисперсного порошка, что позволяет сохранить витамин С от разрушения и увеличить его содержание в конечном продукте.

При приготовлении сухого напитка из плодов шиповника, по заявленному способу, 95% измельченного материала укладывается в диапазон размеров 250-300 мкм. Это позволяет извлечь потребителю большее количество биологически активных веществ. Низкое остаточное влагосодержание сухого напитка, приготовленного по заявленному способу, способствует увеличению срока годности и сохранности аскорбиновой кислоты.

Таким образом предлагаемый способ обеспечивает получение сухого напитка из плодов шиповника, характеризующегося более высоким по сравнению с прототипом содержанием витамина С и увеличенным сроком годности.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ производства сухого напитка из шиповника, который включает стадию промывки и инспекции плодов, их охлаждение в вакуумной камере до температуры минус 18-20°С с понижением давления среды до остаточного давления 0,2-0,3 кПа в течение 4-5 часов, измельчение замороженных ягод в молотковой дробилке до размера частиц 1-3 мм, сушку измельченных ягод путем их эжектирования в замкнутый трубопровод с внутренней рифленой поверхностью сушильным агентом с температурой 65°С и расфасовку. Изобретение обеспечивает получение сухого напитка из шиповника, обладающего высоким содержанием витамина С и увеличенным сроком годности. 1 ил., 1 табл.

Способ производства сухого напитка из шиповника, характеризующийся тем, что включает стадии промывки и инспекции плодов, их охлаждение в вакуумной камере до температуры минус 18-20°С с понижением давления среды до остаточного давления 0,2-0,3 кПа в течение 4-5 часов, измельчение замороженных ягод в молотковой дробилке до размера частиц 1-3 мм, сушку измельченных ягод путем их эжектирования в замкнутый трубопровод с внутренней рифленой поверхностью сушильным агентом с температурой 65°С и расфасовку.