Способ производства яблочно-пектиновой пасты Советский патент 1984 года по МПК A23L1/04 

о

ч

Эд

э: 1; Изобретение относится к переработке отходов производства яблочног сока и может быть использовано в ко сервной, винодельческой и кондитерской промышленности. Известен способ производства пек HOBorjD концентрата из яблочных выжи мок, включающий сульфитацию яблочны выжимок сернистым ангидридом, экстр гирование пектина,- отделение экстра та, фильтрование, концентрирование, расфасовку и пастеризацию l . Недостатком данного способа переработки яблочных выжимок является сложность, многооперационность технологического процесса, что не позво ляет организовать переработку выжимок на месте. Наиболее близким к предлагаемому является способ производства яблочно-пектиновой пасты, включающий сульфитирование яблочных выжимок 5%-ным раствором сернистой кислоты, замачивание в горячей воде, обработку набухших выжимок острым паром, протирание и измельчение. При этом сульфитирование проводят в течение 3-4-мес при комнатной температуре, замачивание производят при отношении выжимок и воды 1:2. В воду для замачивания добавляют лимонную кислоту в количестве 0,4-0,8% от веса выжимок для снижения рН среды, чтобы ускорить размягчение выжимок при последующей обработке их обрабатывают паром в шпарителе. После зама чивания набухшую массу обрабатывают острым паром при давлении 1,5-2,0 ат в течение 10-15 мин, а затем протира ют на протирочных машинах до размера частиц 0,4-0,8 ММ, измельчают на кол лоидной мельнице и урариваютпод вакуумом при давлении 400-600 мм рт.ст. до содержания сухих веществ 10-14% 2 . Недостатком известного способа производства яблочно-пектиновой пасты из яблочных выжимок является то, что использование лимонной кислоты не создает необходимой рН ере-, ды, которое обеспечивало бы, помимо ускорения процесса размягчения, еще и сохранение структуры макромолекулы пектина. Кроме того, корич-невый цвет яблочно-пектиновой пасты сдерживает ее использование для кондитерских изделий типа мармелада, так как изделия получаются темного цвета, что не соответствует требованиям ОСТа на мармелад. Для того, чтобы паста из сульфитированных выжимок имела светлый цвет,,необходимо засульфитированные выжимки до переработки хранить не менее 3-4 мае, чтобы полностью прошли окислительные и гидролитические процессы, обеспечивающие необходимое качества продукта. Цель изобретения - улучшение качества продукта путем более полной сохранности нативны5 свойств пектиновых веществ и сокращение продолжительности процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства яблочно-пектиновой пасты, включающему сульфитирование яблочных выжимок 5%-ным раствором сернистой кислоты, замачивание в горячей воде, обработку набухших выжимок острым паром, прртирание и измельчение, сульфитирование выжимок производят при 75-80 С в течение 1-3 ч и соотношении выжимок и 5%-ного раствора сернистой кислоты 1:,06 - 1:0,7 на сухую массу выжимок,, обработку острым паром осуществляют в течение 7-9 мин, а замачивание проводят при соотношении выжимок и воды 1:1 - 1:1., 5. При соотношении выжимок и 5%-ного раствора сернистой кислоты 1:0,5 и температуре 75-80с продолжительность процесса увеличивается до 57 ч, но при этом ухудшается качество пасты: цвет пасты получается бо,лее темный. Увеличение соотношения выжимок и 5%-ного раствора сернистой кислоты до 1:0/8 способствует ускорению процесса, но при этом качество пасты ухудшается, как остаточное содержание сернистого ангидрида в готовой превышает 0,2%, что не допускается санитарными нормами и правилами, и такой продукт запрещается использовать в производстве продуктов питания. Поэтому готовую пасту перед использованием необходимо подвергать более продолжительной десульфитации, что вызывает дополнительные затраты тепла, кроме того, в процессе десульфитации происходит деэтерификация пектиновых веществ, что снижает желирующую способность пасты. Температурный режим сульфитащии оказывает значительное влияние на продолжительность процесса и качество пасты.., В табл. 1 приведена зависимость качества пасты от температуры сульфитации (продолжительность сульфитации 3ч). Анализ данных, представленных в табл. 1, показывает, что при содер- . жании в выжимках 11-12% пектиновых веществ, содержание их в пасте при температуре сульфитации выжимок 70 С составляет лишь 5,5%. Такое содержание пектиновых веществ не обеспечивает хорошего качества пасты, что подтверждается прочностью мармелад-j ного студня. Как видно из табл. 1 содержание пектиновых веществ в пастах в значительной степени увеличивается при

температуре сульфитации 75,80 и по сравнению с температурой 70с. Однако с повышением температуры сульфитации молекулярная масса пектиновых веществ заметно снижается, особенно при 85°С, что указывает на деструкцию молекул пектиновых веществ. Повышенное содерж-ание пектиновых веществ в пасте, полученной- из выжимок просульфитированных при 85°с, несмотря на большую деструкцию молекул neiK тиновых веществ, обеспечивает ей достаточно высокую желирующую способность, так как прочность мармеладного студня практически мало отличается от прочности аналогичных студней из паст, полученных из вьшимок, просульфитированных при 75 и . Следовательно, температура сульфитации выжимок , как и температуры 75 и , позволяет получить пасту хорошего качества. При этом оптимальной температурой сульфитации выжимок является температура 80°С, которая позволяет получить пасту высокого качества, о чем свидетельствует прочность мармеладного студня. ,

Повышение температуры сульфитации выжимрк до способствует большей деструкции пектиновых веществ, чем при 85°С. Снижение содержания пектиновых веществ в пасте, их молекулярной массы ухудшает качество пасты, что подтверждается прочностью мармеладного студня.

Продолжительность обработки выжимок сернистой кислотой зависит от температуры и сорта яблок, из.которых получены выжимки. Южные и летние сорта яблок и, соответственно, выжимки размягчаются быстрее, а северные и осенние - медленнее. Повышение тем пературы ускоряет размягчение вьожимок.

Для обоснования продолжительности сульфитации выжимок 5%-ным раствором сернистой кислоты определяют содержа ние накопление) в них растворимого пектина и .его молекулярную массу.

В табл. 2 приведена зависимость содержания растворимого пектина в яблочных выжимках от продолжительности их обработки, в табл. 3 - зависимость молекулярной массы пектино,вых веществ от продолжительности обработки яблочных вьисимок 5%-ной сер|НИСТОЙ кислотой .

I

Анализ данных, представленных в табл. 2 и 3, показывает, что при 75 С через 180-210 мин содержание растворимого пектина в выжимках осенних яблок достигает соответственно 66,967,2%, Ир при этом пектиновые вещества лучше сохраняют молекулярную массу при продолжительности обработки выжимок в течение 180 мин, что улучшает качество пасты. Снижение продолжительности обработки выжимок 5%-ной сернистой кислотой при 75 С уменьшает содержание растворимого пектина в выжимках-, что влечет за собой снижение содержания его в пасте, а следовательно, снижение качества, пасты. Поэтому продолжительность обработки выкимок осенних сортов яблок при 75с составляет 180 мин.

Те же , но обработанные сернистой кислотой при 85С, практически содержат то же самое количество растворимого пектина, что и выжимки, обработанные при через 120 мин, но при этом молекулярная масса пектй.новых веществ заметно ниже.

Аналогичная картина наблюдается для выжимок яблок летних сортов, в которых накопление растворимого пектина в процессе обработки их сернистой кислотой происходит быстрее: при 75с за 90 мин, а при 85°с за 60 мин.

Таким образом, в зависимости от сорта яблок, из которых получены выжимки, продолхсительность сульфитации при 75-85 С составляет 1-3 ч.

Сульфитация выжимок не обеспечивает перехода всех пектиновых вещест содержаьщхся в выжимках, в пасту. Поэтому для гидролиза труднорастворимой фракции протопектина произвол дят обработку набухших сульфитированHfcJx выжимок острым паром.

Обработка выжимок острым паром в течение 7,8 и 9 мин позволяет получить пасту с высоким содержанием пектиновых веществ и наибольшей прочностью мармеладного студня, что характеризует высокие качества пасты.- Уменьшение продолжительности обработки выжимок острым паром до 6 ми снижает содержание пектиновых вещест в пасте, что ухудшает ее качество, прочность мармеладного студня также снижается. Повышение продолжительности обработки выжимок острым паром до 10 мин способствует незначительному увеличению пектиновых веществ в пасте, но при этом прочность мармеладного студня снижается, что свидетельствует не только о накоплении в пасте пектиновых веществ, но и об одновременной деструкции их, что снижает качество пасты. Поэтому временной режим обработки выжимок острым паром, позволяющий улучшить качество пасты, соответствует 7-9 мин.

Одновременно с увеличением пектиновых веществ после обработки выжимок острым паром в них повышается содержание клетчатки, которая затем участвует в студнеобразовании н позволяет получить студни с меньшим содержанием сахара. Отношение выжимок и воды получено на основании экспериментальных данных. В табл. 4 представлена зависимос выхода пасты и содержания сухих веществ от соотнесения выжимок и воды При гидромодуле менее 1 масса пл хо протирается из-за большой вязкос ти и липкости, при этом качество па ты понижается из-эа неполной экстра цпи пектиновых веществ из выжимок ввиду ограниченного содержания воды Увеличение гидромодуля более 1,5 вы зывает повышение выхода пасты и сни жение содержания в ней сухих вещест что с практической точки зрения нецелесообразно, так как снижает соде {Жание пектиновых веществ в единице продукта, увеличивает потребность в таре, на месте использования такая паста подвергается дополнительному упариванию, что вызывает расход тепла. Поэтому в каче9тве необходимых приняты соотношения выжимок и воды 1:1 и 1:1,5. Кроме того, соотношение выжимок и воды зависит от влажности выжимок. В процессе обработки выжимок рас вором сернистой кислоты создается кислая среда (рН 1,О), в которой под действием температуры происходи гидролиз 20-25% протопектина от общего .содержания его в выжимках. При ЭТОМ также происходит связывание ионов Са, содержащегося в клеточных стенках выжимок, что приводит к ослаблению связей в молекуле протопек тина и разрыхлению клеточных стенок Кроме того, низкое значение рН обра ботки выжимок необходимо для сохранения нативных свойств и структуры молекул пектина, что обеспечивает высокую желирующую способность пасты, а также для ускорения размягчения выжимок. Одновременно в процессе сульфитации выжимок происходит взаимодействие сернистого ангидрида с пигментами выжимок и таким образо обесцвечивание их. - Способ осуществляется,следующим образом. Свежие выжимки загружают в реак-. тор с мешалкой и пароводяной рубашкой, добавляют 5%-ный раствор сернистой кислоты при соотношении выжимки: раствор кислоты 1:0,6-1:0,7, плотно закрывают и при помешивании нагревают содержимое реактора до 75-85с, затем выжимки выдерживают в течение 1-3 ч в зависимости от сорта яблок, из которых получены выжимки. В процессе обработки выжимок в атмосфере сернистого ангидрида происходит связывание им ионов кальция, содержащихся в клеточных стенках выжимок, что приводит к ослаблению связей в молекуле протопекти на и разрыхлению клеточных стенок. , Одновременно происходит взаимодействие сернистого ангидрида с пигмента-, ми выжимок и таким образом обесцвечивание их. Затем в реактор добавляют горячую воду при 80-82®С при соотношении выжимок и воды 1:1 или 1:1,5 и, перемешивая, оставляют на 1 ч при этой температуре для набухания выжимок, при этом рН замачивания выжимок составляет 1,9 - 2,3, что способствует ускорению процесса гидролиза протопектина при последующем прошпариваний выжимок и лучшему сохранению на тивных свойств пектиновых веществ. Кроме того, уменьшение гидрхэмодуля при замачивании выжимок до 1:1 позволяет повысить содержание сухих веществ в готовой пасте и таким образом уменьшить продолжительность температурного воздействия на пасту ; и содержащиеся в ней пектиновые вещества при последующем использовании пасты. Набухшую пасту подают в шпаритель где обрабатывают острым паром при давлении 1,5 - 2,0 атм в течение 7-9 мин. Из шпарителя масса поступает последовательно на протирочные машины с диаметром отверстий в ситах 1,8 - 2,0 и 0,8 - 0,4 мм. Протертая мафса подается в сборник готовой продукции, а затем на расфасовку или на коллоидную мельницу для более тон кого измельчения твердых частиц пасты и увеличения ее студнеобразующей способности, а потом на расфасовку. Полученнаямасса имеет.густую пюреобразную консистенцию, светло-кремо вый цвет с содер)ланием 5-7% сухих веществ и 7-11% (в зависимости-от сорта яблок) пектиновых веществ в пересчете на сухую массу. Массу направляют в вакуум-аппараты для упаривания до содержания сухих веществ 10-12%, а затем на расфасовку. Пасту расфасовывают в деревянные бочки с полиэтиленовыми вкладышами, досульфитируют до содержания сервис того ангидрида 0,2%, укупоривают и направляют в кондитерскую промышленность для производства джема, поёидла, приправ. Пример. Для производства 100 кг яблочно-пектиновой пасты с содержанием, сухих веществ 6% берут 50 кг свежих яблочных выжимок,омещают их в реактор с пароводяной рубашкой и мешалкой, добавляют 9 кг 5%-ного раствора сернистой кислоты, соотношение 1:0,68 на сухую массу выжимок , плотно закрывают реактор крышкой и нагревают содержимое до , выдерживают при этой температуре в течение 2,0 ч, затем дооянэтяют 41 кг горячей BOJSJ при (гидромодуль 1:1 перемешивают и оставлйют на 1 ч для набухания выжимок. Набухшую массу подаютв шпаритель, где обрабатывают острым паром при давлении 1,75 атм в течение 8,0 мин.

.Из шпарителя масса подается на протирочные машины с диаметром отверстий сит 1,8 - 1,2 и 0,8 - 0,4 мм, затем масса поступает в сборник готовой продукции, и оттуда или на расфасовку, или на коллоидную мельницу, а потом на расфасовку.

При м.е р 2. Для производства 100 кг яблочно-пектиновой пасты берут 40 кг свежих яблочных выжимок, помещают их в реактор с пароззодяной рубашкой и мешалкой, добавляют 6,6 к 5%-ного раствора сернистой кислоты (соотно1Уение 1:0,6 на сухую массу выжимок), плотно закрывают реактор крышкой и нагревают содержимое до , выдерживают при этой температуре 3 ч, затем добавляют 53.,4 кг горячей вода (при этом гидромодуль составляет 1:1,5) при , переме шивают и оставляют на 1 ч для набуха ния выжимок. Набухшую массу подают в шпаритель, где обрабатывают острым паром при давлении 1,75 атм в течение 9 Мин. Из шпарителя масса подается на протирочные машины с диаметром отверстий сит 1,8 -1,2 и 0,80,4 мм, откуда направляется в рборник готовой продукций, на коллоидную мельницу и на расфасовку.

П р и м е р 3. Для производства 100 кг яблочно-пектиновой пасты берут 50 кг свежих яблочных выжимок, помещают в реактор с пароводяной ру башкой и мешалкой, добавляют 7 кг 5%-ного раствора сернистой кислоты (соотношение 1:,07 на сухую массу выжимок) плотно закрывают реактор крышкой и нагревают содержимое до , выдерживают при этой температуре 1 ч, затем добавляют 43 кг горячей воды (гидромодуль составляет 1:1) с температурой , перемешивают и оставляют на 1 ч для набухания выжимок. Набухшую массу подают в шпаритель, где обрабатывают острым паром при давлении 1,75 атм в течение 7 мин. Из шпарителя масса подается на протирочные машины с диаметром отверстий сит 1,8 -1,2 и О,80,4 мм, откуда направляется в сборник готовой продукции, на коллоидную мельницу и на расфасовку. ;

П р и м е р 4, Для производства 100 кг яблочно-пектиновой пасты берут 45 кг свежих яблочных выжимок, помещают в ре&ктор с пароводяной ру- башкой и мгиапкой, добавляют 6,8 кг, 5%-ного раствора сернистой кислоты (соотношение 1:0,65 на сухую массу выжимок}, плотно закрывают реактор крышкой и нагревают содержимое до 80с, выдерживают при этой температуре 1 ч, затем добавляют 48,2 кг горячей воды с температурой 80 С (гидромодуль 1:1,2|, перемеиивают и оставляют на 1 ч дпя набухания выжимок. Набухшую массу подают в шпаритель, где обрабатывают острым паром при давлении 1,75 атм в течение 8 мин- Из шпарителя масса подается на протирочные машины с диаметром отверстий сит 1,8 - 1,2 и 0,8 0,4 мм, откуда направляется в сборник готовой продукции,..на коллоидную мельницу и на расфасовку.

Яблочно-пектиновая паста из яблочных выжимок имеет светло-кремовый цвет, пастообразную текучую в горячем состоянии консистенцию,вкус ; яблок с легким запахом сернистого ангидрида, который в процессе про- изводства мармелада и других конди-; терских изделий полностью исчезает. -

Предлагаекый способ по сравнению с известным Позволяет получить продукт, пригодный для использования в кондитерской прошлиленности для производства желейных изделий. , Для сравнения в производственных; условиях были выработаны яблочно- : пектинокае пасты по предлагаемому способу и по способу-прототипу. ;

Продолжительность процесса, вклю-; чая сульфитирование-выжимок, уменьшается с 4 мес /известный способ) до 3 ч.

Эконсжический эффект от переработки яблочных выжимок предлагаеьолм способом на- винзаводах составляет примерно 120-140 руб с 1 т готовой продукции.

Предлагаемый способ производства яблочно-пектиновой пасты из яблочшдх выжимок позволяет улучшить цвет, желирующую способность продукта, увеличить содержание в пасте пек тиновых B iecTB и сохранить более высокую, степень этерификации пектиновых водеств, свидетельствующую о большей сохранности нативных свойств пектиновых веществ в пасте, получаемой по предлагаемому способу.

Свойства яблочно-пектиновых паст, полученных предлагаемым и известным способами, приведены в табл. 5.

9

10

1076064 т а б л и Ц а 1

СПОСОБ ПЮИЗВОДСТВА ЯБЛОЧНО ШЕКТИНОЮЙ ПАСТЫ, включающий сульфитирование яблочных выжимок 5%-ным раствором сернистой кислоты, замачивание в горячей воде, ббработку набухших выжимок острым паром, протирание и измельчение, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества продукта путем более полной сохранности нативных свойств пектиновых веществ и сокращения продолжительности процесса, сульфитирование выжимок производят при 75-85 с в течение ч и соотношении выжимок и 5%-ного раствора сернистой киЬлоты 1:0,6 - 1:0,7 на сухую массу выжимок, обработку острым осуществляют в течение 7-9 мин, а замачивание проводят при соотношении выжимок и вода 1:1-1:1,5. СО

МолёЛулярная масса пектиновых веществ , 85100 84300 Прочность стандартного мармеладного студня, г по Валента 186 392

69800

323 80200 75600 424 406

Плохо протиВыход пасты, % рается, очень вязкая

Содержание сухих веществ в пасте,

Таблица4

74,1

88,1

80,5

7,8

3,7

5,7

Таблица5