Способ производства жидких концентратов на основе гидролизатов крахмала Советский патент 1990 года по МПК A23L1/08 C13K3/00 

(.21) 4i 29422/30-i3

(22) 29.12.87

Ct) 23.09.90. Вюл. f. 35

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт новых видов пищевых продуктов и добавок и Верхнеднепровс- кии крахмалопаточный комбинат

(72)В.В.Петрушевский, В.Г.Гладких, З.Л.Кравчук, К.И.Смоловик, Е.Г.Бандарь, В.Я.Сарапука, А.Ф.Букало и Г.Д.Малый

(53) 66.162(088.8)

(56)Технология крахмала и крахмало- продуктов. / Под ред. Н.Н.Трегубова. М.: Пищевая промышленность. 1970

с.. .

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЖИДКИХ КОН- ЦЕНТРАТОВ НА ОСНОВЕ ГИДРОЛИЗАТОВ КРАХМАЛА

(57)Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к крахZ

малопаточной и плодоперерабатывающей отраслям. Цель, изобретения - улучшение качества готового продукта путем повышения биологической ценности. В гидролизат крахмала вводят овощной и/или плодово-ягодный сок - полуфабрикат, выдерживают в течение 05- 2.0 ч при б5-7б С, нейтрализуют до рН 3г9-4,7. а на стадии окончательного концентрирования вводят натуральный плодово-ягодный сок из расчета общего содержания сухих веществ вводимых соков 20-90 к массе сухих веществ готового продукта„ Для ускорения процесса нейтрализацию кислот и очистку раствора ведут одновременно смесью активного осветляющего древесного порошкообразного угля и кальция в соотношении 1:1-1,5 в количестве 1-5% к массе сухих ве- .ществ раствора 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

с sg

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к крахмалопаточной и плодоперерабатывающей отраслям. Цель изобретения - улучшение качества готового продукта путем повышения биологической ценности. В гидролизат крахмала вводят овощной и/или плодово-ягодный сок-полуфабрикат, выдерживают в течение 0,5-2,0 ч при 65-76°С, нейтрализуют до рН 3,9-4,7, а на стадии окончательного концентрирования вводят натуральный плодово-ягодный сок из расчета общего содержания сухих веществ вводимых соков 20-90% к массе сухих веществ готового продукта. Для ускорения процесса нейтрализацию кислот и очистку раствора ведут одновременно смесью активного осветляющего древесного порошкообразного угля и кальция в соотношении 1:1-1,5 в количестве 1-5% к массе сухих веществ раствора. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к крах- малопаточной и плодоперерабатывающей отраслям, и может быть использовано в кондитерской, хлебопекарной, молочной, безалкогольной отраслях.

Цель изобретения - улучшение качества готового продукта путем повышения его биологической ценности и ускорение способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Приготавливают крахмальное молоко. Крахмал разбавляют водой до содержания сухих веществ . Кислотный гидролиз ведут в присутствии соляной кислоты при давлении 0,28-0,30 МПа и

температуре 0-Ul4. После гидролиза гидролизат имеет рН 1,7-1,9. Ферментативный гидролиз ведут амило- литическими ферментами при кислотном разжижении крахмала с доведением рН- до оптимального для данного Фермента (А, 7-5,0) при 50-70 С. Инактивацию ферментов проводят при 100-110 С.

В гидролизат вводят овошнрй и/или плодово-ягодный сок - полуфабрикат. Температуру раствора доводят до б5- 75 С и выдерживают в течение 0,5 - 2 ч до максимального расщепления органических комплексов. Нейтрализацию минеральных кислот гидролиза- та крахмала и органических кислот

О1

00 О)

соков ведут до рН 3.9,7. Одновременно с нейтрализацией осуществляют очистку растворов смесью активного осветляющего древесного порошкообразного угля и углекислого кальция в соотношении 1:1-1,5 в количестве 1.-5 к массе сухих весцеств раствора. Растворы очищают от солей кальция и направляют на фильтрование с диатомитом или перлитом.

Предварительное концентрирование осуществляют на вакуум-выпарной станции до содержания сухих веществ 50-55%. Окончательное уваривание проводят в выпарных аппаратах при 70-75°С. В процессе концентрирования вводят натуральные плодово-ягодные соки высшего и первого сортов из расчета общего содержания сухих веществ вводимых на обеих стадиях соков 20-90/0 к массе сухих веществ готового продукта. Концентрирование ведут до содержания сухих веществ в композиции 70-82. При этом при необходимости улавливают летучие ароматические вещества соков, а в спир- тованных соках улавливают этиловый спирт. Концентрированную композицию охлаждают до 35- 45°С и разливают.

Пример 1. 800 кг сухого кукурузного крахмала в пересчете на безводный с доброкачественностью ,98,9 разбавляют водой до содержания сухих веществ 40. Получают 2000 кг крахмального молока, которое направ- ;ляют на гидролиз. Кислотный гидро-- ;лиз ведут в присутствии соляной кис- лоты в конверторах при давлении :0,3 МПа и температуре l40°C, Дозируют 0,24% газообразного НС1 по массе гидролизуемого крахмала. После .гидролиза гидролизат имеет рН 1,7.

Для данного примера использованы яблочный сок двух видов: неосветленный сульфитированный сок - полуфабрикат и осветленный натуральный сок. Состав неосветленного сульфитиро- ванного сока полуфабриката: массовая ,доля сухих веществ 12,5, титруемая кислотность 0,81 г/л, общее содержание SOi 772 мг/л, содержание свободного 80 521 мг/л, массовая доля осадка 3%.

Состав натурального осветленного яблочного сока: массовая доля сухих веществ 11, титруемая кислотность 0,53 г/л, 50 нет, осадка нет.

5

0

5

0

5

0

5

0

Неосветленный сульфитированный сок - полуфабрикат вносят в гидролизат крахмала в количестве 550 кг, что в пересчете на сухое вещество составляет 68,7 кг.

Температуру раствора устанавлива- ,ют и выдерживают в течение 0,5 ч до расщепления органических комплексов и частичного удаления SO.

Нейтрализацию минеральных кислот гидролизата крахмала и части органических кислот сока ведут одновремен- .но с очисткой раствора смесью ного осветляющего древесного порошкообразного угля и углекислого кальция в соотношении 1:1,5 в количестве 5 к массе сухих BeujecTB раствора. Нейт- ра лизацию раствора ведут до рН 3,9. Раствор очищают от. осадка м жиро- белковой взвеси. Для удаления взвешенных частиц раствор направляют на механичеркую фильтрацию, которую проводят на фильтр-прессах, с добавлением вспомогательного фильтрующего материа ла перлита-.

Предварительное концентрирование проводят под вакуумом. На выпарива-i ние поступает 2550 кг раствора с со- держанием сухих веществ . Сироп в количестве 1580 кг, выходящий из последнего корпуса выпарной установки, имеет концентрацию сухих веществ 55. Окончательное уваривание проводят в вакуум-аппар.ате при 70 С. В процессе концентрирования вводят натуральный осветленный сок из расчета общего содержания сухих веществ двух видов соков 20 к массе сухих веществ готового продукта. Расчет количества вносимого сока проводят следующим образом.

Готовая концентрированная композиция должна состоять из 20 сока и 80 патоки в пересчете на сухое вещество.

Состав вырабатываемой нормально осахаренной крахмальной патоки на заводе следующий, %: редуцирующие вещества А0,0, зола 0,3, азотистые вещества 0,13.

Теоретический выход патоки из крахмала подсчитывают по формуле

Тб

Д5

+ М + А,

1 - 0,001Д где TB - теоретический выход патоки.

л,

л и А

доброкачесгвенность крахмала (солержание химически чистого, крахмала к сухим ве ществам перерабатываемого крахмала), %

содержание редуцирующих веществ в патоке, % по CBj соответственно содержание золы и азотистых веществ в патоке, % по СВ.

Тб 103,45%.

Выход сухих (БД) веществ патоки рассчитывают по формуле

RC

К Kji Т в 100

Д хр количество абсолютно сухого крахмала, переработанное на патоку, кго . ЕС 827,6 кг.

827,6 кг сухих веществ патоки долж но составить 801 сухих веществ концентрированной композицииS поэтому сухих веществ композиции должно быть 1034,5 кг. Содержание сухих веществ сока в композиции 206,9 кг. В гидролизат крахмала внесено 68.7 кг сухих веществ сока. Необходимо еще внести 138,2 кг сухих веществ натурального осветленного со- , ка. В пересчете на натуральный сок его необходимо внести 1256,4 кг.

Концентрирование ведут до содержания сухих веществ в композиции 78. Выход концентрированной композиции сост вля9т 1326,3 кг.

Композицию охлаждают до 4о с и разливают. Получают жидкий концентрат, состоящий из 20 яблочного сока и 80 патоки в пересчете на сухое вещество. Готовый продукт имеет массовую долю сухих веществ 78, содержит редуцирующих веществ kS%, массовую долю золы 0.5, рН 4,6. Композицию можно использовать в кондитерской промышленности для производства карамели, пралиновых конфет.

Пример- 2. 650 кг сухого кукурузного крахмала в пересчете на безводный с доброкачественностью 99,0 разбавляют водой до содержания сухих веществ 40%. . Получают 1625 кг крахмального молока и направляют на кислотное раз1593607

жижение. Используют соляную кислоту, которую дозируют из расчета 0,12% газообразного НС1 к массе безводногс крахмала до рН 1,9. Процесс осуществляют при избыточном давлении 0,2 МПа в течение 4 мин до содержа- ния редуцирующих веществ 12%.

Исходное сырье: яблочный сульфи- тированный сок - полуфабрикат и виноградный спиртованный сок. Состав яблочного сульфитированного сока: массовая доля сухих веществ 10,6%, титруемая кислотность 0,75 г/л, щее содержание SO 780 мг/л, содержание свободного 50 515 мг/л.

Состав виноградного спиртованного сока: массовая доля сухих веществ 18,5%, титруемая кислотность 7,8 г/л Яблочный сульфитированный сок - полуфабрикат вносят в гидролизат в количестве 480 кг, что в пересчете на сухое вещество составляет 50,9 кг.

25

Температуру раствора устанавливают 65 С и выдерживают в течение

30

5

0

5

2 ч до расщепления органических комплексов и частичного удаления SQ. Нейтрализацию минеральных кислот гидролизата крахмала и органических кислот сока ведут одновременно с очисткой раствора смес1(Ю активного осветляющего древесного порошкообразного угля и углекислого кальция в соотношении 1:1 в количестве 1% к массе сухих веществ раствора. Нейтрализацию раствора ведут ,до рН 4,7.

При ферментативном разжижении температуру раствора доводят до . Добавляют ферментный препарат амило- ризин ГЮХ из расчета 0,03% к массе сухого крахмала, поступившего на переработку. По окончании осахарива- ния раствор быстро подогревают до 8о С для инактивации фермента. Полученную смесь очищают от примесей, обесцвечивают и фильтруют с диатомитом.

Предварительное концентрирование осуществляют в выпарной установке. 0 Количество раствора составляет

2105 кг с содержанием сухих веществ i 33.3%. Сироп в количестве 1274 кг с содержанием сухих веществ 55% смешивают с виноградным спиртованным соком из расчета содержания сухих веществ двух видов соков 90% к массе сухих веществ готового продукта.

Расчет количества виноградного сока производят по примеру 1.

5

Получают жидкий концентрат, тоящий из 90% яблочного и виноградного соков и патоки в пересчете на сухое вещество. Готовый продукт име- 5 ет массовую долю сухих веществ 8о;, содержит редуцирующих Сахаров 7б, массовую долю золы 0,5%, рН ,1. Композицию можно использовать в кондитерском производстве, в безалко- to ольной отрасли для полу чения напитков, а также для реализации населению.

Пример 3. Сухой крахмал в количестве 920 кг в пересчете на is безводный с доброкачественностью 98,7% разбавляют водой до содержания сухих веществ 23%. Получают 000 кг крахмального молока. Кислотный гидролиз ведут в присутствии соляной 20 кислоты при давлении 0,25 ИПа и температуре . Дозируют 0,19% газообразного НС1 по массе гидролизуе- мого крахмала. После гидролиза гид- ролизат имееет рН 1,8,25

Для приготовления композиции использованы натуральные тыквенный и виноградный соки. Состав тыквенного сока: массовая доля сухих веществ 17,3% содержание протеинов 213 мг/л, зо полисахаридов 950 мг/л„ Состав натурального ,виноградного сока: массовая доля сухих веществ 20%, титруемая кислотность 8,1%.

Тыквенный сок вносят в гидролизат. крахмала в количестве 1бО кг, что в пересчете на сухое вещество составляет 27,7 кг. Температуру раствора устанавливают 70°С и выдерживают в течение 1 ч до расщепления протеинов Q и полисахаридов.

Нейтрализацию минеральных кислот гидролизата крахмала и органических кислот сока ведут одновременно с очисткой раствора смесью активно- д го осветляющего древесного порошкообразного угля и углекислого кальция в соотношении 1:1,5 в количестве 3% к массе сухих веществ раствора,, Нейтрализацию раствора ведут до п рН ,3. Раствор очищают от осадка и жиробелковой взвеси. Для удаления взвешенных частиц раствор направляют на механическую фильтрацию, которую проводят на фильтрах-прессах с добавлением перлита.

Предварительное концентрирование проводят в выпарной установке. На выпаривание направляют кг раство

55

5 o

s 0 5

о

Q

п

5

ра с содержанием сухих веществ 22,8%, Сироп а количестве 1723 кг, выходящий из последнего корпуса выпарки, имееет концентрацию сухих веществ 55%.

Окончательное уваривание проводит в вакуум-аппарате при 75 С. В процессе концентрирования ввoдяt натуральный виноградный сок из расчета содержания сухих веществ тыквенного и виноградного соков 55% к массе сухих веществ готового продукта. При этом улавливают ароматические ве-. щества виноградного сока.

Расчет количества виноградного сока производят по примеру 1.

Концентрирование ведут до содержания сухих веществ в композиции 70%. готового продукта 308-7 кг. Получают жидкий концентрат, состоящий из 55% тыквенного и виноградного соков и 45% патоки в пересчете на сухое вещеет во. Композицию можно использовать в кондитерской, безалкогольной отраслях, в хлебопекарной промышленности для производства диетических хлебобулочных изделий.

Пример k, Сухой крахмал в количестве 150 кг в пересчете на безводный с доброкачественностью 99,6% разбавляют водой до содержания сухих веществ 25%, 600 кг суспензии направляют на гидролиз в реактор. Ферментативный гидролиз осуществляют в два приема. Вначале при постоянном перемешивании суспензию нагревают до 50 С и добавляют солодовую вытяжку в количестве 1/5 общего расхода. Процесс клейстеризации и разжижения крахмала проводят при медленном подогреве массы до и выдерживают в течение 20 мин. Далее массу кипятят в течение 30 мин для обеспечения полноты клейстеризации крахмала. После охлаждения до 65 С в клейстер добавляют оставшуюся массу солодовой вытяжки и процесс гидролиза проводят при этой температуре до получения в гидролизате необходимого количества редуцирующих веществ. Раствор кипятят в течение 20 мин и охлаждают до 724.

В данном случае используют натуральные овощные соки: тыквенный с содержанием сухих веществ 18%, свекловичный с содержанием сухих веществ 1б.7% и натуральный плодовый - яблочный с содержанием сухих веществ 10%.

9

В гидролизат крахмала вводят 890 кг тыквенного сока и 9бО кг свекольного сока. Сухих веществ тыквенного сока внесено 1бО кг, а свекольного 160 кг.

Раствор выдерживают s течение 1,2ч.

Нейтрализацию органических кислот соков ведут одновременно с очисткой раствора смесью активного осветляющего древесного порошкообразного угля и углекислого кальция в соотношении 1:1,2 в количестве 7.% к массе сухих веществ обрабатываемого раствора до рН 4,5. Раствор фильтруют, и фильтрат направляют на уваривание до концентрации 55°о сухих веществ.

На выпаривание направляют кг раствора (без учета примесей) с содержанием сухих веществ. После выпаривания получают 855 кг сиропа.

Окончательное уваривание проводят в выпарном аппарате при 70°С Вводят натуральный яблочный сок из расчета содержания сухих веществ всех соков 80 к массе сухих веществ готового продукта.

Расчет количества яблочного сока производят по методике, приведенной в примере 1.

Концентрирование ведут до содержания сухих веществ в композиции 80%. Выход готового продукта 1000 кг.

Получают жидкий концентрат, состо- .ящий из 80 тыквенного и свекловичного соков и 20 патоки в пересчете на сухое вещество. Композицию можно использовать в кондитерской, хлебопекарной, молочной отраслях пищевой- промышленности..

Пример 5. 200 кг сухого картофельного крахмала в пересчете на безводный с доброкачественностью 98,7 разбавляют водой до содержания сухих веществ 20.

1000 кг суспензии направляют на гидролиз. Ферментативный гидролиз . осуществляют в две стадии. При ферментативном разжижении крахмальную суспензию подогревают до , доводят показатель рН до 6,3. В продукт добавляют ферментный препарат амило- субтилин ГЮх из расчета 0,02 к массе сухого крахмала, поступившего на переработку. Процесс разжижения осуществляют при и непрерывном интенсивном перемешивании в течение 1ч..

59360710

После кипячения крахмальный гидролизат охлаждают до и направляют на ферментативное осахаривание. В продукт дозируют препарат амило- ризин Г20х в количестве 0,02% к массе перерабатываемого сухого крахмала. После осахаривания проводят инактивацию ферментов. 10 В данном случае используют неосветленный сливовый сок - полуфабрикат с массовой долей сухих веществ 18% и осветленный вишневый сок с массовой долей сухих веществ 15. 5 , Сливовый сок вносят в гидролизат в количестве 800 кг, что в пересчете на сухое вещество состабляет кг. Температуру раствора устанавлива- ют б7 С и выдерживают в течение 2 ч. 20 Нейтрализацию органических кислот соков гидролизата проводят одновременно с очисткой раствора смесью активного осветляющего древесного порошкообразного угля и углекислого 25 кальция в соотношении 1:1, в количестве 1,5% к массе сухих веществ раствора. Нейтрализацию раствора ведут до рН ,0. Раствор очищают от примесей и фильтруют с диатомитом. 30 Предварительное концентрирование осуществляют в выпарном аппарате. Количество раствора (без учета при- месей|) составляет 1800 кг с содержанием сухих веществ-19, U. После выпа- ривания получают 625,4 кг сиропа с концентрацией 55%. Окончательное уваривание проводят в вакуум-аппарак те при 70°С. Вводят осветленный вишневый сок из расчета содержание; су- д хих веществ сливового и вишневого соков 70% к массе сухих веществ готового продукта. Улавливают ароматические вещества вишневого сока.

Расчет количества вишневого сока 5 производят по методике, приведенной в примере 1.

Концентрирование ведут до содержания сухих веществ в композиции 82%. Выход готового продукта 85,5 кг. Композицию охлаждают до 45°С.

Получают жидкий концентрат, состоящий из 70% сливового, и вишневого соков и 30% патоки в пересчете на сухое вещество.

Композиция может быть использована в кондитерской промышленности для приготовления леденцовой карамели, в молочной промышленности для приготовления мороженого, в хлебопе0

5

чении для приготовления специальных сортов хлеба.

Данные, характеризующие улучшение качества готового продукта, полученного по предлагаемому.способу в сравнении с известным способом и базовы объектом, приведены в таблице.

При введении в гидролизат крахмала овощных соков и/или плодово-ягодных соков полуфабрикатов происходит расщепление сложных органических комплексов соков до легко усвояемых (белковых веществ - до аминокислот, пектиновых веществ - до галактуроно- вой, уксусной КИСЛОТ; галактозы, арабинозы, крахмала - до глюкозы), коагуляция и выпадение в осадок высокомолекулярных растворимых и взве шенных частиц, не подвергшихся гидролизу.

При переработке сульфитированных соков, содержащих SO jтехнология позволяет практически полностью удалить диоксид серы в процессе обработки за счет многократной тепловой обработки.

При этом выдержка менее 0,5 ч не обеспечивает полного расщепления сложных комплексов соков. При выдержке более 2,0 ч ухудиюется качество продукта из-за повышения цветности из-за реакций сахароз с аминокислотами.

При температуре ниже 65°С уменьшается скорость расщепления частиц и скорость фильтрования суспензий. Температура более 75 С вызывает снижение качества смеси из-за потемнения в связи с увеличением скорости реакции углеводов с аминокислотами и расщепления биологически ценных веществ.

Если нейтрализацию ведут до рН ниже 3|9 то не полностью удаляются винно-каменная кислота и коллоидные частицы. Это приводит к тому, что к процессе хранения возможно выпадение кристаллов винного камня и коллоидных частиц. При рН более Л,7 наблюдается значительное пЪтемнение соков и снижение качества композиций ввиду образования окрашенных комплексов солей при раскислении,.

Введение доброкачественных натуральных (или спиртованных) плодово- ягодных соков на стадии окончатель- ного концентрирования смесей в ва

10

15

25

рп

30

35

0

45

0

5

куум-выпарных установках позволяет сохранить биологически ценные вещества соков (витамины, фруктозу,- органические кислоты, микроэлементы, ароматические вещества) за счет мягких режимов .концентрирования при температуре 70°С и улавливать летучие компоненты (летучие ароматические вещества, этиловый спирт).

При введении соков из расчета содержания сухих веществ соков менее 20% к массе; сухих веществ готового продукта вкус готового продукта остается приторно сладким (характерным для патоки), компоненты сока слабо выражены. При содержании сухих веществ соков более 90 к массовой доле сухих веществ готового продукта снижаются актикристаллизационные свойства полисахаридов гидролизатов крахмала (декстринов) и в процессе хранения концентрированных компози ций выпадают кристаллы глюкозы.

Одновременная нейтрализация кислот и очистка растворов смесью активного осветляющего древесного порошкообразного угля и углекислого кальция позволяет ускорить процесс, полностью нейтрализовать минеральную кислоту, применяемую при гидролизе, частично органические кислоты, адсорбировать углем красящие вещества и выделить примеси с осадком при фильтровании.

Оптимальным соотношением активного осветляющего древесного порошкообразного угля и углекислого кальция является 1:1-1,5 при количестве указанной смеси 1-5 к массе сухих веществ раствора. Выход за пределы указанных соотношений количества yi- ля и мела ведет к нарушению Процесса.

Формула изобретен и я

10

,20-90 от массы сухих в вого продукта.

общее содержание сухих веществ сока сухих веществ раствора.

Массовая доля редуцируюи их реще % в пересчете на сухое вещество Углеводы, %

глюкоза

фруктоза

мальтоза

сахароза

декстрины Витамины, мг/кг

С

А

В,

Bj, Флавоноиды, нг%

в том числе:

катехины

лейкоантоцианы

фла вонолы

Органические киблоты (в пересчет на лимонную), г/100 г СВ Массовая доля золы, % в пересчет на сухое вещество Титруемая кислотность, мл 0,1 н. раствора NaQH на 100 г сухих веществ

Активная кислотность (рН) Температура карамельной пробы, Цветность по эталону, мл Срок хранения, мес

0

,20-90 от массы сухих веществ гото- вого продукта.

сухих веществ раствора.

0-82 5-76

27

13

15

5

ko

10

1,1

0,9

0.9

08,9

10,5

i.,8

93,6

3 ,5-1,8

78

30-60

20 22 58

0,4-0,55

70-75 85-90

43 20 12 10 15

8

0,75 0,6

0,7 153,7

- 6,2 12,5 135,0

0,6-0,85

15-21

,7-, 6

0-155

6-9

12

12-15 4,6

145-155

3-6

6

35-56 3,1-4,0 .140-155 7-11 3