Способ биологического консервирования картофельных отходов Советский патент 1990 года по МПК C12N1/20 A23K3/04 

Изобретение относится к картофеле- перерабатывающей отрасли пищевой промышленности и касается консервирования с помощью микроорганизмов некондиционного картофеля и картофельных отходов.

Целью изобретения является интенсификация процесса и улучшение.качества целевого продукта за счет снижения титра дрожжей, гнилостньк и маслянокислых бактерий.

Способ осуществляют следующим образом.

Отходы, образуемые на технологических операциях переработки карто- |1)еля, после предварительной подготовки (измельчения и/или варки и/или смешивания) доводят до содержания сухих веществ, равного 7-20%, регулируя соотношение жидких и твердых отходов, после чего устанавливают температуру массы 30-35 С. Указанную массу подают в ферментер, куда одновременно вводят акт1геную культуру молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum при соотношении сбраживаемой массы и указанной культуры 10:(О,8-1,0) при содержании клеток на 1 т сбраживаемой массы.

Предлагаемый способ можно осуществить при использовании разт1ых штаммов вида L. plantarura с получением лости.1

СП

;о 4 tc

гаемого эффекта/ например, штаммов L. plantarura 30, L,plantarum 34, L, plantarum 11/16 (ВКМ № 578).

Молочнокислое брожение ссуй1е,ствля- ют в две стадии. На первой стадии Процесс ведут в непрерывном режиме при скорости разбавления 0,1-О,,2 ч , teMnepaTYpe ЗО-ЗЗ С до рН .,6-4,8. При этом активную чистую культуру 1олочнокислых бактерий подают на ино- |суляциго предварительно подготовлен- йьтх картофельных отходов лишь в начальном цикле первой стадии сбраживания (в течение первых ч).

На последующих циклах .первой стадии сбраж1-шания в качестве культуры молочнокислых бактерий используют мас- - су, сброженную на первой стадии, содержащую молочнокислые бактерии в фазе активного роста, которую вводят в ;том же соотношении для инокуляции предварительно подготовленных карто- фельных отходов, поступающих на сбраживание Рециркуляцию указанной массы, подаваемой на инокуляцию в качестве гсультуры молочнокислых бактерий, осуществляют на протяя ении всех первой стадии, сбраживания (за исключением начального) на протяжении 30 сут, после чего инокулят обновляют, вновь подавая чистую культуру в сбраживаемую массу.

Остальную часть сброженной на первой стадии массы (90-82%) дображивают без добавления инокулята в стационарном режиме в течение 48-72 ч при 26- ;30°С; до рН 4,0-4,3. i Сброженная масса представляет собой сбалансированный питательньтй и легкоусвояемый кормовой продукт для сельскохозяйственных животных, прайму щественное содержание молочнокисльпс бактерий в микрофлоре этого продукта способствует подавлению вредной и патогенной микрофлоры кишечника животных .

Использование картофельных отходов с-содержанием сухих веществ менее 7% нецелесообразно, так как обед- ненность такого субстрз,та углевода1 5Н, белком и друпши питательньми веществами приводит к снижению активности культуры и замедлению процесса молочнокислого брожения. Подача на иноку- 31ЯЦИЮ. и сбраживание картофельных отходов с содержанием веществ более 20% не позволяет утилизировать все жидкие отхода,, образуемые в про10

5

20

25

15942)24

цессе промышленной переработки картофеля, что приводит к их частичному сбросу в канализацию и загрязнению окружающей среды.

Осуществление непрерывного инокули- рования предвзрительно подготовленных картофельных отходов культурой молоч-- нокислых бакткрий, вносимой в предложенном соотношении путем рециркуляции в сочетаяии с двухстадийным сбраживанием массы при предлагаемых режимах и параметрах, позволяет создать оптимальные условия развития молочнокислых бактерий на указанных отходах и тем самым интенсифицировать процесс сбраживания, сократив его продолжительность в 7-8 раз по сравнению с известным способом при улучшении консервирующих свойств получаемого корма (рН 4,0-4,3 против 4,35- 4,4 по известному способу).

Внесение в картофельные отходы предлагаемых количеств инокулята дает возможность снизить рН подаваемой на брожение массы и способствует более активному росту бактерий на первой стадии сбраживания.

Данные по влиянию количества инокулята на интенсивность молочнокислого брожения представлены в табл. 1.

Как в.идно из табл. 1 предлагаемое соотношение картофельных отходов и инокулята является оптимальным, так как обеспечивает активное возрастание титра молочнокислых бактерий, а следовательно, интенсивное брожение, в результате которого активно снижается рН и накапливается молочная кислота.

Внесение инокулята в количестве менее 0,8 ч на 10 ч картофельных отходов приводит к незначительному сни- жению рН отходов перед сбраживанием и, как следствие,-к снижению интенсивности брожения, а его внесение в количестве более 1 ч,на 10 ч. указанных отходов экономически нецелесообразно, так как влечет необходимость соответственного увеличения количества сброженной массы, возвра- 50 щаемой на рециркуляцию, что приводит к увеличению себестоимости ко- вечного продукта.

Проведение молочнокислого сбраживания в две стадии при предлагаемых 55 режимах и параметрах процесса на кда;дой из них дает возможность осуществить непрерывный процесс, позволяющий утилизировать промьшшенные

35

40

45

картофельные отходы, образуемые в . условиях поточной переработки картофеля, и вместе с тем интенсифицироват процесс сбраживания на первой стадии за счет непрерывного удаления вместе со сбраживаемой массой избытка молочной кислоты, препятствующего активному размножению молочнокислых микроорганизмов.

Осуществляемая рециркуляция части сброженной ка. первой стадии массы, используемой в качестве посевной культуры молочнокислых бактерий, обеспечивает постоянную инокуляцию поступающих на сбраживание картофельных отходов указанными бактериями в стадии экспоненциального роста, что обуславливает активное брожение и дает воз- . можность значительно экономить расход посевной культуры, исключая необходимость наличия постоянно действующей станции ее приготонпенил.

Благодаря интенсификации процесса брожения на первой стадии на вторую стадию для дображивания поступает масса, содержащая молочнокислые бактерии в стэдик активного роста, что обуо7аг ливает ускорение процесса на этой стадии без добавления.культуры,

Инокулирование подаваемых на сбраживание картофельных отходов при 30- 35°С с последующим проведением молочнокислого брохсения на первой стадии при этой температуре и проведение дображивания на второй стадии прр; 26-30 с создает оптимальные условия для ведения направленного процесса молочнокислого брожения. Инокулирование картофельных отходов, а также сбраживание массы на первой стадии и ее дображивание на второй при температурах ниже предлагаемых величин нежелательно, так как снижает рост и активность кульуры и увеличивает продолжительность брожения. Проведение указанных процессов при температурах вьше предлагаемьк величин нецелесообразно, так как приводит к угнетению роста культуры и созданию условий для развития посторонней микрофлоры (маслянокислые, уксуснокисль е и другие микроорганизмы), для которой указанные температуры будут оптимальными..

Значения рН массы, достигаемые в конце первой стадии молочнокислого брожения, позволяют получить сброженную массу с высоким титром молочнокислых бактершт. Это даст возможность

подавать на рециркуляцию в качестве инокулята сброженную массу, содержащую молочнокислые бактерии в активной фазе, а также обеспечить ускоренное дображивание полученной массы на второй стадии без добавления культу- ры. Снижение рН массы на первой стадии ниже 4,6 нецелесообразно, так как приводит к удлинению продолжительности сбраживания н.а этой стадии и к избыточному накоплению молочной кислоты, снижающему активность роста молочнокислых бактерий. Сбраживание массы на первой стадии до рН вьше 4,8 также нежелательно, так как приводит к удлинению продолжительности дображивания массы на второй стадии и может п. ивести к. нарушению направленности

молочнокислого брожения вследствие развития посторонней микрофлоры,

Величины рН 4,0-4,3, достигаемые при дображивании массы на второй стадии, обеспечивают требуемые консервирующие свойства готового кормового продукта, что позволяет осуществить длительное хранение последнего на протяжении года. Осуществление дображивания массы на второй стадии до рН ниже AjO нецелесообразно, так как влечет за собой ухудшение вкусовых качеств готового продукта ,и удлинение процесса, а проведение дображи-, вания массы до рН выше 4,3 приводит к ухудшению консервирующих свойств и уменьшению продолжительности хранения,

Предлагаемые диапазоны продолжительности сбраживания на первой стадии и дображивания на второй являют- ся оптимальными. Уменьшение продолжительности сбраживания картофельных отходов на первой стадии ниже предела приводит к недостаточному накоплению в массе клеток молочнокислых бактерий, которые по своим физиологическим особенностям не могут достигнуть фазы экспоненциального роста, вследствие чего продолжительность дображивания такой массы увеличивается на 5-7 сут, При этом в данной массе нечетко выражен направленный процесс молочнокислого брожения, так как недостаточное накопление молочной кислоты создает предпосылки для развития другой микрофлоры, ухудшаюшей качество го- тового кормового продукта.

Увеличение продолжительности сбраживания картофельных отходов на пер- «

вой стадии выше предлагаемого предела

также нецелесообразно, так как более

длительный процесс брожения на указанной стадии приводит к ингибирова- ниго молочнокислых бактерий образуемой ими молочной кислотой и, как след ствие, к низкому титру этих бактер в массе, направляемой как на рециркуляцию, так и на дображивание, Кро- ме того, увеличение продолжительности брожения на первой стадии при- п водит к необходимости применения ерментеров большей вместимости, что затрудняет монтаж, усложняет условия ксплуатации и санитарной обработки.

Увеличение продолжительности до- 55 браживания массы на второй стадии свьппе 72 ч приводит к снижению. рН ниже редлагаемых пределов и ухудшению кусовых качеств получаемого готового продукта вследствие перекисания . 20 ассы, а уменьшение продолжительности дображивания менее 48 ч влечет за собой снижение устойчивости к порче олучаемого готового корма.

Качественные показатели готового 25 ормового продукта, полученного по редлагаемо и известному способам, риведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, готовый кормовой продукт, полученный в соответ- зо ствии с предлагаемым.способом, отличается меньшим содержанием уксусной кислоты при отсутствии масляной, что способствует улучшению его вкусовых качеств, имеет значительно лучшие микробиологические показатели по сравнению с продуктом, полученным по известному способу, что обуславливает более высокое качество корма и его большую стабильность при длитель- JQ ном хранении.

Качественные показатели кормового продукта, полученного по предлагаемому и известному способам после 12 мес хранения, приведены в табл. 3. д

I

Как видно из табл. 3, предлагаемый

кормовой продукт, полученный по предлагаемому способу, по сравнению с продуктом, полученным по известнокгу .. способу, более стабилен при хранении, в нем в большей мере сохранен белковый компонент, содержание уксусной кислоты увеличено незначительно. Увеличение содержания молочной кислоты в процессе хранения при отсутствии масляной обуславливает лучшие орггшо- лептические показатели готового про- дукта.

Пример 1. Сырые картофельные отходы измельчают, проваривают в течение 25 мин, смешивают с отходами,- образуемыми на стадиях термической обработки картофеля, и доводят до содержания веществ 15%, регулируя соотношение твердых и жидких отходов, после чего устанавливают температуру массы 32°С. Указанную массу подают в ферментер, куда одновременно вводят посевную культуру штамма Lactobacillus plantarum № 578 при соотношении сбражив аемой массы и указанной культуры соответственно 10:0,9 или 10 кл./т.

Молочнокислое брожение осуществляют в две стадии. На первой стадии процесс ведут при в течение 9 ч до рН 4,7, npi-гчем продолжительность процесса регулируют скоростью разбавления, обусловленной скоростью протока массы через ферментер. Указанную скорость протока выбирают в зависимости от количества поступающих на сбраживание отходов в час и количества удаляемых сброженных отходов после первой стадии.

В данном примере при скорости протока 1 объеме ферментера 9 т, скорость разбавления равна 0,1 ч , что обеспечивает продолжительность нахождения массы в ферментере в течение 9ч при непрерывном процессе.

Часть сбршсенной на первой стадии массы (9%) направляют на рециркуляцию, используя ее в качестве культуры молочнокислых бактерий лля инокуляции картофельных отходов, поступающих на сбраживание.

Остальную часть указанной массы (91%) направляют на дображивание в течение 60 ч при 28 .С до рН 4,2.

Конечный продукт содержит 1,23% молочной кислотьт, 0,7% протеина, количество гнилостных бактерий, дрожжей и плеснеьых грибов не превышает 10 кл./т. Полученный продукт направляют на хранение или сразу на скармливание сельскохозяйственным животным.

П р и м е р 2. Жидкие отходы, образуемые на различных технологических операциях (паровой очистки, бланширования, варки), смешивают и доводят до содержания сухих веществ 7% при поддержании температуры массы 35°С. Указанную смесь подают в ферментер, куда одновременно вводят культуpiy L, plantarum ff 578 при соотношении сбраживаемой массы и указанной культуры соответственно 10;1 или 10 кл./т Молочнокислое брожение осуществляют в две стадии. На первой стадии процесс ведут в непрерывном режиме при 35®С в течение 12 ч до рН 4,6.

Заданная продолжительность нахсяс- дения массы в ферментере на первой стадии сбраживания обеспечивается за счет регулирования скорости протока и подбора объема ферментера

Часть сброженной на первой стадии массы (10%) направляют на рециркуляцию, используя ее в качестве культуры молочнокислых бактерий для инокулирования картофельных отходов, пос- тупаю1Д1гх на сбраживание. Остальную часть указанной массы (90%) направляют на дображивание в стационарном режиме без добавления культуры в течение 72 ч при до рН 4,3. Сброженную массу, представляющую собой готовый кормовой продукт (содержание молочной кислоты 1,2%), отправляют на хранение либо сразу используют в качестве корма для сельскохозяйственных животных.

П р и м е р 3. Отходы, образуемые в процессе термической обработки картофеля, смешивают с измельченными сырыми отходами, количество которых не превышает 10%, и доводят содержание сухих веществ до 20%, после чего устанавливают температуру массы 30 С. Указанную массу подают в ферментер, куда одновременно вводят посевную культуру штамма L.plantarum № 578 при соотношении сбраживаемой массы и указанной культуры соответственно 10:0,8 или Ю кл./т.

Молочнокислое брожение осуществляют в две стадии. На первой стадии процесс ведут в непрерывном режиме при в течение 8 ч до т)Н 4,8. Продолжительность сбраживания массы на первой стадии регулируется за счет варьирования скорости протока массы через ферментер и подбором объема ферментера.

Часть сброженной на первой стадии массы (8%) направляют на рециркуляцию, используя ее в качестве культуры молочнокислых бактерий для иноку- лирования картофельных отходов, поступающих на сбраживание. Остальную часть указанной массы (92%) направляют на дображивание в стационарном

режиме без добавления культуры в течение 48 ч при до снижения рН 4,0/

Сбрсвкенная масса представляет собой готовый кормовой продукт, (содержание молочной кислоты 1,25Z), который направляют на хранение или сразу на скармливание сельскохозяйст- венньм животным.

Пример4. Картофельные отходы со всех технологических собирают в ebGcoctb, перемешивают, доводят до содержания сухих веществ 15% 5 путем регулирования соотношения жидких и твердых отходов. В смеси устанавливают температуру и подают в ферментер Одновременно в ферментер подают посевную культуру штагдаа 0 L. plantarum 30 при соотношении массы и культуры соответственно 10;0,8 или 10 кл./т.

Молочнокислое брожение осуществляют в две стадии. На первой стадии 5 процесс ведут при до рН 4,7. Продолжительность брожения на этой стадии в условиях непрерывного процесса регулируют за счет скорости протока массы через ферментер, учитывая его объем и количество поступающей и уходящей массы.

Часть массы, сбрсясенной на первой стадии (tO%), направляют на рециркуляцию, используя ее в качестве ино кулята картофельных отходов на последующих циклах непрерывного процесса брожения первой стадии. Остальную часть сброженной на первой стадии массы направляют на дображивание в ста- . ционарном режиме без добавления культуры в течение 72 ч при 28 С до снижения рН 4,0. Сброженную массу, содержащую 1,3% молочной кислоты, затем направляют на хранение или сразу на скармливание животньгм.

П р и м е р 3. Картофельные отходы, подвергнутые тепловой обработке, перемепшвают, к ним добавляют измельченные сырые отходы.(не более 10%) и доводят до содержания сухих веществ 17%. Все компоненты перемешивают, доводят до и направляют на сбраживание. В ферментер одновременно подают посевную культуру штамма L.plantarum 34 и подготовленные отходы в 5 соотношении 1:10 или 10 кл./т.

Процесс брожения осутцествляют в две стадии. На первой стадии сбраживание проводят при 33 С в течение

0

5

0

5

0

10

159421

12 ч до рН 4,6, Продолнг-ггельность

сбраживйния массы на этой стадии регулируют скоростый протока ее через ерме ;тере Сброясенную иа первой стаии массу разделяют, иаправляи. на рециркуляцию 10% и на дображивгшие 90%с Масса, направленная на рециркуяцию, используется для ичокулирона- ния свежих отходов иа последуювдих щгклах первой стадии.

Дображивание массы проводят, на второй стадии брожения без добавл(2ния шюкулята при 2б с п течение 72 ч до рН 4,2.

Конечный продукт содержит 1,25% молочной кислоть,, 0,65% сырого проте- sma. Количество гнилостных бактервд, дрожжей и плесневых rpi-i6oB не превышает 10 кл,/т массы

С5роя;еиная масса является кормсвык ррдуктом и направляется на хранение ли непосредственно на корм жргвотным.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает возможность непре- рьгоной утилизации промышленньщ дов переработки картофеля в условиях поточного производства путем интен- сифшсации процесса молочнокислого сбраж1-г8ания указанных отходов npvi одновременном улучшении качества получаемого кормового продукта и снижении расхода инокулята. ормула изобретения

1 с Способ биологического консерт виррвания карто4)ё1льньк- от ходоВд пре15

20

25

30

35

0

21

5

0

5

30

35

2 2 .

дусматриваюший подготовку исходного

сырья, инокулировгние его молочнокислыми бактериями и осуществление молочнокислого брожения, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и улучшения качества целевого продукта за счет снижения титра дрожжей, гнилостных и маслянокисльк бактерий, в качестве исходного сырья используют картофельные отходы с содержанием сухих веществ 7г20%, в качестве молочнокислых бактерий используют Lacto- bacillus plantarum, а молочнокислое брожение осуществляют в две стадии, на первой из которых процесс ведут в непрерывном режиме при скорости разбавления 0,1-0,2 , температуре 30- 35°С до рН 4,6-4,8, а на второй стадии проводят Дображивание картофельных отходов в стационарных услови тх в течение 48-72 ч при температуре 26- 30°С до рН 4,0-4,3.

V .

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что инокуляцию картофельных отходов молочнокислыми бактериями Lactobacillus pla.itarum Е начальном цикле первой стадии осуществляют в количестве 8-10% от объема сбраживаемых отходов, а иа последующих циклах 3 той стадии в качестве инокулята используют массу, сброженную на первой стадии, которую вводят в том же количестве.

Изобретение относится к картофелеперерабатывающей отрасли пищевой промышленности и касается консервирования с помощью микроорганизмов некондиционного картофеля и картофельных отходов. Цель - интенсификация процесса и улучшение качества целевого продукта за счет снижения титра дрожжей, гнилостных и масляно-кислых бактерий. Способ заключается в следующем. Картофельные отходы, содержащие 7-20% сухих веществ, засевают молочно-кислыми бактериями LACTOBACILLUS PLANTARUM. Процесс молочно-кислого брожения осуществляют в две стадии. На первой стадии процесс ведут в непрерывном режиме при скорости разбавления 0,1-0,2 ч -1 и температуре 30-35°С до PH 4,6-4,8. На второй стадии процесс ведут в стационарном режиме в течение 48-72 ч при 26-30°С до PH 4,0-4,3. Полученный продукт содержит до 1,2% молочной кислоты, до 0,3% уксусной кислоты и до 0,7% протеина. Полученный продукт стабилен в течение 12 мес. 3 табл.

Таблица1

13

Показатели качества кормового продукта

Содержание кислоты, %, -молочная уксусная масляная РН

Протеин, % в пересчете на сухо вещество Количество, кл./г:

аэробные ме- эофипьные микроорганизмыгнилостные

Показатели качества кормового продукта

Содержание кислоты, %:

молочная

уксусная

масляная

РИ . .

Протеин, % в пересчете на сухое вещество Количество, кл./г аэробные мезо- фильные микроорганизмыгнилостные бактерии дрожжи плесневые грибы

1594212 Т а б л и ц а 2

14

Отходы, сброженные по способу

предлага- I извест- емомуI ному

1,10 0,74 0,28 4,45

0,7

0,5

8,6.10

5,4 -10

ТаблицаЗ

Отходы, сброженные по способу

предла- извест- гаемому ному

0,83 0,92 0,34 4,3

0,65 0,40

2,4.10 6,7-10

0,3-10; 0,8.10

8,1 3,0

0

0„8ИО 7,4.10