Способ получения растительной пищевой добавки Советский патент 1993 года по МПК A23L1/29 A23L1/25 

Изобретение относится к пищевой промышленности и является новым направлением в отрасли, в связи с чем аналоги и прототип отсутствуют.

Способ может применяться для обогащения природными радиопротекторными веществами любого растительного сырья, которое при технологической переработке подвергается гомогенизации и последующей ферментации нативными ферментами.

Цель изобретения заключается в том, что клубне-,- корнеплоды, плоды и ягоды измельчают и гомогенизируют в роторном гидродинамическом кавитаторе при скоростях вращения ротора 3200-4600 об/мин, числе лопастей 6, объеме кавитатора V 15,0 дм и постоянном барботировании сырья кислородом в процессе переработки.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения пищевой добавки с радиопротекторными свойствами клубне-, корнеплоды, плоды и ягоды измельчают и гомогенизируют в роторном гидродинамическом кавитаторе при скоростях вращения ротора 3200-4600 об/мин, числе лопастей 6, объеме кавитатора V 15 дм3 и постоянном барботировании сырья кислородом в процессе переработки.

Известно, что меланины обладают радиопротекторными свойствами, поэтому увеличение их содержания в пищевой добавке или продукте будет придавать им новые свойства, связанные с возникновением противолучевого действия, благодаря которому при потреблении продукта в пищу происходит усиление иммуннозащитных

00

о

V4 00 СЛ

J

8

функций организма человека к действию радиации и вызываемой ею лучевой болезнью.

При измельчении и гомогенизации растительного сырья разрушается клеточная оболочка и внутриклеточные структуры, вследствие чего происходит освобождение окислительных ферментов - оксидоредук- таз, благодаря чему образуется система, в которой приводятся во взаимодействие высвободившиеся клеточные компоненты, включая полифенольные соединения, при ферментативном окислении которых происходит образование меланиновых пигментов, обладающих радиопротекторными свойствами.

Проведение гомогенизации перерабатываемого сырья в кавитационных полях, образуемых гидродинамическими излучателями (роторными кавитаторами) в постоянно продуваемом кислородом сырье наряду с практически полным разрушением клеток

обеспечивает также акжвацию и увеличение концентрации всех активных форм кислорода, при наличии которых в субстрате резко увеличивается количество образовавшегося меланина.

Таким образом, новизна предлагаемого способа заключается в получении пищевых добавок с радиопротекторными свойствами, обусловленными наличием в составе меланиновых веществ, при получении которьцс- требуется одновременное выполнеиие трех технологических услов11й: проведение переработки сырья гидродинамической кав.итацйй; участие в синтезе меланина эндогенных растительных ферментов; постоянное продувание кислородом измельчаемого в кавитаторе сырья.

При таком сочетании указанных условий происходит кавитационное измельчение сырья вплоть до разрушения клеток, вследствие чего увеличивается концентрация субстрата, доступного ферментам и кислороду; разрушение сырья приводит к выходу из него эндогенных ферментов, в результате чего значительно возрастает концентрация ферментов, способных осуществлять синтез меланина; насыщение растительного сырья кислородом в условиях барботирования и гидродинамической кавитационной обработки обеспечивает генерацию активных.форм кислорода, которые участвуют в реакциях трансформации радикалов и связаны с образованием меланина. Активация молекулярных форм кислорода является решающим условием резкого увеличения концентрации образующегося меланина.

0

В табл.1 приведены данные о количестве образующегося меланина при переработке сырья по заявляемому способу, при механическом измельчении и гомогенизации в присутствии парциальной концентрации кислорода воздуха и при полном насыщении сырья кислородом в процессе переработки.

Как видно из табл. 1 .окисление субстрата ферментами в процессе кавитации при барботировании кислородом обеспечивает значительное повышение выхода меланина, которое достигается за счет синтеза натив- ными ферентами в присутствии активиро- 5 ванных форм кислорода.

Обогащение пищевой добавки меланинами обеспечивает придание ей радиопро- текторных свойств, благодаря которым после введения добавки в пищевой продукт при его последующем потреблении человеком усиливаются иммунно-защитные функции организма, обеспечивающие повышение устойчивости организма к действию радиации и ее различных негативных последствий.

Измельчение и гомогенизация корне-, клубнеплодов, плодов и ягод в роторном гидродинамическом кавитаторд я гСбос.т- вуют эффективномумёхания скому диспер- гировани22 сзч тел ьного сырья лопастями, атакже его деструкции под действием импульсных давлений, волн разрежения -сжатия при пульсациях кавитационных пузырьков. Кроме того, за счет физико-химических эффектов, сопровождающих гидродинамическую кавитацию, происходит интенсивное образование свободных радикалов ОЙ, Й02, перекиси водорода и других соединений, активно участвующих в синтезе меланина.

Продувание кислорода через раствор в процессе кавитирования сопровождается повышением концентрации его активных форм, вследствие чего происходит значительное увеличение выхода меланина при ферментировании сырья эндогенными ферментами.

0

5

0

5

0

5

Вращение ротора при скоростях 3200 об/мин обеспечивает генерацию небольшого количества активных форм кислорода, необходимых для образования меланина, а использование скоростей вращения ротора, превышающих 4600 об/мин, обеспечивает выход меланина, эквивалентный его концентрации при 4600 об/мин. (См. табл.2).

Как видно из табл.2 при скоростях вращения ротора 3200 об/мин выход меланина минимален, а при скоростях вращения 4600 об/мин его выход не увеличивается.

Использование кавитатора роторного типа способствует эффективной кавитаци- онной обработке сырья, при которой достигается максимальный выход меланина.

Для данного кавитатора наибольшее количество меланина в перерабатываемом сырье достигается при скоростях вращения ротора 3200-4600 об/мин.

Способ осуществляется следующим образом. Перерабатываемое сырье помещают в кавитатор роторного типа, заливают дистиллированной водой (гидромодуль 1:2- 1:7). Затем включают ротор, придавая ему скорость вращения 3200-4600 об/мин, и осуществляют измельчение и гомогенизацию растительного сырья в течение 15-20 мин до получения высокоизмельченного го- могената. Одновременно с включением ротора осуществляют продувку раствора кислородом, которую завершают по окончании кави.тационной обработки. После этого гомогенизированную растительную массу, обогащенную меланином, отправляют на дальнейшую переработку, для получения из нее соответствующего продукта питания, содержащего меланин, например из топинамбура - глюкозо-фруктозный сироп и т.п., или в качестве добавки с радиопротектор- ными свойствами, вводимой в другие пищевые продукты, например в макаронные и хлебобулочные изделия, консервы, пасты и т.п., что обеспечивает придание им лечебно- профилактических свойств, связанных с противолучевым действием.

. П р и м е р 1. Получали пищевую добавку противолучевого действия из растительного сырья -топинамбура, представляющего собой клубнеплод,.содержащий значительные количества фруктозанов. Для этого 5 кг топинамбура помещали в кавитатор, заливали 10 л дистиллированной воды и проводили гомогенизацию сырья в течение 20 мин в кавитационном режиме при скорости вращения ротора 3200 об/мин. Одновременно с включением ротрра осуществляли продувку раствора кислородом, которую завершали по окончании кавитационной обработки. После завершения процесса кавитации концентрация меланина в 1 кг гомогената составила 0,32 г. Добавка готова для введения в пищевые продукты. После этого добавку вводили в макаронные изделия.

П р и м е р 2. Получали пищевую добавку противолучевого действия из сахарной свеклы. Для этого 5 кг сахарной свеклы помещали в кавитатор, заливали 10 л дистиллированной воды и проводили гомогенизацию сырья в течение 18 мин в кавитационном режиме при скорости вращения ротора 3900 об/мин. Одновременно

с включением ротора осуществляли продувку раствора кислородом, которую завершали по окончании кавитационной обработки. После завершения кавитации концентрация меланина в 1 кг гомогената сахарной свеклы

составила 0,17 г. Добавка готова для введения в пищевые продукты. После этого добавку вводили в творог.

П р и м е р 3. Получали пищевую добавку

противолучевого действия из яблок. Для этого 3 кг яблок помещали в кавитатор зали- вали 12 л дистиллированной воды и проводили гомогенизацию сырья втечение 15 мин в кавитационном режиме при скорости вращечия ротора 4600 об/мин, Одновременно с включением ротора осуществляли продувку раствора кислородом, которую завершали по окончании кавитационной обработки. После завершения кавитации концентрация

меланина в 1 кг гомогената яблок составила 0,48 г. Добавка готова для введения в пищевые продукты. После этого добавку вводили в яблочный сок.

Заявляемый способ обеспечивает получение пищевых добавок, обогащенных природным радиопротектором, меланином, при введении которых в пищевые продукты им придают противолучевые свойства, обеспечивающие защиту организма от-действия радиации и вызываемой ей лучевой болезни.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ получения растительной пищевой добавки, включающий измел ьчение растительного сырья, отличающийся тем, что, с целью придания продукту радиопро- текторных свойств путем образования из компонентов перерабатываемого сырья ме- ланиноподобных веществ, в качестве растительного сырья используют клубне-, корнеплоды, плоды и ягоды, измельчение ведут в роторном гидродинамическом кави- таторе объемом 15 куб.дм, на роторе которого укреплены шесть лопастей, по три в два

яруса со смещением лопастей одного яруса по отношению к лопастям другого под углом 60°, в водной среде при гидромодуле 1:2-1:7 и скорости вращения ротора 3200-4600 об/мин при одновременном барботировании смеси кислородом.

Таблица 1

Использование: в пищевой промышленности для производства лечебно-профилактических продуктов радиопротекторного действия. Сущность изобретения: корне- и клубнеплоды, плоды и ягоды помещают в роторный гидродинамический кавитатор объемом 15 куб. дм. Ротор кавитатора снабжен шестью лопастями, расположенными по грйТГдва яруса, причем стей одного яруса по отношению к лопастям другого яруса составляет 60°. В кавитатор заливается дистиллированная вода. Гидромодуль равен 1:2-1:7. Включают ротор со скоростью 3200-4600 об/мин. Одновременно смесь барботируют кислородом. Через 15-20 мин получают пищевую добавку, содержащую меланиноподобные вещества, имеющие в своей структуре семихинонные радикалы. В 1 кг гомогената содержание меланина составляет в зависимости от обрабатываемого продукта 0,17-0,48 г, Полученную добавку вводят в яблочный сок, творог, макаронные изделия. 2 табл.

Способ обработки

Кавитация при барботировании кислородом

Механическая гомогенизация при барботировании воздухом Механическая гомогенизация при барботировании кислородом

Поскольку выход меланина при ферментивном синтезе из различных клубне-, корнеплодов, плодов и ягод, например картофеля, свеклы, топинамбура, яблок, винограда, и т.д., по абсолютной величине отличаются, в табл. 1 приведены значения концентраций меланина относительно механического способа гомогенизации сырья при барботировании парциальным кислородом воздуха, принятым за 100 %.

Т а б л и ц а 2

Из-за различных абсолютных количеств образующегося меланина выход меланина в различных клубне-, корнеплодах, плодах и ягодах приведен в относительных единицах.

Количество образовавшегося мелинина в измельченном растительном сырье в % по отношению к количеству меланина пби сле механической гомогенизации при бар- ботировании кислородом воздуха

230 ±70 100± 30 116± 40