Способ получения гидролизата, содержащего моносахариды, из растительного сырья Советский патент 1993 года по МПК C13K11/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству пищевых продуктов из корне- и клубнеплодов, обогащенных фруктозой. Получаемый гидролизат отличается от исходного сырья повышенным содержанием фруктозы, пропорциональным снижению концентрации инулина в результате его гидролиза, и может быть использован для получения глюко- зо-фруктозных сиропов, соков, пюре и др.

Цель изобретения заключается в уско- рении процесса и улучшении качества гид- рол изата.

Для достижения указанной цели в предложенном способе получения гидролизата, содержащего моносахариды из раститель ного сырья, предусматривают измельчение последнего, экстрагирование измельченной

массы водой и гидролиз экстракта кислотой. Процесс измельчения сырья, его экстрам рование и гидролиз осуществляют одновременно путем подачи сырья в емкость с водой и гидродинамического воздействия в течение 15-25 мин при гидромодуле 1:5-1:6 с помощью вращающегося ротора, скорость вращения которого составляет 3400 - 4800 об/мин. При этом в процессе гидродинамического воздействия осуществляется барбо- тирование углекислого газа через обрабатываемую массу.

При гидродинамической обработке происходит механическое диспергирование ло- пастями растительного сырья и его деструкция под действием импульсных давлений, волн разрежения-сжатия при пульсациях кавитационных пузырьков, а также за.

00

(л

ч

00

о

счет физико-химических эффектов; сопровождающих гидродинамическую кавитацию.

При кавитационно.й обработке степень измельчения растительного сырья значи- тельно выше, чем при обычном его истирании, что обеспечивает ускорение экстракции его растворимых компонентов в результате более интенсивного массообме- на в системе твердое тело - жидкость под действием потоков жидкости, возникающих при вращении ротора гидродинамического устройства.

Барботирование С02 через измельчаемую массу приводит к ее зачислению, что делает возможным протекание кислотного гидролиза инулина. Понижение величины рН связано с растворением COz и его взаимодействием с Н20, которое приводит к об- разоданйю аниона угольной кислоты НСО з,, что в свою очередь сопровождается повышением концентрации ионов Н+ в растворе. Повышению концентрации угольной кислоты способствует интенсивная сорбция СОа на развитой внешней поверхности и в порах растительных тканей, особенно несущих положительный заряд.

При схлопывании кавитационных пузырьков вереде, насыщаемой СОа, наряду с возникновением импульсных давлений про- исходит кратковременное локальное повышение концентрации угольной кислоты. В результате совместного действия указанных факторов происходит интенсивная деструкция i растительных тканей и гидролиз инулина. Одновременное осуществление измельчения, экстрагирования и гидролиза инулина в процессе кавитационной обработки поддействием кавитационных эффектов обеспечивает локальное повышение концентрации угольной кислоты, что приводит к высокой интенсивности гидролиза инулина и позволяет ускорить процесс получения гидролизата (табл. 1).

Гидродинамическое воздействие в тече- ние 15-25 мин при гидромодуле 1:5-1: . 6 и скорости вращения 3400 - 4800 об/мин обеспечивает максимальный выход гидролизата, тогда как уменьшение продолжительностигидродинамическоговоздействия, гидромодуля и скорости вращения ротора приводит к замедлению гидролиза инулина, а увеличение значений указанных факторов не способствует дальнейшему росту выхода фруктозы (табл. 2) и лишь приводит к дополнительным нецелесообразным затратам времени и энергии.

Барботирование С02 через измельчаемую массу, приводящее к Зачислению сре- ды интенсивному гидролизу инулина

позволяет при совмещении измельчения, экстракции и гидролиза добиться ускорения получения гидролизата, а также повысить качество гидролизата. Получаемый гидроли- зат в отличие от прототипа не загрязнен минеральной кислотой, а также свободен от прочих непищевых примесей, поскольку С02, который при кавитационной обработке не допускал образования И202, HfilOz,, HNOs, по окончании процесса самопроизвольно улетучивается. Более высокое качество гидролизата, полученного предложенным способом, по сравнению с прототипом, наряду с отсутствием в его составе минеральной кислоты определяется также более высоким содержанием витаминов С и Н, вследствие их лучшей сохранности, что обусловлено совокупностью особенностей кавитационного метода (табл. 3).

Гидролизат инулинсодержащего растительного сырья, получаемый предложенным способом, представляет собой гомогенную массу, отличающуюся по химическому составу от исходного сырья повышенным содержанием фруктозы, пропорциональным- снижению содержания инулина при его гидролизе. .

Получение гидролизата, содержащего моносахариды из растительного сырья с помощью гидродинамической обработки при указанных оптимальных значениях ее пара- метров и барботировании измельчаемой массы С02 позволяет ускорить процесс, повысить качество гидролизата, который может быть использован для производства пищевых лечебно-профилактических продуктов с повышенным содержанием фруктозы - глюкозо-фруктозных сиропов, соков, пюре и др.

Предложенный способ получения гидролизата, содержащего моносахариды из растительного сырья осуществляют следующим образом. Вымытые корне- и клубнеплоды помещают в рабочую камеру роторного гидродинамического кавитатора, содержащего воду, создают гидромодуль 1:5-1:6 и начинают барботирование через обрабатываемую массу С02 с помощью патрубка. Затем включают ротор, придают ему скорость вращения 3400 - 4800 обУмин и осуществляют обработку сырья в течение 15 - 25 мин при постоянном барботировании измельчаемой массы С02. По окончании процесса барботирование С02 прекращают. Полученный гидролизат в дальнейшем используют для получения сока, глюкозо- фруктозного сиропа, пюре и др.

Пример 1. Получение гидролизата из клубней топинамбура.

2 кг вымытых клубней помещали в рабочую камеру кавитатора, содержащего 8 дм3 дистиллированной воды и начинали барбо- тирование через обрабатываемую массу СОа с помощью патрубка. Затем включали ротор, придавали ему скорость вращения 3400 об/мин. Обработку сырья в кавитаци- онном режиме осуществляли 15 мин при постоянном барботировакии измельчаемой массы С02. По окончании процесса барбо- тирование СОа прекращали. Полученный гидролизат в дальнейшем использовали для производства сока, глюкозо-фруктозного сиропа, пюре и др.

Пример 2. Получение гидролизата из корней цикория.i

2 кг вымытых корней помещали в рабочую камеру кавитатора, содержащую 10дм3 дистиллированной воды, начинали барботи- рование через обрабатываемую массу С02 с помощью патрубка. Затем включали ротор, придавали ему скорость вращения 4000 об/мин. Обработку сырья в кавитационном режиме осуществляли 20 мин при постоянном барботировании измельчаемой массы С02. По окончании процесса барботирова- ние С02 прекращали. Полученный гидролизат в дальнейшем использовали для производства сока, глюкозо-фруктозного сиропа, пюре и др.

Пример 3. Получение гидролизата из клубней георгина.2 кг вымытых клубней помещали в рабочую камеру кавитатора, содержащую 10 дм3 дистиллированной воды, начинали барботи- рование через обрабатываемую массу С02

с помощью патрубка. Затем включали ротор, придавали ему скорость вращения 4800 о&/мин. Обработку сырья в кавитационном режиме осуществляли 25 мин при постоянном барботировании измельчаемой массы С02. По окончании процесса барбо- тирование С02 прекращали. .Полученный гидрояизат в дальнейшем использовали для производства сока, глюкозо-фруктозного сиропа, пюре и др.

Заявляемый способ позволяет ускорить процесс получения гидролизата из инулин- содержащего растительного сырья и повысить качество гидролизата.

Формула изобретения Способ получения гидролизата, содер- жащзго моносахариды, Ш растительного сырья, предусматривающий измельчение последнего, экстрагирование измельченной массы водой и гидролиз экстракта, содержащего инулин, кислотой, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса и улучшения качества гидролизата. процесс измельчения сырья, его экстрагирование и гидролиз экстракта осуществляют одновременно путем подачи сырья в емкость, содержащую воду, и гидродинамического воздействия в течение 15 -.25 мин при гидромодуле 1 : 5 - i : 6 с помощью вращающегося ротора, скорость вращения которого составляет 3400 - 4800 об/мин, при этом в процессе гидродинамического воздействия осуществляют барботирова- ние углекислого газа через обрабатываемую массу.

: Таблица

Использование: изобретение относится к. пищевой промышленности, в частности к технологии получения фруктозы из инулин- содержащего растительного сырья, и может применяться в производстве продуктов с повышенным содержанием фруктозы - глю- козо-фруктозных сиропов, гомогенизированных продуктов, соков и др. Сущность: способ получения гидролизата, содержащего моносахариды, из растительного сырья предусматривает измельчение последнего, экстрагирование измельченной массы водой и гидролиз экстракта, содержащего инулин, кислотой. Процесс измельчения сырья, его экстрагирование и гидролиз экстракта осуществляют одновременно путем подачи сырья в емкость, содержащую воду, и гидродинамического воздействия в течение 15 - 25 мин при гидромодуле 1 : 5 - 1 : 6 с помощью вращающегося ротора, скорость вращения которого составляет 3400 - 4800 об/мин, при этом в процессе гидродинамического воздействия осуществляют барбо- тирование углекислого газа через обрабатываемую массу. 3 табл. (Л С

Время, необходимое для получения гидролизата, содержащего моносахариды известным

(кислотный гидролиз по прототипу) и заявляемым (кавитационная обработка) способами

(данные приведены по отношению к прототипу, принятому за 100%)

Содержание фруктозы в гидролизате топинамбура, получаемом гидродинамическим спосо- - бом при различных условиях обработки (в % от оптимального)

.Та бл и ц а 3

... Я , - . - , .

Содержание витаминов С и И в растительном сырье и гидролизатах, полученных с помощью кислотного и кавитацион кого гидролиза (в % от исходного),

Таблица 2