Патент на изобретение №2335910

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПЮРЕОБРАЗНОГО ОВОЩНОГО КОНЦЕНТРАТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии переработки овощного и фруктового сырья и может быть использовано при производстве пюреобразного овощного концентрата. Способ производства пюреобразного овощного концентрата включает мойку, инспекцию, разваривание в течение 6…15 мин при температуре 90…96°С, протирание, стерилизацию пюре, укупорку в тару и хранение. При этом предварительно мытые, очищенные и измельченные капусту, морковь и яблоки смешивают в пропорции 83,4:8,3:8,3 и обрабатывают в экструдере с отжатием сока, полученную после удаления сока мякоть подсушивают до влажности 58% путем сброса давления и испарения образующихся паров. В полученное капустно-морковно-яблочное пюре вводят 90%-ый сахарный сироп в количестве 4,6% к массе капустно-морковно-яблочного пюре, 26%-ый раствор хлорида натрия в количестве 6,4% к массе капустно-морковно-яблочного пюре и клюкву в количестве 5% к массе капустно-морковно-яблочного пюре с последующим нагреванием полученной смеси до 80°С при давлении 4000 Па до получения пюреобразного концентрата с влажностью 48%. Изобретение позволяет снизить материальные и энергетические затраты на производство пюреобразных овощных концентратов; получить пюреобразные овощные концентраты заданного состава и пищевой ценности, адаптированные для различных возрастных групп населения.

Изобретение относится к технологии переработке овощного и фруктового сырья и может быть использовано при производстве пюреобразного овощного концентрата.

Недостатком известной технологии являются:

– невысокое качество производимого пюреобразного продукта, и отсутствие возможности создания поликомпонентных сбалансированных по пищевой ценности концентратов;

– значительные материальные и энергетические затраты, обусловленные использованием продолжительной тепловой обработкой (разваривание и стерилизация);

– невысокое качество готовой продукции из-за многоэтапной и продолжительной обработкой продукта на каждой стадии.

Технической задачей изобретения является снижение материальных и энергетических затрат на производство пюреобразных овощных концентратов; получение пюреобразных овощных концентратов заданного состава и пищевой ценности, адаптированных для различных возрастных групп населения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе производства пюреобразного овощного концентрата, включающем мойку, инспекцию, разваривание в течение 6…15 мин при температуре 90…96°С, протирание, стерилизацию пюре, укупорку в тару и хранение, новым является то, что предварительно мытые, очищенные и измельченные капусту, морковь и яблоки смешивают в пропорции 83,4: 8,3: 8,3 и обрабатывают в экструдере с отжатием сока, полученную после удаления сока мякоть подсушивают до влажности 58% путем сброса давления и испарения образующихся паров, далее в полученное капустно-морковно-яблочное пюре вводят 90%-ый сахарный сироп в количестве 4,6% к массе капустно-морковно-яблочного пюре, 26%-ый раствор хлорида натрия в количестве 6,4% к массе капустно-морковно-яблочного пюре и клюкву в количестве 5% к массе капустно-морковно-яблочного пюре с последующим нагреванием полученной смеси до 80°С при давлении 4000 Па до получения пюреобразного концентрата с влажностью 48%.

Овощное пюре представляет собой протертую массу плодов, освобожденную от косточек, плодоножек, веточек и других несъедобных частей плодов.

Овощи (капуста, морковь) и яблоки для производства пюре должны быть свежими, здоровыми, с высоким содержанием пектина, органических кислот и сухих растворимых веществ, что необходимо для обеспечения желирующей консистенции и надлежащего выхода готовых продуктов, получаемых из пюре. Зрелость овощей и яблок должна быть технической или близкой к потребительской; недозрелые и перезревшие корнеплоды дают плохо желирующее пюре с пониженным вкусом и ароматом.

При комплексной переработке овощей и яблок на сок и пюре получают пюре из выжимок после отделения примерно 30% сока.

Способ производства пюреобразного овощного концентрата осуществляется следующим образом.

Овощи (капуста, морковь) и яблоки подвергаются мойке в отдельности в моечной машине. Затем мытые овощи (капуста и морковь) и яблоки инспектируют и сортируют вручную на сортировочно-инспекционном транспортере. Доброкачественные плоды после ополаскивания смешивают в пропорции 83,4:8,3:8,3, что соответствует следующему соотношению: 1 кг белокочанной капусты, 0,1 кг моркови и 0,1 кг яблок сорта «Антоновка», и подвергаются обработке в экструдере.

Соотношение 1 кг белокочанной капусты, 0,1 кг моркови и 0,1 кг яблок сорта «Антоновка» обеспечивает наиболее рациональное сочетание основных компонентов и благотворно сказывается на степени их усвоения человеческим организмом. Нарушение этой пропорции ведет к ухудшению органолептических показателей качества и нарушению пищевой сбалансированности.

В экструдере смесь овощей (капуста и морковь) и яблок подвергается уплотнению и постепенному сжатию. В нем происходит постепенное увеличение давления и уплотнение пюреобразной массы продукта вследствие уменьшения размеров винтового канала шнека экструдера. При вращении шнека плоды измельчаются, образующийся сок уходит через нижнюю перфорированную часть экструдера в сборник сока. Полученная отжатая мякоть попадает в предматричную зону и продавливается через матрицу экструдера. После выхода сжатой пюреобразной массы из экструдера в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги [Остриков, А.Н. Экструзия в пищевой технологии [Текст] / А.Н.Остриков, О.В.Абрамов, А.С.Рудометкин – СПб:. ГИОРД – 2004. – 288 с.]. Выходящая из экструдера пюреобразная масса направляется в вакуум-камеру. При этом происходит подсушивание полученной пюреобразной массы до влажности 58% за счет сброса давления и испарения образующихся паров из вакуум-камеры.

Затем в полученное капустно-морковно-яблочное пюре вводятся дополнительные компоненты:

– 90%-ый сахарный сироп в количестве 4,6% к массе капустно-морковно-яблочного пюре,

– 26%-ый раствор хлорида натрия в количестве 6,4% к массе капустно-морковно-яблочного пюре,

– клюкву в количестве 5% к массе капустно-морковно-яблочного пюре.

Введение в состав капустно-морковно-яблочного пюре 4,6% сахарного сиропа, 6,4% раствора хлорида натрия и 5% клюквы не только повышает пищевую ценность пюре, способствуют существенным изменениям их структуры, но и направлено на формирование таких важных органо-лептических показателей качества, как вкус, запах, цвет.

Oxycoccus palustris pers. – клюква болотная, oxycoccus microcarpus turcz – клюква мелкоплодная – вечнозеленый стелющийся кустарник с нитевидными укореняющимися побегами. Используемая часть – ягоды – шаровидные кислые ягоды.

Плоды содержат гликозид вакциинин, флавоноиды, органические кислоты – лимонную (2,8%), бензойную (0,04%), хинную, -окси--кетомасляную, -кетоглутаровую, олеаноловую и урсоловую, пентозаны, витамин С, красящие вещества, пектины, каротин, аминокислоты, дубильные вещества.

Ягоды клюквы являются ценным пищевым и витаминным продуктом. Клюква сохраняет свои витаминные свойства и не подвергается гниению до 9 месяцев благодаря содержанию в ягодах бензойной кислоты, обладающей противомикробными свойствами. Последнее обусловлено специфическим действием содержащейся в клюкве лимонной кислоты. Свежая клюква, экстракт из ягод повышают секрецию желудочного сока, поджелудочной железы. Ягоды клюквы с сахаром употребляют при гипертонической болезни, гастрите, простудных заболеваниях; при воспалительных заболеваниях мочевыводящих путей; ревматизме.

Наличие органических кислот в клюкве снижает величину рН пюре до 3,0…3,5 и препятствует развитию гнилостных бактерий типа Вас.coli, Вас.proteus. Вас.subtilis и др. В слабых растворах органических кислот хорошо развиваются плесени, уксуснокислые бактерии и некоторые другие виды аэробных микроорганизмов. Поэтому пюре пастеризуют для подавления жизнедеятельности микроорганизмов и обеспечения стойкости при хранении.

За счет нагрева пюреобразной массы до 80°С и поддержания величины разряжения 4000 Па происходит дальнейшее испарение образующихся водяных паров. Если пюреобразная масса имеет повышенную влажность, то она подвергается дополнительному выпариванию до получения пюреобразного концентрата с влажностью 48%.

Таким образом, получают пюреобразный овощной концентрат заданного состава с влажностью 48%, который направляют на фасовку и хранение.

Пример реализации способа производства пюреобразного овощного концентрата. Исходное сырье (капусту, морковь и яблоки) моют в отдельности в моечной машине. Вымытые плоды из моечной ванны перемещается наклонным конвейером, в верхней части которого (перед выгрузкой) они ополаскиваются водой из душевого устройства. При обработке сильно загрязненных овощей можно увеличить время их пребывания в зоне отмывки путем периодических остановок транспортера.

Затем мытые овощи (капуста и морковь) и яблоки подвергаются инспекции и сортированию, которые проводят вручную на сортировочно-инспекционном транспортере. Овощи (капуста и морковь) и яблоки по нему движутся в один слой, т.к. при многослойной загрузке верхние плоды закрывают нижние и их трудно осмотреть. Одновременно с сортированием проводится инспекция сырья, при которой удаляют дефектные экземпляры (загнившие, поврежденные, битые, заплесневелые, сильно загрязненные), посторонние примеси и предметы, а также вырезают поврежденные участки. Плоды после ополаскивания смешивают в пропорции 83,4:8,3:8,3, что соответствует следующему соотношению: 1 кг белокочанной капусты, 0,1 кг моркови и 0,1 кг яблок сорта «Антоновка».

Соотношение 1 кг белокочанной капусты, 0,1 кг моркови и 0,1 кг яблок сорта «Антоновка» обеспечивает наиболее рациональное сочетание основных компонентов и благотворно сказывается на степени их усвоения человеческим организмом. Нарушение этой пропорции ведет к ухудшению органолептических показателей качества и нарушению пищевой сбалансированности.

Доброкачественные овощи и яблоки после смешивания подвергаются обработке в экструдере.

В экструдере смесь овощей (капусты и моркови) и яблок подвергается уплотнению и постепенному сжатию. За счет того, что витки шнека экструдера имеют переменный шаг и возрастающую толщину, межвитковое пространство постепенно уменьшается. В нем происходит постепенное увеличение давления и уплотнение пюреобразной массы продукта вследствие резкого уменьшения размеров винтового канала. Здесь измельченные частицы плодов сжимаются и начинается образование пюреобразной массы за счет возрастания давления. Нижняя часть экструдера выполнена перфорированной и соединена со сборником сока. Для дополнительного измельчения в середине шнека экструдера может быть установлена дополнительная решетка с отверстиями. На выходе из экструдера установлена матрица с отверстиями заданного размера. При вращении шнека плоды измельчаются, образующийся сок уходит через нижнюю перфорированную часть экструдера в сборник сока. При этом происходит протирание частиц яблок и завершается формирование пюреобразной массы. Затем полученная отжатая мякоть попадает в предматричную зону и продавливается через матрицу экструдера. После выхода сжатой пюреобразной массы из экструдера в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги [Остриков, А.Н. Экструзия в пищевой технологии [Текст] / А.Н.Остриков, О.В.Абрамов, А.С.Рудометкин – СПб:. ГИОРД – 2004. – 288 с.]. Выходящая из экструдера пюреобразная масса направляется в вакуум-камеру. При этом происходит подсушивание полученной мякоти до влажности 58% за счет сброса давления и испарения образующихся паров из вакуум-камеры.

Подсушивание полученной мякоти до большей влажности, например 65%, приводит к дополнительным энергозатратам при дальнейшем нагревании и выпаривании под разряжением, что существенно удорожает себестоимость готового продукта.

Подсушивание полученной мякоти до меньшей влажности, например 50%, приводит к необходимости дополнительного последующего увлажнения, так как в противном случае не будет получен пюреобразный овощной концентрат с конечной влажностью 48%.

Затем в полученное капустно-морковно-яблочное пюре вводятся дополнительные компоненты:

– 90%-ый сахарный сироп в количестве 4,6% к массе капустно-морковно-яблочного пюре,

– 26%-ый раствор хлорида натрия в количестве 6,4% к массе капустно-морковно-яблочного пюре,

– клюкву в количестве 5% к массе капустно-морковно-яблочного пюре.

В качестве консерванта, т.е. вещества, предотвращающего порчу пюреобразного овощного концентрата, вызываемую микроорганизмами, используется клюква.

Введение в состав пюре 4,6% сахарного сиропа, 6,4% раствора хлорида натрия и 5% клюквы стабилизирует структуру капустно-морковно-яблочного пюре.

Изменение содержания пропорций вышеуказанных компонентов ведет к существенным изменениям вкуса и глубины физико-химических изменений, происходящих в пюре под действием таких консервантов, как сахар и соль, и таких стабилизаторов, как органические кислоты, содержащиеся в клюкве.

Так, например, использование большего количества сахарного сиропа, например 6,5%, приведет к изменению вкуса и появлению излишней сладости и, как следствие, ухудшению его качества. Использование меньшего количества сахарного сиропа, например 3,5%, приведет также к изменению вкуса и появлению солено-кислого вкуса и, как следствие ухудшению его качества.

Использование большего количества раствора хлорида натрия, например 7,5%, приведет к изменению вкуса и появлению излишней солености и, как следствие, ухудшению его качества. Использование меньшего количества раствора хлорида натрия, например 5,5%, приведет также к изменению вкуса и доминированию сладкого вкуса и, как следствие ухудшению его качества.

Использование большего количества клюквы, например 6%, приведет к изменению вкуса и появлению излишней кислотности и, как следствие, ухудшению его качества. Использование меньшего количества клюквы, например 4%, приведет также к изменению вкуса и недостаточной консервации пюре из-за недостатка органических кислот.

За счет нагрева пюреобразной массы до 80°С и поддержания величины разряжения 4000 Па происходит дальнейшее испарение образующихся водяных паров. Если пюреобразная масса продукта имеет повышенную влажность, то она подвергается дополнительному выпариванию до получения пюреобразного концентрата с конечной влажностью 48%. Основное назначение нагревания – не только доведение пюреобразного концентрата до конечной влажности 48% путем испарения избыточной влаги под разряжением 4000 Па при температуре 80°С, но и инактивация окислительных ферментов. Под влиянием нагревания и органических кислот, присутствующих в пюре, происходит гидролиз протопектина, находящегося в срединных пластинках и клеточных стенках. Прочная связь между клетками нарушается, часть их стенок разрушается и ткань размягчается.

Продолжительность и температура тепловой обработки должны подбираться в зависимости от вида плодов и степени их зрелости. Если продолжительность нагревания будет чрезмерна, то в пюре происходит глубокий распад пектиновых веществ, оно получается жидким и утрачивает или сохраняет в недостаточной степени желирующие свойства.

Использование большего давления, например 5000 Па, приведет к повышению температуры пюреобразного овощного концентрата и, как следствие ухудшению его качества.

Использование меньшего давления, например 3000 Па, приведет к необходимости установки более мощного вакуум-насоса и повышению энергозатрат на производство пюреобразного концентрата, что ведет к повышению его себестоимости.

Ведение процесса нагревания при температуре пюреобразного овощного концентрата менее 80°С, например 70°С, приведет к увеличению продолжительности нагревания, что в свою очередь может вызвать глубокий распад пектиновых веществ в пюре, оно получится жидким и утратит свои желирующие свойства.

Ведение процесса нагревания при температуре пюреобразного яблочного концентрата более 80°С, например 85°С, приведет к ускоренному разложению термолабильных веществ в пюре и ухудшению его качества.

Получение пюреобразного яблочного концентрата с конечной влажностью 48% обусловлено следующими соображениями.

Если конечная влажность пюреобразного овощного концентрата будет менее 48%, например 40%, то его консистенция будет недостаточно нежной и мягкой. Пюреобразный овощной концентрат будет иметь высокую вязкость, что может создать дополнительные трудности (необходимость его нагревания для снижения вязкости и повышения текучести) при использовании в пищеконцентратной и консервной промышленности в качестве овощной начинки.

Если конечная влажность пюреобразного овощного концентрата будет более 48%, например 55%, то овощной концентрат будет иметь высокую текучесть, что также создает дополнительные трудности при использовании его в пищеконцентратной и консервной промышленности в качестве овощной начинки.

Таким образом, получают пюреобразный овощной концентрат заданного состава, который направляют на фасовку и хранение. Горячий пюреобразный овощной концентрат фасуют в подготовленные стеклянные банки, герметично укупоривают и выдерживают, затем охлаждают.

Таким образом, использование предложенного способа производства пюреобразного овощного концентрата позволяет:

– получать пюреобразный овощной концентрат заданного состава с введением необходимых дополнительных компонентов (сахарного сиропа, раствора хлорида натрия и клюквы) для их дальнейшего использования в пищеконцентратной и консервной промышленности;

– снизить энерго- и трудозатраты на производство пюреобразного овощного концентрата вследствие совмещения технологических операций измельчения, протирания, уваривания, введения и перемешивания дополнительных компонентов путем использования процесса экструзии;

– снизить материальные затраты вследствие устранения вспомогательных и перегрузочных операций;

– повысить качество пюреобразного овощного концентрата за счет исключения многоэтапной и продолжительной обработки продукта на каждой стадии технологического процесса.

Формула изобретения

Способ производства пюреобразного овощного концентрата, включающий мойку, инспекцию, разваривание в течение 6…15 мин при температуре 90…96°С, протирание, стерилизацию пюре, укупорку в тару и хранение, отличающийся тем, что предварительно мытые, очищенные и измельченные капусту, морковь и яблоки смешивают в пропорции 83,4:8,3:8,3 и обрабатывают в экструдере с отжатием сока, полученную после удаления сока мякоть подсушивают до влажности 58% путем сброса давления и испарения образующихся паров, далее в полученное капустно-морковно-яблочное пюре вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 4,6% к массе капустно-морковно-яблочного пюре, 26%-ный раствор хлорида натрия в количестве 6,4% к массе капустно-морковно-яблочного пюре и клюкву в количестве 5% к массе капустно-морковно-яблочного пюре с последующим нагреванием полученной смеси до 80°С при давлении 4000 Па до получения пюреобразного концентрата с влажностью 48%.

QB4A – Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Воронежская государственная технологическая академия”

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Общество с ограниченной ответственностью “Уралсиликат”

Договор № РД0049382 зарегистрирован 20.04.2009

Извещение опубликовано: 10.06.2009 БИ: 16/2009

* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия