Патент на изобретение №2335911

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПЮРЕОБРАЗНОГО ТЫКВЕННО-ЯБЛОЧНОГО КОНЦЕНТРАТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии переработки плодового и фруктового сырья и может быть использовано при производстве пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата. Способ включает мойку и инспекцию плодов, их разваривание, стерилизацию полученного пюре, укупорку в тару и хранение. Предварительно очищенные и измельченные до размеров 20…30 мм плоды яблок и тыквы смешивают в соотношении 2:3 и обрабатывают в экструдере с отжатием сока, полученную после удаления сока мякоть подсушивают, в подсушенное тыквенно-яблочное пюре вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 10% к массе тыквенно-яблочного пюре и сгущенное молоко в количестве 20% к массе тыквенно-яблочного пюре с последующим нагреванием полученной смеси до 85°С при давлении 10000 Па до получения пюреобразного концентрата с влажностью 40%. Изобретение позволяет повысить качество готовой продукции, получить пюреобразные концентраты заданного состава и пищевой ценности, адаптированные для различных возрастных групп населения, снизить материальные и энергетические затраты на производство пюреобразных концентратов вследствие интенсификации процесса обработки плодов в экструдере и сокращения продолжительности технологического процесса.

Изобретение относится к технологии переработки плодового и фруктового сырья и может быть использовано при производстве пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата.

Недостатком известной технологии являются:

– невысокое качество готовой продукции из-за многоэтапной и продолжительной обработки продукта на каждой технологической стадии;

– отсутствие возможности создания поликомпонентных сбалансированных по пищевой ценности пюреобразных продуктов;

– значительные материальные и энергетические затраты, обусловленные использованием продолжительной тепловой обработки (разваривание и стерилизация).

Технической задачей изобретения является повышение качества готовой продукции, получение тыквенно-яблочного пюреобразного концентрата заданного состава и пищевой ценности, адаптированных для различных возрастных групп населения, снижение материальных и энергетических затрат на производство пюреобразных концентратов вследствие интенсификации процесса обработки плодов в экструдере и сокращения продолжительности технологического процесса.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в способе производства пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата, включающем мойку и инспекцию плодов, их разваривание, стерилизацию полученного пюре, укупорку в тару и хранение, новым является то, что предварительно очищенные и измельченные до размеров 20…30 мм плоды яблок и тыквы смешивают в соотношении 2:3 и обрабатывают в экструдере с отжатием сока, полученную после удаления сока мякоть подсушивают, в подсушенное тыквенно-яблочное пюре вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 10% к массе тыквенно-яблочного пюре и сгущенное молоко в количестве 20% к массе тыквенно-яблочного пюре с последующим нагреванием полученной смеси до 85°С при давлении 10000 Па до получения пюреобразного концентрата с влажностью 40%.

Технический результат заключается в повышении качества готовой продукции, получении пюреобразных концентратов заданного состава и пищевой ценности, снижении материальных и энергетических затрат на производство пюреобразных концентратов вследствие интенсификации процесса обработки плодов в экструдере и сокращения продолжительности технологического процесса.

Тыквы и яблоки для производства пюре должны быть свежими, здоровыми, желательно светлой окраски, с высоким содержанием пектина, органических кислот и сухих растворимых веществ, что необходимо для обеспечения желирующей консистенции и надлежащего выхода готовых продуктов, получаемых из пюре.

Способ производства пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата осуществляют следующим образом.

Яблоки и тыквы, которые относятся к семечковым плодам, моют в двух последовательно установленных моечных машинах: барабанной и вентиляторной. Тыквы замачивают, моют щетками, вырезают плодоножку, режут на куски, отделяют семена, инспектируют для удаления посторонних примесей и загнивших или заплесневевших экземпляров, измельчают до размера частиц 20…30 мм.

Мытые, очищенные яблоки и измельченные части тыквы смешивают в пропорции 2:3 и подвергают обработке в экструдере. Смешивание яблок и измельченной тыквы в соотношении 2:3 обусловлено органолептической оценкой качества и сбалансированностью химического состава полученной смеси.

В экструдере частицы тыквы и яблоки подвергаются уплотнению и постепенному сжатию. В нем происходит постепенное увеличение давления и уплотнение пюреобразной массы вследствие уменьшения размеров винтового канала шнека экструдера. При вращении шнека частицы тыквы и яблок 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 тыквенно-яблочной массы из экструдера в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается со скоростью, примерно равной скорости взрыва, что приводит к образованию пористой структуры и увеличению объема экструдата (вспучиванию) [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 тыквенно-яблочная масса направляется в вакуум-камеру. При этом происходит подсушивание полученной мякоти до влажности 43% за счет сброса давления и испарения образующихся паров из вакуум-камеры.

При этом в пюреобразную массу вводятся 90%-ный сахарный сироп в количестве 10% к массе тыквенно-яблочного пюре и сгущенное молоко в количестве 20% к массе тыквенно-яблочного пюре, которые не только повышают пищевую ценность измельченных частиц плодов, но и способствуют существенным изменениям их структуры.

Затем тыквенно-яблочное пюре нагревают до температуры 85°С под вакуумом (при давлении 1000 Па). Основное назначение тепловой обработки – удалить избыток влаги, произвести глубокие физико-химические изменения в питательных веществах для их лучшей усвояемости при дальнейшем употреблении в пищу и инактивировать окислительные ферменты. Ткани плодов размягчаются, так как под влиянием нагревания и кислот, присутствующих в плодах, 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 подобраны в зависимости от вида плодов и степени их зрелости. В разваренных плодах происходит глубокий распад пектиновых веществ, пюре получается жидким из-за утраты желирующих свойств.

Тепловая обработка инактивирует также ферменты, способствующие окислению дубильных веществ кислородом воздуха и образованию темно-окрашенных продуктов окисления – флобафенов.

При тепловой обработке тыквенно-яблочного пюре происходит удаление воздуха из тканей и имеет место частичная карамелизация сахаров, приводящая к появлению желтоватой окраски у плодов со светлой мякотью. За счет нагрева пюреобразной массы до 85°С и поддержания величины разряжения 10000 Па происходит дальнейшее испарение образующихся водяных паров. Если пюреобразная масса продукта имеет повышенную влажность, то она подвергается дополнительному выпариванию до получения пюреобразного концентрата с влажностью 40%.

Таким образом, получают пюреобразный тыквенно-яблочный концентрат заданного состава с влажностью 40%, который направляют на фасовку и хранение.

Способ производства пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата поясняется следующим примером.

Пример. Исходное сырье (яблоки и тыквы) моют в моечной машине. Для более интенсивной мойки загрязненных плодов в моечной ванне машины создается бурление посредством подводимого в перфорированные трубы сжатого воздуха. Вымытые плоды из моечной ванны перемещаются наклонным конвейером, в верхней части которого (перед выгрузкой) они ополаскиваются водой из душевого устройства. При обработке сильно загрязненных плодов можно увеличить время их пребывания в зоне отмывки путем периодических остановок транспортера.

Затем мытые плоды яблок и тыквы подвергаются инспекции и сортированию, которые проводят вручную на сортировочно-инспекционном транспортере. 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.

Мойка и инспекция яблок и тыкв производится отдельно. Тыквы очищают от кожицы на станке типа токарного или химической обработкой в течение 5…7 мин в 18%-ном растворе каустической соды с последующим промыванием проточной водой. Затем у тыквы удаляют плодоножку и нарезают на куски, которые промывают в барабанной моечной машине с целью удаления семян и мякоти. Очищенные куски нарезают на более мелкие в овощерезательной машине.

Мытые, очищенные яблоки и измельченные части тыквы смешивают в пропорции 2:3 и подвергают обработке в экструдере.

Смешивание яблок и измельченной тыквы в пропорции 2:3 обусловлено органолептической оценкой качества полученной смеси и сбалансированностью химического состава. При выборе данного рецептурного состава (2 части яблок и 3 части тыквы) смеси учитывали ряд факторов: повышение биологической ценности; рациональное соотношение белков и углеводов (по формуле Покровского оно должно составлять 1:4), содержание пищевых волокон должно быть оптимальным; содержание жира должно быть минимальным; компоненты смеси должны быть недорогими и широко распространенными. Также стоит отметить, что именно внешний вид является одним из основных факторов при выборе потребителем продуктов питания. Повышение содержания яблок в смеси более 4 частей, например 5 частей, и, соответственно, снижение содержания тыкв в смеси с 6 до 5 частей приводит к доминированию запаха и вкуса яблок, нарушению баланса их химического состава. И, наоборот, повышение содержание тыкв в смеси более 6 частей, например 7, и, соответственно, снижение содержания яблок в смеси с 4 до 3 частей также приводит к доминированию запаха и вкуса тыкв, нарушению баланса их химического состава.

В экструдере плоды подвергаются 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 тыквенно-яблочной массы 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 тыкв и завершается формирование пюреобразной массы. Затем полученная отжатая мякоть попадает в предматричную зону и продавливается через матрицу экструдера. После выхода сжатой пюреобразной тыквенно-яблочной массы из экструдера в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается со скоростью, примерно равной скорости взрыва, что приводит к образованию пористой структуры и увеличению объема экструдата (вспучиванию). При этом в результате «взрыва» продукта (или «декомпрессионного шока») происходят глубокие преобразования его структуры: разрыв клеточных стенок, деструкция, гидролиз [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 тыквенно-яблочная масса направляется в вакуум-камеру. При этом происходит подсушивание полученной мякоти до влажности 43% за счет сброса давления и испарения образующихся паров из вакуум-камеры.

Подсушивание полученной мякоти до большей влажности, например 50%, приводит к дополнительным энергозатратам при дальнейшем нагревании и выпаривании под разряжением, что существенно удорожает себестоимость готового продукта.

Подсушивание полученной мякоти до меньшей влажности, например 35%, приводит к необходимости дополнительного последующего увлажнения, так как в противном случае не будет получен пюреобразный тыквенно-яблочный концентрат с конечной влажностью 40%.

Затем в пюреобразную массу вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 1 части к массе тыквенно-яблочного пюре и сгущенное молоко в количестве 2 частей к массе тыквенно-яблочного пюре, которые не только повышают пищевую ценность измельченных частиц плодов, но и способствуют существенным изменениям их структуры.

Введение в состав тыквенно-яблочного пюре 90%-ного сахарного сиропа в количестве 1 части к массе тыквенно-яблочного пюре и сгущенного молока в количестве 2 части к массе тыквенно-яблочного пюре повышает пищевую ценность и сбалансированность пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата.

За счет нагрева пюреобразной массы до 85°С и поддержания величины давления 10000 Па происходит дальнейшее испарение образующихся водяных паров. Если пюреобразная масса продукта имеет повышенную влажность, то она подвергается дополнительному выпариванию до получения пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата с конечной влажностью 40%. Основное назначение нагревания – не только доведение пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата до конечной влажности 40% путем испарения избыточной влаги под разряжением 10000 Па при температуре 85°С, но и инактивация окислительных ферментов.

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

Нагревание инактивирует также ферменты, способствующие окислению дубильных веществ кислородом воздуха и образованию темноокрашенных продуктов окисления – флобафенов. Наличие в плодах активных окислительных ферментов создавало бы опасность потемнения пюре благодаря нарушению при этом целости клеточной ткани и широкому развитию поверхности плодовой мякоти.

Использование большего давления, например 10500 Па, приводит к повышению температуры пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата и, как следствие, ухудшению его качества.

Использование меньшего давления, например 5500 Па, приводит к необходимости установки более мощного вакуум-насоса и повышению энергозатрат на производство пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата, что ведет к повышению его себестоимости.

Ведение процесса нагревания при температуре пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата менее 85°С, например 80°С, приводит 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 тыквенно-яблочного концентрата более 85°С, например 95°С, приводит к ускоренному разложению термолабильных веществ в пюре и ухудшению его качества.

Получение пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата с конечной влажностью 40% обусловлено следующими соображениями.

Если конечная влажность пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата будет менее 40%, например 35%, то его консистенция будет недостаточно нежной и мягкой. Пюреобразный тыквенно-яблочный концентрат будет иметь высокую вязкость, что может создать дополнительные трудности (необходимость его нагревания для снижения вязкости и повышения текучести) при использовании в кондитерской и хлебопекарной промышленности в качестве фруктово-ягодной начинки.

Если конечная влажность пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата будет более 40%, например 45%, то тыквенно-яблочный концентрат будет иметь высокую текучесть, что также создает дополнительные трудности при использовании его в кондитерской и хлебопекарной промышленности в качестве фруктово-ягодной начинки.

Таким образом получают пюреобразный тыквенно-яблочный концентрат заданного состава, который направляют на фасовку и хранение. Горячий пюреобразный тыквенно-яблочный концентрат фасуют в подготовленные стеклянные банки, герметично укупоривают прокипяченными крышками и выдерживают уложенными на бок 10…15 мин, затем охлаждают.

Пюреобразный тыквенно-яблочный концентрат предназначен для выработки из них соков с мякотью и консервов для детского питания. Поэтому при его выработке необходимо полностью сохранить натуральные вкус, цвет и аромат плодов, чтобы в дальнейшем получить готовый продукт хорошего качества.

Таким образом, использование предложенного способа производства пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата позволяет:

– получать пюреобразный тыквенно-яблочный концентрат заданного состава с введением необходимых дополнительных компонентов (сахарного сиропа и сгущенного молока) для их дальнейшего использования при производстве кондитерских и хлебобулочных изделий;

– снизить энерго- и трудозатраты на производство пюреобразного тыквенно-яблочного 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 тыквенно-яблочного концентрата за счет исключения многоэтапной и продолжительной обработки продукта на каждой стадии технологического процесса.

Формула изобретения

Способ производства пюреобразного тыквенно-яблочного концентрата, включающей мойку и инспекцию плодов, их разваривание, стерилизацию полученного пюре, укупорку в тару и хранение, отличающийся тем, что предварительно очищенные и измельченные до размеров 20…30 мм плоды яблок и тыквы смешивают в соотношении 2:3 и обрабатывают в экструдере с отжатием сока, полученную после удаления сока мякоть подсушивают, в подсушенное тыквенно-яблочное пюре вводят 90%-ный сахарный сироп в количестве 10% к массе тыквенно-яблочного пюре и сгущенное молоко в количестве 20% к массе тыквенно-яблочного пюре с последующим нагреванием полученной смеси до 85°С при давлении 10000 Па до получения пюреобразного концентрата с влажностью 40%.