Патент на изобретение №2373774

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВОГО ПРОДУКТА СТОЛОВОЙ СВЕКЛЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для производства сухого порошкового продукта столовой свеклы. Способ предусматривает тепловую обработку и измельчение корнеплодов, получение сока и его сублимирование. Сок перед сублимацией смешивают с предварительно подготовленным полуфабрикатом листовой массы и жомом в соотношении 24:56:10-27:63:20. Тепловую обработку корнеплодов осуществляют паротермически при давлении 0,3-0,5 МПа в течение 3-5 минут при температуре 105-110°С. При получении сока измельченную массу корнеплодов подкисляют до рН 3,5-4,0 с последующим нагреванием до 40-50°С. Изобретение позволяет при использовании листовой массы, сока и жома молодой столовой свеклы получить высококачественный порошковый продукт столовой свеклы, сбалансированный по белково-углеводному составу.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для производства сухого порошкового продукта столовой свеклы, повышенной пищевой и биологической ценности посредством сублимационной сушки.

Известен способ производства порошковой смеси, в которой порошок столовой свеклы получен с мякотью путем предварительного замораживания подготовленных мерных полуфабрикатов столовой свеклы до минус 33°С в условиях вакуума 0,5-1,5 мм рт.ст., затем нагреванием конвекционным способом при температуре теплоносителя 90-120°С, при этом процесс ведут до содержания бетанина в готовой смеси 0,48-0,49 мас.% [RU 2161895 С2, A23L 1/30 от 20,01.01, бюл. 2].

Недостатком данного способа является то, что отдельная сублимация компонентов продукта и их дальнейшее смешивание делают процесс производства более энерго- и трудоемким, а также не обеспечивает должное качество продукта – в результате смешивания двух сухих продуктов сублимационной сушки: порошков свеклы и пивных дрожжей в соотношении 21:1, может наблюдаться неравномерность распределения соотношения их во всем объеме, т.о. при употреблении продукта может не обеспечиваться заявленная биологическая и пищевая ценность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ производства порошкового продукта столовой свеклы, включающий раздельное получение из одного исходного продукта порошков свеклы с мякотью и без мякоти и их смешивание в пропорции 1:(4-9).

Технология производства порошкового продукта столовой свеклы без мякоти (из части корнеплодов) включает мойку, бланширование – в котле ВА-800 подогретым паром при давлении 2,0-2,5 атм и температуре 100-105°С в течение 25-40 минут, измельчение, прессование, фильтрование и быстрое замораживание при температуре минус 18-20°С в течение 4-5 часов. Далее продукт сублимируют. Параллельно с вышеизложенной последовательностью операций другую часть корнеплодов, предварительно очищенных и измельченных на кубики с размерами сторон 5-10 мм или на столбики 3×5×10 мм, направляют в сублиматор и подвергают самозамораживанию и охлаждению ниже тройной точки (минус 33°С в условиях вакуума), после чего нагревают. В отличие от сублимационной сушки свекольного сока, обработку свеклы с мякотью проводят, минуя стадию бланширования. Продукт замораживают в один этап в сублимационной камере. Полученные продукты измельчают на микромельнице и просеивают. Оба порошка механически перемешивают в лопастной мешалке при соотношении масс 1:(4-9) мас.% [RU 2154969 C1, A23L 2/14 от 27.08.00, бюл. 24].

Недостатком данного способа является то, что отдельная сублимация компонентов продукта и дальнейшее смешивание влечет неравномерность распределения соотношения 1:(4-9) во всем объеме продукта, что не обеспечивает должное качество продукта, сбалансированность содержания наиболее важных для человека нутриентов, не выдерживается соотношение содержания белков и углеводов в соответствии с физиологическими нормами 1:4. Несмотря на экономическую эффективность данного способа, необходимо снижение его себестоимости путем интенсификации процесса.

Задачей данного изобретения является получение сухого порошкового продукта столовой свеклы, обладающего высокими качественными показателями, повышенной пищевой и биологической ценностью, сбалансированным составом по белково-углеводному комплексу, а также снижение себестоимости путем интенсификации процесса производства.

Техническим результатом данного изобретения является возможность использования листовой массы, сока и жома молодой столовой свеклы для получения высококачественного порошкового продукта столовой свеклы, сбалансированного по белково-углеводному составу, повышенной пищевой и биологической ценности при совместной сублимации всех трех компонентов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения, включающем тепловую обработку и измельчение корнеплодов, получение сока и его сублимирование, отличием является то, что сок перед сублимацией смешивают с предварительно подготовленным полуфабрикатом листовой массы и жомом в соотношении 24:56:10-27:63:20, при этом тепловую обработку корнеплодов осуществляют паротермически при давлении 0,3-0,5 МПа в течение 3-5 минут при температуре 105-110°С, а при получении сока измельченную массу корнеплодов подкисляют до рН 3,5-4,0 с последующим нагреванием до 40-50°С.

Проведение кратковременной паротермической обработки позволяет исключить процесс бланширования, что обеспечивает сохранение нативных свойств сырья.

Смешивание измельченных корнеплодов с подкисленной водой необходимо для предотвращения инициации потемнения, а при температурной обработке кислая среда благоприятна для гидролиза возможных нитратов, нитритов.

Совместная сублимация всех компонентов продукта в отличие от раздельной сублимации компонентов с последующим смешиванием порошков обеспечивает точный заданный рецептурный состав продукта и равномерное распределение его компонентов.

Предложенный способ позволяет получить из корнеплодов и с листовой массы молодой столовой свеклы порошковый продукт столовой свеклы повышенной пищевой и биологической ценности путем смешивания листовой массы – ботвы, сока корнеплода и жома перед сублимацией в трех соотношениях, обеспечивающих необходимое содержание пектина 3-5% и сбалансированного по белково-углеводному составу.

Первое соотношение компонентов – листовой массы, сока и жома 59,5:25,5:15 обеспечивает содержание пектина в размере 3,57 г/%.

Второе соотношение компонентов – листовой массы, сока и жома 56:24:20 обеспечивает содержание пектина в размере 4,13 г/%.

Соотношение компонентов – листовой массы, сока и жома, принятое за оптимальное, но не исключающее использование предыдущих, 63:27:10 обеспечивает содержание пектина в размере 3 г/%.

Способ осуществляют следующим образом.

Сильно загрязненные корнеплоды предварительно замачивают в ванне с проточной водой. Далее калиброванные корнеплоды обрабатывают водой в моечных машинах (барабанных А9-КМ3-М, ротационных КМ-2, лопастных А9-КЛА-1 или вибрационных МКВ-200). Качество мойки контролируют на ленточных конвейерах, отбраковывают подгнившие, дефектные корнеплоды, остатки ботвы и посторонние примеси. Подготовленную свеклу моют спрейером холодной водопроводной водой, отвечающей требованиям ГОСТ 51232. Далее свеклу подают в паротермический агрегат периодического действия А9-КЧЯ, продолжительность обработки 3-5 минут при давлении острого пара 0,3-0,5 МПа и температуре 105-110°С. Затем очищенные на щеточно-моечной машине Т1-КУМ корнеплоды отправляют на ручную доочистку на конвейере А9-КТФ. Затем свеклу измельчают на дробильной машине КПД-4М или плодоовощных терочных машинах марок А9-КМО, А9-КИС до размера частиц 3-5 мм. Измельченную свеклу смешивают с подкисленной водой (лимонная или лимонная и аскорбиновая кислота) до рН 3,5-4,0 и нагревают до температуры 40-50°С. Смешивание с подкисленной водой необходимо для предотвращения инициации потемнения, а при температурной обработке кислая среда благоприятна для гидролиза возможных нитратов, нитритов. Далее, на прессе непрерывного действия или гидравлическом пакпрессе 2П-41 измельченную массу подвергают давлению 110-120 кг/см² при высоте слоя 7-10 см продолжительностью 25-30 мин на решетке, через которую отделяется сок. Затем сок фильтруют через сетку со стороной ячеек 1 мм для удаления кусочков мезги и направляют в смеситель для рецептурного смешивания. Полученный после прессования жом также направляют на смешивание в соответствии с рецептурой. Одновременно с вышеизложенными технологическими операциями проводят подготовку листовой массы столовой свеклы (ботвы). После инспекции листья молодой столовой свеклы направляют на мойку, которую проводят на машинах марки Т1-КУН (для мойки зелени) или аналогичных моделей. После протирания на волчке с d_отв 1,5-2 мм продукт направляют в смеситель (Л5-ФМ2-М-150, Л5-ФМ2-М-340 и др.). Далее осуществляют смешивание листовой массы, сока и жома в соотношении 56:24:10-63:27:20 по весу. Смешивание проводят 10-20 минут. Полученную смесь разливают в лотки из нержавеющей стали, из расчета 10-11 кг/м² и помещают в морозильную камеру, где охлаждают до температуры минус 20-22°С, в течение 5-6 часов интенсивным конвективным потоком воздуха. Замороженный продукт помещают в сублиматор УСС-5, где объем вакуумируют после достижения температуры охлаждающей поверхности конденсатора – вымораживателя минус 33-35°С. При достижении давления в сублиматоре 0,5-1,5 мм рт.ст. включают подачу теплоносителя с температурой 100-120°С в нагревательные плиты конвекционного теплообменника. Период сушки длительностью 13-15 часов ведут таким образом, чтобы в период сублимации (испарения льда возгонкой) температура продукта в середине слоя находилась в диапазоне минус 20°С, постепенно повышаясь до 0°С. Сушку заканчивают при достижении температуры продукта не более 50°С. Цикл сублимационной сушки составляет 27-29 часов. После окончания сублимационной сушки камеру девакуумируют, извлекают продукт, измельчают в порошок на микромельнице или дробильной машине типа ДДМ-2, просеивая через сито из проволочной стальной тканной сетки со стороной ячейки в свету 1 мм по ГОСТ3826 или ГОСТ 3613.

Рекомендуемые сорта молодой красной столовой свеклы для производства порошкового продукта повышенной пищевой и биологической ценностью: Бордо, Несравненная, соответствующие ОСТ 10300-2002 «Свекла молодая свежая. Технические условия», размер корнеплода от 40 до 50 мм, количество листьев 6-7.

Пример 1.

Сильно загрязненные корнеплоды молодой красной столовой свеклы с листвой предварительно замачивают в ванне с проточной водой. Далее корнеплоды калибруют и обрабатывают водой в барабанных моечных машинах А9-КМ3-М. Качество мойки контролируют на ленточных конвейерах, отбраковывают подгнившие, дефектные корнеплоды, остатки ботвы и посторонние примеси. Подготовленную свеклу моют спрейером холодной водопроводной водой, отвечающей требованиям ГОСТ 51232. Далее свеклу подают в паротермический агрегат периодического действия А9-КЧЯ, продолжительность обработки 5 минуты при давлении острого пара 0,3 МПа и температуре 105°С. Затем очищенные на щеточно-моечной машине Т1-КУМ корнеплоды отправляют на ручную доочистку на конвейере А9-КТФ. Затем свеклу измельчают на дробильной машине КПД-4М до размера частиц 5 мм. Измельченную свеклу смешивают с подкисленной водой (лимонная или лимонная и аскорбиновая кислота) до рН 3,5 и нагревают до температуры 40°С. Далее, на гидравлическом пакпрессе 2П-41 измельченную массу подвергают давлению 110 кг/см² при высоте слоя 7 см продолжительностью 25 мин на решетке, через которую отделяется сок. Затем сок фильтруют через сетку со стороной ячеек 1 мм для удаления кусочков мезги и направляют в смеситель для рецептурного смешивания. Полученный после прессования жом также направляют на смешивание в соответствии с рецептурой. Одновременно с вышеизложенными технологическими операциями проводят подготовку листовой массы столовой свеклы (ботвы). После инспекции листья молодой столовой свеклы направляют на мойку, которую проводят на машинах марки Т1-КУН (для мойки зелени). После протирания на волчке с d_отв 2,0 мм продукт направляют в смеситель Л5-ФМ2-М-340. Далее осуществляют смешивание листовой массы, сока и жома в соотношении 56:24:20 по весу. Смешивание проводят 10 минут. Полученную смесь разливают в лотки из нержавеющей стали, из расчета 10 кг/м² и помещают в морозильную камеру, где охлаждают до температуры минус 20°С, в течение 5 часов интенсивным конвективным потоком воздуха. Замороженный продукт помещают в сублиматор УСС-5, где объем вакуумируют после достижения температуры охлаждающей поверхности конденсатора – вымораживателя минус 33°С. При достижении давления в сублиматоре 0,5 мм рт.ст. включают подачу теплоносителя с температурой 100°С в нагревательные плиты конвекционного теплообменника. Период сушки длительностью 13 часов ведут таким образом, чтобы в период сублимации (испарения льда возгонкой) температура продукта в середине слоя находилась в диапазоне минус 20°С, постепенно повышаясь до 0°С. Сушку заканчивают при достижении температуры продукта не более 50°С. Цикл сублимационной сушки составляет 29 часов. После окончания сублимационной сушки камеру девакуумируют, извлекают продукт, измельчают в порошок на микромельнице, просеивая через сито из проволочной стальной тканой сетки со стороной ячейки в свету 1 мм, по ГОСТ3826 или ГОСТ 3613.

Такое соотношение компонентов по весу – листовой массы, сока и жома 56:24:20 обеспечивает содержание пектина в 100 г сухого продукта в размере 4,13 г/%.

Пример 2.

Сильно загрязненные корнеплоды молодой красной столовой свеклы с листвой предварительно замачивают в ванне с проточной водой. Далее корнеплоды калибруют и обрабатывают водой в барабанных моечных машинах А9-КМ3-М. Качество мойки контролируют на ленточных конвейерах, отбраковывают подгнившие, дефектные корнеплоды, остатки ботвы и посторонние примеси. Подготовленную свеклу моют спрейером холодной водопроводной водой, отвечающей требованиям ГОСТ 51232. Далее свеклу подают в паротермический агрегат периодического действия А9-КЧЯ, продолжительность обработки 4 минуты при давлении острого пара 0,4 МПа и температуре 107°С. Затем очищенные на щеточно-моечной машине Т1-КУМ корнеплоды отправляют на ручную доочистку на конвейере А9-КТФ. Затем свеклу измельчают на дробильной машине КПД-4М до размера частиц 4 мм. Измельченную свеклу смешивают с подкисленной водой (лимонная или лимонная и аскорбиновая кислота) до рН 4,0 и нагревают до температуры 45°С. Далее на гидравлическом пакпрессе 2П-41 измельченную массу подвергают давлению 115 кг/см² при высоте слоя 8 см продолжительностью 25 мин на решетке, через которую отделяется сок. Затем сок фильтруют через сетку со стороной ячеек 1 мм для удаления кусочков мезги и направляют в смеситель для рецептурного смешивания. Полученный после прессования жом также направляют на смешивание в соответствии с рецептурой. Одновременно с вышеизложенными технологическими операциями проводят подготовку листовой массы столовой свеклы (ботвы). После инспекции листья молодой столовой свеклы направляют на мойку, которую проводят на машинах марки Т1-КУН (для мойки зелени). После протирания на волчке с d_отв 1,7 мм продукт направляют в смеситель Л5-ФМ2-М-340. Далее осуществляют смешивание листовой массы, сока и жома в соотношении 59,5:25,5:15 по весу. Смешивание проводят 15 минут. Полученную смесь разливают в лотки из нержавеющей стали, из расчета 10,5 кг/м² и помещают в морозильную камеру, где охлаждают до температуры минус 21°С, в течение 5,5 часов интенсивным конвективным потоком воздуха. Замороженный продукт помещают в сублиматор УСС-5, где объем вакуумируют после достижения температуры охлаждающей поверхности конденсатора – вымораживателя минус 34°С. При достижении давления в сублиматоре 1,0 мм рт.ст. включают подачу теплоносителя с температурой 110°С в нагревательные плиты конвекционного теплообменника. Период сушки длительностью 14 часов ведут таким образом, чтобы в период сублимации (испарения льда возгонкой) температура продукта в середине слоя находилась в диапазоне минус 20°С, постепенно повышаясь до 0°С. Сушку заканчивают при достижении температуры продукта не более 50°С. Цикл сублимационной сушки составляет 28 часов. После окончания сублимационной сушки камеру девакуумируют, извлекают продукт, измельчают в порошок на микромельнице, просеивая через сито из проволочной стальной тканной сетки со стороной ячейки в свету 1 мм, по ГОСТ 3826 или ГОСТ 3613.

Такое соотношение компонентов по весу – листовой массы, сока и жома 59,5:25,5:15 обеспечивает содержание пектина в размере 3,57 г/%.

Пример 3.

Сильно загрязненные корнеплоды молодой красной столовой свеклы с листвой предварительно замачивают в ванне с проточной водой. Далее корнеплоды калибруют и обрабатывают водой в барабанных моечных машинах А9-КМ3-М. Качество мойки контролируют на ленточных конвейерах, отбраковывают подгнившие, дефектные корнеплоды, остатки ботвы и посторонние примеси. Подготовленную свеклу моют спрейером холодной водопроводной водой, отвечающей требованиям ГОСТ 51232. Далее свеклу подают в паротермический агрегат периодического действия А9-КЧЯ, продолжительность обработки 3 минуты при давлении острого пара 0,5 МПа и температуре 110°С. Затем очищенные на щеточно-моечной машине Т1-КУМ корнеплоды отправляют на ручную доочистку на конвейере А9-КТФ. Затем свеклу измельчают на дробильной машине КПД-4М до размера частиц 3 мм. Измельченную свеклу смешивают с подкисленной водой (лимонная или лимонная и аскорбиновая кислота) до рН 3,5 и нагревают до температуры 50°С. Далее, на гидравлическом пакпрессе 2П-41 измельченную массу подвергают давлению 120 кг/см² при высоте слоя 10 см продолжительностью 30 мин на решетке, через которую отделяется сок. Затем сок фильтруют через сетку со стороной ячеек 1 мм для удаления кусочков мезги и направляют в смеситель для рецептурного смешивания. Полученный после прессования жом также направляют на смешивание в соответствии с рецептурой. Одновременно с вышеизложенными технологическими операциями проводят подготовку листовой массы столовой свеклы (ботвы). После инспекции листья молодой столовой свеклы направляют на мойку, которую проводят на машинах марки Т1-КУН (для мойки зелени). После протирания на волчке с d_отв L5 мм продукт направляют в смеситель Л5-ФМ2-М-340. Далее осуществляют смешивание листовой массы, сока и жома в соотношении 63:27:10 по весу. Смешивание проводят 20 минут. Полученную смесь разливают в лотки из нержавеющей стали, из расчета 11 кг/м² и помещают в морозильную камеру, где охлаждают до температуры минус 22°С, в течение 6 часов интенсивным конвективным потоком воздуха. Замороженный продукт помещают в сублиматор УСС-5, где объем вакуумируют после достижения температуры охлаждающей поверхности конденсатора – вымораживателя минус 35°С. При достижении давления в сублиматоре 1,5 мм рт.ст. включают подачу теплоносителя с температурой 120°С в нагревательные плиты конвекционного теплообменника. Период сушки длительностью 15 часов ведут таким образом, чтобы в период сублимации (испарения льда возгонкой) температура продукта в середине слоя находилась в диапазоне минус 20°С, постепенно повышаясь до 0°С. Сушку заканчивают при достижении температуры продукта не более 50°С. Цикл сублимационной сушки составляет 27 часов. После окончания сублимационной сушки камеру девакуумируют, извлекают продукт, измельчают в порошок на микромельнице, просеивая через сито из проволочной стальной тканной сетки со стороной ячейки в свету 1 мм, по ГОСТ3826 или ГОСТ 3613.

Соотношение компонентов по весу – листовой массы, сока и жома, принятое за оптимальное, но не исключающее использование предыдущих, 63:27:10 обеспечивает содержание пектина в размере 3 г/%.

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит получить продукт повышенной пищевой и биологической ценности и максимально сбалансированный для профилактических целей за счет использования в качестве компонента продукта – листовой массы молодой столовой свеклы. Полученный по предложенному способу продукт значительно превосходит прототип – порошковый продукт столовой свеклы по содержанию белка, витамина С, пектина, клетчатки, -каротина и др. биологически активных веществ, а также по содержанию фруктозы и глюкозы, т.к. в продукте редуцирующие сахара составляют 80% от суммы сахаров, в отличие от прототипа 10-15%. Данный способ также позволяет сбалансировать соотношение белка и углеводов 1:3-4 в продукте по сравнению с прототипом 1:11, что также характеризует его высокое качество и функциональные свойства. Предложенный способ и соотношение компонентов продукта позволяет достичь содержания пектина от 3 до 5%, что характеризует его сорбционные свойства, которые способствуют выведению токсичных элементов из организма, а также его бактерицидные и цитопротекторные свойства собственной микрофлоры толстой кишки. Свекловичный пектин стимулирует моторику ЖКТ и обладает нутритивными качествами. Использование в способе такого компонента как листовая масса молодой столовой свеклы обеспечивает высокое содержание белковой фракции, в частности содержание глутамина и аргинина. Наличие глутамина в продукте предотвращает атрофию тонкой кишки и снижает частоту и тяжесть нарушения кишечного барьера, повреждения тканей свободными радикалами при метаболическом стрессе, ввиду антиоксидантных свойств. Наличие аргинина в продукте обеспечивает иммунопротективный и метаболический эффект, стимулируя защитные реакции человека, в частности иммунный ответ. Нутритивные свойства продукта также характеризует наличие широкого спектра витаминно-минерального комплекса.

Предложенный способ порошкового продукта столовой свеклы повышенной пищевой и билогической ценности позволяет не только расширить функциональные возможности продукта, но и получить более дешевый продукт. Так для получения 1 кг порошка сока столовой свеклы без мякоти требуется 27 кг 614 гр корнеплодов, для получения 1 кг сока с мякотью – 16 кг корнеплодов, а в способе получения прототипа в соотношении порошков соков без мякоти и с мякотью 1:(4-9) необходимо 18 кг.

Для получения 1 кг порошкового продукта столовой свеклы повышенной пищевой и биологической ценности требуется 11 кг 840 г молодой столовой красной свеклы, включая ботву, что в 1,5 раза дешевле прототипа в производстве.

Полученный данным способом продукт имеет следующие преимущества:

– использование природного натурального сырья без применения химических веществ и ферментов, а также высокое технологическое обеспечение процесса позволяют сохранить нативные свойства и обеспечить показатели качества и безопасности продукта;

– пригодность для использования в качестве самостоятельного потребления в виде напитка, коктейля и пюре, а также в сочетании с различными пищевыми субстратами;

– возможность применения в качестве дополнительной нутритивной поддержки для лиц, имеющих нарушения работы ЖКТ;

– возможность использования для профилактических целей в качестве добавки к пище для различных возрастных групп, а также проживающих в экологически неблагоприятных регионах;

– использование как полифункциональной добавки для производства пищевых продуктов: хлебопекарное, макаронное, кондитерское производство, производство пищевых концентратов;

– способность к длительному хранению при различных температурах в герметичной упаковке.

Формула изобретения

Способ получения порошкового продукта столовой свеклы, включающий тепловую обработку и измельчение корнеплодов, получение сока и его сублимирование, отличающийся тем, что сок перед сублимацией смешивают с предварительно подготовленным полуфабрикатом листовой массы и жомом в соотношении 24:56:10-27:63:20, при этом тепловую обработку корнеплодов осуществляют паротермически при давлении 0,3-0,5 МПа в течение 3-5 мин при температуре 105-110°С, а при получении сока измельченную массу корнеплодов подкисляют до рН 3,5-4,0 с последующим нагреванием до 40-50°С.