Спосіб виробництва b-каротинового концентрату підвищеної водорозчинності з морквяного соку

Винахід стосується консервної галузі харчової промисловості і може бути використаний у виробництві харчових добавок підвищеної біологічної цінності та натуральних барвників з рослинної сировини. Відомо кілька засобів виробництва харчових барвників та харчових добавок у формі концентратів, котрі включають у себе ряд загальних операцій: мийка, інспекція, очистка, ополощення, подрібнення корнешюдів, пресування, фільтрування соку, коагуляцію каротину завдяки денатурації нативніх білків морквяного соку, та охолодження і фасування. При цьому з метою підвищення вмісту каротину у продукті використовують слідуюче: 1. Натуральну моркву, подрібнюють на картоплетертках, мезгу відокремлюють від соку, який коагулює при температурі 90° С, охолоджують, декантують і коагулят повертають у жом, додаючи цукор, аскорбінову кислоту, усе ретельно перемішують, фасують та стерилізують (патент №1804306; кл А23L1/302; БІ №5.1; 1994). 2. β-каротин екстрагують з сировини, шляхом вилучення каротиноїду рідкими органічними екстрагентами, а саме сумішшю, яка містить складні ефіри оцтової кислоти C1-С4 спиртів і 1-25 % олії біологічного походження у перерахунку на складні ефіри оцтової кислоти при температурі не менше 30°С (патент ФРН; №42758; кл. С09В61/00; БІ №11; 2001). 3. Каротинові концентрати одержують шляхом подрібнення сировини при додаванні води до утворення суспензії з послідуючою термообробкою та екстракцією жиророзчинних компонентів трьохразовим насиченням олії продуктом і послідуючим центрифугуванням, та отримують цільові продукти - олійний концентрат та олійний шрот (патент №10035; кл. А23К1/14;БІ №3;1996). Приведені способи не забезпечують максимальне вилучення каротину, бо у процесі коагуляції морквяного соку значний відсоток каротину залишається не зв'язаним та осаджується на стінках коагуляторів або залишається у плазмі соку. Застосування органічних розчинників каротину при вилученні його з сировини звужує коло використання концентратів особливо у харчовій галузі. Отримання концентрату за допомогою екстракції каротину олією ускладнює подальше застосування його у формі додатків до водних продуктів у харчовій галузі, та при виробництві продуктів профілактичного та медичного напрямку як продуктів без жирової дієти. У ролі прототипу розглядається спосіб отримання концентратів каротиноїдів з моркви (див. Білорусія а.с. №1730109; кл. С09В61/00; БІ. №16; 1992) Спосіб складається з вилучення соку шляхом подрібнення морквяної сировини, пресування, з послідуючим коагулюванням білків морквяного соку, відстоюванням розчину та вилученням концентрату. З метою підвищення виходу цільового продукту та його якості, вилучення здійснюють шляхом охолодження отриманого осаду до кристалізації загальної маси розчину з одночасним локальним нагрівом надосадової рідини, при цьому охолодження проводять при температурі -15°С, а локальний нагрів до температури +10°С. До недоліків даного способу можна віднести неповне вилучення β-каротину з соку, та отримання малорозчинного концентрату. Зважаючи на те, що концентрація каротину йде завдяки коагуляції нативних білків морквяного соку, у отриманому концентраті каротин фіксується на гідрофобному протомірному білку. Внесення отриманих таким чином концентратів до водних продуктів значно ускладнюється, а кількість протомірних білків робить не можливим вилучення усього каротину з соку. Диспергування такого концентрату у водній фазі з часом становить п'ять відсотків від загального об'єму водної фази. До основи винаходу поставлена задача створення такого способу виробництва β-каротинового концентрату з морквяного соку, який забезпечує підвищення ступеню концентрування каротину, та дозволить отримати концентрат комплексного типу з підвищеним зрідженням до водної фази завдяки введенню додаткової кількості білку гідрофільного та олігомірного за своєю природою. Технічним результатом винаходу є підвищення ступеню концентрування каротину та отримання водорозчинного комплексу білок - каротинового концентрату при паралельному збереженні та концентруванні інших біологічно цінних речовин (табл.1). Про це свідчать показники диспергування та стабільності розчинених концентратів у водних фазах" (наприклад соках), які складають не менше 90% від об'єму розчинника, та мінеральний склад соків, збагачених каротиновим концентратом. Сутність даного винаходу полягає в тому, що в способі виробництва каротинового концентрату як харчової добавки та барвника з морквяного соку, передбачається мийка, очистка, подрібнення, з додатковим використанням зубчатих колоїдних млинів та декантерних механізмів для збільшення виходу соку, та внесення на початковому етапі коагулювання додаткової кількості гідрофільного, олігомірного білку натурального походження, коагулювання, охолодження та декантація з послідуючим центрифугуванням, що передбачає концентрування біологічно активних речовин у 7-10 разів від попередньої маси коагуляту. У запропонованому способі виробництва каротинового концентрату враховуються належні зміни самої технології переробки. Основним технологічним процесом що патентується є внесення білку-носію, у чітко визначеній кількості на масу морквяного соку, частка якого складає 0,6 або 1,2% в залежності від того, якого походження білок застосовується у процесі коагуляції соку. Спосіб здійснюється таким чином: Для отримання морквяного соку сировину миють, чистять, подрібнюють з використанням зубчатих колоїдних млинів, відокремлюють сік на декантерах, потім нагрівають до 40°С та вносять гідрофільний олігомірний білок, при інтенсивному перемішуванні, проводять коагуляцію тепловим ударом при температурі 70-72°С на протязі 2-3 хвилин, миттєво охолоджують до температури 4-5°С, на протязі 10 хвилин, та декантують. Додатково осад центрифугують на протязі 10 хвилин при частоті обертів 8000 за секунду. У отриманому концентраті вміст каротину може становити від 80 до 200 і більше мг%, в залежності від ступеню концентрування та характеристик білків - носіїв. Отримані концентрати стійкі щодо руйнування каротину, та мають велике зрідження до водної фази( наприклад соки). Приклад 1. З 100гр моркви отримують 25,76г концентрату з вмістом β-каротину у цій масі 10,43мг. При цьому морквяну сировину миють, чистять, потім подрібнюють з використанням колоїдного зубчатого млина та відокремлюють сік на фільтруючих центрифуга х (декантерах). Потім у підігрітий сік (Т=40°С) вносять соєвий білковий концентрат (бажано знежирений)у кількості 0,6% від маси соку та ретельно перемішують на протязі кількох хвилин, після чого суміш коагулюють при температурі 70-72°С на протязі 2-3 хвилин(збільшення терміну нагріву може призвести до негативних процесів ізомерізації β - каротину, а саме його активної форми). Після цього миттєве охолодження до температури 4-5°С на протязі 10 хвилин, з послідуючою декантацією та центрифугуванням до необхідного вмісту сухи х речовин. При цьому у плазму коагуляту перейде більше половини нітратів, що містяться у подрібненій сировині, що надає екологічну безпеку отриманому функціональному продукту (табл.1). Приклад 2. Аналогічно прикладу 1, але у ролі додатку олігомірного гідрофільного білку для 100% зв'язування каротину використовують білок курячого яйця (табл.1) у кількості 1,2% від маси морквяного соку. Перелік фігур, креслень. Фіг. - Диспергування отриманих комплексних концентратів у водній фазі. На ньому йоказані криві, які характеризують диспергованість та стабільність у розчині отриманих концентратів каротину, та звичайного коагуляту з морквяного соку. Тривалість дослідження процесу стабільності комплексу у воді - 24 години, інтервал зняття показників 10 хвилин від початку змішування водної фази та концентратів. Після 2 годин показники стабілізуються і залишаються незмінними на протязі доби. Таблиця - Вміст каротину та інши х біологічно цінних речовин у концентратах. Таблиця включає результати досліджень по концентруванню та наявності корисних речовин у концентратах β-каротину зафіксованого на соєвому білку та білку курячого яйця порівняно з природним коагулятом (концентратом) без додавання білканосія. Таблиця Вміст β-каротину та інших біологічно цінних речовин у концентратах Вміст βВхід βкаротину у каротину Назва концентрату 100г з 100г концентрату, соку, мг мг Коагулят морквяного 4,40 30-70 соку Концентрат β10,00 119 каротину на білку курячого яйця Концентрат β163 каротину на соєвому 10,43 білку Вітаміни, мг % А С В1 В2 Мінеральні речовини, мг % РР Na К Са Mg Ρ Вміст нітратів, Fe мг/кг - 0,80 Сл. 0,018 0,025 2,8 32,5 31,0 46,0 19,5 3,2 172 - 0,45 Сл. 0,018 0,023 3,1 21,2 37,0 60,5 22,5 5,2 95 - 0,50 0,01 0,015 0,020 2,2 36,1 37,0 61,0 28,0 5,2 97