Спосіб обробки харчових матеріалів

Спосіб обробки харчових матеріалів, що передбачає внесення в них бентоніту попередньо підданого подрібненню, замочуванню і набряканню в розчині соди, перемішуванню, відстоюванню і подачу його в харчовий продукт у вигляді сухого порошку, який відрізняється тим, що порошок отриманий у результаті фракційного розподілу та обробки дрібнодисперсної фракції набряклого бентоніту водою, підкисленою розчином ортофосфорної кислоти до рН 3,5-4,5 у співвідношенні 1:401:50 до маси бентоніту, перемішують протягом 2-3 годин з наступною промивкою водою відстояної частини та сушінням готового продукту до повітряно-сухого стану. Запропонований винахід відноситься до харчової промисловості, і може бути використаний при освітленні і стабілізації соків, сусел і виноматеріалів. Відомий стандартний спосіб застосування бентоніту для освітлення і стабілізації сусел і виноматеріалів у виді суспензії [Сборник технологических инструкций и нормативных материалов по производству винодельческой продукции. - М.: Пищепромиздат, 1998, с.42-44.], що передбачає подрібнювання і замочування бентоніту в розчині соди, набрякання суспензії, перемішування, пропарювання, відстоювання і внесення суспензії в сусло або виноматеріал. Недоліками даного способу є збагачення сусла і виноматеріалу катіонами кальцію, що приводить до утворення кристалічного помутніння готового продукту, великий об'єм клейових і суслових осадів, і втрата з ними основного продукту, зміна кондиції сусел і виноматеріалів за рахунок введення води суспензії. Крім того, обробка сусла або виноматеріалу бентонітом у виді суспензії є трудомістким процесом, що вимагає тривалого, до 10год., перемішування. Для збереження готової суспензії на підприємстві необхідні додаткові ємності і виробничі площі. Недоліками способу є та кож великий обсяг утворених осадів, що приводить до втрати основного продукту; розведення оброблюваного продукту водою суспензії (вміст води в суспензії бентоніту досягає 80% від загальної маси), що приводить до зниження цукристості і вмісту спирту; наявність у кінцевому продукті іонів кальцію, що підвищують жорсткість смаку. Найбільш близьким по сутності і результатові, що досягається, є спосіб обробки сусел і виноматеріалів [Патент РФ №2224016 МКИ С12Н 1/02, 20.02.2004. СПОСОБ ОБРАБОТКИ СУСЕЛ И ВИНОМАТЕРИ АЛОВ БЕНТОНИТОМ], що передбачає подрібнювання, замочування і набрякання бентоніту в розчині соди. Набряклий бентоніт заливають водою, підкисленою соляною кислотою до рН 3,43,6 у співвідношенні 1:4-1:5 до маси бентоніту, перемішують, відстоюють протягом 4-5 годин, відокремлюють вистояну частину, промивають водою до рН 6,8-7,0, висушують і задають у сусло або виноматеріал у вигляді сухого порошку. Недоліком способу є послідовна обробка матеріалу соляною кислотою і содою. Дана обробка не дозволяє цілком замістити іони кальцію в структурі мінералу. Крім того наявність у складі мінералу карбонатів і хлоридів кальцію приводить до появи в розчині іонів кальцію, гідрокарбонатів і (19) UA (11) 84334 (13) C2 (21) a200611982 (22) 14.11.2006 (24) 10.10.2008 (46) 10.10.2008, Бюл.№ 19, 2008 р. (72) ПЕРШИНА КАТЕРИНА ДМИТРІВНА, U A, ЧИРВА ВАСИЛЬ ЯКОВИЧ, UA, КАЗДОБІН КОСТЯНТИН ОЛЕКСАНДРОВИЧ, U A, КАРПУШИН МИКОЛА ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA (73) ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. В.І. ВЕРН АДСЬКОГО, U A, ІНСТИТУТ ЗАГАЛЬНОЇ ТА НЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ ІМЕНІ В.І.ВЕРН АДСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ, UA (56) Сборник технологических инструкций, правил и нормативных материалов по винодельческой промышленности, М., Пищевая промышленность, 1978, с.60-61 3 84334 хлорид- іонів у складі продукту за рахунок зниження кислотності середовища, що позначається на його якості і приводить до втрат основного продукту. Також, запропонована технологічна схема знижує сорбційну здатність мінералу, через блокування хлорид і карбонат - іонами центрів, що відповідають за адсорбцію білкових молекул, що згодом позначається на стабільності кінцевого продукту. Крім того, присутність хлорид- іонів підвищує ступінь десорбції деяких важких металів у кінцевий продукт. Іони кальцію, що містяться у виноматеріалі, утворюють пересичений розчин, що продукує осад у вигляді тартрату, мукату, оксалату і тартратмалату кальцію. Розчинність тартрату кальцію залежить від концентрації спирту, рН, присутності аніонів сульфату, молочної і лимонної кислот, а також речовин колоїдної природи. Одним з факторів збагачення сусла і виноматеріалу кальцієм є власне бентоніт , використаний у прототипі. В основу винаходу поставлено задачу збільшення стабільності і зниження втратосновного продукту, зниження вмісту солей жорсткості в продукті, збільшення ступеня очищення від іонів важких металів, оптимізація технології очищення шляхом спрощення підготовки і збереження матеріалу і зниження трудовитрат у процесі очищення. Поставлена задача досягається тим, що в способі обробки харчових матеріалів застосується бентоніт у вигляді сухого порошку, о триманого попереднім подрібненням, потім замочуванням і набряканням в розчині соди, відповідно винаходу, набряклий бентоніт заливають водою, відстоюють для фракційного розподілу., мілкодисперсну фракцію оброблюють розчином ортофосфорної кислоти до рН 3,5-4,5 у співвідношенні 1:20 - 1:50 до маси бентоніту, при перемішуванні протягом 2-3 годин з наступним промиванням та подальшому відстоюванні а сушінням готового продукту до повітряно - сухого стан у. Для видалення зі структури і продуктів іонів кальцію фосфати більш ефективні ніж карбонати, застосовані в прототипі, тому що практично усі фосфа ти відносяться до малорозчинних сполук (їхня розчинність більш ніж на 20 порядків нижче розчинності карбонатів (Таблиця 1). Це різко підвищує ефективність видалення іонів кальцію і важ ких металів. Крім того, соки і виноматеріали мають кисле середовище, тому відбувається розчинення карбонатів кальцію й інших іонів важких металів за рахунок утворення гідрокарбонатів. Унаслідок цього збільшується об'єм осаду, що утвориться. У цей же час, гідрофосфати та дигідрофосфати залишаються малорозчинними сполуками, і не приводять до емісії іонів металів у кінцевий продукт. Нерозчинність продуктів поглинання іонів кальцію і важких металів є основною відмітною ознакою пропонованого способу. Таким чином, при використанні бентоніту, обробленого фосфатними сполуками, практично виключається емісія кальцію з мінералу в оброблювану суміш. Крім того, використання ортофосфорної кислоти дозволяє поліпшити характеристики вилучення по іонах інших важких металів. Відсутність у складі матеріалу іонів 4 хлору підви щує адсорбційну здатність щодо білкових молекул. Це збільшує швидкість знебарвлення і у 2-4 рази і підвищує стабільність продукту. Спосіб здійснюється таким чином: 100кг подрібненого бентоніту заливали 350дм 3 0,2% розчином соди, перемішували і залишали для набрякання. Через добу набряклий бентоніт піддавали фракційному діленню, а потім заливали водою, підкисленою ортофосфорною кислотою до рН 3,5 у співвідношенні 1:20 до маси набряклого бентоніту при постійному перемішуванні. Через 3 години відокремлювали тверду частину суспензії і промивали її водою до рН змивних вод 6,9. Підготовлений у такий спосіб бентоніт висушували до вмісту сухих речовин 60%, дробили, досушували до вмісту сухи х речовин 80%, розфасовували в мішки. Для освітлення 1000дал сусла, при дозі 2г/дал, установленої внаслідок спробного обклеювання, у відстійний резервуар було задано 2кг сухого бентоніту, сусло перемішували і залишали для освітлення. Через 18 годин прояснена частина сусла була знята з осаду. Рез ультати освітлення приведені в таблиці. При обклеюванні 1000дав натурального сухого виноматеріалу сорту Ркацителі було задано 30кг бентоніту (доза, установлена спробним обклеюванням, складає 30г/дал) у вигляді сухо го порошку. Виноматеріал був перемішаний і залишений для освітлення. Через 8 діб оклеєний виноматеріал був знятий з осаду і підданий дослідженню, аналіз якого приведений у таблиці. Приклади конкретного виконання: Приклади 1, 2, 3, 4 виконуються як спосіб, що заявляється, крім того, що набряклий бентоніт заливають водою, підкисленою до рH 3,4, 4,0, 4,5, 3,3 відповідно. Результати освітлення сусла й обклеювання виноматеріалу бентонітом, підготовленим по цих варіантах, наведені в таблиці. Приклади 5, 6, 7 виконуються як приклад 1, але набряклий бентоніт відповідно заливають підкисленою водою в співвідношенні 1:4,5; 1:4 і 1:3,5 до маси бентоніту. Дані обробки сусла і виноматеріалу цими мінералами наведені в таблиці. Аналізуючи дані по обробці сусла і виноматеріалу, наведені в таблиці, можна зробити висновок, що найбільш оптимальні результати показав бентоніт, приготовлений за прикладом 1, що відбилося на об'ємах суслового і клейового опадів, що зменшилися в 1,2 і 1,3 разів відповідно, у порівнянні зі способом-прототипом, при цьому освітлююча здатність бентоніту в суслі трохи збільшилася, а в цілому залишилася на рівні способупрототипу. Бентоніт, приготовлений по пропонованому способі, знижує вміст катіонів кальцію в досить широкому діапазоні рН, що відбилося на стабільності виноматеріалу. У прикладі 1, де рН підкислені води була 4,0, прозорість сусла залишається незмінної в порівнянні зі способом, що заявляється (подалі спосіб), і відповідала технологічним вимогам. Уміст катіонів кальцію у виноматеріалі збільшилося, але на стабільності це не відбилося. Освітлююча здатність бентоніту, приготовленого за прикладом 3, де рН води складав 4,5 освітлююча здатність бентоніту була трохи нижче способу, але в суслі трохи збільшився рН, при об 5 84334 клеюванні виноматеріалів збільшився об'єм осаду. Зміна рН підкисленої води для розчинення заміщених катіонів кальцію убік зменшення (приклад 3) приводить до зниження рН сусла, що небажано для подальшої технологічної операції шумування. При рН підкисленої води 4,7 у прикладі 4 йде збагачення оброблюваного продукту катіонами кальцію і порушується стабільність готового виноматеріалу. Аналіз даних прикладів способу, 5, 6, 7 показує, що оптимальним співвідношенням при додаванні бентоніту підкисленою водою є спосіб 3, 4. У прикладах 5 і 7 об'єм підкисленої води був 6 зменшений до 4 і 3,5 частин відповідно, що привело до недостатнього розчинення катіонів кальцію і відразу відбилося на стабільності готового продукту, а збільшення об'єму до 5 частин (приклад 7) відповідає даним способу, тому з економічної точки зору збільшення об'єму до 5 частин недоцільно.(Таблиця 2) Перевагою пропонованого способу є значне зниження втрати основного продукту за рахунок зменшення об'єму клейових, білкових і суслових осадів, видалення з продуктів іонів кальцію, спрощення технології обробки харчових продуктів. Таблиця 1 Добутки розчинності (ДР) сполук кальцію, використовуваних у прототипі і пропонованому способі згідно [Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии, М: Химия, 1989, с.72.] Катіон Са Аніон Н2РО4 НРО4 CO3 РО4 сполука Са(Н2РО4)2 СаНРО4 СаСОз Са3(РО4)2 -lg ДР 3-3,22 6,57-6,9 8,36-8,42 25-28,92 Розчинність розр., lgC 1,24 3,37 4,20 5,80 Таблиця 2 Приклади виконання способу 1 Спосіб, що заявляється Приклад 1 Приклад 2 Сусло Натуральний сухий виноматеріал Масова Масова Об’єм Су- Прозо- концент- РН сус- Об'єм Прозо- концентраСтабільність слових іонів рість, % рація 2+ ла осадів, % рість, % ція іонів осадів, % Са 2+ 3 Са мг/дм мг/дм 3 2 3 4 5 6 7 8 9 8,2 88 49 3,3 12,0 98 42 Стабільний 9,6 8,8 90 82 51 52 3,5 3,8 12,2 12,4 98 98 48 52 Приклад 3 7,6 78 72 2,8 13,8 90 88 Приклад 4 8,8 82 78 4,0 15,0 96 98 Приклад 5 8,8 82 80 3,3 15,0 96 98 Приклад 6 Приклад 7 Спосібпрототип 9,8 9,5 82 76 68 104 3,5 3,3 14,1 14,0 96 90 76 98 9,8 82 88 3,5 15,0 96 114 Стабільний Стабільний Не стабільний, крист., осад -«Не стабільний, кристал, осад Стабільний Стабільний Не стабільний. кристал. осад Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601