Спосіб одержання харчових волокон

1. Способ получения пищевых волокон, вклю чающий извлечение их водой из растительного сырья с последующей фильтрацией и сушкой, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют отходы переработки винограда, о смсо 1 СМ 27962 использовании жмыха виноградных семян его кипятят в течение 70-90 мин. При получении пищевых волокон из виноградных выжимок отбирают фракцию с размером частиц 1,5-2,0 мм, а при получении их из жмыха виноградных семян -1,0-1,5 мм. Новым, в отличие от прототипа, является использование в качестве растительного сырья отходов переработки винограда - виноградных выжимок или жмыха виноградных семян, а также режимы экстракции: соотношение вода : сырье, температура и длительность кипячения и размер частиц. Причинно-следственную связь между совокупностью заявляемых признаков и достигаемым техническим результатом можно объяснить следующим. Использование другого растительного сырья виноградных выжимок и жмыха виноградных семян - позволило получить пищевые волокна с повышенным содержанием лигнина и лигниноподобных веществ (до 40%), содержащих большое количество отрицательно заряженных функциональных групп (метоксильные, фенольные гидроксилы, карбонильные). Как следствие, пищевые волокна, полученные из указанного сырья, обладают повышенной сорбционной активностью, связывая положительно заряженные ионы свинца. Кроме того, высокое содержание белковых веществ (10-15%) в получаемых пищевых волок нах, имеющих в своем составе положительно заряженные группы ЫНг+, приводит к повышению сорбционной активности к отрицательно заряженным ионам NO3 Проведение экстракции при более высокой температуре и длительности (кипячение при 96100°С в течение 50-90 мин.) позволяет уменьшить степень сшивки между полимерами пищевых волокон (целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые вещества, лигнин). Это, в свою очередь, приводит к разрыхлению поверхности частиц пищевых волокон и к увеличению размера их пор. Увеличение размера пор приводит к повышению способности получаемых пищевых волокон к физической адсорбции воды (водоудерживающая способность) и растворенных в ней веществ (ионы Рв2+, NCh ). Продолжительность кипячения влияет не только на свойства, указанные выше, но и на микробиальную чистоту получаемых пищевых волокон. Так как пищевые волокна относятся к диетическому продукту, к ним предъявляются строгие требования как при получении, так и при хранении. Нами были проведены исследования по обсемененности исходного сырья и пищевых волокон, получаемых из виноградных выжимок и жмыха виноградных семян. Изучалась обсемененность микроорганизмами аэробных и факультативноанаэробных мезофилл и плесневых грибов. Результаты указаны в табл. 1. Таблица 1 Микробиологическая обсемененность растительного сырья и полученных из него пищевых волокон при хранении (количество микроорганизмов на 1 г сырья или пищевых волокон) № п/п 5 6 7 8 Исходное сырье и получаемые из него волокна 0 (исходный) Срок хранения(месяцы) 1 3 6 Аэробные и факультативно-анаэробные мезофиллы Жмых виноградных семян 21- 103 21- 103 26- 103 38- 103 10 20 20 30 23-103 24- 103 36- 103 47- 103 20 20 30 30 Пищевые волокна из жмыха виноградных семян Виноградные выжимки Пищевые волокна из виноградных выжимок Плесневые грибы Жмых виноградных семян 340 400 520 630 Пищевые волокна из жмыха 20 30 40 40 виноградных семян 3 Виноградные выжимки 410 480 570 790 4 Пищевые волокна из вино30 30 40 50 градных выжимок Как видно из таблицы 1 исходная обсемененСочетание температурной обработки и вреность винограда в 17-2100 раз меньше исходной мени кипячения обеспечивает более полный пеобсемененности самих отходов. реход в раствор веществ, сопутствующих пищеТенденция роста количества микроорганизмов вым волокнам (органические кислоты, сахара, наблюдается при хранении в течение 6 месяцев дубильные, минеральные вещества и др.). Это как у исходного сырья, так и пищевых волокон, способствует повышению выхода собственно пищевых волокон и их сорбционной активности (чем полученных из него, однако количество микроорбольше в пищевых волокнах органических кислот, ганизмов после хранения пищевых волокон Сахаров, дубильных веществ и др., тем меньше их невелико (30-50 на 1 г пищевых волокон) и сорбционная активность). допустимо по санитарно-гигиеническим нормам. 1 2 27962 Нами были проведены исследования влияния размера частиц полученных пищевых волокон на их водоудерживающую способность и сорбционную активность по отношению к ионам Рв 2+ и С этой целью брали по 6 фракций пищевых волокон, полученных из виноградных выжимок и жмыха виноградных семян. Результаты указаны в табл. 2. Таблица 2 Влияние размера частиц на качество пищевых волокон (ПВ) № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Наименование пищевых волокон Пищевые волокна, полученные из виноградных выжимок -"-"-"-"-"Пищевые волокна, полученные из жмыха виноградных семян -"-"-" Размер частиц пищевых волокон (мм) Характеристики получения пищевых волокон до 0,5 Водоудерживающая способность (г воды/г ПВ) 4,0 Сорбция ионов Рв2+ (мг/г ПВ) 0,9 Сорбция ионов NO3 (мг/г ПВ) 0,6 0,5-1,0 1,0-1,5 1,5-2,0 2,0-3,0 3,0-4,0 ДО 0,5 4,8 5,9 6,3 5,4 5,3 1,9 0,7 0,8 1,2 1,0 0,8 0,6 0,8 1,1 1,6 1,6 1,3 1,1 0,5-1,0 1,0-1,5 1,5-2,0 2,0-3,0 3,0-4,0 Как видно из табл. 2, оптимальными являются размеры частиц пищевых волокон полученных из: виноградных выжимок =1,5-2,0 мм; жмыха виноградных семян =1,0-1,5 мм. Таким образом, именно этот интервал обеспечивает наибольшую сорбционную активность пищевых волокон по отношению к ионам Рв2+ и NO3 , а также водоудерживающую способность. Это объясняется большей площадью поверхности пищевых волокон, которая во многом ответственна за процессы физической адсорбции молекул воды. Способ осуществляется следующим образом. Отходы переработки винограда (виноградные выжимки или жмых виноградных семян) помещают в реактор и заливают водой: на 1 часть сырья 4-6 частей воды. Полученную гетерогенную смесь нагревают до 96-100°С, а затем кипятят при этой температуре 50-90 мин. При этом смесь виноградных выжимок с водой кипятят 50-70 мин., а смесь жмыха виноградных семян с водой кипятят 7090 мин. Затем выделенные таким образом пищевые волокна отфильтровывают от жидкой фазы, сушат, просеивают через сито с размером ячеек: для пищевых волокон, получаемых из виноградных выжимок, -1,5-2,0 мм, а для пищевых волокон из жмыха виноградных семян -1,0-1,5 мм, затем фасуют и отправляют на хранение. Пример 1. Получали пищевые волокна из виноградных выжимок. Для этого 1 кг виноградных выжимок влажностью 9% смешивали с 5 л воды. 2,9 0,5 1,1 3,3 1,1 1,9 3,1 0,8 1,7 2,8 0,9 1,4 2,4 0,7 1,4 Полученную гетерогенную смесь нагревали до 98°С и кипятили в течение 60 мин. После этого смесь охлаждали естественным путем до комнатной температуры, отфильтровывали выделенные таким образом пищевые волокна от жидкой фазы и сушили в сушильном шкафу при температуре 105-110°С в течение 5 часов. Высушенные пищевые волокна просеивали через сита с размером ячеек 1-1,5 мм и фасовали в полиэтиленовые мешки. Примеры 2-9 иллюстрируют осуществление способа получения пищевых волокон из виноградных выжимок в соответствии с примером 1, но при различных значениях соотношения виноградных выжимок и воды, температуры и времени кипячения. Результаты указаны в табл. 3. Примеры 10-14 иллюстрируют осуществление способа получения пищевых волокон из жмыха виноградных семян в соответствии с примером 1, но при различных значениях соотношения воды и жмыха, температуры и времени кипячения. Результаты указаны в табл. 3. Как видно из табл. 3, при получении пищевых волокон из виноградных выжимок уменьшение гидромодуля (пример 4) приводит к ухудшению водоудерживающей способности. Увеличение гидромодуля не влияет на водоудерживающую способность, однако снижается сорбционная активность по отношению к ионам Рв2 (пример 5). 27962 Таблица 3 Вли яние за являемых режимов на каче ство получаемых пищевых волокон (ПВ) № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Растительн ое сырье, из которого полу чают ПВ Виног радн ые выжимки — "— -"_' _ _' _ Соотношение сырья и воды Те мперат ура нагревания, (°С) Время кипячения, (мин.) 1:5 98 60 1:4 1:6 1:2 1:10 1:5 1:5 1:5 1:5 1:4 96 100 98 98 20 110 98 98 96 50 70 60 60 60 60 40 120 70 _' _ -"Жмых виноградных семян в 11 _ _ 1:5 98 12 — "— 1:6 100 13 -"1:4 98 14 -"1:6 98 Снижение температуры нагревания до 20°С (пи мер 6) приводит к резкому снижен ию сорбционнрй активности соотношен ию к иона м Рв2 + и N03 , а также на 30% уменьшается водоудерживающая способность. Увеличение температуры кипячения незначительно влияет на свойства пищевых волокон; кроме того, технологически это неоправданно , т. к. лучшие результаты достигаются при заявляемых режимах. Уменьшение времени кипячен ия (пример 8) приводит к ухудшению в с е х т р е х х а ра к т ер и ст и к пол у ча е м ы х пи ще в ы х Характеристика получения ПВ ВодоудержиСорбция Сорбция вающая ионов Рв2+, ионов NO 3 способность (г (мг/г ПВ) , (мг/г ПВ) воды/г ПВ) 6,2 1,0 1,6 6,0 6,3 5,2 6,0 4,1 5,6 4,4 6,3 3,2 1,1 1,2 0,5 0,8 0,5 0,9 0,6 1,0 1,1 1,5 1,6 0,9 1,6 0,5 1,5 0,6 1,6 1,8 80 3,3 1,0 1,9 90 3,3 1,0 1,9 60 2,7 0,6 1,1 120 3,4 0,7 1,8 волокон. Увеличен ие времени кипячения не влияет н а хара кте рис тик и пищ евы х во лок он; кр оме того, это неоправданно с технологической точки зрения - лишняя трат а энергии. Ан ал ог ичн а я за ко но ме рн ос ть н а бл юда ет с я при получении пищевых волокон из жмыха виноградных семян (при меры 10-14). Заявляемый способ апробирован в полупроизводственных условиях. Приготовлен технол огический регламент. Готовится необходимая документация для утверждения технических условий . ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатен т) Бульв. Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044) 254-42-30, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг 2001 р. Формат 60x84 OJ ^T обл.-вид. арк. 1/8. Тираж50 прим. Зам. №. УкрІНТЕІ Вул. Горького, 180, Київ, 03680 МСП, Україна (044) 268-25-22