Спосіб одержання топінамбурового концентрату

1. Спосіб одержання топінамбурового концентрату, що включає миття, паротермічне очищення, подрібнення бульб, екстрагування водою, охолодження, освітлення, фільтрування та згущення, який відрізняється тим, що екстрагування проводять з додаванням молочної сироватки при значенні відношення маси сироваткових і топінамбурових сухи х речовин 0,3-0,7, а одержаний екстракт підкислюють лимонною кислотою до рН 4,5-4,1. 2. Спосіб по п. 1 відрізняється тим, що до води додають концентрати сироватки. (19) (21) 98063188 (22) 18.06.1998 (24) 15.12.2000 (33) UA (46) 15.12.2000, Бюл. № 7, 2000 р. (72) Федоренченко Лідія Олексіївна, Зарічанська Ольга Петрівна, Майко Інна Іллівна, Бобрівник Леонід Дем'янович, Гулий Іван Степанович (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИ Х ТЕХНОЛОГІЙ 30915 лікувально-профілактичного призначення; подруге, втрати 30-40% доданої лимонної кислоти, що залишається у жомі топінамбура; крім того, закислений жом не розварюється і тому не придатний для використання в харчовій промисловості і для відкорму тварин. В основу винаходу поставлена задача створити спосіб одержання топінамбурового концентрату шляхом використання молочної сироватки або її концентратів забезпечити високі технологічні, органолептичні та дієтичні показники кінцевого продукту. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання топінамбурового концентрату, що включає миття, паротермічне очищення, подрібнення бульб, екстрагування водою, охолодження, освітлення, фільтрування та згущення, згідно винаходу екстрагування проводять водою з додаванням молочної сироватки при значенні відношення маси сироваткових і топінамбурових сухи х речовин 0,3-0,7, а одержаний екстракт підкислюють лимонною кислотою до рН 4,5-4,3. Можливо додавати до води концентрати сироватки. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та технічним результатом буде в наступному. Відомо, що лимонну кислоту в способі-прототипі використовували для створення потрібного цукрово-кислотного індексу, інтенсифікації екстрагування та інгибування ферментативного окислення поліфенолів. Але щоб використати ці переваги лимонної кислоти і позбутися ви щезгаданих недоліків, необхідно знизити її концентрацію при екстрагуванні та замінити деяку її частину іншими харчовими кислотами. Відомо, що ще з 50-х років молочна кислота завоювала визнання за кордоном як харчова кислота. Вона не має протипоказань і дозволена в дієті при різноманітних захворюваннях нирок, жовчного міхура і підшлункової залози. Ніжний смак молочної кислоти добре поєднується зі смаком і запахом більшості фруктів та овочів (Смирнов В.А. Пищевые кислоты (лимонная, молочная, винная). М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1983. - С. 240-241). Та виробництво молочної кислоти в Україні недостатньо розвинуто і не може забезпечити потреби харчової промисловості. Проблему забезпечення харчової промисловості молочною кислотою можна вирішити, замінивши її молочною сироваткою, яка має кислотність 0,1-0,7%. Вміст сухи х речовин (СР) в молочній сироватці 6-7%, з них біля 4,5% лактози. Крім того, сироватка багата на протеїни, амінокислоти, мінеральні речовини та вітаміни (А, Е, В 1, B 2, B 6, В 12, РР, С, холін, біотин). Дієтичні властивості молочної сироватки аналогічні властивостям топінамбура. Вона корисна для людей, хворих на діабет та шлунково-кишкові хвороби. Кількість молочної сироватки сягає 90% від обсягу молока, що переробляється на білково-жирові концентрати, а на виробництво різних продуктів використовується всього біля 42%. Дослідження показали, що додавання сироватки до екстрагуючої води підвищує активну і загальну кислотність екстракту, покращує його смакові якості (табл. 1), а також збагачує топінамбуровий концентрат біологічно цінними речовинами сироватки. Для створення ідентичних умов при різних кількостях сироватки в дослідах ви тримували однаковий гідромодуль 2,0. Аналіз екстрактів свідчить, що значення рН сокостружкової суміші 5,1-4,9 забезпечує інгибування ферментативних процесів окислення поліфенолів - екстракт має приємний світло-коричневий колір і потребує витрат сироватки 80-160%. Додавання такої кількості сироватки забезпечує концентрацію СР в екстракті, близьку до прототипу, низьку кислотність екстракту та жому. Кількість сироватки менше 80% не дає позитивного ефекту ні в те хнологічному, ні в органолептичному плані. При кількості сироватки більше 160% зниження рН незначне, а в гаммі органолептичних показників переважають характеристики сироватки, що небажано. Низька кислотність топінамбурового жому дає можливість використати його для виробництва пюреподібних продуктів, збагачених харчовими волокнами та цінними компонентами сироватки. Але рН екстракту 5,10-4,90 не створює умов, потрібних для коагуляції білків та ферментативної обробки. Відомо, що рН ізоелектричної точки білкових речовин топінамбура і сироватки має значення біля 4,4. Тому топінамбуровий екстракт, одержаний з використанням сироватки, необхідно підкислити. Досліди показали, що для підкислення топінамбурового екстракту до рН 4,5-4,3 витрати лимонної кислоти становлять біля 0,26-0,44% (табл. 2). При рН більше 4,5 білки не повністю коагулюють, і суспензія осаду рихла, а при рН менше 4,3 починається пептизація коагуляту, що знижує густину суспензії осаду. Крім того, заміна частини лимонної кислоти молочною кислотою сироватки створює приємний м'я кий кислуватий смак. Але склад і властивості свіжої сироватки при зберіганні значно змінюються: зменшується кількість лактози і білків, підвищується кислотність, змінюються смакові показники, втрачається до 25% енергетичної цінності (Храмцов А.Г., Василисин С.В. Справочник мастера по промышленной переработке молочной сыворотки. - М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. - С. 13-15). Тому, якщо поряд немає молокопереробного заводу чи необхідно мати певний запас сироватки, можна використовувати концентрати сироватки, які можуть зберігатись без змін складових частин і властивостей від 3 діб до 6 місяців в залежності від концентрації сухих речовин та температури зберігання. Концентрати сироватки, а саме: концентровані сирні та несолоні підсирні зброджені і незброджені сироватки з вмістом СР 13, 20 та 30%; згущені сирні і несолоні підсирні зквашені і незквашені сироватки з вмістом СР 30, 40, 50 та 60%; білкововуглеводний концентрат сироватки з вмістом СР 40% - мають запах чистий кисломолочний, смак злегка солонуватий (для підсирних сироваток), кислува тий чи кислий (для зброджених та зквашених сироваток), колір світло-жовтий з зеленкуватим відтінком. Вміст лактози складає 50-70% СР цих концентратів. Кислотність деяких концентратів може досягати 15% (Переработка и использование молочной сыворотки: технологическая тетрадь / А.Г. Храмцов, В.А. Павлов, П.Г. Нестеренко и др. 2 30915 М.: Росагропромиздат, 1989. - C. 137, 142). Додавання концентратів сироватки до екстрагуючої води дає змогу проводити екстрагування по запропонованому способу при меншому гідромодулі (1,5-1,0) і одержати екстракти з більшим вмістом СР (табл. 3). При використанні концентратів сироватки кількість лимонної кислоти, що додається для поліпшення технологічних властивостей топінамбурового екстракту, може бути значно нижча (табл. 4). Дані табл. 4 свідчать, що витрати лимонної кислоти в цьому випадку менші, ніж при використанні свіжої сироватки. Зважаючи на коливання концентрації СР в сироватці та її концентратах і клітинному соку топінамбура, кількість сироватки або її концентратів, що додають до води при екстрагуванні, найзручніше регулюва ти відношенням мас СР сироватки і топінамбура С/Т. Розраховують необхідну кількість сироватки за формулою (1): MС=0,9*МТ*СРТ:СРС*(С/Т), (1) де: MС - маса сироватки або її концентрату, кг; 0,9 - коефіцієнт, що характеризує середнє значення долі соку в топінамбурі; МТ - маса топінамбура, кг; CPТ - вміст сухи х речовин в топінамбурі, %; CPС - вміст сухих речовин в сироватці або її концентраті, %; С/Т - відношення маси СР сироватки або її концентрату та топінамбура. Спосіб одержання топінамбурового концентрату здійснюється таким чином. Бульби топінамбура миють, очищують паротермічним способом, подрібнюють, проводять екстрагування водою з додаванням сироватки при значенні відношення С/Т 0,3-0,7 та температурі 8090°С на протязі 60 хв. Можливе використання концентратів сироватки. Одержаний екстракт підкислюють лимонною кислотою до рН 4,5-4,3. Потім екстракт охолоджують до 40-45°С, обробляють пектолітичним ферментом на протязі 2-4 годин, фільтрують і концентрують. Приклади здійснення способу Приклад 1. Бульби топінамбура миють, чистять паротермічним способом, подрібнюють 1 кг топінамбура. Визначають вміст СР в клітинному соку топінамбура - 19,0% та сироватці - 6,5%. Розраховують необхідну кількість сироватки для 1 кг топінамбура за формулою (1) для значення С/Т 0,5. MС=(0,9*1*0,5*17):6,5=1,18 кг. Проводять екстрагування. Потім одержаний екстракт підкислюють лимонною кислотою до рН 4,5-4,3, охолоджують до 40-45°С, обробляють пектолітичним ферментом на протязі 2-4 годин, фільтрують і концентрують. Приклад 2. Проводиться аналогічно прикладу 1, але при значенні С/Т 0,3. MС=(0,9*1*0,3*17):6,5=0,71 кг. Приклад 3. Проводиться аналогічно прикладу 1, але при значенні С/Т 0,7. MС=(0,9*1*0,7*17):6,5=1,64 кг. Приклад 4. Проводиться аналогічно прикладу 1, але при значенні С/Т 0,1. MС=(0,9*1*0,1*17):6,5=0,24 кг. Приклад 5. Проводиться аналогічно прикладу 1, але при значенні С/Т 0,9. MС=(0,9*1*0,9*17):6,5=2,11 кг. Приклад 6. Проводиться аналогічно прикладу 1, але використовується концентрат сироватки з СР 40%. MС=(0,9*1*0,5*17):40,0=0,19 кг. Результати прикладів 1-6 зведені в табл. 5. Дані табл. 5 свідчать, що при значенні відношення мас сироваткових і топінамбурових СР 0,30,7 топінамбурові концентрати мають хороші органолептичні показники. При С/Т менше 0,5 відчувається різкий кислий смак лимонної кислоти, а при С/Т більше 0,7 в концентраті надто сильно відчутні смакові якості сироватки. Отже, заміна частини лимонної кислоти сироваткою або її концентратами при значенні відношення мас сироваткових та топінамбурових СР 0,3-0,7 покращує смакові якості топінамбурового концентрату та збагачує його біологічно цінними компонентами сироватки. Таблиця 1 Вплив кількості доданої сироватки на якість екстрактів Кількість сироватки, % до маси топінамбура 40 80 120 160 200 СР екстракту 6,4 7,3 8,2 9,1 10,0 рН екстракту 5,25 5,10 5,00 4,90 4,80 Кислотність екстракту, % до маси 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Кислотність жому, % до маси 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 Смак екстракту топінамбуровий топінамбурово-сироватковий сироватковий Колір екстракту темний світло-коричневий Показники 3 30915 Таблиця 2 Витрати лимонної кислоти на підкислення екстракту на основі сироватки рН суміші після підкислення 4,6 4,5 4,4 4,3 0,19 0,26 0,35 0,44 0,35 0,45 0,51 0,60 7,5 5,6 6,0 5,9 Рихла Щільна Приємний кислувато-солодкуватий Показники Витрати лимонної кислота, % до маси екстракту Кислотність екстракту, % до маси Кількість суспензії, % до маси Якість суспензії Смак декантату 4,2 0,56 0,72 6,5 Рихлувата Кислий Таблиця 3 Вплив кількості доданого концентрату сироватки на якість екстрактів Показники СР екстракту рН екстракту Кислотність екстракту, % до маси Кислотність жому, % до маси Смак екстракту Колір екстракту Кількість концентрату сироватки, % до маси топінамбура 5 15 25 35 45 7,4 8,7 10,0 11,4 12,7 5,25 5,10 5,00 4,91 4,85 0,05 0,11 0,16 0,22 0,27 0,04 0,09 0,13 0,18 0,22 топінамбутопінамбурово-сироватковий сироватковий ровий темний світло-коричневий Таблиця 4 Витрата лимонної кислоти на підкислення екстракту на основі концентрату сироватки до рН 4,2-4,6 Показники 4,6 0,09 0,36 Витрати лимонної кислоти, % до маси Кислотність суміші після підкислення, % рН суміші після підкислення 4,5 4,4 4,3 0,18 0,27 0,37 0,43 0,52 0,61 4,2 0,48 0,73 Таблиця 5 Якість концентратів в залежності від значення відношення C/T та виду сироватки Показники Значення С/Т Вміст СР, % до маси Колір Запах Смак 2 3 0,3 0,7 68,8 69,5 Коричневий Топінамбуровосироватковий Приємний кислуватосолодкий Приклади 4 0,1 70,0 Темний 1 0,5 70,0 5 0,9 69,5 Світлий Топінамбуровий Сироватковий Кислий Кислуватий __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4 6 0,5 69,0 Коричневий Топінамбуровосироватковий Приємний кислувато-солодкий