Спосіб одержання топінамбурового концентрату

1. Спосіб одержання топінамбурового концентрату, що вкпючає миття, паротермічне очищення, подрібнення бульб, екстрагування водою з додаванням лимонної кислоти, охолодження, освітлення, фільтрування та згущення, який відрізняється тим, що екстрагування проводять при рН 5,1-4,9, до екстракту додають молочну сироватку при значенні відношення маси сироваткових і топінамбурових сухих речовин 0,3-0,7, а одержану суміш підкислюють лимонною кислотою до рН 4,5-4,3. 2. Спосіб по п. 1 відрізняється тим, що до екстракту додають концентрати сироватки. (19) (21) 98062836 (22) 02.06.1998 (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, Шейко Наталія Іванівна (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ 30778 До недопіків способу відноситься: по-перше, різкуватий кислий смак, зумовлений лимонною кислотою, що не бажано для продуктів дієтичного та лікувально-профілактичного призначення; по-друге, 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 дпя відгодівлі 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 бульби, екстрагування водою з додаванням лимонної кислоти, охолодження, освітлення, фільтрування та згущення, згідно з винаходом екстрагування проводять при рН 5,1-4,9, до екстракту додають молочну сироватку при значенні відношення маси сироваткових і топінамбурових сухих речовин 0,3-0,7, а одержану суміш підкислюють лимонною кислотою до рН 4,5-4,3. Можливо до екстракту додавати концентрати сироватки. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та технічним результатом буде в отакому. Відомо, що лимонну кислоту в способі-прототипі використовували для створення потрібного цукрово-кислотного індексу інтенсифікації екстрагування та інгібування ферментативного окислення поліфенолів. Але щоб використати ці переваги лимонної кислоти і позбутися вищезгаданих недоліків, необхідно знизити вміст кислоти в сокостружковій суміші та замінити частину її іншими харчовими кислотами з більш м'яким кислим смаком. Екстрагування при рН 5,1-4,9 зберігає перераховані переваги і вільне від згаданих недопіків. Аналіз екстрактів свідчить, що значення рН сокостружкової суміші 5,1-4,9 потребує витрат лимонної кислоти 0,22-0,42%, що значно менше, ніж в прототипі, забезпечує кислотність екстракту в межах 0,11-0,21% та інгібування ферментативних процесів окислення поліфенолів - екстракт має приємний запах і світло-коричневий колір (табл. 1). Низька кислотність топінамбурового жому дає можливість використати його для виробництва пюреподібних продуктів, збагачених харчовими волокнами. Таблиця 1 Витрати лимонної кислоти на екстрагування Показники Витрати лимонної кислоти, % до маси топінамбура Кислотність екстракту, % до маси Кислотність жому, % до маси Колір екстракту Спосібпрототип 5,2 0,85 0,23 0,28 0,33 0,38 0,45 0,45 0,12 0,15 0,17 0,20 0,24 0,33 світлокоричневий 0,08 темнокоричневий 0,10 0,11 0,12 0,14 Проведені досліди показали, що при рН більше 5,1 погіршується колір екстракту, а при рН нижче 4,8 жом стає закисленим і втрачає здібність до розварювання. Але вміст кислоти в екстракті біля 0,17% не створює умов, потрібних для коагуляції білків та ферментативної обробки, тому необхідно підвищити як активну, так і загальну кислотність. 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 з 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 розвинуте і не може забезпечити потреби харчової промисловості. Проблему забезпечення харчової промисловості молочною кислотою можна вирішити, замінивши її молочною сироваткою, яка має кислотність рН сокостружкової суміші 5,1 5,0 4,9 4,8 світло-коричневий 0,1-0,7%. Вміст сухих 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, В1, В2, В6, В12, 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 топінамбурового екстракту підвищує його активну і загальну кислотність, покращує смакові якості (табл. 2), а також збагачує топінамбуровий концентрат біологічно цінними речовинами сироватки. Дані табл. 2 свідчать, що додавання сироватки до екстракту в кількості 50-90% знижує його рН до 4,85-4,55 і підвищує кислотність. Менша кількість сироватки не змінює суттєво рН екстракту і не покращує його смаку. А кількість сироватки більша за 90% погіршує смакові якості суміші. 2 30778 Таблиця 2 Технологічні показники топінамбурово-сироваткової суміші Показники рН суміші СР суміші Запах і смак суміші З0 4,95 8,4 топінамбуровий Кількість сироватки, % до маси екстракту 50 70 90 4,85 4,70 4,60 8,2 8,0 7,8 топінамбурово-сироватковий Відомо, що рН ізоелектричної точки білкових речовин топінамбура і сироватки має значення близько 4,4. Тому для коагуляції білкових речовин суміш топінамбурового екстракту та сироватки підкислюють лимонною кислотою. Досліди показали, що для досягнення рН 4,5-4,3 витрати лимонної кислоти становлять 0,22-0,40% до маси суміші. 110 4,55 7,7 сироватковий Концентрація лимонної кислоти в топінамбуровосироватковій суміші, підкисленій до рН 4,5-,4,3, на 25-30% нижча, ніж в екстракті, одержаному за способом-прототипом (табл. З). Заміна частини лимонної кислоти молочною кислотою сироватки створює приємний м'який кислуватий смак. Таблиця 3 Витрати лимонної кислоти на підкислення топінамбурово-сироваткової суміші та характеристика технологічних показників Показники Витрати лимонної кислоти, % до маси суміші Вміст лимонної кислоти, % Швидкість фільтрації, умовних одиниць 4,6 0,06 0,16 4,5 Суміш після освітлення має хороші фільтраційні показники. При рН більше 4,5 білки коагулюють неповністю, і швидкість фільтрації знижується, а при рН менше 4,3 починається пептизація коагуляту, що підвищує в'язкість суміші і знижує швидкість фільтрації. 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.: Легкая и пищевая 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 си рН суміші після підкислення 4,5 4,4 4,3 0,13 0,22 0.31 0,23 0,32 0,51 5,8 6.8 6,0 4,2 0,43 0,52 4.8 рні і несолоні підсирні сквашені і не сквашені сироватки з вмістом СР ЗО, 40,50 та 60%; білково-вуглеводний концентрат сироватки з вмістом СР 40% - мають запах чистий кисломолочний, смак злегка солонуватий (для підсирних сироваток), кислуватий чи кислий (для зброджених та сквашених сироваток), колір світло-жовтий з зеленуватим відтінком. Вміст лактози складає 5070% СР цих концентратів. Вітамінний склад сироватки при концентруванні зберігається (Переработка и использование молочной сыворотки: технологическая тет радь / А.Г. Храмцов, В.А. Па- впов, П.Г. Нестеренко и др. - М.: Росагропромиздат, 1989. - С. 137-142). Кількість концентрату сироватки, що додається до топінамбурового екстракту, залежить від його концентрації. Кислотність концентратів сироватки може досягати 15,0%, тому при їх використанні кількість лимонної кислоти, що додасться для підкислення суміші топінамбурового екстракту та концентратів сироватки до рН 4,54,3, може бути значно нижча без погіршення технологічних та органолептичних якостей суміші (табл. 4). Таблиця 4 Характеристика суміші топінамбурового екстракту і концентрату сироватки Показники рН суміші СР суміші, % Витрати лимонної кислоти, % до маси Смак суміші Кількість концентрату сироватки % до маси екстракту 3 9 15 21 27 4,80 4,70 4,50 4,40 4,35 9,6 10,7 11,7 12,6 13,5 0,18 0,14 топінамбуровий топінамбурово-сироватковий Сироватковий 3 30778 Дані табл. 4 свідчать, що витрати лимонної кислоти на підкислення топінамбурово-сироват- кової суміші при використанні концентрату сироватки значно менші, ніж при використанні свіжої сироватки. Крім того, вміст СР в суміші не знижується, а навіть збільшується, і смак такої суміші більм насичений. Зважаючи на коливання концентрації СР в сироватці та її концентратах і топінамбуровому екстракті, кількість сироватки та її концентратів, що додають до топінамбурового екстракту, най- зручніше регулювати відношенням мас СР сироватки і топінамбурового екстракту С/Т, а необхідну кількість сироватки розраховують за формулою (1): МС=МЕ×СРЕ:СРС×(С/Т), пектолітичним ферментом протягомі 2-4 годин, фільтрують і концентрують. Приклади здійснення способу Приклад 1. Бульби топінамбура миють, чистять паротермічним способом, подрібнюють 1 кг топінамбура. Проводять екстрагування водою з додаванням лимонної кислоти до рН 5,1-4,9. Визначають вміст СР (%) в топінамбуровому екстракті (8,0) та в сироватці (6,0), розраховують необхідну кількість сироватки для 1 кг екстракту за формулою (1). Для значення С/Т 0,5 MС=1×8: :6×0,5=0,67 кг і додають до екстракту топінамбура. Потім одержану суміш підкислюють лимонною кислотою до рН 4,5-4,1, охолоджують до 40-45°С, обробляють пектолітичним ферментом протягом 2-4 годин, фільтрують і концентрують. Приклад 2. Проводиться аналогічно прикладу 1, але при значенні С/Т 0,3. MС=1×8:6×03= =0,40 кг. Приклад 3. Проводиться аналогічно прикладу 1, але при значенні С/Т 0,7. MС=1×8:6×0,7= =0,93 кг. Приклад 4. Проводиться аналогічно прикладу 1, але при значенні С/T 0,1. MС=1×8:6×0,1= =0,13 кг. Приклад 5. Проводиться аналогічно прикладу 1, але при значенні С/Т 0,9. MС=1×8:6×9= =1,20 кг. Приклад 6. Проводиться аналогічно прикладу 1, але використовується концентрат сироватки з СР 40%. MС=1×8:40×0,5=0,10 кг. Результати прикладів 1 -6 зведені в табл. 5. (1) де: МС - маса сироватки або її концентрату, кг; МЕ - маса екстракту, кг; СРЕ - вміст СР в екстракт топінамбура, %; СРС - вміст СР в сироватці або її концентраті, % С/Т - відношення маси СР сироватки або її концентрату та екстракту топінамбура. Спосіб одержання топінамбурового концентрату здійснюється таким чином. Бульби топінамбура миють, очищують паротермічним способом, подрібнюють, проводять екстрагування водою з додаванням лимонної кислоти до рН 5,1-4,9 при температурі 80-90°С протягом 60 хв. До екстракту додають молочну сироватку при значенні відношення С/Т 0,3-0,7. Можливе використання концентратів сироватки. Одержану суміш підкислюють лимонною кислотою до рН 4,5-4,3. Потім суміш охолоджують до 40-45°С, обробляють Таблиця 5 Якість концентратів в залежності від значення відношення С/Т та виду сироваткового продукту Показники 2 0,3 3 0,7 70,2 68,9 Приклади 4 0,1 5 0,9 6 0,5 70,0 69,5 69,8 Коричневий Темний Світлий Запах Топінамбурово-сироватковий Топінамбуровий Сироватковий Смак Приємний кислувато-солодкий Кислий Кислуватий Коричневий Топінамбуровосироватковий Приємний кислуватосолодкий Значення С/Т Вміст СР, % до маси Колір 1 0,5 69,3 Дані табл. 5 свідчать, що при значенні відношення мас сироваткових та топінамбурових СР 0,3-0,7 концентрати мають хороші органолептичні показники. При зменшенні вмісту сироваткових СР відчувається різкий кислий смак лимонної кислоти, а при збільшенні їх вмісту в концентратіі 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. 4 30778 __________________________________________________________ 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 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5