Спосіб очищення соку цукрового сорго

Реферат: Винахід належить до способу очищення соку цукрового сорго, що включає видалення високомолекулярних сполук і розщеплення крохмалю шляхом додавання вапняного молока, харчової ортофосфорної кислоти та α-амілази, підігрівання, відокремлення осаду, причому додають реагенти в декілька етапів; на першому етапі без попереднього підігрівання соку додають 0,2-0,25 % ортофосфорної кислоти до досягнення рН 3,8-4,0, осад відокремлюють, далі сік підігрівають до температури 40-45°С і додають вапняне молоко у кількості 0,12-0,17 % СаО до рН 5,5-6,0 та ферментний препарат α-амілаза у кількості 1-2 одиниці активності на 1 г сухих речовин крохмалю; на другому етапі сік підігрівають до температури 50-60 °С і додають вапняне молоко у кількості 0,13-0,33 % СаО до рН 9,0-9,2 та 0,1-0,35 % ортофосфорної кислоти до досягнення рН 5,8-6,0. UA 110574 C2 (12) UA 110574 C2 UA 110574 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до харчової промисловості, а саме до цукрової галузі. Відомим способом очищення соку цукрового сорго є спосіб [Авторське свідоцтво № 1733476, Бюл. № 18, від 15.05.92], за яким передбачається попереднє згущення соку до сухих речовин 20-25 % при температурі 60-65 °C, введення ортофосфорної кислоти до досягнення показників рН 4,6-4,8 протягом 10-12 хвилин з рН-паузою в 3-5 хвилин при рН 5,0-5,2, оброблення ферментом α-амілазою до досягнення кількості редукувальних речовин 50-70 % до маси цукрози, підлужування двовуглекислою содою до рН 5,7-6,0 і нагрівання соку до температури 90-92 °C з подальшим його фільтруванням. Недоліком даного способу є термічний розклад моноцукрів та значне підвищення кольоровості в результаті дії високих температур. За технічною суттю найбільш близьким до винаходу є спосіб очищення соку цукрового сорго, що передбачає нагрівання соку до 50 °C, додавання ортофосфорної кислоти до рН=4,8; нагрівання соку до температури 90 °C для клейстеризації крохмалю, охолодження в холодильнику до температури 60-62 °C і додавання солодового екстракту; додавання вапняного молока, підігрівання до 90 °C, обробку кізельгуром і фільтрування. [Востоков А.И. Несвекловичные сахароносы и производство из них сахара. / А.И. Востоков. // М: Пищепромиздат, 1952. - С. 44-45.] Недоліком даного способу є його складність, а також значні енергетичні витрати. В основу винаходу поставлена задача підвищення поживної цінності, економії енергетичних ресурсів, покращення фільтраційної здатності соку цукрового сорго в процесі його очищення шляхом збереження частини цінних для харчування сполук та покращення якісних показників соку цукрового сорго, завдяки зниженню кольоровості і видаленню високомолекулярних сполук. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб очищення соку цукрового сорго передбачає видалення високомолекулярних сполук і розщеплення крохмалю шляхом додавання реагентів вапняного молока, харчової ортофосфорної кислоти та α-амілази, підігрівання, відокремлення осаду. Реагенти додаються в декілька етапів. Без попереднього підігрівання соку на першому етапі додається (0,2-0,25)% до кількості соку ортофосфорної кислоти до досягнення рН (3,84,0), осад відокремлюється, далі сік підігрівається до температури (40-45)°С і додається вапняне молоко у кількості (0,12-0,17)% СаО до реакції середовища (5,5-6,0) та ферментний препарат α-амілаза у кількості (1-2) одиниці активності на 1 г сухих речовин крохмалю; на другому етапі сік підігрівається до температури (50-60)°С і додається вапняне молоко у кількості (0,13-0,33)% СаО до рН (9,0-9,2) та (0,1-0,35)% ортофосфорної кислоти до кількості соку до досягнення рН (5,8-6,0). Сік цукрового сорго - полікомпонентна система. Він містить цукрозу, глюкозу, фруктозу, крохмаль та ряд нецукрів, які представлені розчинними білковими, пектиновими речовинами та продуктами їх розкладу, амінокислотами, солями органічних і неорганічних кислот. Більшість із наявних нецукрів є цінними біологічно-активними сполуками. Такими сполуками є органічні солі кальцію, амінокислоти, в тому числі незамінні - треонін, валін, метіонін, ізолейцин, лейцин, фенілаланін і лізин, а також макро- та мікроелементи, моноцукри і крохмаль. Для збереження цінних компонентів соку цукрового сорго, без погіршення при цьому технологічних показників, і ефективному проведенню технологічних операцій, потрібно максимально видалити високомолекулярні сполуки та розщепити крохмаль. Це підвищить якість соку і отриманого з нього харчового сиропу, а також покращить фільтраційні властивості соку цукрового сорго в процесі його очищення. Спосіб очищення соку цукрового сорго передбачає видалення високомолекулярних сполук шляхом використання на першому етапі харчової ортофосфорної кислоти у кількості (0,20,25)%. Сік цукрового сорго перед введенням ортофосфорної кислоти не підігрівається. Введення ортофосфорної кислоти на першому етапі процесу очищення соку, до досягнення нижньої ізоелектричної точки коагуляції білкових речовин при рН (3,8-4,0), сприяє втраті останніми заряду, укрупненню молекул і подальшому їх осадженню. Осад відокремлюється. Введення вапняного молока проводять за температури соку (40-45)°С у кількості (0,120,17)% СаО до досягнення показника рН (5,5-6,0) для оптимізації дії ферментного препарату αамілази. Для розщеплення крохмалю використовується ферментний препарат α-амілаза у кількості (1-2) одиниці активності на 1 г сухих речовин крохмалю, який є кальцієзалежним ферментом. Він є дуже чутливим до реакції середовища, тому інактивується, коли показник рН виходить за межі оптимуму рН = (5,5-6,0). Така властивість ферменту дозволяє не проводити термічну інактивацію ферменту, яка негативно впливає на якісні показники соку цукрового сорго. В результаті застосування α-амілази відбувається розщеплення крохмалю до олігосахаридів, які мають властивості харчових волокон. 1 UA 110574 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Другий етап видалення високомолекулярних сполук - введення вапняного молока проводять за температури соку (50-60)°С у кількості (0,13-0,33)% СаО до досягнення рН середовища (9,0-9,2) - верхньої ізоелектричної точки коагуляції, що призводить до подальшого видалення білкових речовин, і не спричиняє лужного розкладу моноцукрів, в результаті якого може підвищуватися забарвленість. Введення ортофосфорної кислоти необхідно для нейтралізації вапна, яке було додане з вапняним молоком, і яке не прореагувало. Додають ортофосфорну кислоту у кількості (0,10,35)% до реакції середовища на рівні рН (5,8-6,0), оскільки в подальшому під час згущення соку до сиропу величина рН буде дещо знижуватися. Утворений осад відокремлюється. Спосіб очищення соку цукрового сорго полягає в наступному. В сік цукрового сорго, отриманий пресовим методом і попередньо профільтрований для відділення мезги, без попереднього підігрівання, на першому етапі додають ортофосфорну кислоту у кількості (0,20,25)% до досягнення реакції середовища рН (3,8-4,0), витримують (8-10) хвилин і відокремлюють осад. Далі фільтрат соку підігрівають до (40-45)°С і додають вапняне молоко у кількості (0,12-0,17)% СаО до досягнення рН (5,5-6,0) та ферментний препарат α-амілазу у кількості (1-2) одиниці активності на 1 г сухих речовин крохмалю і витримують при постійному перемішуванні протягом (5-10) хвилин, підтримуючи температуру (40-45)°°С. На другому етапі сік підігрівають до температури (50-60)°°С і додають вапняне молоко у кількості (0,13-0,33)% СаО до показника рН (9,0-9,2), витримують (10-15) хвилин. Потім додають ортофосфорну кислоту у кількості (0,1-0,35)% діючої речовини до рН (5,8-6,0), витримують (3-5) хвилин з подальшим відокремленням осаду. Приклади здійснення способу. Приклад 1. Пробу соку цукрового сорго, сухі речовини 18,2 %, рН=5,14, об'ємом 200 мл відбирали після пресування, фільтрували і на першому етапі, без підігрівання, додавали ортофосфорну кислоту у кількості (0,13-0,2)%, витримували (8-10) хвилин і фільтрували для відділення cкоагульованих частинок високомолекулярних сполук. Фільтрат підігрівали до температури (40-45)°°С, додавали вапняне молоко у кількості (0,08-0,15)% СаО та ферментний препарат α-амілазу у кількості (1-2) одиниці активності на 1 г сухих речовин крохмалю і витримували протягом (5-10) хвилин за температури (40-45)°°С при рН (5,5-6,0). На другому етапі додавали (0,14-0,23)% СаО у вигляді вапняного молока, підтримуючи температуру (4550)°°С та витримували (10-15) хвилин. Для нейтралізації вапняного молока і утворення осаду додавали ортофосфорну кислоту у кількості (0,05-0,17)%, витримували (3-5) хвилин. Утворений осад відокремлювали фільтруванням. Приклад 2. Пробу соку цукрового сорго, сухі речовини 18,2 %, рН=5,14, об'ємом 200 мл відбирали після пресування, фільтрували і на першому етапі, без підігрівання, додавали ортофосфорну кислоту у кількості (0,13-0,2)%, витримували (8-10) хвилин і фільтрували для відділення cкоагульованих частинок високомолекулярних сполук. Фільтрат підігрівали до температури (40-45)°°С, додавали вапняне молоко у кількості (0,08-0,15)% СаО та ферментний препарат α-амілазу у кількості (1-2) одиниці активності на 1 г сухих речовин крохмалю і витримували протягом (5-10) хвилин за температури (40-45)°°С при рН (5,5-6,0). На другому етапі сік підігрівали до (50-60)°°С і додавали (0,14-0,23)% СаО у вигляді вапняного молока та витримували (10-15) хвилин. Для нейтралізації вапняного молока і утворення осаду додавали ортофосфорну кислоту у кількості (0,05-0,17)%, витримували (3-5) хвилин. Утворений осад відокремлювали фільтруванням. Приклад 3 виконувався аналогічно прикладу 1, за відмінності температури обробки вапняним молоком на другому етапі його введення - (60-70)°°С. Приклад 4 виконувався аналогічно прикладу 2, тільки без додавання вапняного молока і ортофосфорної кислоти. Приклад 5 виконувався аналогічно прикладу 2, тільки витрати вапняного молока становили (0,09-0,13) % СаО на першому етапі та (0,07-0,21) % СаО на другому етапі, а ортофосфорної кислоти - (0,05-0,1) % та (0,05-0,3) % до кількості соку на першому та другому етапах відповідно. Приклад 6. Пробу соку цукрового сорго, сухі речовини 18,2 %, рН=5,14, об'ємом 200 мл відбирали після пресування, фільтрували і на першому етапі без підігрівання додавали ортофосфорну кислоту у кількості (0,2-0,25)% до досягнення реакції середовища рН (3,8-4,0), витримували (8-10) хвилин і фільтрували. Фільтрат підігрівали до (40-45)°°С і додавали вапняне молоко у кількості (0,12-0,17)% СаО до досягнення рН (5,5-6,0) та ферментний препарат αамілазу у кількості (1-2) одиниці активності на 1 г сухих речовин крохмалю і витримували при постійному перемішуванні протягом (5-10) хвилин, підтримуючи температуру (40-45)°°С. На другому етапі сік підігрівали до температури (50-60)°°С і додавали вапняне молоко у кількості (0,13-0,33)% СаО до показника рН (9,0-9,2), витримували (10-15) хвилин. Потім додавали 2 UA 110574 C2 5 10 15 20 ортофосфорну кислоту у кількості (0,1-0,35)% діючої речовини до рН (5,8-6,0), витримували (35) хвилин з подальшим відокремленням осаду фільтрацією. Приклад 7 виконувався аналогічно прикладу 6, тільки витрати вапняного молока становили (0,2-0,27)% СаО та (0,18-0,35)% СаО на першому та другому етапах відповідно, а ортофосфорної кислоти - (0,22-0,3)% та (0,25-0,43) % до кількості соку на першому та другому етапах відповідно. Результати проведених досліджень, виконані у прикладах 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, наведені у таблиці 1. Із представлених в таблиці 1 - Зміна кольоровості соку цукрового сорго, обробленого вапняним молоком та ортофосфорною кислотою, залежно від температури та різних витрат реагентів - даних видно, з прикладу 6, що оптимальними параметрами оброблення соку є температура (50-60)°°С та витрати реагентів - вапняного молока (0,12-0,17)% СаО та (0,130,33)% СаО на першому та другому етапах відповідно, а ортофосфорної кислоти - (0,2-0,25)% та (0,1-0,35) % до кількості соку на першому та другому етапах відповідно, за яких значення кольоровості знижується більше ніж на 50 %. Технічний результат від реалізації способу полягає у підвищенні поживної цінності, економії енергетичних ресурсів, покращенні фільтраційної здатності соку цукрового сорго в процесі його очищення шляхом збереження частини цінних для харчування сполук та у покращенні якісних показників соку цукрового сорго, завдяки зниженню кольоровості і видаленню високомолекулярних сполук. Враховуючи підвищення поживної цінності, покращення фільтраційної здатності, покращення якісних показників соку цукрового сорго, економію енергетичних ресурсів та значну економічну ефективність запропонованого способу, можна рекомендувати даний спосіб очищення соку цукрового сорго до широкого використання у цукровій промисловості. 25 Таблиця 1 Зміна кольоровості соку цукрового сорго, обробленого вапняним молоком та ортофосфорною кислотою, залежно від температури та різних витрат реагентів Приклад 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Температура вапнування, °C Етап І II 40…45 45…50 40…45 50…60 40…45 60…70 40…45 50…60 40…45 50…60 40…45 50…60 40…45 50…60 Витрати ортофосфорної Витрати вапняного Кольоровість кислоти, % до кількості молока, % СаО очищеного соку соку, од. ICUMSA І II І II 0,08…0,15 0,14…0,23 0,13…0,2 0,05…0,17 286,51 0,08…0,15 0,14…0,23 0,13…0,2 0,05…0,17 230,27 0,08…0,15 0,14…0,23 0,13…0,2 0,05…0,17 372,39 0 0 0 0 495,83 0,09…0,13 0,07…0,21 0,05…0,1 0,05…0,3 252,17 0,12…0,17 0,13…0,33 0,2…0,25 0,1…0,35 217,34 0,2…0,27 0,18…0,35 0,22…0,3 0,25…0,43 212,78 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 Спосіб очищення соку цукрового сорго, що включає видалення високомолекулярних сполук і розщеплення крохмалю шляхом додавання реагентів - вапняного молока, харчової ортофосфорної кислоти та α-амілази, підігрівання, відокремлення осаду, який відрізняється тим, що додають реагенти в декілька етапів; на першому етапі без попереднього підігрівання соку додають 0,2-0,25 % до кількості соку ортофосфорної кислоти до досягнення рН 3,8-4,0, осад відокремлюють, далі сік підігрівають до температури 40-45°С і додають вапняне молоко у кількості 0,12-0,17 % СаО до рН 5,5-6,0 та ферментний препарат α-амілаза у кількості 1-2 одиниці активності на 1 г сухих речовин крохмалю; на другому етапі сік підігрівають до температури 50-60 °С і додають вапняне молоко у кількості 0,13-0,33 % СаО до рН 9,0-9,2 та 0,1-0,35 % ортофосфорної кислоти до кількості соку до досягнення рН 5,8-6,0. 3 UA 110574 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4