Спосіб отримання желейного пюре з пектиновмісних фруктів і овочів

1 Спосіб отримання желейного пюре з пектиновмісних фруктів і овочів, що включає подрібнення первинної сировини, обшпарювання або бланшування подрібненої маси та її наступне протирання з отриманням пюре, а також стерилізацію, який відрізняється тим, що отримане після протирання подрібненої маси пюре перемішують у кавітаційному дезінтеграторі з одночасними дезінтегруванням структури клітковини та стерилізацією пюре 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що отримане після протирання подрібненої сировини пюре вводять у кавітаційний дезінтегратор під тиском 0,10-0,35 МПа 3 Спосіб за п 2, який відрізняється тим, що отримане після протирання подрібненої сировини пюре вводять у кавітаційний дезінтегратор під тиском 0,30-0,35 МПа 4 Спосіб за будь-яким із пп 1 -3, який відрізняється тим, що отримане після протирання подрібненої сировини пюре обробляють у кавітаційному дезінтеграторі з частотою кавітації 1100-1300 Гц 5 Спосіб за п 4, який відрізняється тим, що отримане після протирання подрібненої сировини пюре обробляють у кавітаційному дезінтеграторі протягом 70-80 секунд із досягненням температури 75-85 °С, 6 Спосіб за п 5, який відрізняється тим, що отримане після протирання подрібненої сировини пюре обробляють у кавітаційному дезінтеграторі протягом 110-130 секунд із досягненням температури 100-108 °С 7 Спосіб за будь-яким із пп 1 -3, який відрізняється тим, що отримане після протирання подрібненої сировини пюре обробляють у кавітаційному дезінтеграторі з частотою кавітації 900-1100 кГц 8 Спосіб за п 7, який відрізняється тим, що отримане після протирання подрібненої сировини пюре обробляють у кавітаційному дезінтеграторі протягом 18-22 секунд із досягненням температури 60-70 °С 9 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що отримане після протирання подрібненої сировини пюре обробляють у кавітаційному дезінтеграторі протягом 12-17 секунд із досягненням температури 52-56 °С 10 Спосіб за будь-яким із пп 1 -3, який відрізняється тим, що використовують сировину з желейністю 100-130 г, причому отримане після протирання подрібненої сировини пюре вводять у кавітаційний дезінтегратор під тиском 0,30-0,35 МПа, обробляють у кавітаційному дезінтеграторі з частотою кавітації 900-1100 кГц протягом 8-12 секунд із досягненням температури 40-50 °С 11 Спосіб за будь-яким із пп 1 -3, який відрізняється тим, що отримане після протирання подрібненої сировини пюре обробляють у кавітаційному дезінтеграторі з частотою кавітації 2800-3200 кГц протягом 8-12 секунд із досягненням температури 55-65 °С Винахід стосується способів отримання желейного пюре з пектиновмісних фруктів і овочів, з якого надалі виготовляють такі продукти, як ВИСОКОЯКІСНІ желе, джеми, повидла, під варки, мармелад, зефір, а також нерозшаровні при зберіганні фруктові та овочеві соки з м'якоттю, і може бути використаний в харчовій промисловості Як відомо, желейність пюре залежить від вмісту пектину у первинній сировині, тобто у фруктах та овочах Желейність - це здатність пектину утворювати желе та пат у присутності ю 47295 цукру та харчових кислот Вона вимірюється у грамах по Валенту Пектини як натуральні речовини входять у склад усіх рослин Вміст пектину є максимальним у серединному шару, який зв'язує асоціації клітин у фруктах та овочах Як структурні компоненти пектини виконують функції зв'язувальних і зміцнювальних елементів, а також регулюють водний обмін у фруктах і овочах на основі своєї здатності до набухання, та внаслідок своєї колоїдної природи Якщо сировина має малий вміст пектину, то для отримання якісного желе, джему, повидла і т д необхідно додавати чистий пектин, який отримують з використанням складних і дорогих технологій Найближчим до об'єкту винаходу за сукупністю ознак та досягненим результатом є вибраний за прототип спосіб отримання желейного пюре з пектиновмісних фруктів і овочів, який включає подрібнення сировини на дробарках типу А9-КИС, РЗ-ВДР-20 та ш , шпарку або бланшування подрібненої маси при температурі 98±2°Ста протирання и на протиральних машинах типу Т1-КП2У, Т1-УП2Д, РЗ-КИЕ, та ш до отримання пюре з дисперсністю 0,4-0 8мм , а також стерилізацію отриманого пюре в стерилізаторах безперервної дм при температурі 120-125°С протягом 90-100 сек [1] При подрібненні сировини та протиранні подрібненої маси отримують пюре, яке містить сік, в якому розчинений пектин, і м'якоть, що складається з клітковини зі зв'язаним у неї пектином, який не сприяє желейності Вказаний спосіб не забезпечує дезштегрування структури клітковини, тому зв'язаний у КЛІТКОВИНІ пектин не вивільнюється з неї й тим самим не збільшує желейність пюре, тобто, желейність пюре залишається тою ж самою, що й в сировині Оскільки Ж якісне пюре повинно мати желейність не нижче 150г по Валенту, то у способі-прототипі для одержання якісного желе необхідно або використовувати сировину з достатнім показником желейності, наприклад, яблука сорту "Антонівка" з желейністю 180-ЗООг по Валенту, що обмежує асортимент використовуваних видів сировини, або додавати до пюре чистий пектин, який отримують з використанням складної та дорогої технологи, що ускладнює технологію отримання з пюре кінцевих продуктів, та значно підвищує їх собівартість Поряд з тим, треба здійснювати окрему операцію стерилізації пюре шляхом температурної обробки, що додатково ускладнює технологію, та, крім того, руйнує корисні компоненти сировини, зокрема вітаміни Ще одним суттєвим недоліком способу-прототипу є грубодисперсність пюре та нерівномірність розподілення дисперсної фази в дисперсійному середовищу, що обумовлює поступове розшарування пюре В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу отримання желейного пюре з пектиновмісних фруктів і овочів шляхом додаткової обробки пюре з використанням ефекту кавітації, який дезштегрує структуру клітковини й тим самим вивільнює з неї пектин, а також стерилізує пюре, що дозволяє одержати дрібнодисперсне пюре з рівномірним розподіленням у ньому дисперсної фази, підвищити желейність пюре, розширити асортимент використовуваних видів сировини, спростити технологію виготовлення желейного пюре й виключити необхідність додавання чистого пектину та як наслідок, підвищити якість отримуваних з пюре продуктів та знизити їх собівартість Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання желейного пюре з пектиновмісних фруктів і овочів, що включає подрібнення первинної сировини» шпарку або бланшування подрібненої маси та и наступне протирання з отриманням пюре, а також стерилізацію, згідно з винаходом, отримане після протирання подрібненої маси пюре перемішують в кавітаційному дезінтеграторі з одночасними дезштегруванням структури клітковини та стерилізацією пюре Локальні періодичні значні підвищування та знижування тиску та температури в усьому об'ємі оброблюваного в кавітаційному дезінтеграторі пюре, призводять до дезштегрування структури клітковини, й тим самим до вивільнення зв'язаного у КЛІТКОВИНІ пектину, який стає спроможним підвищувати желейність пюре Одночасно з тим вказані періодичні зміни тиску та температури знищують мікроорганізми в оброблюваному пюре, тобто стерилізують його, причому обробка пюре в кавітаційному дезінтеграторі може здійснюватись з великими тисками, але без значного підвищення температури, що забезпечує знищення мікроорганізмів при збереженні корисних речовин, зокрема вітамінів, тобто забезпечується холодна стерилізація пюре Вказані зміни тиску забезпечують одержання дрібнодисперсного пюре з рівномірним розподіленням у ньому дисперсної фази, що підвищує якість пюре та сталість його структури Збільшення вмісту в пюре пектину, спроможного підвищити желейність пюре, дозволяє використовувати фрукти та овочі з первинною желейністю нижче 150г, навіть до 100г, наприклад, дешеві яблука - дички, що розширює асортимент використовуваних видів сировини та виключає необхідність додання до пюре чистого пектину при подальшому його використанні, при виготовленні з нього кінцевих продуктів Усе це дозволяє виготовляти з желейного пюре ЯКІСНІ кінцеві продукти за спрощеною технологією та зі зниженою собівартістю Доцільно ВВОДИТИ отримане після протирання подрібненої маси пюре у кавітаційний дезінтегратор під тиском 0,10-0,35 МПа, що забезпечує значне підвищення желейності пюре При цьому найдоцільніше для отримання желейного пюре з максимальним показником желейності пюре, вводити отримане після протирання пюре у кавітаційний дезінтегратор під тиском 0,30-0,35 МПа Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг 1 - зображено схему кавітаційного дезінтегратора, вид збоку в розрізі, на фіг 2 - теж, розріз А-А, на фіг 3 - діаграму залежності желейності пюре від желейності сировини та тиску подачі пюре до кавітаційного дезінтегратора, на фіг 4 - діаграму залежності температури та часу на 47295 отримання максимальної желейності, тиск 0,10 МПа, первинна желейність 130г, кінцева желейність 220г Кавітаційний дезінтегратор (фиг 1, 2) містить корпус 1 з кришкою 2, впускним 3 та випускним 4 патрубками, встановлений в підшипникових опорах 5 і 6, у кришці 2, та корпусі 1, вал 7, оснащений приводом обертання (не показаний), переміжні СПІВВІСНІ статорні 8-12 і роторні 13-16, диски з проміжками 17 між ними, причому статорні диски 8-12 закріплені в корпусі 1, а роторні диски 13-16 - на валу 7, центральну порожнину, утворену наскрізними осьовими отворами 18 у статорних дисках 8-12 і наскрізними осьовими отворами 19 у роторних дисках 13-16, а також периферійну порожнину, утворену вирізами 20 на периферіях статорних дисків 13-16 і зазорами 21, між внутрішніми поверхнями корпусу 1 та обводовими поверхнями роторних дисків 13-16 При цьому верхній статорний диск 8 виконаний без вирізу Кожна пара суміжних статорних і роторних дисків виконана з виїмками 22 та 23 ВІДПОВІДНО, однаковими за формою, розташуванням їх на статорних і роторних дисках, а також за розмірами, причому КІЛЬКІСТЬ виїмок на статорних дисках 8-12 і роторних дисках 13-16 різна, наприклад, на статорних дисках виконані чотири виїмки, а на роторних -дві між дисками, тобто виникає ефект кавітації Цей ефект викликає дезінтегрування структури клітковини та виділення з неї раніше зв'язаного в ній пектину При наявності малої КІЛЬКОСТІ виїмок 22 та 23 порівняно великого об'єму кожної з них переміжні розрідження та підвищення тиску у проміжках 17 між дисками відбуваються з порівняно малою частотою та значною амплітудою При збільшенні КІЛЬКОСТІ виїмок 22 та 23 й тим самим зменшенні їх об'єму збільшується частота коливань тиску та зменшується їх амплітуда При КІЛЬКОСТІ вказаних виїмок у декілька десятків або сотень і при достатній швидкості обертання роторних дисків 13-16, виникають ультразвукові коливання значної частоти, що обумовлює принципово ІНШІ ефекти, завдяки яким відбуваються як максимальне дезінтегрування структури клітковини, так і знищення усіх шкідливих мікроорганізмів, причому при температурах, які не пошкоджують корисні компоненти сировини, зокрема вітаміни, тобто найбільш простими засобами забезпечується як максимальне дезінтегрування структури клітковини й тим самим вивільнення пектину, так і холодна стерилізація пюре Таким чином, дезінтегрування структури клітковини забезпечується за рахунок вищеописаних кавітаційних процесів Спосіб отримання желейного пюре з пектиновмісних фруктів і овочів включає подрібнення сировини на дробарках типу А9-КИС, РЗ-ВДР-20 та ш , шпарку або бланшування подрібненої маси та протирання її в протиральних машинах до отримання пюре дисперсністю 0,40,8мм, та дезштегрування клітковинної тканини з одночасною стерилізацією в кавітаційному дезінтеграторі Отримане після протирання подрібненої маси пюре, яке містить сік з м'якоттю вводять під тиском від 0,05-0,35 МПа в порожнину кавітаційного дезінтегратора через впускний патрубок 3 Це пюре надходить до центральної порожнини, утвореної отворами 18 у статорних дисках 8-12 та отворами 19 у роторних дисках 13-16, і паралельними потоками поступає у всі проміжки 17 між статорними 8-12 і роторними 13-16 дисками, де обертання роторних дисків 13-16 переміщує це пюре у напрямку до периферій дисків, додатково подрібнюючи та перемішуючи його Подрібнене та перемішане пюре виходить паралельними потоками у периферійну порожнину, утворену вирізами 14 у статорних дисках 8-12, та зазорами між внутрішньою поверхнею корпусу 1 і роторними дисками 13-16 Неможливість потраплення пюре із впускного патрубка 3 до випускного 4, обминаючи проміжки 17 між статорними та роторними дисками, виключає потраплення неподрібненого пюре до випускного патрубка 4, що забезпечує однорідність отриманого дисперсного середовища При обертанні роторних дисків 13-16 періодично збігаються виїмки 23 на роторних дисках 13-16 з виїмками 22 на статорних дисках 812, завдяки чому виникають миттєві розрідження, які при подальшому обертанні роторних дисків 1316 змінюються на підвищення тиску у проміжках 17 Желейність обробленого в кавітаційному дезінтеграторі пюре залежить від тиску, під яким протерте пюре вводять до кавітаційного дезінтегратора, часу обробки його у дезінтеграторі та обумовленою обробкою температурою пюре Час обробки визначається числом обертів роторних дисків, а температура діаметром дисків, величиною проміжків між ними та частотою кавітації, яка, у свою чергу визначається КІЛЬКІСТЮ виїмок на дисках і числом обертів роторних дисків Приклади здійснення способу отримання желейного пюре з пектиновмісних фруктів і овочів В усіх нижче наданих прикладах первинну сировину обробляли за технологією, як і в прототипі, тобто шляхом подрібнення сировини, шпарки або бланшування подрібненої маси та протирання її до отримання пюре, а після цього пропускали через кавітаційний дезінтегратор При цьому в різних прикладах використовували три види сировини з різними показниками первинної желейності 100г, 130г, 150г Попередньо оброблене вищевказаним чином низькожелейне пюре вводили в кавітаційний дезінтегратор при величинах тиску від 0,05 до 0,35 Мпа, та обробляли з частотою кавітації 1200Гц, та ЮОкГц, 300МГц Желейність вимірювали з використанням приладу Валента Цей прилад містить грибовидну насадку діаметром 16мм та висотою 12мм, та стакан для води з'єднані між собою штоком Прилад встановлюють грибовидною основою на желе а в стакан краплями подають воду до розриву поверхні желе Вага води в грамах є показником желейності по Валенту Залежність желейності обробленого в дезінтеграторі пюре визначали після 2 хвилин Його обробки в дезінтеграторі та отриманою при обробці температурою 50°С 47295 Приклад 1 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 100г, наприклад, ранні сорти яблук, вводили до кавітаційного дезінтегратора під тиском 0,10 МПа Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 130г Приклад 2 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 130г, наприклад, яблука середніх сроків дозрівання, вводили до кавітаційного дезінтегратора підтиском 0,10 МПа, Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 170г Приклад З Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 150г, наприклад, яблука сорту "Антонівка" вводили до кавітаційного дезінтегратора під тиском 0,10 МПа Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 225г, Приклад 4 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 100г, вводили до кавітаційного дезінтегратора під тиском 0,35 МПа Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 160г Приклад 5 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 130г, вводили до кавітаційного дезінтегратора під тиском 0,35 МПа, Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 270г Приклад 6 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 150г, вводили до кавітаційного дезінтегратора під тиском 0,35 МПа Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 300г Решта прикладів надана на діаграмі, показаній на фіг 4, де по ВІСІ абсцис надані значення тиску, під яким низькожелейне пюре вводили до кавітаційного дезінтегратора, а по ВІСІ ординат значення желейності обробленого в дезінтеграторі пюре, 3 цієї діаграми видно, що порівняно із сировиною желейність обробленого у кавітаційному дезінтеграторі пюре підвищується від 40 до 100% Приклад 7 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 130г вводили до кавітаційного дезінтегратора під тиском 0,10 МПа та оброблювали в ньому с частотою кавітації 1200Гц Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 160г Приклад 8 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 130г, вводили до кавітаційного дезінтегратора і обробляли с частотою кавітації 1200Гц протягом 75 сек, до досягнення температури на виході 80°С Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 180г Приклад 9 Пюре, отримане після попередньої описаної 8 раніше обробки сировини з первинною желейністю 130г, вводили до кавітаційного дезінтегратора і обробляли с частотою кавітації 1200Гц протягом 120 сек до досягнення температури на виході 105°С Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 220г Приклад 10 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 130г вводили до кавітаційного дезінтегратора та оброблювали в ньому с частотою кавітації ЮООкГц під тиском 0,30 МПа Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 250г Приклад 11 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 100г вводили до кавітаційного дезінтегратора с частотою кавітації ЮООкГц і обробляли протягом 20 сек до досягнення температури на виході 65°С Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 180г Приклад 12 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини а первинною жєлейністю 100г вводили до кавітаційного дезінтегратора с частотою кавітації ЮООкГц і обробляли протягом 15 сек до досягнення температури на виході 55°С Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 160г Приклад 13 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 130г, вводили до кавітаційного дезінтегратора с частотою кавітації ЮООкГц і обробляли протягом 15 сек під тиском 0,30-0,35 МПа до досягнення температури на виході 50°С Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 210г Приклад 14 Пюре, отримане після попередньої описаної раніше обробки сировини з первинною желейністю 130г вводили до кавітаційного дезінтегратора с частотою кавітації ЗОООкГц і обробляли протягом 10 сек ПІД тиском 0,30-0,35 МПа до досягнення температури на виході 60°С Після обробки у цьому дезінтеграторі отримали пюре з желейністю 250г На основі результатів прикладів 7-14 построена діаграма, показана на фіг 4 Діаграма показує залежність температури та часу на отримання максимальної желейності при тиску 0,10 МПа, первинній желейності 130г, досягнутій максимальній кінцевій желейності 220г 3 діаграми видно, що для досягнення максимальним желейності пюре існує зворотно пропорційна залежність між температурою пюре та часом його обробки в кавітаційному дезінтеграторі Слід зазначити, що окрім описаного дезінтегратора для здійснення запропонованого способу, можуть бути використані ІНШІ пристрої для дезштегрування клітковини, наприклад, гідродинамічні, які працюють на принципі створення двох спрямованих назустріч один одному турбулентних потоків з різними величинами розрідженню (див патент РФ 9 №2075948), гідроакустичні дезінтегратори (див, патент РФ №2058085) і т і Проте всі ці пристрої не забезпечують достатнього ступеня 47295 1 0 дезінтегрування структури клітковини, та крім того, їх використання обумовлює складність регулювання температури оброблюваного пюре ФІГ. 1 Фіг. 2 ООймПа 010«Па 015мПа 020мПа • 100 г ВІЗО г Ш150Г Пєрвв ннв жеяейність Фіг. З 025мПа ОЗОмПа 0,35мПа ТИ!*, МП« 11 47295 Фіг. 4 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 12