Спосіб виробництва соку зі зниженою калорійністю

Номер патенту: 97114

Опубліковано: 10.01.2012

Автори: Субраманьям Гайріш, Рівера Теодоро, Шілдс Ніколас, Пеша Дайана

Є ще 1 сторінка.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб переробки соку, який включає:

постачання соку;

обробку соку шляхом селективного видалення більшої кількості сахарози у порівнянні з первинними цукрами з одержанням потоку просвітленого низькокалорійного соку, при цьому вміст сахарози в просвітленому низькокалорійному соку становить менше ніж приблизно 30 мас.%, та виробляння кінцевого продукту з просвітленого низькокалорійного соку.

2. Спосіб за п. 1, у якому соком є фруктовий сік, овочевий сік або будь-яка комбінація фруктового соку та овочевого соку.

3. Спосіб за п. 2, у якому соком є апельсиновий сік, виготовлений не з концентратів.

4. Спосіб за п. 2, у якому соком є апельсиновий сік, виготовлений з концентратів.

5. Спосіб за п. 1, у якому соком є сік одинарної міцності з показником від приблизно 7° до приблизно 22° Брикса.

6. Спосіб за п. 5, у якому просвітлений низькокалорійний сік має менший показник по шкалі Брикса ніж приблизно 22° Брикса.

7. Спосіб за п. 6, у якому показник по шкалі Брикса просвітленого низькокалорійного соку становить менше ніж приблизно 30 % показника по шкалі Брикса соку одинарної міцності.

8. Спосіб за п. 6, у якому показник по шкалі Брикса просвітленого низькокалорійного соку є на приблизно від 10 до 20 % меншим, ніж показник по шкалі Брикса соку одинарної міцності.

9. Спосіб за п. 6, у якому просвітлений низькокалорійний сік має показник від приблизно 5° до 8° Брикса.

10. Спосіб за п. 1, у якому первинні цукри включають фруктозу.

11. Спосіб за п. 10, у якому просвітлений низькокалорійний сік має співвідношення сахарози до фруктози від приблизно 1:40 до приблизно 4:1.

12. Спосіб за п. 11, у якому просвітлений низькокалорійний сік має співвідношення сахарози до фруктози від приблизно 1:20 до приблизно 2:1.

13. Спосіб за п. 1, у якому стадія обробки соку включає:

грубе фільтрування соку для одержання потоку первинного ретентату та потоку первинного пермеату, причому потік первинного ретентату включає осадні тверді речовини соку, а потік первинного пермеату включає просвітлений сік; і

тонке фільтрування потоку первинного пермеату для селективного видалення більшої кількості сахарози у порівнянні з первинними цукрами, причому тонке фільтрування дає потік вторинного ретентату та потік вторинного пермеату, потік вторинного ретентату включає розчин з високим показником по шкалі Брикса, а потік вторинного пермеату включає просвітлений низькокалорійний сік.

14. Спосіб за п. 13, у якому просвітлений низькокалорійний сік має співвідношення сахарози до фруктози від приблизно 1:40 до приблизно 4:1.

15. Спосіб за п. 14, у якому просвітлений низькокалорійний сік має співвідношення сахарози до фруктози від приблизно 1:20 до приблизно 2:1.

16. Спосіб за п. 13, у якому стадія грубого фільтрування включає мікрофільтрування.

17. Спосіб за п. 16, у якому мікрофільтрування включає пропускання соку через мікрофільтрувальну мембрану, яка має межу молекулярного відсікання від приблизно 100000 до приблизно 5000000.

18. Спосіб за п. 16, у якому стадія тонкого фільтрування включає нанофільтрування.

19. Спосіб за п. 18, у якому нанофільтрування включає пропускання потоку первинного пермеату через нанофільтрувальну мембрану, яка має межу молекулярного відсікання приблизно 200.

20. Спосіб за п. 13, у якому стадія тонкого фільтрування включає нанофільтрування.

21. Спосіб за п. 20, у якому нанофільтрування включає пропускання потоку первинного пермеату через нанофільтрувальну мембрану, яка має межу молекулярного відсікання приблизно 200.

22. Система для переробки соку, яка включає:

блок для проведення стадії мікрофільтрації для фільтрування соку з одержанням потоку первинного ретентату та потоку первинного пермеату, при цьому потік первинного ретентату включає осадні тверді речовини соку, а потік первинного пермеату включає просвітлений сік; і

блок для проведення стадії нанофільтрації для селективного видалення з просвітленого соку більшої кількості сахарози у порівнянні з первинними цукрами, з одержанням потоку вторинного ретентату та потоку вторинного пермеату, при цьому потік вторинного ретентату включає розчин з високим показником по шкалі Брикса, а потік вторинного пермеату включає просвітлений низькокалорійний сік, при цьому вміст сахарози в просвітленому низькокалорійному соку становить менше ніж приблизно 30 мас.%.

23. Система для переробки соку за п. 22, у якій просвітлений низькокалорійний сік має співвідношення сахарози до фруктози від приблизно 1:40 до приблизно 4:1.

24. Система для переробки соку за п. 23, у якій просвітлений низькокалорійний сік має співвідношення сахарози до фруктози від приблизно 1:20 до приблизно 2:1.

25. Система для переробки соку за п. 22, у якій стадія мікрофільтрації включає застосування мікрофільтрувальної мембрани, яка має межу молекулярного відсікання від приблизно 100000 до приблизно 5000000.

26. Система для переробки соку за п. 22, у якій стадія нанофільтрації включає застосування нанофільтрувальної мембрани, яка має межу молекулярного відсікання приблизно 200.

27. Система для переробки соку за п. 22, у якій стадія нанофільтрації включає першу субстадію нанофільтрації та другу субстадію нанофільтрації, при цьому на першій субстадії нанофільтрації обробляють потік первинного пермеату для одержання першого потоку ретентату нанофільтрації та першого потоку пермеату нанофільтрації, а на другій субстадії нанофільтрації обробляють перший потік ретентату нанофільтрації для одержання другого потоку ретентату нанофільтрації та другого потоку пермеату нанофільтрації.

28. Система для переробки соку за п. 27, у якій перша субстадія нанофільтрації включає застосування блока нанофільтрації.

29. Система для переробки соку за п. 28, у якій друга субстадія нанофільтрації включає застосування блока зворотного осмосу.

30. Система для переробки соку за п. 29, у якій другий потік пермеату нанофільтрації включає водний побічний продукт з низьким показником по шкалі Брикса, який рециркулюється в систему виробництва.

31. Система для переробки соку за п. 30, у якій водний побічний продукт з низьким показником по шкалі Брикса має показник менш ніж або рівний приблизно 1°.

32. Система для переробки соку за п. 29, у якій другий потік ретентату нанофільтрації включає побічний продукт з високим вмістом цукру, який використовується як допоміжний підсолоджувач.

33. Система для переробки соку за п. 32, у якій побічний продукт з високим вмістом цукру має показник приблизно 40° Брикса.

34. Система для переробки соку за п. 27, яка додатково включає блок регенерації летких речовин для відгонки летких речовин з першого потоку пермеату нанофільтрації.

35. Система для переробки соку за п. 34, у якій відігнані леткі речовини рекомбінуються з другим потоком пермеату нанофільтрації для утворення просвітленого низькокалорійного соку.

Текст

1. Спосіб переробки соку, який включає: постачання соку; обробку соку шляхом селективного видалення більшої кількості сахарози у порівнянні з первинними цукрами з одержанням потоку просвітленого низькокалорійного соку, при цьому вміст сахарози в просвітленому низькокалорійному соку становить менше ніж приблизно 30 мас.%, та виробляння кінцевого продукту з просвітленого низькокалорійного соку. 2. Спосіб за п. 1, у якому соком є фруктовий сік, овочевий сік або будь-яка комбінація фруктового соку та овочевого соку. 3. Спосіб за п. 2, у якому соком є апельсиновий сік, виготовлений не з концентратів. 4. Спосіб за п. 2, у якому соком є апельсиновий сік, виготовлений з концентратів. 5. Спосіб за п. 1, у якому соком є сік одинарної міцності з показником від приблизно 7° до приблизно 22° Брикса. 6. Спосіб за п. 5, у якому просвітлений низькокалорійний сік має менший показник по шкалі Брикса ніж приблизно 22° Брикса. 7. Спосіб за п. 6, у якому показник по шкалі Брикса просвітленого низькокалорійного соку становить менше ніж приблизно 30 % показника по шкалі Брикса соку одинарної міцності. 2 (19) 1 3 97114 4 19. Спосіб за п. 18, у якому нанофільтрування включає пропускання потоку первинного пермеату через нанофільтрувальну мембрану, яка має межу молекулярного відсікання приблизно 200. 20. Спосіб за п. 13, у якому стадія тонкого фільтрування включає нанофільтрування. 21. Спосіб за п. 20, у якому нанофільтрування включає пропускання потоку первинного пермеату через нанофільтрувальну мембрану, яка має межу молекулярного відсікання приблизно 200. 22. Система для переробки соку, яка включає: блок для проведення стадії мікрофільтрації для фільтрування соку з одержанням потоку первинного ретентату та потоку первинного пермеату, при цьому потік первинного ретентату включає осадні тверді речовини соку, а потік первинного пермеату включає просвітлений сік; і блок для проведення стадії нанофільтрації для селективного видалення з просвітленого соку більшої кількості сахарози у порівнянні з первинними цукрами, з одержанням потоку вторинного ретентату та потоку вторинного пермеату, при цьому потік вторинного ретентату включає розчин з високим показником по шкалі Брикса, а потік вторинного пермеату включає просвітлений низькокалорійний сік, при цьому вміст сахарози в просвітленому низькокалорійному соку становить менше ніж приблизно 30 мас.%. 23. Система для переробки соку за п. 22, у якій просвітлений низькокалорійний сік має співвідношення сахарози до фруктози від приблизно 1:40 до приблизно 4:1. 24. Система для переробки соку за п. 23, у якій просвітлений низькокалорійний сік має співвідношення сахарози до фруктози від приблизно 1:20 до приблизно 2:1. 25. Система для переробки соку за п. 22, у якій стадія мікрофільтрації включає застосування мікрофільтрувальної мембрани, яка має межу молекулярного відсікання від приблизно 100000 до приблизно 5000000. 26. Система для переробки соку за п. 22, у якій стадія нанофільтрації включає застосування на нофільтрувальної мембрани, яка має межу молекулярного відсікання приблизно 200. 27. Система для переробки соку за п. 22, у якій стадія нанофільтрації включає першу субстадію нанофільтрації та другу субстадію нанофільтрації, при цьому на першій субстадії нанофільтрації обробляють потік первинного пермеату для одержання першого потоку ретентату нанофільтрації та першого потоку пермеату нанофільтрації, а на другій субстадії нанофільтрації обробляють перший потік ретентату нанофільтрації для одержання другого потоку ретентату нанофільтрації та другого потоку пермеату нанофільтрації. 28. Система для переробки соку за п. 27, у якій перша субстадія нанофільтрації включає застосування блока нанофільтрації. 29. Система для переробки соку за п. 28, у якій друга субстадія нанофільтрації включає застосування блока зворотного осмосу. 30. Система для переробки соку за п. 29, у якій другий потік пермеату нанофільтрації включає водний побічний продукт з низьким показником по шкалі Брикса, який рециркулюється в систему виробництва. 31. Система для переробки соку за п. 30, у якій водний побічний продукт з низьким показником по шкалі Брикса має показник менш ніж або рівний приблизно 1°. 32. Система для переробки соку за п. 29, у якій другий потік ретентату нанофільтрації включає побічний продукт з високим вмістом цукру, який використовується як допоміжний підсолоджувач. 33. Система для переробки соку за п. 32, у якій побічний продукт з високим вмістом цукру має показник приблизно 40° Брикса. 34. Система для переробки соку за п. 27, яка додаткововключає блок регенерації летких речовин для відгонки летких речовин з першого потоку пермеату нанофільтрації. 35. Система для переробки соку за п. 34, у якій відігнані леткі речовини рекомбінуються з другим потоком пермеату нанофільтрації для утворення просвітленого низькокалорійного соку. Ця заявка претендує на приіоритет заявки на корисну модель US No. 11/541610, поданої 30 вересня 2006 p., під назвою "СПОСІБ ВИРОБНИЦТВА ХАРЧОВОГО ПРОДУКТУ ЗІ ЗНИЖЕНОЮ КАЛОРІЙНІСТЮ". Даний винахід стосується загалом харчових продуктів, і більш конкретно, способу виробництва харчових продуктів зі зниженою калорійністю. Високе споживання калорій було асоційоване з різними проблемами, такими як збільшення ваги, що приводить до проблем зі станом здоров'я. В міру того, як споживачі починають більш свідомо ставитися до стану здоров'я та ваги, калорійність харчових продуктів стає дедалі більш важливим фактором. Виробники харчових продуктів почали випуск харчових продуктів для здорового способу життя зі зниженою калорійністю, щоб привабити споживачів зі свідомим ставленням до стану здоров'я та ваги. Зараз існує значний ринок для низькокалорійних харчових продуктів. Однак, низькокалорійні харчові продукти мають тенденцію бути недостатньо смачними через низьку цукристість або низьку відчутну солодкість. Виробники намагалися вирішити цю проблему шляхом додавання великої кількості неприродних замінників цукру та смакових речовин, щоб надати харчовим продуктам смаку, більш схожого на природні продукти. Наприклад, низькокалорійний апельсиновий сік виготовляють шляхом розведення апельсинового соку зі зниженим вмістом цукру та додавання великої кількості штучних підсолоджувачів, забарвлювальних та смакових речовини, щоб зробити його схожим на природний апельсиновий сік. Однак, такі штучні інгредієнти створю 5 ють побічний присмак або тривалий гіркий післясмак. Крім того, вважається, що певні штучні інгредієнти викликають серйозні проблеми зі здоров'ям і тому погано сприймаються споживачами. Це особливо стосується низькокалорійних напоїв. Як видно з наведеного вище обговорення, бажано забезпечити природний напій зі зниженою калорійністю без негативних характеристик звичайних низькокалорійних напоїв. Даний винахід стосується зниження калорійності харчових продуктів. Харчовий продукт може бути соком, таким як фруктовий або овочевий сік. В одному аспекті винаходу, розкритий спосіб, який знижує калорійність шляхом селективного видалення більшої кількості сахарози у порівнянні з первинними цукрами. Первинні цукри включають, наприклад, глюкозу та фруктозу. Може бути досягнута прийнятна смакова характеристика з високою відчутною солодкістю на калорію, оскільки первинні цукри мають вищу відчутну солодкість, ніж сахароза. В іншому аспекті, розкрита система виробництва харчових продуктів для зниження калорійності соків. Система виробництва харчових продуктів включає стадію мікрофільтрації для фільтрування соку для одержання просвітленого соку та стадію нанофільтрації для селективного видалення більшої кількості сахарози у порівнянні з первинними цукрами з просвітленого соку для одержання просвітленого низькокалорійного соку, що має прийнятні смакові характеристики. Ці та інші цілі, разом з розкритими тут перевагами та ознаками даного винаходу, будуть зрозумілі з посиланням на наведені далі опис та супровідні креслення. Крім того, слід розуміти, що ознаки різних варіантів втілення, описаних тут, не є взаємно виключними і можуть існувати в різних комбінаціях та з перестановками. На кресленнях, однакові номера позицій загалом позначають однакові деталі на різних видах. Також, креслення не обов'язково виконані в масштабі, і акцент замість цього робиться на ілюстрації принципів винаходу. В наведеному далі описі, різні варіанти втілення даного винаходу описані з посиланням на наступні креслення, на яких: Фіг. 1 зображує спосіб виготовлення харчового продукту відповідно до одного варіанта втілення винаходу; і Фіг. 2-5 показують процеси фільтрації відповідно до різних варіантів втілення винаходу. Даний винахід стосується загалом харчових продуктів та напоїв, що мають знижену енергетичну цінність. Зниження калорійності досягається без застосування або зі зменшеним застосуванням штучних цукрів, ніж у звичайних низькокалорійних напоях. В одному варіанті втілення, низькокалорійний напій включає соки, виготовлені не з концентратів (NFC) або виготовлені з концентратів (FC). Сік може бути виготовлений з фруктових або овочевих вихідних матеріалів. Краще, напій включає цитрусові соки. Ще краще, напій є соком, виготовленим не з концентратів (NFC). Інші типи фруктових або овочевих соків включають, без обмеження, абрикосу, яблуко, грейпфрут, лимон, мандарин, танжело, кумкват, манго, грушу, персик, 97114 6 ананас, папайю, маракуйу, виноград, полуницю, малину, смородину, чорницю, ожину, асаі, лічі, ківі, гранат, аронію, томат, селеру, цибулю, водяний крес, огірок, моркву, петрушку, буряк, спаржу, картоплю, ріпу, брукву та будь-які їх комбінації. Фіг. 1 зображує процес 100 виробляння напою зі зниженою калорійністю відповідно до одного варіанта втілення винаходу, В одному варіанті втілення, результатом процесу є апельсиновий сік вироблений не з концентратів. Виробляння інших типів соків також є можливим. Процес включає подачу сировинного соку 105 для переробки. Сировинний сік є соком одинарної міцності, отриманим різними звичайними способами. Такі способи включають, наприклад, механічну екстракцію та фінішування або відновлення концентрату соку питною водою. Типово, сік одинарної міцності має показник від приблизно 7° до приблизно 22° Брикса, краще, від приблизно 9° до 14°. В одному варіанті втілення, сік одинарної міцності має показник щонайменше 7° Брикса, краще, щонайменше 9°. В ще іншому варіанті втілення, сік одинарної міцності має показник менше ніж або рівний 22° Брикса, краще, менш ніж або рівний 18°, ще краще, менш ніж або рівний 14°. Використання соків одинарної міцності з іншими показниками за шкалою Брикса також є можливим. Нижчі або вищі рівні показників за шкалою Брикса, наприклад, можуть бути забезпечені шляхом змішування різних фруктових та/або овочевих соків, або шляхом створення змішаних напоїв, рідких продуктів або продуктів типу густих напоїв. Сировинний сік може включати різні додаткові інгредієнти, такі як вітаміни та мінеральні речовини, якщо треба. Інші добавки також можуть бути корисними. Інгредієнти можуть бути додані на початку процесу чи пізніше. Сировинний сік піддають обробці на стадії 110. Обробка включає фільтрування сировинного соку для одержання частини пермеату 160. В одному варіанті втілення, пермеат включає просвітлений сік з низьким показником за шкалою Брикса. Просвітлений сік є соком, у якому тверді речовини, що створюють осад, були відокремлені від сировинного соку. Осадні тверді речовини, наприклад, включають пульпу, компоненти зависі та інші типи твердих речовин. Осадні тверді речовини утворюють частину первинного ретентату 135. Пермеат має менший показник за шкалою Брикса, ніж у сировинного соку. Наприклад, у випадку, коли сировинний сік має показник приблизно 12° Брикса, пермеат буде мати показник менш ніж 12°Брикса. В одному варіанті втілення, показник пермеату за шкалою Брикса є на від приблизно 0 до 30 процентів меншим, ніж у сировинного соку, краще, на від 0 до 20 процентів меншим, ніж у сировинного соку. Забезпечення пермеату, який має показник за шкалою Брикса менший, ніж у сировинного соку, на іншу величину також може бути корисним, в залежності від застосування. В одному варіанті втілення, показник пермеату становить приблизно від 5 до 8° Брикса. Інші показники пермеату за шкалою Брикса, що є меншими, ніж у сировинного соку, також є придатними. 7 Цукристість сировинного соку включає сахарозу, глюкозу та фруктозу. Типово, співвідношення сахарози, глюкози та фруктози у сировинному соку становить 2:1:1. В цілях обговорення, глюкоза та фруктоза називаються тут первинними цукрами. Як таке, співвідношення сахарози та первинних цукрів у сировинному соку становить 1:1. Для зниження величини калорійності соку, вуглеводи селективно відокремлюють. В одному варіанті втілення, цукри селективно відокремлюють. Краще, сахарозу селективно видаляють, залишаючи первинні цукри у пермеаті. Ретентат утворює розчин 155 з високим показником за шкалою Брикса, який перевищує показник сировинного соку. В одному варіанті втілення, показник ретентату становить від приблизно 15° до приблизно 25° Брикса, краще, приблизно 20°. Забезпечення інших значень показника за шкалою Брикса для ретентату, більших, ніж показник сировинного соку, також є придатним. Відповідно до одного варіанта втілення винаходу, цукристість пермеату включає співвідношення сахарози до первинних цукрів нижче за співвідношення сахарози до первинних цукрів сировинного соку. Це досягається шляхом зниження кількості сахарози у цукристості пермеату. В одному варіанті втілення, вміст сахарози у цукрі, присутньому в пермеаті, знижують до приблизно 0-30 % мас, у той час як вміст первинних цукрів становить приблизно 70-100 % мас. Співвідношення сахарози, глюкози та фруктози пермеату, в одному варіанті втілення, складає приблизно від 2:1:1 до 1:2:2. Співвідношення сахарози та фруктози пермеату, в одному варіанті втілення, складає приблизно від 1:40 до приблизно 4:1, краще, від приблизно 1:20 до приблизно 2:1. На стадії 170, пермеат змішують з інгредієнтами для утворення кінцевого соку з низьким показником за шкалою Брикса. Одним з інгредієнтів, що додається, є первинний ретентат 135, який містить тверді речовини із сировинного соку. Регулятори рН, такі як монокалійфосфат, цитрат калію, лимонна кислота, яблучна кислота, або їх комбінації, можуть бути додані для встановлення рН соку. Інші інгредієнти, такі як вітаміни, смакові речовини, включаючи апельсинову олію (наприклад, PPOJ BN #95768), також можуть бути додані за бажанням. Загальна кількість вітамінів та смакових речовин може становити приблизно 0,9 % мас. та 0,006 % мас, відповідно. Інші кількості також є придатними. В одному варіанті втілення, вітамінний премікс включає приблизно В1, В6, С, магній, сукралозу та ацесульфам-калій. Премікс, наприклад, включає приблизно 0,2 % мас. В1, 0,1 % мас. В6, 46 % мас С, 23 % мас. магнію, 15,35 % мас. сукралози та 15,35 % мас. ацесульфаму-калію. До просвітленого соку додають приблизно 0,09 % мас. вітамінного преміксу. Інші композиції, що включають інші інгредієнти, також є придатними. Остаточна обробка соку здійснюється на стадії 180. Сік, наприклад, стерилізують та упаковують. Сік упаковують, наприклад, у придатні картонні коробки, банки, каністри або пляшки. На упаковані 97114 8 продукти потім може бути нанесене маркування та вони можуть бути упаковані для відвантаження. Відповідно до винаходу, просвітлений сік з низьким показником за шкалою Брикса одержують з використанням багатостадійного процесу фільтрації. Багатостадійний процес фільтрації включає початкову стадію грубого фільтрування та вторинну стадію тонкого фільтрування. Стадії грубого та тонкого фільтрування можуть кожна включати одну чи більше підстадій фільтрування Підстадії фільтрування можуть здійснюватися послідовно, паралельно або в комбінаціях. В одному варіанті втілення, груба та тонка стадії фільтрування здійснюються з використанням мембранної технології. Мембранна технологія включає мікрофільтрацію, нанофільтрацію та ультрафільтрацію. Інші способи, такі як центрифугування, також є придатними. На стадії грубого фільтрування утворюються потоки первинного ретентату та первинного пермеату. Первинний ретентат містить осадні тверді речовини сировинного соку, у той час як первинний пермеат містить просвітлений сік. Первинний пермеат фільтрують за допомогою стадії тонкого фільтрування. На стадії тонкого фільтрування селективно відокремлюють вуглеводи або цукри з просвітленого соку. На стадії тонкого фільтрування отримують потоки вторинного ретентату та вторинного пермеату. Вторинний ретентат включає розчин з високим показником за шкалою Брикса, а вторинний пермеат включає просвітлений сік з низьким показником за шкалою Брикса. В одному варіанті втілення, пермеат має вище співвідношення фруктози до сахарози, ніж ретентат. Це краще знижує енергетичну цінність просвітленого соку з низьким показником за шкалою Брикса, в той же час зберігаючи прийнятні смакові характеристики соку. Краще, співвідношення є достатнім для підтримання прийнятних смакових характеристик. В одному варіанті втілення було знайдено, що смакові характеристики є прийнятними, коли співвідношення фруктози до сахарози у пермеаті складає від приблизно 1:4 до приблизно 40:1, ще краще, від приблизно 1:2 до приблизно 20:1. Оскільки цукри, такі як фруктоза, загалом сприймаються як більш солодкі, ніж сахароза, на приблизно 10-70 %, завдяки вищому співвідношенню фруктози до сахарози може бути досягнута вища відчутна солодкість на калорію. Для досягнення прийнятних смакових характеристик до суміші кінцевого напою треба додавати меншу кількість штучних підсолоджувачів або вони зовсім непотрібні, дозволяючи створити більш "природний" напій. Соки можуть також містити інші цукри, які можуть бути селективно відокремлені з використанням способу за даним винаходом. Таблиця 1 показує приклад композиції кінцевого продукту апельсинового соку, який має лише приблизно 50 калорій на порцію у 8 унцій (236 г) на відміну від звичайних 110 калорій на порцію у 8 унцій, відповідно до одного варіанта втілення винаходу. Даний винахід може бути застосований для одержання інших продуктів з вищою або нижчою калорійністю 9 97114 10 Таблиця 1 Інгредієнт Груба фільтрація Пермеат тонкої фільтрації Апельсинова олія Монокалійфосфат (Monopotassium) Вітамінний премікс На Фіг. 2-5 зображені процеси фільтрації відповідно до різних варіантів втілення винаходу. На Фіг. 2 зображений багатостадійний процес фільтрації 210, який включає стадію грубого фільтрування 220 та стадію тонкого фільтрування 250. В одному варіанті втілення, стадія грубого фільтрування 220 включає блок мікрофільтрації 221, до якого надходить сировинний сік 205. В одному варіанті втілення, блок мікрофільтрації (MF) 221 включає мікрофільтрувальну мембрану для просвітлення сировинного соку 205. Однак, може бути використаний будь-який інший спосіб, відомий фахівцям в даній галузі техніки, такий як центрифугування або ультрафільтрація. Мікрофільтрувальна мембрана розділяє сировинний сік на потік осадних твердих речовин 235 (первинний або MF-ретентат) та потік просвітленого соку 236 (первинний або MF пермеат). В одному варіанті втілення, блок MF виробляє MF ретентат з концентрацією від приблизно 2 до 5. Краще, MF ретентат має концентрацію приблизно 3. Інші концентрації також можуть бути придатними. Було знайдено, що вищі концентрації, хоча і можуть бути придатними, збільшують час обробки та/або потребують додаткових мембранних блоків. Різні типи мікрофільтрувальних рам можуть бути використані для досягнення потрібної концентрації. В одному варіанті втілення, блок MF включає мікрофільтрувальну раму виробництва фірми Koch Membrane Systems (USA). Можуть бути використані інші типи мембран, такі як виробляються фірмами Dow Chemical Company (US) та SCT Membralox (France), а також інші відомі системи. Розмір пор мікрофільтрувальної мембрани, краще, є досить малим для запобігання проходження через мембрану більших за розміром небажаних молекул, що можуть впливати на ефективність подальшої фільтрації. В одному варіанті втілення, розмір пор становить приблизно від 0,1 до 10 мікрометрів, що відповідає верхній межі молекулярної ваги (MWCO) від приблизно 100000 до приблизно 5000000. Фільтрування повинно мати попередньо визначений вихід, наприклад, у галонах за хвилину (галони/хв.). Попередньо визначений вихід вибирають так, щоб він забезпечував бажану продуктивність. Наприклад, виробнича лінія для переробки апельсинового соку має продуктивність приблизно 100 галонів/хв. Інші попередньо визначені рівні продуктивності також є придатними. Тиск процесу фільтрації може бути відрегульований для досягнення попередньо визначеної продуктивності. Краще, сировинний потік проходить через мікрофільтрувальну раму під тиском, достатнім для проходження через мікрофільтрувальну раму % мас. 50 50 0,006 0,15 0,09 г/порцію (8 рідких унцій) 125 125 0,015 0,375 0,225 бажаних ароматичних, смакових та живильних компонентів. Фахівцям в даній галузі техніки відомо, як відрегулювати тиск, об'ємну витрату та інші умови процесу, потрібні для використання мікрофільтрувальної рами за даним винаходом. Потік MF пермеату або просвітленого соку обробляється на стадії тонкого фільтрування. Блок тонкої фільтрації включає блок нанофільтрації (NF), який видаляє цукор з просвітленого соку для одержання просвітленого соку з низьким показником за шкалою Брикса (NF пермеат) 260. Відокремлений цукор утворює розчин 255 з високим показником за шкалою Брикса (NF ретентат). В одному варіанті втілення, NF-блок селективно видаляє сахарозу з просвітленого соку. Селективне видалення сахарози приводить до концентрації сахарози від приблизно 15° до приблизно 25° Брикса. Краще, концентрація сахарози становить приблизно 20° Брикса. NF ретентат, в одному варіанті втілення, має концентрацію просвітленого соку приблизно 2-5. Краще, NF ретентат має концентрацію просвітленого соку приблизно 2. Було знайдено, що вищі концентрації, хоча і можуть бути придатними, збільшують час обробки та/або потребують додаткових мембранних блоків. Для селективного видалення сахарози використовують NF мембрани. В NF-блоці можуть бути використаний різні типи NF мембран. В одному варіанті втілення, розмір пор NF мембран є досить малим для запобігання проходження через них більшої кількості молекул сахарози, ніж молекули первинних цукрів. Сахароза має молекулярну вагу (MW) приблизно 342, тоді як первинні цукри, такі як фруктоза та глюкоза, мають молекулярну вагу приблизно 180. В одному варіанті втілення, розмір пор становить приблизно 0,001 мікрон, що відповідає верхній межі молекулярної ваги (MWC0) приблизно 200. Тиск та об'ємну витрату вибирають так, щоб потік, який містить менші за розміром молекули первинних цукрів, проходив через NF мембрану та збирався у потік NF пермеату 260, залишаючи крупніші молекули сахарози у потоці NF ретентату 255. Фахівцям в даній галузі техніки відомо, як відрегулювати потрібний тиск при використанні NF мембрани за даним винаходом. Загалом процес зниження калорійності може бути проведений при різних температурах. Краще, процес в цілому проводять при зниженій температурі для одержання продукту вищої якості. Знижені температури, краще, є нижчими приблизно 7 °C (45 °F), ще краще, від приблизно 0 до 3°С (3238 °F). Система може працювати в періодичному режимі або в безперервному режимі з замкненим 11 компонуванням. Коли система працює в періодичному режимі, проміжна стабілізація соку термічною пастеризацією є корисною для запобігання ферментативній та мікробіологічній деградації. Коли система працює в безперервному режимі, проміжної пастеризації можна уникнути. Просвітлений сік з низьким показником за шкалою Брикса потім піддають подальшій обробці, такій як змішування з MF ретентатом в бажаному співвідношенні. Інші процеси включають описані на стадіях 178 та 180 Фіг. 1. Фіг. 3 зображує інший процес фільтрації 310 відповідно до одного варіанта втілення винаходу. Стадія грубої або мікрофільтрації 320, як показано, є подібною до описаної на Фіг. 2. Наприклад, сировинний сік 305 обробляють у блоці MF 321, виробляючи потік MF ретентату 335, що містить осадні тверді речовини, та потік MF пермеату 336, що містить просвітлений сік, який обробляють на стадії тонкої або нанофільтрації 350. Як показано, стадія NF фільтрації 350 включає першу та другу субстадії 351 та 355. Перш субстадія включає перший блок NF фільтрації (NF1) 352, подібний до блока NF фільтрації, описаного на Фіг. 2. MF пермеат 336 обробляється у блоці NF1 фільтрації 352, утворюючи NF1 пермеат 354, що містить просвітлений сік з низьким показником за шкалою Брикса, та NF1 ретентат 353, що містить розчин з високим показником за шкалою Брикса. В одному варіанті втілення, розчин з високим показником за шкалою Брикса має концентрацію сахарози від приблизно 15° до приблизно 25° Брикса, краще, приблизно 20° Брикса. В одному варіанті втілення, друга субстадія 355 включає блок зворотного осмосу (RO) 356. Може бути використана будь-яка придатна RO мембранна система, така як ті, що виробляються фірмою Koch Membrane Systems (USA), a також інші відомі системи. Блок RO фільтрації далі концентрує потік NF1 ретентату 353 з одержанням RO пермеату 360, що містить воду з дуже низьким показником за шкалою Брикса (наприклад, приблизно 1° Брикса чи менше), та RO ретентату 362, що містить розчин з дуже високим показником за шкалою Брикса (наприклад, 40° Брикса). Водний потік RO пермеату може бути рециркульований в процес в різних цілях, включаючи, без обмеження, змішування або промивання. Наприклад, вода може бути змішана з потоком пермеату NF зі зниженою калорійністю 354 та потоком MF ретентату 335 для утворення кінцевого продукту соку. RO ретентат (тобто, побічний продукт з високим вмістом цукру) може бути використаний як допоміжний підсолоджувач в інших продуктах на основі соків (не в низькокалорійному продукті, що обговорюється в даному винаході). Краще, пропорції відповідних компонентів із загальної системи зниження калорійності вибирають так, щоб підтримати баланс маси між різними фракціями, та одержувати тільки побічний продукт з високим вмістом цукру, який може бути використаний як допоміжний підсолоджувач. Побічні продукти з високим вмістом цукру включають, в одному варіанті втілення, потік NF ретентату 255, як показано на Фіг. 2. 97114 12 Альтернативно, потік NF ретентату може бути додатково концентрований за допомогою блока зворотного осмосу для одержання побічного продукту з високим вмістом цукру 362, як показано на Фіг. 3. Побічний продукт з високим вмістом цукру може подаватися в збірний танк та повторно використовуватися в інших типах продуктів при потребі. У варіанті втілення з використанням зворотного осмосу, може бути потрібним зрівнювальний резервуар меншого розміру, але додатковий зрівнювальний резервуар води може бути потрібний для водного пермеату. За рахунок використання низькокалорійних потоків у виробництві кінцевого продукту соку, вартість сировинних матеріалів, таких як вода та штучні підсолоджувачі, зменшується, при виготовленні в той же час продукту, ближчого до "природного" продукту зі зниженою калорійністю. Можуть бути передбачені додаткові блоки NF, краще, встановлені паралельно, але вони також можуть бути встановлені послідовно, або у комбінаціях. Наприклад, Фіг. 4 показує процес фільтрації 410, який включає другу субстадію 355, яка включає другий блок NF (NF2) фільтрації 456. Потік NF1 пермеату 354 обробляється в блоці NF2 з утворенням NF2 пермеату 464, що містить просвітлений сік з низьким показником за шкалою Брикса, та NF2 ретентату 462, що містить розчин з високим показником за шкалою Брикса. В одному варіанті втілення, розчин з низьким показником за шкалою Брикса має концентрацію сахарози приблизно 5°Брикса. Альтернативні конфігурації також є придатними. Число використовуваних блоків визначається міркуваннями щодо продуктивності та витрат. Фіг. 5 показує процес фільтрації 510 відповідно до іншого варіанта втілення винаходу. Процес фільтрації додатково включає блок регенерації летких речовин 520, сполучений з потоком NF1 пермеату. блок регенерації летких речовин може поліпшити смак кінцевого продукту напою за рахунок збереження ароматичних та смакових летких сполук, які можуть бути легко втрачені внаслідок випаровування під час обробки. Такі ароматичні та смакові леткі сполуки включають, наприклад, низькомолекулярні спирти або масла, такі як етанол та метанол, а також альдегіди та складні ефіри. В одному варіанті втілення, блок регенерації летких речовин нагріває потік NF1 пермеату та десорбує його за допомогою десорбуючого агента для видалення ароматичних або смакових летких сполук. Десорбуючий агент може бути парою або інертним газом, таким як азот або діоксид вуглецю. Нагрівання може здійснюватися з використанням теплообмінніків або вдуванням гострої пари до температури відгонки, вищої за рівноважну температуру. Відігнані леткі речовини 530 можуть потім, необов'язково, конденсуватися та рекомбінуватися з NF2 пермеатом 464 та RO пермеатом 360 для утворення кінцевого продукту соку. Хоча винахід був конкретно проілюстрований та описаний з посиланням на різні варіанти втілення, фахівцям в даній галузі техніки буде зрозуміло, що можуть бути виконані модифікації та зміни даного винаходу без порушення його суті та 13 обсягу. Тому обсяг винаходу повинен визначатися не з посиланням на вищенаведений опис, а з по 97114 14 силанням на прикладену формулу винаходу разом з повним об'ємом її еквівалентів. 15 97114 16 17 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 97114 Підписне 18 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for making a juice of reduced caloric content

Автори англійською

Subravaniam, Girish, Rivera, Teodoro, Shields, Nicholas, Pesha, Diana

Назва патенту російською

Способ производства сока с пониженной калорийностью

Автори російською

Субраманьям Гайриш, Ривера Теодоро, Шилдс Николас, Пеша Дайана

МПК / Мітки

МПК: A23L 1/307, A23L 2/74

Мітки: виробництва, спосіб, соку, калорійністю, зниженою

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/9-97114-sposib-virobnictva-soku-zi-znizhenoyu-kalorijjnistyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виробництва соку зі зниженою калорійністю</a>

Подібні патенти