СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА НЕОСВЕТЛЕННОГО И ОСВЕТЛЕННОГО КОНЦЕНТРИРОВАННОГО СОКА ТОПИНАМБУРА
METHOD FOR PRODUCTION OF CONCENTRATED UNCLARIFIED AND CLARIFIED GIRASOL JUICE

Изобретение относится к пищевой, фармацевтической, биохимической и перерабатывающей промышленности, в частности к способам получения полуфабрикатов: неосветленного и осветленного концентрированного сока топинамбура для их последующей переработки.
Известен способ получения инулина из топинамбура, предусматривающий применение комплекса химических веществ: спирта, карбоната кальция, органических и неорганических кислот, что приводит к удорожанию процесса и потере его технологичности (патент RU 2121848 C1, 20.11.1998 г.).
Также известен способ получения инулина из инулинсодержащего сырья с использованием сложного аппаратурного оформления, предусматривающий работу по фильтрованию и концентрированию с большими объемами разбавленных растворов, что является очень энергозатратным процессом, и очистку концентрата на ионообменных колоннах, регенерация которых не является экологически оправданной (патент RU 2066965 C1, 27.09.1996 г.).
Известен способ комплексной переработки топинамбура (способ получения инулина из топинамбура), включающий его кристаллизацию и сушку, отличающийся тем, что из измельченных клубней топинамбура при помощи физико-механического отделения водорастворимых веществ от нерастворимых в воде волокнистых веществ клубней получают сок, из которого при помощи нагревания до 80-85°С в течение 1-3 мин и фильтрования удаляют белковые и окрашенные вещества, после чего сок очищают при помощи ультрафильтрации, диафильтрации и нанофильтрации, осветляют при помощи активированного угля, концентрируют и из полученного раствора кристаллизуют инулин, причем отделение водорастворимых веществ от нерастворимых в воде волокнистых веществ клубней осуществляют не позже, чем через 5-10 мин после измельчения последних (RU 2148588 C1, опубл. 10.05.2000).
Недостаток этого способа заключается в необходимости очистки от красящих веществ, образующихся вследствие ферментативного окисления дубильных веществ сока топинамбура природным ферментом - полифенолоксидазой, что соответственно приводит к существенным затратам для осветления сока в процессе переработки. Также в вышеуказанном способе отсутствует дополнительная экстракция выжимок, оставшихся после извлечения «первичного сока», что приводит к потерям фруктозанов и уменьшению выхода конечных продуктов.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не выявил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.
Целью изобретения является разработка способа производства осветленного и неосветленного сока топинамбура, который позволит снизить затраты на производство и хранение полуфабриката топинамбура, повысить эффективность производства инулина, фруктоолигосахаридов, фруктозо-глюкозных сиропов в период отсутствия сырья, сократить энергозатраты при работе на полуфабрикате.
Техническим результатом изобретения является упрощение процесса производства осветленного и неосветленного концентрированного сока топинамбура с максимальным извлечением питательных и биологически активных веществ, удлинение сроков хранения концентратов с сохранением качественных показателей получаемых в дальнейшем продуктов.
Технический результат достигается тем, что способ производства осветленного и неосветленного концентрированного сока топинамбура по настоящему изобретению предусматривает мойку и измельчение клубней топинамбура с последующим нагревом мезги до 100°C в течение 30-60 с, прессование, обработку полученных после прессования выжимок горячей водой с температурой 80-90°C при гидромодуле смеси 1:2-3 и добавление к полученному раствору фермента, обладающего целлюлазной и гемицеллюлазной активностью, объединение полученного сока с соком от первичного прессования, кратковременный нагрев смеси до температуры 100°С и обработку бентонитом и активированным углем при постоянном перемешивании в течение 30 минут, последующую грубую фильтрацию и ультрафильтрацию через полимерные мембраны размером 8 кДа, причем для получения осветленного концентрированного сока смесь направляют на грубую фильтрацию и ультрафильтрацию через полимерные мембраны размером 8 кДа, пермеат концентрируют до содержания сухих растворимых веществ не менее 70 масс.%. Полученный осветленный концентрат хранят либо пастеризованным в асептических емкостях, либо непастеризованным в охлаждаемых емкостях с температурой не выше 10°C.
Для получения неосветленного коцентрированного сока топинамбура смесь направляют на грубую фильтрацию, сок после фильтрации концентрируют до содержания сухих растворимых веществ не менее 65 масс.%. Полученный неосветленный концентрат с содержанием мякоти не более 3 масс.% хранят либо пастеризованным в асептических емкостях, либо непастеризованным в охлаждаемых емкостях с температурой не выше 10°C.
1. Способ получения осветленного концентрированного сока топинамбура реализуется следующим образом.
Клубни топинамбура, убранные механизированным способом, подвергают отмочке в бассейнах с водой. После отмочки, но не позднее чем через 24 часа, по гидравлическому транспортеру направляют на предварительную мойку в моечную машину, где они очищаются от прилипшей земли и т.д. Затем подают на щеточно-моечную машину. Окончательная мойка проводится на универсальной моечной машине. Клубни поступают на инспекционный конвейер для отбраковки непригодных для переработки экземпляров. Клубни поступают на дробилку с целью получения мезги с размерами частиц 0,3-1 мм.
Мезгу клубней топинамбура подают в теплообменник, где она подвергается высокотемпературному нагреву до 100°C в течение 30-60 с для предотвращения ее потемнения и микробиологической порчи в процессе дальнейшей переработки.
Извлечение сока из мезги осуществляют путем прессования на горизонтальном корзиночном пневматическом прессе. Полученные выжимки экстрагируют горячей водой с температурой 80-90°С при гидромодуле смеси 1:2-3. Смесь охлаждают до температуры 50-55°С и в нее добавляют фермент, обладающий целлюлазной и гемицеллюлазной активностью (например, фермент немецкой компании «Эрбсле Гайзенхайм» Vegazym HC) в количестве минимум 0,1 мл/100 л смеси, выдерживают в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Полученная масса отправляется на прессование с целью отделения сока. Полученный сок объединяют с соком от первичного прессования.
Для коагуляции белковых и других высокомолекулярных примесей сок подвергается кратковременному нагреву до температуры 100°C. Прогретый сок обрабатывается раствором бентонита и активированного угля в течение 30 минут при постоянном перемешивании. Дозировка бентонита может варьировать в пределах от 30 до 150 г/100 л сока в зависимости от количества и состава белков в сырье, дозировка угля составляет максимально 5 кг/100 л сока.
Обработанный сок направляют на грубую фильтрацию. Отфильтрованный сок при температуре 50°C подают на ультрафильтрацию с границей отделения 8 кДа для отделения высокомолекулярных и коллоидно-дисперсных веществ. Полученный пермеат концентрируют на вакуумно-выпарной установке до содержания сухих растворимых веществ не менее 70 масс.%. Полученный осветленный концентрат хранят либо пастеризованным в асептических емкостях, либо непастеризованным в охлаждаемых емкостях с температурой не выше 10°C.
2. Способ получения неосветленного концентрированного сока топинамбура реализуется следующим образом.
Клубни топинамбура, убранные механизированным способом, подвергают отмочке в бассейнах с водой. После отмочки, но не позднее чем через 24 часа, по гидравлическому транспортеру направляют на предварительную мойку в моечную машину, где они очищаются от прилипшей земли и т.д. Затем подают на щеточно-моечную машину. Окончательная мойка проводится на универсальной моечной машине. Клубни поступают на инспекционный конвейер для отбраковки непригодных для переработки экземпляров. Клубни поступают на дробилку с целью получения мезги с размерами частиц 0,3-1 мм.
Мезгу клубней топинамбура подают в теплообменник, где она подвергается высокотемпературному нагреву до 100°C в течение 30-60 с для предотвращения ее потемнения и микробиологической порчи в процессе дальнейшей переработки.
Извлечение сока из мезги осуществляют путем прессования на горизонтальном корзиночном пневматическом прессе. Полученные выжимки экстрагируют горячей водой с температурой 80-90°C при гидромодуле смеси 1:2-3. Смесь охлаждают до температуры 50-55°C и в нее добавляют фермент, обладающий целлюлазной и гемицеллюлазной активностью (например, фермент немецкой компании «Эрбсле Гайзенхайм» Vegazym HC) в количестве минимум 0,1 мл/100 л смеси, выдерживают в течение 1 часа при постоянном перемешивании. Полученная масса отправляется на прессование с целью отделения сока. Полученный сок объединяют с соком от первичного прессования.
Для коагуляции белковых и других высокомолекулярных примесей сок подвергается кратковременному нагреву до температуры 100°C. Прогретый сок обрабатывается раствором бентонита и активированного угля в течение 30 минут при постоянном перемешивании. Дозировка бентонита может варьировать в пределах от 30 до 150 г/100 л сока в зависимости от количества и состава белков в сырье, дозировка угля составляет максимально 5 кг/100 л сока.
Обработанный сок поступает на грубую фильтрацию. Отфильтрованный сок концентрируют на вакуумно-выпарной установке до содержания сухих растворимых веществ не менее 65 масс.%. Полученный неосветленный концентрат с содержанием мякоти не более 3 масс.% хранят либо пастеризованным в асептических емкостях, либо непастеризованным в охлаждаемых емкостях с температурой не выше 10°C.
Полученные по данной технологии осветленный и неосветленный концетрированные соки топинамбура имеют срок хранения не менее 12 месяцев.