СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНО-РАСТИТЕЛЬНОГО ЭКСТРАКТА ИЗ КЛУБНЕЙ СКОРЦОНЕРЫ
METHOD FOR PRODUCTION OF MILK-AND-VEGETAL EXTRACT FROM SCORZONERA TUBERS

Изобретение относится к пищевой, в частности молочной, промышленности и может быть использовано в качестве пищевой добавки (подсластителя) для производства молокосодержащих функциональных продуктов (безалкогольных газированных напитков, мороженого, пудингов, желе, муссов и т.д.).
Известен способ получения инулинсодержащего раствора из клубней якона, включающий следующие основные стадии: промывку якона, инспекцию и измельчение, например, на дробилке до размера частиц 1-2 мм. Измельченную массу заливают подкисленной водой до достижения pH экстракционной смеси 5-6,5 при соотношении измельченных клубней якона и воды 1:1, подвергают электроконтактному нагреву до температуры 55-65°C при рекомендуемых параметрах процесса, экстрагируют в течение 30-40 минут и разделяют фазы по любой известной технологии. Жидкую фазу концентрируют обратным осмосом до содержания сухих веществ 15-20%, подвергают фотостерилизации и фасуют в асептических условиях с получением целевого продукта. Опытным путем установлено, что при реализации описанной технологии выход инулина составляет 84% от теоретически возможного [патент РФ №2385884. Шаззо Р.И., Квасенков О.И., Троянова Т.Л. Способ выработки инулинсодержащего раствора, опубликован 10.04.2010].
Недостатками способа являются необходимость поддерживать рекомендуемую pH экстракционной смеси, невысокая пищевая и биологическая ценность инулинсодержащего раствора, высокий расход сырья, значительные затраты энергии и трудоемкость процесса.
Технической задачей изобретения является разработка способа получения молочно-растительного экстракта из клубней скорцонеры, позволяющего повысить пищевую и биологическую ценность готового продукта, исключить необходимость поддерживать рекомендуемую pH экстракционной смеси, снизить расход сырья, затраты энергии и трудоемкость процесса.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ получения молочно-растительного экстракта из клубней скорцонеры, характеризующийся тем, что он включает мойку клубней скорцонеры, их сушку до массовой доли сухих веществ 93-94%, измельчение до размера частиц 1,5-2,0 мм, экстрагирование и центрифугирование, причем в качестве экстрагента физиологически ценных компонентов из клубней скорцонеры используют ультрафильтрат творожной сыворотки, а процесс экстрагирования проводят в две стадии при постоянном перемешивании на вибросмесителе, на первой стадии экстракцию осуществляют ультрафильтратом творожной сыворотки из измельченных клубней скорцонеры при продолжительности экстрагирования 55-60 мин, температуре 45-55°C, pH экстрагента 4,7-5,0 при соотношении клубней скорцонеры и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:4-1:6, затем экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 20-22%, на второй стадии оставшийся жом заливают ультрафильтратом творожной сыворотки в соотношении 1:4-1:6 и проводят экстрагирование при продолжительности 55-60 мин, температуре 45-55°C, pH экстрагента 4,7-5,0, затем экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 18-20%, экстракты смешивают, пастеризуют при температуре 72-74°C, выдерживают при этой температуре в течение 10-20 с и охлаждают до 2-6°C.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности извлечения ценных питательных веществ из клубней скорцонеры, повышении пищевой и биологической ценности готового продукта, исключении необходимости поддерживать рекомендуемую pH экстракционной смеси, снижении расхода сырья, затрат энергии и трудоемкости процесса, в лечебно-профилактической направленности готового продукта.
Способ получения молочно-растительного экстракта из клубней скорцонеры осуществляют следующим образом.
Клубни скорцонеры моют, сушат до массовой доли сухих веществ 93-94%, измельчают до размера частиц 1,5-2,0 мм, экстрагируют и центрифугируют, причем в качестве экстрагента физиологически ценных компонентов из клубней скорцонеры используют ультрафильтрат творожной сыворотки, а процесс экстрагирования проводят в две стадии при постоянном перемешивании на вибросмесителе, на первой стадии экстракцию осуществляют ультрафильтратом творожной сыворотки из измельченных клубней скорцонеры при продолжительности экстрагирования 55-60 мин, температуре 45-55°C, pH экстрагента 4,7-5,0 при соотношении клубней скорцонеры и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:4-1:6, затем экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 20-22%, на второй стадии оставшийся жом заливают ультрафильтратом творожной сыворотки в соотношении 1:4-1:6 и проводят экстрагирование при продолжительности 55-60 мин, температуре 45-55°C, pH экстрагента 4,7-5,0, затем экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 18-20%, экстракты смешивают, пастеризуют при температуре 72-74°C, выдерживают при этой температуре в течение 10-20 с и охлаждают до 2-6°C.
Экстракт физиологически ценных компонентов клубней скорцонеры снижает энергетическую ценность молочно-растительных продуктов, улучшает функциональные возможности иммунной системы, эффективен при лечении желудочных заболеваний и диабета, повышает биоэнергетические возможности организма. Применение ультрафильтрата творожной сыворотки в качестве экстрагента позволяет объединить ценные компоненты молочного и растительного сырья, получить пищевую композицию, наиболее полно отвечающую современным концепциям рационального питания, и придать функциональную направленность готовому продукту.
1
2
В экстракте определяют аминокислотный состав методом капиллярного электрофореза, редуцирующие сахара и инулин - методом Бертрана, минеральные соединения (макроэлементы - кальций, фосфор) - титриметрически, витамины (B, B, Е) - в соответствии с ГОСТ Р 50929-96 и Р 50928-96, лактозу - поляриметрически.
Способ получения молочно-растительного экстракта из клубней скорцонеры иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Клубни скорцонеры моют, сушат до массовой доли сухих веществ 93%, измельчают до размера частиц 1,5-2,0 мм, экстрагируют и центрифугируют, причем в качестве экстрагента физиологически ценных компонентов из клубней скорцонеры используют ультрафильтрат творожной сыворотки, а процесс экстрагирования проводят в две стадии при постоянном перемешивании на вибросмесителе, на первой стадии экстракцию осуществляют ультрафильтратом творожной сыворотки из измельченных клубней скорцонеры при продолжительности экстрагирования 55 мин, температуре 45°C, pH экстрагента 4,7 при соотношении клубней скорцонеры и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:4, затем экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 20%, на второй стадии оставшийся жом заливают ультрафильтратом творожной сыворотки в соотношении 1:4 и проводят экстрагирование при продолжительности 55 мин, температуре 45°C, pH экстрагента 4,7, затем экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 18%, экстракты смешивают, пастеризуют при температуре 72°C, выдерживают при этой температуре в течение 10 с и охлаждают до 2°C. Способ осуществим. Результаты анализа приведены в табл.1.
Пример 2
Клубни скорцонеры моют, сушат до массовой доли сухих веществ 94%, измельчают до размера частиц 1,5-2,0 мм, экстрагируют и центрифугируют, причем в качестве экстрагента физиологически ценных компонентов из клубней скорцонеры используют ультрафильтрат творожной сыворотки, а процесс экстрагирования проводят в две стадии при постоянном перемешивании на вибросмесителе, на первой стадии экстракцию осуществляют ультрафильтратом творожной сыворотки из измельченных клубней скорцонеры при продолжительности экстрагирования 60 мин, температуре 55°C, pH экстрагента 5,0, при соотношении клубней скорцонеры и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:6, затем экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 22%, на второй стадии оставшийся жом заливают ультрафильтратом творожной сыворотки в соотношении 1:6 и проводят экстрагирование при продолжительности 60 мин, температуре 55°C, pH экстрагента 5,0, затем экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 20%, экстракты смешивают, пастеризуют при температуре 74°C, выдерживают при этой температуре в течение 20 с и охлаждают до 6°C. Способ осуществим. Результаты анализа приведены в табл.1.
Пример 3
Клубни скорцонеры моют, сушат до массовой доли сухих веществ 93%, измельчают до размера частиц 1,5-2,0 мм, экстрагируют и центрифугируют, причем в качестве экстрагента физиологически ценных компонентов из клубней скорцонеры используют ультрафильтрат творожной сыворотки, а процесс экстрагирования проводят в две стадии при постоянном перемешивании на вибросмесителе, на первой стадии экстракцию осуществляют ультрафильтратом творожной сыворотки из измельченных клубней скорцонеры при продолжительности экстрагирования 57 мин, температуре 50°C, pH экстрагента 4,8 при соотношении клубней скорцонеры и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:5, затем экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 21%, на второй стадии оставшийся жом заливают ультрафильтратом творожной сыворотки в  соотношении 1:5 и проводят экстрагирование при продолжительности 57 мин, температуре 50°C, pH экстрагента 4,8, затем экстракт отделяют от жома центрифугированием, получают экстракт с массовой долей сухих веществ 19%, экстракты смешивают, пастеризуют при 73°C, выдерживают в течение 15 с и охлаждают до 4°C. Способ осуществим. Результаты анализа представлены в табл.1.
Как видно из примеров 1-3 и табл.1, положительный эффект по предлагаемому способу достигается при двухстадийном экстрагировании физиологически ценных компонентов клубней скорцонеры ультрафильтратом творожной сыворотки при pH 4,7-5,0, соотношении клубней скорцонеры или жома и ультрафильтрата творожной сыворотки 1:4-1:6 и экстрагировании при температуре 45-55°C в течение 55-60 мин.
При изменении соотношения объемов твердой и жидкой фаз за пределы указанного интервала снижается массовая доля сухих веществ в экстракте, эффективность экстрагирования уменьшается. При уменьшении или увеличении pH ультрафильтрата творожной сыворотки снижается массовая доля сухих веществ в экстракте. Температура экстрагирования выше 55°C приводит к разрушению витаминного комплекса, в экстракте снижается массовая доля сухих веществ. Экстрагирование при температуре ниже 45°C снижает массовую долю сухих веществ в экстракте. Уменьшение продолжительности экстрагирования менее 20 мин также приводит к снижению содержания сухих веществ в экстракте. При увеличении продолжительности экстрагирования выше 60 мин массовая доля сухих веществ в экстракте не изменяется, следовательно, увеличение продолжительности процесса нецелесообразно.
Таким образом, предлагаемый способ получения молочно-растительного экстракта из клубней скорцонеры по сравнению с прототипом позволяет:
- повысить эффективность извлечения ценных питательных веществ из клубней скорцонеры,
- повысить пищевую и биологическую ценность готового продукта,
- исключить необходимость поддерживать рекомендуемую pH экстракционной смеси,
- снизить расход сырья,
- снизить затраты энергии,
- снизить трудоемкость процесса,
- объединить ценные компоненты молочного и растительного сырья и получить пищевую композицию, наиболее полно отвечающую современным концепциям рационального питания,
- придать готовому продукту лечебно-профилактическую направленность.