Способ получения безалкогольных напитков из сублимированного плодово-ягодного сырья
METHOD FOR PRODUCTION OF ALCOHOL-FREE BEVERAGES FROM SUBLIMATED FRUIT-AND-BERRY RAW MATERIALS

Изобретение относится к безалкогольной промышленности, в частности, к производству безалкогольных напитков из сублимированного растительного сырья.
Известен способ приготовления безалкогольного напитка, включающий подготовку компонентов, получение сухого концентрата и смешивание его с водой в соотношении 60 г на 1 л воды (патент RU №2405387).
К недостаткам этого способа можно отнести использование при приготовлении сухого концентрата компонентов, н-р, хелатного железа и лиофилизированной перги, действие которых может вызвать аллергические реакции.
Наиболее близким по технической сущности является способ производства безалкогольного напитка, включающий смешивание компонентов - патоки мальтозной, водного раствора соли поваренной, водного раствора кислоты лимонной, сока яблочного концентрированного, ароматизаторов - с водой с пониженным содержанием дейтерия, выдержку в течение 2-3 ч для ассимиляции ароматических веществ, фильтрацию, тепловую обработку (пастеризацию), розлив, охлаждение (патент RU №2528823).
Недостатком данного способа является длительность производства, а также использование ароматизаторов.
Задачей изобретения является расширение ассортимента безалкогольных напитков функциональной направленности, полученных на основе сублимированного плодово-ягодного сырья.
Техническим результатом является повышение качества безалкогольных напитков за счет увеличения содержания экстрактивных, красящих и ароматических веществ.
Поставленный технический результат достигается тем, что в способе получения безалкогольных напитков из сублимированного плодово-ягодного сырья, включающем смешивание компонентов с водой с пониженным содержанием дейтерия, выдержку, фильтрацию, в качестве компонента используют сублимированный порошок из плодово-ягодного сырья, полученный путем криогенного замораживания сырья с использованием хладагента, измельчения в криомельнице, сублимационной сушки в течение 15-20 ч до влажности 4-5%, и взятый в соотношении 1:(5-10) до содержания в напитке сухих веществ 5,5-6,5 г/л. В качестве хладагента используют жидкий азот при температуре - 196°С и/или гранулированный твердый диоксид углерода с температурой - 78°С и/или жидкий аргон с температурой - 185°С. В качестве плодово-ягодного сырья используют плоды и ягоды семечковых, косточковых, цитрусовых, тропических и субтропических культур, например, яблоки, груши, айву, вишню, черешню, абрикос, смородину, шиповник, облепиху, хурму и др.
Технологическая схема производства безалкогольного напитка из сублимированного плодово-ягодного сырья представлена на чертеже и включает два этапа: первый этап - получение сублимированного порошка и второй этап - непосредственное получение безалкогольного напитка с использованием данного порошка.
Сублимированный порошок из плодово-ягодного сырья получают путем предварительной мойки, инспекции, удаления несъедобных частей (в случае косточковых - удаления косточек, семечковых - удаления пятизвездной камеры с семенами), дозирования сырья и замораживания с использованием жидкого азота и/или гранулированного твердого диоксида углерода и/или жидкого аргона способами погружения и орошения или их комбинированием, измельчения и сублимационной сушки.
Время полного замерзания сырья при криозаморозке составляет 20-40 мин, что является достаточным для вымораживания большей части влаги в сырье. Использование криозамораживания оказывает не только положительное воздействие на вкусовые и качественные характеристики плодово-ягодного сырья, но и резко увеличивает производительность процесса. Измельчение осуществляют в шаровой криомельнице в течение нескольких минут с получением мелкодисперсного нанопорошка.
Сублимационную сушку осуществляют при следующих параметрах:
- температура на этапе удаления влаги фазовым переходом «лед-пар» (-30-(-35))°С, при этом фазовым переходом «лед-пар» осуществляется удаление 70-90% влаги;
- конечная влажность высушенного материала - 4-5%;
- продолжительность цикла высушивания - 15-20 ч.
Высушенный материал представляет собой пористый слой, легкоразрушаемый и превращаемый в порошкообразную массу. Опытным путем установлено, что оптимальный размер частиц сублимированных порошков из плодов и ягод - не более 40 мкм.
Сублимированный порошок сохраняет вкус, цвет и аромат исходного сырья, а также до 95% питательных веществ и витаминов, микроэлементов и других биологически активных веществ. Технология получения сублимированного порошка обеспечивает сохранность веществ, формирующих цветообразование - антоцианов, хлорофиллов, каротиноидов и других полифенолов. Высушенный продукт также может храниться в упакованном состоянии не менее одного года, что позволяет организовать производство натуральных безалкогольных напитков в регионах, удаленных от сырьевых ресурсов и без привязки ко времени года.
Второй этап изготовления безалкогольного напитка из сублимированного материала включает в себя регидратацию сублимированного порошка из плодово-ягодного сырья, перемешивание и фильтрацию с дальнейшим розливом.
Регидратация осуществляется путем добавления воды с пониженным содержанием дейтерия в сублимированный порошок в соотношении 1:(5-10) до содержания сухих веществ 5,5-6,5 г/л. Для ускорения регидратации продукт с водой перемешивают, а затем выдерживают 1,5-2 ч. Приведенный уровень соотношения сырья и воды успешно использован в условиях производства безалкогольного напитка в объеме 10 л.
Высокое качество безалкогольных напитков функционального (диетического либо лечебно-профилактического) назначения может быть обеспечено не только качеством используемого сырья, но и правильной технологией водоподготовки. Поэтому в производстве безалкогольных напитков к главному компоненту - воде - предъявляются особые требования. Используемая вода с пониженным содержанием дейтерия обладает высокой биологической активностью. Употребление легкой воды приводит к нормализации углеводного и липидного обмена, коррекции веса, выведению шлаков и токсинов из организма и т.д. Результатами клинических испытаний доказано [Лобышев В.П., Калиниченко Л.П. Изотопные эффекты D20 в биологических системах. - М: Наука, 1978.], что при употреблении такой воды повышается работоспособность, физическая активность, выносливость и сопротивляемость организма.
Исследованию роли воды с пониженным содержанием дейтерия посвящены многочисленные публикации последних десятилетий. Так, чрезвычайно чувствительны к воде с пониженным содержанием дейтерия опухолевые клетки: использование легкой воды приводит к регрессии опухоли, а в некоторых случаях к ее некрозу (Roxana, 2010; Wang et al., 2013; Positive Health Online, Is. 203, 2013; Positive Health Online, Is. 209, 2013). Известно использование воды с пониженным содержанием дейтерия в качестве одного из способов лечения больных диабетом, позволяющего снизить уровень сахара в крови, уменьшить глюкозурию, улучшить обменные процессы (патент RU №2270017). Также известно применение воды с пониженным содержанием дейтерия для приготовления средств лечения нейродегенеративных заболеваний и улучшения когнитивной функции (патент RU №2338542).
Функциональный синергизм сублимированного порошка из плодово-ягодного сырья и воды с пониженным содержанием дейтерия позволяет не только получить качественный продукт, но и добиться максимально возможного эффекта диетического или лечебно-профилактического воздействия на организм человека. Оптимальное содержание сухих веществ обеспечивает функциональную направленность безалкогольных напитков, а также однородность и гомогенность консистенции.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. В качестве сырья для получения сублимированного порошка были взяты груши. Проведена предварительная подготовка сырья - мойка, инспекция, удаление пятизвездной камеры с семенами. Затем осуществлено криозамораживание с использованием жидкого азота при средней температуре - 196°С путем погружения сырья во фризер с дальнейшим измельчением в шаровой криомельнице в течение 3 мин и сублимационной сушки в течение 17 ч до влажности 5%. Затем полученный мелкодисперсный нанопорошок используют для приготовления безалкогольных напитков.
В реактор-смеситель дозируют воду питьевую с пониженным содержанием дейтерия в количестве 1/4 от расчетного объема приготавливаемого напитка. При непрерывном перемешивании в реактор-смеситель вносят сублимированный порошок. После чего перемешивание прекращают и доводят объем напитка водой питьевой с пониженным содержанием дейтерия до расчетного объема. Полученный напиток перемешивают 25 мин, оставляют в покое для ассимиляции в течение 2 ч, фильтруют, затем направляют на горячий розлив в потребительскую тару или в потребительской таре в туннельный пастеризатор. После горячего розлива напиток охлаждают до 30-35°С. Массовая доля сухих веществ в свежеприготовленном напитке составляет 6,0%.
Пример 2. В качестве сырья для получения сублимированного порошка были взяты персики. Проведена предварительная подготовка сырья - мойка, инспекция, удаление косточек. Затем осуществлено криозамораживание с использованием гранулированного твердого диоксида углерода с температурой - 78°С путем погружения сырья во фризер с дальнейшим измельчением в шаровой криомельнице в течение 3 минут и сублимационной сушки в течение 15 ч до влажности 4%. Полученный мелкодисперсный нанопорошок используют для приготовления безалкогольных напитков.
В реактор-смеситель дозируют воду питьевую с пониженным содержанием дейтерия в количестве 1/4 от расчетного объема приготавливаемого напитка. При непрерывном перемешивании в реактор-смеситель вносят сублимированный порошок. После чего перемешивание прекращают и доводят объем напитка водой питьевой с пониженным содержанием дейтерия до расчетного объема. Полученный напиток перемешивают 20 мин, оставляют в покое для ассимиляции в течение 1,5 ч, фильтруют, затем направляют на горячий розлив в потребительскую тару или в потребительской таре в туннельный пастеризатор. После горячего розлива напиток охлаждают до 30-35°С. Массовая доля сухих веществ в свежеприготовленном напитке составляет 5,5%.
Пример 3. В качестве сырья для получения сублимированного порошка были взяты вишни. Проведена предварительная подготовка сырья - мойка, инспекция, удаление косточек. Затем осуществлено криозамораживание с использованием жидкого аргона с температурой - 185°С путем погружения сырья во фризер с дальнейшим измельчением в шаровой криомельнице в течение 2 мин и сублимационной сушки в течение 20 ч до влажности 5%. Полученный мелкодисперсный нанопорошок используют для приготовления безалкогольных напитков.
В реактор-смеситель дозируют воду питьевую с пониженным содержанием дейтерия в количестве 1/4 от расчетного объема приготавливаемого напитка. При непрерывном перемешивании в реактор-смеситель вносят сублимированный порошок. После чего перемешивание прекращают и доводят объем напитка водой питьевой с пониженным содержанием дейтерия до расчетного объема. Полученный напиток перемешивают 15 мин, оставляют в покое для ассимиляции в течение 1,5 ч, фильтруют, затем направляют на горячий розлив в потребительскую тару или в потребительской таре в туннельный пастеризатор. После горячего розлива напиток охлаждают до 30-35°С. Массовая доля сухих веществ в свежеприготовленном напитке составляет 6,5%.
Данное изобретение может найти широкое применение в безалкогольной промышленности, расширить ассортимент рациона диетического и лечебно-профилактического питания на потребительском рынке, распространить возможности производства напитков в регионах, удаленных от сырьевых ресурсов. Безалкогольные напитки, полученные заявленным способом, оказывают биокорректорующее и биостимулируюшее воздействие, по своей пищевой ценности и профилактическим показателям могут быть предназначены для осуществления комплекса мероприятий по улучшению качества и структуры питания различных категорий населения.