Способ получения фруктозосодержащего продукта из топинамбура

 

Изобретение относится к фармацевтической и пищевой промышленности. Способ предусматривает смешивание измельченного топинамбура или его порошка с размером частиц 1 мм с горячей водой до достижения соотношения 1:7 с учетом исходной влажности сырья. Гидролиз инулина до фруктозы проводят непосредственно в водной смеси сырья при рН 3,0 в течение 4,5 ч с последующей нейтрализацией смеси. Гидролиз осуществляют при рН 4,5 и температуре 70^oC для уменьшения разложения фруктозы и образования пасты. Способ является безотходным и обеспечивает получение фруктозосодержащей пасты с большим количеством биологически активных веществ. 3 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к фармацевтической и пищевой промышленности.

В клубнях топинамбура содержится инулин, который является полисахаридом фруктозы и накапливается в процессе фотосинтеза растения. При кислотном гидролизе или при гидролизе в организме человека инулин переходит во фруктозу.

Фруктоза - кетоза, восстанавливающий моносахарид, который также содержится в ягодах, фруктах, пчелином меде. Слаще сахарозы и ксилита в 1,5 раза, слаще сорбита в 3 раза. Энергетическая ценность фруктозы 3,8 ккал. Усвоение фруктозы и меньшей степени зависит от гормона поджелудочной железы инсулина, чем для глюкозы. Умеренное потребление фруктозы не вызывает выраженных изменений сахара в крови. Фруктоза обладает антикетогенным и противокариесным свойствами. Эти свойства фруктозы особенно важны для больных сахарным диабетом.

Известен способ получения фруктозосодержащего продукта из топинамбура, в частности фруктозного сиропа, предусматривающий измельчение клубней топинамбура, смешивание измельченных клубней с горячей водой для экстрагирования инулина, гидролиз последнего на первой стадии ортофосфорной кислотой при температуре 80 - 90^oC pH 5,0 - 5,2 в течение 60 мин до образования низших фруктанов, фильтрацию экстракта через адсорбент и вторую ступень гидролиза в электродиализаторе при pH 4,0 - 4,2 до образования фруктозы и сгущение гидролизата до сиропа (SU автор. свидет. N 1392105, C 13 K 11/00, 1988).

Недостаток способа заключается в многостадийности процесса гидролиза, в потерях чести биологически активных веществ и наличии отходов производства.

Технический результат изобретения заключается в создании безотходного производства, получении конечного продукта в виде фруктозосодержащей пасты, содержащей большее количество биологически активных веществ, чем сироп и упрощение процесса.

Для достижения этого технического результата в предложенном способе получения фруктозосодержащего продукта, предусматривающем смешивание частиц сырья с горячей водой, гидролиз инулина раствором кислоты при температуре 80^oC и сгущение гидролизата, смешивание, частиц сырья с горячей водой проводят до достижения соотношения 1:7 с учетом исходной влажности сырья, а гидролиз инулина - непосредственно в смеси сырья с водой при pH 3,0 в течение 4,5 часов с последующей нейтрализацией смеси, при этом сгущение гидролизата осуществляют при pH 4,5 и температуре 70^oC для уменьшения разложения фруктозы и образования пасты.

В качестве исходного сырья следует использовать измельченные клубни топинамбура с размером частиц 1 мм, а также может быть использован полученный из клубней порошок с размером частиц 1 мм. Смесь порошка и воды необходимо выдерживать в течение 1 часа для набухания. При использовании для гидролиза инулина хлористоводородной кислоты процесс следует вести в закрытом варочном котле.

Способ получения фруктозосодержащего продукта заключается в следующем.

В качестве исходного сырья используют измельченные клубни топинамбура с размером частиц 1 мм в начале сезона заготовки. В последующее время используют порошок из клубней топинамбура с размером частиц 1 мм, который позволяет проводить процесс на предприятии бесперебойно.

Порошок перед использованием следует просеять для отделения механических примесей.

Определяют влажность используемого сырья, подают его в открытый варочный котел с мешалкой и смешивают с горячей водой до достижения соотношения 1:7 с учетом начальной влажности. Такое соотношение компонентов обеспечивает их эффективное перемешивание. Полученную смесь нагревают до 80^oC при перемешивании. Порошок в горячей воде выдерживают в течение 1 часа для набухания. Температура в 80^oC позволяет достаточно полно инактивировать ферменты в клубнях. В смесь сырья с водой добавляют раствор лимонной или хлористоводородной кислоты до достижения pH 3,0 при перемешивании. Используют для проведения гидролиза 15,5%-ный раствор пищевой лимонной кислоты. При указанной величине pH и температуре в течение 4,5 часов проводят гидролиз инулина в смеси сырья с водой до фруктозы и олигофруктанов, при этом получается светлый гидролизат с хорошими вкусовыми качествами.

При использовании хлористоводородной кислоты процесс гидролиза ведут в закрытом варочном котле до нейтрализации кислоты для предотвращения попадания в окружающее пространство хлористого водорода.

Время гидролиза 4,5 часа при pH 3,0 и температуре 80^oC является оптимальным и не приводит к разложению фруктозы и к потемнению пасты. После гидролиза кислоту нейтрализуют до достижения pH 4,5: в частности гидрокарбонатом натрия, что придает большую устойчивость фруктозе при хранении продукта.

Обогащение последнего лимонной кислотой и частичное образование цитрата натрия при нейтрализации увеличивает биологическую ценность продукта. При нейтрализации хлористоводороной кислоты, образующийся хлорид натрия улучшает вкусовые качества продукта.

Гидролизат после нейтрализации сгущают при pH 4,5 и температуре 70^oC до образования пасты. Сгущение гидролизита более, чем в 2,5 раза нежелательно, так как это ухудшает потребительское качество продукта. Выход готового продукта находится в пределах 300% в расчете на исходное сухое сырье.

Пример 1. 100 г однородного просеянного через сито порошка клубней топинамбура с размером частиц 1 мм с влажностью 8,7%, загружают в открытый варочный котел с мешалкой, заливают горячей водой с температурой 80^oC в соотношении порошок-вода 1: 7, учитывая его влажность, перемешивают и оставляют набухать 1 час. К полученной смеси прибавляют мелкими порциями пищевую лимонную кислоту (18 г в 100 мл воды) до pH 3,0 (контроль по иономеру) и нагревают при 80^oC в течение 4,5 часов при постоянном перемешивании. Смесь охлаждают и осторожно прибавляют при постоянном перемешивании мелкими порциями около 10, г кристаллического гидрокарбоната натрия (NaHCO₃ - пищевая сода) до pH 4,5 (контроль по иономеру), при этом необходимо учитывать вспенивание и увеличение объема смеси).

Полученную смесь сгущают в открытой выпарительной чашке или под вакуумом на водяной бане при 70^oC в 2,5 раза по отношению к исходной массе смеси. Получают 300 г однородной фруктозосодержащей пасты с приятным кисловато-сладким вкусом без выраженного запаха, светло-коричневого цвета с содержанием восстанавливающих сахаров 20% в расчете на исходное сырье (безводный порошок). Таким образом, процесс является безотходным с получением продукта, содержащего весь комплекс биологически активных веществ исходного сырья.

Пример 2. 400 г сырых клубней топинамбура с исходной влажностью 75% измельчают с помощью гомогенизатора до однородной кашицеобразной массы и протирают через сито с диаметром отверстий 11 мм. Протертую массу загружают в отрытый варочный котел с мешалкой, добавляют 400 мл воды так, что соотношение клубни-вода составляет 1:7 с учетом их влажности. К смеси добавляют порциями 18,0 г лимонной кислоты, предварительно растворенной в 100 мл воды, до pH 3,0 (контроль с помощью иономера) и нагревают при 80^oC в течение 4,5 ч при постоянном перемешивании. Дальше процесс ведут как в примере 1. Получают пасту с аналогичными показателями.

Пример 3. 100 г однородного просеянного через сито порошка из клубней топинамбура с размером частиц 1 мм и влажностью 8,7% или 400 г сырых клубней топинамбура с влажностью 75%, измельченных и протертых через сито с диаметром отверстий 1 мм, загружают в закрытый варочный котел с воздушным холодильником и мешалкой, заливают горячей водой с температурой 80^oC в соотношении сырье (порошок или клубни) - вода 1:7, включая исходную влажность. Порошок перемешивают и оставляют набухать 1 ч, а сырые клубни используют сразу. К полученной смеси прибавляют до pH 3,0 (контроль с помощью иономера) 4 мл конц. хлористоводородной кислоты растворенной в 50 мл воды и нагревают при 80^oC в течение 4,5 ч при постоянном перемешивании. Смесь после гидролиза частично нейтрализуют, осторожно прибавляя при постоянном перемешивании, мелкими порциями, кристаллический гидрокарбонат натрия (NaHCO₃ пищевая сода) до pH 4,5 (контроль по иономеру). При этом необходимо учитывать вспенивание и увеличение объема смеси.

Полученную смесь сгущают в открытой выпарительной чашке или под вакуумом на водяной бане при 70^oC в 2,5 раза по отношению к исходной массе смеси. Получают 300 г однородной фруктозосодержащей пасты с приятным кисловато-сладким вкусом без выраженного запаха, от светло-коричневого до темно-коричневого цвета с содержанием восстанавливающих сахаров 20% в расчете на исходное безводное сырье (безводный порошок или сухие клубни).

Полученная фруктозосодержащая паста имеет следующие характеристики: внешний вид - однородная пастообразная масса без посторонних примесей, вкус - кисло-сладкий приятный, запах - не выражен, цвет - от светло - до темно-коричневого, потеря массы при высушивании - 65%, в расчете на исходное сухое сырье: остаток при прокаливании - 9%, общая кислотность в пересчете на лимонную кислоту - 6,4%, углеводы - 45,0%, в том числе свободные восстанавливающие сахара - 20%, пектины - 5,0%, пищевые волокна - 8,0%, аминокислоты и белковые вещества - 8%. Хроматографически на бумаге в системе н-бутанол-ледяная уксусная кислота - вода (4:1:2) обнаружены сахара: инулин, олигофруктаны, фруктоза и следы глюкозы.

Таким образом, предложенный способ является безотходным и обеспечивает получение фруктозосодержащей пасты с большим количеством биологически активных веществ.

Формула изобретения

\ \ \ 1 1. Способ получения фруктозосодержащего продукта из топинамбура, предусматривающий смешивание частиц сырья с горячей водой, гидролиз инулина раствором кислоты при 80ºC и сгущение гидролизата, отличающийся тем, что смешивание частиц сырья с горячей водой проводят до достижения соотношения 1 : 7 с учетом исходной влажности сырья, а гидролиз инулина - непосредственно в водной смеси сырья при pH 3,0 в течение 4,5 ч с последующей нейтрализацией смеси, при этом сгущение гидролизата осуществляют при pH 4,5 и температуре 70ºC для уменьшения разложения фруктозы и образования пасты. \\\2 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют измельченные клубни топинамбура с размером частиц 1 мм, при этом смесь сырья с водой гидролизуют немедленно. \\\2 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют полученный из клубней топинамбура порошок с размером частиц 1 мм, при этом смесь порошка и воды выдерживают в течение 1 ч для набухания. \\\2 4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что для гидролиза инулина из кислот используют хлористоводородную кислоту и процесс ведут в закрытом варочном котле.