Способ получения сахарного сиропа для пищевой промышленности
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ предусматривает растворение сахара в воде при перемешивании до достижения заданного содержания сухих веществ в сиропе и нагревание последнего. В сироп вводят пищевые добавки, и/или макронутриенты, и/или микронутриенты для его обогащения этими компонентами. Затем сироп с введенными компонентами подвергают кавитационно-кумулятивной обработке в суперкавитирующем аппарате. Из пищевых добавок используют гидролизованную молочную сыворотку, обогащенную лактатами, и йодказеин. Из макронутриентов используют водные экстракты биологически активных растений. Из микронутриентов - селен, β-каротин. Изобретение обеспечивает повышение физиологической ценности сиропа и равномерность их распределения в сиропе. 3 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к способам получения сиропа повышенного физиологического, лечебного и лечебно-профилактического назначения и может быть использовано в сахарной, а также кондитерской промышленности для приготовления на его основе различных сахарсодержащих продуктов питания.
Известен способ получения сахарного сиропа (Драгилев А.И., Маршалкин Г.А. Основы кондитерского производства. - М.: Колос, 1999, - с.49-53). Согласно известному способу проводят растворение сахара в горячей воде при перемешивании в аппаратах непрерывного или периодического действия до достижения в его растворе заданного содержания сухих веществ.
Недостатками известного способа следует признать плохое растворение сахара, особенно в сахарных растворах высокой концентрации, что может привести к образованию в нем вторичных центров кристаллизации, а также отсутствие в сиропе пищевых добавок макро- и микронутриентов, обладающих различными видами протекторного и лечебного действия в питании человека.
Наиболее близким аналогом можно признать способ получения сахарного сиропа (RU, патент 2190021, С 13 F 1/00, 2002), включающий растворение сахара-песка в горячей воде при перемешивании до достижения заданного содержания сухих веществ, нагрев полученного сиропа до температуры 102-107°С с последующей его кавитационной обработкой в суперкавитирующем аппарате при скорости пропускания через него сиропа 10-15 м/с. В процессе пропускания сиропа через суперкавитирующий аппарат происходит полное растворение мельчайших кристалликов сахара, при этом исключается возможность образования даже дозародышевых ассоциаций.
Недостатками известного способа следует признать отсутствие в готовом сиропе пищевых добавок макро- и микронутриентов, обладающих различными видами протекторного и лечебного действия в питании человека.
Технический результат изобретения заключается в повышении физиологической ценности сиропа путем введения в него пищевых добавок, макро- и микронутриентов и обеспечение их равномерного распределения в сиропе.
Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения сахарного сиропа для пищевой промышленности, предусматривающем растворение сахара в воде при перемешивании до достижения заданного содержания сухих веществ в сиропе, нагревание полученного сиропа и кавитационно-кумулятивную обработку в его аппарате. Перед указанной обработкой в сироп вводят пищевые добавки, и/или макронутриенты, и/или микронутриенты для его обогащения этими компонентами и их равномерного распределения в массе сиропа.
При этом из пищевых добавок используют гидролизованную молочную сыворотку, обогащенную лактатами, йодказеин. Преимущественно из макронутриентов используют водные экстракты биологически активных растений, а из микронутриентов используют селен, β-каротин.
Способ осуществляют следующим образом. Сахар-песок растворяют в горячей воде при перемешивании до достижения заданного содержания сухих веществ в сиропе в диапазоне от 50 до 82%. При использовании сахарных сиропов для производства карамели содержание сухих веществ в нем выдерживают 80-82%. На данной стадии получения сахарного сиропа могут быть использованы соответствующие аппараты периодического или непрерывного действия. В зависимости от вида вводимого в него компонента сироп перед кавитационно-кумулятивной обработкой нагревают в интервале 40-107°С.
Введение в сироп пищевых добавок, макро- и микронутриентов перед пропусканием его через суперкавитирующий аппарат позволяет повысить эффективность его обогащения данными компонентами, обеспечив при этом их равномерное распределение в массе исходного сиропа. В условиях кавитационно-кумулятивной обработки сахарного сиропа, особенно нагретого выше 100°С, создаются сверхоптимальные условия для распределения вводимых в него пищевых добавок, макро- и микронутриентов. При этом происходит диспергирование сиропа, сопровождающееся испарением и конденсацией с образованием кавитационных микропузырьков. В этих условиях происходит изменение физико-химических свойств сиропа, разрушение межмолекулярных связей, что способствует более глубокому обогащению его пищевыми добавками, макро- и микронутриентами. При этом лучшие условия равномерного распределения этих компонентов по массе сиропа получены при использовании суперкавитирующего статического аппарата, состоящего из расширенной части (конфузора) для подвода сиропа, цилиндрической части с неподвижно укрепленным в ней кавитатором в виде СК-крыльчатки расширенной частью на выходе (диффузора) [Немчин А.Ф. Создание новых технологий на основе гидродинамической кавитации. // Сахарная промышленность, - 1987. - №6. - С.21-24].
Подаваемый для кавитационной обработки сироп с добавками сначала поступает в расширенную часть (конфузор) суперкавитационного статического аппарата, а из нее в более узкую его цилиндрическую часть с установленным в середине ее кавитатором в виде СК-крыльчатки. При обтекании лопастей СК-крыльчатки поток сиропа закручивается и за его лопастями образуются суперкаверны с одновременным формированием схлопывающих кавитационных пузырьков. В этих условиях резко возрастает скорость растворения пищевых добавок, макро- и микронутриентов и равномерность их распределения в массе сиропа.
На выходе из цилиндрической части аппарата сироп попадает в его расширенную часть (диффузор), где давление в сиропе существенно падает и создаются условия для растворения мельчайших частиц добавок по всей массе сиропа.
Описанный выше эффект может достигаться при использовании аппаратов типа Ш1-ПАИ, разработанных НПО "Сахар" [Белостоцкий Л.Г. Интенсификация технологических процессов свеклосахарного производства. - М.: Агропроимздат, 1989, - 223 с. С.96-97]. В этих типах аппаратов кавитаторы установлены внутри на штоке.
Использование из пищевых добавок гидролизованной молочной сыворотки, обогащенной лактатами, и йодказеина обусловлено их высокой физиологической ценностью для здоровья человека. Гидролизованная молочная сыворотка, обогащенная лактатами (СГОЛ), является продуктом ферментативного биологического процесса. Она имеет высокое содержание витаминов, особенно В2, провитамина А-бета-каротина до 0,34 мг/100 г, макро- и микронутриентов и является пищевой добавкой с низким содержанием лактатов и денатурированного сывороточного белка. Ее нативные белки характеризуются высокой антигенностью [К вопросу о тератогенном и эмбриотоксическом действии сыворотки молочной ферментативной СГОЛ-1-40 / А.Г.Соколова, А.Р.Линд, Р.Н.Линд и др. // Токсический Вестник. - 1997. - №4. - С.14-16].
Йодказеин использован в качестве источника йода для иодирования сахара. На данную пищевую добавку имеется гигиеническое заключение МЗ РФ №77.99.9.916.П.1466.3.99 от 25.03.99. Она представляет собой йодированный молочный белок казеин и специально разработана для профилактики заболеваний щитовидной железы. Препарат прошел всестороннюю экспертизу, где подтверждена его функциональная пригодность и необходимая безопасность, и он уже широко используется для йодирования соли. При этом исключается передозировка йодом иодируемых продуктов, так как его усвоение происходит одновременно с усвоением молочного белка - казеина. В составе данной пищевой добавки йод прочно связан с белком и сохраняется при длительном хранении и в условиях термообработки.
Необходимость йодирования сахарного сиропа обусловлена тем, что с обычными продуктами питания человек ежедневно потребляет не более 4-15 мкг йода, тогда как суточная потребность в нем составляет 100-150 мкг.
Введение в сироп в качестве макронутриентов водных экстрактов биологически активных растений позволяет усилить протекторные свойства человеческого организма и тем самым уменьшить склонность к различным видам заболеваний.
Рецептура и состав биологически активных добавок в продукты сахарного производства могут быть обширного действия: адаптогенного и имунно-моделирующего; противоколилевого и противовоспалительного (шалфей, эфирные масла); успокаивающего и седативного (валериана, пустырник, хмель); общеукрепляющего и профилактического, а также с тонизирующим эффектом (эхинацея), витаминно-микроэлементным комплексом, ароматизаторами и витаминно-вкусовыми добавками на основе натуральных соков и экстрактов (с запахом лимона, вишни и земляники и т.д.) [Егорова М.И., Чугунова Л.С., Иванова Л.В. Продукты профилактического назначения на основе сахара // Сахар. - 1999. - №5-6. - С.24-25]. В настоящее время в Российском НИИ сахарной промышленности уже разработана серия сахара-рафинада (натурфит) профилактического действия с фитодобавками [Обогащенный сахар / Сахар. - 2002. - №4. - С.53]. На Приморском сахарном комбинате вырабатывают сахар-рафинад, обогащенный экстрактом элеутерококка, который находится в полном соответствии с фармакопейной статьей ФС 42-358-72.
По данным этих исследований количество экстракта элеутерококка в 1 кг элеутерококкиевого сахара должно быть 67,0±1,5 мл. Добавка в пищу элеутерококка позволяет резко снизить заболевание гриппом. При этом острый катар верхних дыхательных путей снижается на 92,2% [Жарский В.Н., Иванов С.З., Лосева В.А. Производство сахара с добавкой биологически активных веществ, содержащихся в растении горно-таежной зоны Дальнего Востока - элеутерококке. // Сахарная промышленность. - 1977. - №2. - С.23-26].
Использование с подобной целью в качестве микронутриентов селена, β-каротина значительно усиливает функциональные свойства сахарного сиропа. Они благоприятно влияют на повышение защитных сил и жизненного тонуса человека, его умственной и физической работоспособности, увеличивая продолжительность его жизни. По рекомендуемым нормам среднесуточного потребления витаминов и минеральных веществ потребность в селене для мужчин составляет 70 мкг, а для женщин - в пределах 55-75 мкг. Так, например, селен входит в состав фермента глютатионпроксидозы, который блокирует наиболее активные и опасные для человека формы свободных радикалов. Другие ферменты, входящие в состав антиоксидантной системы, не могут блокировать подобные формы свободных радикалов. Поэтому селен можно считать незаменимым микроэлементом в питании человека. По данным института РАМН 80% населения России испытывают дефицит селена. Для обеспечения безопасного дозирования селена можно использовать соединение селена и ксантена, природного компонента витамина Е и флавоноидов, выпускаемого под торговой маркой "Селенактив" [ТУ 9280-006-17664661-01]. Оно сертифицировано Минздравом РФ (РУ №003318.Р.643.10.2001).
Введение в сахар β-каротина обусловлено необходимостью его обогащения провитамином А (каротином). Витамин А является одним из важнейших компонентов роста человека, участвует в обменных реакциях белков, жиров, углеводов, обеспечивает нормальную деятельность органов зрения, повышает устойчивость организма к заболеваниям слизистых оболочек дыхательных путей, кишечника и в целом - к инфекции. При его недостатке в организме человека может развиться сухость глаз, которая ведет к развитию бельма и общей потере зрения. По данным ГУ НИИ Питания РАМН, около 50% населения России испытывает дефицит каратиноидов в своем питании. Наиболее распространенным каратиноидом является β-каротин. Рекомендуемый уровень потребления этого микронутриента для взрослого человека составляет 1,5-2,0 мг в день. В качестве источника β-каротина в пищевых отраслях используют натуральный пищевой краситель "Веторон", представляющий собой водный раствор β-каротина с добавлением витаминов С и Е.
Пример 1. Сахар-песок растворяют в горячей воде при перемешивании до достижения в нем 80% сухих веществ при температуре 100°С. Перед подачей его на кавитационно-кумулятивную обработку в него вводят пищевую добавку в виде гидролизованной сыворотки, обогащенной лактатами (СГОЛ) из расчета 10 г/кг сахара. Затем сироп с добавкой СГОЛ подают в расширенную часть (конфузор) суперкавитационного аппарата, разработанного НПО "Сахар", марки Ш1-ПАИ, где он подвергается интенсивной кавитационно-кумулятивной обработке при скорости подачи сиропа 15 м/с.
При этих условиях обеспечивается необходимое обогащение сиропа СГОЛ и ее равномерное распределение по массе сиропа.
По завершению данной операции сироп содержит 1000 мкг СГОЛ на 1 кг сахара и его направляют в соответствующий сборник для последующего использования.
Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, но в качестве добавки в сироп перед его кавитационно-кумулятивной обработкой вводят макронутриенты в виде экстракта биологически активного элеутерококка (ФС 42-358-72) из расчета 67,0±1,5 мл/кг сахара.
По завершению кавитационно-кумулятивной обработки сироп содержит 67 мл/кг элеутерококка на 1 кг сахара и его направляют в соответствующий сборник для последующего использования.
Пример 3. Проводят аналогично примеру 1, но в качестве добавки в сироп перед кавитационно-кумулятивной обработкой вводят микронутриенты в виде селена и β-каротина в соотношении 1:1. В качестве селена используют таблетки "Селен-актив", предварительно растворяя их в воде из расчета 700 мкг/кг сахара, а β-каротин в виде препарата "Веторон" из расчета 100 мкг/кг сахара.
Пример 4. Проводят аналогично примеру 1, но в качестве добавки в сироп перед кавитационно-кумулятивной обработкой вводят пищевую добавку в виде СГОЛ, макронутриенты в виде экстракта элеутерококка и микронутриенты в виде селена и β-каротина. Количество СГОЛ составляет 10 г/кг сахара, экстракта элеутерококка 67 мл/кг сахара, селена на основе таблеток "Селен-актив" 700 мкг/кг сахара, а β-каротина на основе препарата "Веторон" - 100 мкг/кг сахара.
По завершению кавитационно-кумулятивной обработки на 1 кг сиропа приходится 10 г СГОЛ, 67 мл экстракта элеутерококка, 700 мкг селена и 100 мкг β-каротина. Готовый сироп направляют в соответствующий сборник для последующего использования.
Таким образом, использование данного способа позволяет повысить биологическую ценность сиропа, обогащая его необходимыми для здоровья человека пищевыми добавками, микро- и макронутриентами. Причем он может быть использован не только как непосредственно пищевой продукт в питании человека, но и как сырье для расширения ассортимента на его основе других продуктов.
1. Способ получения сахарного сиропа для пищевой промышленности, предусматривающий растворение сахара в воде при перемешивании до достижения заданного содержания сухих веществ в сиропе, нагревание полученного сиропа и его кавитационно-кумулятивную обработку в суперкавитирующем аппарате, отличающийся тем, что перед указанной обработкой в сироп вводят пищевые добавки, и/или макронутриенты, и/или микронутриенты для его обогащения этими компонентами и их равномерного распределения в массе сиропа.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что из пищевых добавок используют гидролизованную молочную сыворотку, обогащенную лактатами, йодказеин.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что из макронутриентов используют водные экстракты биологически активных растений.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что из микронутриентов используют селен, β-каротин.
