Способ получения восстановленного сока
Владельцы патента RU 2369273:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) (RU)
Способ получения восстановленного сока включает концентрирование сока путем выпаривания в вакууме при разрежении (10-1) Па и разбавление концентрированного сока до требуемого содержания растворимых сухих веществ. Выпаривание осуществляют в вакууме при разрежении (10-1) Па. Концентрированный сок сушат при атмосферном давлении в течение четырех дней при температуре 50°С и достижении вязкости, достаточной для осуществления экструзии и получения гранулированного сока. Последний досушивают в течение трех дней при температуре до 50°С до содержания растворимых сухих веществ не менее 80° Брике. Восстановленный сок получают путем разбавления гранулированного сока конденсатом, полученным при выпаривании сока прямого отжима, причем непосредственно перед восстановлением гранулированный сок размельчают. Это позволяет повысить качество восстановленного сока за счет уменьшения потерь биологически активных веществ во время длительного хранения, увеличение срока хранения и уменьшения затрат при хранении 1 табл.
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству и получению концентрированных и восстановленных соков.
Известен способ получения восстановленного сока, в котором сок прямого отжима концентрируют выпариванием при температурах, меньших температуры кипения до достижения массовой доли растворимых сухих веществ не более 70° Brix, концентрированный сок консервируют нагревом, а затем восстанавливают добавлением воды до нужного уровня растворимых сухих веществ [1]. Однако выпаривание влаги при температурах более 50°С, как и последующая консервация нагревом снижают биологическую ценность концентрированного сока. Срок хранения концентрированного сока при t=+20°С не превышает 90 суток. Концентрированный сок является жидким продуктом, что создает неудобства при его транспортировке и хранении. К воде, применяемой для восстановления концентрированного сока, предъявляются специальные требования, тогда как конденсат, получаемый при концентрировании сока и представляющий собой натуральную питьевую воду, входящую в состав исходного сырья, для восстановления сока не используется, что снижает эффективность способа.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения восстановленного сока, предусматривающий концентрирование сока прямого отжима путем выпаривания и разбавление концентрированного сока водой до уровня растворимых сухих веществ, предусмотренных нормативными документами [2].
Однако концентрированный сок является жидким продуктом с уровнем растворимых сухих веществ (60-70)° Брикс, зависящим от типа сока (осветленный, неосветленный) и вида исходного сырья, использованного для его получения [3]. Способ не распространяется на сухие соки с более высоким уровнем растворимых сухих веществ, обладающие большими сроками хранения и требующие меньших затрат при хранении и транспортировке. Кроме того, восстановление сока осуществляется водой, качество которой не должно изменять характерные качественные свойства сока. Конденсат же, получаемый при концентрировании сока прямого отжима и представляющий собой натуральную питьевую воду с ароматом и биологически активными веществами исходного сырья, для восстановления концентрированного сока не используется, что снижает эффективность способа.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в расширении области применения и повышении эффективности способа.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе получения восстановленного сока, включающем концентрирование сока путем выпаривания и разбавление концентрированного сока до требуемого содержания растворимых сухих веществ, концентрированный сок сушат при атмосферном давлении в течение четырех дней при температуре до 50°С и достижения вязкости, достаточной для осуществления экструзии и получения гранулированного сока, последний досушивают в течение трех дней при температуре до 50°С и до содержания растворимых сухих веществ не менее 80° Брикс, а восстановленный сок получают путем разбавления гранулированного сока конденсатом, полученным при выпаривании сока прямого отжима, причем непосредственно перед восстановлением гранулированный сок размельчают.
Сушка концентрированного сока при атмосферном давлении в течение четырех дней при температурах до 50°С и достижения вязкости, достаточной для осуществления экструзии и получения гранулированного сока, приводит к консистенции, позволяющей формировать гранулы. Использование пониженных температур минимизирует потери биологической ценности сока при сушке. В экструдере сок перемешивается и нагревается в результате пластической деформации, что ускоряет процесс сушки.
Гранулированный сок досушивают в течение трех дней при температуре до 50°С и до содержания растворимых сухих веществ не менее 80° Брикс. В результате сушки сок переходит в воздушно-сухое состояние и сохраняет биологическую активность в течение длительного времени в обычных условиях при комнатной температуре, существенно превышающего срок хранения концентрированного сока. Сухой гранулированный сок также имеет преимущества перед жидким концентрированным соком при хранении и транспортировке, что снижает затраты и повышает эффективность способа.
При восстановлении сухой сок разбавляют конденсатом, полученным в результате выпаривания сока прямого отжима, что позволяет вернуть восстановленному соку те ароматические и биологически активные вещества, которые были удалены из сока прямого отжима в процессе выпаривания. Восстановление сока собственной натуральной водой, какой является конденсат, обеспечивает получение 100% сока, не уступающего по вкусовым характеристикам и содержанию полезных веществ натуральному. С другой стороны, восстановление сока конденсатом, который теряется при испарении или является отходом производства, снижает затраты на получение восстановленного сока и повышает эффективность способа.
Размельчение гранулированного сока осуществляют непосредственно перед восстановлением, что уменьшает потери биологически активных веществ во время длительного хранения. Уменьшение потерь обеспечено сокращением продолжительности воздействия кислорода воздуха на порошкообразный сок, поверхность взаимодействия которого существенно больше, чем у гранулированного сока.
Испытания проведены на 15 кг сока прямого отжима крыжовника, массовая доля растворимых сухих веществ в котором была определена рефрактометром и составила 11,5° Брикс. Концентрирование сока прямого отжима осуществлено выпариванием на установке [4] при температурах до 50°С и разрежении 6 Па. В результате выпаривания получено 2,3 кг концентрированного сока влажностью 72% и 12,5 л конденсата. Сок имел вид жидкой пастообразной массы, конденсат представлял собой чистую прозрачную питьевую воду с ароматом крыжовника, приятную на вкус.
Концентрированный сок сушили при атмосферном давлении в течение четырех дней при температурах до 50°С и достижения вязкости, достаточной для осуществления экструзии, при этом влажность сока составила 30%. По достижении достаточной вязкости концентрированный сок приобрел консистенцию, позволяющую осуществлять экструзию, и был пропущен через экструдер с формированием гранул. Гранулированный сок в течение трех дней досушивали в конвективной сушилке при температурах до 50°С. В результате сушки получено 0,73 кг гранулированного сока влажностью 12%. Массовая доля растворимых сухих веществ в воздушно-сухом гранулированном соке составила 81,2° Брикс.
Пониженные температуры t<50°С, использованные при выпаривании и сушке сока прямого отжима, позволили максимально сохранить биологическую активность гранулированного сока. Лабораторные исследования физико-химического состава после хранения в обычных условиях при комнатной температуре в течение полугода и двух лет, существенно превысивших срок 90 суток хранения концентрированного сока, позволили установить массовую долю витаминов и минеральных веществ в гранулированном соке крыжовника (Таблица).
| Массовая доля витаминов и минеральных веществ в гранулированном соке крыжовника, мг/100 г | |||||
| N п/п | Показатель | Сок 0,5 года | Сок 2 года | Ягода | Сок/ягода |
| 1 | Витамины | 101,27 | 96,95 | 30,83 | 3,2 |
| 2 | Ретинол (А) | 5,9 | 4,9 | 0,2 | 27 |
| 3 | Тиамин (В1) | 0,03 | 0,02 | 0,01 | 2,5 |
| 4 | Рибофлавин (В2) | 0,06 | 0,04 | 0,02 | 2,5 |
| 5 | Токоферол (Е) | 1,28 | 0,99 | 0,6 | 1,9 |
| 6 | Аскорбиновая кислота (С) | 94 | 91 | 30 | 3 |
| 7 | Минеральные вещества | 250,2 | 229,6 | 101,5 | 2,4 |
| 8 | Натрий (Na) | 38 | 39 | 23 | 1,7 |
| 9 | Кальций (Са) | 67 | 53 | 22 | 2,7 |
| 10 | Магний (Mg) | 82 | 74 | 9 | 8,7 |
| 11 | Фосфор (Р) | 45 | 50 | 28 | 1,7 |
| 12 | Железо (Fe) | 2,7 | 1,5 | 0,8 | 2,6 |
| 13 | Марганец (Mn) | 9,9 | 8,3 | 0,45 | 20 |
| 14 | Медь (Cu) | 3,7 | 2,5 | 0,13 | 24 |
| 15 | Цинк (Zn) | 1,9 | 1,3 | 0,09 | 18 |
Из таблицы следует, что гранулированный сок крыжовника содержит витамины и минеральные вещества, массовая доля которых превышает долю в исходной ягоде с кратностью, в среднем, от 1,7 для натрия и фосфора до 27 для ретинола. Содержание ретинола пересчитано в соотношении 1/6 по экспериментально определенному значению β-каротина. Высокое содержание β-каротина, аскорбиновой кислоты, микроэлементов определяет гранулированный сок крыжовника как биологически активный продукт. Для удовлетворения суточной потребности в витаминах и минеральных веществах достаточны следующие количества гранулированного сока крыжовника: А - 25 г; Cu, Mn - 35 г; С - 80 г; Zn, Mg - 450 г. Содержание витаминов и минеральных веществ после хранения в течение полугода и двух лет изменилось незначительно. В целом увеличение срока хранения от полугода до двух лет привело к снижению массовой доли витаминов и минеральных веществ, соответственно, на 4% и 8%.
Непосредственно перед восстановлением гранулированный сок крыжовника был размельчен в порошок. При восстановлении порошкообразный сок был разбавлен конденсатом, полученным в результате выпаривания сока прямого отжима. Исходя из массовых долей растворимых сухих веществ 81,2° Брике в сухом соке и 11,5° Брике в соке прямого отжима, сухой сок был разбавлен в соотношении одна часть сока на семь частей конденсата. Разбавление выполнено в три этапа, при этом конденсат перед разбавлением подогревался до 50°С. При каждом разбавлении соотношение между соком и конденсатом составляло ~1/2. В результате реализации способа восстановленный сок крыжовника был идентичен по органолептическим показателям соку крыжовника прямого отжима.
Данный способ позволяет расширить область применения способа на сухие соки с массовой долей растворимых сухих веществ не менее 80° Брикс и повысить его эффективность за счет увеличения срока хранения, уменьшения затрат при хранении и транспортировке и восстановления конденсатом, получаемым при выпаривании сока прямого отжима.
Источники информации
1. www.tks.ru - Приложение к письму ГТК России от 29.05.02 N 01-06/21003 "О товарах, классифицируемых в товарных позициях 2007, 2008, 2009 и 2202 ТН ВЭД России"
2. Восстановленные соки. http://juice.chile.ru/juices/100juice.shtml
3. ГОСТ Р 52185-2003. Приложение А. Рекомендуемые массовые доли растворимых сухих веществ и массовые доли титруемых кислот для концентрированных фруктовых соков.
4. Патент RU №2276314 С1, 2006.
Способ получения восстановленного сока, включающий концентрирование сока путем выпаривания и разбавление концентрированного сока до требуемого содержания растворимых сухих веществ, отличающийся тем, что концентрированный сок сушат при атмосферном давлении в течение четырех дней при температуре до 50°С и достижении вязкости достаточной для осуществления экструзии и получения гранулированного сока, последний досушивают в течение трех дней при температуре до 50°С до содержания растворимых сухих веществ не менее 80° Брикс, а восстановленный сок получают путем разбавления гранулированного сока конденсатом, полученным при выпаривании сока прямого отжима, причем непосредственно перед восстановлением гранулированный сок размельчают.
