Способ получения экстрактов из цедры цитрусовых

Авторы патента:

Станкевич Светлана Владимировна (RU)

A23L27/10 - Пищевые продукты и безалкогольные напитки, не отнесенные к подклассам A23B-A23J; их приготовление или обработка, например варка, изменение питательных свойств, физическая обработка (формование или механическая обработка, полностью не относящиеся к этому подклассу, A23P); консервирование пищевых продуктов вообще

Владельцы патента RU 2790254:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) (RU)

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения экстрактов для десертных соусов желейных кондитерских изделий из растительного сырья. Способ получения экстрактов из цедры цитрусовых предусматривает подготовку, измельчение, составление смеси из цедры цитрусовых в свежем или замороженном виде и воды в соотношении 1:2 или в сушеном виде в соотношении 1:6, добавление в смесь 1 мас. % йота-каррагинана или желатина от полученной массы. Далее проводят ультразвуковую обработку при частоте механических колебаний 22 кГц и интенсивности ультразвукового воздействия 50 Вт/см² до достижения температуры смеси 55±2°С, фасовку, охлаждение, упаковку, маркировку. Хранят при температуре окружающей среды не более 20±2°С до 12 месяцев. Изобретение обеспечивает низкое энергопотребление и сохранность биологически активных веществ, ферментов и витаминов в продукте при микробиологической безопасности в течение всего периода хранения. 6 пр.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения экстрактов для десертных соусов (топпингов) или желейных кондитерских изделий из растительного сырья.

Каждый год в мире образуется порядка 30 млн т цитрусовых отходов. С экологической точки зрения, высокий уровень отходов приводит к загрязнению окружающей среды, поэтому возникает необходимость поиска путей их переработки. Цитрусовые отходы, в основном, состоят из корок, семян, альбедо, которые, в свою очередь, являются богатым источником моносахаридов, целлюлозы, гемицеллюлозы, пектина и эфирных масел [1].

Цедра цитрусовых насыщена эфирными маслами, хорошо сохраняющимися во время сушки. Также в ее составе есть лимонен, фелландрен, гесперидин, сальвестрол, лимонная, яблочная и муравьиная кислоты, флавоноиды, фитонциды, пектин, кумарины, витамины (особенно много аскорбиновой кислоты), клетчатка, макро- и микроэлементы.

Экстракт апельсиновых корок, например, оказывает антитироидальное, гипогликемическое воздействие, стимулирует свойства инсулина, благодаря чему имеет потенциал, для лечения как гипертироидизма, так и сахарного диабета [2]. Также определено, что водные экстракты апельсинов ингибируют ацетилхолинэстеразу, и могут служить терапевтическим средством при лечении болезни Альцгеймера, предупреждают развитие оксидативного напряжения и воспалительной реакции в клетках кожи, под воздействием ультрафиолетового облучения [3, 4].

Известен способ ультразвуковой экстракции флавоноидов из цитрусовых (CN 113209177, заявл. 12.05.2021, опубл. 06.08.2021), который включает следующие этапы: сушка свежей кожуры цитрусовых и проведение измельчения с получением порошка; добавление раствора этанола в порошок и проведение ультразвуковой экстракции для получения неочищенного экстракта флавона; и затем очистку флавоноидных соединений в кожуре цитрусовых с использованием макропористой смолы для получения экстракта, содержащего флавоноидные соединения. Недостатком изобретения является многоэтапность технологического процесса.

Известен способ и устройство для повышения экстракции масла из кожуры цитрусовых (US 20060204624 заявл. 14.03.2005, опубл. 14.09.2006), принятый нами за прототип. Способ усиления экстракции масла из кожуры цитрусовых обеспечивается в результате воздействия на смесь из воды и цедры ультразвуковой энергией высокой мощности в условиях, достаточных для отделения масла из кожуры цитрусовых, и его извлечение. Недостатком способа является сложность технологического процесса и ограничение ассортимента.

Задачей изобретения является разработка способа получения водного экстракта из вторичных сырьевых ресурсов (цедры цитрусовых).

Поставленная задача решается в результате ультразвуковой обработки растительного сырья при частоте механических колебаний 22 кГц, интенсивности ультразвукового воздействия 50 Вт/см², что обеспечивает снижение бактериальной обсемененности. Кроме того, бактерицидными свойствами обладают кислоты и эфиры цедры цитрусовых, что также помогает существенно снизить численность микробиоты в продукте. С помощью ультразвука можно значительно пролонгировать сохранность выработанных продуктов. Низкая температура, не превышающая 55±2°С положительно влияет на энергетические показатели процесса и сохранность биологически активных веществ, ферментов и витаминов в продукте.

Технический результат - получение водного экстракта из цедры цитрусовых, обладающего насыщенным вкусом и ароматом, регулируемой вязкостью и стойкостью продукта, за счет применения гидроколлоидов, а также увеличенным сроком хранения при стабильности показателей безопасности. Продукт имеет цвет от светло-желтого до интенсивно-желтого цвета и вкусо-ароматический букет свойственный используемому сырью.

В качестве пищевых гидроколлоидов использовались - йота-каррагинан и желатин.

Каррагинан - полисахарид, получаемый из морских красных водорослей. Йота-каррагинан производится из водорослей Eucheuma spinosum, он представляет собой мягкий гель, имеет полностью натуральный состав, за счет чего оказывает положительное воздействие на организм. В качестве пищевой добавки йота-каррагинан применяется в молекулярной кухне, как гелеобразователь. Компонент служит для приготовления соусов, изменения консистенции блюда и придания ему превосходного, оригинального внешнего вида, его часто используют в обезжиренных продуктах, чтобы придать им насыщенный вкус.

Желатин является природным биополимером, это производное белка - коллагена, отвечающего за функционирование костей, связок, хрящей, кожных покровов. Аминокислотный состав желатина включает до 18 аминокислот, в том числе глицин (26-31%), пролин (15-18%), гидроксипролин (13-15%), глутаминовую кислоту (11-12%), аспарагиновую кислоту (6-7%), аланин (8-11%) и аргинин (8-9%). Желатин больше подходит для приготовления желейных кондитерских изделий, предотвращая свертываемость кристаллов сахара. Хорошо растворим, обладает высокой влагоудерживающей способностью. При взаимодействии с ультразвуком не теряет гелеобразующих свойств.

Технология производства включает следующие этапы: подготовку сырья с совмещением этапа измельчения (цедры цитрусовых в свежем или замороженном, или сушеном виде) → составление смеси цедры с водой и гидроколлоидом → ультразвуковую обработку → фасовку → охлаждение → упаковку → маркировку.

Получение готового продукта осуществляют с использованием ультразвукового аппарата при частоте механических колебаний 22 кГц и интенсивности ультразвукового воздействия 50 Вт/см². Измельченная масса из цедры цитрусовых в свежем или замороженном, или сушеном виде, воды и гидроколлоида (йота-каррагинана или желатина) загружается в подготовленную емкость для дальнейшей обработки. Под действием ультразвука происходит извлечение биологически активных веществ, преобразование пектиноподобных соединений растительного сырья, гелеобразование, сопровождающееся уничтожением условно-патогенной и патогенной микрофлоры. В отличие от известных способов, в которых имеются длительные операции по упариванию, увариванию и пастеризации, являющиеся энергоемкими, ультразвуковая обработка способствует разрушению клеточных оболочек обрабатываемого растительного сырья, тем самым ускоряет процесс экстрагирования, при этом интенсифицирует процесс гидролиза протопектиновых веществ и ускоряет их переход в водорастворимые пектиновые вещества. Физико-химическое преобразование сырья происходит в процессе ультразвуковой обработки при достижении температуры 55±2°С. Далее готовый продукт фасуют и охлаждают, хранят при температуре 20±2°С.

По показателям безопасности в течение всего периода хранения продукт соответствует требованиям TP ТС 021/201 Технический регламент Таможенного союза «О безопасности пищевой продукции».

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Цедру цитрусовых в свежем виде, измельчают, составляют смесь из цедры и воды в соотношении 1:2, добавляют 1 мас. % йота-каррагинана от полученной массы, загружают в емкость для дальнейшей технологической обработки с использованием ультразвуковых воздействий. Проводят обработку при частоте механических колебаний 22 кГц и интенсивности ультразвукового воздействия 50 Вт/см², до достижения температуры продукта 55±2°С. После продукт фасуют и охлаждают до комнатной температуры 20±2°С, упаковывают, маркируют и хранят при температуре окружающей среды не более 20±2°С до 12 месяцев. Продукт имеет цвет от светло-желтого до интенсивно-желтого цвета и вкусо-ароматический букет свойственный используемому сырью, вязкость продукта 50,0±2 Мпа*с.

Пример 2

Цедру цитрусовых в свежем виде, измельчают, составляют смесь из цедры и воды в соотношении 1:2, добавляют 1 мас. % желатина от полученной массы, далее поступают, как в примере 1. Продукт имеет цвет от светло-желтого до интенсивно-желтого цвета и вкусо-ароматический букет свойственный используемому сырью, вязкость продукта 71,0±2 Мпа*с.

Пример 3

Цедру цитрусовых в замороженном виде, измельчают, составляют смесь из цедры и воды в соотношении 1:2, добавляют 1 мас. % йота-каррагинана от полученной массы, загружают в емкость для дальнейшей технологической обработки с использованием ультразвуковых воздействий. Проводят обработку при частоте механических колебаний 22 кГц и интенсивности ультразвукового воздействия 50 Вт/см², до достижения температуры продукта 55±2°С. После продукт фасуют и охлаждают до комнатной температуры 20±2°С, упаковывают, маркируют и хранят при температуре окружающей среды не более 20±2°С до 12 месяцев. Продукт имеет цвет от светло-желтого до интенсивно-желтого цвета и вкусо-ароматический букет свойственный используемому сырью, вязкость продукта 50,0±2 Мпа*с.

Пример 4

Цедру цитрусовых в замороженном виде, измельчают, составляют смесь из цедры и воды в соотношении 1:2, добавляют 1 мас. % желатина от полученной массы, далее поступают, как в примере 1. Продукт имеет цвет от светло-желтого до интенсивно-желтого цвета и вкусо-ароматический букет свойственный используемому сырью, вязкость продукта 71,0±2 Мпа*с.

Пример 5

Цедру цитрусовых в сушеном виде, измельчают, составляют смесь из цедры и воды в соотношении 1:6, добавляют 1 мас. % йота-каррагинана от полученной массы, загружают в емкость для дальнейшей технологической обработки с использованием ультразвуковых воздействий. Проводят обработку при частоте механических колебаний 22 кГц и интенсивности ультразвукового воздействия 50 Вт/см², до достижения температуры продукта 55±2°С. После продукт фасуют и охлаждают до комнатной температуры 20±2°С, упаковывают, маркируют и хранят при температуре окружающей среды не более 20±2°С до 12 месяцев. Продукт имеет цвет от светло-желтого до интенсивно-желтого цвета и вкусо-ароматический букет свойственный используемому сырью, вязкость продукта 50,0±2 Мпа*с.

Пример 6

Цедру цитрусовых в сушеном виде, измельчают, составляют смесь из цедры и воды в соотношении 1:6, добавляют 1 мас. % желатина от полученной массы, далее поступают, как в примере 1. Продукт имеет цвет от светло-желтого до интенсивно-желтого цвета и вкусо-ароматический букет свойственный используемому сырью, вязкость продукта 71,0±2 Мпа*с.

Использованная литература

1. Курбатова Е.И. Отходы цитрусовых - биологически ценные компоненты для пищевых продуктов и напитков. Пиво и напитки, №5, 2013. С. 56-59.

2. Parmar H.S., Kar A. Antidiabetic potential of Citrus sinensis and Punica granatum peel extracts in alloxan treated male mice - Biofactors 2007, 31 (1), 17-24.

3. Ademosun A.O., Oboh G. Inhibition of acetylcholinesterase activity and Fe2+-induced lipid peroxidation in rat brain in vitro by some citrusfruit juices - J. Med. Food. 2012, May, 15 (5), 428-434.

4. Yoshizaki N., Fujii Т., Masaki H., Okubo Т., Shimada K., Hashizume R. Orange peel extract, containing high levels of polymethoxyflavonoid, suppressed UVB-induced COX-2 expression and PGE2 production in HaCaT cells through PPAR-y activation - Exp. Dermatol. 2014, Oct., 23 Suppl 1, 1822.

Способ получения экстрактов из цедры цитрусовых, предусматривающий подготовку, измельчение, составление смеси из цедры цитрусовых в свежем или замороженном виде и воды в соотношении 1:2 или в сушеном виде в соотношении 1:6, добавление в смесь 1 мас. % йота-каррагинана или желатина от полученной массы, ультразвуковую обработку при частоте механических колебаний 22 кГц и интенсивности ультразвукового воздействия 50 Вт/см² до достижения температуры смеси 55±2°С, фасовку, охлаждение, упаковку, маркировку и хранение при температуре окружающей среды не более 20±2°С до 12 месяцев.

Изобретение относится к устройствам очистки сточных вод от патогенных микроорганизмов, нежелательных примесей, болезнетворных бактерий и может быть использовано в системах водоочистки бытовых и промышленных стоков. Устройство ультразвуковой очистки сточных вод содержит проточный технологический объем в виде цилиндра, патрубок подвода загрязненной воды в нижней торцевой стенке объема, патрубок вывода обработанной воды в верхней части объема, излучатель ультразвуковых колебаний закреплен на верхней торцевой стенке объема и выполнен в виде стержня переменного сечения, имеющего максимальный диаметр в зонах максимума колебаний на резонансной частоте пьезопреобразователя, канал для подачи озоносодержащего газа выполнен вдоль акустической оси излучателя и имеет выходы на торцевую и боковые поверхности излучателя, причем выходы на боковую поверхность выполнены на участках начала изменения диаметра излучателя.

Способ обезжиривания и обеззараживания кишечного сырья убойных животных // 2610131

Изобретение относится к мясоперерабатывающей отрасли. Для обезжиривания и обеззараживания кишечного сырья убойных животных осуществляют комбинированное воздействие электромагнитных излучений сверхвысокочастотного диапазона и ультразвуковых колебаний в передвижных перфорированных сферических резонаторах СВЧ генераторов в многократном циклическом режиме общей продолжительностью процесса до 240 с, предусматривающем эндогенный нагрев при удельной мощности 2,67-6 Вт/г и напряженности электрического поля выше 3 кВ/см, паузу и ультразвуковую обработку при мощности 0,25-0,73 кВт и температуре кавитационной жидкости 48°С до достижения температуры кишечного сырья 37…38°С.

Способ и устройство для обеззараживания молока комплексным воздействием физических факторов // 2568061

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности для обеззараживания молока. Способ обеззараживания молока включает воздействие на молоко электрическим полем СВЧ частотой 2450 МГц, удельной мощностью 4 Вт/г в проточном режиме с наложением бактерицидного потока УФ излучений лампой мощностью 240 Вт и ультразвукового поля с частотой 40 кГц и удельной мощностью 0,625 Вт/г, при этом продолжительность воздействия составит 250 с до достижения температуры молока 57…58 ˚С.

Установка для обеззараживания жидкостей комплексным воздействием физических факторов // 2541779

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к обеззараживанию жидкостей (воды, молока и т.д.). Установка содержит рабочую емкость с входным и выходным патрубками, выполненную в виде цилиндрического экранного корпуса, внутри которого коаксиально установлены перфорированная резонаторная камера и ситовый экранный корпус.

Устройство для ультразвуковой обработки молока // 2510850

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим обеззараживание жидкостей посредством воздействия ультразвукового излучения. Устройство для ультразвуковой обработки молока проточного типа содержит пьезоисточники ультразвуковых излучений кольцевой формы, собранные в виде полого цилиндра.

Способ ультразвуковой кавитационной обработки жидких сред и расположенных в среде объектов // 2455086

Изобретение относится к области кавитационной обработки жидких сред, удельное содержание воды или иной жидкой фазы которых превышает 65-70% от общей массы, а также к обработке предметов, находящихся в этой среде. .

Способ стерилизации воды и жидких пищевых сред // 2366347

Изобретение относится к способам безреактивной стерилизации воды и жидких пищевых сред в виде водных истинных и коллоидных растворов, дисперсных систем с водной средой: эмульсий и суспензий, а также смесей этих субстанций. .

Способ получения молочной смеси с высоким содержанием белка и высокобелковая молочная смесь // 2331197

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к способам приготовления молочных смесей, и может быть использовано для получения высокобелкового молочного полупродукта, из которого производят кисломолочные напитки, творог или сыр. .

Гомогенизатор ультразвуковой лабиринтный // 2325231

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для тонкого измельчения, гомогенизации, диспергирования взвешенных в жидкости частиц. .

Способ выработки консервов "свинина по-китайски" // 2322112

Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Способ получения десерта из ягод земляники // 2790252

Изобретение относится к плодоовощной консервной промышленности. Предложен способ получения пюреобразного десерта на основе ягод земляники, предусматривающий приемку, сортировку свежих ягод земляники, мойку кураги из абрикосов и сушеных яблок, очищенных без семенной камеры, составление смеси из ягод земляники с сахаром белым или смеси из ягод земляники с сахаром белым с добавлением сушеных яблок или кураги из абрикосов, настаивание смеси в течение 2,5-4,0 ч при температуре 18±2°С, перемешивание в течение 2-3 мин, механоакустическую обработку и стерилизацию полученной смеси в аппарате, снабженном роторно-диспергирующим устройством, создающим акустическое поле с интенсивностью воздействия 100-500 Вт/кг в течение 15-30 мин при температуре 65-70°С с последующей стерилизацией при температуре 95-97°С в течение 20-60 с, горячий розлив в стеклянную упаковку, укупоривание, охлаждение до температуры не выше 25°С, хранение, причем используют следующее соотношение исходных компонентов с учетом потерь, кг/1000 кг готового продукта: свежие ягоды земляники - 1000, сахар белый - 142,9, или свежие ягоды земляники - 941,9, сушеные яблоки - 112,7, сахар белый - 112,2, или свежие ягоды земляники - 955,1, курага из абрикосов - 84,5, сахар белый - 91,8.