Способ получения картофельного концентрата

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРТОФЕЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(72) Авторы Ловкис Зенон Валентинович Куликов Алексей Валентинович Шабета Михаил Петрович Колоскова Ольга Владимировна(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научнопрактический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(56)13232 1, 2010.10509 1, 2008. ЛОВКИС З.В. и др. Пищевая промышленность наука и технологии. 2009. -3. - С. 51-57. ЛОВКИС З.В. и др. Инновационные технологии в производстве пищевых продуктов Сб. материаловМеждународной научно-практической конференции. - Минск, 2006. - С. 95-97. ЛОВКИС З.В. и др. Пищевая промышленность. - 2005. -7. - С. 8, 26. ЛОВКИС З.В. и др. Картофелеводство Сб. научных трудов. - 2007. - Т. 13. С. 220-229.2053691 1, 1996.(57) Способ получения картофельного концентрата, включающий подготовку картофеля,его измельчение, термическую обработку, ферментативную обработку измельченной картофельной массы, отделение осадка фильтрацией, концентрирование фильтрата упариванием, подкисление упаренного фильтрата молочной кислотой и последующее его термостатирование, отличающийся тем, что при измельчении картофель нарезают на пластины толщиной 5-20 мм, осуществляют термическую обработку путем бланширования пластин в нагретой до температуры 80-90 С воде в течение 5-20 минут, затем пластины охлаждают до температуры 20-50 С и измельчают на пильно-терочном аппарате до разрушения 90-95 картофельных клеток при одновременном разбавлении измельчаемой картофельной массы водой, взятой в количестве 20-100 к массе картофеля, нагревают до температуры 50-65 С и подвергают ферментативной обработке препаратами с-амилазной и глюкоамилазной активностью из расчета 0,3-1,8 ед. АС и 3,7-4,7 ед. ГлС на 1 грамм условного крахмала при 4,0-6,0 в течение 30-40 минут. Изобретение относится к безалкогольной отрасли пищевой промышленности, а именно к способам производства концентрата для получения безалкогольных напитков. Изобретение обеспечивает получение картофельного концентрата, используемого при производстве безалкогольных напитков, отличающегося высокими потребительскими свойствами и органолептическими показателями. Известен способ производства напитка типа кваса 1, предусматривающий мойку,очистку, резку, варку картофеля, приготовление картофельного пюре, разбавление его во 16757 1 2013.02.28 дой, введение в разбавленное пюре ферментных препаратов с последующей термической обработкой. Полученное ферментированное пюре разбавляют водой, кипятят, вносят необходимые добавки, затем охлаждают, фильтруют, вносят комбинированную закваску дрожжей и молочнокислых бактерий и сбраживают. Полученное сусло декантируют с дрожжевого осадка, после чего осуществляют розлив, укупорку и выдержку готового напитка. Недостатком известного способа является сложность, громоздкость, длительность технологического цикла (применение многостадийной ферментации и многократной термообработки), что ведет к дополнительным энерго-, трудозатратам и удорожанию готового продукта. Известен способ производства концентрата квасного сусла 2, предусматривающий термическую обработку картофельного сырья, отделение осадка фильтрацией и концентрирование сусла упариванием. В качестве картофельного сырья используют клеточный сок картофеля, термическую обработку которого проводят в два этапа, на первом из которых ее ведут одновременно с очисткой сока активированным углем, а второй осуществляют после концентрирования сусла путем термостатирования при давлении 150-256 кПа в течение 25-40 минут, при этом после отделения осадка сусло дополнительно фильтруют и очищают путем пропускания через ионитные смолы. К недостаткам известного способа следует отнести то, что полученный концентрат в основном состоит из растворимых органических и неорганических солей и кислот, присутствующих в клеточном соке картофеля, и незначительного количества углеводов в виде остаточного содержания растворимых сахаров. Концентрация сухих веществ в упариваемом картофельном соке низкая и составляет около 4 , что при доведении концентрации до необходимого значения требует больших энергетических затрат. Кроме того, клеточный сок картофеля быстро темнеет и приобретает неприятный запах, который при обработке не устраняется. Это влияет на товарный вид и качество готового продукта. Выделение белковых компонентов при фильтрации, с одной стороны, предупреждает образование нагара на поверхности нагрева, с другой стороны, нарушает баланс питательных веществ в готовом продукте, что существенно сказывается на его качестве. Наиболее близким к изобретению является способ производства картофельного концентрата 3 (прототип), включающий подготовку картофельного сырья, его обработку ферментами в два этапа, отделение осадка фильтрацией, концентрирование фильтрата упариванием, термостатирование упаренного концентрата и подкисление его молочной кислотой, отличается тем, что подготовку сырья осуществляют механическим измельчением клубней картофеля до получения частиц размером не более 3 мм, наэтапе обработку ферментами проводят при 4,5-7,0 в три стадии, при этом вводят препарат мезофильной -амилазы в количестве 2,0-4,5 ед. АС/г условного крахмала и осуществляют разжижение на 1-й стадии при 45-55 С в течение не менее 30 минут, на 2-й стадии при 60-75 С в течение 120-130 минут и на 3-й стадии при 80-95 С в течение 30-40 минут или вводят препарат бактериальной термостабильной -амилазы в количестве 0,2-0,6 ед. АС/г условного крахмала и осуществляют разжижение на 1-й стадии при 45-55 С в течение не менее 20 минут, на 2-й стадии при 80-93 С в течение 60-100 минут и на 3-й стадии при 80-95 С в течение 30-90 минут, наэтапе вводят препарат глюкоамилазы в количестве 4,8-9,0 ед. ГлС/г условного крахмала и осуществляют осахаривание при 4,2-6,3 и температуре 52-62 С в течение не менее 30 минут, кроме того, на 1-й стадииэтапа или наэтапе вводят препарат протеазы нейтральной ( 4,8-6,0) или кислой ( 4,0-5,5) в количестве 1,0-3,0 ед. ПС/г белка или 0,2-0,45 ед. ПС/г условного крахмала и/или препарат пектиназы в количестве 5,0-60,0 ед. ПкС/г пектиновых веществ или 0,5-7,0 ед. ПкС/г условного крахмала, а термостатирование осуществляют при давлении 100-110 кПа в течение 10-20 минут. 16757 1 2013.02.28 Недостатками известного способа являются громоздкость способа по набору технических приемов и режимов их осуществления. Способ предусматривает 2 этапа ферментной обработки, при этом только первый этап осуществляют в 3 стадии, каждая из которых характеризуется собственной продолжительностью, температурой, требуемой величинойи дозированием ферментов на каждой из стадий. Осуществлять заданную очередность и режимность по продолжительности процесса, температуре,среды и расходу реагентов в непрерывном процессе производства очень сложно (практически невозможно) высокая продолжительность выполнения способа. По данным поясняющих примеров(5 примеров) продолжительность только ферментативной обработки составляет 230250 минут (3,8-4,2 часа) максимальный размер частиц измельченного картофеля ограничен значением 3 мм. В измельченной массе с размерами частиц 1-3 мм до 50 картофельных клеток остаются неразрушенными, в связи с чем содержимое неразрушенных картофельных клеток остается недоступным для ферментов и не участвует в обеспечении максимально возможного выхода готового продукта. В фильтрационном осадке остается более 50 неиспользуемого картофеля необоснованная многократная термообработка измельченного картофеля и в особенности продолжительная высокотемпературная. Как известно, продолжительность варки картофеля в виде небольших кусочков составляет не более 20-30 минут, после чего дальнейшая тепловая обработка ведет к разрушению кусочков на отдельные клетки по межклеточным соединениям, при этом образуется разваренная кашица, которую в дальнейшем очень сложно разделить на осахаренное сусло и осадок путем фильтрации измельчение картофеля в сыром виде ведет к быстрому потемнению измельченной картофельной массы, ухудшению ее технологических характеристик и приданию продукту специфического запаха сырого картофеля. Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является упрощение технологической схемы получения картофельного концентрата, снижение энергозатрат, трудоемкости производства и улучшение технологического процесса с одновременным увеличением выхода продукта и повышением его органолептических свойств. Это достигается тем, что способ получения картофельного концентрата, включающий подготовку картофеля, его измельчение, термическую обработку, ферментативную обработку измельченной картофельной массы, отделение осадка фильтрацией, концентрирование фильтрата упариванием, подкисление упаренного фильтрата молочной кислотой и последующее его термостатирование, отличается тем, что при измельчении картофель нарезают на пластины толщиной 5-20 мм, осуществляют термическую обработку путем бланширования пластин в нагретой до температуры 80-90 С воде в течение 5-20 минут,затем пластины охлаждают до температуры 20-50 С и измельчают на пильно-терочном аппарате до разрушения 90-95 картофельных клеток при одновременном разбавлении измельчаемой картофельной массы водой, взятой в количестве 20-100 к массе картофеля, нагревают до температуры 50-65 С и подвергают ферментативной обработке препаратами с -амилазной и глюкоамилазной активностью из расчета 0,3-1,8 ед. АС и 3,7-4,7 ед. ГлС на 1 грамм условного крахмала при 4,0-6,0 в течение 30-40 минут. Способ реализуется следующим образом. Хорошо вымытые картофельные клубни одним из известных способов режут на пластины одинаковой толщины в интервале значений 5-20 мм и бланшируют в горячей воде при температуре 80-90 С в течение 5-20 минут. Это обеспечивает инактивацию картофельных ферментов внутри картофельных клеток. Пробланшированные пластины охлаждают одним из известных способов (например, в проточной холодной воде) до температуры 20-50 С, при этом происходит закаливание стенок клеток, т.е. повышение 3 16757 1 2013.02.28 их устойчивости к развариванию. Охлажденные пластины картофеля подвергают второму этапу измельчения с коэффициентом разрушения картофельных клеток 90-95 , например, на пильно-терочном аппарате. Одновременно в аппарат подают воду в количестве 20100 воды к массе картофеля. Измельченную, разбавленную водой картофельную массу подают в ферментер, например емкость, оборудованную мешалкой и тепловой рубашкой или другим обогревательным устройством, доводят до температуры 50-65 С и одновременно вносят ферменты с -амилазной и глюкоамилазной активностью из расчета 0,31,8 ед. АС и 3,7-4,7 ед. ГлС на 1 грамм условного крахмала присреды 4,0-6,0. Далее процесс проводится по известным режимам, принятым в технологии производства картофельного концентрата. На 1-м этапе измельчения клубней картофеля на пластины одинаковой толщины уравнивается эффект бланшировки картофельных клубней различной величины и снижается до минимума влияние температурной бланшировки на изменение структуры мякоти картофеля. Проведение бланшировки картофельных пластин в горячей воде при температуре 8090 С в течение 5-20 минут обеспечивает прогрев пластин во всех точках их объема до температуры 70-80 С, при этом обеспечивается за короткое время инактивация собственных ферментов картофеля, способствующих его потемнению при измельчении в сыром виде, а также клейстеризация крахмала в картофельных клетках до их измельчения. Измельчение картофельных пластин на втором этапе измельчения с коэффициентом механического разрушения картофельных клеток 90-95 обеспечивает мгновенное высвобождение из клеток уже клейстеризованного крахмала, растворимых органических,минеральных и азотистых компонентов и смешивание их с водой, поступающей в измельчающее устройство. Полученная таким образом картофеле-водная масса без дополнительной высокотемпературной продолжительной обработки пригодна для ферментативного разжижения и осахаривания в интервале любых температурных оптимумов, соответствующих используемым ферментам. В настоящее время промышленностью вырабатывается значительное количество ферментов отдельно с -амилазной и глюкоамилазной активностью, а также ферментные препараты с совмещенной амилолитической активностью, позволяющие использовать их-амилазные и глюкоамилазные активности как раздельно, так и совместно. Выполнение технологического процесса по данному изобретению при одновременном использовании ферментов с температурными оптимумами 50-65 С исреды 4,0-6,0 позволит, во-первых, сократить процесс ферментной обработки по сравнению с прототипом в 3-6 раз, во-вторых, избежать продолжительного высокотемпературного воздействия на клеточные оболочки, предотвратить их разваривание и обеспечить тем самым хорошее отделение осадка в процессе фильтрации. Использование изобретения для выработки концентрата позволит увеличить выход готового продукта на 30-40 . Изобретение поясняется следующими примерами. Пример 1. Вымытые клубни картофеля с известной крахмалистостью измельчают на овощерезке на пластины толщиной 5 мм и направляют в обогреваемую ванну с нагретой до 80 С водой, выдерживают при данной температуре в течение 5 минут и перегружают в ванну с холодной водой, где картофель охлаждают до 50 С, и затем подают в терочный аппарат. В терочном аппарате с помощью мелкозубых измельчающих элементов картофельные пластины измельчают с коэффициентом разрушения картофельных клеток 90-95 . Одновременно в терочный аппарат подают воду в количестве 20 к массе картофеля и доводят до температуры 60-65 С. Измельченную картофельную смесь подают в ферментер, куда одновременно подают ферментный препарат Фунгамил 800 Л из расчета 0,5-0,7 ед. АС и 4 16757 1 2013.02.28 препарат Сан-Супер 360 Л из расчета 3,7-3,9 ед. ГлС на 1 грамм условного крахмала. Ферментную обработку осуществляют в течение 30-40 минут при 4,5-5,0, температуре 6065 С. Значениекорректируют молочной кислотой. Далее процесс осуществляют по известной технологии приготовления картофельного концентрата. Пример 2. Вымытые клубни картофеля с известной крахмалистостью измельчают на овощерезке на пластины толщиной 20 мм и направляют в шнековый бланширователь с нагретой до 90 С водой, выдерживают при данной температуре в течение 20 минут и перегружают в ванну с холодной водой, где картофель охлаждают до 20 С, и затем подают в терочный аппарат. В терочном аппарате с помощью мелкозубых измельчающих элементов картофельные пластины измельчают с коэффициентом разрушения картофельных клеток 9095 . Одновременно в терочный аппарат подают воду в количестве 100 к массе картофеля и доводят до температуры 55-60 С. Измельченную картофельную смесь подают в ферментер, куда одновременно подают ферментный препарат Фунгамил 800 Л из расчета 1,5-1,8 ед. АС и препарат Сан-Экстра Л из расчета 4,4-4,7 ед. ГлС на 1 грамм условного крахмала. Ферментную обработку осуществляют в течение 50-60 минут при 5,0-5,5,температуре 55-60 С. Значениекорректируют молочной кислотой. Далее процесс осуществляют по известной технологии приготовления картофельного концентрата. Пример 3. Вымытые клубни картофеля с известной крахмалистостью измельчают на овощерезке на пластины толщиной 10 мм и направляют в ковшовый бланширователь с нагретой до 85 С водой, выдерживают при данной температуре в течение 12 минут и перегружают в ванну с холодной водой, где картофель охлаждают до 35 С, и затем подают в терочный аппарат. В терочном аппарате с помощью мелкозубых измельчающих элементов картофельные пластины измельчают с коэффициентом разрушения картофельных клеток 9095 . Одновременно в терочный аппарат подают воду в количестве 60 к массе картофеля и доводят до температуры 55-60 С. Измельченную картофельную смесь подают в ферментер, куда одновременно подают ферментный препарат Фунгамил 800 Л из расчета 0,8-1,4 ед АС и препарат Глюкоаваморин Г 20 Х из расчета 4,0-4,4 ед. ГлС на 1 грамм условного крахмала. Ферментную обработку осуществляют в течение 40-50 минут при 4,0-4,5, температуре 55-60 С. Значениекорректируют молочной кислотой. Далее процесс осуществляют по известной технологии приготовления картофельного концентрата. Предлагаемое изобретение позволяет получить картофельный концентрат, используемый при производстве безалкогольных напитков, высоких потребительских качеств и органолептических показателей из легкодоступного отечественного сырья. Источники информации 1. А.с. СССР 413939, МПК 23 1/12, 1974. 2. А.с.СССР 1086012, МПК 12 3/00, 1984. 3. Патент РБ 13232, МПК 23 2/385, 2010. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5