Способ получения пищевой добавки с радиопротекторным действием на основе картофельного концентрата

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВОЙ ДОБАВКИ С РАДИОПРОТЕКТОРНЫМ ДЕЙСТВИЕМ НА ОСНОВЕ КАРТОФЕЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Литвяк Владимир Владимирович Бренч Андрей Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Способ получения пищевой добавки с радиопротекторным действием на основе картофельного концентрата, при котором предварительно подготовленный свежий картофель и/или доброкачественные сухие и пюреобразные картофельные отходы подвергают термической обработке, двухэтапной обработке амилолитическими ферментами, отделяют осадок фильтрацией, концентрируют полученный фильтрат упариванием, концентрат подкисляют до кислотности 30-40 см 3 0,1 н раствора /100 г концентрата смесью пировиноградной, щавелево-уксусной, яблочной, фумаровой, янтарной, -кетоглютаровой, щавелево-янтарной,изолимонной, цис-аконитовой и лимонной кислот, взятых в соотношении 1111111111,подвергают термостатированию, после термостатирования в картофельный концентрат вносят водный или водно-спиртовой настой водоросли рода ламинария в количестве 0,5-10,0 к массе сухих веществ концентрата, при этом конечная массовая доля сухих веществ добавки составляет 68,0-72,0 , и при необходимости полученную добавку смешивают с бета-формой метилурацила в соотношении 10,1 или с липофильным комплексом из аронии черноплодной в соотношении 11, или с бета-формой метилурацила и липофильным комплексом из аронии черноплодной в соотношении 20,51 соответственно. Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к пищевым добавкам радиопротекторного действия, а также может применяться в медицине, фармакологии и радиобиологии. Изобретение обеспечивает получение пищевой добавки на основе картофельного концентрата, обладающей радиопротекторным действием, отличающейся высокими органолептическими характеристиками и длительным сроком годности. 16896 1 2013.02.28 Известны вещества, обладающие радиопротекторным действием (бета-форма метилурацила и липофильный комплекс из аронии черноплодной), нетоксичны, и не дают осложнений при использовании, также липофильный комплекс из аронии черноплодной позволяет уменьшить смертность животных, подвергнутых радиационному облучению, в 2,5-4 раза и нормализовать метаболические процессы, измененные радиационным воздействием 1, 2. Недостатками, прежде всего, является узкий спектр действия (активности), недостаточно хорошие органолептические свойства, а также дороговизна (большая себестоимость) указанных веществ. Наиболее близким к изобретению является способ производства картофельного концентрата 3 (прототип), предусматривающий термическую обработку свежего картофеля и/или доброкачественных сухих и пюреобразных картофельных отходов при давлении 260-500 кПа в течение 45-60 мин, последующую обработку амилолитическими ферментами наиэтапах осуществляют в течение 20-50 мин, при этом наэтапе ее проводят при температуре 70-90 С, а на- при температуре 50-65 С, с последующим нагреванием до температуры 110-115 С в течение 5-20 мин с целью инактивации ферментов, отделением осадка фильтрацией, концентрированием сусла упариванием и термостатированием при давлении 120-200 кПа в течение 30-20 мин, с одновременным подкислением молочной кислотой. Недостатками известного способа являются невысокий (слабовыраженный) радиопротекторный эффект, а также удовлетворительные органолептические показатели. Кроме этого, подкисление с использованием только молочной кислоты существенно снижает возможности концентрата как пищевой добавки, обладающей функциональными (профилактическими, лечебно-профилактическими и лечебными) свойствами. Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка способа получения пищевой добавки на основе картофельного концентрата с радиопротекторным действием, высоких потребительских свойств, органолептических и физико-химических характеристик, а также длительного срока годности. Это достигается в способе получения пищевой добавки с радиопротекторным действием на основе картофельного концентрата, при котором предварительно подготовленный свежий картофель и/или доброкачественные сухие и пюреобразные картофельные отходы подвергают термической обработке, двухэтапной обработке амилолитическими ферментами, отделяют осадок фильтрацией, концентрируют полученный фильтрат упариванием, концентрат подкисляют до кислотности 30-20 см 3 0,1 н раствора /100 г концентрата смесью пировиноградной, щавелево-уксусной, яблочной, фумаровой, янтарной,-кетоглютаровой, щавелево-янтарной, изолимонной, цис-аконитовой и лимонной кислот,взятых в соотношении 1111111111, подвергают термостатированию, после термостатирования в картофельный концентрат вносят водный или водно-спиртовой настой водоросли рода ламинария в количестве 0,5-10,0 к массе сухих веществ концентрата, при этом конечная массовая доля сухих веществ добавки составляет 68,0-72,0 , и при необходимости полученную добавку смешивают с -формой метилурацила в соотношении 10,1 или с липофильным комплексом из аронии черноплодной в соотношении 11, или с-формой метилурацила и липофильным комплексом из аронии черноплодной в соотношении 20,51 соответственно. Способ реализуется следующим образом. В качестве сырья используют клубни картофеля и/или доброкачественные сухие и пюреобразные картофельные отходы. Картофель, поступающий на переработку, взвешивают и подают в цех автотранспортом, в контейнерах или транспортером. Моют в моечной барабанной машине. Для удаления с поверхности клубней картофеля органических, минеральных примесей (остатки соломы, земли и песка) можно использо 2 16896 1 2013.02.28 вать барабанные, лопастные, щеточные или другие моечные машины. Качество мойки картофеля контролируется визуально. Затем картофель инспектируют на ленточных или роликовых конвейерах для удаления непригодных для производства клубней с внешними дефектами (гнилых, поврежденных вредителями, позеленевших и др.). Далее картофель подвергают очистке от кожуры на оборудовании, используемом на картофелеперерабатывающих предприятиях. Очистку клубней картофеля осуществляют механическим или паровым способом. Допускается использование неочищенного картофеля (молодого, непосредственно с поля), но хорошо вымытого, доброкачественного, без признаков порчи. Механическую очистку от кожуры производят в корнечистках периодического или непрерывного действия с абразивной поверхностью при подаче в них небольшого количества воды для смывания и удаления отходов. Продолжительность обработки зависит от размеров клубней и составляет 1-5 мин. При паровом способе очистки картофель подвергают обработке паром в специальных аппаратах или паровом бланширователе. При выходе из аппарата под действием значительного перепада давлений кожица лопается и легко отделяется от мякоти. Окончательную очистку клубней от кожицы осуществляют водой в последовательно установленных моечно-очистительных машинах. Очищенный картофель подают в накопительный бункер и далее в разварник, где его варят при избыточном давлении 0,35-0,45 МПа (3,5-4,5 атм) в течение 55-60 мин. Каждые 10 мин проводится перемешивание развариваемой массы путем кратковременного снижения давления на 0,1 МПа (1 атм). В результате термической обработки картофеля интенсифицируется реакция меланоидинообразования. Аминокислоты и/или белки способны вступать в реакцию с соединениями, содержащими карбонильную группу, например с крахмалом или восстанавливающими сахарами. В результате этой реакции происходит разложение как исходной аминокислоты, так и реагирующего с ней восстанавливающего сахара. При этом из аминокислоты образуются соответствующий альдегид, аммиак и диоксид углерода, а из сахара - фурфурол или гидроксиметилфурфурол. Гидроксиметилфурфурол малоустойчив и легко разлагается с образованием муравьиной и левулиновой кислот при его конденсации также могут образовываться гуминовые вещества. Гуминовые вещества небольшой степени конденсации растворимы в воде и окрашивают продукт в желтый цвет. Альдегиды, полученные при взаимодействии аминокислот с восстанавливающими сахарами, обладают специфическим запахом. С другой стороны, фурфурол и гидроксиметилфурфурол, возникающие в результате разложения сахара, легко вступают во взаимодействие с аминокислотами, давая темноокрашенные продукты - меланоидины. Реакционная способность сахаров, участвующих в меланоидинообразовании, снижается в следующей последовательности рибозаксилозаарабинозагалактозаглюкозамальтозафруктоза. Чем короче углеродная цепь моносахарида, тем легче он реагирует с аминокислотами. Если реакционную способность редуцирующих дисахаридов принять за единицу, то при прочих равных условиях гексозы имеют активность 2,5, а пентозы - 3,5 единицы. На активность сахаров влияет их стереохимическая конфигурация. Среди пентоз очень реакционно - способны ксилоза и рибоза, а среди гексоз самая высокая активность у галактозы. Из аминокислот легко вступают в реакцию меланоидинообразования основные аминокислоты, в первую очередь лизин. Активность аминокислот в реакции меланоидинообразования снижается в следующей последовательности лизинлицинметиониналанинвалинглутаминовая кислотафенинлаланинцистинтирозин. 3 16896 1 2013.02.28 Под влиянием реакции меланоидинообразования сильно снижается (по сравнению с исходным сырьем) содержание диаминокарбоновых кислот. Одновременно происходят процесс разрушения аминокислот и карамелизация сахара. Продукты распада аминокислот также участвуют (уже без моносахаридов и других редуцирующих сахаров) в образовании меланоидинов. Стандартный меланоидин содержит гидроксильные, карбонильные и карбоксильные группировки, кратные и эфирные связи, а молекулярная масса колеблется между двумя и тридцатью тысячами. Многие исследователи, изучавшие реакцию Майара на различных примерах, выделили производные фурана, пиррола, пиридина, пиразина, карболина и других гетероциклических соединений. Меланоидины способны окисляться и восстанавливаться, причем первая реакция идет быстрее второй. В щелочных растворах меланоидины более устойчивы, чем в кислых. При термической обработке идет дальнейшая поликонденсация, а выше 400 С образуются так называемые пиромеланоидиды. Меланоидины не расщепляются пищеварительными ферментами, и, следовательно, они не усваиваются. Однако они могут образовывать комплексы с белками-ферментами, влияя тем самым на их каталитическую активность. В структуре меланоидинов есть неспаренные электроны, они обладают свойствами стабильных свободных радикалов. Благодаря этому меланоидины выполняют защитные функции в организме. Они поглощают различные излучения, нейтрализуют и обезвоживают опасные для клеток вещества, образующиеся при действии ионизирующего излучения, и некоторые химические вещества. Меланоидины могут существовать в нескольких окислительно-восстановительных состояниях. Для получения картофельного концентрата используются следующие амилолитические ферментные препараты Глюкаваморин Г 20 х, Термамил , Сан Супер 360 Л, Аминол АКс-50, Аминол АКс-70, Аминол АКс-100, Глюканол ГКс-60 и другие отечественные и зарубежные. Ферментативный гидролиз (разжижение и осахаривание) разваренной массы осуществляется в осахаривателе. В осахариватель наливают немного воды, почти по нижний край лопастей мешалки, добавляют подготовленные ферментные препараты, выдувается разваренная масса, и включается мешалка на 5-10 мин. Для разжижения используются ферментные препараты, обладающие -амилазной активностью - Термамил(оптимальные условия действия 4,5-675-80 С), а для осахаривания с глюкоамилазной активностью - Глюкаваморин Г 20 х (оптимальные условия действия 4,0-4,260 С). Ферментативный гидролиз можно провести при помощи мультиферментных препаратов, обладающих -амилазной-глюкоамилазной активностью - Сан Супер 360 Л (оптимальные условия действия 4-655-60 С). Для сокращения времени гидролиза можно использовать разжижающий ферментный препарат Термамилсовместно с мультиферметным препаратом Сан Супер 360 Л. Контроль ферментативного гидролиза крахмала осуществляется методом йодной пробы. Хорошо гидролизованная масса должна иметь желто-коричневый или желтый цвет. Осахаренную массу при помощи насоса фильтруют на рамном фильтр-прессе через фильтровальную ткань - бельтинг. Качество фильтрации контролируют визуально. Упаривание сусла ведут в вакуум-выпарных установках периодического или непрерывного действия, при включенных мешалках и вакууме 0,01-0,03 МПа (0,1-0,3 атм). Сусло упаривают до 67,5-72,0 СВ. Массовую долю СВконтролируют рефрактометрическим методом. Подкисление и термообработку проводят в вакуум-выпарных установках или в сборнике-реакторе с перемешивающим устройством. При подкислении в полученный концентрат, находящийся в вакуум-выпарных установках, добавляют смесь органических кислот пировиноградной,щавелево-уксусной, яблочной, фумаровой, янтарной, -кетоглютаровой, щавелевоянтарной, изолимонной, цис-аконитовой, лимонной, в соотношении 1111111111 до кислотности 30-40 см 3 0,1 н раствора /100 г концентрата. 4 16896 1 2013.02.28 Далее в картофельный концентрат добавляют водный и/или водно-спиртовый раствор водоросли рода ламинария ( - морская капуста) в количестве 0,5-10 , при этом окончательное количество сухих веществ в концентрате должно составлять 68,0-72,0 . Для приготовления водного настоя водоросль измельчают, заливают горячей водой(75-80 С) в соотношении 115 и настаивают при этой же температуре в течение 30 мин,затем охлаждают и фильтруют. Отфильтрованную массу промывают, промывные воды добавляют к фильтрату. Полученную вытяжку вносят в концентрат. При приготовлении водно-спиртового настоя сухую ламинарию сортируют, отбраковывают дефектные экземпляры и посторонние органические и минеральные примеси, измельчают на кусочки размером от 0,1 до 10 мм, заливают водно-спиртовым раствором крепостью 50 в соотношении 112,5. Для приготовления водно-спиртового раствора расчетное количество этилового спирта-ректификата из емкости для хранения подают в мерник, из которого далее в сортировочную емкость. В ту же емкость подают необходимое количество воды. После тщательного размешивания водно-спиртовую смесь используют для залива. Настаивание проводят в течение 4-5 суток, после чего сливают настой первого слива. Оставшееся сырье заливают водно-спиртовым раствором крепостью 20 в количестве,равном настою первого слива, и выдерживают еще 3-5 суток, затем сливают настой второго слива. Частота перемешивания - один раз в сутки продолжительностью 20 мин. Температурный режим процесса настаивания 18-30 С. Настои первого и второго слива объединяют. Для усиления радипротекторных свойств в полученный картофельный концентрат можно вносить дополнительно вещества, обладающие радипротекторными свойствами бета-форму метилурацила, и/или липофильный комплекс из аронии черноплодной, и/или другие, в различном соотношении. Далее приведены примеры конкретного выполнения изобретения. Пример 1. После упаривания картофельного концентрата до содержания СВ 70,5 осуществляют его подкисление путем добавления к нему смеси органических кислот пировиноградной, щавелево-уксусной, яблочной, фумаровой, янтарной, -кетоглютаровой, щавелевоянтарной, изолимонной, цис-аконитовой, лимонной - соответственно в соотношении 1111111111 до кислотности 40 см 3 0,1 н раствора /100 г концентрата, а после термостатирования вносят водный настой водоросли морская капуста в количестве 0,5 к СВ концентрата, при этом конечная массовая доля СВ концентрата - 70,0 . Для приготовления водного настоя водоросли морская капуста ее измельчают, заливают горячей водой (80 С) в соотношении 115 и настаивают при этой температуре в течение 30 мин, затем охлаждают и фильтруют. Отфильтрованную массу промывают,промывные воды добавляют к фильтрату. Полученную вытяжку вносят в концентрат. Пример 2. После упаривания картофельного концентрата до содержания СВ 80,0 осуществляют его подкисление путем добавления к нему смеси органических кислот пировиноградной, щавелево-уксусной, яблочной, фумаровой, янтарной, -кетоглютаровой, щавелевоянтарной, изолимонной, цис-аконитовой, лимонной - соответственно в соотношении 1111111111 до кислотности 35 см 3 0,1 н раствора /100 г концентрата, а после термостатирования вносят водный настой водоросли морская капуста в количестве 10,0 к СВ концентрата, при этом конечная массовая доля СВ концентрата - 70,0 . При приготовлении водно-спиртового настоя водоросли морская капуста сырье сортируют, отбраковывают дефектные экземпляры и посторонние органические и минеральные примеси, измельчают на кусочки размером 5 мм, заливают водно-спиртовым раствором крепостью 50 в соотношении 112,5. Для приготовления водно-спиртового раствора расчетное количество этилового спирта-ректификата из емкости для хранения 5 16896 1 2013.02.28 подают в мерник, из которого далее в сортировочную емкость. В ту же емкость подают необходимое количество воды. После тщательного размешивания водно-спиртовую смесь используют для залива. Настаивание проводят в течение 4 суток, после чего сливают настой первого слива. Оставшееся сырье заливают водно-спиртовым раствором крепостью 20 в количестве,равном настою первого слива, и выдерживают еще 3 суток, затем сливают настой второго слива. Частота перемешивания - один раз в сутки продолжительностью 20 мин. Температурный режим процесса настаивания 25 С. Настои первого и второго слива объединяют. Пример 3. После упаривания картофельного концентрата до содержания СВ 75,0 осуществляют его подкисление путем добавления к нему смеси органических кислот пировиноградной, щавелево-уксусной, яблочной, фумаровой, янтарной, -кетоглютаровой, щавелево-янтарной,изолимонной, цис-аконитовой, лимонной - соответственно в соотношении 1111111111 до кислотности 30 см 3 0,1 н раствора /100 г концентрата, а после термостатирования вносят водно-спиртовой настой водоросли морская капуста в количестве 5,0 к СВ концентрата, при этом конечная массовая доляСВ концентрата - 70,0 . Полученный картофельный концентрат смешивают с липофильным комплексом из аронии черноплодной в соотношении 11. Пример 4. После упаривания картофельного концентрата до содержания СВ 77,0 осуществляют его подкисление путем добавления к нему смеси органических кислот пировиноградной,щавелево-уксусной, яблочной, фумаровой, янтарной, -кетоглютаровой, щавелево-янтарной,изолимонной, цис-аконитовой, лимонной - соответственно в соотношении 1111111111 до кислотности 38 см 3 0,1 н раствора /100 г концентрата, а после термостатирования вносят водно-спиртовой настой водоросли морская капуста в количестве 7,0 к СВ концентрата, при этом конечная массовая доля СВ концентрата - 70,0 . Полученный картофельный концентрат смешивают с бета-формой метилурацила и с липофильным комплексом из аронии черноплодной в соотношении 20,51. Пример 5. После упаривания картофельного концентрата до содержания СВ 74,0 осуществляют его подкисление путем добавления к нему смеси органических кислот пировиноградной, щавелево-уксусной, яблочной, фумаровой, янтарной, -кетоглютаровой, щавелево-янтарной,изолимонной, цис-аконитовой, лимонной - соответственно в соотношении 1111111111 до кислотности 33 см 3 0,1 н раствора /100 г концентрата, а после термостатирования вносят водно-спиртовой настой водоросли морская капуста в количестве 4,0 к СВ концентрата, при этом конечная массовая доля СВ концентрата - 70 . Полученный картофельный концентрат смешивают с бета-формой метилурацила в соотношении 10,1. Данное изобретение позволит разработать способ получения пищевой добавки на основе картофельного концентрата, обладающей радиопротекторным действием, отличающейся высокими органолептическими и физико-химическими свойствами, а также длительным сроком годности. Ориентировочный срок годности предлагаемой добавки не менее одного года. Источники информации 1. Патент 2104007, МПК 6131/505,6151/00, 1998. 2. Патент 2049473, МПК 6135/78, 1995. 3. Патент 10509, МПК 232/385, 2006. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6