Способ получения картофельного концентрата

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРТОФЕЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Литвяк Владимир Владимирович Поздняков Владимир Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(56)10509 1, 2008. ЛИТВЯК В.В. и др. Современные технологии сельскохозяйственного производства МатериалыМеждународной научно-практической конференции. - Гродно, 2008. - С. 463-464. ЛОВКИС З.В. и др. Инновационные технологии в производстве пищевых продуктов Сборник материаловМеждународной научно-практической конференции. - Минск, 2006. - С. 95-97. ЛОВКИС З.В. и др. Картофелеводство Сборник научных трудов. - 2007. Т. 13. - С. 220-229. ЛОВКИС З.В. и др. // Пищевая промышленность наука и технологии. 2009. -3. - С. 51-57.13232 1, 2010.(57) Способ получения картофельного концентрата, включающий термическую обработку картофельного сырья путем разваривания, ферментативную обработку, отделение осадка фильтрацией, концентрирование фильтрата упариванием и его подкисление, отличающийся тем, что в качестве картофельного сырья используют отходы крахмального производства - картофельную мезгу или смесь картофельной мезги с клеточным картофельным соком, а ферментативную обработку осуществляют последовательно в три стадии, при этом на первой стадии осуществляют обработку с использованием пектолитических ферментных препаратов Пектинекси/или ПектинексКолор при 15-60 С и 4,0-6,0 в течение 1-4 часов, на второй стадии - с использованием протеолитического ферментного препарата Целюкласт 1,5 Л ФГ при 50-60 С и 4,5-6,0 в течение 1-4 часов, а на третьей - с использованием амилолитических ферментных препаратов Термамилили Термамилпри 75-80 С и 4,5-6 и Глюкаваморин Г 20 х при 60 С и 4,0-4,2 или Сан Супер 360 Л при 55-60 С и 4-6, или Аминол АКс-50 при 50-55 С и 4,55,5, или Аминол АКс-70 при 60-65 С и 5,3-6,0, или Аминол АКс-100 при 30-100 С и 5,5-7,0, или Глюканол ГКс-60 при 55-60 С и 4,2-4,8. Изобретение относится к безалкогольной и алкогольной отрасли пищевой промышленности, а именно к способам производства концентрата для получения безалкогольных,слабоалкогольных или алкогольных напитков. 16756 1 2013.02.28 Изобретение обеспечивает получение картофельного концентрата из отходов картофелекрахмального производства с применением современных высокоэффективных ферментных препаратов с целлюлазной, пектолазной и амилолитической активностью,используемых при производстве функциональных безалкогольных, слабоалкогольных или алкогольных напитков, отличающихся высокими потребительскими свойствами и органелептическими показателями. Известен способ производства напитка типа кваса 1, предусматривающий мойку,очистку, резку, варку картофеля, приготовление картофельного пюре, разбавление его водой, 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, что ведет к дополнительным энерго-, трудозатратам и удорожанию готового продукта. Кроме того, данному напитку присуща однотипность и недостаточно сильная выраженность органолептических свойств. 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 мин, 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. 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, предусматривающий термическую обработку свежего картофеля и/или доброкачественных сухих и пюреобразных картофельных отходов, которую осуществляют при давлении 260-500 кПа в течение 45-60 мин с последующей обработкой 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 30-50 мин с одновременным подкислением молочной кислотой. Недостатком известного способа является, прежде всего, использование в качестве сырья картофеля. Картофель является ценным и дорогостоящим пищевым продуктом, а также служит основой для получения крахмала. Кроме того, следует отметить, что получения картофельного концентрата из клубней картофеля не всегда способствует улучшению его органолептических свойств, а использование для подкисления концентрата только молочной кислоты существенно снижает его возможности как пищевого продукта, обладающего функциональными (профилактическими, лечебно-профилактическими и лечебными) свойствами. 2 16756 1 2013.02.28 Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является доработка технологической схемы получения картофельного концентрата и улучшение технологического процесса с одновременным повышением его органолептических свойств и функциональных возможностей, что может послужить основой для создания целого спектра отечественных безалкогольных, слабоалкогольных и алкогольных напитков функционального назначения, обладающих профилактическим, или лечебнопрофилактическим, или лечебным действием. Это достигается тем, что способ получения картофельного концентрата, включающий термическую обработку картофельного сырья путем разваривания, ферментативную обработку, отделение осадка фильтрацией, концентрирование фильтрата упариванием и его подкисление, отличается тем, что в качестве картофельного сырья используют отходы крахмального производства - картофельную мезгу или смесь картофельной мезги с клеточным картофельным соком, а ферментативную обработку осуществляют последовательно в три стадии, при этом на первой стадии осуществляют обработку с использованием пектолитических ферментных препаратов Пектинекси/или ПектинексКолор при 15-60 С и 4,0-6,0 в течение 1-4 часов, на второй стадии - с использованием протеолитического ферментного препарата Целюкласт 1,5 Л ФГ при 50-60 С и 4,5-6,0 в течение 1-4 часов, а на третьей - с использованием амилолитических ферментных препаратов Термамилили Термамилпри 75-80 С и 4,5-6,0 и Глюкаваморин Г 20 х при 60 С и 4,0-4,2 или Сан Супер 360 Л при 55-60 С и 4-6, или Аминол АКс-50 при 50-55 С и 4,5-5,5, или Аминол АКс-70 при 60-65 С и 5,3-6,0, или Аминол АКс-100 при 30-100 С и 5,5-7,0, или Глюканол ГКс-60 при 55-60 С и 4,2-4,8. Способ реализуется следующим образом. Сырье. При приготовлении картофельного концентрата в качестве сырья используют отходы картофельнокрахмального производства картофельную мезгу или смесь картофельной мезги с клеточным (картофельным) соком различного соотношения. Картофельная мезга. Состав сухих веществ картофельной мезги следующий,крахмал - 45-50 клетчатка - 25-30 растворимые углеводы - до 3 азотистые вещества - 3-5 минеральные вещества 5-6 другие вещества - до 20. Клеточный картофельный сок. Состав сухих веществ клеточного сока следующий,крахмал - 8,3 растворимые углеводы - 20-25 азотистые вещества - 35-40 минеральные вещества - 14-15 жиры - 2,8 другие вещества - до 20. Разваривание картофельного сырья. Картофельное сырье подают в накопительный бункер и далее в разварник Генца (разварник СП-1164), 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.). Приготовление амилолитических ферментных препаратов. Используются следующие амилолитические ферментные препараты Глюкаваморин Г 20 х (РУП Энзим, г. Пинск, Беларусь) - жидкость от ярко-янтарного до темно-коричневого цвета, удельной плотностью - 1,1 г/см 3, с глюкоамилазной активностью - 5000 ед.ГлС/см 3, используется для осахаривания. Ферментный препарат вносят из расчета на 1 т абсолютно сухого (абс. сух.) крахмала - 1,6 л препарата. Термамил(фирма , Дания) - жидкость коричневого цвета, удельной плотностью - 1,20-1,25 г/см 3, с -амилазной активностью - 1500-2500 ед.АС/см 3, используется для разжижения. Ферментный препарат вносят из расчета на 1 т абс. сух. крахмала 0,5 л препарата. Условия действия 4,0-6,030-90 С. Термамил(фирма , Дания) - имеет удвоенную -амилазную активность в сравнении с Термамил- 2500-5000 ед.АС/см 3, используется для разжижения. Ферментный препарат вносят из расчета на 1 т абс. сух. крахмала - 0,25 л препарата. Условия действия 4,0-6,030-90 С. 3 16756 1 2013.02.28 Ферментный препарат 25023 (фирма , Дания) - с -амилазной, кислой протеазной и целлюлозной активностью. Ферментный препарат вносят из расчета на 1 т абс. сух. крахмала - 100 мл препарата. Условия действия 4,0-6,030-75 С. Сан Супер 360 Л (фирма , Дания) - жидкость коричневого цвета, удельной плотностью - 1,20 г/см, с глюкоамилазной активностью - 5500-6000 ед.ГлС/см 3, а также с-амилазной и протеазной активностью, используется для разжижения и осахаривания. Ферментный препарат вносят из расчета при осахаривании на 1 т абс. сух. крахмала - 0,8 л, а при полном ферментативном гидролизе (разжижении и осахаривании) на 1 т абс. сух. крахмала - 1,2 л препарата. Условия действия 4,0-6,030-75 С. При осахаривании можно также применять и отечественные мультиэнзимные препараты (производитель РУП Энзим, Беларусь) Аминол АКс-50 содержит грибную -амилазу, ксиланазу, -глюказазу внешний вид жидкость цвет - коричневый оптимальные условия действия 4,5-5,550-55 С конечный продукт декстрины, олигосахариды, мальтоза, -глюканы, арабиноксиланы. Аминол АКс-70 содержит бактериальную -амилазу, ксиланазу, -глюказазу внешний вид - жидкость цвет - коричневый оптимальные условия действия 5,3-6,06065 С конечный продукт декстрины, олигосахариды, мальтоза, -глюканы, арабиноксиланы. Аминол АКс-100 содержит термостабильную бактериальную -амилазу, ксиланазу,-глюказазу внешний вид - жидкость цвет - коричневый оптимальные условия действия 5,5-7,030-100 С конечный продукт декстрины, олигосахариды, мальтоза, глюканы, арабиноксиланы. Глюканол ГКс-60 содержит глюкоамилазу, ксиланазу, -глюказазу внешний вид жидкость цвет - коричневый оптимальные условия действия 4,2-4,855-60 С конечный продукт глюкоза, -глюканы, арабиноксиланы. Приготовление других ферментных препаратов (с целлюлазной и пектолазной активностью). Используются также другие ферментные препараты Целюкласт 1,5 Л ФГ (фирма , Дания) - коричневая жидкость, удельная плотность 1,2 г/см 3, с целлюлозной активностью. Условия действия 4,5-6,050-60 С. Пектинекс(фирма , Дания) - коричневая сиропообразная жидкость, с пектолазной активностью, удельная плотность 1,20-1,25 г/см 3. Условия действия 4,0-6,055-60 С. ПектинексКолор (фирма , Дания) - коричневая сиропообразная жидкость, с пектолазной активностью, удельная плотность 1,20-1,25 г/см 3. Условия действия 4,0-6,015-55 С (оптимальная 45-55 С). Перед внесением в осахариватель ферментные препараты разводят водой в 10 раз и тщательно перемешивают. Пектолитический гидролиз. Ферментативный гидролиз пектина осуществляют в осахаривателе Ш 12-ККО в течение 1-4 часов при 4,0-6,015-60 С с использованием следующих ферментных препаратов Пектинекси/или ПектинексКолор. Протеолитический гидролиз. Ферментативный гидролиз белка проводят в осахаривателе Ш 12-ККО при 4,5-6,050-60 С с применением Целюкласт 1,5 Я ФГ после пектолитического гидролиза. Амилолитический гидролиз (разжижение и осахаривание) разваренной массы. Ферментативный гидролиз (разжижение и осахаривание) разваренной массы осуществляется в осахаривателе Ш 12-ККО после пектолитического гидролиза. В осахариватель наливается немного воды, почти по нижний край лопастей мешалки, добавляются 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 4,5-6,075-80 С) или Термамил, а для осахаривания с глюкоамилазной активностью - Глюкаваморин 4 16756 1 2013.02.28 Г 20 х (оптимальные условия действия 4,0-4,260 С). Ферментативный гидролиз можно провести при помощи мультиферментных препаратов, обладающих -амилазнойглюкоамилазной активностью - Сан Супер 360 Л (оптимальные условия действия 4-655-60 С) или Аминол АКс-50, или Аминол АКс-70, или Аминол АКс-100 или Глюканол ГКс-60. Для сокращения времени гидролиза можно использовать разжижающий ферментный препарат (Термамил ) совместно с мультиферметным препаратом (Сан Супер 360 Л). Метод йодной пробы. Контроль ферментативного гидролиза крахмала осуществляется методом йодной пробы. Готовят 0,02 н. раствор йода пятикратным разбавлением дистиллированной водой 0,1 н. раствора йода, приготовленного из фиксанала или в соответствии с принятыми методиками. Раствор йода 0,02 н. хранят при комнатной температуре в склянке из темного стекла не более двух суток. На предметное или часовое стекло, находящееся на белом фоне, стеклянной палочкой или пластиковым шпателем помещают небольшое количество охлажденной массы, подвергшейся действию амилолитических ферментов, размазывают ее и добавляют к ней 1-2 капли 0,02 н. раствора йода. Степень гидролиза оценивают визуально по появившейся окраске желтая - декстрины отсутствуют оранжевая - присутствуют следовые количества декстринов коричневая - присутствуют декстрины пурпурная - присутствует значительное количество декстринов зеленая - присутствуют следы крахмала синяя - присутствует крахмал серая или черная - присутствует ретроградированный крахмал. Хорошо гидролизованная масса должна иметь желто-коричневый или желтый цвет. Осветление гидролизованной массы. Гидролизованную массу при помощи насоса фильтруют на рамном фильтр-прессе через фильтровальную ткань - бельтинг. Качество фильтрации контролируют визуально. Упаривание. Упаривание сусла ведут в вакуум-выпарных установках периодического или непрерывного действия (двух аппаратах двутельных пароварочных МЗС-316) при включенных мешалках и вакууме 0,01-0,03 МПа (0,1-0,3 атм.) и температуре не более 60 С. Сусло упаривают до 68,0-72,0 СВ. При уваривании необходимо следить за наполнением вакуум-аппаратов через имеющееся окошко, используя фонарик. При снижении увариваемой жидкости ее необходимо подливать до оптимального уровня (уровня окошка). Массовую долю СВнеобходимо контролировать в цеху рефрактометрическим методом. Если после уваривания СВ получилось больше чем необходимо, то, зная массовую долю СВ и массу концентрата, нужно добавить необходимое количество воды после пересчета и все тщательно перемешать. Подкисление. Подкисление проводят в вакуум-выпарных установках или в сборникереакторе с перемешивающим устройством. При подкислении в полученный концентрат,находящийся в вакуум-выпарных установках, добавляют органические кислоты (пировиноградную, и/или щавелевоуксусную, и/или яблочную, и/или фумаровую, и/или янтарную, и/или -кетоглютаровую, и/или щавелевоянтарную, и/или изолимонную, и/или цисаконитовую, и/или лимонную и/или их смеси различного соотношения) до кислотности 30-40 см 3 0,1 н. раствора /100 г концентрата. Далее приведены примеры конкретного выполнения изобретения. Пример 1 В качестве картофельного сырья используют картофельную мезгу. Картофельную мезгу подают в накопительный бункер и далее в разварник Генца (разварник СП-1164),где ее варят при избыточном давлении 0,45 МПа (4,5 атм.) в течение 60 мин. Каждые 10 5 16756 1 2013.02.28 мин проводится перемешивание развариваемой массы путем кратковременного снижения давления на 0,1 Мпа (1 атм.). Ферментативный гидролиз разваренного сырья осуществляют в осахаривателе Ш 12 ККО последовательно в три стадии следующим образом 1 стадия - пектолитически гидролиз в течение 1 часа при 4,560 С с использованием смеси ферментных препаратов в соотношении 11 - Пектинекси ПектинексКолор 2 стадия - протеолитический гидролиз в течение 1 часа при 4,560 С с применением Целюкласт 1,5 Л ФГ 3 стадия - амилолитический гидролиз разжижение проводят при 4,580 С с использованием Термамил, а осахаривание - с применением Сан Супер 360 Л (при 4,560 С). Гидролизованную массу при помощи насоса фильтруют на рамном фильтр-прессе через фильтровальную ткань - бельтинг. Упаривание сусла ведут в вакуум-выпарной установке (аппаратах двутельных пароварочных МЗС-316) при включенных мешалках и вакууме 0,01 МПа (0,1 атм.) и температуре не более 60 С. Сусло упаривают до 70,0 СВ. При подкислении в полученный концентрат, находящийся в вакуум-выпарной установке с перемешивающим устройством, добавляют органическую (яблочную) кислоту до кислотности 30 см 3 0,1 н. раствора /100 г концентрата. Пример 2 В качестве картофельного сырья используют смесь картофельной мезги и клеточного картофельного сока в соотношении 11. Картофельную мезгу подают в накопительный бункер и далее в разварник Генца (разварник СП-1164), где ее варят при избыточном давлении 0,35 МПа (3,5 атм.) в течение 55 мин. Каждые 10 мин проводится перемешивание развариваемой массы путем кратковременного снижения давления на 0,1 МПа (1 атм.). Ферментативный гидролиз разваренного сырья осуществляют в осахаривателе Ш 12 ККО последовательно в три стадии следующим образом 1 стадия - пектолитически гидролиз в течение 3 часов при 4,560 С с использованием ферментного препарата Пектинекс 2 стадия - протеолитический гидролиз в течение 3 часов при 4,560 С с применением Целюкласт 1,5 Л ФГ 3 стадия - амилолитический гидролиз разжижение проводят при 4,580 С с использованием Термамил , а осахаривание - с применением Глюканол ГКс-60 (при 4,560 С). Гидролизованную массу при помощи насоса фильтруют на рамном фильтр-прессе через фильтровальную ткань - бельтинг. Упаривание сусла ведут в вакуум-выпарной установке (аппаратах двутельных пароварочных МЗС-316) при включенных мешалках и вакууме 0,03 МПа (0,3 атм.) и температуре не более 60 С. Сусло упаривают до 68,0 СВ. При подкислении в полученный концентрат, находящийся в вакуум-выпарной установке с перемешивающим устройством, добавляют смесь органических кислот (яблочной и лимонной) в соотношении 11 до кислотности 40 см 3 0,1 н. раствора /100 г концентрата. Таким образом, предлагаемый способ получения картофельного концентрата позволит доработать технологическую схему и улучшить технологический процесс с одновременным повышением его органолептических свойств и функциональных возможностей, что может послужить основой для создания целого спектра отечественных безалкогольных,слабоалкогольных и алкогольных напитков функционального назначения, обладающих профилактическим, или лечебно-профилактическим, или лечебным действием. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.