LV13807B - Method for producing inulin-cotaining gelling or thickening mass from fruit-berry juice and topinambour tubers - Google Patents

Description

Tehnikas joma 5

Izgudrojums attiecas uz augļu-ogu pārstrādi - konservu ražošanu, konditorejas rūpniecību un kulināriju. Izgudrojums var tikt izmantots augļu-ogu želejveidīgo izstrādājumu bagātināšanai ar dabīgām fizioloģiski nozīmīgām funkcionālās darbības vielām, piemēram, ar inulīnu.

Tehnikas līmenis

Bioloģiski aktīvās vielas ievada dabīgos pārtikas produktos ar nolūku pozitīvi ietekmēt vienu vai vairākas fizioloģiskas funkcijas organismā, samazinot saslimšanas risku ar vairākām izplatītām slimībām. Šādus produktus sauc par funkcionāliem.

Inulīns ir funkcionālās darbības viela, kas pozitīvi ietekmē zarnu trakta bifidobaktēriju attīstību, tādējādi uzlabojot gremošanas trakta darbību. Inulīns kā diētiskā šķiedrviela samazina holesterīna līmeni asinīs, veicina kalcija absorbciju, nostiprinot kaulus, un samazina pārmērīgas ķermeņa masas veidošanos (Balcazar-Munoz, B.R. et al; 2003; Gibson, G. and Roberfroid, M., 1995). Ir pierādīts, ka inulīnu saturošas pārtikas lietošana uzturā samazina sirds un asinsvadu saslimšanas risku un arī osteoporozes risku (Lizuka et al., 2000; Kruger et al., 2003).

Labs inulīna avots ir auga topinambūra (Helianthus tuberosus) bumbuļi. Šo bumbuļu sausnē ir ap 50% inulīna. Topinambūra bumbuļu pārveidošana par pulverveidīgu koncentrātu aizsargāta ar LR patentu Nr. 13539. Ir zināms arī paņēmiens inulīnu saturoša ekstrakta un sīrupa ieguvei no topinambūra (Heliantus tuberosus) bumbuļiem (Latvijas patentpieteikums Nr. P-08-118).

Pazīstamas divu veidu želejošas masas:

1. Augļu-ogu želejoša masa, kuras pamatizejviela ir augļu vai ogu mīkstums. Recekļa veidotājs šajā masā ir izejvielā esošais pektīns. Tā kā vairumā augļu un ogu pektīna saturs nav liels vai tā recekļveidojošās īpašības ir vājas, tad izteikto želejveidīgo struktūru izstrādājumam iegūst ar ābolu pektīna palīdzību, ko ievada veidojamā masā ābolu biezeņa veidā vai tīra pektīna preparāta veidā.

2. Raksturīgais šim želejošās masas veidam ir tas, ka masa nesatur augļu vai ogu mīkstumu, bet pārtikas recekli veido īpaši recekļveidotāji, tādi kā agar-agars, agaroids, želatīns, pektīns vai citi. Izstrādājuma aromātu, krāsu un garšu imitē, pievienojot augļu vai ogu sulas, skābi, krāsvielas, ēteriskās eļļas, esences, vanilīnu u.c.

Gan 1., gan 2. tipa zelējošo masu ieguves tehnoloģija sīki aprakstīta prof. A.L.Sokolovska rediģētā grāmatā (Τοχηοτίογηζ KOH/mTcpcKoro nporoBoņcTBa πολ penaKuneu προφ. A.J1. CoKOJIOBCKOro).

Izmantojot dažādus augļus un ogas un šādi mainot pektīna daudzumu vai tā recekļveidojošās īpašības, kā arī mainot cukura un skābes daudzumu, var iegūt receptūras maisījumu, kas tālākā apstrādē veidos želeju ar iepriekš uzdotām īpašībām un ļaus izstrādāt dažāda sortimenta produktus, piemēram, džemus, ievārījumus, dažādas marmelādes u.c., kas norādīti saistošos Eiropas Kopienas dokumentos (Consil Directive 2001/113EC of 20 December 2001) vai Latvijas Republikas 2003.gada 8.jūlija Ministru kabineta Noteikumos Nr. 378.

Visu želejas tipa izstrādājumu tehnoloģijai, neskatoties uz tehnoloģisko režīmu un lietojamo želejveidotāju īpašību dažādību, ir kopīgas operācijas (Fig. 1). Tās ir: komponentu sagatavošana (katrs komponents tiek sagatavots pēc individuālas tehnoloģijas atbilstoši tā fizikāli-ķīmiskām īpašībām un sanitārām prasībām), receptūras maisījuma sastādīšana (šajā darba posmā jāievēro gatavā izstrādājuma receptūra, izejvielu īpašības, it īpaši recekļ veidotāju spējas radīt attiecīgas stingrības vai konsistences želeju), receptūras maisījuma iebiezināšana (šo operāciju parasti veic receptūras maisījumu vārot, šādi aizvadot lieko ūdeni un koncentrējot ietvaicējamās masas komponentus; operācijas uzdevums ir radīt ietvaicējamā masā tādus vides apstākļus, kādi nepieciešami, lai, izvārīto masu atdzesējot, rastos receklis-želeja-gēls; stingra augļu-ogu recekļa veidošanai šie apstākļi tiek sasniegti tad, kad pH kļūst 2,8-3,2, pektīna daudzums - 0,8-1,2 %, skābes koncentrācija (pārskaitot uz ābolskābi) - 0,8-1% un cukura daudzums 65-70%) un želējošas masas apstrāde, veidojot no tās attiecīgu izstrādājumu (apstrāde sākas ar karstās masas izliešanu mazās porcijās veidnēs, formās, tarā uti. veidojumos, masas atdzesēšanu šajos veidojumos līdz želēšanas temperatūrai, un beidzot, ar saželējošo izstrādājumu noformējumu atbilstoši sortimenta prasībām).

Izgudrojuma atklāsme

Piedāvātā izgudrojuma inulīnu saturošās želējošās masas ar funkcionālām īpašībām ieguves metode paredz auglu-ogu, piemēram, ābolu sulas un topinambūra bumbuļu sauso koncentrātu izmantošanu (pulveris vai šķēlītes/čipsi). Metode paredz topinambūra bumbuļu sausos koncentrātos esošā inulīna ekstrahēšanu ar augļu-ogu sulām, cietās un šķidrās frakcijas sadalīšanu, šķidrās frakcijas iebiezināšanu līdz iestājas labvēlīgie apstākļi želejas veidošanai un slapjas cietās frakcijas, kurā inulīna saturs parasti ir 2-3 %, kaltēšanu līdz mitrums nepārsniedz 10 % ar tālāku tās samalšanu pulverī. Šis pulverveidīgais produkts satur ap 20 % inulīna, tam ir patīkama garša un augļu vai ogu aromāts.

Zīmējumu īss apraksts

Figūrā 1 ir parādīta iepriekšējā tehnikas līmeņa želejošas masas pagatavošanas tehnoloģiskā shēma.

Figūrā 2 ir paradīta piedāvātajā tehniskajā risinājumā ietverto operāciju savstarpējā saistība.

Piedāvātā izgudrojuma inulīna saturošās želējošās masas pagatavošanas operāciju secība (Fig. 2) ir šāda:

1. inulīna ekstrakcija no sausā topinambūra bumbuļu koncentrāta (čipsiem vai pulvera) ar ābolu sulu vai ar ābolu sulu un tai pievienotu citu augļu vai ogu sulu (ābolu sula ir skābju, ogļhidrātu, aromāta, garšas, pektīna, kā arī vitamīnu avots; topinambūra bumbuļu sausais koncentrāts - inulīna, ogļhidrātu, vitamīnu un minerālvielu avots; garšas veidošanai ābolu sulai tiek piedāvāts pievienot citu augļu vai ogu sulu; topinambūra sausā koncentrāta vietā var ņemt topinambūra bumbuļu sulu); operācijas ilgums līdz maksimālam, jeb ekonomiski izdevīgam inulīna daudzumam ekstraktā atkarīgs no ekstrakcijas metodes un aparatūras. Atklātā vārāmā katlā ekstrakcija ilgst līdz 1 stundai.

2. cietas fāzes atdalīšana no šķidrās fāzes. To var veikt ar pazīstamām metodēm, piemēram, filtrācijas, centrifugēšanas ceļā.

3. šķidrās fāzes - ekstrakta ietvaicēšana līdz sausnei 60-65%; lai gala produktu iegūtu ar stingrāku želeju, ietvaicēšanas beigās masai var pievienot pektīnu līdz tā kopējais daudzums masā sasniedz 1 %. Ietvaices beigās masai var pievienot dažādas citas fizioloģiski aktīvas vielas - vitamīnus, kā arī minerālvielas, krāsvielas, aromatizātorus u.c.

4. Ietvaicētās masas apstrāde, veidojot no tās attiecīgu izstrādājumu. Apstrāde sākas ar karstās masas izliešanu attiecīgos veidojumos, atdzesēšanu, zelēšanu un izstrādājuma noformēšanu atbilstoši sortimenta prasībām.

Sausā topinanbūra koncentrāta vietā var ņemt topinambūra bumbuļu sulu vai tās sīrupu, vai iepriekš pagatavotu čipšu ūdens ekstraktu. Šajā gadījumā tehnoloģiskajā shēmā atkrīt inulīna ekstrakcija un cietās fāzes atdalīšana. Paliek tikai ietvaices un tai sekojošas izliešanas, atdzesēšanas, želēšanas operācijas un produkcijas sagatavošana realizācijai. Atdalītā cietā fāze ir piesūkusies ar ābolu sulu un satur neizekstraģējušo inulīnu, tādēļ tas ir vērtīgs produkts, ko var izmantot uzturā kā bioloģiski aktīvo vielu avotu. Šim nolūkam cieto fāzi žāvē ar zināmām metodēm līdz sausnes saturs ne mazāks, par 90 %, samaļ līdz pulverveidīgam produktam. Rezultātā iegūst šķiedrvielu koncentrātu ar ābolu vai augļu un ogu garšu, ko var lietot tāpat kā jau zināmo sauso pulverveidīgo topinambūra koncentrātu. Piedāvātā inulīnu saturošās želejošas masas ieguves metode raksturīga ar to, ka zelējošās masas ieguvei netiek izmantots cukurs; vajadzīgās garšas un aromāta īpašības pilnīgi nodrošina augļu-ogu biezenis un topinambūra sausā koncentrāta ogļhidrāti; atkrīt receptūras maisījuma sastādīšana (to aizstāj inulīna ekstrakcija un cietās fāzes atdalīšana); metodes realizācijā veidojas divi prebiotiski produkti: želejošā masa un pulverveidīgs produkts.

Izgudrojuma realizācijas piemēri.

1. piemērs

Ābolu sulā iemērc žāvētos topinambūra čipsus. Sulas un čipsu attiecība 10:1, maisītāja apgriezieni - 10-20 min¹. Inulīna ekstrakciju veic temperatūrā 50-60°C, 30 minūšu laikā vai pēc vajadzības, lai dabūtu maksimālu inulīna šķīdību. Pēc ekstrakcijas ekstraktorā esošo masu sadala cietā un šķidrā frakcijā, centrifugējot vai filtrējot. Šķidrajā frakcijā ir

2,62 % inulīna, 7,33 % reducējošo vielu un 12,06 % kopējo ogļhidrātu. pH lielums šķidrajā frakcijā ir 3,6, bet kopējā sausne sastāda 17,3 %. Inulīna šajā sausnē ir 15,1 %. šim ekstraktam pievieno 0,2 % pektīna (attiecībā pret izmantotās ābolu sulas daudzumu) un ietvaicē pie 80°C līdz 61,3 % sausnes saturam. Iegūst biezu želeju ar patīkamu skābenu garšu un 14,5 % inulīna saturu sausnē. Mitro čipsu masu žāvē līdz mitrums nepārsniedz 10% un samaļ pulverī, iegūstot diētisko šķiedru inulīnu un pektīnu saturošu produktu.

2. piemērs

Topinambūra čipsus iemērc ābolu sulā ar temperatūru 55°C. Sulas un čipšu attiecība 9:1.

Ekstrakcijas laiks 1 stunda. Čipsu sākotnējā sausne 89,45 %, inulīna saturs sausnē 51,3 %. Pēc ekstrakcijas šķidro frakciju atdala no mitrajiem čipsiem, filtrējot caur sietu. Nofiltrēta ekstrakta un mitro čipšu savstarpējā masas attiecība ir vienlīdzīga 0,56 kg čipšu/kg ekstrakta, proti, katrs kg iegūtā ekstrakta atstāj 0,56 kg mitro čipšu. Ekstrakta sausne ir 12,86 %, inulīna saturs 5,71 % (44,4 % rēķinot uz sausni). No procesā ievadītā inulīna mitrajos čipšos paliek 20,36 % un 79,64 % inulīna pāriet ekstraktā. Šķidro frakciju vāra pie 100°C līdz sausnas saturs ir 60 %. Skābā vidē pie pH 5,8 un temperatūras 100°C daļa inulīna hidrolizējas līdz fruktozei un no sākotnējā inulīna daudzuma ietvaicētajā masā saglabājas 80% inulīna. Tādējādi, gatavā želejošā masā saglabājas 63,71% procesā ievadītā inulīna un tā saturs šajā masā sastāda 21,3%. Atdziestot līdz 20°C, masa saželē. Želejai patīkama saldi-skāba garša, ko veido fruktoze un ābolu sulas skābes. Želeja izmantojama mājsaimniecībā un ēdināšanas uzņēmumos deserta produktu izgatavošanai, kā arī konditorejas un augļu-ogu konservu fabrikās. Ar ābolu sulu piesātināto mitro čipšu masu kaltē 50-70°C temperatūrā līdz 8-10% mitrumam, tad samaļ un pulveri izmanto kā diētisko šķiedru avotu.

Piedāvātais izgudrojums izmantojams konditorejas rūpniecībā dažāda veida marmelāžu ražošanai un želejveidīgo konfekšu apvalku pagatavošanai. Tāpat zelējošās masas gatavošana realizējama augļu-ogu konservu rūpnīcās vai fabrikās, ievārījumu, džemu, konservu un cita veida augļu-ogu želejveidīgo izstrādājumu ražošanai.

Literatūra

1. Balcazar-Munoz, B.R., Martinez-Abundis, E. and Gonzalez-Ortiz (2003). „Effect of oral inulin administration on lipid profilē and inulin sensitivity in subjects with obesity and dyslipidemia”. Revista Medica de Chile, vol. 131, pp. 597-604.

2. Gibson, G. and Robertfroid, M. (1995). „Dietary metabolism of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics”. Journal of Nutrition, Vol. 125, pp. 1401-12.

3. Lizuka M., Minaminura N., Ogura, T. (2000). Utilization of Fructan. Glucoenzyme, 10 Tokyo, Japan, pp. 241-259.

4. Kruger M., Brown E., Collet G., Lington L., Schollum L. (2003). The effect of fructoolygosaccharides with various degree of polymerisation on calcium bioavailability in the growing rat. Exp. Biol. Med. 228.

5. LR Patents Nr. 13539 (2007). Fruktānus un fruktozi saturošu produktu ieguves un 15 izmantošanas paņēmieni no inulīnu saturošām izejvielām.

6. TexHOJiorna KOHņHTepcKoro npou3BoņcTBa. īloņ. peņaKimen A.JI. CoKonoBCKoro (1959). LbimenpoM, MocKBa.

7. Consil Directive 2001/113EC of 20 December 2001.

8. LR MK Noteikumi Nr. 378 2003.g. 8. jūlija (prot. Nr. 39.34). Kvalitātes, klasifikācijas 20 un marķējuma prasības džemiem, želejai, marmelādei un saldinātam kastaņa biezenim.

9. Fruit preserves. From Wikipedia, the free encyclopedia. http.7/en.wikipedia.org/wiki/Jam#Jam skatīts 05.06.2008.

Claims (3)

1. Pretenzijas

   1. Inulīnu saturošas želejošas masas ieguves metode no augļu-ogu sulām un topinambūra bumbuļiem, kas ietver komponentu sagatavošanu, to sajaukšanu un iegūtā maisījuma

   5 vārīšanu līdz izveidojas želēšanai nepieciešami apstākļi, kas atšķiras ar to, ka funkcionāli aktīvo vielu inulīnu no topinambūra bumbuļu kaltētām daļiņām ekstraģē ar augļu-ogu, piemēram, ābolu sulu6 un iegūto ekstraktu vārot iebiezina līdz želēšanai nepieciešamiem parametriem.

   10
2. 2. Metode saskaņā ar 1.pretenziju, kas atšķiras ar to, ka inulīna koncentrācijas palielināšanai gatavā želējošā masā ekstrakta vārīšanas laikā pievieno topinambūra bumbuļu sulu.
3. 3. Metode saskaņā ar 1. vai 2.pretenziju, kas atšķiras ar to, ka ar sulu piesūkušās

   15 topinambūra bumbuļa daļiņas ar zināmām metodēm kaltē līdz mitrumam 8-10% un samaļ pulverī, iegūstot diētisku šķiedrvielu ar augļu vai ogu garšu.