PL181393B1

PL181393B1 - Proszek cykorii rozpuszczalny w wodzie, sposób wytwarzania proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie oraz urzadzenie do wytwarzania proszkucykorii rozpuszczalnego w wodzie PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL181393B1
Application number: PL96321784A
Authority: PL
Inventors: Karl Loehmar; Rudi Grimm
Original assignee: Nestle Sa
Priority date: 1995-02-08
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 2001-07-31
Also published as: UA48165C2; US5958497A; ATE207702T1; HUP9800421A3; CA2210701A1; WO1996024256A1; AU4480396A; CZ252697A3; EP0808108A1; PL321784A1; SI0808108T1; PT808108E; SK107897A3; DE59608070D1; EP0808108B1; SK280441B6; CZ290019B6; DK0808108T3; HUP9800421A2

Abstract

1. Proszek cykorii rozpuszczalny w wodzie, z karmelizowanego proszku ekstraktu cy-- korii, znamienny tym, ze zawiera 40 do 65% inuliny, 4 do 10% cukrów redukujacych i mniej niz 5% fruktozy i glukozy, przy czym intensywnosc zabarwienia wynosi 1,0 do 2,5. 3. Sposób wytwarzania proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie, znamienny tym, ze sucha cykorie ekstrahuje sie woda lub wyciska cykorie korzenna, a ekstrakt o temperaturze 60°C do 80°C suszy sie do postaci proszku, po czym proszek o zawartosci cukrów redu- kujacych ponizej 10%, korzystnie 5 do 8%, karmelizuje sie w czasie do 5 minut w wytlaczarce slimakowej w temperaturze 180°C do 250°C, a nastepnie chlodzi i mieli. 7. Urzadzenie do wytwarzania proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie, znamienne tym, ze zawiera ekstraktor (1) dla ekstrakcji suchej cykorii woda, obejmujacy dyfuzory (2) polaczone przewodami rurowymi, wzglednie mlyn (50), wytlaczarke parnikowa (52) i prase (56) dla przetwarzania cykorii korzennej oraz separator (6) polaczony poprzez magazynowy zbiornik posredni (7) z reaktorem rurowym (9), przy czym reaktor rurowy (9) poprzez chlod- nice rurowa (11) i zbiornik posredni (13) cieklego ekstraktu jest polaczony z zespolem suszacym i z oddzielaczem (16), ponadto zawiera karmelizujaca wytlaczarke (27) wspólpra- cujaca poprzez tasme chlodzaca (29) wyposazona w komory chlodnicze (32) z rozdrabnia- czem (36). PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest proszek cykorii rozpuszczalnej w wodzie, sposób wytwarzania tego proszku i urządzenie do wytwarzania proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie.

Znajdujące się obecnie na rynku proszki cykorii rozpuszczalne w wodzie, nie są zadowalające pod względem właściwości sensorycznych i wykazupiza dużąhygroskopijność. W stosowanej zwykle obróbce palenie jest procesem trudnym do przeprowadzenia. Termiczny rozkład węglowodoru i piroliza inuliny zawartej w cykorii przebiegająegzotermicznie. W urządzeniu do palenia mniejsze kawałki cykorii ulęgają szybciej paleniu i dlatego są ciemniejsze od cząstek większych lub wypalonych częściowo. Większe kawałki cykorii sąw rdzeniu ciemniejsze niż od zewnątrz. Takie nierównomierne palenie działa ujemnie na smak ekstraktu cykorii. Poza tym, przy paleniu i ekstrakcji inulina cykorii rozkłada się na fruktozę i glukozę. Rozkład inuliny musi być utrzymywany w określonych granicach, aby uzyskany ekstrakt nie był zbyt hygroskopijny. Aby można było w ogóle suszyć ekstrakty palonej cykorii, przy suszeniu rozpyłowym konieczne

181 393 jest zmniejszenie wilgotności powietrza odlotowego, a tym samym pojemności wieży. Przy dłuższym eksploatowaniu w wieży pojawiają się spieczenia powodujące straty produktu.

Znane przetwarzanie cykorii obejmuje etapy wypalania, ekstrahowania i suszenia. Wadą takiego sposobu jest nierównomierność barwy produktu wypalania, niebezpieczeństwo spalenia cząstek cykorii oraz hygroskopijność ekstraktu proszkowego.

Natomiast, hydroliza inuliny w ekstraktach proszkowych dokonywana była dotychczas przy użyciu 0,5% kwasu solnego we wrzącej kąpieli wodnej, podczas 20 min. (patrz. K. Taufel i inn., Nahrung 3,701,1959 r.). Zawartość inuliny wyliczano z zawartości fruktozy i glukozy, przed i po hydrolizie, przy czym wielkość różnicy, to znaczy zawartość hydrolizowanych cukrów, mnożono przez współczynnik 0,9.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie, posiadającego dobre własności sensoryczne i zmniejszoną hygroskopijność, a także sposobu wytwarzania proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie oraz urządzenie do wytwarzania proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie.

Proszek cykorii rozpuszczalny w wodzie, z karmelizowanego proszku ekstraktu cykorii, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera 40 do 65°% inuliny, 4 do 10% cukrów redukujących i mniej niż 5% fruktozy i glukozy, przy czym intensywność zabarwienia wynosi 1,0 do 2,5.

Korzystnie, zawiera 50 do 65% inuliny, 6 do 9% cukrów redukujących i mniej niż 4% fruktozy i glukozy, przy czym intensywność zabarwienia wynosi 1,2 do 1,8.

Sposób wytwarzania proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że suchą cykorię ekstrahuje się wodą lub wyciska cykorię korzenną, a ekstrakt o temperaturze 60°C do 80°C suszy się do postaci proszku, po czym proszek o zawartości cukrów redukujących poniżej 10%, korzystnie 5 do 8%, karmelizuje się w czasie do 5 minut w wytłaczarce ślimakowej w temperaturze 180°C do 250°C, a następnie chłodzi i mieli.

Obróbce poddaje się suchą cykorię w postaci krajanki, kostek lub grysiku, a cykorię korzenną w postaci korzeni.

Korzystnie, suszenie ekstraktu przeprowadza się w postaci suszenia rozpyłowego.

W sposobie według wynalazku, karmelizację prowadzi się w temperaturze 200 do 240°C, przy czym czas trwania karmelizacji nie przekracza 2 minut.

Urządzenie do wytwarzania proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera ekstraktor dla ekstrakcji suchej cykorii wodą, obejmujący dyfuzory połączone przewodami rurowymi, względnie młyn, wytłaczarkę parnikową i prasę dla przetwarzania cykorii korzennej oraz separator połączony poprzez magazynowy zbiornik pośredni z reaktorem rurowym, przy czym reaktor rurowy poprzez chłodnicę rurową i zbiornik pośredni ciekłego ekstraktu jest połączony z zespołem suszącym i z oddzielaczem, ponadto zawiera karmelizującą wytłaczarkę współpracującą poprzez taśmę chłodzącą wyposażoną w komory chłodnicze z rozdrabniaczem.

Jako rezerwowy węglowodór cykoria zawiera inulinę, która utworzona jest z monosacharydów w postaci fruktozy i glukozy. Inulinajako polisacharyd nie posiada żadnych redukujących grup końcowych i dlatego nie ma żadnych własności redukcyjnych. Podczas ekstrakcji, z cykorii zostaje uwolniona inulina i w wyższych temperaturach rozkłada się na oligosacharydy i disacharydy, aż do fruktozy i glukozy. Wskutek tego wzrasta zdolność redukcyjna i dla monosacharydów jest największa. Określenie cukru redukującego bazuje na zdolności redukcyjnej sacharydów i wzrasta w takim stopniu w jakim zmniejsza się przeciętna masa cząsteczkowa sacharydu. Fruktozę i glukozę określa się bezpośrednio, inulinę określa się enzymatycznie po hydrolizie kwasu. Intensywność zabarwienia określa się przez pomiar absorbancji przy użyciu światła o długości fali 500 nm przepuszczanego przez 1⁰% wodny roztwór proszku cykorii, w kuwecie o grubości warstwy wynoszącej 1 cm.

Gdy zawartość cukrów redukujących w proszku cykorii przed karmelizacją (to znaczy w ekstraktach nie hydrolizowanych) wynosi poniżej 4%, to wytworzony karmelizowany proszek ma ostry, cierpki smak. Gdy zawartość cukrów redukujących w proszku cykorii przed karmelizacją (to znaczy w ekstraktach częściowo hydrolizowanych) wynosi 5 do 8%, to proszek ma

181 393 smak łagodny i przyjemny. Wraz z rozkładem hydrolitycznym inuliny wzrasta hygroskopijność ekstraktu proszkowego.

Rozkład inuliny można więc prowadzić do momentu, w którym proszek można wysuszyć bez trudności, przy czym będzie on posiadał stabilność wystarczającą do przewidzianego zastosowania produkcyjnego. Zawartość inuliny wynosząca 40 do 50% powoduje zmniejszoną hygroskopijność proszku.

Używając proszku według wynalazku, można w recepturach stosować większy udział proszku. Można stosować do 50% proszku cykorii, na przykład w mieszance z ekstraktem kawy. Gdy wychodzi się z mieszaniny z ekstraktem kawy, to ekstrakt ten może być zwykłą, granulowaną kawą typu instant, którą miesza się względnie aglomeruje z proszkiem według wynalazku lub zwykłą kawę typu instant w stanie płynnym miesza się z proszkiem według wynalazku, a następnie suszy względnie aglomeruje.

W sposobie wytwarzania proszku cykorii według wynalazku, zieloną suszoną cykorię ekstrahuje się za pomocą wody lub uciera się, wyciska i ekstrakt suszy się uzyskując proszek, a proszek karmelizuje się w wytłaczarce ślimakowej, w temperaturze 180°C do 250°C w czasie do 5 minut, do uzyskania intensywności zabarwienia od 1,0 do 2,5 (przy czym intensywność zabarwienia definiuje się jako - log Ι0Ί|, zaś I_o - oznacza natężenie światła padającego, a Ij- natężenie światła odbitego), następnie zaś chłodzi się i mieli. Natężenie przepływu proszku cykorii przez wytłaczarkę reguluje się zależnie od jej wielkości.

Według wynalazku kolejność etapów jest odwrotna niż w stanie techniki, to znaczy ekstrahuj e się najpierw suchy produkt lub prasuje się produkt w postaci korzennej, a następnie suszy się uzyskany ekstrakt i karmelizuje proszek cykorii w wytłaczarce ślimakowej. Wysuszona cykoria może być stosowana w postaci krajanki, kostek lub grysiku, poniżej wielkości wynoszących 20 do 40 mm szerokości, 5 do 7 mm grubości i różnej długości, odpowiadającej 12 do 25 mm długości krawędzi, co odpowiada odsianej rozdrobnionej części > 2 do < 10 mm. Ze względu na mniejszą wielkość cięcia uzysk przy ekstrakcji jest większy w przypadku grysiku niż dla kostek lub krajanki. Przez przetwarzanie w wytłaczarce uzyskuje się stopień karmelizacji proszku cykorii, który w znacznym zakresie można dokładnie regulować i który charakteryzuje się dobrąrównomiernością zabarwienia karmelizowanego proszku. Przy karmelizowaniu stosuje się wytłaczarkę z podwójnym ślimakiem.

Ekstrakcji mokrej cykorii (około 90% suchej substancji) dokonuje się w ekstraktorze o wielu dyfuzorach, w których znajduje się cykoria. Woda ogrzana do temperatury 80-90°C przepływa przez te dyfuzory, a ciekły ekstrakt przechodzi do separatora, w którym nierozpuszczone substancje stałe zostają oddzielone. Pozostałość z dyfuzorów jest odrzucana. Ekstrakt wodny poddaje się dodatkowemu nagrzewaniu w temperaturze 110-130°C w ekstraktorze rurowym, aby uzyskać częściową hydrolizę inuliny. Przy wyjściu z układu rurowego ekstrakt ma temperaturę 60 do 80°C. Suszenie płynnego ekstraktu prowadzi się jak zwykle za pomocą gorącego powietrza w skruberze.

Inna możliwość przeróbki polega na tym, że przeprowadza się ekstrakcję świeżych korzeni cykorii (około 26% substancji suchej) za pomocą prasowania. Umyte korzenie cykorii tnie się drobno, ogrzewa się w wytłaczarce parnikowej do temperatury 60 do 70°C i wyciska w prasie. Jak to już opisano, uzyskany ekstrakt nagrzewa się dodatkowo w ekstraktorze rurowym do temperatury od 110 do 130°C. Za pomocą takiej obróbki termicznej uzyskuje -się częściową hydrolizę inuliny, a lepkość ekstraktu znacznie się zmniejsza. Oddzielanie ciekłych ekstraktów następuje, z tego względu, po_;hydrolizie. W końcu, ciekłe ekstrakty zagęszcza się tak, aby posiadały 20% do 40% suchej substancji i suszy się rozpyłowo.

Zielony proszek ma zawartość cukrów redukujących w zakresie 5 do 8%, wskutek czego proszek łatwiej się karmelizuje niż proszek niehydrolizowany. Przy karmelizacji temperatura musi być utrzymywana poniżej 250°C, gdyż w przeciwnym przypadku tworzą się większe ilości substancji zmętniających, wpływających ujemnie na smak proszku cykorii. Karmelizacja zachodzi korzystnie w temperaturach 200 do 240°C, przy utrzymywaniu jej przez okres nie dłuższy niż 2 minuty.

181 393

Natężenie przepływu proszku cykorii przez wytłaczarkę jest tak dobrane, że uzyskuje się żądana intensywność zabarwienia.

Możliwe jest również, aby ekstrahować cykorię i wytworzyć mieszankę ekstraktu zielonego proszku z granulowaną kawą typu instant i/lub z zestawem granulowanej kawy typu instant, i tę mieszankę karmelizować w wytłaczarce. W tej mieszance zawartość granulowanej kawy względnie zestawu granulowanej kawy wynosi 5 do 95%.

Podobny sposób jak dla cykorii można zastosować również dla kawy. Zieloną kawę ekstrahuje się i rozpuszczalny proszek karmelizuje się w wytłaczarce. Następnie uzyskane karmelizowane proszki cykorii i kawy miesza się w żądanym stosunku.

Inne rozwiązanie polega na tym, że prowadzi się osobno ekstrakcję kawy i cykorii, a następnie miesza się oba zielone proszki i wspólnie karmelizuje się w wytłaczarce. W tych dwóch ostatnio wspomnianych rozwiązaniach zawartość kawy można dobrać w granicach 5 do 95% i podobnie zawartość cykorii, również w granicach 5 do 95%.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia krzywe zmiany zawartości inuliny, cukrów redukujących i sumy fruktozy i glukozy, fig. 2 i 3 - schematyczny widok urządzenia według wynalazku, przed karmelizacją, a fig. 4 przedstawia schematyczny widok urządzenia do karmelizacji zielonego proszku cykorii.

Na figurze 1 krzywe (A), (B), (C) przedstawiają zmiany zawartości inuliny (A), cukru redukującego (B) oraz fruktozy i glukozy (C) w karmelizowanym proszku cykorii, w zależności od intensywności zabarwienia E. Jak już wspomniano, intensywność zabarwienia określa się przez pomiar absorbancji światła o długości 500 mm w 1 % roztworze wodnym proszku cykorii, prowadzony w kuwecie o grubości warstwy wynoszącej 1 cm.

Dla proszku cykorii, według wynalazku, intensywność zabarwienia wynosi 1,0-2,5 przy jego składzie 40 do 65% inuliny (A), 4 do 10% cukrów redukujących (B) i mniej niż 5% fruktozy i glukozy (C).

Na figurze 2 przedstawiony jest ekstraktor 1, składający się z sześciu dyfuzorów 2. Każdy dyfuzor 2 załadowanyjest krajanką, kostkami lub grysikiem cykorii 3. Gorąca woda o temperaturze około 90°C przepływa zgodnie ze strzałkąA. Odprowadzany ekstrakt przepływa przez rurę 4 do zbiornika przelewowego 5 w celu odpowietrzenia, a następnie do separatora 6, gdzie nierozpuszczalne substancje stałe zostają odwirowane. Pompa 8 tłoczy ciekły ekstrakt z magazynowego zbiornika pośredniego 7 do reaktora rurowego 9, w którym panuje ciśnienie wynoszące około 5 -10⁵ Pa. Nagrzewanie do temperatury około 115-120°C następuje za pomocąpary 10 doprowadzonej do wejścia reaktora 9. Ciekły ekstrakt przepływa przez pierwsze cztery rury, i po pewnym czasie przebywania, wynoszącym 20 do 25 minut zostaje ochłodzony w chłodnicy rurowej 11 do temperatury około 85°C. Przez pompę 12 ciekły ekstrakt tłoczony jest do drugiego zbiornika pośredniego 13, a następnie ulega rozpyleniu w wieży 15 i zostaje wysuszony w strumieniu gorącego powietrza 14. W oddzielaczu 16 proszek zostaje oddzielony od prowadzonego z nim powietrza i dodatkowo ochłodzony w chłodnicy końcowej 17, a następnie zmagazynowany w kontenerze 18 w celu karmelizacji.

Na figurze 3 przedstawiony jest zasobnik 49 oraz młyn 50 do cięcia wymytych korzeni cykorii. Pocięty materiał tłoczy się za pomocą pompy 51 do wytłaczarki pamikowej 52 i nagrzewa się bezpośrednio parą do temperatury 60 do 70°C. Przy końcu wytłaczarki 52 pocięta cykoria wpada do leja wlotowego drugiej pompy 54 i zbiera się w zasobniku 55. Prasa tłokowa 56 napełniana jest metodą wsadową, to znaczy kolejnymi partiami, za pomocą pompy 57, a wychodzący wytłoczony ekstrakt tłoczy się, za pomocąpompy 58 do zbiornika 59. Z tego zbiornika ciekły ekstrakt, za pomocąpompy 60, przechodzi do rurowego reaktora 61, nagrzewanyjest bezpośrednio parą 62 do temperatury 130°C i po przebywaniu w tej temperaturze przez 10 min. zostaje ochłodzony w chłodnicy rurowej 63 do temperatury 85°C, a następnie za pomocąpompy 64 ciekły ekstrakt przetłaczany jest do innego zasobnika 65. W celu usunięcia materiałów zmętniających, ciekły ekstrakt przechodzi przez następnąpompę 66 i separator 67, a w wyparce 68 zostaje zatężony od zawartości 20% suchej substancji do 35-40% suchej substancji. Następnie ciekły ekstrakt, jak już opisano, pobierany jest ze zbiornika 13 i suszony rozpyłowo (fig. 2).

181 393

Transportowanie proszku cykorii z leja 20 aż do karmelizującej wytłaczarki 22 przedstawionej na fig. 4, dokonuje się za pomocą dozownika ślimakowego 22 napędzanego silnikiem 21. Dozownik 22 ustawiony jest na podłożu 23, a wytłaczarka ustawiona jest na niżej położonym podłożu 24.

Z dozownika 22 proszek, za pomocą leja 25, przechodzi do pierwszego segmentu wytłaczarki 27. Stosuje się wytłaczarkę dwuślimakową o sześciu lub więcej segmentach napędzaną silnikiem 26. Segmenty trzy do sześciu, względnie łącznie z wszystkimi dalszymi segmentami, nagrzewane są do temperatury około 200°C za pomocą zewnętrznych urządzeń grzewczych i cyrkulującego oleju (nie uwidocznionych). Za pomocą wbudowanych z lewej strony elementów ugniatających, uzyskuje się plastyfikację proszku cykorii w przestrzeni pomiędzy pierwszym i trzecim segmentem. W strefie utrzymującej gorąco, ciśnienie wewnętrzne rośnie wskutek tworzenia się dwutlenku węgla. Uzyskuje się jednorodnie wyglądający, karmelizowany ekstrakt bez białych skupień.

Po przejściu przez dysze 28, gorący, lepki ekstrakt cykorii spada na taśmę chłodzącą 29 przebiegającą pomiędzy dwoma walcami 30. Za pomocą ramy 31 taśma ustawiona jest na podłożu 24 i posiada komory chłodnicze 32, przez które przepływa solanka o temperaturze 15°C. Ekstrakt za pomocą położonego od góry na taśmie walca obrotowego, ściskany jest do postaci cienkiej warstwy i chłodzony tak, aby zapobiec nierównomiernemu dodatkowemu karmelizowaniu. Dalsze chłodzenie ekstraktu cykorii dokonuje się od góry 33 za pomocą dmuchawy sprężonego powietrza 34. Karmelizowany produkt usuwa się z końca taśmy 29 i miele za pomocą rozdrabniacza 36. Gazy tworzące się przy karmelizacji odsysa się przez przewód 38, znajdujący się powyżej taśmy. Proszek 39 wpada do pojemnika 37, stojącego na podłożu.

Przy stałym profilu temperaturowym segmentów wytłaczarki, stopień karmelizacji ekstraktu cykorii zależy od natężenia przepływu. Ciemniejszy proszek cykorii uzyskuje się przy mniejszych natężeniach przepływu, a jaśniejszy, przy większych natężeniach.

Przy karmelizacji niehydrolizowanych proszków cykorii (mniej niż 4% cukru redukującego), zwłaszcza przy wyższych stopniach intensywności zabarwienia, w większym zakresie tworzą się materiały zmętniające, które powodują cierpki i ostry smak takich ekstraktów oraz powodują powstawanie nalotu w ustach. Natomiast karmelizowane ekstrakty wytwarzane z częściowo hydrolizowanych proszków cykorii, mają łagodny i przyjemny smak, i zawierają materiały zmętniające w mniejszej ilości. Proszek cykorii według wynalazku posiada dobre własności sensoryczne, mniejszą hygroskopijność i dobrą równomierność brązowego zabarwienia. Z tego względu w recepturach można stosować większe udziały rozpuszczalnego proszku cykorii, a wytworzone gotowe produkty mają lepszą stabilność podczas składowania i po napoczęciu opakowania.

Poniżej opisane zostaną pozycje literatury omawiające analityczne metody, jakie zostały zastosowane do badania proszku cykorii. Określenie redukujących cukrów przeprowadzono za pomocą kompleksometrii według Potterat-Eschmann'a.

Zawartość cukru redukującego podaje całość wszystkich redukujących grup końcowych inuliny, jako ilość gramów fruktozy na 100 g substancji suchej (metoda ta jest przedstawiona w leksykonie chemii żywności II/2, 352 (1967 r.)) i w Szwajcarskiej książce środków spożywczych, 11, str. 562 (1964 r.)). Fruktoza i glukoza w proszkach ekstraktu cykorii określone zostały enzymatycznie (opis metody znajduje się w piśmie firmy Boehringer Mannheim „Methoden der biochemischen Analytik und Leben smittelanalytik”).

Poniżej przedstawiony został przykład wykonania proszku cykorii; przy czym wszystkie procenty są procentami wagowymi. Podobnie przedstawione zostaną metody badań analitycznych proszku cykorii.

Przykład 1

Pracowano przy użyciu ekstraktora o sześciu dyfuzorach. Każdy dyfuzor zawierał 120 kg suchego grysiku cykorii. Temperatura ekstrakcji wynosiła 90°C, a czas cyklu 30 min., przy czym odprowadzana ilość wynosiła 360 litrów. Odprowadzany ekstrakt miał zawartość suchej substancji wynoszącą 20%, a wydajność ekstrakcji wyniosła około 65%.

Czas przebywania ekstraktu w układzie rurowym wynosił 22 min., przy nadciśnieniu wynoszącym 5 atm. i przy przepływie 800 l/h. Temperatura ciekłego ekstraktu wynosiła przy wejściu 118°C, a za chk>dnicą85°C. Ciekły ekstrakt miał zawartość substancji suchej wynoszącą 18,4%.

Suszenie rozpyłowe przebiegało w sposób klasyczny, przy temperaturze doprowadzanego powietrza wynoszącej 265°C. Ze 120 kg suchego grysiku cykorii o zawartości suchej substancji wynoszącej 90%, uzyskiwano przeciętnie 70 kg zielonego proszku cykorii.

Do karmelizacji zastosowano wytłaczarkę z podwójnym ślimakiem. Temperatura segmentów od trzeciego do szóstego wynosiła 200°C, a natężenie przepływu proszku wynosiło 50 do 60 kg/godz. przy intensywności zabarwienia wynoszącej 1,21. Pobyt w wytłaczarce wynosił około 30 sekund. Temperatura solanki pod taśmą 29 wynosiła 15°C, a taśma biegła z prędkością 5 m/sek. Rozdrobnienie ochłodzonego, karmelizowanego proszku cykorii dokonywano tak, że wielkość ziarna była mniejsza od 2 mm.

Ze 120 kg suchej cykorii, stanowiącej wielkość wyjściową, uzyskano przeciętnie 65 kg karmelizowanego proszku· cykorii o zawartości inuliny wynoszącej 62,3%, a redukujących cukrów 7,4%, natomiast fruktozy i glukozy 2,1%.

Przykład 2

Korzenie cykorii zostały utarte w młynie, a uzyskany pocięty materiał ogrzano do temperatury 60-70°C, za pomocą bezpośredniego nagrzewania parą w wytłaczarce pamikowej, przy natężeniu przepływu wynoszącym 300 kg/godz. Partiami pociętej cykorii napełniano hydrauliczną prasę olejową. Do napełnienia prasy konieczne było 2 godz., a właściwe wyciskanie trwało 1 godz. Ciśnienie przy końcu procesu wyciskania wynosiło 200 · 10⁵ Pa. Uzyskano 500 kg ekstraktu o zawartości suchej substancji wynoszącej 20,1% i 148 kg pozostałości o zawartości suchej substancji wynoszącej 37,8%. Użysk ekstraktu wynosił 64,3%.

Ekstrakt uzyskany przy wyciskaniu poddany był obróbce końcowej w układzie rur, przy temperaturze 130°C i ciśnieniu 5 -10⁵ Pa. Przy natężeniu przepływu wynoszącym 600 kg/godz. czas przebywania ekstraktu w układzie rur wynosił 10 min.

Po oddzieleniu, ciekły ekstrakt poddano zagęszczeniu tak, że zamiast 20,1% suchej substancji uzyskał zawartość 36,5% suchej substancji, a następnie wysuszono go metodąrozpyłową. Karmelizację proszkowego ekstraktu przeprowadzono tak, jak w przykładzie 1.

Badanie proszku cykorii obejmuje następujące metody wyznaczania:

Substancja sucha (TS)

Około 2 g proszku odważono dokładnie w wysuszonej szalce niklowej i suszono przez 2 godz. w suszarce laboratoryjnej. Po ochłodzeniu, próbkę zważono w eksykatorze.

wielkość zważona x 100 % TS = -o--- (strata na wadze) odważka

Intensywność zabarwienia

W odniesieniu do TS odważono 1,0 g proszku do zlewki o objętości 250 ml i uzupełniono do 100 g destylowaną wodą. Ustalono, ile wynosi całkowity ciężar zlewki, bagietki, próbki i wody, a proszek rozpuszczono przez mieszanie. Roztwór próbki ogrzano do około 70°C, następnie ostudzono ponownie w zimnej kąpieli wodnej i uzupełniono wodą do ciężaru początkowego. W celu pomiaru intensywności zabarwienia rozcieńczono roztwór w stosunku 1:5 (np. 20 ml do 100 ml), rozcieńczony roztwór odwirowano, i zmierzono absorbancję w przezroczystej 1 cm kuwecie światłem o długości 500 nm.

Redukujący cukier

Do zlewki odważono około 3 g materiału próbki z dokładnością ± 1 mg oraz 1 g węglanu wapniowego. Ustalono całkowity ciężar (G) zlewki i bagietki. Przez dodanie wody do objętości 100 ml, ciężar został uzupełniony do wielkości G + 100 g. Roztwór przefiltrowano przez karbowany sączek i 10 ml filtratu użyto do określenia ilości cukru metodą Potterat-Eschmann'a.

181 393 % red. cukru w TS = mg cukru ze zużycia x 100 g odważone x %TS

Fruktoza i glukoza

Rozcieńczono w stosunku 1:2 roztwór użyty do określenia redukującego cukru, i 0,1 ml rozcieńczonej próbki użyto do testu enzymatycznego.

% wolnej fruktozy wzgl. glukozy w TS =g odważone x 5 x %TS

Inulina

Do 100 ml kolby miarowej odważono około 1,5 g materiału próbki z dokładnością^ 1 mg i razem z 75 ml 0,5% kwasu solnego ogrzewano przez 15 min. we wrzącej wodzie. Po ochłodzeniu dodawano pięć kropli 0,5% roztworu bromowego błękitu tymolowego w etanolu i 2N ługu sodowego, tak długo, aż wskaźnik zmienił zabarwienie (w tym celu potrzeba około 4,5 ml, sprawdzonego papierkiem pH). Po dodaniu 2 ml nasyconego roztworu octanu ołowiu, napełniono kolbę miarową aż do oznacznika i wstrząśnięto. Roztwór przefiltrowano przez karbowany sączek.

Do 100 ml kolby miarowej wprowadzono 20 ml 2% roztworu szczawianu sodowego i pipetą wprowadzono 25 ml przezroczystego filtratu. Po wstrząśnięciu i napełnieniu kolby wodą, roztwór przefiltrowano przez karbowany sączek. Do badania enzymatycznego, 20 ml przejrzystego roztworu rozcieńczono do 100 ml.

% całości fruktozy wzgl. glukozy w TS = _g/1x20000 g odważone x % TS % inuliny = 0,9 (% całości gluk. + frukt. - % wolnej gluk. + frukt.).

181 393

cd σ -J· LD

181 393

FIG. 2

181 393

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Proszek cykorii rozpuszczalny w wodzie, z karmelizowanego proszku ekstraktu cykorii, znamienny tym, że zawiera 40 do 65% inuliny, 4 do 10% cukrów redukujących i mniej niż 5% fruktozy i glukozy, przy czym intensywność zabarwienia wynosi 1,0 do 2,5.
2. Proszek cykorii rozpuszczalny w wodzie według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera 50 do 65% inuliny, 6 do 9% cukrów redukujących i mniej niż 4% fruktozy i glukozy, przy czym intensywność zabarwienia wynosi 1,2 do 1,8.
3. Sposób wytwarzania proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie, znamienny tym, że suchą cykorię ekstrahuje się wodą lub wyciska cykorię korzenną, a ekstrakt o temperaturze 60°C do 80°C suszy się do postaci proszku, po czym proszek o zawartości cukrów redukujących poniżej 10%, korzystnie 5 do 8%, karmelizuje się w czasie do 5 minut w wytłaczarce ślimakowej w temperaturze 180°C do 250°C, a następnie chłodzi i mieli.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że obróbce poddaje się suchą cykorię w postaci krajanki, kostek lub grysiku, a cykorię korzenną w postaci korzeni.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że suszenie ekstraktu przeprowadza się w postaci suszenia rozpyłowego.
6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że karmelizację prowadzi się w temperaturze 200 do 240°C, przy czym czas trwania karmelizacji nie przekracza 2 minut.
7. Urządzenie do wytwarzania proszku cykorii rozpuszczalnego w wodzie, znamienne tym, że zawiera ekstraktor (1) dla ekstrakcji suchej cykorii wodą obejmujący dyfuzory (2) połączone przewodami rurowymi, względnie młyn (50), wytłaczarkę parnikową(52) i prasę (56) dla przetwarzania cykorii korzennej oraz separator (6) połączony poprzez magazynowy zbiornik pośredni (7) z reaktorem rurowym (9), przy czym reaktor rurowy (9) poprzez chłodnicę rurową (11) i zbiornik pośredni (13) ciekłego ekstraktujest połączony z zespołem suszącym i z oddzielaczem (16), ponadto zawiera karmelizującą wytłaczarkę (27) współpracującą poprzez taśmę chłodzącą (29) wyposażoną w komory chłodnicze (32) z rozdrabniaczem (36).

* * *