PL236282B1 - Sposób wytwarzania batonów zawierających liofilizowane owoce i/lub warzywa - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania batonów zawierających owoce lub warzywa charakteryzuje się tym, że: do surowca owocowego zawierającego od 75 do 85% wag. wody dodaje się zagęszczony sok jabłkowy lub winogronowy w takiej ilości, aby uzyskać zawartość cukrów owocowych w płynie na poziomie od 5 do 10% wag. oraz pektyny wysokometylowane o stopniu estryfikacji nie mniejszym niż 65% jako substancję wiążącą w ilości od 0,5 do 1,5% wag.; korzystnie, w przypadku wytwarzania batonu słonego, warzywa gotuje się wstępnie w temperaturze od 50 do 65°C, pod ciśnieniem od 50 do 100 mbar przez czas od 90 do 150 minut, po czym dodaje się przyprawy oraz pektyny wysokometylowane o stopniu estryfikacji nie mniejszym niż 65% jako substancję wiążącą w ilości od 0,5 do 1,5% wag.; następnie tak przygotowany surowiec owocowy i/lub warzywny poddaje się homogenizacji z rozdrabnianiem mechanicznym w temperaturze 25°C oraz prędkości obrotowej noży od 10000 do 30000 obr/min do uzyskania jednorodnej mieszaniny o lepkości od 20000 do 30000 mPa • s przy szybkości ścinania 50 s-1; następnie kwiaty lipy lub dojrzałe owoce dzikiego bzu mrozi się do temperatury nie więcej niż -20°C po czym układa się je na tacach liofilizatora i suszy się je przy temperaturze półki do 120 do 80°C, temperaturze kondensatora od -35 do -45°C oraz pod ciśnieniem od 1,5 do 2 mbar do usunięcia 75% zawartości wody, przy czym ogrzewa się produkty ciepłem promieniującym od półek nagrzanych początkowo do temperatury od 120°C do 80°C, która maleje w trakcie ogrzewania do wartości od 80 do 50°C w końcowym etapie, w którym utrzymuje się temperaturę kondensatora od -35 do -45°C i ciśnienie od 0,5 do 0,8 mbar, do uzyskania temperatury końcowego produktu od 20 do 30°C; a następnie liofilizaty kwiatów lipy i/lub owoców czarnego bzu oraz ekstrakt kwiatów gryki dodaje się do homogenizowanej mieszaniny surowców w takiej ilości, aby produkt po liofilizacji zawierał od 8 do 10% wag. liofilizatu kwiatów lipy i/lub owoców czarnego bzu, oraz kwiatów gryki w takiej ilości, aby produkt zawierał od 0,1 do 0,2% rutyny w suchej masie, po czym całość dozuje się do form silikonowych nadających wyrobom pożądany kształt; następnie masę zamraża się w formach dwuetapowo, przy czym w pierwszym etapie zamraża się masę do temperatury -5°C przez czas 4 godzin, a następnie przeprowadza się zamrażanie szokowe do temperatury -20°C w czasie 2 godzin; po czym produkt rozformowuje się i wprowadza się do liofilizatora w temperaturze -20°C i liofilizuje się produkt przy temperaturze półki od 120 do 80°C, temperaturze kondensatora od -35 do -45°C oraz pod ciśnieniem od 1,5 do 2 mbar do usunięcia 75% zawartości wody, przy czym ogrzewa się produkty ciepłem promieniującym od półek nagrzanych początkowo do temperatury od 120°C do 80°C, która maleje w trakcie ogrzewania do wartości od 80 do 50°C w końcowym etapie, w którym utrzymuje się temperaturę kondensatora od -35 do -45°C i ciśnienie od 0,5 do 0,8 mbar, do uzyskania temperatury końcowego produktu od 20 do 30°C; gotowy produkt końcowy o temperaturze nie przekraczającej 30°C usuwa się z liofilizatora i pakuje do opakowań jednostkowych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania batonów zawierających liofilizowane owoce i/lub warzywa.

Zaletami żywności liofilizowanej jest niska masa, zazwyczaj od 6 do 10% masy pierwotnej produktu oraz dobrze zachowany aromat.

Liofilizacja jest procesem suszenia w niskich temperaturach. Wykorzystuje zjawisko sublimacji lodu przy niskich ciśnieniach, poniżej 0,6 kPa z pominięciem fazy ciekłej. Jest to metoda szczególnie przydatna do suszenia substancji o niskiej odporności termicznej. Wykorzystanie liofilizacji w suszeniu żywności pozwala na zachowanie jej aromatów, naturalnego koloru oraz składników odżywczych, które mogłyby ulec dekompozycji podczas konwencjonalnego suszenia w podwyższonej temperaturze. Liofilizacja jest procesem składającym się z trzech etapów: zamrażania, suszenia oraz dosuszania. W fazie zamrażania obniża się temperaturę na tyle, aby wytworzyć kryształki lodu oraz zwiększyć stężenie i lepkość pozostałej fazy wodnej. Podczas suszenia należy precyzyjnie kontrolować ciśnienie i temperaturę ponieważ podczas tego etapu może wystąpić niekorzystne zjawisko załamania struktury, należy także zapewnić takie warunki suszenia aby cały lód został wysublimowany. Etap dosuszania prowadzi się w temperaturze podwyższonej do wartości dodatnich w celu usunięcia resztek pozostałości wody w suszonym materiale. Optymalne parametry prowadzenia procesu są dobierane na podstawie charakterystycznych warunków przemian fazowych materiału suszonego, przykładowo żywności.

Z literatury patentowej znane są metody wytwarzania liofilizowanych produktów spożywczych.

Przykładowo, z koreańskiego dokumentu patentowego KR101217456B1 znany jest sposób wytwarzania liofilizowanej przekąski z kalarepą o wydłużonym czasie przechowywania. Sposób wytwarzania przekąski kalarepowej zawiera etapy: usuwania liści oraz obierania kalarepy, mrożenia kalarepy do temperatury od -50 do -30°C przez czas od 20 do 28 godzin oraz liofilizacji przez czas od 44 do 53 godzin po dodaniu od 80 do 120 mikrolitrów wody na 100 gram kalarepy oraz pakowania gotowego produktu w atmosferze azotu.

Z koreańskiego dokumentu patentowego KR100998267 znany jest sposób wytwarzania przysmaku czosnkowego bez konieczności smażenia, dzięki czemu otrzymuje się produkt o obniżonej ostrości aromatu czosnkowego oraz zwiększonej funkcjonalności i smakowitości. Sposób ten polega na obróbce czosnku w plasterkach parą wodną przez czas od 3 do 12 minut w temperaturze od 90 do 100°C lub obróbce ultradźwiękami przez czas od 1 do 3 godzin, następnie moczeniu obrobionych plasterków czosnku w roztworze przypraw przez 24 do 48 godzin w temperaturze od 1 do 10°C, po czym tak przygotowane plasterki są liofilizowane w celu usunięcia wody.

Celowym zatem byłoby opracowanie sposobu wytwarzania suplementu diety w formie batonu o podwyższonej wartości odżywczej, zawierającej witaminy i składniki mineralne, korzystnie o właściwościach przeciwzapalnych, rozgrzewających oraz o dobrych właściwościach organoleptycznych przy wykorzystaniu liofilizacji.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania batonów zawierających owoce i/lub warzywa. W sposobie tym do surowca owocowego zawierającego od 75 do 85% wag. wody dodaje się zagęszczony sok jabłkowy lub winogronowy w takiej ilości, aby uzyskać zawartość cukrów owocowych w płynie na poziomie od 5 do 10% wag. oraz pektyny wysokometylowane o stopniu estryfikacji nie mniejszym niż 65% jako substancję wiążącą w ilości od 0,5 do 1,5% wag. Korzystnie, w przypadku wytwarzania batonu słonego, warzywa gotuje się wstępnie w temperaturze od 50 do 65°C, pod ciśnieniem od 50 do 100 mbar przez czas od 90 do 150 minut, po czym dodaje się przyprawy oraz pektyny wysokometylowane o stopniu estryfikacji nie mniejszym niż 65% jako substancję wiążącą w ilości od 0,5 do 1,5% wag. Następnie tak przygotowany surowiec owocowy i/lub warzywny poddaje się homogenizacji z rozdrabnianiem mechanicznym w temperaturze 25°C oraz prędkości obrotowej noży od 10 000 do 30 000 obr./min do uzyskania jednorodnej mieszaniny o lepkości od 20 000 do 30 000 mPa»s przy szybkości ścinania 50 s^-1. Następnie kwiaty lipy lub dojrzałe owoce dzikiego bzu mrozi się do temperatury nie więcej niż -20°C, po czym układa się je na tacach liofilizatora i suszy się je przy temperaturze półki od 120 do 80°C, temperaturze kondensatora od -35 do -45°C oraz pod ciśnieniem od 1,5 do 2 mbar do usunięcia 75% zawartości wody, przy czym ogrzewa się produkty ciepłem promieniującym od półek nagrzanych początkowo do temperatury od 120°C do 80°C, która maleje w trakcie ogrzewania do wartości od 80 do 50°C w końcowym etapie, w którym utrzymuje się temperaturę kondensatora od -35 do -45°C i ciśnienie od 0,5 do 0,8 mbar, do uzyskania temperatury końcowego produktu od 20 do 30°C. Następnie liofilizaty kwiatów lipy i/lub owoców czarnego bzu oraz eks

PL 236 282 B1 trakt kwiatów gryki dodaje się do homogenizowanej mieszaniny surowców w takiej ilości, aby produkt po liofilizacji zawierał od 8 do 10% wag. liofilizatu kwiatów lipy i/lub owoców czarnego bzu, oraz kwiatów gryki w takiej ilości, aby produkt zawierał od 0,1 do 0,2% rutyny w suchej masie, po czym całość dozuje się do form silikonowych nadających wyrobom pożądany kształt. Następnie masę zamraża się w formach dwuetapowo, przy czym w pierwszym etapie zamraża się masę do temperatury -5°C przez czas 4 godzin, a następnie przeprowadza się zamrażanie szokowe do temperatury -20°C w czasie 2 godzin. Dalej produkt rozformowuje się i wprowadza się do liofilizatora w temperaturze -20°C i liofilizuje się produkt przy temperaturze półki od 120 do 80°C, temperaturze kondensatora od -35 do -45°C oraz pod ciśnieniem od 1,5 do 2 mbar do usunięcia 75% zawartości wody, przy czym ogrzewa się produkty ciepłem promieniującym od półek nagrzanych początkowo do temperatury od 120°C do 80°C, która maleje w trakcie ogrzewania do wartości od 80 do 50°C w końcowym etapie, w którym utrzymuje się temperaturę kondensatora od -35 do -45°C i ciśnienie od 0,5 do 0,8 mbar, do uzyskania temperatury końcowego produktu od 20 do 30°C. Gotowy produkt końcowy o temperaturze nie przekraczającej 30°C usuwa się z liofilizatora i pakuje do opakowań jednostkowych. Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania suplementu diety w formie batonu o podwyższonej wartości odżywczej, który zawiera witaminy i składniki mineralne, a także charakteryzuje się podwyższonymi właściwościami przeciwzapalnymi, rozgrzewającymi oraz o lepszych dla konsumenta właściwościach organoleptycznych, przy wykorzystaniu liofilizacji.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat wytwarzania batonów według wynalazku.

Sposób wytwarzania batonów według wynalazku opiera się na procesie obróbki surowca o zawartości wody na poziomie od 75 do 85% wag., przykładowo owoców (101) i/lub warzyw (201). Do owoców (101), przykładowo truskawek, porzeczek, wiśni czy jagód, dodaje się na etapie 102 zagęszczony sok jabłkowy lub winogronowy w takiej ilości, aby uzyskać zawartość cukrów owocowych w płynie na poziomie od 5 do 10% wag. oraz pektyny wysokometylowane jako substancje wiążące, korzystnie o stopniu estryfikacji nie mniejszym niż 65% w ilości od 0,5 do 1,5% wag. Dodatek pektyn do surowca pozwala na uzyskanie kserożelu w późniejszym etapie suszenia.

Alternatywnie, w przypadku wytwarzania batonu słonego, warzywa (201) przykładowo buraki czerwone lub marchew, w celu uzyskania odpowiednich właściwości reologicznych gotuje się wstępnie (202) w temperaturze od 50 do 65°C, pod ciśnieniem od 50 do 100 mbar przez czas od 90 do 150 minut, po czym przyprawia się (201) oraz dodaje się pektyny wysokometylowane jako substancje wiążące, korzystnie o stopniu estryfikacji nie mniejszym niż 65% w ilości od 0,5 do 1,5% wag.

Kolejnym etapem (103) jest przygotowanie odpowiednich składników aktywnych jako dodatku prozdrowotnego do spożywczego produktu odżywczego. Przykładowymi dodatkami wykorzystywanymi w tym celu mogą być: kwiat lipy oraz owoc czarnego bzu, zazwyczaj wykorzystywane w formie suszu lub tabletek oraz ekstrakt kwiatów gryki.

Kwiat lipy zawiera między innymi flawonoidy, głównie glikozydy kwercetyny, kemferolu i akacetyny, olejek eteryczny, śluzy, garbniki, kwasy organiczne i sterole. Dzięki zawartości tych związków aktywnych produkty zawierające ekstrakty kwiatu lipy mogą łagodzić kaszel, ból gardła, chrypkę, stany zapalne i gorączkowe. W związku z tym produkty zawierające ekstrakty kwiatu lipy w przypadku stanów gorączkowych w niektórych chorobach zakaźnych, takich jak przykładowo angina, grypa, zapalenie gardła, oskrzeli czy przeziębienie mogą być stosowane jako łagodne, pomocnicze środki napotne. Surowiec nie może zawierać kwiatów przekwitłych, owoców i podsadek z plamkami.

Dojrzałe owoce czarnego bzu dzięki zawartości takich substancji aktywnych jak między innymi: glikozydy antocyjanowe, pektyny, garbniki, kwasy owocowe, witaminę C i prowitaminy A, sole mineralne: wapnia, potasu, sodu, glinu i żelaza wykazują właściwości napotne i moczopędne. Oprócz tego charakteryzują się również właściwościami lekko przeczyszczającymi i przeciwbólowymi oraz uznaje się je między innymi za środki czyszczące krew, zatem mogą być wykorzystywane jako lek odtruwający oraz wspomagający usuwanie z organizmu szkodliwych produktów przemiany materii i toksyn w chorobach reumatycznych czy też skórnych. Owoce czarnego bzu są też stosowane w stanach zapalnych żołądka i jelit, a także jako pomocniczy lek przeciwbólowy w nerwobólach i rwie kulszowej.

Kwiaty gryki mają wysoką zawartość rutyny, na poziomie około 46 000 ppm, która jest silnym antyoksydantem. Rutyna jest środkiem skutecznym do likwidacji wolnych rodników odpowiedzialnych za starzenie się organizmu i choroby takie jak: miażdżyca, choroba wieńcowa, nadciśnienie, choroby oczu czy stany zapalne. Rutyna wpływa korzystnie na aktywność witaminy C, w połączeniu z którą

PL 236 282 B1 działa ochronnie na elastynę i kolagen co skutkuje wzmocnieniem naczyń krwionośnych i poprawieniem ich elastyczności, dzięki czemu są bardziej odporne na uszkodzenia.

Dojrzałe owoce czarnego bzu zawierają niewielkie ilości glikozydów cyjanogennych, w celu ich eliminacji surowiec poddaje się wstępnie obróbce termicznej. Owoce pakuje się próżniowo w workach o ograniczonej przepuszczalności gazów do ciśnienia 100 mbar i pasteryzuje się w temperaturze od 55 do 60°C w czasie 120 minut.

Surowiec zamrożony do temperatury poniżej -20°C (kwiaty lipy lub dojrzałe owoce czarnego bzu po obróbce termicznej), układa się na tacach liofilizatora, przy czym temperatura produktu wprowadzanego do liofilizatora wynosi nie więcej niż -20°C, po czym suszy się przy temperaturze półki od 120 do 80°C, temperaturze kondensatora od -35 do -45°C oraz pod ciśnieniem od 1,5 do 2 mbar do usunięcia 75% zawartości wody. Produkty ogrzewa się ciepłem promieniującym od półek nagrzanych początkowo do temperatury od 120°C do 80°C, korzystnie 120°C, po czym temperatura półek maleje w trakcie ogrzewania. W końcowym etapie dosusza się przy temperaturze półki od 80 do 50°C, temperaturze kondensatora od -35 do -45°C oraz pod ciśnieniem od 0,5 do 0,8 mbar. Po zakończeniu procesu, temperatura końcowego produktu po usunięciu wody ma wartość od 20 do 30°C. Taka technologia suszenia pozwala zachować w pełni aktywność funkcjonalnych składników surowca.

Składniki aktywne: liofilizaty kwiatów lipy, owoców czarnego bzu oraz ekstrakt kwiatów gryki zawierający rutynę dodaje się (104) do mieszaniny surowców w takiej ilości, aby produkt po liofilizacji zawierał od 8 do 10% wag. liofilizatu kwiatów lipy i/lub owoców czarnego bzu, oraz ekstrakt kwiatów gryki w takiej ilości, aby produkt zawierał od 0,1 do 0,2% wag. rutyny w suchej masie.

Następnie tak przygotowaną mieszaninę poddaje się homogenizacji (105) z rozdrabnianiem mechanicznym w temperaturze 25°C oraz prędkości obrotowej noży od 10 000 do 30 000 obr./min do uzyskania jednorodnej mieszaniny o lepkości od 20 000 do 30 000 mPa»s przy szybkości ścinania 50 s^-1.

Następnie całość dozuje się (106) do form silikonowych nadających wyrobom odpowiedni kształt, przykładowo batonów. Kolejnym etapem (107) jest zamrażanie masy w formach. Zamrażanie (107) przebiega dwuetapowo - najpierw do temperatury -5°C przez czas 4 godzin, a następnie przeprowadza się zamrażanie szokowe do temperatury -20°C w czasie 2 godzin. Takie prowadzenie procesu zamrażania pozwala na uzyskanie odpowiednio dużych kryształów lodu dzięki czemu produkt końcowy ma odpowiednią chrupkość. Po zamrożeniu (107) produkt rozformowuje się (108), a następnie wprowadza się do liofilizatora w temperaturze nie wyższej niż -20°C, po czym liofilizuje się (109) przy temperaturze półki od 120 do 80°C, temperaturze kondensatora od -35 do -45°C oraz pod ciśnieniem od 1,5 do 2 mbar do usunięcia 75% zawartości wody. Produkty ogrzewa się ciepłem promieniującym od półek nagrzanych początkowo do temperatury od 120°C do 80°C, korzystnie 120°C, po czym temperatura półek maleje w trakcie ogrzewania. W końcowym etapie dosusza się przy temperaturze półki od 80 do 50°C, temperaturze kondensatora od -35 do -45°C oraz pod ciśnieniem od 0,5 do 0,8 mbar. Po zakończeniu procesu, temperatura końcowego produktu po usunięciu wody ma wartość od 20 do 30°C.

Dzięki zastosowaniu dwuetapowego procesu zamrażania masy w formach uzyskuje się większy rozmiar kryształów lodu w zamrożonym produkcie, odżywczy produkt żywnościowy wytworzony powyższym sposobem charakteryzuje się wyższą chrupkością oraz niższą elastycznością, natomiast zastosowanie dodatku środka wiążącego w postaci pektyn w masie do liofilizacji umożliwia wytworzenie kserożelu co korzystnie wpływa na doznania organoleptyczne konsumenta. Ponadto zastosowanie liofilizacji na etapie przygotowania surowców oraz dodatków aktywnych pozwala na zachowanie większej ilości korzystnych dla zdrowia człowieka składników odżywczych. Dzięki temu odżywczy produkt żywnościowy wytworzony sposobem według wynalazku jest odpowiedni do zastosowania jako suplement diety przykładowo przeciwzapalny czy przeciw przeziębieniom.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób wytwarzania batonów zawierających owoce i/lub warzywa, znamienny tym, że:

   - do surowca owocowego zawierającego od 75 do 85% wag. wody dodaje się zagęszczony sok jabłkowy lub winogronowy w takiej ilości, aby uzyskać zawartość cukrów owocowych w płynie na poziomie od 5 do 10% wag. oraz pektyny wysokometylowane o stopniu estryfikacji nie mniejszym niż 65% jako substancję wiążącą w ilości od 0,5 do 1,5% wag.;

   PL 236 282 B1

   - korzystnie, w przypadku wytwarzania batonu słonego, warzywa gotuje się wstępnie w temperaturze od 50 do 65°C, pod ciśnieniem od 50 do 100 mbar przez czas od 90 do 150 minut, po czym dodaje się przyprawy oraz pektyny wysokometylowane o stopniu estryfikacji nie mniejszym niż 65% jako substancję wiążącą w ilości od 0,5 do 1,5% wag.;

   - następnie tak przygotowany surowiec owocowy i/lub warzywny poddaje się homogenizacji z rozdrabnianiem mechanicznym w temperaturze 25°C oraz prędkości obrotowej noży od 10 000 do 30 000 obr./min do uzyskania jednorodnej mieszaniny o lepkości od 20 000 do 30 000 mPa»s przy szybkości ścinania 50 s^-1;

   - następnie kwiaty lipy lub dojrzałe owoce dzikiego bzu mrozi się do temperatury nie więcej niż -20°C, po czym układa się je na tacach liofilizatora i suszy się je przy temperaturze półki od 120 do 80°C, temperaturze kondensatora od -35 do -45°C oraz pod ciśnieniem od 1,5 do 2 mbar do usunięcia 75% zawartości wody, przy czym ogrzewa się produkty ciepłem promieniującym od półek nagrzanych początkowo do temperatury od 120°C do 80°C, która maleje w trakcie ogrzewania do wartości od 80 do 50°C w końcowym etapie, w którym utrzymuje się temperaturę kondensatora od -35 do -45°C i ciśnienie od 0,5 do 0,8 mbar, do uzyskania temperatury końcowego produktu od 20 do 30°C;

   - a następnie liofilizaty kwiatów lipy i/lub owoców czarnego bzu oraz ekstrakt kwiatów gryki dodaje się do homogenizowanej mieszaniny surowców w takiej ilości, aby produkt po liofilizacji zawierał od 8 do 10% wag. liofilizatu kwiatów lipy i/lub owoców czarnego bzu, oraz kwiatów gryki w takiej ilości, aby produkt zawierał od 0,1 do 0,2% rutyny w suchej masie, po czym całość dozuje się do form silikonowych nadających wyrobom pożądany kształt;

   - następnie masę zamraża się w formach dwuetapowo, przy czym w pierwszym etapie zamraża się masę do temperatury -5°C przez czas 4 godzin, a następnie przeprowadza się zamrażanie szokowe do temperatury -20°C w czasie 2 godzin;

   - po czym produkt rozformowuje się i wprowadza się do liofilizatora w temperaturze -20°C i liofilizuje się produkt przy temperaturze półki od 120 do 80°C, temperaturze kondensatora od -35 do -45°C oraz pod ciśnieniem od 1,5 do 2 mbar do usunięcia 75% zawartości wody, przy czym ogrzewa się produkty ciepłem promieniującym od półek nagrzanych początkowo do temperatury od 120°C do 80°C, która maleje w trakcie ogrzewania do wartości od 80 do 50°C w końcowym etapie, w którym utrzymuje się temperaturę kondensatora od -35 do -45°C i ciśnienie od 0,5 do 0,8 mbar, do uzyskania temperatury końcowego produktu od 20 do 30°C;

   - gotowy produkt końcowy o temperaturze nie przekraczającej 30°C usuwa się z liofilizatora i pakuje do opakowań jednostkowych.