RU2804537C1 - Method for obtaining dietary fibre from beet pulp (embodiments) - Google Patents

Method for obtaining dietary fibre from beet pulp (embodiments) Download PDF

Info

Publication number
RU2804537C1
RU2804537C1 RU2022117328A RU2022117328A RU2804537C1 RU 2804537 C1 RU2804537 C1 RU 2804537C1 RU 2022117328 A RU2022117328 A RU 2022117328A RU 2022117328 A RU2022117328 A RU 2022117328A RU 2804537 C1 RU2804537 C1 RU 2804537C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulp
beet
air
dried
drying
Prior art date
Application number
RU2022117328A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Микаэль Сергеевич Алиев
Андрей Викторович Назаров
Дмитрий Александрович Богачёв
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Исследовательский Институт "Профессиональные Биотехнологии"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Исследовательский Институт "Профессиональные Биотехнологии" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Исследовательский Институт "Профессиональные Биотехнологии"
Application granted granted Critical
Publication of RU2804537C1 publication Critical patent/RU2804537C1/en

Links

Abstract

FIELD: dietary products.
SUBSTANCE: production of powdered dietary fibre from beet sugar production pulp. In the first embodiment, the method for producing powdered dietary beet fibre from beet pulp includes deodorizing the pulp by steam treatment, then preserving it by irrigation through nozzles with a 10% solution of citric acid until the pH value on the surface of the beet pulp is 4.0-4.5. After that, it is sealed in pressed form without access to air, the resulting product is stored for up to 10 months. After which it is unpacked, dried in a rotary air separation flash dryer, and ground in an air sorting mill to obtain final product particles with a size of 75-150 microns. In the second embodiment, the method for producing powdered dietary beet fibre from beet pulp includes canning the pulp using bacterial starters based on a mixture of strains of lactic acid and propionic acid bacteria with the acidity of the pulp reaching pH values of 3.8 and below, then the raw material is sealed in a pressed form without access to air, and stored for up to 10 months. After which the pulp is unpacked, deodorize by steam treatment, dried in a rotary air-separation flash dryer, ground in an air sorting mill to obtain particles of the final product with a size of 75-150 microns.
EFFECT: invention provides a product with a high content of soluble fractions, high moisture and oil retention capacity, and neutral flavour and aromatic properties.
6 cl, 1 tbl

Description

Группа изобретений относится к пищевой промышленности, а именно к производству порошковых пищевых волокон из жома свеклосахарного производства, и может быть использовано для круглогодичного производства пищевых волокон с улучшенными характеристиками: повышенным содержанием растворимой клетчатки, с нейтральной вкусо-ароматикой, белизной выше 60%, высокой влагоудерживающей и маслоудерживающей способностью. Также изобретение относится продукту, получаемому этим способом.The group of inventions relates to the food industry, namely to the production of powdered dietary fiber from beet sugar production pulp, and can be used for year-round production of dietary fiber with improved characteristics: increased content of soluble fiber, neutral flavor, whiteness above 60%, high moisture-retaining and oil holding capacity. The invention also relates to a product obtained by this method.

Пищевые волокна в порошковой форме, в том числе свекловичные, имеют два основных направления использования:Dietary fiber in powder form, including beet fiber, has two main uses:

1. В качестве технологической пищевой добавки их применяют для экономии дорогостоящего основного сырья (мясное, молочное, мучное и др.), получения и стабилизации нужной структуры мясопродуктов, кондитерских и молочных продуктов за счет поглощения и снижения активности воды, эмульгирования жиров и масел, а также в качестве антислеживающего агента. 1. As a technological food additive, they are used to save expensive basic raw materials (meat, dairy, flour, etc.), obtain and stabilize the desired structure of meat products, confectionery and dairy products by absorbing and reducing water activity, emulsifying fats and oils, and also as an anti-caking agent.

2. Применение в качестве функционального пищевого ингредиента. При включении их в состав пищевых продуктов, или при самостоятельном употреблении снижается калорийность рациона, повышается биологическая ценность за счет увеличения содержания диетической растительной клетчатки.2. Use as a functional food ingredient. When they are included in food products, or when consumed independently, the calorie content of the diet decreases, and the biological value increases due to an increase in the content of dietary plant fiber.

Для указанных применений свекловичных пищевых волокон критически важными характеристиками являются высокая адсорбирующая способность, эффективное влагосвязывание, нейтральный вкус и ароматика (отсутствие неприятного свекольного запаха), белый (или близкий к белому) цвет. For these applications of beet dietary fiber, critical characteristics are high adsorption capacity, effective moisture binding, neutral taste and aroma (no unpleasant beet odor), and white (or close to white) color.

При производстве пищевой клетчатки из побочного продукта производства сахара - свекловичного жома (обессахаренной свекловичной стружки) для достижения таких характеристик необходимо:When producing dietary fiber from a by-product of sugar production - beet pulp (desugared beet chips), to achieve such characteristics it is necessary:

• Обеспечение правильных условий хранения жома до начала переработки, чтобы избежать начала развития гнилостного или маслянокислого брожения. С учетом сезонности переработки свеклы необходимые сроки хранения жома могут составлять до 9-10 месяцев.• Ensuring correct storage conditions for pulp before processing to avoid the development of putrefactive or butyric acid fermentation. Taking into account the seasonality of beet processing, the required storage time for beet pulp can be up to 9-10 months.

• Эффективное дезодорирование сырья - удаление свекольной вкусоароматики.• Effective deodorization of raw materials - removal of beetroot flavor.

• Подавление ферментативного потемнения сырья за счет инактивации фермента тирозиназы и ограничения контакта с воздухом. Или эффективное отбеливание жома.• Suppression of enzymatic darkening of raw materials by inactivating the tyrosinase enzyme and limiting contact with air. Or effective pulp bleaching.

• Использование методов сушки, не приводящих к термической деструкции материала, начинающейся при температуре выше 120°C. Деструкция приводит к потере в первую очередь растворимых фракций полисахаридов свекловичного сырья (пектина, некоторых гемицеллюлоз), а также к дополнительному потемнению.• Use of drying methods that do not lead to thermal destruction of the material, which begins at temperatures above 120°C. Destruction leads primarily to the loss of soluble fractions of beet raw material polysaccharides (pectin, some hemicelluloses), as well as to additional darkening.

Стандартная технология производства клетчатки из свекловичного жома, описанная, например, в патенте РФ №2175844, включает прессование свежего жома, обработку насыщенным паром с температурой выше 115°C. Полученную массу обрабатывают отбеливающим агентом (3-5%-ным раствором перекиси водорода), прессуют до содержания сухих веществ 15-16%, сушат и измельчают до порошкообразного состояния. Высокотемпературная обработка и использование такого высокоактивного реагента, как перекись, позволяет устранить запах исходного сырья и решить проблему микробиологической чистоты продукта, однако приводят к разрушению пектина, снижению влагоудержания получаемыми волокнами, накоплению в готовом продукте свободно радикальных соединений.The standard technology for the production of fiber from beet pulp, described, for example, in RF patent No. 2175844, includes pressing of fresh pulp and treatment with saturated steam at a temperature above 115°C. The resulting mass is treated with a bleaching agent (3-5% hydrogen peroxide solution), pressed to a dry matter content of 15-16%, dried and ground to a powder. High-temperature processing and the use of such a highly active reagent as peroxide can eliminate the odor of the feedstock and solve the problem of microbiological purity of the product, but lead to the destruction of pectin, a decrease in moisture retention by the resulting fibers, and the accumulation of free radical compounds in the finished product.

Такими же недостатками характеризуется способ по патенту CS 270967, A23L 1/21, 1991, предусматривающий извлечение из свежего жома сахара и других растворимых веществ путем промывки водой, дезинфекции и отбелки раствором перекиси водорода или озонированием, или облучением. The same disadvantages characterize the method according to patent CS 270967, A23L 1/21, 1991, which involves extracting sugar and other soluble substances from fresh pulp by washing with water, disinfection and bleaching with a solution of hydrogen peroxide or ozonation, or irradiation.

Способ в соответствии с патентом RU2340678 предполагает отделение от свежей свекольной стружки механических примесей, прессование, обработку насыщенным паром, экстрагирование сульфитной водой, повторное пропаривание, сушку, конечное измельчение.The method in accordance with patent RU2340678 involves separation of mechanical impurities from fresh beet chips, pressing, treatment with saturated steam, extraction with sulfite water, re-steaming, drying, and final grinding.

Также недостатком этого способа является применение для экстрагирования прессованного жома сульфитированной воды. Присутствие сульфитов в продуктах питания оказывает негативное воздействие на здоровье человека - может вызывать проблемы с дыханием, раздражение желудка, астматические и аллергические реакции. Another disadvantage of this method is the use of sulfated water for extracting pressed pulp. The presence of sulfites in food has a negative impact on human health - it can cause breathing problems, stomach irritation, asthmatic and allergic reactions.

Известен способ получения пищевых волокон из свекловичного жома, включающий нагревание до 90 - 100°С, измельчение до 40 - 45 меш, погружение в водно-спиртовой раствор, затем в водный раствор гидроксида натрия, высушивание. Способ обеспечивает получение продукта высокой пищевой ценности (СN 110419744 A, 08.11.2019). Недостатком способа является необходимость влажного измельчения сырья на коллоидной мельнице, что обуславливает сложность технологической переработки тонко измельченной массы на последующих этапах. Использование спиртового раствора значительно повышает себестоимость обработки, а полученные волокна имеют невысокое влагоудержание вследствие снижения растворимости пектиновых фракций после спиртовой обработки.There is a known method for obtaining dietary fiber from beet pulp, which includes heating to 90 - 100°C, grinding to 40 - 45 mesh, immersion in an aqueous-alcohol solution, then in an aqueous solution of sodium hydroxide, drying. The method ensures the production of a product of high nutritional value (CN 110419744 A, 08.11.2019). The disadvantage of this method is the need for wet grinding of raw materials in a colloid mill, which makes the technological processing of finely ground mass difficult in subsequent stages. The use of an alcohol solution significantly increases the cost of processing, and the resulting fibers have low moisture retention due to a decrease in the solubility of pectin fractions after alcohol treatment.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является известный из патента RU 2555790 способ, в соответствии с которым технический результат достигается тем, что исходное сырье промывают водой температурой 70-90°C, измельчают до определенного размера фракции с одновременным орошением стружки 30%-ным раствором лимонной кислоты, с обеспечением pH отжатого сока в пределах 4,0-4,5, отжимают до влажности пульпы 70-80%, производят сушку в сушильной установке, совмещающей инфракрасный и конвективный процессы, при температуре продукта в процессе всего периода сушки в пределах 32-40°C, влажности продуваемого воздуха при сушке продукта 10-15%. В соответствии с данным способом при производстве не используются токсичные реагенты, сушка производится при низких температурах. The closest to the claimed technical solution in terms of technical essence and achieved technical result is the method known from patent RU 2555790, according to which the technical result is achieved by washing the raw materials with water at a temperature of 70-90°C, crushing to a certain fraction size with simultaneous irrigation shavings with a 30% solution of citric acid, ensuring the pH of the squeezed juice is in the range of 4.0-4.5, squeezed to a pulp moisture content of 70-80%, dried in a drying unit combining infrared and convective processes, at the temperature of the product during the process the entire drying period is within 32-40°C, the humidity of the blown air when drying the product is 10-15%. In accordance with this method, no toxic reagents are used in production; drying is carried out at low temperatures.

Недостатком данного способа является сушка с применением инфракрасной сушилки с продувкой горячим воздухом. Сушка с использованием данного типа сушилки при указанных температурах, характеризуется низкой эффективностью и значительной длительностью высушивания вследствие малой интенсивности тепло- и массопереноса. Длительная сушка обуславливает значительную общую продолжительность технологического цикла, высокие удельные энергозатраты, снижает качество готового продукта. The disadvantage of this method is drying using an infrared dryer with hot air. Drying using this type of dryer at the specified temperatures is characterized by low efficiency and a significant drying time due to the low intensity of heat and mass transfer. Long-term drying causes a significant overall duration of the technological cycle, high specific energy consumption, and reduces the quality of the finished product.

Недостатки вышеперечисленных известных способов, каждый отдельно или все вместе, обуславливают невысокий уровень технологической эффективности, повышение уровня технологических и инвестиционных издержек, сложность масштабировании производства, не позволяют получить продукт с заявляемыми свойствами.The disadvantages of the above known methods, each separately or all together, cause a low level of technological efficiency, an increase in the level of technological and investment costs, difficulty in scaling production, and do not allow obtaining a product with the declared properties.

При этом в рассмотренных выше и других известных способах получения свекловичных волокон пищевого качества не оговорено использование других видов сырья кроме свежеотжатого свекловичного жома после прессования.At the same time, in the above-discussed and other known methods for obtaining food-grade beet fibers, the use of other types of raw materials other than freshly squeezed beet pulp after pressing is not specified.

В связи с незначительными сроками хранения не высушенного и неконсервированного свекольного жома, такой подход не позволяет решить проблему сезонной доступности сырья, и сезонной цикличности работы производства.Due to the short shelf life of undried and uncanned beet pulp, this approach does not solve the problem of seasonal availability of raw materials and seasonal cyclicality of production.

Сезонность производства существенно влияет на организацию производственного процесса и использование ресурсов, равномерность материальных и финансовых потоков, увеличение издержек, связанных с созданием специальных условий хранения значительных складских запасов сырья, консервацией оборудования, компенсациями работникам и т.д.The seasonality of production significantly affects the organization of the production process and the use of resources, the uniformity of material and financial flows, the increase in costs associated with the creation of special conditions for storing large stocks of raw materials, conservation of equipment, employee compensation, etc.

Для решения указанных выше технических проблем предлагаются два варианта способа получения порошковой пищевой свекловичной клетчатки из свекловичного жома.To solve the above technical problems, two options are proposed for the method of obtaining powdered food beet fiber from beet pulp.

Согласно первому варианту производят вначале дезодорацию жома обработкой паром, затем консервацию раствором пищевого консерванта, после чего герметично упаковывают в прессованном виде без доступа воздуха, хранят полученный продукт до 10 месяцев, после чего его распаковывают, высушивают на роторной воздушно-сепарационной флэш-сушилке, измельчают на воздушно-классификационной мельнице. According to the first option, the pulp is first deodorized by steam treatment, then preserved with a food preservative solution, after which it is sealed in a pressed form without access to air, the resulting product is stored for up to 10 months, after which it is unpacked, dried in a rotary air-separation flash dryer, and crushed at an air classification mill.

В частном случае в качестве пищевого консерванта применяют раствор лимонной кислоты, обработку которым производят до обеспечения значения pH на поверхности свекольной стружки 4,0-4,5.In particular cases, a solution of citric acid is used as a food preservative, which is processed until the pH value on the surface of the beet chips is 4.0-4.5.

В частном случае время пребывания сырья в сушильной камере 1-2 с. In a particular case, the residence time of the raw materials in the drying chamber is 1-2 s.

В частном случае производят измельчение с получением частиц конечного продукта 75-150 мкм.In a particular case, grinding is carried out to obtain particles of the final product of 75-150 microns.

В частном случае конечный продукт содержит не менее 25 масс.% пектина.In a particular case, the final product contains at least 25 wt.% pectin.

Согласно второму варианту вначале производят обработку жома с использованием заквасок, затем герметично упаковывают его в прессованном виде без доступа воздуха, хранят до 10 месяцев, после чего распаковывают, производят дезодорацию жома обработкой паром, высушивание на роторной воздушно-сепарационной флэш-сушилке, измельчение на воздушно-классификационной мельнице. According to the second option, the pulp is first processed using starter cultures, then it is hermetically packaged in a pressed form without access to air, stored for up to 10 months, after which it is unpacked, the pulp is deodorized by steam treatment, dried in a rotary air-separation flash dryer, and crushed by air - classification mill.

В частном случае применяют закваски на основе молочнокислых и/или пропионовокислых бактерий.In particular cases, starter cultures based on lactic acid and/or propionic acid bacteria are used.

В частном случае время пребывания сырья в сушильной камере 1-2 с. In a particular case, the residence time of the raw materials in the drying chamber is 1-2 s.

В частном случае производят измельчение с получением частиц конечного продукта 75-150 мкм.In a particular case, grinding is carried out to obtain particles of the final product of 75-150 microns.

В частном случае конечный продукт содержит не менее 25 масс.% пектина.In a particular case, the final product contains at least 25 wt.% pectin.

Техническим результатом является получение продукта с высоким содержанием растворимых фракций, высокой влаго- и маслоудерживающей способностью, нейтральными вкусоароматическими свойствами.The technical result is to obtain a product with a high content of soluble fractions, high moisture and oil retention capacity, and neutral flavor and aromatic properties.

Как показали собственные исследования и анализ доступных информационных источников, получить пищевые волокна с нужными технологическими и потребительскими характеристиками невозможно из сухого свекловичного жома, высушенного хорошо известными из существующего уровня техники методами, а именно, в жомосушильных барабанах, в которых высушивание производится продуктами сгорания жидкого или газообразного топлива при температурах сушильного агента на входе в сушилку 400-800оС. As our own research and analysis of available information sources have shown, it is impossible to obtain dietary fiber with the required technological and consumer characteristics from dry beet pulp, dried by methods well known from the existing state of the art, namely, in pulp drying drums, in which drying is carried out by combustion products of liquid or gaseous fuel at drying agent temperatures at the dryer inlet of 400-800 o C.

Продукт лучшего качества (равномерно высушенный, с массовой долей влаги не более 10%, без посторонних запахов, без присутствия обуглившихся частиц, которые образуются при сушке топочными газами) удается получить при использовании более щадящих методов, например, при высушивании в псевдоожиженном слое перегретым паром с температурой 150-155°С при программируемой подаче пара в слой высушиваемого жома. Данный способ сушки описан, например, в патенте RU 2346988.A better quality product (uniformly dried, with a moisture mass fraction of no more than 10%, without foreign odors, without the presence of charred particles that are formed during drying with flue gases) can be obtained by using more gentle methods, for example, when drying in a fluidized bed with superheated steam temperature 150-155°C with programmed steam supply to the layer of dried pulp. This drying method is described, for example, in patent RU 2346988.

Однако и при сушке в паровых сушилках получить сухой жом, пригодный для переработки в высоко функциональные волокна пищевого качества, не удается. Это подтвердили результаты наших собственных исследований по сравнению функциональности образцов пищевых волокон, полученных из жома, высушенного на паровой сушилке (датской фирмы EnerDry) и из свежеотжатого жома. However, even when drying in steam dryers, it is not possible to obtain dry pulp suitable for processing into highly functional fibers of food quality. This was confirmed by the results of our own studies comparing the functionality of dietary fiber samples obtained from pulp dried in a steam dryer (Danish company EnerDry) and from freshly squeezed pulp.

Термическое воздействие при высокотемпературной сушке приводит к критической деградации нецеллюлозных полисахаридов жома, что в свою очередь, значительно снижает функциональность получаемых пищевых волокон, в частности, влагосвязывающую способность, а также сорбционную емкость по отношению к таким токсическим веществам, как тяжелые металлы и др.Thermal exposure during high-temperature drying leads to critical degradation of non-cellulosic polysaccharides of pulp, which in turn significantly reduces the functionality of the resulting dietary fiber, in particular, moisture-binding capacity, as well as sorption capacity in relation to toxic substances such as heavy metals, etc.

Альтернативным способом длительного хранения свекловичного жома является его консервирование. Однако, консервация свекловичного жома традиционными способами (силосованием в траншеях или в рукавах) практически исключает возможность получения сырья, соответствующего требованиям, предъявляемым к материалам пищевого качества. Из-за высокого содержания в жоме воды и недостаточно эффективного вытеснения воздуха в процессе силосования в отсутствие молочнокислых заквасок происходит быстрое микробиальное заражение, которое провоцирует быстрое сбраживание сырья по уксуснокислому типу, значительно ухудшающее его качество, потерю питательных материалов, дальнейшее развитие маслянокислых и гнилостных бактерий. An alternative way to store beet pulp for a long time is to can it. However, the preservation of beet pulp by traditional methods (silage in trenches or in sleeves) practically eliminates the possibility of obtaining raw materials that meet the requirements for food-grade materials. Due to the high content of water in the pulp and the insufficiently effective displacement of air during the silage process, in the absence of lactic acid starters, rapid microbial contamination occurs, which provokes rapid fermentation of the raw material according to the acetic acid type, significantly deteriorating its quality, loss of nutritional materials, and further development of butyric acid and putrefactive bacteria.

Дополнительное повышение качества силосуемого жома за счет направленного регулирования процессов брожения может быть достигнуто внесением заквасок на основе культур, прежде всего, молочнокислых и пропионовокислых бактерий. Это обеспечивает селективность процесса ферментации и снижение потерь за счёт нежелательного брожения. Быстрое накопление молочной кислоты обеспечивает снижение кислотности жома до требуемых значений рН - 3,8 и ниже, и предотвращает размножение колибактерий, листерий, клостридий и дрожжей.An additional increase in the quality of ensiled pulp due to targeted regulation of fermentation processes can be achieved by introducing starter cultures based on cultures, primarily lactic acid and propionic acid bacteria. This ensures selectivity of the fermentation process and reduction of losses due to unwanted fermentation. The rapid accumulation of lactic acid reduces the acidity of the pulp to the required pH values - 3.8 and below, and prevents the proliferation of colibacteria, listeria, clostridia and yeast.

Оптимальным вариантом консервирования жома является внесение консервантов пищевого качества или заквасок в жом непосредственно после глубокого (не ниже 25% сухих веществ) прессования с последующей пленочной упаковкой в тюки с использованием компактора - пресса-обмотчика, отпрессовывающего избыток консервирующего раствора, формирующего компактные тюки, и герметично их упаковывающего. При использовании заквасок операция пропаривания жома предпочтительно проводится после распаковки жома из хранения непосредственно перед сушкой.The optimal option for preserving pulp is the addition of food-grade preservatives or starter cultures into the pulp immediately after deep (not less than 25% dry matter) pressing, followed by film packaging into bales using a compactor - press-wrapper, which presses out the excess preservative solution, forming compact bales, and hermetically their packer. When using starter cultures, the pulp steaming operation is preferably carried out after unpacking the pulp from storage immediately before drying.

Как было неожиданно установлено в результате собственных исследований, препарат пищевых волокон с высокими функциональными и потребительскими свойствами, соответствующий по сорбционной емкости, ВУС, МУС, цветовым и органолептическим характеристикам волокнам, получаемым из свежего (свежеотжатого) свекловичного жома, может быть произведен с применением описанных ниже технологических приемов из сырья, обработанного пищевым консервантом и герметично упакованного, даже после длительного хранения такого сырья.As was unexpectedly found as a result of our own research, a dietary fiber preparation with high functional and consumer properties, corresponding in sorption capacity, VUS, MUS, color and organoleptic characteristics to fibers obtained from fresh (freshly pressed) beet pulp, can be produced using the methods described below technological methods from raw materials treated with a food preservative and hermetically packaged, even after long-term storage of such raw materials.

В таблице 1 приведены характеристики конечного продукта – порошковых свекловичных волокон, произведенных по одинаковой технологии из: А) свежего свекловичного жома, В) сухого жома, высушенного на паровой жомосушильной установке EnerDry, и С) консервированного жома, обработанного лимонной кислотой, отпрессованного и упакованного в пленочную упаковку с использованием пресса-обмотчика LT Master фирмы GÖWEIL, после хранения в течении 8 месяцев. Table 1 shows the characteristics of the final product - powdered beet fibers, produced using the same technology from: A) fresh beet pulp, B) dry beet pulp, dried in an EnerDry steam pulp drying unit, and C) canned pulp, treated with citric acid, pressed and packaged in film packaging using the LT Master wrapping press from GÖWEIL, after storage for 8 months.

Таблица 1Table 1

Образец АSample A Образец ВSample B Образец СSample C Белизна по ISO, %Whiteness according to ISO, % 7373 5656 6868 ЗапахSmell ОтсутствуетAbsent Характерный, выраженныйCharacteristic, pronounced ОтсутствуетAbsent ВкусTaste НейтральныйNeutral Характерный с горьковатым привкусомCharacteristic with a bitter aftertaste НейтральныйNeutral Массовая доля сухих веществ, %Mass fraction of dry substances, % 9393 9292 9393 Зола, %Ash,% 3,33.3 3,03.0 2,82.8 Содержание целлюлозы, %Cellulose content, % 23,223.2 36,536.5 22,022.0 Содержание пектина, %Pectin content, % 37,537.5 12,612.6 35,935.9 Влагоудерживающая способность, %Moisture holding capacity,% 770770 580580 800800 Маслоудерживающая способность, %Oil holding capacity, % 230230 210210 210210 КМАФАнМ, КОЕ/гKMAFAnM, CFU/g 5*102 5*10 2 2,5*106 2.5*10 6 2*104 2*10 4 Плесени, КОЕ/гMold, CFU/g Не обнаруженыNot detected 410410 Не обнаруженыNot detected Дрожжи, КОЕ/гYeast, CFU/g 2020 550550 160160

Изобретения обеспечивают получение порошковых пищевых волокон c улучшенными характеристиками – повышенным содержанием растворимых фракций, нейтральной вкусоароматикой, а также высокой влагоудерживающей и маслоудерживающей способностью.The inventions ensure the production of powdered dietary fiber with improved characteristics - increased content of soluble fractions, neutral flavor, as well as high moisture and oil retention capacity.

Данная цель достигается тем, что в отличие от известных технических решений используется сочетание технологических приемов, ранее не применявшееся для производства свекловичных пищевых волокон: This goal is achieved by the fact that, in contrast to known technical solutions, a combination of technological methods is used that has not previously been used for the production of beet dietary fiber:

1. В качестве сырья используется свекловичный жом глубокого отжима, что позволяет исключить дополнительный отжим сырья после пропаривания и обработки консервантом; 1. Deep-pressed beet pulp is used as a raw material, which eliminates additional pressing of the raw material after steaming and treatment with a preservative;

2. В качестве консервирующего агента используется раствор лимонной кислоты, или препарат молочнокислых бактерий, что позволяет исключить обработку с использованием реагентов, присутствие которых в материалах пищевого назначения нежелательно, или нормируется (сульфитированной воды или перекиси водорода). Также в качестве консерванта может быть применен препарат молочнокислых бактерий, или комплексный препарат, содержащий культуры молочнокислых и пропионовокислых бактерий; 2. A solution of citric acid or a preparation of lactic acid bacteria is used as a preservative agent, which eliminates processing using reagents whose presence in food materials is undesirable or is standardized (sulfated water or hydrogen peroxide). Also, a preparation of lactic acid bacteria, or a complex preparation containing cultures of lactic acid and propionic acid bacteria, can be used as a preservative;

3. Жом после обработки консервантом дополнительно отпрессовывается, затеи герметично упаковывается в бигбэйлы, и хранится вплоть до начала переработки; 3. After treatment with a preservative, the pulp is additionally pressed, then hermetically packaged in big bags and stored until processing begins;

4. Жом высушивается на вихревой сепарационной флэш-сушилке роторного типа, благодаря чему время пребывания сырья в сушильной камере не превышает 1-2 секунд; 4. The pulp is dried in a rotary-type vortex separation flash dryer, due to which the residence time of the raw material in the drying chamber does not exceed 1-2 seconds;

5. Конечное измельчение производится до тонины порошка 75-150 мкм (200 – 100 меш) на воздушно-классификационной мельнице, или другой, обеспечивающей требуемую тонину помола и эффективный отвод тепла от измельчаемого материала.5. Final grinding is carried out to a powder fineness of 75-150 microns (200 - 100 mesh) on an air classification mill or another that provides the required grinding fineness and effective heat removal from the crushed material.

Для достижения заявленной цели заявляемый способ осуществляют следующим путем. Отжатый жом влажностью 70-72% с регулируемой скоростью подается скребковым транспортером на дисковый сепаратор, на котором отделяются механические примеси. Далее сырье поступает на конвейерный пропарник-бланширователь. Паровую обработку для дезодорации и удаления свекловичного привкуса осуществляют при температуре 98-100°C в течение 20 мин в тонком слое. Такая обработка оказывает также стерилизующее действие. To achieve the stated goal, the claimed method is carried out in the following way. The pressed pulp with a moisture content of 70-72% is fed at an adjustable speed by a scraper conveyor to a disk separator, on which mechanical impurities are separated. Next, the raw material enters the conveyor steamer-blancher. Steam treatment for deodorization and removal of beet taste is carried out at a temperature of 98-100°C for 20 minutes in a thin layer. This treatment also has a sterilizing effect.

Пропаренный жом выгружается на шнековый транспортер и в процессе перемещения орошается через форсунки 10%-ным раствором лимонной кислоты до обеспечения значения pH на поверхности свекольной стружки 4,0-4,5. В случае использования бактериальных заквасок их нанесение производится в соответствии с инструкцией производителя. Транспортером жом подается в приемный бункер компактора – пресса-обмотчика, который отпрессовывает избыток парового конденсата и консервирующего раствора, выжимает воздух, формирует компактные тюки и герметично их упаковывает в воздухонепроцицаемую растяжимую пленки с регулируемой степенью перекрытия слоев.The steamed pulp is unloaded onto a screw conveyor and, while moving, is irrigated through nozzles with a 10% solution of citric acid until the pH value on the surface of the beet chips is 4.0-4.5. If bacterial starters are used, they are applied in accordance with the manufacturer's instructions. The pulp conveyor is fed into the receiving hopper of the compactor - a press-wrapper, which presses out excess steam condensate and preservative solution, squeezes out the air, forms compact bales and hermetically packs them in an air-tight stretchable film with an adjustable degree of layer overlap.

В случае применения бактериальных заквасок обработку жома паром предпочтительно проводить после распаковки жома из хранения непосредственно перед сушкой. Это позволит избежать потерь времени на остывание жома после пропаривания и обеспечить оптимальные условия для работы бактериальных штаммов.In the case of using bacterial starters, steam treatment of the pulp is preferably carried out after unpacking the pulp from storage immediately before drying. This will avoid wasting time on pulp cooling after steaming and provide optimal conditions for the work of bacterial strains.

Герметично упакованный, обработанный консервирующими растворами жом может храниться в течение 10 месяцев даже на открытых площадках при условии сохранения целостности упаковки и отсутствия контакта с воздухом.Hermetically packaged pulp treated with preservative solutions can be stored for 10 months, even in open areas, provided that the integrity of the packaging is maintained and there is no contact with air.

Перед дальнейшей переработкой тюки с жомом распаковываются с удалением пленочной упаковки. Спрессованная масса жома разбивается с использованием соответствующих технических средств, и подается в приемный бункер дозирующего транспортера.Before further processing, bales with pulp are unpacked and the film packaging is removed. The compressed pulp mass is broken down using appropriate technical means and fed into the receiving hopper of the dosing conveyor.

Поток сырья с регулируемой скоростью поступает в приемный бункер сушилки. Для сушки жома применяется вихревая сепарационная роторная сушилка быстрого высушивания.The flow of raw materials at a controlled speed enters the receiving hopper of the dryer. For drying pulp, a vortex separation rotary dryer for rapid drying is used.

В сушильной камере сырье контактирует с теплоносителем, имеющим заданную температуру. Оптимальная скорость высушивания достигается при температура сушильного воздуха 160-200°С. Требуемая температура достигается за счет смешивания в необходимой пропорции горячего воздуха от теплогенератора и холодного атмосферного. Сырье измельчается рабочими элементами вращающего ротора, и одновременно высушивается, поднимаясь к динамическому сепаратору в головной секции сушилки. Быстрое уменьшение размеров частиц и сушка их во флюидизированном состоянии обеспечивает оптимальный теплообмен и мгновенное испарение влаги. Сепаратор, частота вращения которого регулируется, пропускает мелкое и сухое сырье, возвращая крупные и влажные частицы к измельчающему ротору. Процесс повторяется до получения необходимой степени влажности и измельчения материала. Измельчённое и высушенное сырье (крупка) выносится в циклоны. In the drying chamber, the raw materials come into contact with a coolant having a predetermined temperature. The optimal drying speed is achieved at a drying air temperature of 160-200°C. The required temperature is achieved by mixing hot air from the heat generator and cold atmospheric air in the required proportion. The raw material is crushed by the working elements of the rotating rotor, and at the same time dried, rising to the dynamic separator in the head section of the dryer. Rapid reduction in particle size and drying them in a fluidized state ensures optimal heat transfer and instant evaporation of moisture. The separator, whose rotation speed is controlled, passes fine and dry raw materials, returning large and wet particles to the grinding rotor. The process is repeated until the required degree of moisture is obtained and the material is crushed. The crushed and dried raw materials (grains) are carried into cyclones.

Из циклонов крупка через шлюзовой затвор выгружается на шнековый транспортер и далее подается в приемный бункер мельницы. Внутри бункера имеется перемешивающее устройство, препятствующее слеживанию материала. Из бункера материал питателем с регулируемой скоростью подается в загрузочную горловину воздушно-классификационной мельницы. За счет центробежной классификации частиц на выходе мельницы получается порошок с достаточно узким диапазоном размеров частиц. Измельчённый до 75-150 мкм порошок выносится в циклоны за счет потока воздуха, создаваемого ротором мельницы. From the cyclones, the grits are unloaded through a sluice gate onto a screw conveyor and then fed into the receiving hopper of the mill. Inside the hopper there is a mixing device that prevents the material from caking. From the hopper, the material is fed by a feeder at an adjustable speed into the feed neck of the air classification mill. Due to the centrifugal classification of particles, the mill output produces a powder with a fairly narrow range of particle sizes. The powder, crushed to 75-150 microns, is carried into cyclones due to the air flow created by the mill rotor.

Из циклонов через шлюзовой затвор порошок выгружается на норию, затем в бункер готовой продукции, и далее на фасовочное устройство. From the cyclones, through a sluice gate, the powder is unloaded onto a bucket elevator, then into a finished product hopper, and then onto a packaging device.

Полученный порошок имеет цвет от белого до светло-бежевого, нейтральную вкусоароматику со слабо выраженным растительным привкусом, содержание пектина, измеренное фотометрически, не ниже 25%, влагодерживающую способность в диапазоне от 1 к 7 до 1 к 12, и маслоудерживающую способность от 1 к 4 до 1 к 6. The resulting powder has a color from white to light beige, a neutral flavor with a weakly expressed vegetable taste, a pectin content measured photometrically of not less than 25%, a moisture-holding capacity in the range from 1 to 7 to 1 to 12, and an oil-holding capacity from 1 to 4 up to 1 to 6.

Предполагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники показано, что ранее не известна заявленная совокупность операций, и не обнаружено способа, которому присущи все признаки, идентичные признакам, перечисленным в формуле изобретения, а именно: получению порошка пищевых волокон с повышенным содержанием растворимой клетчатки из свекловичного жома глубокого прессования за счет обработки паром, консервации пищевым консервантом, герметичного упаковывания, сушки по технологии «мгновенного» высушивания и тонкого измельчения высушенного материала.The alleged invention satisfies the criteria of novelty, since when determining the level of technology it was shown that the claimed set of operations was not previously known, and no method was discovered that has all the features identical to the features listed in the claims, namely: obtaining dietary fiber powder with a high content soluble fiber from deep-pressed beet pulp through steam treatment, preservation with a food preservative, hermetically sealed packaging, drying using “instant” drying technology and fine grinding of the dried material.

Способ имеет изобретательский уровень, поскольку в уровне техники не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.The method has an inventive step, since the level of technology has not identified technical solutions that have features that coincide with the distinctive features of this invention, and the influence of the distinctive features on the specified technical result has not been established.

Заявленное техническое решение может быть реализовано в промышленном производстве комплексных форм (растворимых и нерастворимых) пищевых волокон в порошковой форме. Это соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям.The claimed technical solution can be implemented in the industrial production of complex forms (soluble and insoluble) of dietary fiber in powder form. This meets the “industrial applicability” criterion for inventions.

Изобретения обеспечивают получение продукта: пищевые волокна в порошковой форме с повышенным содержанием растворимой клетчатки и улучшенной функциональностью.The inventions provide a product: dietary fiber in powder form with a high content of soluble fiber and improved functionality.

Claims (6)

1. Способ получения порошковой пищевой свекловичной клетчатки из свекловичного жома, включающий сушку, измельчение, отличающийся тем, что производят вначале дезодорацию жома обработкой паром, затем консервацию путем орошения через форсунки 10%-ным раствором лимонной кислоты до обеспечения значения pH на поверхности свекловичного жома 4,0-4,5, после чего герметичное упаковывание в прессованном виде без доступа воздуха, хранят полученный продукт до 10 месяцев, после чего его распаковывают, высушивают на роторной воздушно-сепарационной флэш-сушилке, измельчают на воздушно-классификационной мельнице с получением частиц конечного продукта размером 75-150 мкм. 1. A method for producing powdered food beet fiber from beet pulp, including drying, grinding, characterized in that the pulp is first deodorized by steam treatment, then preserved by irrigation through nozzles with a 10% solution of citric acid until the pH value on the surface of the beet pulp is ensured 4 ,0-4.5, after which the product is sealed in a pressed form without access to air, the resulting product is stored for up to 10 months, after which it is unpacked, dried in a rotary air-separation flash dryer, crushed in an air-classification mill to obtain final particles product size 75-150 microns. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время пребывания высушиваемого материала в сушильной не превышает камере 1-2 с. 2. The method according to claim 1, characterized in that the residence time of the dried material in the drying chamber does not exceed 1-2 s. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что конечный продукт содержит не менее 25 мас.% пектина.3. The method according to claim 1, characterized in that the final product contains at least 25 wt.% pectin. 4. Способ получения порошковой пищевой свекловичной клетчатки из свекловичного жома, включающий сушку, измельчение, отличающийся тем, что вначале производят консервирование жома с использованием бактериальных заквасок на основе смеси штаммов молочнокислых и пропионовокислых бактерий с достижением кислотности жома значений рН 3,8 и ниже, далее сырье герметично упаковывают в прессованном виде без доступа воздуха, хранят до 10 месяцев, после чего распаковывают, производят дезодорацию жома обработкой паром, высушивание на роторной воздушно-сепарационной флэш-сушилке, измельчение на воздушно-классификационной мельнице с получением частиц конечного продукта размером 75-150 мкм.4. A method for producing powdered food beet fiber from beet pulp, including drying, grinding, characterized in that the pulp is first preserved using bacterial starters based on a mixture of strains of lactic acid and propionic acid bacteria with the acidity of the pulp reaching pH values of 3.8 and below, then the raw materials are hermetically packaged in a pressed form without access to air, stored for up to 10 months, after which they are unpacked, the pulp is deodorized by steam treatment, dried in a rotary air-separation flash dryer, crushed in an air classification mill to obtain particles of the final product with a size of 75-150 µm. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что время пребывания высушиваемого материала в сушильной камере не превышает 1-2 с. 5. The method according to claim 4, characterized in that the residence time of the dried material in the drying chamber does not exceed 1-2 s. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что конечный продукт содержит не менее 25 мас.% пектина.6. The method according to claim 4, characterized in that the final product contains at least 25 wt.% pectin.
RU2022117328A 2022-06-27 Method for obtaining dietary fibre from beet pulp (embodiments) RU2804537C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804537C1 true RU2804537C1 (en) 2023-10-02

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2000713C1 (en) * 1992-04-27 1993-10-15 Взфоев Бахтиер Убайтович Method for production of carbohydrate-containing jellifying concentrate for confectionery
RU2142720C1 (en) * 1999-03-02 1999-12-20 Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара Method for producing alimentary fiber from beet pulp
RU2175844C1 (en) * 2001-01-24 2001-11-20 Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара Method of preparing food fiber from beet pulp
RU2202621C1 (en) * 2001-08-22 2003-04-20 Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара Method for producing pectin concentrate from beet pulp
RU2511994C2 (en) * 2012-06-14 2014-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "БИОТРОФ" Method of conservation of beet pulp
RU2528496C1 (en) * 2013-04-03 2014-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ) Method for preparation of beet pulp for pectin and food fibres production
RU2555790C1 (en) * 2014-02-04 2015-07-10 Закрытое акционерное общество "Инновационный центр "Бирюч" (ЗАО "ИЦ "Бирюч") Method for manufacture of pectin and sugar containing food vegetal fibres

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2000713C1 (en) * 1992-04-27 1993-10-15 Взфоев Бахтиер Убайтович Method for production of carbohydrate-containing jellifying concentrate for confectionery
RU2142720C1 (en) * 1999-03-02 1999-12-20 Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара Method for producing alimentary fiber from beet pulp
RU2175844C1 (en) * 2001-01-24 2001-11-20 Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара Method of preparing food fiber from beet pulp
RU2202621C1 (en) * 2001-08-22 2003-04-20 Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы и сахара Method for producing pectin concentrate from beet pulp
RU2511994C2 (en) * 2012-06-14 2014-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "БИОТРОФ" Method of conservation of beet pulp
RU2528496C1 (en) * 2013-04-03 2014-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ) Method for preparation of beet pulp for pectin and food fibres production
RU2555790C1 (en) * 2014-02-04 2015-07-10 Закрытое акционерное общество "Инновационный центр "Бирюч" (ЗАО "ИЦ "Бирюч") Method for manufacture of pectin and sugar containing food vegetal fibres

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4331692A (en) Cocoa fruits and products
US2490951A (en) Food treatment process
JP2002065227A (en) Healthy tea and healthy drink and method of manufacturing the same
US3920815A (en) Taste-modifying composition
US4267196A (en) Food from non-edible fruit by-products and method for production
US4206245A (en) Complete utilization of cocoa fruits and products
EA033585B1 (en) Method for processing vegetable raw material brassica oleracea
RU2804537C1 (en) Method for obtaining dietary fibre from beet pulp (embodiments)
US3809778A (en) Process for the complete utilization of cocoa fruits
RU2292166C1 (en) Method for producing of powder from sugar beet
CN111567639A (en) Production method of steamed green tea
US3002839A (en) Olive processing
US6306344B1 (en) Method for retaining or enriching γ-aminobutyric acid in green grass leaves
US2218221A (en) Thermophilic starch
US4307120A (en) Coconut method and product
JP4441589B2 (en) Method for producing crushed processed food
RU2340678C1 (en) Method of manufacturing dietary fibres from beet pulp
US3824323A (en) Method of preparing taste-modifying composition
US2358086A (en) Food product and process for making the same
RU2520142C2 (en) Fruit-and-vegetable chips production method
CN113273675A (en) Drying and dehydrating treatment process convenient for subsequent subpackaging for vegetable processing
RU2142720C1 (en) Method for producing alimentary fiber from beet pulp
RU2590719C1 (en) Method for production of concentrated paste from pumpkin
RU2189149C2 (en) Composition of tea substitute and method of its production
JP2002058443A (en) Method for processing young leave, and food containing young leave processed product