Číslo publikace RU2218061C1 RU2218061C1 RU2002106595A RU2002106595A RU2218061C1 RU 2218061 C1 RU2218061 C1 RU 2218061C1 RU 2002106595A RU 2002106595 A RU2002106595 A RU 2002106595A RU 2002106595 C2002106595 RU2218061 C1 RU 2218061C1 Autorita klíčové slovo sirupové zpracování RU2218061 Hlízy dřívější umění koncentrace RU1 Předchozí umění umění -2002-03 Číslo přihlášky RU14A Jiné jazyky Anglicky ( en ) Jiné verze RU2002106595A ( ru Vynálezce V.N. Golubev S.Yu. Beglov N.K. Kochnev Y.P. Karachun D.V. Vorobeychikovne Původní přidělenec Nikolaj Vasijevovi Konochrob Koch evich Datum priority (Priorita datum je předpoklad a není právním závěrem. Google neprovedl právní analýzu a neposkytuje žádné prohlášení ohledně přesnosti uvedeného data.) 2002106595-2002-03 Datum podání 14 -2002-03 Datum zveřejnění 14-2003- 12 10-2002-03 Přihláška podaná Nikolajem Konstantinovičem Kochněvem, Jurijem Petrovičem Karačunem, Dmitrijem Vasilievičem Vorobejčikovem podána Kritický Nikolaj Konstantinovič Kochněv 14-2002-03 Priorita na RU14A priorita2002106595C2218061C1A priorita2003C12iCr10C-2003A. Schválená žádost byla schválena Kritické 12 -10-2218061 Zveřejnění publikace RU1C2218061 Kritický patent/RU1C2004/ru 11-27-2002106595 Zveřejnění publikace RU2002106595A Kritický patent/RUXNUMXA/ru
Abstraktní
Vynález je určen pro použití v potravinářském průmyslu, zejména při zpracování hlíz topinamburu na výrobu fruktózo-glukózového sirupu. Posledně jmenovaný může být použit v cukrářském, pekařském a konzervárenském průmyslu při výrobě nápojů a také jako samostatný potravinářský výrobek. Způsob zpracování hlíz topinamburu zahrnuje přípravu hlíz ke zpracování, jejich mletí a elektroplazmolýzu drcené hmoty, rozdělení drcené hmoty na šťávu a dužinu lisováním. Kyselá hydrolýza inulinu v oddělené šťávě kyselinou ortofosforečnou, čištění šťávy aktivním uhlím, čiření šťávy vápenným mlékem, oddělení vzniklé nerozpustné sraženiny fosforečnanu vápenatého od vyčeřené šťávy, odstředění a oddělení šťávy, její koncentrace pro získání sirupu obsahujícího alespoň 50 % sušiny. Elektroplazmolýza, kyselá hydrolýza šťávy, její čiření a zahušťování se provádí ve stanovených režimech a při určitých poměrech látek. Vynález zajišťuje snížení ztrát cukru při technologickém zpracování topinamburu. stejně jako zlepšení organoleptických vlastností výsledného fruktózo-glukózového sirupu. 5 plat létat.
Popis
Vynález se týká potravinářského průmyslu, zejména způsobu zpracování hlíz topinamburu na výrobu fruktózovo-glukózového sirupu, který je využitelný v cukrářském, pekařském a konzervárenském průmyslu, při výrobě nápojů a také jako samostatná potravina. produkt.
Topinambur je bohatý na polyfruktany, které tvoří základ jeho sacharidového komplexu (75 %). Pro svůj vysoký obsah inulinu se topinambur používá k léčbě nemocí spojených s metabolickými poruchami, jako je cukrovka. Nejjednodušším a nejtradičnějším způsobem použití topinamburu je přímé použití v jídle. Hlavním problémem spojeným s používáním hlíz topinamburu je však problém jejich dlouhodobého skladování, protože hlízy po sklizni špatně drží. Proto směr spojený se zpracováním topinamburu na trvanlivé produkty, zejména fruktózovo-glukózové sirupy, zaznamenal významný rozvoj.
Pro zpracování hlíz topinamburu je známý způsob, kdy se hlízy připravené ke zpracování rozdrtí, načež se ze vzniklé hmoty lisováním vymačká šťáva (francouzský patent 8106814, 1981).
Nevýhody této metody zahrnují skutečnost, že výsledná šťáva, a tedy i sirup z ní získaný, má tmavou barvu a specifický zápach.
Je také známý způsob zpracování topinamburu, při kterém se do něj zavádějí různé sorbenty, například aktivní uhlí, aby se zabránilo ztmavnutí šťávy. V tomto případě je množství zavedeného sorbentu asi 50 % množství sušiny ve šťávě (US patent 3551203, 1970).
Mezi nevýhody této metody patří vysoká spotřeba sorbentu.
Známý je také způsob zpracování topinamburu, při kterém se inulin hydrolyzuje roztoky minerálních kyselin, například chlorovodíkové, sírové, fosforečné. Při provádění kyselé hydrolýzy polyfruktanů při zvýšených teplotách je možná akumulace významného množství hydroxymethylfurfuralu (Bobrovnik L.D., Guly I.S., Lezenko G.A. et al., „Využití vysokoteplotní a nízkoteplotní hydrolýzy k získání fruktózy z topinamburu. ” Abstrakty zprávy z II. všesvazové konference „Jeruzalémský topinambur a slunečnicový tipis – problémy pěstování a využití“, Irkutsk, 1990, s. 22).
Nejbližší je způsob zpracování hlíz topinamburu, který zahrnuje jejich přípravu ke zpracování, mletí, oddělení vzniklé šťávy od dužiny, kyselou hydrolýzu inulinu v oddělené šťávě, čištění šťávy aktivním uhlím, její čiření a zahuštění do získat sirup (Golubev V.N., Volkova I.V., Kushalakov Kh.M., topinambur, složení, vlastnosti, způsoby zpracování, oblasti použití, Moskva, 1995, s. 52).
Mezi nevýhody této metody patří značné ztráty inulinu při technologickém zpracování topinamburu.
Technickým výsledkem nárokovaného způsobu je snížení ztrát cukru při technologickém zpracování topinamburu a také zlepšení organoleptických vlastností výsledného fruktózovo-glukózového sirupu.
Technického výsledku je dosaženo díky tomu, že při způsobu zpracování hlíz topinamburu, který zahrnuje přípravu hlíz ke zpracování, jejich mletí, rozdělení drcené hmoty na šťávu a dužinu, kyselou hydrolýzu inulinu v separované šťávě, čištění šťáva s aktivním uhlím, její vyčeření a zahuštění na sirup zajišťuje, že dělení rozdrcené hmoty na šťávu a dužinu se provádí lisováním, přičemž před lisováním se rozdrcená hmota podrobí elektroplazmolýze po dobu 3-5 sekund při proudu 18-20 A a napětí 210-230 V, kyselá hydrolýza inulinu se provádí kyselinou ortofosforečnou po dobu 60-90 minut při pH šťávy 1,5-3,5 a teplotě 80-100 o C, aktivní uhlí je přidáno v množství 1,5-3,0 % hmotnostních sušiny šťávy, čiření se provádí 20-40 minut vápenné mléko, které se přidá v množství zajišťujícím koncentraci hydroxidu vápenatého v vyčeřené šťávě 5 -10 g/l, načež se vyčeřená šťáva oddělí od nerozpustné sraženiny fosforečnanu vápenatého vzniklého během procesu čiření, zahuštění se provádí při teplotě ne vyšší než 70 o C, dokud se nezíská sirup, obsahující alespoň 50 % sušinu a před zahuštěním šťávy se oddělí a/nebo odstředí.
Metoda stanoví, že hlízy topinamburu se používají čerstvé, čerstvě chlazené nebo čerstvě zmrazené. Zároveň lze hlízy před nasekáním dodatečně podrobit tepelnému ošetření a následnému loupání.
Způsob také zajišťuje, že po zahuštění je sirup odeslán do lahví. Zároveň po nalahvování lze sirup sterilovat.
Způsob může také zajistit, že buničina získaná po lisování se suší při teplotě 55-65 °C na obsah vlhkosti 6-14 % a drtí se na prášek.
Optimálně zvolené technologické režimy pro extrakci šťávy s obsahem inulinu, čištění výsledné šťávy, její hydrolýza a zahuštění umožňují vyhnout se tmavému zbarvení a specifickému zápachu hotového sirupu a zároveň obecně snižují ztráty cukrů při jejich extrakci z původní suroviny. .
Způsob se provádí následovně.
Hlízy topinamburu, které lze použít čerstvé, čerstvě vychlazené nebo čerstvě zmrazené, se přepravují ze skladu do přijímacího zásobníku vybaveného ochranným ventilem proti kontaktu s venkovním vzduchem. Spodním spodním výpustem se hlízy topinamburu dostávají pomocí spodního dopravníku, který zároveň funguje jako třídící dopravník, do praček. Hlízy topinamburu se promývají čistou tekoucí vodou postupně ve dvou pračkách, dokud z nich nejsou odstraněny všechny nečistoty. Účelem primárního mytí je předmytí hlíz a odstranění lehkých a těžkých nečistot, účelem sekundárního je skutečně omýt hlízy. Po umytí se hlízy roztřídí, zkontrolují a pošlou k loupání. Loupání hlíz se provádí v tepelném čisticím zařízení APO, A9-KChYA nebo jiném podobném provedení. Hlízy procházejí zónou tepelného zpracování párou a jsou loupány. Současně dochází i k procesu inaktivace enzymů obsažených ve vnější vrstvě hlíz. Oloupané hlízy vstupují do chladící a sprchové zóny a následně jsou rozdrceny na maximální možnou homogenitu pomocí homogenizátorů libovolného typu. Rozdrcená hmota se přivádí k elektroplazmolýze, která se provádí po dobu 3-5 sekund při proudu 18-20 A a napětí 210-230 V. Poté se zpracovaná hmota lisuje, aby se oddělila dužnina a šťáva. Vylisovaná šťáva je přiváděna samospádem nebo pomocí čerpadla pro hydrolýzu polyfruktosanů (včetně inulinu) na fruktózu. Hydrolýza se provádí kyselinou ortofosforečnou po dobu 60-90 minut při pH šťávy 1,5-3,5 a teplotě 80-100 o C. Na konci procesu se do šťávy přidá aktivní uhlí v množství 1,5- 3,0 % hmotnostních sušiny šťáva pro čištění šťávy od fenolických sloučenin a bílkovinných látek. Po dokončení procesu čištění šťávy se vyčeří. K tomu se do šťávy přidává limetkové mléko v množství, které zajistí koncentraci hydroxidu vápenatého v vyčeřené šťávě 5-10 g/l. Doba trvání procesu je 20-40 minut. Poté se vyčeřená šťáva oddělí od nerozpustné sraženiny fosforečnanu vápenatého vzniklé během procesu čiření.
Takto zpracovaná šťáva se posílá k separaci a/nebo odstředění. Pomocí separace se oddělí hrubé nečistoty obsažené v hydrolyzátu a odstředění umožňuje jemnější finální dočištění šťávy od téměř všech jemných nečistot. Vyčištěný hydrolyzát se posílá ke koncentraci, která se provádí při teplotě nejvýše 70 o C, dokud se nezíská sirup obsahující alespoň 50 % sušiny. Koncentrace roztoku obsahujícího fruktózu se provádí ve vakuové odparce s periodickým nebo kontinuálním působením. Z vakuové odparky se fruktózovo-glukózový sirup odesílá k balení. Navíc před balením lze do sirupu přidat kyselinu sorbovou pro delší skladování, v průměru až 90 dní. Existuje také způsob plnění za tepla do velkých nádob o objemu 3,0 litru a více. K tomu se sirup nalévá horký o teplotě 90-95 o C, což zajišťuje trvanlivost až 120 dní. Pro zvýšení trvanlivosti na 180 dní se balený sirup sterilizuje. Buničina získaná po lisování s obsahem vlhkosti 15-30% se rozloží na jemné síťované nebo perforované tácy a suší se při teplotě 55-65 o C na vlhkost 6-14%. Poté se vysušená buničina drtí v kladivových nebo rotačních mlýnech, aby se získal prášek o velikosti částic 50-800 mikronů. Výsledný prášek je zabalen.
Nárokovaný způsob je potvrzen následujícím příkladem jeho implementace.
Čerstvé hlízy topinamburu určené ke zpracování jsou odváženy ze skladu v kontejnerech traktorem s čelním nakladačem. Kontejner se umístí do kontejnerového sklápěče a hlízy se vyloží do přijímacího zásobníku vybaveného ochranným ventilem proti kontaktu s venkovním vzduchem. Spodním spodním výpustem se hlízy topinamburu dostávají pomocí spodního dopravníku, který zároveň funguje jako třídící dopravník, do praček. Hlízy topinamburu se promývají čistou tekoucí vodou postupně ve dvou pračkách, dokud z nich nejsou odstraněny všechny nečistoty. Účelem primárního mytí je předmytí hlíz a odstranění lehkých a těžkých nečistot, účelem sekundárního je skutečně omýt hlízy. Nečistoty a pevné usazeniny nashromážděné v usazovacích nádržích praček jsou odstraňovány tak, jak se hromadí vozíkem do prostoru, kde je umístěn přívěs traktorového odpadu. Po umytí se hlízy roztřídí, zkontrolují a pošlou k loupání. Hlízy se loupou v APO tepelném čisticím zařízení. Hlízy se nakládají do blanšírovacího kbelíku pomocí elevátoru. Současně dochází i k procesu inaktivace enzymů obsažených ve vnější vrstvě hlíz. Oloupané hlízy vstupují do chladicí zóny a jsou dopravovány po tácu na dopravní pás, který je přes sprchovací prostor dopravován do řezacího stroje, kladivového drtiče a třecího stroje. Hmota rozdrcená do homogenního stavu je odeslána k elektroplazmolýze, která probíhá po dobu 4 sekund při proudu 20 A a napětí 230 V. Poté se zpracovaná hmota lisuje, aby se oddělila dužnina a šťáva. Vylisovaná šťáva se přivádí pomocí čerpadla pro hydrolýzu polyfruktosanů (včetně inulinu) na fruktózu. Hydrolýza se provádí kyselinou ortofosforečnou po dobu 70 minut při pH šťávy 2,0 a teplotě 80 o C. Na konci procesu se do stejného reaktoru vloží aktivní uhlí v množství 2,0 % hmotnosti sušiny. látky šťávy k čištění šťávy od fenolických sloučenin a bílkovinných látek přírody. Poté se provede zesvětlení. K tomu se do stejného reaktoru přidá vápenné mléko s hydrolyzátem v množství zajišťujícím koncentraci hydroxidu vápenatého ve šťávě, která má být čiřena, 6 g/l. Doba trvání procesu je 30 minut. Poté se vyčeřená šťáva oddělí od nerozpustné sraženiny fosforečnanu vápenatého vzniklé během procesu čiření.
Takto zpracovaná šťáva se přečerpává k odstředění a separaci. Pomocí separace se oddělí hrubé nečistoty obsažené v hydrolyzátu a odstředění umožňuje jemnější finální dočištění šťávy od téměř všech konkodispergovaných nečistot. Vyčištěný hydrolyzát je přiváděn do mezinádoby, odkud je odeslán ke koncentraci, která se provádí při teplotě 68 °C na sirup obsahující 50 % sušiny. Koncentrace roztoku obsahujícího fruktózu se provádí ve vsádkové vakuové odparce. Z vakuové odparky se fruktózovo-glukózový sirup odesílá k balení. Navíc se před balením do sirupu přidává kyselina sorbová v koncentraci 0,03 % pro skladování po dobu až 90 dnů.
V důsledku implementace nárokovaného způsobu se získá fruktózovo-glukózový sirup, což je průhledná viskózní kapalina bez sedimentu, zákalu nebo cizích příměsí. Barva – od bezbarvé po jantarovou s různou intenzitou. Chuť je sladká bez hořkosti. Obvykle není cítit, ale je povoleno lehké ovocné nebo karamelové aroma.
Podle fyzikálních a chemických ukazatelů splňuje fruktózovo-glukózový sirup následující normy:
Hmotnostní zlomek sušiny, % ne méně než: – 50
Hmotnostní podíl redukujících látek, pokud jde o absolutně suché látky, v %, ne méně: – 70
Hmotnostní zlomek fruktózy ve smyslu redukujících látek, % nejméně: – 70
Hmotnostní zlomek celkového popela vyjádřený v absolutní sušině, % ne více než: – 0,5
Hmotnostní zlomek kyseliny sorbové, %, ne více: — 0,06
Kyselost ve formě spotřeby 1N. NaOH použitý k neutralizaci 100 g sušiny, cm 3, ne méně: – 2,2
Nečistoty rostlinného původu: – Není povoleno
Minerální nečistoty: – nejsou povoleny
Obsah sacharidů ve 100 g 70% fruktózovo-glukózového sirupu je 64,8 g a jeho energetická hodnota je 298 kcal/100 g.
Nároky (6)
1. Způsob zpracování hlíz topinamburu, který zahrnuje přípravu hlíz ke zpracování, jejich mletí, rozdělení drcené hmoty na šťávu a dužinu, kyselou hydrolýzu inulinu v oddělené šťávě, čištění šťávy aktivním uhlím, její čiření a koncentraci. k získání sirupu, vyznačující se tím, že oddělení rozdrcených hmot na šťávu a dužinu se provádí lisováním, přičemž před lisováním se rozdrcená hmota podrobí elektroplazmolýze po dobu 3-5 s při proudu 18-20 A a napětí 210-230 V, kyselá hydrolýza inulinu se provádí kyselinou ortofosforečnou po dobu 60-90 min při pH šťávy je 1,5-3,5 a teplota je 80-100°C, přidává se aktivní uhlí v množství 1,5 -3,0 % hmotnosti sušiny šťávy, čiření se provádí po dobu 20-40 minut vápenným mlékem, které se přidá v množství zajišťujícím koncentraci hydroxidu vápenatého v vyčeřené šťávě 5-10 g/l, načež se vyčeřená šťáva oddělí od nerozpustné sraženiny fosforečnanu vápenatého vzniklého během procesu čiření, zahuštění se provádí při teplotě ne vyšší než 70 °C, dokud se nezíská sirup obsahující alespoň 50 % sušiny, a před zahuštěním šťávy se oddělí a/nebo odstředí.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se hlízy topinamburu použijí čerstvé, čerstvě zchlazené nebo čerstvě zmrazené.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že před nařezáním se hlízy podrobí tepelnému zpracování a následnému loupání.
Abstrakt vědeckého článku o průmyslových biotechnologiích, autor vědecké práce – Sergej Petrovič Babenyšev, Dmitrij Sergejevič Mamai
Tradičně se inulin a pektin získávají z citrusových plodů, jablek a čekanky. Zvláště zajímavé jsou inulin a pektin získané z hlíz topinamburu. Pomocí procesů reverzní osmózy a ultrafiltrace je možné získat maximální extrakci inulinu a pektinu ze šťávy topinamburu. Baromembránové procesy (reverzní osmóza, ultrafiltrace, mikrofiltrace) jsou realizovány díky tlakovému rozdílu na obou stranách polopropustných, převážně polymerních a keramických membrán. Dostupný objem teoretických a experimentálních dat nám umožňuje formulovat metodologické základy pro další výzkum, jehož cílem je vývoj a zavedení membránové technologie výroby inulinu a pektinu z topinamburu do průmyslu.
i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.
Podobná témata vědecké práce o průmyslových biotechnologiích, autorem vědecké práce je Sergej Petrovič Babenyšev, Dmitrij Sergejevič Mamai
Zlepšení procesu extrakce pektinu z topinamburu
Vlastnosti pektinu z koncentrátu topinamburu získaného inovativní technologií
Studie možnosti zmrazení hlíz topinamburu (Helianthus tuberosus L.)
Výběr podmínek pro extrakci pektinu z hlíz topinamburu (Helianthus tuberosus L.) pomocí enzymového přípravku Maxazim Nnp k
Nealkoholický nápoj na bázi inulinového autolyzátu topinamburu
i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.
i Už vás nebaví bannery? Reklamu můžete vždy vypnout.
Text vědecké práce na téma “Zpracování topinamburu na bázi reverzní osmózy a ultrafiltrační separace jeho tekutých extraktů”
ZPRACOVÁNÍ JERUZALÉMU NA ZÁKLADĚ REVERZNÍ OSMOTICKÉ A ULTRAFILTRAČNÍ SEPARACE JEHO KAPALNÝCH VÝTAŽKŮ
S. P. Babyonyshev, D. S. Mamai
Článek říká, že inulin a pektin se tradičně získávají z citrusových plodů, jablek a čekanky. Zvláště zajímavé jsou inulin a pektin získané z hlíz topinamburu. Pomocí procesů reverzní osmózy a ultrafiltrace je možné získat maximální extrakci inulinu a pektinu ze šťávy topinamburu. Baromembránové procesy (reverzní osmóza, ultrafiltrace, mikrofiltrace) jsou realizovány díky tlakovému rozdílu na obou stranách polopropustných, převážně polymerních a keramických membrán. Dostupný objem teoretických a experimentálních dat nám umožňuje formulovat metodologické základy pro další výzkum, jehož účelem je vývoj a zavedení membránové technologie výroby inulinu a pektinu z topinamburu do průmyslu.
Klíčová slova: topinambur, ultrafiltrace, reverzní osmóza, polymerní membrány.
Tradičně se inulin a pektin přijímají z citrusů, jablek a čekanky. Zvláštní zájem představuje inulin a pektin získaný z hlíz artyčoku. Při použití zpětné osmózy a ultrafiltračních procesů je možné ze šťávy artyčoků získat maximální množství inulinu a pektinu. Baromembránové procesy (zpětná osmóza, ultrafiltrace, mikrofiltrace) jsou realizovány na úkor tlakového rozdílu na obou stranách polopropustných, v podstatě polymerních a keramických membrán. Dostupný objem teoretických a experimentálních dat umožňuje formulovat další metodologické základy výzkumu, jejichž účelem je vypracování a zavedení artyčokového inulinu a pektinu do průmyslové membránové technologie.
Klíčová slova: artyčok, ultrafiltrace, návratová osmóza, polymerní membrány
Inulin se používá po celém světě jako základní součást náhražky pšeničné mouky pro diabetiky. Má vlastnosti emulgátoru, dispergátoru a gelotvorné činnosti, proto je také široce používán v různých odvětvích potravinářského průmyslu: v pekařství a cukrářství jako přísada při výrobě masných a zejména mléčných výrobků. Na světovém trhu existuje mnoho různých produktů a nápojů s inulinem: mléčné výrobky, včetně zmrzliny a sýrů, pečivo a těstoviny, maso, obiloviny včetně müsli tyčinek, cukrovinky, pomazánky a majonézy, džusové nápoje, dětská výživa a dokonce vodka pro zjemnění chuť a snížení kocoviny. V poslední době byla zahájena výroba kosmetiky na bázi inulinu. Samostatně se můžete zabývat použitím lékařského inulinu. Zdálo by se, že látka s tak jedinečnými vlastnostmi by měla zaujímat přední místo v ruském lékopisu, ale není ani zařazena na seznam pomocných farmakologických látek. Pouze 11 léků s inulinem je na seznamu schválených doplňků stravy. Tuto situaci lze nazvat pouze katastrofální, zejména ve srovnání se světovou praxí (tab. 1).
Mezi mnoha různými způsoby použití pektinů je hlavní podíl spotřeby tohoto produktu jeho použití jako želírovacího činidla: v potravinách
Sergej Petrovič Babyonyšev –
Doktor technických věd, profesor Státní agrární univerzita Stavropol Tel.: 8 (8652) 72-06-06, 8-918-878-81-60 E-mail: Stmemb@yandex.ru.
Dmitrij Sergejevič Mamai – postgraduální student, Státní agrární univerzita Stavropol Tel. +7-918-770-27-10;
v potravinářském průmyslu jako želírující činidlo při výrobě želé (marshmallows, marshmallows, marmelády, náplně do sladkostí, koláčů atd.); v mlékárenském průmyslu pro výrobu jogurtů; v konzervárenském průmyslu pro výrobu cukrovinek, džemů, džemů, želé atd.; v ropném a tukovém průmyslu jako emulgátor při výrobě majonéz a tekutých margarínů.
Inulin podporuje vstřebávání vitamínů a minerálů v těle (zejména Ca, Mg, Zn, Cu, Fe a P), zlepšuje metabolismus lipidů – cholesterolu, triglyceridů a fosfolipidů v krvi. Proto jeho pravidelné užívání snižuje riziko kardiovaskulárních onemocnění, zmírňuje jejich následky a posiluje imunitní systém.
Pektin je velmi důležitý pro normalizaci metabolismu, snižuje cholesterol v krvi, zlepšuje periferní oběh a také střevní motilitu.
Agroinženýrství č. 1(1), 2011 i
Tabulka 1 – Aplikace inulinu a pektinu
Aplikace aplikace produktu
Inulin Medical dietní výživa Inulinová mouka je hlavní složkou náhrady pšeničné mouky pro diabetiky. Mnoho terapeutických a dietních produktů se připravuje na bázi inulinu. K prodeji v maloobchodním balení
Léčiva Lékařský inulin, výroba léčiv a doplňků stravy
Potravinářský průmysl Jako zahušťovadlo a složka výrobků bez zvláštního dietetického určení, především při výrobě mléčných výrobků
Chemický průmysl Polotovar pro výrobu methylhydroxyfurfuralu, klíčový polotovar pro výrobu barviv, léčiv, polymerů atd.
Kosmetologie Lékařská kosmetika
Pektin Potravinářský průmysl Nejdůležitější zahušťovadlo potravin
Pharmaceuticals Výroba léků a doplňků stravy. Pomáhá čistit tělo. Nosná látka pro jiné drogy
Léčebná a dietní výživa Léčebné a dietetické výrobky, včetně výrobků zaměřených na očistu těla od těžkých kovů a radionuklidů
Kosmetologie Parfémy a kosmetika – zahušťovadlo
Chemický průmysl Výroba kyseliny P-galakturonové, filtrů, adsorbentů atd.
Technika V geologii jako pektinové lepidlo při vrtání; ve slévárenské výrobě jako přísada do formovacích písků; v kovozpracujícím průmyslu při kalení dílů
Mnoho odborníků nazývá pektin zdravotním pracovníkem lidského těla pro jeho jedinečnou schopnost odstraňovat z něj radioaktivní prvky, toxické kovové ionty a pesticidy.
Průměrná denní spotřeba inulinu a pektinu ve Francii je 8-11 gramů denně, v Číně – 11-13 gramů, v USA – 10-12 gramů, v Rusku to není ani jeden gram (s normou min. 4 gramy). A to přesto, že u nás každým rokem přibývá pacientů s cukrovkou. Podle oficiálních statistik má v Rusku cukrovku 2,3 milionu lidí, ale jejich skutečný počet může přesáhnout 10 milionů.
Průměrné ceny inulinu v Rusku jsou 10–15 USD za kg, u lékařského inulinu jsou 3,5–4krát vyšší. Na světovém trhu jsou pouze tři velcí výrobci inulinu, vyrábějící 90 % všech produktů: 70 % trhu zaujímá belgická společnost Wepeo-OgaI1, o zbývající podíl se dělí firmy Soeisga a Wepwiw z Holandska.
Průměrná cena pektinu na ruském trhu je 17-25 $ za kg. Cena za lékařský pektin je o 30 % vyšší. Největším výrobcem a prodejcem pektinu na světovém trhu je společnost CP Ke1co (USA).
Druhé místo z hlediska objemu výroby zaujímá společnost “Herbei & Fox” (Německo) – 30%. Zhruba 28 % produkce pochází od firem
V Rusku výroba inulinu a pektinu prakticky chybí, protože nedosahuje ani 1 % potřeby. Kvůli vysokým cenám dovážených výrobků je domácí produkce nucena odmítat je používat i tam, kde jsou nejen žádoucí,
ale nutné. V souladu s tím je spotřeba pektinu a inulinu v naší zemi několikrát nižší, než je norma. To je možná jeden z hlavních důvodů celkové nemocnosti a nízké délky života Rusů.
Tradičně se inulin a pektin získávají z citrusových plodů, jablek a čekanky. Zvláště zajímavé jsou inulin a pektin získané z hlíz topinamburu. Mají speciální složení a řadu užitečných vlastností. Inulin patří mezi fruktosanové polysacharidy, přírodní polymery fruktózy. Jeho řetězec obsahuje 35-60 molekul fruktózy spojených glykosidickými vazbami [7]. Inulin vděčí za své léčivé vlastnosti svému monomeru, fruktóze. Na druhou stranu jako polymerní látka s velkým počtem hydroxylových skupin je schopna se vázat do komplexů s mnoha látkami, včetně těch toxických pro člověka, a jsou s nimi z těla vylučovány.
Inulin může tvořit krémový gel s vodou s velmi krátkou texturou podobnou tuku, a tak napodobovat přítomnost tuku v nízkotučných potravinách, čímž jim dodává plnost textury a chuti, které se vyskytují v potravinách s normálním obsahem tuku. Inulin zlepšuje stabilitu provzdušněných výrobků (zmrzliny, pěny) a emulzí (pomazánky, omáčky).
Pektinové látky patří k vysokomolekulárním sloučeninám sacharidové povahy. Existují dvě hlavní vlastnosti pektinu, které určují hodnotu této látky.
První skupina vlastností je založena na komplexotvorné schopnosti pektinu, tedy jeho interakci s ionty těžkých a radioaktivních kovů. Tím
vlastnosti pektinu, je obsažen ve stravě lidí v prostředí kontaminovaném radionuklidy a ve styku s těžkými kovy. Z hlediska komplexotvorné schopnosti je pektin výrazně lepší než většina ostatních detoxikantů (taniny, polyfenoly atd.). Komplexotvorná schopnost kyseliny pektinové z ní také dělá ideální nosič pro mnoho léků. Bylo také konstatováno, že pektin potencuje příznivé vlastnosti mnoha dalších farmakologických látek, antioxidantů, hepatoprotektorů, dalších detoxikantů atd. [12]. Je znám léčebný účinek pektinových látek při léčbě popálenin a infikovaných ran. Pozitivně působí pektinové látky při léčbě gastrointestinálních onemocnění. Čím nižší je stupeň esterifikace, tím vyšší jsou komplexotvorné vlastnosti pektinových látek. Kyselina pektinová a pektin s nízkým stupněm esterifikace jsou základními látkami pro tvorbu řady léčiv a doplňků stravy.
Druhou hlavní vlastností pektinových látek, která předurčila jejich použití v potravinářském průmyslu, je schopnost vytvářet rosolovitou, koloidní hmotu ve vodném roztoku za přítomnosti kyseliny a cukru [3]. Pektiny z topinamburu jsou pektiny s vysokým stupněm esterifikace, v tomto ohledu jsou srovnatelné a dokonce předčí nejkvalitnější odrůdy pektinů z jablek a citrusových plodů.
Tradičně všechny existující metody extrakce inulinu a pektinu z topinamburu zahrnují jeho hydrolýzu [4].
Pektin je nejdůležitější zahušťovadlo potravin. Bylo zjištěno, že čím vyšší je obsah etherových skupin v pektinu, tím lepší jsou jeho gelovací vlastnosti. Pektiny ze zeleniny, jako je řepa a rajčata, jsou pro potravinářský průmysl málo použitelné kvůli nedostatku želírujících vlastností spojených s nedostatečným obsahem cigroup tagů v pektinech této zeleniny. Nízkoesterifikované pektiny, pokud do nich nejsou násilně zaváděny esterové skupiny, tvoří gely pouze za přítomnosti vysoké koncentrace vápenatých iontů, což není vždy přijatelné pro potravinářský průmysl.
Tato výroba inulinu a pektinu je založena na know-how obsaženém v uvažovaných patentech (tabulka 2). Jedním z hlavních výrobních problémů je maximální extrakce inulinu a pektinu ze surovin. Tyto látky se nacházejí v rostlinných materiálech v buněčných organelách, pektinové látky jsou především v matrici buněčných stěn. Proto je úkolem tyto struktury efektivně a rychle zničit, aby se maximalizoval přenos pektinu a inulinu do roztoků. V klasických technologiích se inulin vyplavuje ze surovin v tzv. hydromodulech. Při výrobě pektinu v tech
Kyselina chlorovodíková se přidává do nologické buničiny v hydromodulu za účelem hydrolýzy protopektinu. Procesy přenosu hmoty v těchto hydraulických modulech vyžadují značnou spotřebu energie.
Hlavním problémem při výrobě pektinu je, že většina pektinových látek v surovině je ve formě nerozpustného protopektinu, který je nutné rozdělit na pektin a celulózu. V klasické kyselino-alkoholové technologii výroby pektinu je tento problém řešen hydrolýzou v agresivním chemickém prostředí kyselinami při zahřátí na 70-90 °C. Důvodem jsou vysoké náklady na kyseliny, alkoholy, činidla a zařízení, toxické emise a odpadní vody a škodlivé pracovní podmínky. Navíc takové zpracování vede ke ztrátě nativních vlastností cílového produktu a snižuje se kvalita jeho produktu (tabulka 2).
Tabulka 2 – Patentová rešerše
Současný patentový popis metod
1. Patent č. 2144827 Příprava inulin-pektinového koncentrátu v prášku pro lékařské a potravinářské účely z čerstvých surovin hlíz topinamburu (Samokish I. I., Zyablitseva N. S., Kompantsev V. A.). Výtěžnost inulinu a pektinu je 82,7krát vyšší než obsah v hlízách
2. Patent č. 2131252 Získávání inulinu z hlíz topinamburu pro lékařské a potravinářské účely. (Samokhin I.I., Zyablitseva N.S., Kompantsev V.A.). Výtěžnost inulinu z obsahu v surovině je 81 %
3. Patent č. 2121848 Výroba potravinářského inulinu z hlíz Nambur topi originální technologií (Chepurnoy I.P., Kunizhev S.M., Shvetsov E.N., Geiko V.N.). Výtěžek inulinu 65 % obsahu inulinu v hlízách
4. Patent č. 2169002 Příprava inulin-pektinového koncentrátu v prášku pro lékařské a potravinářské účely ze sušených surovin hlíz topinamburu (Samokhin I.I., Zyablitseva N.S., Kompantsev V.A.). Výtěžek inulinu 86,3 % obsahu v hlízách
5. Patent č. 2153264 Získávání pektinu z citrusové šťávy pomocí elektrického pole. KNII-KhiPSP (Bogus A.M., Kondratenko V.V., Tlekhurai G.N.). Výtěžnost pektinu je 85 % obsahu ve šťávě
6. Patent č. 2058085 Příprava tekutého pektinu z jablečných výlisků (Golubev V.N.) Výtěžnost pektinu je 83 % jeho obsahu ve výsledné šťávě
Poněkud podobné problémy existují při výrobě inulinu. Je zřejmé, že stávající způsoby výroby inulinu a pektinu jsou založeny na použití chemických činidel a značné spotřebě energie, navíc je taková výroba ekologicky nebezpečná a ekonomicky neefektivní.
Alternativou mohou být baromembránové metody – moderní nástroj pro realizaci procesu separace kapalných polydisperzních systémů. Moderní membránová zařízení se vyznačují nízkou spotřebou energie, jednoduchou hardwarovou konstrukcí a slouží jako základ pro tvorbu bezodpadových technologií [10].
Baromembránové procesy (reverzní osmóza, ultrafiltrace, mikrofiltrace) jsou realizovány díky tlakovému rozdílu na obou stranách polopropustných, převážně polymerních a keramických membrán.
Během baromembránové separace molekuly pektinu a inulinu nepodléhají strukturním ani chemickým změnám a zachovávají si všechny své přirozené vlastnosti.
Provedli jsme předběžné experimentální studie produkce inulinu a pektinu ultrafiltrační separací odpovídajících kapalných systémů pomocí membránové aparatury (certifikát užitného vzoru č. 23140 ze dne 27.05.2002. května XNUMX, autor: Skorokhodov A.G. et al.). Dostupný objem teoretických a experimentálních dat umožňuje formulovat metodologické základy pro další výzkum, jehož účelem je vývoj a zavedení do průmyslové výroby membránové technologie pro výrobu inulinu a pektinu z topinamburu.
1. Biotechnologie kultury topinamburu. Historie jeruzalémského artyčoku, www.vodoley.dn.ua
2. Bobrovnik, L. G. Sacharidy v potravinářském průmyslu / L. G. Bobrovnik, G. A. Lezenko. – Kyjev: Sklizeň, 1991.
3. Bogus, A. M. Koagulace pektinu v pulzním rotujícím poli. Teorie a praxe / A. M. Bogus. — Krasnodar, 2005.
4. Bogus, A. M. Fyzikální metody pro získávání pektinu / A. M. Bogus, R. I. Shazzo. – Krasnodar, 2003.
5. Golubev, V. N. Jeruzalémský artyčok. Složení, vlastnosti, způsoby zpracování, oblasti použití / V. N. Golubev, I. V. Volkova, Kh. M. Kushalakov. – M., 1995.
6. Dubyaga, V. P. Membránové technologie pro ochranu životního prostředí a úpravu vody / V. P. Dubyaga, A. A. Povorov. – M., 2002. – č. 13. – S. 3-10.
7. Kupin, G. A. Studium hydrolýzy inulinu ve šťávě z topinamburu / G. A. Kupin // Technologie potravin. – 2002. – č. 5-6.
8. Mezinárodní proteinová databáze PDB, Protein Date Base http://www.rcsb. org/pdb, internet, volný přístup 2010.
9. K možnosti použití heterogenních inulinázových přípravků k získání produktů funkční výživy / M. G. Kholyavka // Inovativní lékařské technologie: z materiálů všeruské soutěže o nejlepší abstrakt. – Voroněž: Vydavatelství Státní vzdělávací instituce vyššího odborného vzdělávání „Voronezh State University“, 2008.
10. Pasko, N. M. Topinambur – biotechnologický potenciál pro potravinářské, léčebné, technické, krmivářské a environmentální účely / N. M. Pasko. — URL: http:// agroyug.ru/page/list_item/_id-2476.
11. Plate, N. A. Membránové technologie – avantgardní směr XXI století / N. A. Plate. – M.: Membrány, 1999. – č. 1. – S. 4-3.
12. Shamkova, N. T. Studium vlivu teploty na vlastnosti pektinu z topinamburu / N. T. Shamkova // Aktuální problémy inovací s netradičními rostlinnými zdroji a tvorbou funkčních produktů: abstrakty 1. ruské vědecké a praktické konference . – M., 2001.
13. Ettalibi, M. Imobilizace inulinázy, enzymová a mikrobiální technologie / M. Ettalibi, JC Baratti. – Sv. 28. – Iss. 7-8, 7. května 2001. – S. 596-601.
