RU2227678C1

RU2227678C1 - Method of production of edible fibers from exhausted beet pulp

Info

Publication number: RU2227678C1
Application number: RU2002133291/13A
Authority: RU
Inventors: В.А. Лосева; И.В. Квитко; А.А. Ефремов; Л.Н. Путилина
Original assignee: Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-04-27

Abstract

FIELD: production of edible fibers from vegetable raw materials. SUBSTANCE: proposed method includes mixing of particles of exhausted beet pulp with electro-chemically activated solution, grinding to required size and double extraction of ground mass at temperature of 20-25 C by mixing it with electro-chemically activated solution. Extracted mass is subjected to deodorization at temperature of 60-65 C by mixing it with electro-chemically activated solution. Then, fibers are dehydrated and dried at temperature of 55-60 C at preliminary mixing with finished product. Used as electro-chemically activated solution is anolyte at pH of 6.1-6.3 and oxidation reduction potential of +700 mV to +800 mV relative to silver chloride reference electrode which is obtained after treatment of ammonium sulfate solution in anode chamber of diaphragm-type electrolyzer. Use is also made of anolyte at pH of 4.0=5.0 and oxidation reduction potential of from +800 mV to +900 mV relative to silver chloride reference electrode obtained after treatment of sodium thiosulfate solution in anode chamber of diaphragm-type electrolyzer. EFFECT: enhanced efficiency; high quality of products; improved water-retaining properties of products. 1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к способам получения пищевых волокон (ПВ) из растительного сырья.The invention relates to methods for producing dietary fiber (PV) from plant materials.

Известен способ получения пищевых волокон из свекловичного жома, предусматривающий смешивание частиц жома с католитом, измельчение их до заданного размера, двукратную экстракцию измельченной массы при температуре 20-25°С путем смешивания ее с католитом, дезодорацию проэкстрагированной массы при температуре 60-65°С путем смешивания ее с католитом, обезвоживание волокон и их сушку при температуре 55-60°С при предварительном смешивании с готовым продуктом. Католит с рН 5,7-6,0 и окислительно-восстановительным потенциалом от -80 до -110 мВ, используемый в процессах измельчения частиц жома, экстракции и дезодорации, получают путем обработки раствора хлорида натрия в анодной камере диафрагменного электролизера. (пат. RU 2183097 С1, опубл. 10.06.2002, бюл. №16).A known method of producing dietary fiber from beet pulp, which involves mixing the particles of beet pulp with catholyte, grinding them to a predetermined size, twice extracting the crushed mass at a temperature of 20-25 ° C by mixing it with catholyte, deodorizing the extracted mass at a temperature of 60-65 ° C by mixing it with catholyte, dehydrating the fibers and drying them at a temperature of 55-60 ° C with preliminary mixing with the finished product. A catholyte with a pH of 5.7-6.0 and a redox potential of -80 to -110 mV, which is used in pulp grinding, extraction and deodorization processes, is obtained by processing a solution of sodium chloride in the anode chamber of a diaphragm electrolyzer. (Pat. RU 2183097 C1, publ. 06/10/2002, bull. No. 16).

Недостаток известного способа заключается в невысоком качестве ПВ, а именно в низкой водоудерживающей способности (ВУС) и адсорбционной емкости, потому что католит, используемый при экстракции в известном способе, обладает высокой экстрагирующей способностью и вымывает из измельченного свекловичного жома компоненты пищевых волокон - пектин и лигнин, наличием которых определяются водоудерживающая способность и адсорбционная емкость ПВ.The disadvantage of this method is the low quality of PV, namely, low water holding capacity (WCS) and adsorption capacity, because the catholyte used in the extraction in the known method has a high extracting ability and leaches components of dietary fiber from beet pulp, pectin and lignin the presence of which determines the water holding capacity and adsorption capacity of PV.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества пищевых волокон.The technical result of the invention is to improve the quality of dietary fiber.

Технический результат достигается тем, что в способе получения пищевых волокон из свекловичного жома, предусматривающем смешивание частиц жома с электрохимически активированным раствором, измельчение их до заданного размера, двукратную экстракцию измельченной массы при температуре 20-25°С электрохимически активированным раствором, дезодорацию проэкстрагированной массы при температуре 60-65°С путем смешивания ее с электрохимически активированным раствором, обезвоживание волокон и их сушку при температуре 55-60°С при предварительном смешивании с готовым продуктом, новым является то, что в качестве электрохимически активированного раствора используют анолит, имеющий рН 6,1-6,3 и окислительно-восстановительный потенциал от +700 до +800 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения, полученный в результате обработки раствора сульфата аммония в анодной камере диафрагменного электролизера, или анолит, имеющий рН 4,0-5,0 и окислительно-восстановительный потенциал от +800 до +900 мВ относительно хлорсеребряного электрода сравнения, полученный в результате обработки раствора тиосульфата натрия в указанной камере диафрагменного электролизера.The technical result is achieved by the fact that in the method of producing dietary fiber from beet pulp, which involves mixing the particles of pulp with an electrochemically activated solution, grinding them to a predetermined size, twofold extraction of the crushed mass at a temperature of 20-25 ° C with an electrochemically activated solution, deodorizing the extracted mass at a temperature 60-65 ° C by mixing it with an electrochemically activated solution, dewatering the fibers and drying them at a temperature of 55-60 ° C with preliminary mixing mixing with the finished product, it is new that anolyte having a pH of 6.1-6.3 and a redox potential of +700 to +800 mV relative to a silver chloride reference electrode obtained by processing a sulfate solution is used as an electrochemically activated solution ammonium in the anode chamber of the diaphragm electrolyzer, or an anolyte having a pH of 4.0-5.0 and a redox potential of +800 to +900 mV relative to the silver chloride reference electrode obtained by processing a thio solution Ulfat sodium in a diaphragm electrolytic cell of said chamber.

Способ осуществляют следующим образом. Проводят электрохимическую активацию водного раствора сульфата аммония ((NH₄)₂SO₄) до рН 6,1-6,3 и ОВП от +700 до +800 мВ или водного раствора тиосульфата натрия (Nа₂S₂O₃) до рН 4,0-5,0 и ОВП от +800 до +900 мВ.The method is as follows. The electrochemical activation of an aqueous solution of ammonium sulfate ((NH ₄ ) ₂ SO ₄ ) is carried out to a pH of 6.1-6.3 and an ORP of +700 to +800 mV or an aqueous solution of sodium thiosulfate (Na ₂ S ₂ O ₃ ) to pH 4 , 0-5.0 and ORP from +800 to +900 mV.

Частицы свежего свекловичного жома смешивают с анолитом и измельчают в дезинтеграторе до размеров частиц жома 3-5 мм. Добавление анолита перед измельчением частиц жома способствует снижению их потемнения. Измельченную массу жома подвергают двукратной экстракции при температуре 20-25°С путем смешивания ее с анолитом. После каждой ступени экстракт отделяют на фильтрующей центрифуге. Проэкстрагированную массу подвергают дезодорации при температуре 60-65°С путем смешивания ее с анолитом с последующим ее обезвоживанием. Частично обезвоженную массу затем сушат при температуре 55-60°С при предварительном смешивании с готовым продуктом. Высушенный продукт влажностью около 9% рассеивают. Фракцию с размером частиц более 0,4 мм смешивают с обезвоженной массой перед ее сушкой.Particles of fresh beet pulp are mixed with anolyte and crushed in a disintegrator to a particle size of pulp 3-5 mm. Adding anolyte before grinding pulp particles helps to reduce their darkening. The crushed pulp mass is subjected to double extraction at a temperature of 20-25 ° C by mixing it with anolyte. After each stage, the extract is separated in a filter centrifuge. The extracted mass is subjected to deodorization at a temperature of 60-65 ° C by mixing it with the anolyte, followed by its dehydration. The partially dehydrated mass is then dried at a temperature of 55-60 ° C with preliminary mixing with the finished product. A dried product with a moisture content of about 9% is dispersed. A fraction with a particle size of more than 0.4 mm is mixed with the dehydrated mass before drying.

Анолит, полученный в результате электрохимической активации растворов сульфата аммония или тиосульфата натрия, отличается рядом преимуществ перед католитом, полученном при электрохимической активации раствора хлорида натрия: католит по сравнению с анолитом обладает большей экстрагирующей способностью и вымывает из измельченного свекловичного жома не только растворимые вещества, но и ценные компоненты пищевых волокон - пектин и лигнин, наличием которых определяются водоудерживающая способность и адсорбционная емкость ПВ. Поэтому при использовании анолита в процессе экстракции получаются ПВ более высокого качества, чем при использовании католита; анолит обладает более высокими отбеливающими и дезинфицирующими свойствами благодаря тому, что он насыщен продуктами анодных электрохимических реакций: Н⁺-ионами; озоном; атомарным кислородом; радикалами

(где х и z - целые числа), со свойствами окислителей и обесцвечивающих веществ.The anolyte obtained as a result of the electrochemical activation of solutions of ammonium sulfate or sodium thiosulfate has a number of advantages over the catholyte obtained by the electrochemical activation of a solution of sodium chloride: catholyte, in comparison with anolyte, has a greater extracting ability and leaches not only soluble substances from ground beet pulp, but also valuable components of dietary fiber are pectin and lignin, the presence of which determines the water-holding capacity and adsorption capacity of PV. Therefore, when using anolyte in the extraction process, PV of higher quality is obtained than when using catholyte; anolyte has higher whitening and disinfecting properties due to the fact that it is saturated with products of anodic electrochemical reactions: H ⁺ ions; ozone; atomic oxygen; radicals

(where x and z are integers), with the properties of oxidizing agents and bleaching agents.

Пример 1. Проводят электрохимическую активацию раствора тиосульфата натрия, в результате которой получают анолит со следующими параметрами: рН 4,2; ОВП = +840 мВ. 1 кг свежего свекловичного жома смешивают с приготовленным анолитом и измельчают в дезинтеграторе до получения частиц жома размером 3-5 мм. Измельченную массу жома подвергают двукратной экстракции при температуре 25°С путем смешивания с анолитом. После каждой ступени экстракт отделяют на фильтрующей центрифуге. Проэкстрагированную массу подвергают дезодорации при температуре 65°С путем смешивания с анолитом с последующим обезвоживание волокон жома. Частично обезвоженную массу затем сушат при температуре 60°С при предварительном смешивании с готовым продуктом. Высушенный продукт влажностью около 9% рассеивают. Фракцию с размером частиц более 0,4 мм смешивают с обезвоженной массой перед ее сушкой.Example 1. Electrochemical activation of a sodium thiosulfate solution is carried out, as a result of which anolyte with the following parameters is obtained: pH 4.2; ORP = +840 mV. 1 kg of fresh beet pulp is mixed with the prepared anolyte and crushed in a disintegrator to obtain 3-5 mm pulp particles. The crushed pulp mass is subjected to double extraction at a temperature of 25 ° C by mixing with anolyte. After each stage, the extract is separated in a filter centrifuge. The extracted mass is subjected to deodorization at a temperature of 65 ° C by mixing with anolyte, followed by dehydration of the pulp fibers. The partially dehydrated mass is then dried at a temperature of 60 ° C with preliminary mixing with the finished product. A dried product with a moisture content of about 9% is dispersed. A fraction with a particle size of more than 0.4 mm is mixed with the dehydrated mass before drying.

Полученные таким образом ПВ имеют следующие характеристики: ВУС - 6,1 г воды/г ПВ, адсорбционная емкость - 23,5 мг-экв/г ПВ, белизна - 89,7 ед. прибора.Thus obtained PV have the following characteristics: WCS - 6.1 g of water / g of PV, adsorption capacity - 23.5 mEq / g of PV, whiteness - 89.7 units. instrument.

Пример 2. Проводят электрохимическую активацию раствора сульфата аммония, в результате которой получают анолит со следующими параметрами: рН 6,2 и ОВП = +725 мВ. Далее способ осуществляют по примеру 1. В результате получают ПВ со следующими характеристиками: ВУС 6,4 г воды/г ПВ, адсорбционная емкость - 20,8 мг-экв/г ПВ, белизна - 88,9 ед. прибора.Example 2. The electrochemical activation of a solution of ammonium sulfate is carried out, as a result of which anolyte is obtained with the following parameters: pH 6.2 and ORP = +725 mV. Further, the method is carried out as in example 1. As a result, a PV with the following characteristics is obtained: HCL 6.4 g of water / g of PV, adsorption capacity of 20.8 mEq / g of PV, whiteness of 88.9 units. instrument.

Параллельно были получены ПВ из свекловичного жома по известному способу. Они имели такие характеристики: ВУС - 5,4 г воды/г ПВ, адсорбционная емкость - 18,5 мг-экв/г ПВ, белизна - 85,5 ед. прибора.In parallel, PVs were obtained from beet pulp by a known method. They had the following characteristics: WCS — 5.4 g water / g PV, adsorption capacity — 18.5 mEq / g PV, whiteness — 85.5 units. instrument.

Сравнивая свойства ПВ из свекловичного жома, полученные по известному и предлагаемому способам, можно сделать вывод об улучшении качества ПВ, полученных по предлагаемому способу, по сравнению с ближайшим аналогом.Comparing the properties of PV from beet pulp obtained by the known and proposed methods, we can conclude that the quality of PV obtained by the proposed method is improved in comparison with the closest analogue.

Состав и свойства пищевых волокон, полученных по предлагаемому способу, в сравнении с известным способом представлены в таблице.The composition and properties of dietary fiber obtained by the proposed method, in comparison with the known method are presented in the table.

Сравнивая приведенные в таблице свойства ПВ из свекловичного жома, полученных по известному и предлагаемому способам, можно сделать вывод о том, что технический результат изобретения достигнут, т.е. получены ПВ улучшенного качества. Предлагаемый способ позволяет увеличить суммарное количество (выход) ПВ на 4-5%, в том числе целлюлозы на 2-3%, гемицеллюлозы - на 1-2%, пектиновых веществ - на 2-4%, лигнина - на 2%. Улучшаются функциональные свойства ПВ - увеличиваются ВУС на 0,6-0,7 г воды/г ПВ и адсорбционная емкость - на 2,4-6,0 мг-экв /г ПВ. Белизна продукта повышается на 2,0-5,5 ед. прибора.Comparing the properties of PV from beet pulp obtained in the known and proposed methods shown in the table, we can conclude that the technical result of the invention has been achieved, i.e. received improved quality PV. The proposed method allows to increase the total amount (yield) of PV by 4-5%, including cellulose by 2-3%, hemicellulose by 1-2%, pectin substances by 2-4%, lignin by 2%. The functional properties of PV are improved - the WCS is increased by 0.6-0.7 g of water / g of PV and the adsorption capacity by 2.4-6.0 mEq / g of PV. The whiteness of the product is increased by 2.0-5.5 units. instrument.

Пищевые волокна, полученные с использованием анолита на сульфате аммония, можно использовать при изготовлении хлебобулочных изделий, колбас, фаршев и т.д., то есть там, где требуется высокая водоудерживающая способность компонентов. А пищевые волокна, полученные с использованием анолита на тиосульфате натрия, можно использовать для приготовления продуктов лечебно-профилактического назначения, так как данные волокна обладают высокой адсорбционной емкостью.Dietary fiber obtained using anolyte on ammonium sulfate can be used in the manufacture of bakery products, sausages, minced meat, etc., that is, where high water holding capacity of the components is required. And dietary fiber obtained using anolyte on sodium thiosulfate can be used for the preparation of therapeutic and prophylactic products, since these fibers have a high adsorption capacity.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с ближайшим аналогом позволяет получить пищевые волокна, которые являются ценной добавкой для различных отраслей пищевой промышленности, с улучшенными свойствами - повышенными водоудерживающей способностью и адсорбционной емкостью.Thus, the proposed method in comparison with the closest analogue allows to obtain dietary fiber, which is a valuable additive for various branches of the food industry, with improved properties - increased water retention capacity and adsorption capacity.

Claims

A method of producing dietary fiber from beet pulp, comprising mixing the pulp particles with an electrochemically activated solution, grinding them to a predetermined size, twofold extraction of the pulped mass at a temperature of 20-25 ° C with an electrochemically activated solution, deodorizing the extracted mass at a temperature of 60-65 ° C by mixing it with an electrochemically activated solution, dehydration of the fibers and their drying at a temperature of 55-60 ° C with preliminary mixing with the finished product, characterized in that an anolyte having a pH of 6.1-6.3 and a redox potential of +700 mV to +800 mV relative to a silver chloride reference electrode obtained by treating a solution of ammonium sulfate in the anode chamber of a diaphragm electrolyzer is used as an electrochemically activated solution, or anolyte having a pH of 4.0-5.0 and a redox potential of +800 mV to +900 mV relative to a silver chloride reference electrode obtained by processing a solution of sodium thiosulfate in said diaphragm chamber pressure electrolyzer.