Получение концентрированного сока сахарной свеклы и перспективы его использования

В кондитерской промышленности постоянно ведётся работа по рациональному использованию сырьевых ресурсов, по снижению в изделиях массовой доли сахара, какао бобов, орехов и других видов основного сырья [1].

Решению этой задачи способствует внедрение местного и нетрадиционного сырья, позволяющего сбалансировать питание, для получения новых видов кондитерских изделий массового производства повышенной пищевой ценности, обогащённых белками, микроэлементами, минеральными солями, а также разработка технологий, предусматривающих рациональную замену основных видов сырья [2].

Установлено, что пектиновые вещества, содержащиеся в клеточных стенках, обладают свойством переводить накапливающиеся в организме человека тяжелые металлы и ра дионуклиды в связанные комплексы и выводить их в таком виде из организма.

Основным недостатком многих отечественных и импортных пищевых продуктов питания продолжает оставаться их высокая энергетическая ценность, отсутствие сбалансированного состава и высокая себестоимость продукции. Одним из вариантов решения этой задачи является использование полуфабрикатов, полученных из сахарной свеклы, в частности, концентрированного сока сахарной свеклы [3, 4, 5, 6].

При разработке технологии получения концентрированного сока сахарной свеклы были апробированы различные варианты получения данного продукта. Структурная схема получения концентрированного сока сахарной свёклы представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурная схема получения концентрированного сока сахарной свёклы

Например, по способу 1, свекловичный концентрированный сок получают следующим образом: сахарную свеклу моют в моечном агрегате непрерывного действия, что помогает удалить с ее поверхности основную массу грязи.

При инспектировании гнилую или испорченную свеклу удаляют из цикла, а недостаточно очищенные корнеплоды направляют на повторную мойку.

Затем, применив тепловую обработку сахарной свеклы, с нее удаляют кожицу. Снятие поверхностного слоя позволяет на 90 % удалить вредные вещества, которые сахарная свекла может накапливать в процессе роста (нитраты, нитриты, тяжелые металлы, пестициды). Поверхностный слой аккумулирует основное количество полифенолоксидазы - фермента, являющегося основным фактором окислительных процессов (потемнения).

Очищенные корнеплоды имеют белый цвет. Их измельчают до размеров частиц 3-4 мм, смешивают с подкисленной до рН 3,54,0 водой (гидромодуль 1-1,2), затем полученную массу нагревают до температуры 80 0С.

Использование подкисленной воды необходимо для предотвращения инициации потемнения. При нагревании кислая среда создает благоприятные условия для гидролиза остатков сапонина, возможных нитритов и нитратов. Сапонин гидролизуется на моносахарид и остаток несахарной части (анион алеоноловой кислоты), образующий соль, и далее не представляет опасности. Далее полученную массу сахарной свеклы подают на прессование для получения сока.

Отпрессованный сок в зависимости от исходной свеклы содержит 12 % СВ и 1,5-3 % редуцирующих веществ (РВ) от общей массы сухих веществ. В нем ингибированы реакции потемнения, и он имеет матовый цвет.

Сок содержит все незаменимые аминокислоты, пектин, ценный минеральный состав (К, Mg, Са, Na, фосфаты, сульфаты, силикаты, хлориды), белки, бетаин.

Органолептические и физико-химические показатели сока сахарной свеклы представлены в таблице 1.

Таблица 1

Органолептические и физико‒химические показатели сока

Наименование показателя	Значение показателя
Органолептические: Запах Вкус цвет	свойственный исходному продукту, без постороннего запаха свойственный исходному продукту, без постороннего вкуса светло-матовый
Физико - химические: сухие вещества, % редуцирующие вещества, % кислотность ‒активная содержание сахарозы, % пектин, % плотность, кг/м3 оптическая плотность, усл. ед.	12,00 1,10 4,53 10,20 0,30 1053,00 24,21

Концентрируют сок под разрежением 0,095 МПа при температуре кипения 40 0С до содержания СВ 70 %. Благодаря щадящему режиму, распад сахаров идет менее интенсивно, продукт получается хорошего качества. При концентрировании одновременно с паром удаляются летучие вещества, которые придают специфический запах, что улучшает вкус и запах сока. При таких параметрах уваривания нарастание редуцирующих веществ происходит до 10 %, цветности - до 40 ед. оп. плотно сти. Сок с таким количеством сухих веществ получается менее вязким, более текучим. Качественные показатели позволяют широко использовать этот полуфабрикат, но производство такого концентрированного сока осложнено тем, что необходимо выдерживать низкую температуру уваривания.

Способ 2: отличается тем, что концентрацию сока проводят под разрежением 0,08 МПа при температуре кипения до 60 0С до сухих веществ 70 %. При таком режиме про- цесс гидролиза сахаров идет интенсивнее, нарастание редуцирующих веществ 17-20 %, цветность увеличивается до 40 ед. оп. плотности. Этот концентрированный сок имеет большую вязкость по сравнению со способом 1. Для применения в промышленности способ 2 наиболее приемлемый, так как температура уваривания под вакуумом достигает 60 0С, продукт имеет широкие возможности применения, хорошие качественные показатели.

Способ 3: отличается тем, что концентрацию сока проводят под разрежением

0,05 МПа при температуре кипения до 80 0С до сухих веществ 70 %. При таком режиме процесс распада сахарозы идет интенсивно, нарастание редуцирующих веществ до 25-30 %, цветность увеличивается до 40-50 ед. оп. плотности. Из-за показателей качества есть ограничения в применении.

В готовом концентрированном соке сахарной свеклы были определены его органолептические и физико-химические показатели качества, которые представлены в таблице 2.

Таблица 2

Органолептически е и физико-химические показатели качества концентрированных соков сахарной свеклы уваренных при разных температурах

Наименование показателей	Концентрир ованный сок сахарной свеклы (уваренный при температуре 40 0С)	Концентрированный сок сахарной свеклы (уваренный при температуре 60 0С)	Концентрированный сок сахарной свеклы (уваренный при температуре 80 0С)
Внешний вид	Светло-желтый с серым оттенком	Светло-коричневый	Темно-коричневый
Вкус и запах	Сладкий, близкий к сахарному сиропу, без посторонних привкусов, без запаха	Сладкий, близкий к сахарному сиропу, без посторонних привкусов, без запаха	Сладкий с горчинкой, близкий к сахарному сиропу, без посторонних привкусов, с запахом жженого сахара
Массовая доля влаги, %	30,00	30,00	30,00
Массовая доля редуцирующих веществ, %	8,20	17,90	27,50
Активная кислотность, %	4,30	4,30	4,10
Кислотность(в пересчете на яблочную кислоту), %	0,78	0,76	0,76
Цветность, оптическая плотность, усл. ед.	37,3	39,06	45,51

Увеличение температуры при уваривании сока сахарной свеклы способствует повышению массовой доли редуцирующих веществ, увеличению насыщенности цвета, а также ухудшению его органолептических показателей качества.

Для определения летучих ароматобра-зующих компонентов использовали метод пьезокварцевого микровзвешивания, основанного на применении массочувствительных пьезорезонаторов [6].

Применение указанного метода увеличивает объективность оценки запаха и позволяет характеризовать запах количественно. Для тестирования запаха применяли матрицу на основе 8 сенсоров. В качестве количествен ного критерия оценки запаха применена площадь «визуального отпечатка» запаха. В оптимальных условиях функционирования матрицы получены «визуальные отпечатки» запахов свекловичных соков уваренных при различных температурах. Результаты исследований представлены на рисунке 2.

Сенсорометрическая оценка запаха позволяет:

• -    установить существенное влияние температуры уваривания соков на запах;

• -    количественно оценить степень изменения запаха продукта;

• -    упростить методику органолептических испытаний и повысить их объективность [6].

  

  1. Исходный сок СВ-12 %

  
  
  
  
  

  2.Концентрат t yʙapиʙaʜия =40⁰С; до СВ=70 %

  
  
  

  3. Концентрат с t yʙapиʙaʜия =60⁰С; до СВ=70 %

  Рисунок 2. «Визуальные отпечатки» запахов свекловичных соков :

  1) исходного сока; 2) уваренного при t=40 ⁰C; 3) yʙapeʜʜoгo пpи t=60 ⁰C; 4) yʙapeʜʜoгo пpи t=80 ⁰С.

  
  
  

  4.Концентратс t yʙapиʙaʜия =80⁰С; до СВ=70 %

  
  

Как видно из диаграмм, с увеличением температуры увеличивается количество удаля -емых летучих ароматообразующих веществ.

При концентрировании под вакуумом происходит удаление летучих ароматообразующих веществ одновременно со вторичным паром, что меняет вкус и запах соков. Этот фактор играет отрицательную роль при концентрировании фруктовых соков, так как удаление ароматических веществ приводит к ухудшению вкуса и запаха соков. В нашем