CC BY
8
ТЕХНОЛОГИЯ
Депектинизация цветочного экстракта
методом мембранной технологии
И. Н. Чхартишвили, И. З. Бежанидзе, Г. Р. Верулидзе, Т. Ш. Харебава
Батумский институт аграрных биотехнологий и бизнеса Государственного университета им. Шота Руставели (Грузия)
Цитрусовый цветочный экстракт содержит биологически активные вещества, витамины В, С и Р, аминокислоты, микроэлементы, ароматические вещества, которые могут придать напитку оригинальный вкус меда и специфический, приятный аромат.
Однако установлено, что при добавлении в слабоалкогольные напитки необработанного экстракта они со временем мутнеют, что вызвано содержащимся в экстракте пектином.
Цель нашей работы — установление возможности депектинизации цветочного экстракта методами мембранной технологии, в частности ультрафильтрацией и обратным осмосом, и применения его для разбавления грузинских вин с целью получения слабоалкогольных напитков [2].
Исследования проводили на экстракте, полученном из мандариновых цветов.
Ультрафильтрацию экстракта осуществляли в динамическом и статическом режиме. В динамическом, циркуляционном режиме ультрафильтрацию проводили на лабораторной установке УПА-06. В качестве фильтрующего материала применяли разделительные аппараты АР-02 с полыми волокнами, рабочая площадь которых составляла 0,2 м2. Полые волокна изготовлены на основе полиамида с размером пор 500 А.
Исследовали зависимость производительности процесса ультрафильтрации от времени фильтрации, вида мембран
и технологических характеристик процесса: приложенного давления и температуры экстракта.
Схема установки приведена на рисунке. Цветочный экстракт из емкости 1 насосом 2 подавали на механический фильтр предварительной очистки 3 для удаления взвешенных частиц, затем в аппарат разделительный АР-02 4 для фильтрации. Давление создавалось и регулировалось краном 5, а фиксировалось манометром 6. Фильтрацию проводили в циркуляционном динамическом режиме непрерывно, до полного истечения экстракта. Фильтрат собирали в емкость 7, а непрофильтро-ванный экстракт вновь возвращали в исходную емкость 1.
Ультрафильтрацию мембран проводили в статическом режиме на плоских ацетат-целлюлозных мембранах УМ-СГ-80 с размером пор 500 А.
5
Схема ультрафильтрации экстракта в динамическом режиме
4
7
2
3
Показатель Исходный экстракт Осветленный экстракт
Обратный осмос | Ультрафильтрация
Сухие вещества, % 1,8 1,0 1,2 1,7
Кислотность, % 0,06 0,02 0,04 0,05
Общие сахара, % 1,1 0,7 0,8 1,1
Пектин, % 0,64 — 0,2 —
Витамин Р, мг % 21,0 — 15,2 21,0
Витамин С, мг % 31,0 — 20,2 30,0
Каротин, мг % 0,02 — 0,02 0,02
Витамин В1, мг % 0,13 — 0,003 0,13
Витамин В2, мг % 0,2 — 0,2 0,2
Витамин Вс, мг % 0,9 — 0,9 0,9
Эфирные масла, мг % 5,0 — 2,0 4,8
рН 6,0 6,0 5,0 6,0
Выход фильтрата, % 100 65 75 90
ПИ
НАПИТКИ
3•2008
32
Также исследовалась возможность применения процесса обратного осмоса для депектинизации цветочного экстракта. Исследования проводили на обратно-осмотической установке по той же схеме, только вместо ультрафильтрационной мембраны применяли обратноосмотиче-ские ГОМ-СГ-75, а размер пор 300 А .
Установлено, что производительность процесса ультрафильтрации во времени падает, так как в порах мембран УАМ-500 идет осаждение пектина, слой которого выполняет роль дополнительной мембраны, что снижает производительность процесса и выход осветленного продукта.
Исследовали зависимость процесса ультрафильтрации от приложенного давления и температуры экстракта. Установлено, что с ростом давления и температуры производительность процесса растет, но до определенного предела, что связано с механической и термической стабильностью мембран и экстракта.
Из полученных данных были определены оптимальные режимы процессов: ультрафильтрацию на мембранах УМ-СГ-80 проводили при давлении 0,1 МПа, на полых волокнах — 0,15-0,18 МПа и температуре 18 °С, а обратный осмос — при давлении 4 МПа и температуре 24 °С.
Как видно из приведенных данных (см. таблицу), полная депектинизация достигается при применении обратного осмоса и ультрафильтрации на полых волокнах. Однако после обратного осмоса полученный экстракт полностью обеднен витаминным комплексом и ароматическими веществами, содержание сахара падает практически на 50 %, а кислотность — на 33 %.
Фильтрацией на полых волокнах достигается полное удаление пектина, и практически неизменным остается химический состав экстракта.
Из полученных данных следует, что при использовании цветочного экстракта как основы для приготовления слабоалкогольных напитков в технологический процесс обязательно должна быть введена стадия осветления методом ультрафильтрации через полые волокна, которая обеспечит депектинизацию экстрактов. С введением этой стадии повышаются качество и продолжительность хранения напитков.
На основе депектинизированного цветочного экстракта были разработаны рецептуры напитков: «Цитрусовое красное» (основа — натуральное вино «Саперави») и «Цитрусовое белое» (вино — «Ркацители») [2].
ЛИТЕРАТУРА
1. Папунидзе Г. Р. Разработка промышленного освоения комплексной переработки цитрусового сырья. — Тбилиси, 1995.
2. Голубев В.Н., Брюк М. Т., Гагаровский А. В. Мембранная технология в пищевой промышленности. — Киев: Высшая школа, 1996. <В
