Цитрусовые волокна что это
Пищевые апельсиновые волокна Цитри-Фай
Натуральные улучшенные апельсиновые пищевые волокна Цитри-Фай (Citri-Fi): цитрусовое диетическое волокно для применения при производстве мясных продуктов, хлебобулочных, макаронных, кондитерских и мучных изделий, масложировых, молочных, рыбных и снековой продукции, продуктов быстрого приготовления, сухих смесей, продуктов функционального и лечебно-профилактического назначения.
Натуральные улучшенные пищевые волокна «Citri-Fi»
Компания «АРОМА ФУД» предлагает широкий ассортимент пищевых ингредиентов для всех отраслей пищевой промышленности, в том числе и совершенно новую серию натуральных улучшенных пищевых апельсиновых волокон Citri-Fi производства завода Fiberstar Inc., США.
Большинство производителей пищевых волокон пытаются увеличить влагоудерживающую способность за счет уменьшения размеров частиц пищевого волокна. Такая клетчатка поглощает и держит большое количество воды только на начальном этапе, но теряет значительную часть ее в процессе обработки и хранении. Апельсиновые пищевые волокна Citri-Fi благодаря открытой и расширенной структуре ячейки связывают значительное количество воды (1 часть волокна соединяет до 16 частей воды) и сохраняют ее на протяжении всего технологического процесса производства и хранения продукта. Цитри-Фай так же обладает высокой жиросвязывающей способностью, эмульгирующими, стабилизирующими, структурообразующими свойствами, антиоксидантным действием, снижает обсемененность микроорганизмами, увеличивая тем самым срок хранения и улучшая свежесть пищевых продуктов, устойчив к циклам размораживания и замораживания. Улучшает питательную ценность, так как является продуктом функционального назначения, благодаря содержанию полезной для здоровья человека диетической клетчатки.
Были проведены эксперименты в лаборатории: образцы по 5 грамм разного вида пищевого волокна, в том числе и апельсинового волокна Citri-Fi разбавили в 25 граммах воды для получения гомогенной массы и поместили в духовку на 20 минут при температуре 152С°. Масса образцов была измерена вначале и в конце процесса, тем самым была вычислена процентная потеря выхода продукта:
Цитрусовые – не только польза, но и вред?
У цитрусовых есть и плюсы, и минусы, и польза, и вред.
Сначала о хорошем: почти всем известно, что в апельсине находится практически суточная доза самого важного витамина — аскорбиновой кислоты (она же витамин С). Но на самом деле его там даже больше: апельсин среднего размера содержит на 20-30% больше дневной нормы аскорбинки. В этом плане апельсин — рекордсмен по пользе среди цитрусов, потому что в остальных плодах витамина С куда меньше.
Где больше всего витамина С?
Витамина С в лимоне, вопреки всеобщему заблуждению, не очень много. Считайте сами: в небольшом апельсине содержится дневная норма этого витамина — 60 мг, а в таком же лимоне на треть меньше — всего 40 мг.
Так что лимон не столько источник витамина С, сколько хорошая вкусовая добавка. Если уж говорить о витамине С, кроме цитрусовых есть масса фруктов и овощей, которые содержат дневную норму или даже больше аскорбиновой кислоты (см. таблицу).
| Продукт | Содержание витамина С (мг) | % от дневной потребности |
| Средний киви | 75 | 125 |
| Средний болгарский перец (красный или зелёный) | 100 | 167 |
| Капуста белокочанная (100 г) | 50 | 83 |
| Порция брокколи или цветной капусты (120-150 г) | 60 | 100 |
| Средняя варёная картофелина | 30 | 50 |
Что ещё, кроме витамина С, представляет пользу?
Но ведь не только наличием витамина С определяется польза цитрусовых.
Пищевые волокна.
Трудно представить, что в цитрусовых много пищевых волокон. Нам кажется, что их больше всего в грубых овощах, корнеплодах, листовых салатах. Но сочные цитрусовые по содержанию пищевых волокон опережают многие из них, и значит приносят организму больше пользы.
Как было доказано в исследованиях, после апельсина чувство сытости сохраняется до 4 часов. И при этом они удивительно низкокалорийны — 150 г всего 70-90 ккал. Для сравнения: чипсы или сухарики, создающие в примерно такое же чувство сытости, как и апельсин, содержат более 200 ккал и много сахара и жиров.
Лимоноиды.
Эти вещества содержатся во всех цитрусовых, именно они придают им лёгкую горечь во вкусе. А вот в других дарах природы этих веществ практически нет.
Учёные активно изучают лимоноиды и обнаружили у них уникальные свойства. Например, в лабораторных условиях они блокировали размножение злокачественных клеток сильнее, чем некоторые лекарства для лечения рака молочной железы.
Учёные уверены, что лимоноиды могут помогать и при многих других опухолях — рта, кожи, лёгких, груди, желудка, толстого кишечника. Также они могут защищать от развития болезней нервной системы, сердца и сосудов, сохраняют хрусталик глаза прозрачным, препятствуя развитию катаракты.
И самое неожиданное: лимоноиды могут работать в организме очень долго, целые сутки. То есть, съев апельсин, человек все 24 часа будет находиться под защитой этих веществ.
Фолаты.
В цитрусовых много фолиевой кислоты. В апельсинах и помело содержится 10-15% дневной потребности в этом витамине, в минеоле (это гибрид мандарина и грейпфрута) — целых 8о%. По содержанию фолата она — рекордсмен среди продуктов.
Фолиевая кислота — главный витамин для женщин, мечтающих стать матерями. Фолаты крайне полезны для здоровья будущего ребёнка в момент его зачатия и во время беременности. Плюс фолиевая кислота защищает от многих видов рака и сохраняет эластичность и молодость сосудов. Это второй «цитрусовый» фактор после лимоноидов, помогающих сосудам.
Флавоноиды.
В цитрусовых содержится больше 6о разных флавоноидов. Это мощные антиоксиданты, которые обладают противовоспалительным и противоопухолевым действием.
Ещё они могут предотвращать образование тромбов в сосудах, а также усиливают иммунитет и уменьшают риск развития ожирения и сахарного диабета.
По данным разных исследований, один апельсин в день может уменьшать почти вдвое риск возникновения злокачественных опухолей полости рта, гортани и желудка.
Добавьте к этому идеальное сочетание в цитрусовых калия и натрия. Первого в них много, и он поддерживает давление в норме, а вредного натрия — мало, и это тоже не способствует повышению давления.
Так что ежедневная любовь к трём апельсинам — залог здоровья на всю долгую зиму и на всю жизнь. Зимой старайтесь съедать по 2-3 цитрусовых плода ежедневно.
Полезные вещества в разных цитрусовых.
Такой опасный грейпфрут.
Среди цитрусовых есть один проблемный плод — грейпфрут. Как и в остальных, в нём немало всяких полезностей. Но ещё в нём есть вещество, которое блокирует очень важный фермент из семейства гак называемых цитохромов. Он разрушает в организме многие токсичные вещества, лекарства, а также женские половые гормоны (эстрогены).
Поэтому женщинам — особенно во время менопаузы — не стоит злоупотреблять этими плодами. Во-вторых, этот плод и сок из него могут способствовать развитию передозировки многих лекарств. Дело в том, что, блокируя фермент, грейпфрут может замедлять разрушение препарата и создавать эффект передозировки.
Поэтому во всём мире новые лекарства обязательно изучаются на «совместимость» с грейпфрутом. В инструкциях к ним теперь нередко пишут, что их нельзя совмещать с соком. Поэтому, если вы принимаете таблетки, о грейпфруте лучше забыть. В крайнем случае плоды можно есть за 2-3 часа до или после приёма препаратов.
Как видите, в определённых ситуациях от цитрусовых может быть и вред.
Тиабендазол – вредный пестицид.
Все цитрусовые покрывают тиабендазолом, чтобы они не гнили при транспортировке и хранении. Это вещество относится к пестицидам, к счастью, не самым опасным из них.
Но всё равно полезным его считать нельзя, в приличных дозах оно токсично для печени и щитовидной железы.
Плюс ко всему мы можем получать это вредное вещество и из других фруктов и овощей. Их тоже могут обрабатывать как до сбора урожая, так и после.
Поэтому цитрусовые нужно хорошо мыть, а весь верхний стой кожицы лучше срезать до цедры. Особенно это важно для лимонов и лаймов, которые обычно кладут в чай и коктейли прямо с кожицей.
Способ получения цитрусового волокна из кожуры цитрусовых
Владельцы патента RU 2603582:
Изобретение относится к способу получения цитрусового волокна из кожуры цитрусовых. Подвергают кожуру цитрусовых гомогенизации под давлением с получением гомогенизированной кожуры цитрусовых. Промывают гомогенизированную кожуру цитрусовых органическим растворителем с получением промытой органическим растворителем кожуры цитрусовых. Удаляют растворитель и сушат промытую органическим растворителем кожуру цитрусовых. Извлекают из кожуры цитрусовое волокно. Изобретение относится к цитрусовому волокну, полученному вышеуказанным способом, которое имеет значение концентрации плотной упаковки c* менее 3,8% вес. безводной основы. Изобретение относится к смеси вышеупомянутого цитрусового волокна и волокна, выбранного из волокна растительного происхождения, цитрусового волокна, полученного из цитрусовой пульпы, и их комбинаций. Изобретение относится к пищевому продукту, кормовому продукту, напитку, продуктам для личной гигиены, фармацевтическим продуктам или моющим средствам, которые содержат вышеуказанное цитрусовое волокно. Изобретение относится к применению цитрусового волокна или смеси в качестве текстуризатора или загустителя в пищевом продукте, кормовом продукте, напитке, продукте для личной гигиены, фармацевтическом продукте или моющем средстве. Изобретение позволяет получить цитрусовое волокно, которое имеет повышенную набухаемость, способность к гидратации и загущающие свойства. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СМЕЖНУЮ ЗАЯВКУ
В заявке испрашивается преимущество предварительной заявки на патент Соединенных Штатов Америки с серийным № 61/588915, поданной 20 января 2012 г., СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИТРУСОВОГО ВОЛОКНА ИЗ КОЖУРЫ ЦИТРУСОВЫХ, которая полностью включена в настоящий документ путем ссылки.
Изобретение относится к способу получения цитрусового волокна из кожуры цитрусовых. Полученное высушенное цитрусовое волокно можно использовать в качестве пищевой добавки в пищевых продуктах, кормовых продуктах и напитках. Цитрусовое волокно также можно использовать в продуктах для личной гигиены, фармацевтических продуктах или моющих средствах.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Кожура цитрусовых представляет собой отход производства соков или побочный продукт процесса производства пектина. Пектин может быть получен из различного сырьевого материала, такого как кожура цитрусовых, с использованием конкретной обработки в условиях горячего водного раствора кислоты. К цитрусовым относятся, например, лимон, апельсин, лайм, грейпфрут, из которых наиболее часто используемым является лимон. Кожуру, полученную при производстве соков, как правило, подвергают другой обработке для извлечения сока и масла, а затем высушивают. Такую кожуру, как правило, используют для корма крупного рогатого скота. Кожура, полученная в процессе производства пектина, после экстрагирования пектина имеет еще более низкую экономическую ценность.
Таким образом, желательным было бы повышение экономической ценности этого продукта. Одним подходом является улучшение функциональных свойств волокон, которые можно получить из кожуры цитрусовых. Однако свойства существующих волокон из кожуры цитрусовых все же могут быть улучшены.
Следовательно, объектом настоящего изобретения является разработка способа получения цитрусового волокна из кожуры цитрусовых, имеющего улучшенные свойства в сравнении с цитрусовым волокном предшествующего уровня техники. Дополнительным объектом настоящего изобретения является получение цитрусового волокна, имеющего хорошую способность к гидратации и загущающие свойства.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним аспектом настоящее изобретение относится к способу получения цитрусового волокна из кожуры цитрусовых. В одном варианте осуществления кожуру цитрусовых обрабатывают с получением гомогенизированной кожуры цитрусовых. Способ дополнительно содержит стадию промывки гомогенизированной кожуры цитрусовых органическим растворителем с получением промытой органическим растворителем кожуры цитрусовых. Из промытой органическим растворителем кожуры цитрусовых удаляют растворитель и кожуру высушивают, извлекая цитрусовое волокно.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к смеси цитрусового волокна настоящего изобретения и волокна растительного происхождения (например, полученного из злаков), цитрусового волокна, полученного из цитрусовой пульпы, и их комбинаций.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к пищевому продукту, кормовому продукту, напитку, продукту для личной гигиены, фармацевтическому продукту или моющему средству, содержащему цитрусовое волокно в соответствии с настоящим изобретением.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к использованию цитрусового волокна в качестве текстуризатора или загустителя в пищевых продуктах, кормовых продуктах, напитках, продуктах для личной гигиены, фармацевтических продуктах или моющих средствах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация способа в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу получения цитрусового волокна из кожуры цитрусовых.
Термин «кожура цитрусовых» при использовании в настоящем документе означает пектиновый или целлюлозный материал, содержащийся в наружной части плода цитруса. Материал может представлять собой отход производства соков. Также он может представлять собой побочный продукт производства пектина, и в этом случае его иногда называют «отработанной кожурой». Термин «цитрусовое волокно» при использовании в настоящем документе означает волокнистый компонент, полученный из кожуры цитрусовых.
Способ в соответствии с настоящим изобретением можно использовать для получения цитрусового волокна из кожуры широкого диапазона плодов цитруса, примеры которых, без ограничений, включают в себя апельсины, мандарины, лаймы, лимоны и грейпфруты. В одном предпочтительном варианте осуществления цитрусовое волокно получают из кожуры лимона.
В способе в соответствии с настоящим изобретением кожуру цитрусовых обрабатывают с получением гомогенизированной кожуры цитрусовых. В предпочтительном варианте осуществления в качестве исходного материала используют отработанную кожуру. Необязательно кожура цитрусовых до гомогенизации может быть промыта водой. Иногда кожура цитрусовых может быть предоставлена в замороженном или высушенном состоянии, и в этом случае до гомогенизации требуется оттаивание или регидратация. Предпочтительно кожуру цитрусовых доводят водой до содержания сухого вещества 5% вес. или менее. Не предполагая ограничения какой-либо теорией, считается, что обработка гомогенизацией приводит к разрушению и дезинтеграции целых клеток кожуры и фрагментов клеток. Гомогенизацию можно выполнить рядом возможных способов, включая, без ограничений, обработку с высокими сдвиговыми нагрузками, гомогенизацию под давлением, коллоидный помол, интенсивное перемешивание, экструзию, обработку ультразвуком и их комбинации. Предпочтительно для проведения гомогенизации входная мощность (мощность на единицу объема) составляет по меньшей мере приблизительно 1000 кВт на см 3 кожуры цитрусовых.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения обработка гомогенизацией представляет собой обработку гомогенизацией под давлением. Гомогенизаторы под давлением, как правило, содержат возвратно-поступательный поршень или поршневой насос вместе с узлом гомогенизирующего клапана, прикрепленным к выходному концу гомогенизатора. К подходящим гомогенизаторам высокого давления относятся гомогенизаторы высокого давления производства GEA Niro Soavi, г. Парма (Италия), такие как серия NS, или гомогенизаторы серий Gaulin и Rannie производства APV Corporation of Everett, штат Массачусетс (США).
В процессе гомогенизации под давлением кожура цитрусовых подвергается высоким скоростям сдвига в результате эффектов кавитации и турбулентности. Эти эффекты создаются путем введения кожуры цитрусовых в узел гомогенизирующего клапана из насосной секции гомогенизатора под высоким давлением (и с низкой скоростью). Подходящие для способа настоящего изобретения давления составляют от приблизительно 5 МПа до приблизительно 100 МПа (от приблизительно 50 бар до приблизительно 1000 бар).
В зависимости от конкретного давления, выбранного для гомогенизации под давлением, а также от скорости потока кожуры цитрусовых через гомогенизатор кожуру цитрусовых можно гомогенизировать за один проход через гомогенизатор. Однако может потребоваться более одного прохода кожуры цитрусовых через гомогенизатор.
В одном варианте осуществления кожуру цитрусовых гомогенизируют за один проход через гомогенизатор. При однопроходной гомогенизации давление предпочтительно составляет от приблизительно 30 МПа до приблизительно 100 МПа (от приблизительно 300 бар до приблизительно 1000 бар), более предпочтительно от приблизительно 40 МПа до приблизительно 80 МПа (от приблизительно 400 бар до приблизительно 800 бар), еще более предпочтительно от приблизительно 50 МПа до приблизительно 75 МПа (от приблизительно 500 бар до приблизительно 750 бар).
В другом предпочтительном варианте осуществления кожуру цитрусовых гомогенизируют за множество проходов через гомогенизатор, предпочтительно по меньшей мере за 2 прохода, более предпочтительно по меньшей мере за 3 прохода через гомогенизатор. При многопроходной гомогенизации используемое давление, как правило, ниже в сравнении с однопроходной гомогенизацией и предпочтительно составляет от приблизительно 10 МПа до приблизительно 60 МПа (от приблизительно 100 бар до приблизительно 600 бар), более предпочтительно от приблизительно 20 МПа до приблизительно 50 МПа (от приблизительно 200 бар до приблизительно 500 бар), еще более предпочтительно от приблизительно 30 МПа до приблизительно 40 МПа (от приблизительно 300 бар до приблизительно 400 бар).
Необязательно кожуру цитрусовых до гомогенизации можно подвергнуть термообработке. Предпочтительно температура, используемая при термообработке, может варьировать от приблизительно 50°C до приблизительно 140°C за период от приблизительно 1 секунды до приблизительно 3 минут. Термообработку можно использовать для пастеризации кожуры цитрусовых. Для пастеризации используется температура термообработки предпочтительно от приблизительно 65°C до приблизительно 140°C, предпочтительно от приблизительно 80°C до приблизительно 100°C в течение периода от приблизительно 2 секунд до приблизительно 60 секунд, предпочтительно от приблизительно 20 секунд до приблизительно 45 секунд. Пастеризация является предпочтительной для активации пектинэстераз для предотвращения потери мутности и для инактивации вызывающих порчу микроорганизмов для увеличения устойчивости при хранении.
Предпочтительно кожуру цитрусовых вводят в контакт с органическим растворителем в весовом соотношении твердого вещества к растворителю по меньшей мере приблизительно 0,25:1, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 0,5:1 и часто по меньшей мере приблизительно 0,75:1, от приблизительно 1:1 до приблизительно 5:1 или от приблизительно 1,5:1 до приблизительно 3:1, на основе веса влажного твердого вещества. В одном варианте осуществления отношение твердого вещества к растворителю составляет приблизительно 2:1.
Экстрагирование можно выполнять с использованием одной стадии, но предпочтительно выполняют с использованием многостадийного экстрагирования, например двух-, трех- или четырехстадийного процесса экстрагирования, и предпочтительно с использованием противоточного экстрагирования. Нет конкретного ограничения по максимальному числу стадий экстрагирования, которые можно использовать. На фиг. 1 схематично представлен предпочтительный вариант осуществления, в котором в процессе двухстадийного противоточного экстрагирования используются первый и второй экстракторы для экстрагирования растворителем 25a и 25b соответственно.
После гомогенизации 10 гомогенизированная кожура цитрусовых подается во второй экстрактор 25b. Водный растворитель этанол или изопропанол подается из резервуара для растворителя 26 в первый экстрактор для экстрагирования растворителем 25a. Отработанный растворитель из первого экстрактора для экстрагирования растворителем 25a подается во второй экстрактор для экстрагирования растворителем 25b, а экстрагированная кожура цитрусовых из второго экстрактора для экстрагирования растворителем 25b подается в первый экстрактор для экстрагирования растворителем 25a. Отработанный растворитель из второго экстрактора для экстрагирования растворителем 25b может подаваться в испаритель 35 (необязательный) для отделения твердых веществ (например, сахаров, кислот, красителей, вкусовых веществ, цитрусовых масел и т.д.) из отработанного растворителя, который может быть сконденсирован и возвращен в перегонный куб 24. Остатки в перегонном кубе (преимущественно вода) отделяются и удаляются.
Жидкость предпочтительно дополнительно удаляют после каждой стадии экстрагирования. Одним подходящим устройством является декантерная центрифуга. Альтернативно можно использовать сито, ленточный фильтр-пресс или другое устройство, подходящее для удаления жидкостей.
Кожуру цитрусовых из первого экстрактора для экстрагирования растворителем 25a подают в установку для удаления растворителя 30. Установка для удаления растворителя 30 удаляет растворитель и воду из твердых веществ, оставшихся после экстрагирования, что позволяет регенерировать растворитель для будущего использования, а также обеспечить безопасность продукта для помола и коммерческого использования. В установке для удаления растворителя 30 для удаления значительных количеств растворителя из твердого остатка может использоваться непрямой нагрев. Альтернативно можно обеспечить прямой нагрев для сушки, например, подавая горячий воздух из кольцевых сушилок или сушилок с псевдоожиженным слоем. При необходимости можно использовать прямой поток пара для удаления любых следовых количеств растворителя, оставшихся в твердых веществах. Пары из установки для удаления растворителя 30 предпочтительно извлекаются и подаются в перегонный куб 24 для регенерации по меньшей мере части растворителя.
Время удержания на каждой стадии экстрагирования может изменяться в широком диапазоне, но может составлять приблизительно 5 минут или менее на стадии экстрагирования. Температура в экстракторе (-ах) для экстрагирования растворителем зависит от таких факторов, как тип используемого растворителя, но наиболее часто находится в диапазоне от приблизительно 4°C до приблизительно 85°C при атмосферном давлении. Температуры можно соответственно увеличивать или уменьшать при работе в условиях давлений выше или ниже атмосферного. Необязательно для повышения эффективности процесса экстрагирования можно использовать такие методы, как ультразвук. Путем поддержания замкнутой системы потери растворителя во время экстрагирования, удаления растворителя и перегонки можно свести к минимуму. Предпочтительно извлекается и повторно используется по меньшей мере приблизительно 70% вес. растворителя. По восполняющему потоку растворителя свежий растворитель подается в резервуар для растворителя 26, восполняя весь неизвлеченный растворитель.
В предпочтительном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит стадию измельчения или пульверизации до удаления растворителя и сушки. К подходящим способам относятся, без ограничений, растирание, помол, раздавливание, высокоскоростное перемешивание или ударная обработка. Измельчение или пульверизация могут быть полезны для разрушения каких-либо комков или агрегатов, оставшихся после стадии удаления жидкости через ленточный фильтр-пресс. Данная стадия дополнительно способствует удалению растворителя. Не предполагая ограничения какой-либо теорией, считается, что измельчение или пульверизация дополнительно открывает волокна. В результате этого растворитель распределяется более равномерно, и его легче удалить на последующей стадии удаления растворителя и сушки. В другом предпочтительном варианте осуществления стадия измельчения или пульверизации используется в комбинации с добавлением и диспергированием воды или смеси воды и органического растворителя (как описано выше в настоящем документе) для улучшения удаления растворителя и сушки и достижения желательной для конкретной сферы конечного применения влажности полученного в конечном итоге цитрусового волокна.
В другом предпочтительном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит стадию измельчения или пульверизации после сушки. Такая стадия измельчения или пульверизации после сушки может проводиться для дополнительного уменьшения размера частицы цитрусового волокна, улучшения текучести, диспергируемости и/или свойств гидратации.
В другом предпочтительном варианте осуществления способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит стадию обработки кожуры цитрусовых технологической добавкой. Предпочтительно технологическая добавка выбрана из группы, состоящей из ферментов, кислот, оснований, солей, гидроколлоидов, растительного волокна, отбеливающего средства и их комбинаций. В одном варианте осуществления технологическую добавку смешивают с кожурой цитрусовых до гомогенизации. В другом варианте осуществления технологическую добавку добавляют после гомогенизации.
В одном аспекте настоящего изобретения технологическая добавка может использоваться для адаптации свойств полученного в конечном итоге цитрусового волокна.
К предпочтительным ферментам относятся, без ограничений, пектиназа, протеаза, целлюлаза, гемицеллюлаза и их смеси. Если используются ферменты, их необходимо использовать до какой-либо тепловой обработки, которая инактивирует их, а также предпочтительно до гомогенизации. Однако инактивация путем термообработки желательна после того, как был достигнут желательный эффект.
К предпочтительным кислотам относятся, без ограничений, лимонная кислота, азотная кислота, щавелевая кислота, этилендиаминтетрауксусная кислота и их комбинации. Однако лимонная кислота является наиболее предпочтительной, так как она относится к пищевым кислотам.
Предпочтительным основанием является каустическая сода. Каустическая сода улучшает характеристики набухания и текстурирующие свойства цитрусового волокна. Каустическую соду предпочтительно добавляют после гомогенизации.
Предпочтительной солью является хлорид натрия.
К предпочтительным гидроколлоидам относятся, без ограничений, пектин, альгинат, камедь рожкового дерева, ксантановая камедь, гуаровая камедь, карбоксиметилцеллюлоза и их комбинации.
Отбеливающее средство может дополнительно улучшать цветовые свойства (т.е. сделать цитрусовое волокно белее). Предпочтительным отбеливающим средством является перекись водорода.
Цитрусовое волокно, полученное способом в соответствии с настоящим изобретением, имеет улучшенные свойства по сравнению с другими цитрусовыми волокнами предшествующего уровня техники. Цитрусовое волокно имеет хорошие характеристики набухания, способность к гидратации и загущающие свойства. Оно способно обеспечивать вязкость с относительно низким сдвиговым усилием в водной среде.
Цитрусовое волокно настоящего изобретения имеет концентрацию плотной упаковки c* менее 3,8% вес. безводной основы. Предпочтительно концентрация плотной упаковки c* составляет менее 3,6, еще более предпочтительно менее 3,4% вес., а наиболее предпочтительно менее 3,2% вес. безводной основы. Определение концентрации плотной упаковки c* описано в настоящем документе ниже в разделе способа тестирования.
Цитрусовое волокно предпочтительно имеет содержание влаги от приблизительно 5% до приблизительно 15%, более предпочтительно от приблизительно 6% до приблизительно 14%. Предпочтительно по меньшей мере приблизительно 90% объема частиц имеет диаметр менее приблизительно 1000 микрометров, предпочтительно от приблизительно 50 микрометров до приблизительно 1000 микрометров, более предпочтительно от приблизительно 50 микрометров до приблизительно 500 микрометров, еще более предпочтительно от приблизительно 50 микрометров до приблизительно 250 микрометров.
Цитрусовое волокно в соответствии с настоящим изобретением дополнительно имеет хорошие эмульгирующие свойства.
В предпочтительном варианте осуществления цитрусовое волокно настоящего изобретения также имеет отличные свойства белизны. Цитрусовое волокно может иметь значение CIELAB L* по меньшей мере приблизительно 85, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 90, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 92, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 93. Предпочтительно цитрусовое волокно имеет значение CIELAB b* менее приблизительно 20, еще более предпочтительно менее приблизительно 15. Способ определения значений CIELAB L* и b* описан в настоящем документе ниже в разделе способа тестирования.
Цитрусовое волокно в соответствии с настоящим изобретением можно смешивать с другими волокнами, такими как волокна растительного происхождения (например, из овощей, злаков/зерен), с другими цитрусовыми волокнами, такими как цитрусовое волокно, полученное из цитрусовой пульпы, и с их комбинациями. Смесь может находиться в сухой или жидкой форме.
В другом аспекте цитрусовое волокно настоящего изобретения и описанные выше в настоящем документе смеси могут использоваться в пищевых сферах применения, кормовых сферах применения, напитках, продуктах для личной гигиены, фармацевтических продуктах или моющих средствах. Количество используемого цитрусового волокна (или смеси) зависит от конкретной сферы применения и желательного преимущества, которое необходимо получить, и определяется знаниями специалиста в данной области.
К пищевым сферам применения могут относиться, без ограничений, молочные продукты, замороженные продукты, хлебобулочные изделия, жиры и масла, фруктовые продукты, кондитерские изделия, мясные продукты, супы, соусы и продукты для декорирования. К молочным продуктам относятся, без ограничений, йогурт, мягкий сыр, творог, плавленый сыр, молочные десерты, муссы. К замороженным продуктам относятся, без ограничений, мороженое, сорбет, фруктовый лед. К хлебобулочным изделиям относятся, без ограничений, торты, сладости, пирожные, кондитерские изделия, экструдированные закуски, жареные закуски. К жирам и маслам относятся, без ограничений, маргарины, низкожирные спреды, кулинарные жиры. К фруктовым продуктам относятся, без ограничений, изделия из фруктов, фруктово-йогуртовые изделия, консервы, джемы, желе. К соусам и продуктам для декорирования относятся, без ограничений, водно-масляные эмульсии, содержащие яичный желток или производные яичного желтка, такие как майонез, и кетчуп. К кондитерским изделиям относятся, без ограничений, конфеты, шоколадные спреды, спреды на основе орехов. К мясным продуктам относятся, без ограничений, охлажденное или замороженное переработанное мясо и птица, мясоконсервные продукты, свежая колбаса, твердая колбаса и салями.
К напиткам могут относиться концентраты, гели, энергетические напитки, газированные напитки, негазированные напитки, сиропы. К напиткам может относиться любой медицинский сироп или любой раствор для питья, включая чай со льдом, фруктовые соки, соки на основе овощей, лимонады, стимулирующие сердечные средства, напитки на основе орехов, напитки на основе какао, молочные продукты, такие как молоко, сыворотка, йогурты, пахта и напитки на их основе. Концентратом напитка называется концентрат, находящийся в жидкой форме.
К продуктам для личной гигиены могут относиться косметические композиции, продукты для ухода за волосами, такие как шампуни, кондиционеры, кремы, гели для укладки, композиции для индивидуальных водных процедур, солнцезащитные кремы и т.п.
К моющим средствам могут относиться средства для очистки твердых поверхностей, средства для чистки и кондиционирования тканей и т.п.
1. Приготовление стандартизированной воды
Растворить 10,0 г NaCl (например, Merck 1.06404.1000, CAS [7647-14-5]) и 1,55 г CaCl2·2H2O (например, Merck 1.02382.1000, CAS [10035-04-8]) в воде с низкой электропроводностью (например, milli-Q Ultrapure Millipore 18,2 MΩсм) и довести до 1 литра с получением маточного раствора стандартизированной воды. Отобрать аликвоту 100 мл маточного раствора стандартизированной воды и довести до 1 литра водой с низкой электропроводностью.
2. Измерение концентрации плотной упаковки c*
Образцы цитрусового волокна (n≥10) смачивают этиленгликолем, диспергируют в стандартизированной водопроводной воде и подвергают колебательному тесту MCR301 с контролируемой сдвиговой нагрузкой (CSS). Дисперсии цитрусового волокна измеряют с шагом 0,25% вес./вес. в диапазоне 1,75-5,00% вес./вес. Строят график зависимости комплексных модулей G* в линейном диапазоне вязкоупругих свойств (LVR) от концентрации. Концентрацию плотной упаковки c* определяют способом пересечения двух касательных по линейной шкале.
— Реометр Anton Paar MCR301 с коаксиальной конфигурацией цилиндра (TEZ150P-CF Peltier при 20°C) с лепестковым зондом ST24-2D/2V/2V-3D, желобчатой измерительной чашей CC27/T200/SS/P и циркуляционной охлаждающей водяной баней, установленной на 15°C. Оборудование должно быть чистым и сухим, а блоки MCR301 должны быть включены за 30 минут до использования. Необходимо провести проверки в соответствии с руководством по эксплуатации от производителя (см. руководство по эксплуатации). Циркуляционная баня и насос должны работать постоянно во избежание перегорания элемента Пельтье. По информации производителя водяную баню необходимо заполнить деминерализованной водой, содержащей максимум 30% антифриза (например, этиленгликоля).
— Мешалка RWD 20 Digital IKA и опущенная лопатка (4-лопастная крыльчатка 07 410 00).
— Стеклянный лабораторный стакан Duran объемом 600 мл (10 см).
— Лабораторные весы, имеющие точность 0,01 г.
— Столовая ложка из твердого пластика.
Запустить циркуляционную баню (заполненную деминерализованной водой + 30% этиленгликоль (например, Merck 1.00949.1000, CAS [107-21-1])), а затем реометр по процедуре, описанной в руководстве по эксплуатации. Выбрать рабочую книгу и выполнить процедуру инициализации в соответствии с руководством по эксплуатации.
Стандартная процедура поверки калибровки для MCR301 полностью описана в руководстве по эксплуатации, и ее следует выполнять в соответствии с руководством по эксплуатации. Приборы MCR301 должны быть готовы (инициализация и проверка всех параметров) до тестирования дисперсий цитрусового волокна. В измерительной системе ST24 значение CSR должно быть установлено в 1, а значение CSS (Па/мНм) должно быть зафиксировано по сертифицированному калибровочному ньютоновскому маслу (например, Cannon N100 производства Cannon Instrument Company, Стейт-Колледж, Пенсильвания, 16803, США).
— Поместить стеклянный лабораторный стакан объемом 600 мл на лабораторные весы и обнулить весы.
— Взвесить в лабораторном стакане необходимое количество граммов (x) цитрусового волокна с точностью до ближайших 0,01 г с учетом содержания влаги (m) в образце цитрусового волокна: x=3c/[(100-m)/100] для любой заданной концентрации c в % вес./вес. (образцы начинаются с концентрации 1,75% вес./вес. и до 5,00% вес./вес. с шагом 0,25% вес./вес.). Содержание влаги m следует определить с использованием инфракрасных весов для определения влаги (Sartorius MA 30) по потере веса при 105°C с автоматическим контролем времени, как правило, с полным покрытием дна алюминиевой чаши 3-4 граммами цитрусового волокна. Содержание влаги (m) в цитрусовом волокне выражают в весовых процентах (% вес.).
— Взвесить во втором лабораторном стакане объемом 600 мл необходимое количество граммов (w) стандартизированной водопроводной воды с точностью до ближайших 0,1 г с учетом влажности образца цитрусового волокна: w=270,0-x.
— Установить лабораторный стакан с CPF на лабораторные весы, обнулить весы, добавить 30,0 г (с точностью до ближайших 0,1 г) этиленгликоля, снять лабораторный стакан с весов и перемешать содержимое пластиковой ложкой, посредством чего смачивая весь порошок (данную операцию выполняют в течение 60 секунд).
— Вылить сразу всю стандартизированную водопроводную воду на смоченное цитрусовое волокно и перемешать содержимое пластиковой ложкой повторными вращениями по часовой стрелке и против часовой стрелки (данную операцию выполняют в течение 60 секунд).
— Поместить стеклянный лабораторный стакан с его содержимым (цитрусовое волокно, этиленгликоль, стандартизированная водопроводная вода) под мешалку RWD 20 Digital IKA и опустить лопатку (4-лопастная крыльчатка 07 410 00) в пасту, не доходя 2 см до дна стеклянного лабораторного стакана.
— Установить скорость вращения лопатки (об/мин) на 900 об/мин и перемешивать 10 минут при 900 об/мин.
— Накрыть лабораторный стакан алюминиевой фольгой и отстаивать 24 часа до измерения.
— Налить необходимое количество дисперсии CPF в цилиндрическую чашу реометра и незамедлительно вставить лепестковый зонд ST24 (зонд для крахмальных клеток) в цилиндр, содержащий дисперсию CPF.
— С помощью MCR301 в соответствии с руководством по эксплуатации выполнить колебательный тест CSS, состоящий из 2 сегментов.
Сегмент 1: без записи, 10 минут при 20°C (достижение равновесия).
Сегмент 2: запись, 1971 секунда при 20°C, логарифм по 50 измерительным точкам с временем интегрирования 100-10 секунд, логарифм крутящего момента от 1 до 10000 мкНм, частота 1 Гц.
При низкой нагрузке, где G* (в зависимости от нагрузки) демонстрирует постоянные значения на «плато», усреднить результаты G* по линейному вязкоупругому диапазону. Конец линейного вязкоупругого диапазона в экспериментах CSS можно определить с помощью программного обеспечения LVE Range.
Построить график зависимости LVR G* от концентрации. Первая касательная при низкой концентрации (ниже c*) имеет намного меньший наклон, чем вторая касательная при высокой концентрации (выше c*). При использовании линейной аппроксимации (например, с помощью Microsoft® Excel®) точка пересечения обеих касательных даст концентрацию плотной упаковки c*.
3. Измерение вязкости
Добавить цитрусовое волокно в стандартизированную воду в лабораторном стакане с лопастным смесителем с получением дисперсии цитрусового волокна 3% вес. общим объемом 300 мл. До добавления цитрусового волокна создать вихрь с помощью механической мешалки верхнего расположения IKA RW20, оснащенной 4-лопастной пропеллерной мешалкой, отрегулировав скорость вращения лопатки на 900 об/мин. Затем быстро добавить цитрусовое волокно (до увеличения вязкости) по стенкам вихря при перемешивании (лопастная механическая мешалка верхнего расположения IKA RW20, оснащенная 4-лопастной пропеллерной мешалкой, скорость которой отрегулирована на 900 об/мин). Продолжать перемешивать в течение 15 минут при 900 об/мин. Хранить образец в течение 12 часов при 20°C.
4. Измерение цвета (значения CIELAB L*, b*)
CIE L*a*b* (CIELAB) представляет собой наиболее полное пространство цветов, определенное Международной комиссией по освещению (Commission Internationale d’Eclairage). В нем описаны все цвета, видимые человеческим глазом. Пространство создано в качестве независимой от устройства модели для использования в качестве справки. Значения L* и b* для цитрусового волокна получают, помещая цитрусовое волокно (в форме порошка) в стеклянную ячейку колориметра (ячейку заполняют приблизительно до половины) и анализируя образец в соответствии с инструкцией по эксплуатации колориметра. Использовали колориметр Minolta CR400.
| Образец | c* (% вес. безводной основы) |
| Цитрусовое волокно в соответствии с настоящим изобретением | 3,5 |
| Цитрусовое волокно Herbacel AQ-Plus Citrus Fibre N | 3,94 |
| Citri-Fi 100 | 4,04 |
Citri-Fi 100: апельсиновое волокно, полученное из апельсиновой пульпы (Fiberstar Inc.)
Цитрусовое волокно Herbacel AQ-Plus N: лимонные волокна, полученные из кожуры лимона (Herbstreith & Fox Inc).
1. Способ получения цитрусового волокна из кожуры цитрусовых, имеющего значение концентрации плотной упаковки с* менее 3,8% вес. безводной основы, включающий:
a) подвергание кожуры цитрусовых гомогенизации под давлением с получением гомогенизированной кожуры цитрусовых;
b) промывание гомогенизированной кожуры цитрусовых органическим растворителем с получением промытой органическим растворителем кожуры цитрусовых;
c) удаление растворителя и сушку промытой органическим растворителем кожуры цитрусовых; и
d) извлечение из нее цитрусового волокна.
2. Способ по п. 1, в котором кожура цитрусовых представляет собой отработанную кожуру цитрусовых.
3. Способ по п. 2, в котором указанную гомогенизацию под давлением проводят с использованием давления от 5 МПа до 100 МПа (от 50 бар до 1000 бар).
4. Способ по п. 3, в котором указанная гомогенизация под давлением представляет собой однопроходную гомогенизацию под давлением с использованием давления от 30 МПа до 100 МПа (от 300 бар до 1000 бар).
5. Способ по п. 3, в котором указанная гомогенизация под давлением представляет собой многопроходную гомогенизацию под давлением, содержащую, по меньшей мере, 2 прохода, с использованием давления от 10 МПа до 60 МПа (от 100 бар до 600 бар).
6. Способ по п. 1, в котором перед гомогенизацией кожуру цитрусовых подвергают термообработке при температуре от 50°С до 140°С в течение периода от 1 секунды до 3 минут.
7. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию измельчения или пульверизации до удаления растворителя и сушки.
8. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию измельчения или пульверизации после сушки.
9. Способ по любому из пп. 1-8, дополнительно включающий обработку указанной кожуры цитрусовых технологической добавкой, выбранной из группы, состоящей из ферментов, кислот, оснований, гидроколлоидов, растительного волокна, отбеливающих средств и их комбинаций.
10. Способ по любому из пп. 1-8, дополнительно включающий добавление технологической добавки, выбранной из группы, состоящей из ферментов, кислот, оснований, гидроколлоидов, растительного волокна, отбеливающих средств и их комбинаций.
11. Цитрусовое волокно, имеющее значение концентрации плотной упаковки с* менее 3,8% вес. безводной основы.
12. Цитрусовое волокно по п. 11, в котором указанное цитрусовое волокно имеет содержание влаги от 5% до 15%.
14. Цитрусовое волокно по любому из пп. 11-13, имеющее значение CIELAB L* по меньшей мере 90.
15. Цитрусовое волокно по п. 14, имеющее значение CIELAB b* менее 20.
16. Смесь цитрусового волокна по любому из пп. 11-15 и волокна, выбранного из волокна растительного происхождения, цитрусового волокна, полученного из цитрусовой пульпы, и их комбинаций.
17. Пищевой продукт, кормовой продукт, напиток, продукт для личной гигиены, фармацевтический продукт или моющее средство, содержащее цитрусовое волокно по любому из пп. 11-15 или смесь по п. 16.
18. Применение цитрусового волокна по любому из пп. 11-15 или смеси по п. 16 в качестве текстуризатора или загустителя в пищевом продукте, кормовом продукте, напитке, продукте для личной гигиены, фармацевтическом продукте или моющем средстве.