(21) Numer zgłoszenia: (54) Sposób wytwarzania preparatu barwników czerwonych buraka ćwikłowego

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl6: C12P 1/00 C12N 1/16 C09B 61/00 (54) Sposób wytwarzania preparatu barwników czerwonych buraka ćwikłowego (73) Uprawniony z patentu: Akademia Rolnicza, Poznań, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 12/93 (72) Twórcy wynalazku: (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 09/95 Janusz Czapski, Poznań, PL Eugenia Sobkowska, Poznań, PL Iwona Biskupska, Kościan, PL Janusz Nickowski, Kościan, PL Grzegorz Piotrowski, Grodzisk Wlkp., PL (74) Pełnomocnik: Domańska-Baer Alina, Akademia Rolnicza (57) 1. Sposób wytwarzania preparatu barwników czerwonych buraka ćwikłowego, w którym sok buraczany zakwasza się, pasteryzuje się a następnie poddaje się fermentacji drożdżami winiarskimi lub gorzelniczymi w warunkach beztlenowych, znamienny tym, że fermentację prowadzi się przy zakwaszeniu soku do ph 3-4,3. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sok zakwasza się przed jego fermentacją korzystnie przed pasteryzacją jednym z kwasów spożywczych. PL B1

2 Sposób wytwarzania preparatu barwników czerwonych buraka ćwikłowego Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania preparatu barwników czerwonych buraka ćwikłowego, w którym sok buraczany zakwasza się, pasteryzuje się a następnie poddaje się fermentacji drożdżami winiarskimi lub gorzelniczymi w warunkach beztlenowych, znamienny tym, że fermentację prowadzi się przy zakwaszeniu soku do ph 3-4,3. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sok zakwasza się przed jego fermentacją korzystnie przed pasteryzacją jednym z kwasów spożywczych. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sok zakwasza się korzystnie w drodze fermentacji mlekowej przed poddaniem go fermentacji etanolowej. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sok zakwasza się w czasie fermentacji etanolowej przez dodanie kwasu spożywczego. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sok zakwasza się w czasie fermentacji etanolowej prowadząc równocześnie dodatkową fermentację korzystnie octową. 6. Sposób wytwarzania preparatu barwników czerwonych buraka ćwikłowego, w którym sok buraczany zakwasza się, oddziela wytrącony osad, a następnie poddaje się pasteryzacji drożdżami winiarskimi i/lub gorzelniczymi w warunkach beztlenowych, znamienny tym, że przed procesem pasteryzacji i/lub w trakcie procesu fermentacji etanolowej sok zakwasza się do ph 3-4,3 poczem po zakończeniu fermentacji obniża się ponownie ph soku jednak nie mniej niż do 1,0. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania preparatu barwników czerwonych buraka ćwikłowego polegający na poddawaniu soku fermentacji przy użyciu drożdży. Z opisu polskiego patentu znany jest sposób wytwarzania preparatu barwników czerwonych buraka ćwikłowego, w którym sok buraczany najpierw pozbawia się związków wysokocząsteczkowych przez zakwaszenie go do ph 4,3-4,8 i oddzielenie wytrąconego osadu a następnie prowadzi się fermentację soku w warunkach beztlenowych drożdżami winiarskimi i/lub gorzelniczymi najkorzystniej w temperaturze C przez okres 4-6 dni. Zakwaszenie soku prowadzi się najlepiej bezpośrednio po jego wytłoczeniu a w każdym razie przed poddaniem go procesom pasteryzacji i fermentacji. Na skutek zakwaszenia soku znaczna część barwników żółtych ulega degradacji przy jednoczesnym zminimalizowaniu strat barwników czerwonych, co sprawia, że preparat charakteryzuje się korzystnym stosunkiem barwników czerwonych do żółtych, wynoszącym średnio 3,0. Jak wynika z dotychczasowych doświadczeń zmiany chemiczne zachodzące wskutek obniżenia ph soku powodują albo przechodzenie barwników czerwonych w żółte lub brązowe, albo przechodzenie barwników żółtych w związki bezbarwne lub brązowe, albo substancje bezbarwne wskutek realizacji nieenzymatycznego brązowienia przechodzą w barwniki brązowe. Zjawiska te nie są dotychczas dobrze poznane i tym samym wytłumaczone toteż poddając sok zakwaszeniu nie można z góry przewidzieć rezultatu. Nieoczekiwanie okazało się, że jeżeli ph soku obniży się do wartości 3-4,3 to w procesie fermentacji większość barwników żółtych przechodzi w związki bezbarwne zaś barwniki czerwone pozostają w niemal niezmienionej ilości co w konsekwencji pozwala uzyskać szczególnie korzystny, nieosiągalny dotychczas, stosunek barwników czerwonych do żółtych w końcowym preparacie.

3 Zgodnie z wynalazkiem zakwaszenie soku prowadzi się przed procesem fermentacji albo równocześnie z procesem fermentacji etanolowej. Sok zakwasza się jednym ze znanych sposobów, z tym, że jeżeli proces zakwaszania prowadzi się przez dodanie kwasu spożywczego np. cytrynowego to korzystniej jest wprowadzić go do surowca przed procesem pasteryzacji. Jeżeli natomiast zakwaszenie prowadzi się tuż przed procesem fermentacji etanolowej korzystnie jest wytworzyć kwas na drodze mikrobiologicznej, np. przez poddanie soku przed fermentacją etanolową fermentacji mlekowej. Równie korzystny wskaźnik barwy preparatu uzyskuje się, gdy podczas fermentacji etanolowej prowadzi się dodatkową fermentacje soku np. octową. Można oczywiście wprowadzać do fermentacji masy także zwykły kwas spożywczy ale uzyskuje się wtedy nieco gorszą jakość preparatu. W odmianie wynalazku fermentacje prowadzi się na soku zakwaszonym do ph 3-4,3, poczem, po zakończeniu procesu fermentacji etanolowej obniża się ponownie ph soku jednak nie niżej niż do ph 1,0 przez dodanie kwasu spożywczego. W wyniku każdej z opisanych wyżej operacji roboczych uzyskano preparat charakteryzujący się nieosiągalnym dotąd wskaźnikiem barwy wynoszącym powyżej 3. Okazało się ponadto, że zawarte w preparacie barwniki czerwone charakteryzują się znacznie zwiększoną trwałością co znacznie poszerza możliwości wykorzystania preparatu w procesie barwienia produktów spożywczych, zwłaszcza poddawanych obróbce termicznej. Przy tych zaletach wynalazku istotnym jest, że proces fermentacji etanolowej przebiega przy tym obniżonym ph z zadawalającą wydajnością. Wynalazek jest opisany szczegółowo na przykładach realizacji, które nie ograniczają zakresu jego zastosowań. Przykład kg buraków ćwikłowych rozdrobniono na młynku i wytłoczono sok na hydraulicznej prasie warstwowej. Otrzymano 62 kg soku który w 100 cm zawierał 17,2 g ekstraktu,1 26 mg barwników czerwonych i 95 mg barwników żółtych. Odpowiada to zawartości barwników czerwonych w suchej masie 0,73%. Część soku buraka ćwikłowego zakwaszono przez dodanie kwasu cytrynowego do ph 3,5 (sok A) a część do ph 4,5 (sok B), poddano pasteryzacji w temperaturze 90 C przez 90 sek, a następnie schłodzono do temperatury 20 C. Do soku dodano matkę drożdżową rasy Sołacz w ilości 3 % i pozostawiono do fermentacji na okres 4 dni. W czasie procesu technologicznego zachodziły następujące zmiany ph i zawartości barwników: sok A Próba soku ph Barwniki surowy po zakwaszeniu i pasteryzacji po 4 dniach fermentacji sok B Próba soku ph Barwniki surowy po zakwaszeniu i pasteryzacji po 4 dniach fermentacji

4 Po fermentacji zawartość ekstraktu w 100 cm3 soku A wynosiła 4,7 g a soku B 4.8 g. Odfermentowane soki ściągnięto znad osadu, spasteryzowane w temperaturze 90 C i po schłodzeniu do 20 C odwirowano. Otrzymano po około 25 1 soku A i soku B. Soki zagęszczono na wyparce cienkowarstwowej w temperaturze 55 C. Uzyskano koncentraty zawierające 50% suchej masy o następujących zawartościach barwników: Koncentrat soku A: barwniki czerwone 1,23%, barwniki żółte 0,36%, stosunek zawartości barwników czerwonych do żółtych 3,42, Koncentrat soku B: barwniki czerwone 1,19%, barwniki żółte 0,51%, stosunek zawartości barwników czerwonych do żółtych 2,33. Po rozcieńczeniu wodą w stosunku 1:10 roztwór koncentratu soku A posiadał smak kwaśny z lekko wyczuwalnym smakiem i zapachem buraczanym i fermentacyjnym. W przykładzie realizacji przy zakwaszeniu soku przed fermentacją do ph 3,5 uzyskano preparat o stosunku zawartości barwników czerwonych do żółtych 1,5 razy większym niż przy zakwaszeniu soku do ph 4,5. Przykład II. 100 kg buraków ćwikłowych rozdrobniono i wytłoczono sok na hydraulicznej prasie warstwowej. Otrzymano 60 kg soku, który w 100 cm3 zawierał 15,9 g ekstraktu, 83 mg barwników czerwonych i 71 mg barwników żółtych. Odpowiada to zawartości barwników czerwonych w suchej masie 0,77%. Sok buraka ćwikłowego poddano pasteryzacji w temperaturze 90 C przez 90 sek, a następnie schłodzono do temperatury 30 C. Do soku dodano szczepionkę kultury bakterii kwasu mlekowego i poddano procesowi fermentacji. Po 2 dniach fermentacji, gdy ph soku osiągnęło wartość 4,0 sok poddano pasteryzacji w temperaturze 90 C przez 30 sek., schłodzono do temperatury 20 C, a następnie dodano matkę drożdżową rasy Sołacz w ilości 3% i poddano procesowi fermentacji etanolowej. Po 3 dniach fermentacji odfermentowany sok ściągnięto znad osadu, spasteryzowane w temperaturze 90 C i po schłodzeniu do 20 C odwirowano. Otrzymano około 581 soku. Odfermentowany sok w 100 cm3 zawierał 3.8 g ekstraktu, 74 mg barwników czerwonych oraz 18 mg barwników żółtych. Sok zagęszczono na wyparce cienkowarstwowej w temperaturze 55 C. Uzyskano koncentrat zawierający 45% suchej masy o następujących zawartościach barwników: barwniki czerwone 0,87%, barwniki żółte 0,21%. Po rozcieńczeniu wodą w stosunku 1:10 roztwór koncentratu soku posiadał kwaśny smak z lekko wyczuwalnym smakiem i zapachem buraczanym i fermentacyjnym. W przykładzie realizacji przy zakwaszeniu soku poprzez fermentację mlekową prowadzoną przed fermentacją etanolową uzyskano preparat barwników o stosunku zawartości barwników czerwonych do żółtych 3,5 razy większym niż w soku wyjściowym. Przykład III. 100 kg buraków ćwikłowych rozdrobniono na młynku i wytłoczono sok na hydraulicznej prasie warstwowej. Otrzymano 62 kg soku, który a 100 cm zawierał 15,5 g ekstraktu, 120 mg barwników czerwonych i 71 mg barwników żółtych. Odpowiada to zawartości barwników czerwonych w suchej masie 0,77%. Sok buraka ćwikłowego zakwaszono do ph 3,5 przez dodanie kwasu cytrynowego w ilości 7,1 g/dm3, poddano pasteryzacji w temperaturze 90 C przez 90 sek, a następnie schłodzono do temperatury 20 C. Schłodzony sok podzielono na 2 części, a następnie dodano matkę drożdżową rasy Sołacz w ilości 3% i poddano procesowi fermentacji w 2 oddzielnych zbiornikach (A) i (B) przy czym zawartość zbiornika (B) poddawano codziennemu napowietrzaniu przez okres 10 min. W czasie procesu technologicznego zachodziły następujące zmiany ph i zawartości barwników:

5 sok A Próba soku PH Barwniki surowy po zakwaszeniu i pasteryzacji po 4 dniach fermentacji po 7 dniach fermentacji sok B Próba soku ph Barwniki po 4 dniach fermentacji po 7 dniach fermentacji Po fermentacji zawartość ekstraktu w 100 cm3 soku A wynosiła 4,0 g a soku B 3,9 g. Odfermentowane soki ściągnięto znad osadu, spasteryzowane w temperaturze 90 C i po schłodzeniu do 20 C odwirowano. Otrzymano po około 2 5 l soku A i soku B. Soki zagęszczono na wyparce cienkowarstwowej w temperaturze 55 C. Uzyskano koncentraty zawie rające 50% suchej masy o następujących zawartościach barwników: koncentrat soku A: barwniki czerwone 1,20%, barwniki żółte 0,35%, stosunek zawartości barwników czerwonych do żółtych 3,42. koncentrat soku B: barwniki czerwone 1,28%, barwniki żółte 0,31%, stosunek zawartości barwników czerwonych do żółtych 4,12. Po rozcieńczeniu wodą w stosunku 1:10 roztwór koncentratu soku A posiadał smak kwaśny z lekko wyczuwalnym smakiem i zapachem buraczanym i fermentacyjnym. W przykładzie realizacji przy zakwaszeniu soku poprzez fermentację octową prowadzoną w czasie fermentacji etanolowej uzyskano preparat barwników o stosunku zawartości barwników czerwonych do żółtych 2 razy większym niż w soku wyjściowym. Przykład IV. 100 kg buraków ćwikłowych rozdrobniono na młynku i wytłoczono sok na hydraulicznej prasie warstwowej. Otrzymano 60 kg soku, który a 100cm3zawierał 16,7 g ekstraktu, 103 mg barwników czerwonych i 73 mg barwników żółtych. Odpowiada to zawartości barwników czerwonych w suchej masie 0,62%. Sok buraka ćwikłowego zakwaszono do ph 4,0 przez dodanie kwasu cytrynowego w ilości 3,2 g/dm3, poddano pasteryzacji w temperaturze 90 C przez 90 sek, a następnie schłodzono do temperatury 20 C. Do soku dodano matkę drożdżową rasy Sołacz w ilości 4% i pozostawiono do fermentacji na okres 4 dni. Po fermentacji w 100 cm3 soku zawarte było 4,3 g ekstraktu, 98 mg barwników czerwonych oraz 42 mg barwników żółtych. Po ściągnięciu znad osadu uzyskano 56l1 soku, który podzielono na 4 równe części po 161. Do poszczególnych soków dodawano stężony kwas solny w następujących ilościach 19,5, 10,3, 4,2 cm /dm3 do uzyskania wartości ph odpowiednio: 1,0, 2,0 i 3,0, a następnie soki pozostawiono na 3 dni w temperaturze około 22 C. Po ściągnięciu znad osadu soki spasteryzowane w temperaturze 90 C i po schłodzeniu do 20 C odwirowano, a następnie zagęszczono ma wyparce cienkowarstwowej w tempera-

6 turze 55 C. Uzyskano koncentraty zawierające 50% suchej masy o następujących zawartościach barwników: ph soku zawartość barwników w % czerwone żółte Po rozcieńczeniu wodą w stosunku 1:10 roztwór koncentratów posiadał smak kwaśny z lekko wyczuwalnym smakiem i zapachem buraczanym i fermentacyjnym. W przykładzie realizacji przy zakwaszeniu soku po fermentacji do ph poniżej 4,0 uzyskano preparaty o stosunku zawartości barwników czerwonych do żółtych większym niż przy zakwaszeniu soku do ph 4,0. Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł