Способ биологического консервирования картофельных отходов

(1 М ОИ 3/0,4 0 А цу С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В 35ственное объед тания из карто,Н,Оводовская тельство СССРК 3/04, 1983В.35,.У 12,едующим об разом.Отходы, образу ческих операциях Феля, после предв огиые на ртоготов еработктельной(54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОГО КОНСЕРВИРОВАНИЯ КАРТОФЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ(57) Изобретение относится к картофелеперерабатывающей отрасли пищевойпромышленности и касается консервирования с помощью микроорганизмов некондиционного картофеля и картофельных отходов, Цель - интенсификация Изобретение относится к картофеле- перерабатывающей отрасли пищевой промышленности и касается консервирования с помощью микроорганизмов некондиционного картофеля и картофельных отходов.Целью изббретения является интенсификация процесса и улучшение. качества целевого продукта за счет снижения титра дрожжей, гнилостных и маслянокислых бактерий.Способ осуществляют сл процесса и улучшение качества целевого продукта. эа счет снижения титра дрожжей, гнилостных и маслянокислых бактерий. Сгособ заключается в следующем. Картофельные отходы, соде жащие 7-202 сухих веществ, засевают молочнокислыми бактериями 1.асйоЬас 11 1 цз р 1 апСагцш. Процесс молочнокислого брожения осуществляют в две ста; пии. На первой стадии процесс ведут в непрерывном режиме при скорости разбавления 0,1 - 0,2 чи температура 30 - 35 С до рН 4,6 4,8. На второй стадии процесс ведут в стационарном режиме в течение 48-72 ч при 26-30 С до рН 4,0- 4,3. Полученный продукт содержит до 1,27 молочной кислоты, до 0,3 уксус. ной кислоты и до 0,77 протеина. Полученный продукт стабилен в течение 12 мес. 1 з.п. ф-лы. 3 табл. ки (измельчения и/или варки и/или смешивания) доводят до содержания сухих веществ, равного 7-203, регулируя соотношение жидких и твердых отходов, после чего устанавливают температуру массы 30-35 С. Укаэанную массу подают в ферментер, куда одновременно вводят активную культуру молочнокислых бактерий 1.аасйоЬас 111 цз . р 1 апсагцв при соотношении сбраживаемой массы и указанной культуры(5 10 й(0,8-1,0) при содержании 10 - 10 клеток на 1 т сбраживаемой массы.Предлагаемый способ можно осуществить при использовании рязлых штаммов вида 1 р 1 апагощ с полчченнем пости 15942гаемого эффекта, например, штаммов1,. р 1 апсагцв 30, 1 р 1 апагив 34,1 р 1 апйагцв 11/6 (ВКМ Р 578),Молочяокислое брожение осуществляют в две стадии, На первой стадии5процесс ведут в непрерывном режиме1при скорости разбавления О, 1-0,2 чтемпературе 30-35 С до рН Ь,б,8,ри этом активную чистую культуруМолочнокислцх бактерий подают на ино 1 суляцию предварительно подготовленяьпс картофельяых отходов лишь в начальном цикле первой стадии сбраживаяия (в течение первых 8-10 ч).На последующих циклах .первой стадии сбраживания в качестве культурымолочнокислых бактерий используют мас. су, сброжеяную на первой стадии, содержащую молочнокислые бактерии в Фазе активного роста, которую вводят втом же соотношении для инокуляциипредварительно подготовленных картоФельных отходов, поступающих на сбраживание. Рециркуляцию указанной массы,5подаваемой на инокуляцио в качествекультуры молочяокисльх бактерий, осуществляют на протяжении всех цтпсловпервой стадии. сбраживания (за исключением начального) на протяжении30 сут, после чего инокулят обновляют,вновь подавая чистую культуру в сбраживаемую массу.Остальную часть сброженной на первой стадии массы (90-823) дображивают35без добавления инокулята в стационарном режиме в течение 48-72 ч нри 2630 оС до рН 4,0-4,3.Сброженная масса представляет собой сбалансированный питательный илегкоусвояемый кормовой продукт длясельскохозяйственяых животных, преяауществеяное содержание молочнокисхщхбактерий в микрофлоре этого продуктаспособствует подавлению вредной ипатогенной микрофлоры кишечника животныхИспользование картофельных отходов с содержанием сухих веществ менее 7 Х нецелесообразно так как обедненяость такого субстрата углеводами,белком и другими питательными веществами приводит к снижению активностикультуры и замедлению процесса молочнвкислого брожения. Подача яа инокуляцию и сбраживание картофельных отходов с содержанием сухих веществ более 203 не позволяет утилизироватьвсе жидкие отходы образуемые в про 12 4цессе промышленной переработки картоФеля, что приводит к их частичномусбросу в канализацию и загрязнениюокружающей среды.Осуществление непрерывного инокулирования предварительно подготовленныхкартофельных отходов культурой молоч- .нокислых бакткрий, вносимой в предложенном соотношении путем рециркуляции в сочетании с двухстадийным сбра"живанием массы при предлагаемых режимах и параметрах, позволяет создать оптимальные условия развития молочнокислых бактерий яа указанных отходах и тем самым интенсифицироватьпроцесс сбраживания, сократив егопродолжительность в 7-8 раз по сравнению с известным способом при улучшении консервирлощих свойств получаемого корма (рН 4,0-4,3 против 4,354,4 по известному способу),Внесение в картофельные отходыпредлагаемых количеств инокулята даетвозможность снизить рН подаваемой наброжение массы и способствует болееактивному росту бактерий на первойстадии сбраживания.Данные по влиянию количества инокулята ка интенсивность молочнокислого брожения представлены в табл. 1.Как видно иэ табл. 1 предлагаемоесоотношение картофельных отходов иинокулята является оптимальным, таккак обеспечивает активное возрастаниетитра молочнокислых бактерий, а следовательно, интенсивное брожение, врезультате которого активно снижаетсярН и накапливается молочная кислота.Внесение инокулята в количествеменее 0,8 ч на 10 ч картофельных отходов приводит к незначительному снижению рН отходов перед сбраживаниеми, как следствие, к снижению интенсивности брожения, а его внесение вколичестве более 1 ч,на 10 ч, указанных откодов экономически нецелесообразно. так как влечет необходимость соответственного увеличенияколичества сбро;кенной массы, возвращаемой на рециркуляцию, что приводит к увеличению себестоимости конечного продукта,Проведение молочнокислого сбраживания в две стадии при предлагаемыхрежимах и параметрах процесса накаждой из яих дает возможность осуществить непрерывный процесс, позволяющий утилизировать промышленныеподавать на рециркуляцию в качествеинокулята сброженную массу, содержащую молочнокислые бактерии в актив-.ной Фазе, а также обеспечить ускоренное дображивание полученной массы навторой стадии без добавления культуры. Снижение рН массы на первой стадии ниже 4,6 нецелесообразно, так как 10приводит к удлинению продолжительностисбраживання на этой стадии и к избыточному накоплению молочной кислоты,снижающему активность роста молочнокислых бактергй. Сбраживание массы на 15первой стадии до рН выше 4,8 такженежелательно, так как приводит к удлинению продолжительности дображивания массы на второй стадии и можетп.ивести к нарушению направленностимолочнокислого брожения вследствиеразвития посторонней микрофлоры.Величины рН 4,0-4,3, достигаемыепри дображиванин массы на второй стадии, обеспечивают требуемые консервирующие свойства готового кормовогопродукта, что позволяет осуществитьдлительное хранение последнего напротяжении года, Осуществление дображнванпя массы на второй стадии до рН 30ниже 4,0 нецелесообразно, так каквлечет за собой ухудшение вкусовыхкачеств готового продукта и удлинение процесса, а проведение дображи-,вания массы до рН выше 4,3 приводит кухудшению консервирующих свойств и 35 уменьшению продолжительности хранения.Предлагаемые диапазоны продолжительности сбраживания на первой стадии и дображивания на второй являются оптимальными, Уменьшение продолжи тельности сбраживания картофельныхотходов на первой стадии ниже пределаприводит к недостаточному накоплениюв массе клеток молочнокислых бактерий,которые по своим Физиологическим осо бенностям не могут достигнуть фазыэкспоненциального роста, вследствие чего продолжительность дображиваниятакой массы увеличивается на 5-7 сут. При этом в данной массе нечетко выражен направленный процесс молочнокислого брожения, так как недостаточное накопление молочной кислоты создает предпосылки для развития другой микрофлоры, ухудшаюшей качество готового кормового продукта.Увеличение продолжительности сбражпвания картоФельных отходов на первой стадии выше предлагаемого предела также нецелесосбраэно, так как более1 5 1 59421 ъ 6картофельные отходы, образуемые вусловиях поточной переработки картофеля, и вместе с тем интенсифицироватьпроцесс сбраживания на первой стадииза счет непрерывного удаления вместесо сбраживаемой массой избытка молочной кислоты, препятствующего активному размножению молочнокислыхмикроорганизмов.Осуществляемая рециркуляция частисброженной на первой стадии массы,используемой в качестве посевной культуры молочнокислых бактерий, обеспечивает постоянную инокуляцию поступа.ющих на сбраживание картофельных отходов указанными бактериями в стадииэкспоненциального роста, что обуславливает активное брожение и дает возможность значительно экономить расходпосевной культуры, .исключая необходимость наличия постоянно действующейстанции ее приготовления,Благодаря интенсификации процессаброжения на первой стадии на вторуюстадию для дображивания поступаетмасса, содержащая молочнокислые бактерии в стадии активного роста, чтообуславливает ускорение процесса наэтой стадии без добавления культуры,Инокулирование подаваемых на сбраживание картофельных отходов при 30 о35 С с последующим проведением молочнокислого брожения на первой стадиипри этой температуре и проведениедображивания на второй стадии прио26-30 С создает оптимальные условиядля ведения направленного процессамолочнокислого брожения. Инокулирование картофельных отходов, а такжесбраживание массы на первой стадии иее дображивание на второй при температурах ниже предлагаемых величин нежелательно, так как снижает рост иактивность кульуры и увеличивает продолжительность брожения. Проведениеуказанных процессов при температурахвыше предлагаемых величин нецелесооб- .разно, так как приводит к угнетениюроста культуры и созданию условийдля развития посторонней микрофлоры 50(маслянокислые, уксуснокислые и другие микроорганизмы), для которойуказанные температуры будут оптимальными.Значения рН массы, достигаемые в 55конце первой стадии молочнокислогоброжения, позволяют получить сброженную массу с высоким титром молочнокислых бактерий. Это дает возможностьдлительный процесс брожения на указанной стадии приводит к ингибированию молочнокислых бактерий образуемой ими молочной кислотой и как след 95 ствие, к низкому титру этих бактерий в массе, направляемой как на рециркуляцию, так и на дображивание. Кроме того, увеличение продолжительности брожения на первой стадии приводит к необходимости примененияВ ферментеров большей вместимости, что затрудняет монтаж, усложняет условия эксплуатации и санитаРной обработки.Увеличение продолжительности дображивания массы на второй стадии свыше 72 ч приводит к снижению.рН ниже предлагаемых пределов и ухудшению вкусовых качеств получаемого готового продукта вследствие перекисания массы, а уменьшение продолжительности дображивания менее 48 ч влечет за собой снижение устойчивости к порче получаемого готового корма.Качесгвенные показатели готового 25 кормового продукта, полученного по предлагаемому и известному способам, приведены в табл. 2.Как видно из табл, 2, готовый кор, мовой продукт, полученный в соответ О ствии с предлагаемым способом, отличается меньшим содержанием уксусной кислоты при отсутствии масляной, что способствует улучшению его вкусовых качеств, имеет значительно лучшие микробиологические показатели по сравнению с продуктом, полученным по известному способу, что обуславпивает более высокое качество корма иего большую стабильность при длитепь" 40 ном хранении.Качественные показатели кормового продукта, полученного по предлагаемому и известному способам после 12 месхранения, приведены в табл, 3.45 Как видно из табл. 3, предлагаемый кормовой продукт, полученный по предлагаемому способу, по сравнению с продуктом, полученным по Известному способу, более стабилен при хранении, в нем в большей мере сохранен белковый компонент, содержание уксусной кислоты увеличено незначительно. Увеличение содержания молочнои кислоты в55 процессе хранения при огсутствии масляной обуславливает лучшие органо- лептические показатели готового про-дукта. П р и м е р 1, Сырые картофельныеотходы измельчают, проваривают в течение 25 мин, смешивают с отходами,образуемыми на стадиях термическойобработки картофеля, и доводят до содержания сухих веществ. 153, регулируя соотношение твердых и жидких отходов после чего устанавливают тем 1Опературу массы 32 С. Указанную массуподают в Ферментер, куда одновременно вводят посевную культуру штаммаЕассоЬас 111 цз р 1 апйагош Ф 578 присоотношении сбраживаемой массы иуказанной культурысоответственно10 фО, 9 или Окл./т.Молочнокислое брожение осуществляют в две стадии. На первой стадиипроцесс ведут при 32 С в течение 9 чдо РН 4,7, причем продолжительностьпроцесса регулируют скоростью разбавления, обусловленной скоростьюпротока массы через Ферментер, Указанную скорость протока выбирают в.зависимости от количества поступающих на сбраживанне отходов в час иколичества удаляемых сброженных отходов после первой стадии,В данном примере при скорости протока 1 т/ч и объеме ферментера 9 т,-скорость разбавления равна 0,1 ччто обеспечивает продолжительностьнахождения массы в ферментере в течение 9 ч при непрерывном процессе.Часть сброженной на первой стадиимассы (97) направляют иа рециркуляцию, используя ее в качестве культуры молочнокислых бактерий для инокуляции картофельных отхбдов, поступающих на сбраживание.Остальную часть указанной массы(913) направляют на дображивание втечение 60 ч при 28 ОС до РН 4,2.Конечный продукт содержит 1,232молочной кислоты, О, 77. протеина, количество гнилостных бактерий, дрожжейи плеснеьых грибов не превышает10 кл./т. Полученный продукт направзляют на хранение или сразу на скармливание сельсксхозяйственным животным.П р и м е р 2. Жидкие отходы, образуемые на различных технологических операциях (паровой очистки, бланширования, варки), смешивают и доводят до содержания сухих веществ 72при поддержании температуры массы35 С. Укаэанную смесь подают в Ферментер, куда одновременно вводят культу 159421ру 1,. р 1 апеагцш В 578 при соотношениисбраживаемой массы и укаэанной культуры соответственно 10;или 10 кл ./т,Иолочнокислое брожение осуществля 5ют в две стадии. На первой стадиипроцесс ведут в непрерывном режимепри 35 С в течение 12 ч до рН 4,б,Заданная продолжительность нахсв"Фдения массы в ферментере на первойстадии сбраживания обеспечивается засчет регулирования скорости протокаи подбора объема ферментера.Часть сброженной на первой стадиимассы (107) направляют на рециркуляцию, используя ее в качестве культуры молочнокислых бактерий для инокулирования картофельных отходов, пос"тупающих на сбраживание. Остальнуючасть указанной массы (90%) направляют на дображиваиие в стационарномрежиме без добавления культуры в течение 72 ч при 30 С до рН 4,3. Сброженную массу, представляющую собойготовый кормовой продукт (содержание 25молочной кислоты 1,2%), отправляютна хранение либо сразу используютв качестве корма для сельскохозяйственных животных.П р и м е р 3. Отходы, образуемые 30в процессе термической обработки картофеля, смешивают с измельченнымисырыми отходами, количество которыхне превышает 107, и доводят содержание сухих веществ до 20%, после чегоустанавливают температуру массы 30 С.Указанную массу подают в ферментер,куда одновременно вводят посевнуюкультуру штамма Ь.р 1 апЕаги(п В 578 присоотношении сбраживаемой массы и ука 40занной культуры соответственно 10;О, 8или 10 кл./т.Молочнокислое брожение осуществляют в две стадии. На первой стадиипроцесс ведут в непрерывном режиме,при 30 С в течение 8 ч до оН 4,8,Продолжительность сбраживания маесына первой стадии регулируется за счетварьирования скорости протока массычерез ферментер и подбором объемаферментера.Часть сброженной на первой стадиимассы (87) направляют на рециркуляцню, используя ее в качестве культуры молочнокислых бактерий для инокулировакия картофельных отходов, поступающих на сбражнвание, Остальнуючасть указанной массы (92%) направляют на дображивание в стационарном 2 10режиме без добавления культурй в течение 48 ч при 26 С до снижения рН 4,0,Сброженная масса представляет собой готовый кормовой продукт, (содержание молочной кислоты 1,25 Х), который направляют на хранение или сра" зу на скармливание сельскохозяйственным животным.П р и м е р 4. Картофельные отходы со всех технологических операций собирают в емкость, перемешивают, доводят до соде 1 иания сухих веществ 15% путем регулирования соотношения жидких и твердых отходов. В смеси устанавливают температуру 35 С и подают в ферментер, Одновременно в ферментер подают посевную культуру штаммар 1 апеагцш 30 при соотношении массы и культуры соответственно О:0,8 нли 10кл, /т.Иолочнокислое брожение осуществляют в две стадии. На первой стадии процесс ведут при 35 С до рН 4,7. Продолжительность брожения на этой стадии в условиях непрерывного процесса регулируют за счет скорости протока массы через ферментер, учитывая его объем и количество поступающей и уходящей массы.Часть массы, сброженной на первой стадии (10 Х), направляют на рецирку ляцню, используя ее в качестве инокулята картофельных отходов на последующих циклах непрерывного процесса брожения первой стадии. Остальную часть сброженной на первой стадии массы направляют на дображивание в стационарном режиме без добавления культуры в течение 72 ч прн 28 С до снижения рН 4,0, Сброженную массу, содержащую 1,3% молочной кислоты, затем направляют на хранение или сразу на скармливание животным.П р и и е р 5. Картофельные отходы, подвергнутые тепловой обработке, перемешивают, к ним добавляют измельченные сырые отходы.(не более 10 Х) и доводят до содержания сухих веществ 177. Все компоненты перемешивают, доаводят до 33 С и направляют на сбраживанне, Р ферментер одновременнз подают посевную культуру штамма Ь,р 1 апсагиш 34 и подготовленные отходы в соотнешении 1:10 или 1 О кл,/т,(5Процесс брожения осуществляют в две стадии. На первой стадии сбражи" ванне проводят при 33 С в течениео4212 Т аб лиц а 1 и инокулятаманю вии тс1 нв вив-1 сепия после рН Количествомолочнойкислоты, % Количество клевне "еинокулята ток молочнокис лых бактерии в 1 г(10кл. (т)1 10" кл. /т) 10:О,10 в О;10:1Ов 1 6,15 6,15 6, 15 615. 6,0 5,25.8 4,85,774,65 в 5 95 0,50 0,62 0,68 0,71 0,7 2,3. 1 1, 71 3,41 251 4,21 1115912 ч до рН 4,6, Продолжительностьсбраживания массы на этой стадии регулируют скоростью протока ее черезферментер. Сбраженную па первой ста"дии массу разделяют, направляя нарециркуляцию 10% и на дображивание90%. Масса, направленная на рециркуляцию, используется для инокулирования свежих отходов на последующихцнкпах первой стадии.Дображивание массы проводят навторой стадии брожения без добавленияицокулята при 26 С в течение 72 чдо рН 4,2.Конечный продукт содержит 1, 25%молочной кислоты, О, 65% сырого протеина. Количество гнилостных бактерий,дрожжей и плесневых грибов непревыжает 10 клв(т массы.5,Сб 1 о 7 енная масса является кормсвымпродуктом и направляет я на хранениеили непосредственно на корм х;ивотнь:и.Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает воэможность непре рывной утилизации промышленньх отходов переработки картофеля в условияхпоточного производства путем интенсификации процесса молочнокислогосбраживання указанных отходов приодновременном улучшении качества получаемого кормового продукта и снижении расхода инокулята,формула и з о б р е т е н и я1. Способ биологиче:кого консер-.вирования картофельных отходов, пре 4 ев.Соотношение отходов рН отходов 12дусматриваюший подготовку исходного сырья, инокулирование его молочно" кислыми бактериями и осуществление молочнокислого брожения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса и улучшения качества целевого продукта за счет снижения титра дрожжей, гнилостных и маслянокислых бактерий, в качестве исходного сырья используют картофельные отходы с содержанием сухих веществ 7-.20%, в качестве молочнокислых бактерий используют 1.асоЬас 111 иэ р 1 апйагпш, а молочнокислое брожение осуществляют в две стадии, на первой иэ которых процесс ведут в непрерывном режиме при скорости разбавления О, 1-0,2 ч-, температуре 30- 35 ОС до рН 4,6-4,8, а на второй стадии проводят дображивание картофельных отходов в стационарных услови тх в течение 48-72 ч при температуре 26- ЗО С до рН 4,0-4,32, Способ по и. 1, отличающ и й с я тем, что инокуляцию картофельных отходов молочнокислыми бактериями 1 асоЬас 111 аа р 1 аз 1 агцш в начальном цикле первой стадии осуществляют в количестве 8-10% от объема сбраживаемых отходов, а на последующих циклах этой стадии в качестве инокулята используют массу, сброженную на первой стадии, которую вводят в том же количестве. Показатели интенсивности брожения на первой стадии,40 6 Показателикачества кормового продукта Содержание кис лоты, У,ф молочна Протеин, Х в пе" ресчете на сухое веществоКоличество,кл./гаэробные мезофипьныемикроорганизмыгнилостныебактериидрожжиплесневыегрибы Показатели качест кормового продукт Содержание кислты, Е:молочнаяуксусная маслянаярНПротеин, Й в пересчете на сухое веществоКоличество, кл./гфаэробные мезофильные микроорганизмыгнилостныебактериидрожжиплесневые грибы Таблица 2 тходы, сброженные по способув редлага- известмому ному Таблица 3 тходы, сбракеные по способу редла- изве аемому ному 1,45 0,83 055 О, 92 0 0,34 4,0 4,3