close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 14561

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
A 23P 1/12
B 02C 9/04
B 02B 1/00
(2006.01)
(2006.01)
(2006.01)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРУДАТА НА ОСНОВЕ МУКИ
АМАРАНТОВОЙ СОРТОВОЙ НАТИВНОЙ
(21) Номер заявки: a 20091214
(22) 2009.08.10
(43) 2011.04.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Центральный ботанический сад
Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Алексеева Елена Игоревна
(BY); Решетников Владимир Николаевич (BY); Карпов Владимир Георгиевич (RU)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Центральный
ботанический сад Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
BY 14561 C1 2011.06.30
BY (11) 14561
(13) C1
(19)
(56) АЛЕКСЕЕВА Е.И. и др. Инновационные технологии в производстве пищевых продуктов. Сборник материалов V
Международной научно-практической
конференции. - Минск, 2006. - С. 19-22.
АЛЕКСЕЕВА Е.И. и др. Технологии и
продукты здорового питания 2007.
Сборник материалов V Международной научно-практической конференции. - М., 2007. - Ч. 2. - С. 27-32.
RU 2251455 C2, 2005.
КЛЮЧКИН В.В. Хранение и переработка сельхозсырья. - 1997. - № 9. - С. 30-33.
US 4911943, 1990.
RU 2195112 C1, 2002.
ХВЫЛЯ С.И. и др. Пищевая промышленность. - 2002. - № 10,
[http://www.starch.ru/literature_article_05].
UA 27702 U, 2007.
RU 2305941 C1, 2007.
RU 2276546 C1, 2006.
RU 2181308 C2, 2002.
SU 827159, 1981.
(57)
Способ получения экструдата на основе муки амарантовой сортовой нативной, включающий подготовку семян амаранта к переработке, их плющение, размол и экструдирование полученной муки, отличающийся тем, что от семян амаранта отделяют крупные,
легкие и мелкие примеси, обрабатывают семена на пневмоаспираторе, проводят интенсивную очистку поверхности семян и удаление комочков земли, оболочек и поврежденных зерен на обоечной машине, пропускают через пневмоаспиратор для отделения
оболочек, очищенные семена увлажняют и отволаживают, плющение осуществляют на
мельнице с шероховатыми вальцами с различными зазорами, размол плющеных семян
амаранта осуществляют на мельничной установке, оснащенной активным ситовым кузовом, осуществляют разделение на фракции после каждой размольной системы на ситах с
размером ячеек 1,00 и 0,45 мм, осуществляют размол хлопьев амарантовых нативных с
содержанием эндосперма 90-95 % с помощью вальцовых систем, полученную муку амарантовую сортовую нативную с содержанием крахмала 72,0-78,0 % увлажняют в пределах
15-19 %, отволаживают в течение 14 часов при температуре 22-25 °С, экструдирование
BY 14561 C1 2011.06.30
осуществляют при температуре 150-160 °С, частоте вращения шнека 110-120 об/мин с использованием матрицы экструдера диаметром 3 мм.
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности крахмало-паточной,
и может быть использовано для производства пищевых продуктов или добавок к ним, в
качестве наполнителя в зерновых продуктах быстрого приготовления, в качестве загустителя в соусах, кремах.
Целью изобретения является изготовление нетрадиционного крахмалсодержащего
зернового сырья (амаранта) для производства продуктов высокой пищевой ценности и с
высокими органолептическими показателями, без применения ароматизаторов.
В настоящее время амарант находит широкое применение в медицине, пищевой и
косметической промышленности, сельском хозяйстве в связи с большим количеством легкоусвояемого белка (15-17 %), масла (5-8 %), содержащего сквален, и крахмала [1]. Особенностью крахмала амаранта, содержание которого в зерне достигает 69 %, является
относительно небольшое содержание в нем амилозы (22 %). Это делает его особенно перспективным для использования в качестве загустителей в соусах, супах, мороженом, киселях и т.д., а также для предотвращения кристаллизации сахара [2].
Известен способ получения крахмала амаранта, предусматривающий замачивание его
зерен водой до влажности 15-20 % от его веса с последующим выдерживанием в течение
4-6 ч. Затем зерно сушат до влажности 10-12 % и измельчают, осуществляют помол зерна.
Выделяют из измельченной массы оболочки путем отбора фракции с размером частиц 10100 мкм, приготавливают водную суспензию крахмала, осуществляют его очистку от белков, с выдержкой в течение 1 ч, с последующим центрифугированием и сушку [3].
Однако этот способ является трудоемким и больше предназначен для лабораторных
исследований крахмала, чем его промышленного выпуска.
Известен способ производства саго из крахмала. В качестве сырья для производства
саго могут быть использованы клубневые крахмалы (картофельный, тапиоковый) и зерновые крахмалы (кукурузный, пшеничный, сорговый, рисовый и др.) Способ заключается в
следующем. В сухой крахмал вводят воду в количестве, обеспечивающем ее в крахмале
32-42 %. Смесь тщательно перемешивают и осуществляют ее тепловую обработку и формование гранул путем экструзии увлажненного крахмала при температуре 60-80 °С. Полученные гранулы сушат до стандартной влажности, сортируют и упаковывают [4].
Недостатком данного способа являются большие энергозатраты при экструдировании
как следствие высокого содержания влаги в крахмале.
Известна сухая смесь приготовления вспученного пищевого продукта, содержащая
нативный крахмал (картофельный, кукурузный, пшеничный или их смесь - 60-94,5 %);
мальтодекстрин (1,0-6,0 %); модифицированный клейстеризованный крахмал (картофельный, кукурузный, пшеничный или их смесь - 1,5-3,0 %); ароматический или вкусовой ингредиент - 0-15,0 % [5]. Производство пищевого продукта по указанной рецептуре
осуществляют методом экструдирования, позволяющим получить рыхлый и пористый
продукт без использования в качестве разрыхлителя дрожжей. Недостатками данного способа производства являются невысокая пищевая ценность полученного продукта, многокомпонентность смеси, наличие ароматизаторов, а также невысокие диетические свойства
ввиду отсутствия отрубенистых веществ, оказывающих нормализующее влияние на моторную функцию кишечника и желчевыводящих путей.
Наиболее близким аналогом является способ помола зерна амаранта по патенту RU на
изобретение 2251455 [6], предусматривающий очистку, увлажнение, отволаживание семян,
пропуск семян и зародыша с нарушением связи между ними и между зародышем и ядром, а
также частичным выкрашиванием зародыша, последовательный пропуск полученного продукта между вращающимися с различными скоростями шероховатыми вальцами установленных последовательно вальцовых систем для обеспечения на каждой из них одновременного
2
BY 14561 C1 2011.06.30
плющения ядра, шелушения оболочек и размола зародыша с отделеним его от ядра, сортировку на установленных после каждой вальцовой системы ситах с выделением на всех этапах
сортировки крупки зародышевой и смеси зародышевой и отрубянистой мучки и на последнем
этапе - хлопьев эндосперма, из которых путем размола получают муку, а смесь зародышевой
и отрубянистой мучки разделяют на ситах с получением готовых продуктов - мучки зародышевой и мучки отрубянистой.
Недостатком данного изобретения является то, что получаемое большое количество
ценных нативных продуктов обладает низкой усвояемостью, пониженной способностью к
набуханию и растворимости по сравнению с продуктами питания, получаемыми при экструдировании.
Целью изобретения является получение из нетрадиционного крахмалсодержащего
зернового сырья (амаранта) продуктов высокой пищевой ценности и с высокими органолептическими показателями, без применения ароматизаторов. Это позволит расширить
ассортимент пищевых продуктов.
Поставленная задача решается тем, что предложен способ получения экструдата на
основе муки амарантовой сортовой нативной, как углеводно-белковой фракции, содержащей 72,0-78,0 % крахмала и белка 4,5-7,2 %, и получения из нее продукта, в конкретном
случае - экструдата из муки амарантовой сортовой нативной.
Предложенный способ включает подготовку семян амаранта к переработке, их плющение, размол и экструдирование полученной муки. С этой целью от семян амаранта отделяют крупные, легкие и мелкие примеси, обрабатывают семена на пневмоаспираторе,
проводят интенсивную очистку поверхности семян и удаление комочков земли, оболочек
и поврежденных зерен на обоечной машине, пропускают через пневмоаспиратор для отделения оболочек, очищенные семена увлажняют и отволаживают, плющение осуществляют на мельнице с шероховатыми вальцами с различными зазорами, размол плющеных
семян амаранта осуществляют на мельничной установке, оснащенной активным ситовым
кузовом, осуществляют разделение на фракции после каждой размольной системы на ситах с размером ячеек 1,00 и 0,45 мм, осуществляют размол хлопьев амарантовых нативных с содержанием эндосперма 90-95 % с помощью вальцовых систем, полученную муку
амарантовую сортовую нативную с содержанием крахмала 72,0-78,0 % увлажняют в пределах 15-19 %, отволаживают в течение 14 ч при температуре 22-25 °С, экструдирование
осуществляют при температуре 150-160 °С, частоте вращения шнека 110-120 об/мин с использованием матрицы экструдера диаметром 3 мм.
Последовательность получения экструдата на основе муки амарантовой сортовой нативной представлена на данной схеме.
3
BY 14561 C1 2011.06.30
Описание технологического процесса производства муки амарантовой.
Подготовка семян к переработке. Зерно амаранта из бункера направляется на вибрационный сепаратор СПВ-06, на котором отделяют крупные, легкие и мелкие примеси. После выделения примесей, отличающихся от зерна амаранта, происходит обработка на
пневмоаспираторе УПС-06 для удаления аэроотделимых примесей, затем проводят интенсивную очистку поверхности зерна и удаление комочков земли, оболочек, поврежденных
зерен на обоечной машине СИГ-3010 с одновременным пропуском через пневмоаспиратор
УПС-06 для отделения оболочек. После очистки зерно увлажняют на увлажнительной
машине БМК до влажности 15,0 % и отволаживают 6 ч. После отволаживания зерно взвешивают и передают на предварительное плющение на мельнице фирмы "MOORE
MFG.CO" с шероховатыми вальцами с различными зазорами 0,06-0,04 мкм. Размол плющеных зерен амаранта проводится на мельничной установке типа У1-РСА, оснащенной
ситовым кузовом с амплитудой колебания 30 мм. Разделение на фракции осуществляли
после каждой размольной системы на ситах с размером ячеек № 1,00 и 0,45 мм. Хлопья
амарантовые нативные с содержанием эндосперма 90-95 % направляют на помол на последующие вальцовые системы и получают муку амарантовую сортовую нативную с содержанием крахмала 72,0-78,0 %.
Затем полученную муку амарантовую нативную увлажняли в пределах от 12 до 25 % и
отволаживали в течение 14 ч при постоянной температуре 22-25 °С. Увлажненные смеси
экструдировали при температуре 150-160 °С, частоте вращения шнека 100-120 об/мин и
диаметре матрицы экструдера 3 мм. Опыты проводили на одношнековом экструдере НПО
по крахмалопродуктам. Результаты опытов по влиянию условий экструдирования муки
амарантовой нативной представлены в табл. 1-3.
Таблица 1
Влияние температуры обработки муки на органолептические показатели продукта
Температура обработки, °С
120 °С
130 °С
140 °С
150 °С
160 °С
165 °С
Органолептические показатели
продукт получался жестким, стекловидным, не полностью вспученным
продукт получался жестким, стекловидным, не полностью вспученным
продукт получался вспученным, частично встречались
стекловидные участки
хорошо вспученный продукт с пористой структурой
хорошо вспученный продукт с пористой структурой
продукт получается хрупкий, местами горелый.
Таблица 2
Влияние влажности сырья на структуру продукта
Влажность сырья, %
12
14
15
17
19
22
25
Органолептические показатели
структура непрочная, продукт частично вспучен
структура вспученная, непрочная, выкрашивается
хорошо вспученный продукт с пористой структурой
хорошо вспученный продукт с пористой структурой
хорошо вспученный продукт с пористой структурой
стекловидная структура, жесткая
жесткая стекловидная структура
4
BY 14561 C1 2011.06.30
Таблица 3
Влияние скорости вращения шнека на органолептические показатели продукта
Скорость вращения шнека, об/мин
90
100
110
120
130
140
Органолептические показатели
продукт горелый
структура вспученная, прочная, ровного диаметра
хорошо вспученный продукт с пористой
структурой, ровного диаметра
хорошо вспученный продукт с пористой
структурой, ровного диаметра
вспученный продукт с неравномерно пористой структурой, по форме скрученный, неровный
вспученный продукт спиралевидной формы,
неравномерный по диаметру
При повышении влажности экструдируемого крахмалсодержащего сырья снижалось
напряжение сдвига, экструдат получался стекловидный, жесткий, при уменьшении же
влажности возрастало напряжение сдвига, пластичность уменьшалась, что обусловливалось увеличением деструкции крахмала. В результате эксперимента было выявлено, что
для получения экструдата на основе муки амарантовой сортовой нативной влажность исходного сырья должна быть не выше 19 % и не ниже 15 %. При соблюдении этих условий
обеспечивались высокие структурные свойства эктрудата.
Муку амарантовую сортовую нативную просеивают, увлажняют в пределах от 12 до
25 % и отволаживают в течение 14 ч при температуре 22-25 °С. Увлажненные смеси экструдируют на одношнековом экструдере при температуре 150-160 °С, частоте вращения
шнека 100-120 об/мин и диаметре матрицы экструдера 3 мм.
Температура обработки увлажненного крахмала должна быть не ниже 150 °С, так как
при более низкой температуре степень набухания и клейстеризации недостаточная.
Температура обработки увлажненной муки амарантовой сортовой нативной не должна
превышать 160 °С. Повышение температуры выше указанной приводит к получению экструдата с высокой степенью клейстеризации, такая масса жесткая, плохо измельчается.
В результате эксперимента было выявлено, что для получения экструдата на основе
муки амарантовой сортовой нативной влажность исходного сырья должна быть в пределах 15-19 %.
Увлажнение выше 19 % приводит к получению продукта стекловидной структуры с
чрезмерно высокой степенью клейстеризации.
Увлажнение ниже 15 % приводит к получению продукта недостаточной прочности.
Данные табл. 1 показывают влияние температурных условий на органолептические
показатели следующим образом: наилучшие органолептические показатели продукта получают при температуре 150-160 °С, продукт хорошо вспучен, с пористой структурой.
Пример 1.
Муку амарантовую сортовую нативную при тщательном перемешивании увлажняют
до 25 %, отволаживают в течение 14 ч. С помощью экструдера (частота вращения шнека
100-120 об/мин) осуществляют влаготермомеханическую обработку (в экструдере), поддерживая температуру 165 °С путем подачи воды в рубашку корпуса экструдера, и формование массы путем продавливания ее через матрицу с отверстием диаметром 3 мм.
Пример 2.
Муку амарантовую нативную увлажняют до содержания влаги 12 %, при тщательном
перемешивании подают в экструдер со скоростью вращения шнека 90 об/мин при темпе5
BY 14561 C1 2011.06.30
ратуре 120 °С (цилиндрический шнек диаметром 26 мм, длиной 320 мм, шагом витка
24 мм) и формуют путем продавливания ее через матрицу с отверстием диаметром 3 мм.
Пример 3.
Муку амарантовую нативную увлажняют до содержания влаги 14 %, при тщательном
перемешивании подают в экструдер со скоростью вращения шнека 90 об/мин при температуре 120 °С. Далее процесс, как в примере 2.
Пример 4.
Муку амарантовую нативную увлажняют до содержания влаги 22 %, при тщательном
перемешивании подают в экструдер со скоростью вращения шнека 100 об/мин при температуре 120 °С. Далее процесс, как в примере 2.
Пример 5.
Муку амарантовую нативную увлажняют до содержания влаги 25 %, при тщательном
перемешивании подают в экструдер со скоростью вращения шнека 120 об/мин при температуре 150 °С. Далее процесс, как в примере 2.
Пример 6.
Муку амарантовую нативную увлажняют до содержания влаги 25 %, при тщательном
перемешивании подают в экструдер со скоростью вращения шнека 130 об/мин при температуре 160 °С. Далее процесс, как в примере 2.
Данные табл. 2 показывают влияние степени увлажнения на органолептические показатели следующим образом: наилучшие органолептические показатели продукта получают при влажности 15-19 %, продукт хорошо вспучен, с пористой структурой, при других
показателях исходной влажности продукт обладает худшими органолептическими характеристиками.
Пример 1.
Муку амарантовую сортовую нативную при тщательном перемешивании, увлажняют
до 25 %, отволаживают в течение 14 часов. С помощью экструдера (частота вращения
шнека 100-120 об/мин) осуществляют обработку муки амарантовой сортовой нативной,
поддерживая температуру за счет подачи воды в рубашку корпуса экструдера, и формование массы путем продавливания ее через матрицу с отверстием диаметром 3 мм.
Данные таблицы 3 показывают влияние скорости вращения шнека на органолептические показатели следующим образом: наилучшие органолептические показатели получают при скорости вращения шнека 110-120 об/мин, продукт хорошо вспучен с пористой
структурой, при других показателях скорости вращения шнека продукт обладает худшими
органолептическими характеристиками.
Таким образом, результаты оценки качества экструдата на основе муки амарантовой
сортовой нативной позволяют сделать заключение, что оптимальными параметрами процесса получения данного продукта, обеспечивающими получение продукта высокого качества, являются влажность исходного сырья (муки амарантовой сортовой нативной) 1519 %, температура обработки 150-160 °С, скорость вращения шнека 100-120 об/мин и
диаметр матрицы экструдера 3 мм.
Результаты оценки качества экструдата на основе муки амарантовой сортовой нативной (растворимость возросла в 2 раза по сравнению с крахмалом и мукой амарантовой нативной) позволяют сделать заключение, что оптимальными параметрами процесса
получения данного продукта, обеспечивающими получение продукта высокого качества,
являются влажность исходного сырья (муки амарантовой сортовой нативной) 15-19 %,
температура обработки 150-160 °С, скорость вращения шнека 100-120 об/мин и диаметр
матрицы экструдера 3 мм. При повышении влажности экструдируемого крахмалсодержащего сырья снижалось напряжение сдвига, экструдат получался стекловидный, жесткий,
при уменьшении же влажности возрастало напряжение сдвига, пластичность уменьшалась, что обусловливалось увеличением деструкции крахмала. В результате эксперимента
было выявлено, что для получения экструдата на основе муки амарантовой сортовой на6
BY 14561 C1 2011.06.30
тивной влажность исходного сырья должна быть не выше 19 % и не ниже 15 %. При соблюдении этих условий обеспечивались высокие структурные свойства экструдата.
Качество структуры экструдата оценивали по коэффициенту "вспучиваемости", который определяется как отношение диаметра экструдата к диаметру выходного отверстия
матрицы экструдера. С учетом содержания крахмала в каждом образце (72,0-78,0 %) (как
основного пластификатора массы в экструдере) и с помощью метода математического
планирования эксперимента и опытных образцов установлены: оптимальная влажность
муки амарантовой сортовой нативной перед экструдированием 15-19 %; температура обработки 150-160 °С; скорость вращения шнека 100-120 об/мин; диаметр матрицы экструдера 3 мм.
Источники информации:
1. Проблемы дефицита растительного белка и пути его преодоления. Материалы
Международной научно-практической конференции, 13-15 июля 2006. - Жодино.
2. Masters M.M. and all. Economic Bot., 9, 300, 1955; Becker R. and all, J.food sci,
46, 1175, 1981.
3. RU 2175658 C1, 10.11.2001 г.
4. SU 1537674 A1, 1990.
5. Заявка на Европейский патент 0367031, МПК A 23L 1/185, 1990.
6. RU 2251455 C2, 2005.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
252 Кб
Теги
14561, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа