Способ получения пищевых кукурузных оболочек

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к крахмалопаточной отрасли, и может быть использовано для получения низкокалорийных пищевых добавок из отходов переработки кукурузы. Цель изобретения - повышение качества целевого продукта путем активации желтых пигментов оболочек и увеличение срока хранения. Способ предусматривает замачивание зерна в водном растворе SO<SB POS="POST">2</SB>, выделение мезги, промывание ее водой, сушку и измельчение. При этом выделенную мезгу зерна дополнительно обрабатывают перед промыванием ее водой солью щелочных металлов угольной кислоты при соотношении массы мезги и соли (5 - 10):1 по сухому веществу с концентрацией соли в водной суспензии мезги 2 - 5% при 85 - 100°С в течение 0,5 - 1,0 ч с последующей нейтрализацией полученной массы соляной кислоты до PH массы 2,2 - 4,5 при тех же температуре и времени обработки, что и при воздействии солью щелочных металлов угольной кислоты. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 23 1 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4664396/13 (22) 20.03,89 (46) 15.07,91. Бюл. ¹ 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт новых видов пищевых продуктов и добавок (72) В.Г,Гладких, В.В.Петрушевский, Е,Г.Бондарь и В.П.Полищук (53) 664;784,8 (088.8) (56) Крахмал и крахмалопродукты. Под ред.

Н.Г. Гулюка, M. Агропромиздат, 1985, с.22—

66. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ КУКУРУЗНЫХ ОБОЛОЧЕК (57) Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к крахмалопаточной отрасли, и может быть использовано для получения низкокалорийных пищевых добавок из отходов переработки кукурузы.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к крахмалопаточной отрасли, и может быть использовано для получения низкокалорийных пищевых добавок из отходов переработки кукурузы.

Цель изобретения — повышение качества путем активации желтых пигментов оболочек и увеличение срока хранения.

Способ получения пищевых кукурузных оболочек включает замачивание зерна кукурузы в водном растворе сернистого ангидрида, отделение мезги, содержащей оболочки, промывание водой, сушку и измельчение, при этом отделенную мезгу обрабатывают перед промыванием ее водой солью щелочных металлов угольной кислоты при.соотношении массы мезги и соли (5-10):1 по сухому веществу в количестве, „„. Ж „„1662476 А1

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта путем активации желтых пигментов оболочек и увеличение срока хранения. Способ предусматривает замачивание зерна в водном растворе SOz, выделение мезги, промывание ее водой, сушку и измельчение. При этом выделенную мезгу зерна дополнительно обрабатывают перед промыванием.ее водой солью щелочных металлов угольной кислоты при соотношении массы мезги и соли (5 — 10):1 по сухому веществу с концентрацией соли в водной суспензии мезги 2 — 5% при 85 — 100 С в течение 0,5 — 10 ч последующей нейтрализацией полученной массы соляной кислоты до рН массы 2,2 — 4,5 при тех же температуре и времени обработки, что и при воздействии солью щелочных металлов угольной кислоты. 2 табл. обеспечивающем концентрацию соли в смеси ее с мезгой 2 — 5%, при 85 — 100 С в течение 0,5 — 1 ч с последующей нейтрализацией полученной смеси соляной кислотой до рН смеси 2,2 — 4,5 при температурных и временных условиях обработки, аналогичных условиях обработки солью, В оболочках зерна кукурузы содержатся каротиноидные пигменты, являющиеся провитамином А, которые в организме человека под влиянием фермента каротиназы превращаются в витамин А. Усвоение организмом человека каротиноидов достигает

30%. К ним относятся криптоксантин (содержание в оболочках кукурузного зерна

250 мг/кг), зеаксантин (700 мг/кг), лютеин (500 мг/кг), Биологическая активность (БА) по отношению к Р-каротину (БА=1) состав1662476 ляет: криптоксантина 0,57; зеаксантина

0,51; лютеина 0,24, Каротиноидные пигменты характеризуются системой конъюгированных двойных связей, определяющей окрас;,y этих соединений от ярко-красного до желтого. В процессе технологической обработки зерна кукурузы происходит блокировка двойных связей путем взаимодействия с различными химическими реагентами (S02, 02), Происходит инактивация каротиноидов и теряется их биологическая активность, что снижает качество клетчатки.

Находящиеся в оболочках кукурузного зерна легкогидролизующиеся питательные вещества в процессе хранения разлагаются и окисляются (особенно жир), что существенно снижает качество целевого продукта.

Для активизации каротиноидных желтых пигментов оболочек и уменьшения легкогидролизующихся веществ предложена обработка выделенных оболочек солями щелочных металлов угольной кислоты. Последние имеют щелочную реакцию, благодаря чему жир омыляется, переходит в растворимое состояние и легко удаляется из массы оболочек зерна при промывке.

При этом содержание жира в готовой клет- чатке снижается в 2 — 3 раза. Связанный сернистый ангидрид превращается в растворимые соли слабой сернистой кислоты, которые также легко удаляются водой при промывании, Параметры обработки подобраны экспериментально. Выход за пределы соотношения массы оболочек и соли щелочных металлов угольной кислоты (5—

10);1 не приводит к получению желтого цвета целевого продукта; Уменьшение соотношения массы оболочек и соли щелочных металлов угольной кислоты не менее 5;1 не обеспечивает полного омыления жира. В этом случае в процессе хранения пищевая кукурузная клетчатка прогоркает. Увеличение соотношения более 10 — 1 нецелесообразно из-за неоправданного расхода соли щелочных металлов угольной кислоты без ощутимого эффекта по достижению качества продукта.

Обработка оболочек зерна соляной кислотой происходит в водной среде, Концентрация используемой кислоты не влияет на достижение цели, так как концентрация ионов водорода создает активную кислотность среды и важно лишь; чтобы рН среды был равен 2,2 — 4,5. Поэтому этот параметр контролируется при введении концентрированной соляной кислоты, ее требуется меньшее количество, при использовании разбавленной — большее, но в последнем случае ограничением является вместимость емкостей, в которых происходит обработка.

Введение соляной кислоты любой концентрации прекращается при достижении рН

2,2 — 4,5, При этом происходят нейтрализация соли щелочных металлов угольной кислоты и далее гидролиз легкоокисляемых веществ оболочек зерна. Трехкратная промывка оболочек кукурузного зерна выбрана опытным путем. При такой обработке полностью удаляются соли и кислоты, используемые при обработке. Важно, чтобы в пищевой продукт не попали посторонние химические вещества (йа2СОз, КрСОз, ИаНСОз, HCI), Поэтому их удаляют, 5

Обработка оболочек кукурузного зерна солью щелочных металлов угольной кислоты при соотношении массы оболочек и соли (5 — 10):1 по сухому веществу создает в растворе щелочную реакцию рН 8,0 — 12,0.

Используемые в промышленности соли щелочных металлов угольной кислоты (К2СОз, 20

КНСОз, Ма2СОз, МаНСОз) в растворе создают щелочную среду, Поэтому рН растворов этих солей находится в пределах 7,5 — 14.

Значение рН раствора после обработки соляной кислотой необходимо знать для того, 25 чтобы нейтрализовать щелочную реакцию и перейти к кислой, При изменении концентрации соли щелочных металлов угольной кислоты в водной суспензии кукурузных оболочек менее 2% или более 5% не происходит разблокировки желтых пигментов и клетчатка имеет серый цвет. Обработка при температуре ниже 85 С и менее 0,5 ч не обеспечивает наи35 более полного омыления жира и активации желтых пигментов. Превышение параметров обработки выше 100 С и более 1 ч выдержки нецелесообразно с экономической

40 точки зрения, так как при незначительном положительном эффекте необходимо использовать оборудование, работающее под давлением, а также повышается расход тепла, Последующая обработка соляной кислотой нейтрализует соль щелочных ме-, таллов угольной кислоты, способствует дальнейшему удалению легкогидролиэуесобствует увеличению сроков, хранения пищевой кукурузной клетчатки. Снижение рН ниже 2,2 нецелесообразно, так как удаляется часть гемицеллюлоз — одного из компонентов клетчатки. Это снижает качество целевого продукта. При рН выше 4,5 не происходит гидролиз крахмала, что не позволяет существенно уменьшить содержание его в клетчатке. мых веществ, Снижение рН до 2,2 — 4,5 позволяет кроме жира гидролизовать также

50 часть крахмала и в процессе промывки водой удалить его. Это, в свою очередь, спо1662476

Способ получения пищевой кукурузной клетчатки осуществляют следующим образом.

Кукурузное зерно замачивают, в 0,20—

0,25 -ном водном растворе сернистого ангидрида (S02) при 48 — 55 С в течение 40—

60 ч. 3амоченное зерно дробят, выделяют оболочки, обрабатывают солью щелочных металлов угольной кислоты при соотношении массы оболочек и соли (5 — 10):1 по сухому веществу, концентрации соли в смеси с мезгой 2 -5, при 85 — 100 С в течение

0,5 — 1 ч. Далее обрабатывают раствором соляной. кислоты до рН 2,2 — 4,5 при тех же температурах и времени выдержки, удаляют жидкость, оболочки промывают водой от кислоты и растворимых солей, сушат и измельчаютют.

Пример 1. 1 т кукурузного зерна замачивают в 0,25 -ном водном растворе сернистого ангидрида в емкостях для замочки при 50 С в течение 48 ч. После ослабления связи между оболочками, зародышем и эндоспермом зерно промывают водой в течение 3 ч. Дробление зерна осуществляют на дробилках ударного действия для разрушения зерна на несколько частей с целью высвобождения из него оболочки.

На безнапорных дуговых ситах разделяют оболочки, зародыш и крахмальную суспензию, 80 кг оболочек по сухому веществу (крупной кукурузной меэги) промывают три раза водой и обезвоживают на ситах с

15 до 35 сухих веществ. Крахмальная суспензия и зародыш идут на основное производство — получение крахмала и кукурузного масла, Оболочки направляют в конвертер для обработки. Вносят 8 кг бикарбоната натрия (МаНСОз). Соотношение массы оболочек и соли 10:1 по сухому веществу. Добавляют

163,2 кг воды для создания концентрации соли йаНСОз в водной суспензии оболочек 2 . Суспензию нагревают до 85 С и выдерживают в течение 0,5 ч. Оболочки приобретают желтый цвет. Обрабатывают суспензию соляной кислотой. Для этого в суспензию дозируют соляную кислоты до достижения рН 4,5 и выдерживают в течение 0,5 ч. При этом происходит нейтрализация бикарбоната натрия. Удаляют жидкость и оболочки промывают несколько раз водой для удаления остатков кислоты и соли. Для обезвоживания оболочки направляют на центробежно-лопастные сита типа ЦЛСК, Оболочки с содержанием сухих веществ 18- далее поступают на непрерывнодействующие прессы, Сушат оболочки в пневматической сушилке и измельчают на пальцевом иэмельчителе. Получают 71 кг пищевой ку5

55 курузной клетчатки с содержанием сухих веществ 90 .

Пример 2, 1 т кукурузного зерна замачивают и подвергают обработке аналогично примеру 1 до получения крупной кукурузной мезги. Получают 70 кг оболочек по сухому веществу, промывают три раза водой и обезвоживают на ситах с 15 до 26,3 сухих веществ. Оболочки направляют в конвертер доя обработки. Вносят

14 кг кальцинированной соды ИагСОз (соотношение массы оболочек и соли 5;1), что соответствует концентрации соли в водной суспензии оболочек 5, Расчет производится по следующей схеме: 70 кг оболочек составляет 26 3 сухих веществ, а х кг воды—

73,7 раствора. X = 196,1 кг воды.

Всего суспензии оболочек 196,1 + 70 =

=266,1 кг + 14 кг соли = 280 кг раствора суспензии оболочек и соли, Концентрация соли составляет; 280,1 кг — 100 ; Х =

= 5 14 - Х ;

Суспензию нагревают до 100 С и выдерживают в течение 1 ч. Оболочки приобретают ярко-желтый цвет. Далее суспензию обрабатывают соляной кислотой рН 2,2 и выдерживают в течение 1 ч. Происходит нейтрализация соды. Жидкость удаляют и промывают водой до полного удаления соляной кислоты и растворимых солей. Удаление воды производят на центробежно-лопастных ситах. Оболочки с содержанием сухих веществ 20 поступают на обезвоживание на непрерывнодействующие прессы, Далее оболочки сушат в пневматической сушилке и измельчают на пальцевом измельчителе.

Получают 58 кг пищевой кукурузной клетчатки с содержанием сухих веществ 91 .

Пример 3. I т кукурузного зерна замачивают в 0,25 -ном водном растворе сернистого ангидрида в емкостях для замочки при 50 С в течение 48 ч. После ослабления связи между оболочками, зародышем и эндоспермом зерно промывают водой в течение 3 ч. Дробление зерна осуществляют на дробилках ударного действия для разрушения зерна на несколько частей с целью высвобождения из него оболочки. На безнапорных дуговых ситах разделяют оболочки, зародыш и крахмальную суспензию. 75 кг оболочек по сухому веществу (крупной кукурузной мезги) промывают водой и обезвоживают на ситах ЦЛСК с 15 до 27,2 cyxux веществ.

Оболочки направляют в конвертер для обработки. Вносят 10 кг углекислого калия

К СОз, что соответствует соотношению массы оболочек и соли 7,5:1 по сухому веществу и концентрации соли в водной суспензии

- оболочек 3,5 .

1662476 лия; повышено содержание многофункциональной клетчатки, что обеспечивает биологическую. ценность добавки; снижено содержание легкогидролизуемых веществ

5 (жир, крахмал, белок) и увеличен срокхранения пищевой кукурузной клетчэтки в 2 — 2,5 раза; соли щелочных металлов угольной кислоты наиболее приемлемы применительно к пищевым продуктам, так как в сочетании с

10 обработкой соляной кислоты образуются растворимые соли соляной кислоты, легко удаляемые в процессе промывки водой, Кроме того, соли щелочных металлов угольной кислоты не агрессивны, доступны, де15 шевы.

Формула изобретения

Способ получения пищевых куку рузных оболочек, включает замачи20 вание зерна s водном растворе сернистого ангидрида, отделение мезги, содержащей оболочки, промывание ее водой, сушку и измельчение, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого про25 дукта путем активации желтых пигментов оболочек и увеличения срока хранения, отделенную мезгу обрабатывают перед и ромыванием ее водой солью щелочных металлов угольной кислоты при соотношении

30 массы мезги и соли (5 — 10) .1 по сухому веществу в количестве, обеспечивающем концентрацию соли в смеси ее с мезгой 2 %-5 (, при температуре 85 — 100 С в течение 0,5 — 1,0 ч с последующей нейтрализацией получен35 ной смеси соляной кислотой до рН смеси

2,2 — 4,5 при температурных и временных условиях обработки, аналогичных условиям обработки солью, 40

Таблица 1

Примеры

Технологические параметры обработки

Соотношение массы оболочек и соли

Концентрация соли в водной суспензии оболочек, о

Температура обработки, С

Время обработки, мин

Цвет

По ФПМ

yen,ед.

4:1

12: 1

3:1

15: 1

2:1

Серый

Светло-серый

Светло-серый

Серый

Светло-к емовый

5

1,5

6,5

22

19

Суспензию нагревают до 90 С и выдерживают в течение 45 мин. Оболочки приобретают ярко-желтый цвет. Суспензию обрабатывают соляной кислотой до рН 3,0 и выдерживают в течение 45 мин при 90 С, Раствор хлористого калия удаля ют и промывают оболочки водой до полного удаления кислоты и соли. Удаление воды производят на центробежно-лопастных ситах, Суспензия оболочек с содержанием сухих веществ

22% поступает на обезвоживание на непрерывнодействующие прессы, Далее оболочки сушат в пневматической сушилке и измельчают на пальцевом измельчителе.

Получают 62 кг пищевой кукурузной клетчатки с содержанием сухих веществ 91%.

Были проведены также экспериментальные исследования по получению пищевой кукурузной клетчатки при различных параметрах процесса, выходящих за пределы предлагаемых. Результаты зкспериментов приведены в таблице 1.

Как видно из табл.1 ни в одном из образцов не получен конечный продукт, который соответствовал бы по качеству пищевой кукурузной клетчатке с активированными каротиноидами, Данные, характеризующие достижение положительного аффекта по предлагаемому способу в сравнении с известным способом и базовым объектом, приведены в табл.2.

Технико-зкономические преимущества изобретения заключаются в следующем. получают высококачественную пищевую кукурузную клетчатку, представляющую собой желтый порошок, используемую как низкокалорийную добавку в хлебобулочные, кондитерские, мясные и другие издеХарактеристика готового прокта

1662476

Таблица 2

Базовый обьект (пищевые пшеничные от би

Известный способ (крупная кукурузная мезга

Предлагаемый способ

Показатели

83

16

7

32

18

8 . 1

31

39

12 целлюлоза гемицеллюлоза пектиновые вещества лигнин кутин

Массовая доля питательных веществ, в том числе:

12

0,8

13

0,7

0,2

7

1,8

0,8

1,15

1,24

200

0,57

1000

0,08

5V

0,01

0,1

0,06

0,04

Не обнаружен

3,5

0,005

0,01

0,065

0,002

3,8

Не обнаружен

Не обнаружен

0,01

0,001

4,2

758

Порошок

Однородный

352

Порошок

Однородный

Без запаха

Без запаха

Светлосерый

Желтый

Темно-желтый

Цвет

Срок хранения, мес

Себестоимость 1 т продукции, руб.коп.

208,45

173,56

П р и м е ч а н и е.*-показатели. приведены в % на абсолютно сухое вещество, Массовая доля многофункциональной клетчатки,* в том числе: растворимые углеводы крахмал белок жир

Массовая доля золы*

Массовая доля прочих веществ (сапонины, дубильные вещества, эфирные масла, филохинон, фитин, фитат и др.) в том числе фитин

Массовая доля желтых пигментов, мг/кг в том числе: криптоксантин зеаксантин лютеин

Содержание микотоксинов, мг/кг в том числе: афлатоксин В> афлатоксин Сг зеараленон

Содержание диоксида серы*

Водопоглащающая способность, r/ã

Адсорбционная способность,% по метиленовому голубому

Цветн ость усл.ед. шкал ы

ФПМ-1

Энергетическая ценность, кДж/100 г

Внешний вид

Вкус

Запах

636

Порошок

Однородный

Без вкуса

Слабо выраженный кукурузный