Способ получения продуктов из зерна
Владельцы патента RU 2348178:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет (ОрелГТУ) (RU)
Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ включает очистку зерна от посторонних примесей, измельчение и сортировку по крупности. Используют целое нешелушеное зерно овса или ячменя. Это зерно замачивают в соотношении 1:3 в подкисленной в присутствии лимонной кислоты воде с рН-среды 3,0 при температуре 40°С в течение 1 ч, промывают и повторно замачивают при температуре 40-50°С, рН-среды 4,0-5,0 в течение 1-2 ч. Овес повторно замачивают в растворе ферментного препарата «Biobake 721», а ячмень - в растворе ферментного препарата «Fungamyl 2500 SG» в соотношении 1:3. Концентрация препаратов составляет 0,01-0,02% от массы зерна по сухому веществу. После этого зерно подвергают диспергированию до получения однородной массы и высушиванию при температуре 180°С до влажности продукта 6%. Изобретение позволяет получить продукты из овса и ячменя, обладающие высокой пищевой ценностью, а также сократить продолжительность технологического процесса, расширить сырьевую базу, увеличить выход продуктов и тем самым снизить их себестоимость. 2 табл.
Настоящее изобретение относится к пищевой промышленности и касается способа получения продуктов из зерна.
Известен способ изготовления концентрата зернового, включающий очистку семян зерновых злаков от посторонних примесей, замачивание их в воде в течение 10-38 часов при температуре 5-30°С до влажности 34-60%, проращивание семян в течение 10-20 часов с последующей сушкой в течение 8-12 часов до влажности 14-30% и растирание до образования массы диспергированных частиц семян зерновых злаков. Полученную массу продавливают через фильеры с отверстиями диаметром 0,7-1,0 мм и затем просушивают до влажности 11-16% с получением окомкованных в гранулы размером 0,7-1,0 мм частиц семян зерновых злаков [1].
Недостатком данного способа является длительность и сложность процесса производства, высокая себестоимость, низкая пищевая ценность концентрата из-за чрезмерного воздействия на эндосперм, зародышевую часть семени и из-за возникновения брожения при увлажнении в процессе проращивания.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ получения продуктов измельчения ячменя, включающий очистку зерна от примесей, проведение влаготепловой обработки путем увлажнения зерна до 21-22% с последующим отволаживанием 18-20 ч и обжариванием при температуре 210-220°С в течение 2-3 мин, измельчение в вальцовом станке, сортировку по крупности в рассеве и аспирацию, и повторное измельчение на трех дранных системах [2].
Недостатками данного способа являются длительность процесса производства, ограниченность в сырьевой базе, высокая себестоимость, снижение пищевой ценности и выхода получаемого продукта.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в сокращении процесса производства, расширении сырьевой базы и повышении пищевой ценности продукта и выхода продукта.
Заявленный технический результат достигается тем, что при способе получения продукта из зерна, включающем очистку зерна от посторонних примесей, измельчение и сортировку по крупности, в отличие от прототипа в качестве исходного сырья используют целое нешелушеное зерно овса или ячменя, которое замачивают в соотношении 1:3 в подкисленной в присутствии лимонной кислоты воде с рН-среды 3,0 при температуре 40°С в течение 1 ч, промывают и повторно замачивают при температуре 40-50°С, рН-среды 4,0-5,0 в течение 1-2 час, при этом овес замачивают в растворе ферментного препарата «Biobake 721», а ячмень в растворе ферментного препарата «Fungamyl 2500 SG» в соотношении 1:3, концентрация препаратов составляет 0,01-0,02% от массы зерна по сухому веществу, далее зерно подвергают диспергированию до получения однородной массы и высушиванию при температуре 180°С до влажности продукта 6%.
В настоящее время ферментные препараты стали мощным средством трансформации практически любых продуктов. Их применение позволяет существенно повысить глубину переработки пищевого сырья за счет частичной модификации, приводящей к размягчению периферийных частей зерна, что облегчает использование в производстве нешелушеного зерна и позволяет сократить процесс производства, а также увеличить выход продукта с улучшенными органолептическими свойствами и высокой пищевой ценностью.
Исходный овес соответствует 3 классу по ГОСТ 28673-90, ячмень соответствует 1 классу по ГОСТ 28672-90, препарат ферментный «Biobake 721» (в состав входят: целлобиаза, экзо-1,4-глюкозидаза, манназа, ксиланаза): свидетельство о государственной регистрации №77.99.11.9.У.3759.10.04 от 05.10.2005 и препарат ферментный «Fungamyl 2500 SG» (в состав входят: α-амилаза, гемицеллюлаза, ксиланаза): свидетельство о государственной регистрации №77.99.11.9.У.3759.10.04 от 05.10.2005.
Выбор зерновых культур овса и ячменя основан на их высокой пищевой ценности. В своем составе они содержат белки, богатые незаменимыми аминокислотами, особенно следует отметить высокое содержание лизина. Для белков овса заметно повышенное содержание аргинина и резко сниженное глутаминовой кислоты. Фракционный состав белков овса представлен преимущественно фракцией глютелины, затем глобулины (авенолины) и проламины (авенины). В эндосперме зерна ячменя много глютаминовой кислоты и пролина. Белок ячменя по фракционному составу отличается от белка овса. Преобладающей фракцией являются глютелины, затем проламины (гордеины), глобулины и альбумины. Данные зерновые культуры являются хорошими источниками углеводов: моно- и дисахариды, крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин, растворимая клетчатка β-глюкан и др. Овес и ячмень богаты комплексом витаминов группы В, А, Е, РР и минеральными веществами: железом, магнием, медью, цинком, калием, кальцием и другими, а также содержат линоливую кислоту - одну из основных жирных кислот.
Выбор семян овса и/или ячменя способствует получению продукта со сбалансированным аминокислотным и углеводным составом, обогащенного пищевыми волокнами, микро- и макроэлементами.
Заявленный технический результат достигается следующим образом.
Целое нешелушеное зерно овса или ячменя очищают от посторонних примесей и тщательно промывают, замачивают в подкисленной в присутствии лимонной кислоты воде с рН-среды 3,0 в соотношении 1:3 при температуре 40°С в течение 1 часа. По истечении часа зерно промывают в воде с температурой 40°С и повторно замачивают в соотношении 1:3 в растворах ферментных препаратов «Biobake 721» для овса и «Fungamyl 2500 SG» для ячменя, концентрация препаратов составляет 0,01-0,02% от массы зерна по сухому веществу, при температуре 40-50°С, рН-среды 4,0-5,0 в течение 1-2 часов. Для получения требуемой рН-среды использовали цитратный буфер. Применение ферментативного гидролиза приводит к увеличению проницаемости клеточных стенок зерна за счет того, что ферменты целлюлолитического действия гидролизуют целлюлозу, гемицеллюлозу и изменяют структуру клеточной стенки, т.е. переход из кристаллического состояния в аморфное. Обработанное зерно подвергают диспергированию в куттере, высушиванию при температуре 180°С до влажности продукта 6% и измельчению до образования массы дисперсностью частиц 200 мкм в общем объеме 91%.
Предложенный способ поясняется примерами конкретного выполнения.
Пример 1. Целое нешелушеное зерно овса очищают от посторонних примесей и промывают, замачивают в подкисленной воде с рН-среды 3,0 в соотношении 1:3 при температуре 40°С в течение 1 часа, затем промывают и повторно замачивают в соотношении 1:3 в растворе ферментного препарата «Biobake 721», количество препарата 0,01% от массы зерна по сухому веществу. Замачивание ведут при температуре 40°С, рН-среды 4,0 в течение 2 часов. По истечении времени замоченное зерно диспергируют, высушивают до влажности 6% и измельчают.
Пример 2. Целое нешелушеное зерно овса очищают от посторонних примесей и промывают, замачивают в подкисленной воде с рН-среды 3,0 в соотношении 1:3 при температуре 40°С в течение 1 часа, затем промывают и повторно замачивают в соотношении 1:3 в растворе ферментного препарата «Biobake 721», количество препарата 0,015% от массы зерна по сухому веществу. Замачивание ведут при температуре 45°С, рН-среды 4,5 в течение 1,5 часов. По истечении времени замоченное зерно диспергируют, высушивают до влажности 6% и измельчают.
Пример 3. Целое нешелушеное зерно овса очищают от посторонних примесей и промывают, замачивают в подкисленной воде с рН-среды 3,0 в соотношении 1:3 при температуре 40°С в течение 1 часа, затем промывают и повторно замачивают в соотношении 1:3 в растворе ферментного препарата «Biobake 721», количество препарата 0,02% от массы зерна по сухому веществу. Замачивание ведут при температуре 50°С, рН-среды 5 в течение 1 часа. По истечении времени замоченное зерно диспергируют, высушивают до влажности 6% и измельчают.
Пример 4. Способ осуществляется, как в примере 1, но в качестве исходного сырья используется зерно ячменя, которое повторно замачивают в растворе ферментного препарата «Fungamyl 2500 SG».
Пример 5. Способ осуществляется, как в примере 2, но в качестве исходного сырья используется зерно ячменя, которое повторно замачивают в растворе ферментного препарата «Fungamyl 2500 SG».
Пример 6. Способ осуществляется, как в примере 3, но в качестве исходного сырья используется зерно ячменя, которое повторно замачивают в растворе ферментного препарата «Fungamyl 2500 SG».
Полученные продукты обладают более высокой пищевой ценностью в отличие от прототипа, что подтверждается данными, приведенными в таблице 1.
| Таблица 1 Химический состав продуктов из зерна овса и ячменя | |||
| Показатели | Прототип | Продукт овса | Продукт ячменя |
| Белки, г/100 г | 10,0 | 11,5 | 12,8 |
| Жиры, г/100 г | 2,02 | 6,2 | 2,50 |
| Углеводы, г/100 г, в т.ч. | 63,5 | 70,53 | 67,8 |
| Моно- и дисахариды | 0,9 | 1,1 | 1,3 |
| Гемицеллюлоза | 5,3 | 10,50 | 6,95 |
| Клетчатка | 2,08 | 9,44 | 4,63 |
| Крахмал | 63,3 | 40,70 | 49,80 |
| Пектин | 0,53 | 2,80 | 2,07 |
| β-глюкан | 1,7 | 1,20 | 2,40 |
| Минеральные вещества, мг/100 г, в т.ч.: | |||
| Кальций | 38,0 | 122,81 | 96,54 |
| Магний | 40,0 | 141,70 | 158,83 |
| Железо | 1,81 | 5,80 | 10,41 |
| Марганец | 0,65 | 5,51 | 2,55 |
| Витамины, мг/100 г, в т.ч.: | |||
| β-каротин | - | 0,021 | - |
| Витамин Е | 3,7 | 3,4 | 3,9 |
| Рибофлавин | 0,06 | 0,12 | 0,13 |
| Холин | - | 115,46 | 114,19 |
| Незаменимые аминокислоты, мг/100 г, в т.ч.: | |||
| Валин | 370 | 818 | 602 |
| Изолейцин | 330 | 545 | 436 |
| Лейцин | 490 | 850 | 778 |
| Лизин | 300 | 435 | 384 |
| Метионин | 120 | 209 | 186 |
| Треонин | 210 | 398 | 363 |
| Триптофан | 100 | 207 | 124 |
| Фенилаланин | 460 | 671 | 612 |
Затраты на производство продуктов из зерна, свидетельствующие о снижении себестоимости предложенных продуктов, представлены в таблице 2.
| Таблица 2 Калькуляция себестоимости продуктов из зерна овса и ячменя | |||
| Статьи затрат | Прототип | Продукт овса | Продукт ячменя |
| Сырье и основные материалы | 5448,27 | 6796,11 | 7288,02 |
| Транспортно-заготовительные расходы | 564,26 | 344,94 | 344,94 |
| Топливо и энергия на технологические цели | 2534,36 | 404,00 | 404,00 |
| ИТОГО: материальные затраты | 8746,89 | 7647,80 | 8139,71 |
| Затраты на оплату труда основных производственных рабочих | 171,50 | 157,50 | 157,50 |
| Отчисления на социальные нужды, % | 44,59 | 40,95 | 40,95 |
| Общехозяйственные расходы, % | 343,00 | 315,00 | 315,00 |
| ИТОГО: производственная себестоимость | 9906,23 | 8712,50 | 9204,41 |
| Коммерческие расходы, % | 99,06 | 87,12 | 92,04 |
| ИТОГО: полная себестоимость | 10005,29 | 8799,62 | 9296,45 |
Данное техническое решение позволяет сократить продолжительность технологического процесса, расширить сырьевую базу, увеличить выход продукта и тем самым снизить его себестоимость, получить продукты из овса и ячменя, обладающие высокой пищевой ценностью.
Источники информации
1. Патент RU 2264105 С1, А21D 13/02, В02В 1/00, от 20.11.2005.
2. Патент RU 2264352 С1, В02С 9/04, А23L 1/10, от 20.02.2005 - прототип.
Способ получения продуктов из зерна, включающий очистку зерна от посторонних примесей, измельчение и сортировку по крупности, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют целое нешелушеное зерно овса или ячменя, которое замачивают в соотношении 1:3 в подкисленной в присутствии лимонной кислоты воде с рН среды 3,0 при температуре 40°С в течение 1 ч, промывают и повторно замачивают при температуре 40-50°С, рН среды 4,0-5,0 в течение 1-2 ч, при этом овес замачивают в растворе ферментного препарата «Biobake 721», а ячмень - в растворе ферментного препарата «Fungamyl 2500 SG» в соотношении 1:3, концентрация препаратов составляет 0,01-0,02% от массы зерна по сухому веществу, далее зерно подвергают диспергированию до получения однородной массы и высушиванию при температуре 180°С до влажности продукта 6%.
