СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРУЗИОННЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 1997 года по МПК A23P1/12 A21D2/18 A23L1/22 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве сухих завтраков, макаронных изделий, чипсов, пищевых добавок.

Известен способ производства макаронных изделий, предусматривающий смешивание муки, воды и циклодекстринов, замес теста, экструдирование теста через матрицу макаронного пресса при 50-75^oC резку и сушку изделий.

Недостатком способа является то, что он не позволяет повысить биологическую ценность готовых изделий.

Наиболее близким к изобретению является способ производства экструзионных продуктов (прототип), предусматривающий смешивание рецептурных компонентов, экструдирование смеси методом холодной, горячей или высокотемпературной экструзии при температуре соответственно 4-250^oC и послеэкструзионную обработку полученных экструдатов. Для получения экструзионных продуктов используют белок и крахмалосодержащее сырье (муку, крупу, крахмал и др.). В качестве добавок в экструдируемую смесь вносят биологически активные вещества (витаминные препараты, пищевые волокна), яичные продукты, пластификаторы (сухое молоко, масла, модифицированные крахмалы). Для придания экструдатам требуемого цвета, вкуса и аромата используют синтетические и натуральные добавки (ванилин, перец, рыбные и фруктовые порошки). Добавки вносят в смесь обычно в количестве 0,1-15 мас. Послеэкструзионная обработка продукта включает в себя резку, сушку, глазирование, гранулирование, обжарку, варку и др.

Однако способ получения продуктов методом экструзии имеет ряд существенных недостатков. Под воздействием высоких температур и давления происходит разрушение биологически активных, вкусовых и ароматизирующих веществ. Интенсифицируются реакции карамелизации и меланоидинообразования, что приводит к нежелательному потемнению экструдатов, ухудшению их вкуса и аромата. Пористая структура продуктов экструзии повышает доступность их внутренних слоев действию кислорода воздуха и способствует интенсификации окислительных процессов.

В предлагаемом способе производства экструзионных продуктов, включающем смешивание рецептурных компонентов, экструдирование смеси при температуре 4-250^oC, послеэкструзионную обработку полученных экструдатов, с целью повышения биологической ценности и улучшения органолептических свойств экструзионных продуктов, вносят инклюзионные комплексы циклодекстринов или их производных с легколетучими и/или лабильными веществами в количестве 0,001-25,0 мас.

В отличие от прототипа в предлагаемом способе производства экструзионных продуктов в экструдируемую смесь вносят инклюзионные комплексы циклодекстринов или их производных с легколетучими и/или лабильными веществами.

Известно использование инклюзионных комплексов циклодекстринов или их производных при производстве порошкообразных концентратов напитков, пастило-мармеладных изделий, мороженого. Однако технологические режимы и свойства указанных пищевых продуктов существенно отличаются от условий получения экструзионных продуктов.

Сущностью процесса экструзии является совмещение перемешивания, перетирания, сдавливания, влаготермической обработки и продавливания материала через фильеры матрицы. При этом все перечисленные процессы осуществляются в одном аппарате экструдере. При экструдировании материал подвергается одновременному комплексному воздействию напряжений сдвига, влаги, высоких давлений и температур. Экструзионная технология позволяет резко интенсифицировать процесс влаготермической обработки сырья в совокупности с усиленным механическим воздействием.

Компоненты сырья при экструдировании претерпевают существенные изменения. Крахмал, белки и другие биополимеры деструктурируются. Свободные аминокислоты, ненасыщенные жирные кислоты, витамины и другие биологически активные вещества разрушаются. Наиболее лабильными при этом являются витамины А, С, Е. Поэтому для повышения биологической ценности экструдатов витамины рекомендуют вносить на стадии послеэкструзионной обработки, что связано со значительными технологическими трудностями.

Компоненты, обусловливающие аромат продуктов, обладают высокой летучестью и низкой термостабильностью. Поэтому большинство ароматообразующих веществ при высокотемпературной экструзии испаряется или подвергается термическому разрушению.

Качество продуктов, получаемых методом холодной экструзии (при температурах ниже температуры клейстеризации крахмала), определяется в основном величиной сдвиговых напряжений и давлением в предматричной области. Интенсивное механическое воздействие ускоряет физико-химические и коллоидные процессы. При холодной экструзии происходит адсорбция и окклюзия пузырьков воздуха частицами экструдируемой смеси. Кислород воздуха, удерживаемый в микропорах экструдата, вызывает окисление биологически ценных компонентов и красящих веществ при хранении продуктов. Кроме того, продукты, полученные методом холодной экструзии, перед употреблением подвергаются термической обработке (обжарке, варке), что ведет к снижению содержания лабильных биологически активных и ароматообразующих компонентов.

Предлагаемый способ предусматривает внесение в экструдируемую смесь ароматизирующих, вкусовых, красящих, биологически активных и других высоколетучих и лабильных компонентов в виде инклюзионных комплексов с циклодекстринами или их производными.

Использование инклюзионных комплексов предотвращает разрушение лабильных и испарение высоколетучих компонентов при производстве и хранении экструзионных продуктов (см. примеры).

Таким образом, внесение в экструдируемую смесь инклюзионных комплексов циклодекстринов или их производных с легколетучими и/или лабильными веществами повышает биологическую ценность и улучшает органолептические свойства экструзионных продуктов. В отличие от известных технических решений использование инклюзионных комплексов циклодекстринов или их производных позволяет стабилизировать легколетучие и лабильные вещества при комплексном воздействии окислителей, влаги, напряжений сдвига, высоких давлений и температур, что соответствует изобретательскому уровню.

Для образования комплексов используют α-, β-, и γ- циклодекстрины или их производные (разветвленные, межмолекулярно сшитые, полизамещенные и др.). Производные циклодекстринов отличаются от своих предшественников строением молекул, физическими свойствами, но обладают общей с ними способностью образовывать инклюзионные комплексы.

В качестве летучих и мобильных компонентов, вносимых в экструдируемую смесь в виде инклюзионных комплексов, используют ароматизирующие эссенции, экстракты пряно-ароматического сырья, натуральные и синтетические красители, витамины и провитамины, незаменимые аминокислоты, липиды, ненасыщенные жирные кислоты и др.

Рациональной дозировкой инклюзионных комплексов, позволяющей повысить качество и биологическую ценность экструзионных продуктов, является 0,001-25,0 мас. Внесение инклюзионных комплексов в количестве менее 0,001 мас. не оказывает существенного влияния на свойства экструдатов. При дозировке инклюзионных комплексов более 25,0 мас. снижается прочность и степень экспандирования (вспучивания) экструдатов, ухудшается их внешний вид. Передозировка биологически активных средств, вносимых в виде инклюзионных комплексов, может оказать вредное воздействие на организм человека.

Способ осуществляется следующим образом.

Смешивают крахмал- и белоксодержащее сырье (крахмал, муку, крупу и др.), добавки (обогатительные, пластифицирующие и др.), воду. В смесь вносят инклюзионные комплексы циклодекстринов или их производных с легколетучими или лабильными веществами в количестве 0,001-25,0 мас. Готовую смесь экструдируют в одно-или двухшнековом экструдере при 4-250^oC. Полученный экструдат подвергают резке, сушке, обжарке, обсыпке, глазированию или другому виду послеэкструзионной обработке. Готовый продукт расфасовывают и упаковывают.

Пример 1. Смешивают 1000 г кукурузного крахмала, 1 г растительного жира, воду до влажности 32% В смесь вносят инклюзионный комплекс β-каротина с b-циклодекстрином в количестве 0,001 мас. Полученную смесь экструдируют на одношнековом экструдере при температуре на выходе из матрицы 4^oC. Полученный экструдат, представляющий собой нитеобразные безбелковые изделия, разрезают и сушат обычным способом до конечной влажности 13,5% Готовые изделия расфасовывают и хранят в негерметичной упаковке. Перед употреблением изделия варят в кипящей подсоленной воде до готовности. Сохранность b-каротина составляет 61,3% от внесенного в экструзионную смесь количества.

В безбелковые макаронные изделия, приготовленные по способу-прототипу методом холодной экструзии, b-каротин вносят в эквивалентном предлагаемому способу количестве, но в составе масляного раствора. Сохранность b-каротина при этом составляет 15,2%
Пример 2. Смешивают 100 г кукурузной крупы, 5 г соли, воду до влажности 15,5% В смесь вносят инклюзионный комплекс разветвленного циклодекстрина с лимонным ароматизатором в количестве 25,0 мас. Полученную смесь экструдируют на одношнековом экструдере при 250^oC. Экструдат, выходящий из матрицы в виде жгута, разрезают на изделия длиной 2 см, охлаждают и подают в дражировочный барабан, где на их поверхность наносят растительное масло, сахарную пудру или глазурь. Готовые изделия расфасовывают и хранят в негерметичной упаковке.

В изделия, приготовленные методом высокотемпературной (варочной) экструзии по способу-прототипу, лимонный ароматизатор вносят в эквивалентном предлагаемому способу количестве, но в виде эссенции.

Анализ качества готовых изделий показал, что кукурузные палочки, приготовленные по предлагаемому способу, обладают ярко выраженным вкусом и ароматом лимона, сохраняющимися без изменения при хранении в течение 30 суток в негерметичной упаковке. В экструдатах, приготовленных по способу-прототипу, вкус и аромат лимона не ощущается уже через 24 ч после экструдирования.

Таким образом, внесение в экструдируемую смесь 0,001-25,0 мас. инклюзионных комплексов циклодекстринов или их производных с легколетучими и/или лабильными компонентами повышает биологическую ценность, улучшает и стабилизирует при хранении органолептические свойства экструзионных продуктов.

Использование: в производстве экструзионных продуктов. Сущность: способ предусматривает смешивание рецептурных компонентов, экструдирование смеси при 4 - 250^oC с внесением в нее инклюзионных комплексов циклодекстринов или их производных с легколетучими и/или лабильными компонентами в количестве 0,001 - 25,0 мас.% и послеэкструзионную обработку полученного экструдата.

Способ производства экструзионных продуктов, включающий смешивание рецептурных компонентов, экструдирование смеси при 4 250^oС, послеэкструзионную обработку полученного экструдата, отличающийся тем, что в экструдируемую смесь вносят инклюзионные комплексы циклодекстринов или их производных с легколетучими и/или лабильными компонентами в количестве 0,001 - 25,0 мас.