Способ получения пищевых кукурузных оболочек Советский патент 1991 года по МПК A23L1/10 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к крахмалопаточ- ной 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,

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 /3 -каротину () составО

о ю

N VI о

ляет: криптоксантина 0,57; зеаксантина 0,51; лютеина 0,24. Каротиноидные пигменты характеризуются системой конъюгиро- ванных двойных связей, определяющей окраску 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, ч го 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 легко- гидролизующихся 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 клетчатке 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, ис. пользуемые при обработке. Важно, чтобы в пищевой продукт не попали посторонние химические вещества (Na2C03, «2СОз, NaHCOs, HCI). Поэтому их удаляют.

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, КНСОз, Ма2СОз, №НСОз) 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, 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 наиболее полного омыления жира и активации желтых пигментов. Превышение параметров обработки выше 100°С и более 1 ч выдержки нецелесообразно с экономической

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 металлов угольной кислоты, способствует дальнейшему удалению легкогидролизуе- мых веществ. Снижение рН до 2,2 - 4,5 позволяет кроме жира гидролизовать также

0 часть крахмала и в процессе промывки водой удалить его. Это, в свою очередь, способствует увеличению сроков хранения пищевой кукурузной клетчатки. Снижение рН ниже 2,2 нецелесообразно, так как уда5 ляется часть гемицеллюлоз - одного из компонентов клетчатки. Это снижает качество целевого продукта. При рН выше 4,5 не происходит гидролиз крахмала, что не позволяет существенно уменыцить содержание его в клетчатке.

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. Замоченное 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 измельчают.

Пример1.1т 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 мезги) 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 (NaHCOs). Соотношение массы оболочек и соли 10:1 по сухому веществу. Добавляют 163,2 кг воды для создания концентрации соли №НСОз 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 непрерывнодействую- щие прессы. Сушат оболочки в пневматической сушилке и измельчают на пальцевом измельчителе. Получают 71 кг пищевой кукурузной клетчатки с содержанием сухих веществ 90%.

Пример 2. 1т кукурузного зерна замачивают и подвергают обработке ана- 5 логично 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 направ0 ляют в конвертер доя обработки. Вносят 14 кг кальцинированной соды Na2COa (соотношение массы оболочек и соли 5:1), что соответствует концентрации соли в водной суспензии оболочек 5 %. Расчет производит5 ся 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

0 суспензии оболочек и соли. Концентрация соли составляет: 280,1 кг - 100%; X 5%. 14 кг-Х%;

Суспензию нагревают до 100°С и выдерживают в течение 1 ч. Оболочки приоб5 ретают 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

0 кислоты и растворимых солей. Удаление воды производят на центробежно-лопастных ситах. Оболочки с содержанием сухих веществ 20% поступают на обезвоживание на непрерывнодействующие прессы. Далее

5 оболочки сушат в пневматической сушилке и измельчают на пальцевом измельчителе. Получают 58 кг пищевой кукурузной клетчатки с содержанием сухих веществ 91 %. Пример 3. 1т кукурузного зерна

0 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 те5 чение 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,

0 зародыш и крахмальную суспензию. 75 кг оболочек по сухому веществу (крупной кукурузной мезги) промывают водой и обезвоживают на ситах ЦЛСК с 15 дс 27,2% сухих веществ.

5Оболочки направляют в конвертер для

обработки. Вносят 10 кг углекислого калия К2СОз, что соответствует соотношению массы оболочек и соли 7,5:1 по сухому веществу и концентрации соли в водной суспензии оболочек 3,5%.

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 удаляют 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 не- прерывнодействующие 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 экспериментов 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 ка- ротиноидами.

Данные, характеризующие достижение положительного эффекта по предлагаемому способу в сравнении с известным способом и базовым объектом, приведены в табл.2.

Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в следующем: получают высококачественную пищевую кукурузную клетчатку, представляющую собой желтый порошок, используемую как низкокалорийную добавку в хлебобулочные, кондитерские, мясные и другие изделия; повышено содержание многофункциональной клетчатки, что обеспечивает биологическую, ценность добавки; снижено содержание легкогидролизуемых веществ

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

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

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я(

Способ получения пищевых кукурузных оболочек, включает замачиванме зерна в водном растворе сернистого ангидрида, отделение мезги, содержащей оболочки, промывание ее водой, сушку и измельчение, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта путем активации желтых пигментов оболочек и увеличения срока хранения, 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, 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 полученной смеси соляной кислотой до рН смеси 2,2 - 4,5 при температурных и временных условиях обработки, аналогичных условиям обработки солью.

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 SO₂, 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.

Таблица 1

Таблица 2