Способ получения высокобелковой муки из семян узколистного люпина
METHOD FOR OBTAINING HIGH-PROTEIN FLOUR FROM NARROW-LEAVED LUPINE SEEDS

Изобретение относится к комбикормовой промышленности, а именно, к области получения кормов сельскохозяйственных животных, птицы и аквакультуры, путем переработки семян сельскохозяйственных культур и может быть использовано как белковый компонент при приготовлении кормов, а также для приготовления продуктов питания.
Семена зернобобовых культур (соя, горох, кормовые бобы, люпин белый, люпин узколистный, вика, и др.) представляют собой важный источник растительного белка, необходимого при производстве любого комбинированного корма. Семена зернобобовых обладают рядом преимуществ по сравнению зерновыми и масличными культурами, характеризующиеся высоким содержанием и высокой биологической ценностью белка, а также низким уровнем ингибиторов пищеварительных ферментов и других антипитательных веществ. Основные факторы, ограничивающие использование семян зернобобовых в кормах сельскохозяйственных животных и птицы, - наличие токсичных алкалоидов, обуславливающих горьковатый вкус, а также присутствие α-галактозидных олигосахаридов (рафинозы, стахиозы и вербаскозы), неспособных расщепляться ферментами желудочно-кишечного тракта и потому вызывающих метеоризм при потреблении зернобобовых.
Содержание белка в зерне узколистного люпина может достигать 30-35%, при этом люпин имеет оболочку, которая составляет до 22% от массы зерна и состоит, в основном, из трудно усвояемых полисахаридов. Удаление оболочки позволяет повысить концентрацию белка до 45% и снизить содержание клетчатки. При этом повышается как кормовая, так и питательная ценность продукта.
Известен способ удаления Сахаров, вызывающих метеоризм, из бобовых продуктов (US, патент 4645677, 1987), заключающийся в суспендировании муки семян зернобобовых в воде с последующей ультрафильтрации суспензии через мембрану с порогом отсечения от 30 до 100 кДа, причем ультрафильтрацию проводят в две стадии. Недостаток способа заключается в невозможности применения его для обработки целых семян люпина.
Известен также способ устранения горького вкуса и свойственного гороху аромата из гороховой муки с целью ее использования в качестве добавки к пищевым системам (US, патент 4022919, 1977). При реализации способа проводят контактирование муки с влажным паром в течение времени, достаточного для удаления горечи из гороховой муки и перевода ароматических компонентов гороха в газовую фазу, с последующим отводом пара и летучих ароматических компонентов, причем эту операцию осуществляют ранее заметного развития в муке аромата вареного гороха. Основным недостатком известного способа следует признать непригодность его для обработки целых семян люпина. Кроме того, применение способа приводит к высоким энергозатратам, при его реализации происходит разрушение белка (т.е. уменьшается пищевая ценность готового продукта), а также в готовом продукте присутствуют α-галактозидные олигосахариды, вызывающие метеоризм.
Известен способ устранения горького вкуса и аромата, свойственных муке семян зернобобовых, таких как горох, кормовые бобы и люпин, а также снижения содержания в муке семян зернобобовых олигосахаридов (RU, патент 2207012,2003). Согласно известному способу муку семян зернобобовых замачивают в воде в течение 10-50 мин при 20-50°С и соотношении мука: вода - 1:2-1:5, подкисляют суспензию разбавленной пищевой кислотой до рН 3,2-5,0, подвергают действию протеазы, активной в кислой среде, например пепсина, пектофоетидина, при 20-50°С в течение 40-90 мин, повышают рН суспензии до 6-8 и выдерживают при этом значении рН в течение 3-8 ч при комнатной температуре, после чего подвергают распылительной сушке или непосредственно вводят в рецептуру пищевого продукта, подвергаемого термической обработке. Недостатком известного способа следует признать непригодность его для обработки семян люпина.
В качестве прототипа может быть принят способ, описанный в патенте №2575959 «Способ получения муки гороховой». Способ заключается в пропуске зерна гороха по пяти системам размольного процесса (вальцевым станкам), отличающийся тем, что перед первой размольной системой горох пропускают через молотковую дробилку, а в качестве систем размольного процесса используют вальцевые станки с нарезными валами. Недостатком способа является отсутствие системы шелушения и пневмосепарирования для удаления цветковых оболочек.
Техническая задача, решаемая посредством реализации разработанного технического решения, заключается в расширении сырьевой базы для хлебопекарной, макаронной и кондитерской промышленности путем разработки эффективной технологии переработки зерна полбы с получением полбяной муки.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в расширении ассортимента сырья, полбяной муки, используемого в хлебопекарной, макаронной и кондитерской промышленности, улучшении потребительских свойств и расширение ассортимента готовой продукции.
-1
Для достижения указанного технического результата способ получения высокобелковой муки из семян узколистного люпина, характеризующийся тем, что вначале проводят шелушение исходного зерна узколистного люпина для получения высокобелковой крупки на центробежном шелушителе с частотой вращения рабочего диска n=3000 мин, затем проводят отделение на воздушном сепараторе лузги из семян измельченного узколистного люпина при скорости воздуха в пневмосепараторе 6,5 м/с, после чего происходит предварительное измельчение люпиновых крупок в муку на молотковой дробилке с окружной скоростью 65 м/с и окончательное измельчение на вальцовых станках с нарезными вальцами с расположением рифлей спинка по спинке (сп/сп), со скоростью вращения быстрого вальца от 5,5 до 6,5 м/с, с соотношением круговых скоростей быстро- и медленновращающихся вальцов от 1,5 до 2,25, с плотностью нарезки вальцов от 7 до 9 штук на 1 см, с уклоном рифлей от 8 до 10%, с последующим сортированием продукта размола на ситах различной крупности.
-1
Преимущественно исходные семена узколистного люпина для получения высокобелковой крупки шелушат на центробежном шелушителе с частотой вращения рабочего диска n=3000 мин.
Обычно измельчают крупку узколистного люпина на вальцовых станках со скоростью вращения быстрого вальца 5,5 м/с с соотношением круговых скоростей быстро- и медленновращающихся вальцов - 2,0.
В некоторых вариантах реализации способа измельчают на вальцовых станках с плотностью нарезки вальцов 7 штук на 1 см с уклоном рифлей 9%.
Способ осуществляется следующим образом.
На первом этапе проводится шелушение исходных семян узколистного люпина для получения высокобелковой крупки на центробежном шелушителе. Далее продукты измельчения семян узколистного люпина подвергаются одноэтапному пропуску через пневмосепаратор для удаления лузги (оболочек). Удаление лузги из промежуточных продуктов измельчения узколистного люпина с исходной влажностью 9,7% происходит при скорости воздуха в пневмоканале 6,5 м/с. При этом выход крупки составляет около 72% от исходной массы семян узколистного люпина, а содержание недоруша (частицы зерен с остатками оболочки) - 0,3%.
На втором этапе проводили измельчение крупки шелушенных семян узколистного люпина в белковую муку. Технологическая схема переработки люпиновой крупки в муку состоит из 6 систем, в т.ч. 1-ой предварительной на молотковой дробилке и 5-основных на вальцовых станках. Режимы извлечения люпиновой муки на мучном сите 220 мкм на технологических системах составили: 15-20% на первой системе, 25-30% на второй, 20-25% на третьей, 20-25% на четвертой, 7-10% на пятой и 2-5% на шестой системе. Общий выход люпиновой муки из крупки составил не менее 95%, при этом содержание белка в муке составило 45%.
Заявленный способ получения кормового высокобелкового продукта из семян узколистного люпина обладает промышленной применимостью и может быть реализован на любом комбикормовом заводе или фермерских хозяйствах.
Таким образом, достигается заявленная цель изобретения - разработка технологии производства кормового высокобелкового продукта из семян узколистного люпина как компонента комбикормов для сельскохозяйственных животных, птицы и аквакультуры.