СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КУКУРУЗНОЙ КРУПЫ БЫСТРОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИЗ КУКУРУЗНОЙ МУКИ
METHOD OF MANUFACTURE OF QUICK-TO-MAKE CORNMEAL FROM CORN FLOUR

Изобретение относится к области пищевой промышленности, ее зерноперерабатывающей и пищеконцентратной отраслям, в частности к способу получения продуктов быстрого приготовления на основе кукурузной муки.
Известен способ получения продуктов быстрого приготовления из злаковых, например, кукурузы или риса (RU 2165714, 27.04.2001), заключающийся в осуществлении следующих стадий: 1) приготовление смеси, содержащей от более 23 до 70 вес.% воды и состоящей из 9-110 вес.ч. злака, 7-300 вес.ч. овощного пюре, 0-20 вес.ч. овощного порошка и 2-10 вес.ч. добавленного жира; 2) экструзионной варки полученной смеси при температуре 140-250°С и давлении 10-100 бар (1-10 МПа) в течение 20-60 сек до достижения желатинизации продукта на 50-92%; 3) резки экструдированного продукта; 4) сушки полученного продукта в горячей воздушной сушилке.
Осуществление желатинизации на 50-92% позволяет придать получаемому продукту помимо свойств быстрой приготовляемости свойства сохранения устойчивости рассматриваемых продуктов к размягчению в процессе поглощения жидкости, в которую они погружены.
Недостаток способа заключается в получении продукта с повышенным содержанием жира, который вводится вместе с водой для исключения вероятности «взрыва» экструдата на выходе из фильер, что не позволяет его отнести к продуктам здорового питания, питательная ценность которых обусловлена высоким содержанием углеводов и белков. Кроме того, использование в качестве сырья цельных кукурузных зерен требует высоких температур экструзионной варки.
Наиболее близким к заявляемому решению является способ изготовления готового к употреблению крупяного продукта, который при помещении в жидкость приобретает консистенцию пудинга (FR 2640472, 22.06.1990). Способ осуществляют следующим образом: сухие зерна кукурузы или других злаковых увлажняют водой до достижения 14-22%-ной влажности смеси, после чего осуществляют экструзию сырья с использованием пятикамерного экструдера, в каждой из камер которого поддерживают различные условия обработки сырья: первая камера - температура 160°С, вторая камера - 2-52°С, третья-пятая камеры - 82°С. Смесь выходит из фильер под давлением 10 МПа. Далее экструдат нарезают и дают остынуть, после чего тщательно перемалывают до порошкообразного состояния. При желании, измельченный продукт смешивают с добавочными компонентами, такими как: красители, усилители вкуса, фрукты, витамины т.д., после чего гранулируют и сушат. Продукт предназначен для использования в качестве быстроприготавливаемого аналога крупяной каши для кормления ребенка. Для получения готового к употреблению продукта необходимо залить некоторое его количество водой и оставить менее чем на 30 сек до готовности.
Недостаток указанного способа заключается в том, что для придания продукту свойств быстрой приготавливаемости требуется тщательный перемол экструдата в порошок, что повышает трудоемкость способа, при этом для получения готового к употреблению продукта необходимо заваривание в течение некоторого времени.
Задачей изобретения является разработка способа производства кукурузной крупы из кукурузной муки, получаемой из отходов крупяного производства, не требующей варки и длительного заваривания для приготовления полноценного высокопитательного и легко усвояемого продукта здорового питания при снижении трудоемкости производства продукта.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в получении продукта с повышенной усвояемостью за счет частичного гидролиза крахмала и образования дополнительного содержания простых сахаров, снижении трудоемкости производства продукта ввиду отсутствия необходимости помола экструдата в порошкообразное состояние, а также в сокращении времени приготовления продукта, достигаемом осуществлением постадийной модификации крахмала.
Реализация способа позволяет добиться безотходности крупяного производства, поскольку в качестве сырья для производства крупы по настоящему способу предложено использовать кукурузную муку, получаемую из отходов переработки кукурузы.
Кроме того, разработанный способ позволяет получить продукт с широкой областью применения, что обусловлено свойствами продукта, достигаемыми в процессе модификации крахмала: крупу можно использовать как для приготовления каш, так и пудингов для детского питания, хлопьев, кукурузных палочек, то есть полученный продукт сразу может быть использован в пищу или может быть  подвергнут дальнейшей обработке для получения хлопьев, кукурузных палочек.
Указанный технический результат достигается в способе производства кукурузной крупы быстрого приготовления из кукурузной муки, который характеризуется тем, что кукурузную муку, полученную из отходов переработки кукурузы, обезжиривают до содержания жира от 0,7% до 0,9% с последующим очищением, добавлением воды до достижения 18,0-18,5%-ной влажности сырья и перемешиванием с одновременной обработкой паром с температурой 105-110°С в течение 8-10 сек, после чего производят постадийную обработку полученного сырья в шестикамерном экструдере с поддержанием в каждой из камер экструдера следующих условий: температура от 60 до 80°С и давление 2,0-2.2 МПа при времени обработки 4-6 сек - в первой камере, 80-120°С и 2.0-2.2 МПа, время обработки 4-6 сек - во второй камере, 120-140°С и 3.2-3.5 МПа, время обработки 4-6 сек - в третьей камере, 140-160°С и 4.0-4.5 МПа, время обработки 3-5 сек - в четвертой камере, 100-110°С и 2.0-2.2 МПа, время обработки 6-8 сек - в пятой камере, 60-80°С и 0.6-0,8 МПа, время обработки 6-8 сек - в шестой камере.
Процесс желатинизации крахмала, входящего в состав злаковых культур, широко применяется при производстве быстро приготавливаемых продуктов питания и проходит через стадию набухания крахмала при контакте с водой при умеренной температуре. Однако было установлено, что при осуществлении стадий обработки сырья по данному способу с указанными баротермическими и временными условиями помимо процесса желатинизации сырья также происходит процесс гидролиза сырья с образованием глюкозы, что, с одной стороны, увеличивает питательность продукта, а с другой - его усвояемость. Известно, что процесс гидролиза крахмала осуществляют при температурах свыше 130°С, и протекание побочного процесса гидролиза нетипично при целенаправленном осуществлении процесса желатинизации. При этом было отмечено, что увеличение-уменьшение влажности сырья, а также времени его обработки приводило к отсутствию глюкозы в готовом продукте.
Также важно отметить, что при постадийной обработке сырья на основе кукурузной муки, включая стадию обработки острым паром, при указанных баротермических и временных условиях происходит модификация крахмала, в результате чего после стадии желатинизации продукта в камерах 4-6 происходили процессы гелеобразования с последующими структурными изменениями сырья, сопровождающимися интенсивным формированием крупинок, и их дальнейшая стабилизация. В результате осуществления способа на выходе из фильер получали стекловидное однородное волокно, похожее на кукурузную палочку. В результате исследований было выявлено, что варьирование баротермических и временных условий обработки сырья приводило к существенному снижению интенсивности образования крупинок в волокне. Наличие крупинок в продукте обеспечивает увеличение площади поверхности сырья и соответственно получаемой крупы, за счет чего достигается лучшая впитываемость жидкости и как результат увеличивается скорость приготовления продукта.
Необходимость использования максимально обезжиренной муки до значений менее 0,9% обусловлена тем, что в процессе исследований была обнаружена неудовлетворительная интенсивность образования крупинок в перерабатываемом сырье или их отсутствие с увеличением жирности продукта в процессе экструзии (5-6 зоны экструдера).
Стадия охлаждения продукта позволяет добиться окончательной кристаллизации продукта и формирования крупинок в кукурузном волокне, от чего также существенно зависят свойства быстрого приготовления продукта.
Влажность продукта, поступающего на баротермическую обработку, имеет принципиальное значение. Установлено, что при влажности сырья от 18,0% до 18,5% достигается максимальное выделение полноценных крупинок, которые способны держать твердую форму при механической нагрузке (при нарезании экструдата на крупу в вальцевом станке) и не распадаться на муку и пыль. Отмечено, что при других показателях влажности сырья образования крупинок в сырье не наблюдалось.
Способ получения кукурузной крупы осуществляют следующим образом:
Кукурузную муку, полученную из отходов от переработки кукурузы, обезжиривают путем отбора зародыша кукурузы на дежирминаторах и пневмостолах до значения жирности 0,9%, очищают на ситовых, воздушных и магнитных сепараторах и направляют в предкондиционер, где в муку добавляют воду для получения сырья с влажностью 18,2%, тщательно перемешивают, при этом в процессе перемешивания продукт обрабатывают паром с температурой 108°С методом впрыска через тонкие форсунки. Далее перерабатываемую массу с температурой 50°С и представляющую собой рассыпчатые комки отправляют в первую камеру шестикамерного экструдера, где осуществляют щадящее баротермическое воздействие на сырье при температуре 70°С, давлении 2,2 МПа, времени обработки 6 сек. Из первой камеры экструдера сырье последовательно поступает во вторую - шестую камеры экструдера, в которых поддерживают следующие условия обработки сырья: вторая камера - температура 90°С, давление 2.2 МПа, время обработки 6 сек, третья камера - температура 130°С, давление 3.5 МПа, время обработки 6 сек, четвертая камера - температура 150°С, давление 4.5 МПа, время обработки 5 сек, пятая камера - температура 100°С, давление 2.2 МПа, время обработки 8 сек, шестая камера - температура 60°С, давление 0.8 МПа, время обработки 8 сек. Стекловидное волокно с диаметром 0,5 см, получаемое на выходе из фильер экструдера, рубят на отрезки длиной 1,5 см и отправляют в сушильную печь для удаления влаги и охладитель на окончательную кристаллизацию и формирование крупинок в кукурузном волокне. Остывшее сырье отправляют в измельчитель, после чего осуществляют извлечение крупинок (диаметром сит от 3.0 до 0.56 мм) с последующим отбором номерной крупы. Крупа №3 (сита 2,5-2,0 мм), крупа №4 (сита 2.0-1,5 мм), крупа №5 (сита 1,5-0,56 мм).
Осуществление способа переработки кукурузной муки позволяет получить питательный и быстроусвояемый продукт - крупу с содержанием сахаров не менее 30%, при этом продукт характеризуется свойством моментального приготовления как в горячих, так и холодных жидкостях, а возможность использования для получения крупы отходов от переработки кукурузы делает крупяные производства безотходными.
По желанию, в крупу дополнительно можно вводить полезные добавки: витамины, минералы, вкусовые добавки, обогатить йодом и т.д. Продукт стабильно удерживает влагу в соотношении 1:5.