СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН ИЗ СТВОРОК ЗЕЛЕНОГО ГОРОХА
METHOD FOR PRODUCTION OF FOOD FIBRES OF GREEN PEAS SHELLS

Изобретение относится к технологии производства пищевых волокон.
При сборе зеленого гороха образуется значительное количество отходов, в том числе сворок, содержащих с своем составе биологически активные вещества.
Анализ химического состава створок гороха показал высокое содержание (в % на сухую массу) в них белков (15,8%), углеводов (63,74%), из которых большая часть приходится на пищевые волокна (57,12%), представленные целлюлозой (47,17%), гемицеллюлозами (4,35%) и пектином (5,6%). Количество моно- и дисахаридов обнаружено в пределах 0,52%, липидов - 2,2%.
Известен способ получения порошка из створок зеленого гороха. Порошок получали из створок зеленого гороха консервной стадии зрелости сорта «Атлант». Технологический процесс производства порошка включает операции: мойка створок на встряхивающей машине, инспекция на ленточном конвейере, сушка на барабанной сушильной установке при температуре 50-60°С до влажности не более 15%, измельчение, просеивание, фасовка и упаковка. Порошок из створок зеленого гороха имеет светло-коричневый цвет, запах зеленого гороха и приятный вкус. Гранулометрический состав порошка показал, что на долю фракции с размером частиц до 160 мкм приходится 86,7%. (Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук, Джабоева А.С., 2009).
Недостатком данного способа является низкий выход пищевых волокон.
Известен способ приготовления хлебобулочного изделия, включающий приготовление теста путем смешивания муки, воды, солевого раствора, сахарного раствора, дрожжей, жирового продукта, введение в тесто улучшителя, брожение теста, разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок. При этом в смесь рецептурных компонентов дополнительно вносят меланж в количестве 7-8% к массе муки, солевой и сахарный растворы вносят в дежу одновременно, а в качестве улучшителя используют порошок из створок зеленого гороха, полученный путем высушивания створок зеленого гороха при температуре 50-60°С до остаточной влажности 14-15% с последующим измельчением до размеров частиц не более 20-30 мкм, при этом количество порошка из створок зеленого гороха составляет от 8 до 10% к массе муки, а в качестве жирового компонента используют масло (см. RU 2319380 С1, 20.03.2008). Порошок из створок зеленого гороха имеет исключительно высокое содержание комплекса особо ценных в питании биологически активных веществ. Химический состав полученного порошка представлен легкоусвояемыми растительными белками (15,2%), сбалансированными по аминокислотному составу; непредельными линолевой, линоленовой и олеиновой кислотами (83,3% от суммы жирных кислот), значительным количеством пищевых волокон: целлюлозой (47,2%), гемицеллюлозами (4,3%) и пектиновыми веществами (5,6%). Порошок, полученный из створок зеленого гороха, является хорошим источником хлорофиллов а и b, содержание которых составляет 13,7 и 5,1% соответственно.
Недостатком данного способа получения порошка из створок зеленого гороха является низкий выход пищевых волокон, а именно целлюлозы и гемицеллюлозы.
Наиболее близким аналогом является способ получения пищевых волокон из створок зеленого гороха, предусматривающий смешивание створок с жидкой двуокисью углерода при давлении выше атмосферного, их деароматизацию при нагревании смеси в поле СВЧ, сброс давления до атмосферного, промывку водой и сушку, при этом сброс давления осуществляют со скоростью, обеспечивающей замораживание впитанной створками двуокиси углерода, а промывку осуществляют потоком воды с температурой, обеспечивающей возгонку двуокиси углерода (см. RU 2330429 С1, 10.08.2008).
Недостатком наиболее близкого аналога является наличие необратимых потерь пищевых волокон.
Задачей изобретения является сокращение потерь пищевых волокон, повышение выхода продукта, а также повышенное качество пищевых волокон.
Поставленная задача решается тем, что способ получения пищевых волокон из створок зеленого гороха, согласно изобретению, предусматривает замачивание предварительно измельченных до размера частиц 4,0-10,0 мм створок зеленого гороха в воде при соотношении створки:вода - 1:3, далее полученную смесь фильтруют и отделяют жом, который экстрагируют водой температурой 45-55°С в течение 25-35 минут при соотношении жом:вода - 1:6, полученный экстракт охлаждают и фильтруют с отделением жома, при этом жом после водного экстрагирования подвергают кислотно-термическому гидролизу 1%-ным раствором винной кислоты при температуре 81°С в течение 95 минут, с последующим отделением жома, который промывают водой температурой 20°С до достижения рН промывной воды 6,0, затем сушат при температуре 60-70°С до остаточной влажности 8-14%, измельчают до порошкообразного состояния с дисперсностью частиц не более 50 мкм с получением пищевых волокон.
В предпочтительном варианте жом сушат в конвекционно-ленточной сушилке. А также, жом измельчают до порошкообразного состояния на вальцовой дробилке.
Техническим результатом заявленного изобретения является рациональное и комплексное использование растительного сырья, создание экологически безопасного способа получения нерастворимых пищевых волокон, с содержанием клетчатки - 70,4%, лигнина - 17,5% и гемицеллюлозы - 10,1%.
Предварительное измельчение створок зеленого гороха до размера частиц 4,0-10,0 мм перед экстрагированием водой позволяет увеличить выход готового продукта на 28,9%. В то же время при чрезмерно тонком измельчении сырье слеживается и экстракт получается мутным, трудно осветляемым и плохо фильтрующимся, а более крупное измельчение не позволяет провести полное извлечение готового продукта. При температуре 45-55°С происходит практически полная экстракция створок зеленого гороха. При этом, повышение температуры сверх 55°С способствует увеличению выхода целевых веществ, но приводит к ухудшению их качества, а при температуре ниже 45°С снижается выход. Соотношение сырья и экстрагента выбирали так, чтобы обеспечивалось более полное извлечение целевого продукта без неоправданных затрат растворителя, увеличения продолжительности процесса и энергозатрат при разделении.
Для процесса кислотно-термического гидролиза нерастворимых пищевых волокон из створок гороха оптимальным гидролизующим агентом является 1%-ный раствор винной кислоты. Использование винной кислоты концентрацией менее 1% снижает выход пищевых волокон, более 1% - их качество, придавая продукту кислый вкус. Кислотно-термический гидролиз нерастворимых пищевых волокон из створок гороха при температуре ниже 81°С приводит к увеличению продолжительности процесса, а повышение - к уменьшению выхода и снижению качества продукта, что связано с гидролизом цепей рамногалактуронана. Продолжительность кислотно-термического гидролиза створок гороха в течение 95 мин обеспечивает максимальный выход нерастворимых пищевых волокон. Увеличение времени гидролиза, как и уменьшение, снижает выход нерастворимых пищевых волокон.
Технический результат будет достигаться только при заявленном качественном и количественном соотношении компонентов, а также при использовании только заявленных режимов.
Способ осуществляется следующим образом.
Створки зеленого гороха со степенью измельчения 4,0-10,0 мм замачивают в воде при соотношении створки:вода - 1:3, фильтруют, отделяют жом. Оставшийся жом экстрагируют водой температурой 45-55°С в течение 25-35 мин при соотношении жом: вода - 1:6, полученный экстракт охлаждают и фильтруют с отделением жома. Затем жом подвергают кислотно-термическому гидролизу 1%-ным раствором винной кислоты при температуре - 81°С и продолжительности кислотно-термического гидролиза - 95 мин.
По истечении процесса кислотно-термического гидролиза жом направляют на линию получения нерастворимых пищевых волокон, где его вначале промывают питьевой водой температурой 20°С до достижения значения рН промывной воды 6,0, затем сушат при температуре 60-70°С до остаточной влажности 8-14%, измельчают до порошкообразного состояния с дисперсностью частиц не более 50 мкм с получением пищевых волокон. Просеивают в вибросите с размером ячеек 0,05 мм. Часть порошка, оставшегося после просеивания на сите, направляют на повторный размол. Полученный порошок представляет собой комплекс биополимеров, состоящий на 98% из клетчатки, лигнина и гемицеллюлозы. После дозирования и упаковки порошка в полимерную, бумажную или стеклянную тару его отправляют на хранение.
Выделенные из створок зеленого гороха нерастворимые пищевые волокна представляют собой порошкообразный полуфабрикат бежевого цвета с приятным легким запахом и привкусом скошенной травы, с содержанием клетчатки - 70,4%, лигнина - 17,5% и гемицеллюлозы - 10,1%.
Полученный полуфабрикат нерастворимых пищевых волокон может быть использован при производстве продуктов питания лечебного и профилактического назначения, направленных на нормализацию метаболических процессов у больных с патологией сердечно-сосудистой системы и эндокринными нарушениями посредством гипохолестеринемического и гипогликемического действия, предупреждение развития сахарного диабета, а также нарушений функций желудочно-кишечного тракта.
Пример 1
Створки зеленого гороха со степенью измельчения 4,0 мм замачивают в воде при соотношении створки:вода - 1:3, фильтруют, отделяют жом. Оставшийся жом экстрагируют водой температурой 45°С в течение 35 мин при соотношении жом:вода - 1:6, полученный экстракт охлаждают и фильтруют с отделением жома. Затем жом подвергают кислотно-термическому гидролизу 1%-ным раствором винной кислоты при температуре - 81°С и продолжительности кислотно-термического гидролиза - 95 мин.
По истечении процесса кислотно-термического гидролиза жом направляют на линию получения нерастворимых пищевых волокон, где его вначале промывают питьевой водой температурой 20°С до достижения значения рН промывной воды 6,0, затем сушат при температуре 70°С до остаточной влажности 14%, измельчают до порошкообразного состояния с дисперсностью частиц не более 50 мкм с получением пищевых волокон. Просеивают в вибросите с размером ячеек 0,05 мм. Часть порошка, оставшегося после просеивания на сите, направляют на повторный размол. Полученный порошок представляет собой комплекс биополимеров, состоящий на 98% из клетчатки, лигнина и гемицеллюлозы. После дозирования и упаковки порошка в полимерную, бумажную или стеклянную тару его отправляют на хранение.
Пример 2
Створки зеленого гороха со степенью измельчения 10,0 мм замачивают в воде при соотношении створки:вода - 1:3, фильтруют, отделяют жом. Оставшийся жом экстрагируют водой температурой 55°С в течение 25 мин при соотношении жом:вода - 1:6, полученный экстракт охлаждают и фильтруют с отделением жома. Затем жом подвергают кислотно-термическому гидролизу 1%-ным раствором винной кислоты при температуре - 81°С и продолжительности кислотно-термического гидролиза - 95 мин.
По истечении процесса кислотно-термического гидролиза жом направляют на линию получения нерастворимых пищевых волокон, где его вначале промывают питьевой водой температурой 20°С до достижения значения рН промывной воды 6,0, затем сушат в конвекционно-ленточной сушилке при температуре 60°С до остаточной влажности 8%, измельчают до порошкообразного состояния с дисперсностью частиц не более 50 мкм с получением пищевых волокон. Просеивают в вибросите с размером ячеек 0,05 мм. Часть порошка, оставшегося после просеивания на сите, направляют на повторный размол. Полученный порошок представляет собой комплекс биополимеров, состоящий на 98% из клетчатки, лигнина и гемицеллюлозы. После дозирования и упаковки порошка в полимерную, бумажную или стеклянную тару его отправляют на хранение.
Пример 3
Створки зеленого гороха со степенью измельчения 7,0 мм замачивают в воде при соотношении створки:вода - 1:3, фильтруют, отделяют жом. Оставшийся жом экстрагируют водой температурой 50°С в течение 30 мин при соотношении жом:вода - 1:6, полученный экстракт охлаждают и фильтруют с отделением жома. Затем жом подвергают кислотно-термическому гидролизу 1%-ным раствором винной кислоты при температуре - 81°С и продолжительности кислотно-термического гидролиза - 95 мин.
По истечении процесса кислотно-термического гидролиза жом направляют на линию получения нерастворимых пищевых волокон, где его вначале промывают питьевой водой температурой 20°С до достижения значения рН промывной воды 6,0, затем сушат при температуре 65°С до остаточной влажности 11%, измельчают на вальцовой дробилке до порошкообразного состояния с дисперсностью частиц не более 50 мкм с получением пищевых волокон. Просеивают в вибросите с размером ячеек 0,05 мм. Часть порошка, оставшегося после просеивания на сите, направляют на повторный размол. Полученный порошок представляет собой комплекс биополимеров, состоящий на 98% из клетчатки, лигнина и гемицеллюлозы. После дозирования и упаковки порошка в полимерную, бумажную или стеклянную тару его отправляют на хранение.
Выход за рамки заявленных параметров осуществления процесса не позволит получить пищевые волокна из створок зеленого гороха, обладающий именно вышеописанными свойствами.
Таким образом, предложенный способ получения пищевых волокон из створок зеленого гороха позволяет в отличие от прототипа рационально и комплексно использовать растительное сырье, создать экологически безопасный способ получения нерастворимых пищевых волокон. Использование выделенных пищевых волокон в производстве продуктов питания позволит расширить ассортимент продуктов лечебного, профилактического и специализированного назначения.