Винахід відноситься до способу отримання клейковинного продукту і може бути застосоване в борошномельної, спиртової та інших галузях промисловості, в яких використовується зерно пшениці та / або борошно з неї, для отримання клейковинного продукту, що є самостійним білковим продуктом, або у вигляді харчової добавки для поліпшення якості муки.
Відомо близько 15 технологічних схем отримання клейковини з пшениці, що різняться: за видом вихідної сировини - зерно або борошно; способу виділення клейковини - механічний, хімічний, ферментативний, в тому числі мікробіологічний; за якістю клейковини - близька до нативної або денатурована [1].
Спосіб фірми «Альтенбюргер» передбачає приготування суспензії борошна, її вилежування, відділення крохмалю I сорту від білкової фракції на гидроциклоне, відлежування білкової фракції в видержіватель протягом 10-15 хв, відціджування клейковини від крохмалю II сорту, висушування клейковини на Ультра-роторі. Недоліком цього способу є погана агломерація клейковини і, як наслідок, великі втрати білка при відділенні крохмалю, що знижує вихід клейковини [2].
У всіх процесах загальним є змішування борошна з водою, відділення клейковини від крохмалю і розчинних речовин борошна механічним способом - вимиванням, відмиванням, центрифугуванням, пропуском через сита, додаткова механічна очистка клейковини від крохмалю і її сушка. При цьому практичне застосування мають два способи сушіння клейковини пшениці: кондуктивна сушка на вальцевих сушарках і конвективна на установках типу «Ультра-ротор». При кондуктивної сушінні формування клейковини і її сушка відбуваються в одному апараті, при цьому формування клейковини в тонку плівку відбувається при набагато менш інтенсивному механічному впливі, ніж при пресуванні.
Однак недоліком цього методу сушки є те, що при сушінні клейковини на вальцевих сушарках відбувається її денатурація і втрата нативних властивостей [2].
Сушка на установці типу «Ультра-ротор» полягає в віджиманні клейковини в шнеку з перфорованим корпусом, продавлюванні через матрицю з отворами 6 мм, змішуванні отриманих джгутів із сухою клейковиною (40-50% по масі) і двохстадійному подрібненні, що передбачає на першому етапі подрібнення на шматочки довжиною 2-3 см, а на другій стадії - подрібнення на розривної машині «Ультра-ротор» з одночасною сушкою гарячим повітрям [1, 2]. При конвективного сушіння клейковина подається в камеру зверху, де під силою тяжіння опускається вниз назустріч потоку гарячого повітря, сухі частинки клейковини несуться гарячим повітрям і уловлюються ситами.
Недоліком цього способу є інтенсивне механічне вплив на клейковину і сушка її при високих температурах порядку 140 ° С, яка, незважаючи на короткочасність дії, знижує якість клейковини, зміцнюючи її.
У лабораторних умовах для отримання сухої клейковини використовують метод ліофільної сушки, при якому також може погіршуватися якість одержуваної сухої клейковини [2].
Існує спосіб приготування порошкової клейковини, яку отримують змішуванням пшеничного борошна з водою, видаляють крохмаль, додають до клейковини пластифікатор, відновник і масло, розтирають до кремоподобной консистенції і сушать в потоці повітря з утворенням порошкового продукту [7]. Недоліком його є застосування хімічних і харчових речовин, що змінюють нативні властивості клейковини і призводять до отримання продукту, непридатного для поліпшення хлібопекарських властивостей пшеничного борошна. Крім того, застосування різних добавок ускладнює процес отримання сухої клейковини.
Найбільш близьким до пропонованого є спосіб отримання сухого белоксодержащіх харчового продукту, який полягає в змішуванні отриманого з сої, пшениці, ячменю і / або кукурудзи рідкого ферментованого гідролізату білка в кількості 1-50% на сухі речовини з домішкою 50-99% порошку мальтіта і / або сорбіту, висушуванні отриманого продукту при температурі не вище 80 ° С і формуванні суміші в порошок або гранули. При цьому сушку проводять при зниженому тиску, гарячим повітрям, в псевдозрідженому шарі або в вакуумі [8]. Недоліком способу є вплив на клейковину пшениці гідролізу, що руйнує білки до пептидів, і введення в продукт мальтіта або сорбіту в досить великій дозі - від 50 до 99%, в результаті чого отримують продукт, збагачений білковими речовинами, який, однак, не може поліпшити хлібопекарські властивості борошна.
Завданням винаходу є отримання клейковинного продукту зі збереженням нативних властивостей клейковини, який можна було б використовувати в якості хлібопекарського покращувача або харчової добавки, що збагачує борошно рослинними білками і мікроелементами.
Вона вирішується тим, що спосіб отримання харчового клейковинного продукту, що містить нативну клейковину, передбачає розмелювання зерна в борошно, заміс тесту з борошна і води в співвідношенні 100: (50 ÷ 56), відлежування тіста в воді до повної гідратації клейковини, відмивання клейковини, її віджимання і двухстадийную сушку, причому першу сорбционную стадію сушки проводять змішуванням сирої клейковини з борошном у співвідношенні (5 ÷ 50) :( 95 ÷ 50) з одночасним подрібненням, а на другий конвективного стадії сушки отриманий порошкоподібний продукт сушать повітрям, нагрітим до ті ператури 45-55 ° С при швидкості потоку 0,5-0,1 м / с, в перемішувати шарі, з додатковим подрібненням отриманого продукту після сушки.
Пропонований спосіб отримання клейковинного продукту в сухому вигляді передбачає зневоднення сирої клейковини за допомогою комбінації двох видів сушіння - сорбційної при перемішуванні сирої клейковини з пшеничним борошном і конвективного при висушуванні суміші нагрітим до 45 ÷ 55 ° С повітрям в перемішувати шарі. Доцільно на другій стадії сушки як перемішуємо використовувати псевдозріджений шар.
Відмінними ознаками запропонованого способу є відсутність застосування будь-яких хімічних речовин і ферментів, а також м'які режими сушіння, що забезпечуються використанням для сорбційної сушки замість мальтіта або сорбіту пшеничного борошна і більш м'яким режимом конвективного сушіння - температура сушильного агента - повітря нижче 80 ° С і становить 45 ÷ 55 ° С. Це дозволяє отримати харчової клейковини продукт, збагачений клейковінообразущімі білками, які не піддалися впливу ферментативного гідролізу, що руйнує білки до пептидів; продукт також не містить мальтіта або сорбіту і може використовуватися в якості хлібопекарського покращувача пшеничного борошна і харчової добавки, що збагачує борошно рослинними білками і мікроелементами. Харчовий клейковини продукт при цьому представляє сипучий, порошкоподібний продукт світлого кольору з кремовим або жовтуватим відтінком, з вологістю не вище 14% і з розміром часток не більше допустимих в сортового пшеничного борошна.
Як видно з експериментальними даними на фіг.1, перемішування з борошном впливає на зміну вологості сирої клейковини, внаслідок чого проводити сушку без перемішування не доцільно.
При цьому перемішування можна проводити не тільки з пшеничного, а й житнього і будь-який інший борошном, що має вологість не вище стандартної - 15,0%.
Першу стадію сушки проводять змішуванням сирої клейковини з борошном у співвідношенні (5 ÷ 50) :( 95 ÷ 50) з одночасним подрібненням. Залежно від співвідношення сирої клейковини і борошна отримують суміші з різною вологістю. На фіг.2 представлені параметри - співвідношення сирої клейковини і муки, при яких отримують харчової клейковини продукт консистенції від сипучої творожистой (50:50) до порошкоподібної, з рівномірним розподілом часток борошна і клейковини. На основі сипучих властивостей отриманого продукту і перерозподілу в ньому частинок борошна і клейковини між собою можна проводити другу стадію сушки.
На Фіг.3 наведено зміна вологості суміші сирої клейковини і борошна в процесі сушіння при різній температурі сушильного агента - від 13,4 до 73,9 ° С. Як видно з графіка, при температурі 13,4 ° С процес сушіння тривалий і не дозволяє отримати вологість продукту 10% і нижче. При м'якому температурному режимі сушки з температурою сушильного агента 55 ° С до вологості 5%, що забезпечує тривале зберігання сухої пшеничної клейковини, тривалість сушіння становить 80 хв.
При температурі 73,9 ° С час сушіння при тій же вихідній вологості клейковини - 29,4% скорочується до 20-30 хв, однак для збереження її якості, щоб уникнути денатурації білкових речовин температура сушильного агента не повинна перевищувати 55 ° С і складати інтервал 45 -55 ° С. Таким чином, температура сушильного агента 55 ° С дозволяє за досить короткий час (80 хв) отримувати продукт з збереженими нативними властивостями клейковини (реологическими властивостями, якістю, гідратаціонной здатністю) і вологістю, що забезпечує зберігання продукту протягом тривалого часу (1 рік і більше) .
В результаті виконання запропонованих операцій досягається отримання клейковинного продукту зі збереженням його нативних властивостей.
У прикладах 1-3 наводиться обгрунтування діапазону зміни вмісту клейковини в суміші з борошном, технологія приготування харчового клейковинного продукту і параметри сушіння.
При отриманні клейковини в лабораторних умовах провели розмелювання зерна пшениці на млині МЛУ 202 (типу Бюлер) з отриманням борошна 80% -ного виходу. Отримана борошно мала масову частку сирої клейковини 26,8%, масову частку сухої клейковини 10,00% і якість 68 од. ІДК.
Потім з 50 г борошна і 28 мл води в тестомесілке ЕТК замісили тісто, розкатали його в пластину і поклали в чашу з водою при температурі 18 ± 2 ° С на відлежування протягом 10 хв. Після гідратації тісто поклали в робочу камеру пристрою типу МОК і провели відмивання клейковини по режиму для борошна 1-го сорту [9]. Після закінчення відмивання джгути сирої клейковини вийняли з робочої камери пристрою МОК і помістили 3 г сирої клейковини у вигляді невеликих шматочків довжиною 1-3 см в млин лабораторну ЛЗМ з числом оборотів робочого органа 1700 об / хв. Туди ж помістили 57 г борошна пшеничного при співвідношенні з сирої клейковиною 95: 5 і провели подрібнення сирої клейковини в млині ЛЗМ з одночасним інтенсивним перемішуванням з борошном протягом 1-2 хв.
Після закінчення перемішування визначили вологість отриманої суміші клейковини з борошном за допомогою сушильного шафи СЕШ-3М. Вологість отриманої суміші склала 15,5%.
Отриманий продукт з вологістю 15,5% помістили на дно лабораторної сушильної установки ЛСА і провели сушку в псевдозрідженому шарі повітрям, нагрітим до температури 55 ° С при швидкості потоку 0,5 м / с зі зменшенням до 0,1 м / с в міру висушування продукту для запобігання виносу висушених частинок. Тривалість сушіння до вологості менше 10%, що забезпечує тривале зберігання, склала 20 хв. Суміш мала порошкоподібний вигляд і за кольором, запахом, сипучості і консистенції нічим не відрізнялася від муки.
Отриману сиру клейковину за прикладом 1 в кількості 4 г помістили в лабораторну млин ЛЗМ, туди ж внесли 12 г пшеничного борошна, тобто співвідношення клейковини і борошна склало 25:75, і провели подрібнення сирої клейковини в млині ЛЗМ з одночасним інтенсивним перемішуванням з борошном протягом 1-2 хв.
Після закінчення перемішування визначили вологість отриманої суміші клейковини з борошном за допомогою сушильного шафи СЕШ-3М. Вологість отриманої суміші склала 16,4%. Суміш мала порошкоподібний вигляд, за кольором була кілька жовтіше борошна, по запаху і сипучості не відрізнялася від муки, на дотик відчувалася крупитчатая.
Отриманий продукт з вологістю 16,4% помістили на дно лабораторної сушильної установки ЛСА і провели сушку в псевдозрідженому шарі повітрям, нагрітим до температури 55 ° С при швидкості потоку 0,5 м / с зі зменшенням до 0,1 м / с в міру висушування продукту для запобігання виносу висушених частинок. Тривалість сушіння до вологості менше 10%, що забезпечує тривале зберігання, склала 23 хв. Суміш мала порошкоподібний вигляд і по запаху, сипучості і консистенції не відрізнялася від борошна; колір мав кремовий відтінок.
Отриману сиру клейковину за прикладом 1 в кількості 8 г помістили в лабораторну млин ЛЗМ, туди ж внесли 8 г пшеничного борошна, тобто співвідношення клейковини і борошна склало 50:50, і провели подрібнення сирої клейковини в млині ЛЗМ з одночасним інтенсивним перемішуванням з борошном протягом 1-2 хв.
Після закінчення перемішування визначили вологість отриманої суміші клейковини з борошном за допомогою сушильного шафи СЕШ-3М. Вологість отриманої суміші склала 37,4%. Суміш знизила сипкість і являє собою сирнистий масу, що зберігає сипкість.
Отриманий продукт з вологістю 37,4% помістили на дно лабораторної сушильної установки ЛСА і провели сушку в псевдозрідженому шарі повітрям, нагрітим до температури 55 ° С при швидкості потоку 0,5 м / с зі зменшенням до 0,1 м / с в міру висушування продукту для запобігання виносу висушених частинок. Тривалість сушіння до вологості менше 10%, що забезпечує тривале зберігання, склала 90 хв. Після сушіння висушену суміш додатково подрібнюють у лабораторному млині ЛЗМ. Якість клейковини до сушки склало 86 од. ІДК, після сушки - 86 од. ІДК. Суміш мала порошкоподібний вигляд і по запаху, сипучості і консистенції не відрізнялася від борошна; колір мав жовтий відтінок.
Таким чином, використовуючи пропоноване винахід, можна розширити асортимент натуральних покращувачів, які можна застосовувати безпосередньо на підприємствах борошномельної промисловості для підвищення хлібопекарських властивостей борошна з можливістю отримання покращувача безпосередньо на мірошницькому підприємстві, а також будь-якому іншому підприємстві, де використовується пшеничне борошно і її білкова складова йде в відходи.
3. Кретович В.А. Токарєва Р.Р. Проблема харчової повноцінності хліба. - М. Наука, 1978. - с.169-170.
4. А.с. СРСР №1457878, кл. А 21 D 8/02, опубл. 1989 р
7. Заявка Японії №58-58062, кл. А 23 J 3/02, опубл. 1983 р
9. ГОСТ 27839-88 Борошно пшеничне. Методи визначення кількості і якості клейковини.
формула винаходу
1. Спосіб отримання харчового клейковинного продукту, що містить нативну клейковину, що передбачає розмелювання зерна в борошно, заміс тесту з борошна і води в співвідношенні 100: (50 ÷ 56), відлежування тіста в воді до повної гідратації клейковини, відмивання клейковини, її віджимання і двухстадийную сушку, причому першу сорбционную стадію сушки проводять змішуванням сирої клейковини з борошном у співвідношенні (5 ÷ 50) :( 95 ÷ 50) з одночасним подрібненням, а на другий конвективного стадії сушки отриманий порошкоподібний продукт сушать повітрям, нагрітим до температури 45 ÷ 55 ° с п і швидкості потоку 0,5-0,1 м / с, в перемішувати шарі з додатковим подрібненням отриманого продукту після сушки.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що на другий конвективного стадії сушки як перемішуємо використовують псевдозріджений шар.