Способ производства перловой крупы, не требующей варки
Владельцы патента RU 2323592:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)
Изобретение относится к способу производства пищевых продуктов, а именно перловой крупы, не требующей варки. Способ включает очистку крупы от посторонних примесей, сортировку на фракции по крупности, увлажнение до влажности 17,0-18,0%, отволаживание в течение 15-20 минут. Затем крупу обрабатывают в аппарате типа «Пушка» при температуре нагрева 260-280°С в течение 2,0-2,5 минут и избыточном давлении 1,1-1,2 МПа. После чего полученный продукт разделяют на две фракции. Данное изобретение направлено на ускорение процесса производства при одновременном снижении энергоемкости, увеличение выхода продукта и обеспечение его пищевой ценности, а также снижение себестоимости получаемого таким способом продукта. 3 табл.
Изобретение относится к производству пищевых продуктов, а именно перловой крупы, не требующей варки.
Известен способ производства быстроразваривающегося продукта из перловой крупы, включающий замачивание крупы в 28-30%-ном растворе поваренной соли с температурой 20°С в течение 7 ч. Набухшую до влажности 40,0-45,0% крупу подвергают термообработке в кювете кондуктивным нагревом при температуре поверхностей нагрева 280-350°С и интенсивном перемешивании в течение 10 минут. Готовый продукт приобретает пористую структуру, высушен до влажности 3,0% и быстро восстанавливается в течение 3-4 минут (авторское свидетельство СССР 1369718, МПК А23L 1/10).
Основными недостатками этого способа получения быстроразваривающегося продукта из перловой крупы являются большая длительность, до 7 ч, обусловленная повышенными затратами времени на замачивание крупы в солевом растворе и интенсивном перемешивании в течение 10 минут, что может привести к комкованию получаемого продукта; высокая себестоимость продукции вследствие увеличенных потребностей в производственных площадях, связанных с необходимостью использования емкостей для замачивания.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ производства крупяных концентратов, не требующих варки при приготовлении пищи, включающий очистку крупы от посторонних примесей, мойку, варку острым паром до готовности и высушивание до содержания влажности 12-18%. Полученный полуфабрикат обрабатывают в аппарате типа «Пушка» в течение 10-12 минут при избыточном давлении 6-10 атм. (0,6-1,0 МПа). После этого его разделяют на две фракции в классификаторе или других подобных устройствах. Более легкая фракция представляет собой крупяной концентрат, не требующий варки, а более тяжелая используется как обычная быстроразваривающаяся крупа (авторское свидетельство СССР 197384, МПК А23L 1/182, А23L 1/40).
Основными недостатками описанного способа являются большая длительность процесса производства продукта (до 1,5-2,0 ч) при высокой энергоемкости, обусловленная повышенными затратами времени и энергии на мойку, варку крупы до готовности и сушку до влажности 12-18%, низкий выход получаемого продукта при высокой себестоимости вследствие использования таких операций, как мойка и варка крупы до готовности, что приводит к необходимости применения воды пищевого назначения, организации системы очистки воды и утилизации сточных вод, а также к неизбежным потерям сырья. Кроме того, при мойке и варке крупы до готовности происходит ее слипание в комья. Низкий выход продукта объясняется также тем, что полученная таким способом крупа не полностью используется как крупяной концентрат, не требующий варки, часть из которого применяется как обычная быстроразваривающаяся крупа.
Изобретением решается задача ускорения процесса производства перловой крупы, не требующей варки, при одновременном снижении энергозатрат, увеличение выхода этого продукта при обеспечении его высокой пищевой ценности, а также снижение себестоимости получаемого продукта, не требующего варки.
Для решения поставленной задачи в способе производства перловой крупы, не требующей варки, включающем очистку крупы от посторонних примесей, обработку в аппарате типа «Пушка» и последующее разделение на две фракции, согласно изобретению после очистки от посторонних примесей крупу сортируют на фракции по крупности и отбирают крупу №1, соответствующую проходу через сито с диаметром ячейки 4,0 мм и сходу с сита с диаметром ячейки 3,0 мм, а также крупу №2, соответствующую проходу через сито с диаметром ячейки 3,0 мм и сходу с сита с диаметром ячейки 2,5 мм, увлажняют до влажности 17,0-18,0%, отволаживают в течение 15-20 минут. Обработку в аппарате типа «Пушка» производят при температуре нагрева 260-280°С в течение 2,0-2,5 минут и при избыточном давлении 1,1-1,2 МПа.
Ускорение процесса производства до 0,5 ч при одновременном снижении энергозатрат обеспечивается за счет непродолжительного отволаживания в течение 15-20 минут и обработки в аппарате типа «Пушка» в течение 2,0-2,5 минут. Данный способ позволяет получить перловую крупу, не требующую варки, без такой длительной процедуры, используемой в способе-прототипе, как варка крупы острым паром до готовности, поскольку при этом крахмальные зерна ячменя набухают и клейстеризуются сравнительно медленно, что требует дополнительных затрат времени и энергозатрат. Также не требуются значительные затраты тепловой и электрической энергии на сушку крупы до влажности 12-18%.
Увеличение выхода продукта достигается за счет использования выровненной по крупности крупы №1, соответствующей проходу через сито с диаметром ячейки 4,0 мм и сходу с сита с диаметром ячейки 3,0 мм, крупы №2, соответствующей проходу через сито с диаметром ячейки 3,0 мм и сходу с сита с диаметром ячейки 2,5 мм, а также увлажнения до влажности 17-18% (таблица 3), обработки в аппарате типа «Пушка» при высокой температуре нагрева 260-280°С и избыточном давлении 1,1-1,2 МПа (таблица 1 и 2).
Высокая пищевая ценность перловой крупы, не требующей варки, обусловлена обработкой крупы в аппарате типа «Пушка» при избыточном давлении 1,1-1,2 МПа, температуре нагрева 260-280°С вследствие происходящей глубокой декструкции крахмала до декстринов, что подтверждается ростом содержания декстринов (таблица 2); в результате происходящих изменений в свойствах продукта крахмал становится более доступным для ферментов пищеварительного тракта, повышается усвояемость крахмала и питательная ценность готового продукта.
Снижение себестоимости получаемого продукта обусловлено уменьшением потерь сырья и повышением выхода продукта. Также исключается необходимость в организации системы очистки воды, использовании пара для варки крупы до готовности и продолжительном обрабатывании крупы в аппарате типа «Пушка» в течение 10-12 минут, что приводит к снижению энергозатрат, связанных с производством продукта.
Обработка крупы в аппарате типа «Пушка» при давлении пара до 1,1 МПа не приводит к значительному увеличению выхода перловой крупы, не требующей варки, так как не удается получить вспученную структуру продукта, а давление пара свыше 1,2 МПа ведет к чрезмерному разрушению крупы. Давление 1,1-1,2 МПа при обработке крупы в аппарате типа «Пушка» является оптимальным, так как приводит к снижению плотности крупы до 0,50-0,51 г/см3 и увеличению выхода перловой крупы до 92,0-98,0% (таблица 1).
При продолжительности обработки на аппарате типа «Пушка» менее двух минут и температурах нагрева от 220 до 300°С взорванные зерна не образуются или образуются в незначительном количестве (при продолжительности обработки 1,5 минуты). Это происходит из-за недостаточности времени воздействия высокой температуры (таблица 2), а также малой продолжительности этой обработки. При продолжительности обработки крупы в аппарате типа «Пушка» 2,0-2,5 минуты выход крупы значительно возрастает, и при температуре 260-280°С его максимальное значение составляет 96,0-98,0%. При дальнейшем увеличении температуры нагрева более 280°С выход продукта снижается, так как при увеличении продолжительности температурной обработки поверхность зерна запекается, образуется «корка», и при сбросе давления полученные пары внутри зерновки не могут разорвать оболочку и выйти наружу. При продолжительности обработки крупы в аппарате типа «Пушка» более 2,5 минут и при температуре нагрева 220-300°С выход крупы также снижается, поскольку, чем больше продолжительность обработки, тем сильнее высыхают клейстеризованные крахмальные пленки, и чтобы их разорвать, требуется значительное усилие.
В процессе обработки крупы в аппарате типа «Пушка» при температуре нагрева 260-280°С и продолжительности обработки 2,0-2,5 минуты происходит увеличение содержание декстринов до 17,82-18,0% в пересчете на сухое вещество и уменьшение плотности до 0,54-0,58 г/см3.
При взрывании крупы с влажностью 13,0% происходит снижение выхода продукции. Увлажнение крупы от 13,0 до 18,0% приводит к увеличению выхода продукта. Дальнейшее увеличение влажности с 18,0 до 23,0% снижает выход продукта (табл.3). Максимальный выход перловой крупы, не требующей варки, отмечается при влажности 17,0% и составляет 96,0%.
Способ производства перловой крупы, не требующей варки, осуществляется следующим образом. Перловую крупу очищают от посторонних примесей, сортируют на фракции по крупности и отбирают крупу №1, соответствующую проходу через сито с диаметром ячейки 4,0 мм и сходу с сита с диаметром ячейки 3,0 мм, а также крупу №2, соответствующую проходу через сито с диаметром ячейки 3,0 мм и сходу с сита с диаметром ячейки 2,5 мм (ГОСТ 5784-60 «Крупа ячменная. Технические условия»), увлажняют до влажности 17,0% и отволаживают в течение 20 минут для равномерного распределения влаги. Затем крупу обрабатывают в аппарате типа «Пушка» при температуре нагрева 280°С в течение 2,5 минут и избыточном давлении 1,2 МПа. После этого полученный продукт разделяют на две фракции. Более легкая фракция представляет собой перловую крупу, не требующую варки, а более тяжелую фракцию используют как обычную быстроразваривающуюся крупу. Влажность крупы после обработки взрыванием в аппарате типа «Пушка» составляет 7,0%. Для приготовления перловой каши перловую крупу, не требующую варки, полностью восстанавливают путем выдерживания в горячей воде для набухания в течение 3 минут.
Предлагаемый способ поясняется таблицей 1, на которой представлено влияние избыточного давления на плотность и выход перловой крупы, не требующей варки; таблицей 2, на которой представлено влияние температуры нагрева и продолжительности обработки в аппарате типа «Пушка» на выход и физико-химические свойства перловой крупы, не требующей варки, и таблицей 3, на которой представлено влияние влажности перловой крупы на выход перловой крупы, не требующей варки.
Пример конкретного выполнения способа производства перловой крупы, не требующей варки
Предварительно производят очистку перловой крупы от посторонних примесей, затем сортируют на фракции по крупности и отбирают крупу №1, соответствующую проходу через сито с диаметром ячейки 4,0 мм и сходу с сита с диаметром ячейки 3,0 мм, а также крупу №2, соответствующую проходу через сито с диаметром ячейки 3,0 мм и сходу с сита с диаметром ячейки 2,5 мм. Далее осуществляют возможность получения перловой крупы, не требующей варки, с использованием взрывания. Для этого крупу увлажняют до влажности 18,0% и отволаживают в течение 20 минут. Крупу обрабатывают в аппарате типа «Пушка» при температуре нагрева 280°С в течение 2,5 минут и избыточном давлении 1,2 МПа. После этого продукт разделяют на две фракции в концентраторе. Более легкая фракция представляет собой перловую крупу, не требующую варки, а более тяжелая - обычную быстроразваривающуюся крупу. Влажность крупы после взрывания составляет 7,0%. Выход процесса производства перловой крупы, не требующей варки, оценивают по плотности и содержанию декстринов (таблица 2).
Как видно из таблица 1, максимальный выход перловой крупы, не требующей варки, 98,0% и минимальное значение плотности 0,50 г/см3 достигается взрыванием крупы на аппарате типа «Пушка» при давлении сжатого воздуха 1,2 МПа.
Как видно из таблицы 2, оптимальные значения плотности перловой крупы 0,54 г/см3, содержание декстринов 18,0% в пересчете на сухое вещество получены, осуществляя взрывание крупы при температуре 280°С в течение 2,0 минут. Выход перловой крупы, не требующей варки, при этом составляет 98,0%. Перловая крупа, полученная по предлагаемому способу, представляет собой увеличенные в объеме пористые крупинки, которые имеют светло-кремовый цвет, приятный вкус и хрустящую консистенцию, с влажностью 6,0-7,0%. Для приготовления перловой каши перловую крупу, не требующую варки, полностью восстанавливают путем выдерживания в горячей воде для набухания в течение 3 минут. Полученная каша имеет запах и вкус, свойственные данному виду вареной крупы, без посторонних запахов и привкусов и рассыпчатую консистенцию.
Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом обеспечивает ускорение процесса производства крупы при одновременном снижении энергоемкости, обеспечение пищевой ценности, а также снижение себестоимости получаемого продукта.
| Таблица 1 Влияние избыточного давления на плотность и выход перловой крупы, не требующей варки | ||
| Давление пара, МПа | Плотность, г/см3 | Выход перловой крупы, не требующей варки, % |
| 0,8 | 0,61 | 80,5 |
| 0,9 | 0,54 | 85,7 |
| 1,0 | 0,52 | 86,0 |
| 1,1 | 0,51 | 92,0 |
| 1,2 | 0,50 | 98,0 |
| 1,3 | 0,55 | 96,4 |
| Таблица 2 Влияние температуры нагрева и продолжительности обработки в аппарате типа «Пушка» на физико-химические свойства перловой крупы, не требующей варки | ||||
| Температура, °С | Продолжительность обработки, минут | Выход перловой крупы, не требующей варки, % | Плотность, г/см3 | Содержание декстринов, %, в пересчете на сухое вещество |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 220 | 0,5 | - | 1,40 | 0,21 |
| 1,0 | - | 1,32 | 0,22 | |
| 1,5 | 2,0 | 1,09 | 0,21 | |
| 2,0 | 24,0 | 1,05 | 1,10 | |
| 2,5 | 39,0 | 0,95 | 1,32 | |
| 3,0 | 30,0 | 0,84 | 1,38 | |
| 240 | 0,5 | - | 1,36 | 0,30 |
| 1,0 | - | 1,21 | 0,28 | |
| 1,5 | 3,0 | 0,90 | 0,51 | |
| 2,0 | 52,0 | 0,78 | 6,87 | |
| 2,5 | 68,0 | 0,75 | 1,34 | |
| 3,0 | 32,0 | 0,68 | 2,46 | |
| 260 | 0,5 | - | 1,38 | 0,31 |
| 1,0 | 4,0 | 1,1 | 0,29 | |
| 1,5 | 49,0 | 0,66 | 1,20 | |
| 2,0 | 98,0 | 0,55 | 17,82 | |
| 2,5 | 93,0 | 0,56 | 15,98 | |
| 3,0 | 89,0 | 0,60 | 12,20 | |
| 280 | 0,5 | - | 1,36 | 0,24 |
| 1,0 | 6,0 | 1,08 | 0,26 | |
| 1,5 | 62,0 | 0,58 | 3,30 | |
| 2,0 | 98,0 | 0,54 | 18,00 | |
| 2,5 | 96,0 | 0,58 | 16,38 | |
| 3,0 | 70,0 | 0,54 | 17,86 | |
| 300 | 0,5 | - | 1,12 | 0,19 |
| 1,0 | 27,0 | 0,70 | 0,20 | |
| 1,5 | 86,0 | 0,54 | 8,85 | |
| 2,0 | 76,0 | 0,60 | 17,32 | |
| 2,5 | 72,0 | 0,50 | 16,24 | |
| 3,0 | 40,0 | 0,56 | 16,59 |
| Таблица 3 Влияние влажности перловой крупы на выход перловой крупы, не требующей варки | |
| Влажность перловой крупы, % | Выход перловой крупы, не требующей варки, % |
| 13,0 | 91,2 |
| 15,0 | 93,1 |
| 17,0 | 96,0 |
| 18,0 | 95,7 |
| 19,0 | 95,2 |
| 21,0 | 92,2 |
| 23,0 | 88,9 |
Способ производства перловой крупы, не требующей варки, включающий очистку крупы от посторонних примесей, обработку в аппарате типа «Пушка» и последующее разделение на две фракции, отличающийся тем, что после очистки от посторонних примесей крупу сортируют на фракции по крупности и отбирают крупу №1, соответствующую проходу через сито с диаметром ячейки 4,0 мм и сходу с сита с диаметром ячейки 3,0 мм, а также крупу №2, соответствующую проходу через сито с диаметром ячейки 3,0 мм и сходу с сита с диаметром ячейки 2,5 мм, увлажняют до влажности 17,0-18,0%, отволаживают в течение 15-20 мин, а обработку в аппарате типа «Пушка» производят при температуре нагрева 260-280°С в течение 2,0-2,5 мин и при избыточном давлении 1,1-1,2 МПа.
