Способ производства высокобелковой основы из зерна пшеницы для приготовления пищевого продукта


 


Владельцы патента RU 2453126:

Государственное научное учреждение Сибирский научно-исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СибНИИП Россельхозакадемии) (RU)

Изобретение относится к пищевой промышленности. Зерно пшеницы измельчают до фракции мучного помола и увлажняют его водой в соотношении 1:2. Осуществляют ферментативный гидролиз. Протосубтилином Г-ЗХ в концентрации 0,3% в течение 22 часов при 45-50°С и рН 6,5-7,5. Разделяют увлажненную массу центрифугированием на осадок и фугат. Изобретение позволяет получить продукт, обладающий высокой концентрацией незаменимых лимитирующих аминокислот. 3 табл.

 

Изобретение относится к производству пищевых продуктов из растительного сырья.

Известно, что обеспечение полноценного белкового питания человека в нашей стране является социально значимой задачей. Наиболее оптимально она могла бы быть решена за счет продуктов животного происхождения. Однако в современных условиях она не может быть полностью реализована из-за дефицита указанных продуктов. В то же время установлено, что обеспечение полноценного белкового питания человека возможно и на основе растительной пищи, особенно для вегетарианцев.

Доказано, что у людей, придерживающихся вегетарианства, реже возникают заболевания сердечно-сосудистой системы (например, поражение сердечной мышцы - инфаркт миокарда), отдельные виды онкологической патологии. Вегетарианцы реже страдают от избыточной массы тела.

Экономически наиболее доступной растительной пищей являются зерновые. Однако по химическому скору видов зерновых, производимых в Сибири: пшеница, ячмень, овес, рожь, установлено, что они имеют лимитирующие аминокислоты. Причем первой лимитирующей кислоты (лизина) в зерновых культурах явно недостаточно, поэтому создание полноценных по белку продуктов из нативных зерновых не представляется возможным.

Концентрация лизина в распространенных зерновых (пшеница, рожь, овес, ячмень) составляет от 340 до 390 мг на 100 г съедобной части продукта (Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов, органических кислот и углеводов. Под ред. д.м.н. М.Ф.Нестерина. М.: Пищевая промышленность. 1979). Концентрация же лизина в мясном сырье выше примерно в 4 раза (мышечная ткань говядины, например, содержит 1624 мг лизина в 100 г продукта). Поэтому количество лизина, поступившее в организм с 230 г мясного продукта (ежедневная медицинская норма потребления мяса), может быть обеспечено и при потреблении примерно 900 г зерновых (т.е. примерно 1,4 кг хлебных изделий). Однако такой режим вегетарианского питания будет предельно далек от физиологически рационального.

Лизин относится к тем незаменимым аминокислотам, которые регулируют основные физиологические функции человека и увеличивают интенсивность роста. Недостаток его в пище приводит к нарушению процессов кроветворения, снижению количества эритроцитов и содержания в них гемоглобина. Нарушается азотистое равновесие. Норма потребления лизина в соответствии с данными института питания составляет 3-5 г/сутки (Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах для различных групп населения в РФ. Методические рекомендации. 2008; Справочник по диетологии. Под ред. академика АМН СССР А.А.Покровского. М.: Медицина, 1981).

Наиболее близким аналогом нами принят патент №2346461 «Способ получения глюкозо-мальтозо-аминокислотной кормовой добавки из зерна злаковых культур пшеницы и ржи». В данном способе измельченное сырье загружают в диспергатор, после чего заливают электроактивированной водой с заданным значением рН 4,5-5, образованную суспензию разжижают амилолитическими и протеолитическими ферментами, а температуру гидролизата поддерживают на уровне 60-65°С.

Недостатком указанного способа является низкое содержание в полученной смеси незаменимых аминокислот, % (треонин - 0,09, валин - 0.16, метионин - 0,04, изолейцин - 0,18, лейцин - 0,26, фенилаланин - 0,14, лизин - 0,09).

Технической задачей настоящего изобретения является выделение аминокислот из зернового сырья и их последующее использование для разработки полноценного белкового продукта. Способ основан на том, что большинство аминокислот в той или иной степени водорастворимы. Лизин же отличается более высокой растворимостью в воде.

Техническим результатом изобретения является получение растительного продукта, обладающего высокой концентрацией незаменимых лимитирующих аминокислот.

Способ осуществляется следующим образом. На первом этапе зерно предварительно измельчают на мельнице до фракции мучного помола.

Поскольку крахмал (основная фракционная составляющая зерновых) имеет больший удельный вес, чем белок и не растворим в воде комнатной температуры, то после центрифугирования (сепарирования) он поступает в осадок. В фугат же поступят отделенные от белка протеолитическими ферментами и растворенные в воде аминокислоты.

Измельченную зерновую массу увлажняют водой из расчета 1:2, вносят Протосубтилин Г-ЗХ активностью 70 ед./г из расчета 0,3% от веса сухого вещества зерна пшеницы. Полученный субстрат подвергается ферментации в течение 22 часов. Для создания оптимальных условий ферментации увлажненную массу подогревают до 45-50°С и доводят ее до величины рН 6,5-7,5.

В результате процесса ферментации происходит частичное расщепление крахмала зерновых до простых сахаров, а белков - до полипептидов и аминокислот, которые легко перевариваются в пищеварительном тракте человека. Ферментированную массу направляют на центрифугирование (3000 об/мин) или сепарирование, где происходит ее разделение на осадок и фугат. Фугат представляет собой переработанное зерновое сырье с высоким содержанием полипептидов и аминокислот, которые можно будет использовать как основу для производства полноценного белкового вегетарианского продукта. Указанный способ позволяет извлечь из пшеницы до 40% лизина. Осадок, содержащий значительную долю крахмала и простых сахаров, может быть использован на корм сельскохозяйственных животных.

В итоге выполненных биохимических анализов установлено, что

полученные продукты содержат следующие питательные вещества:

Таблица 1
Результаты химического анализа
Показатели Осадок зерновой (пшеница) Фугат (пшеница)
1 Влажность, % 52,83 82,32
2 Сырой протеин, % 14,33 10,48
3 Сахар, % 9,57 6,36
4 Крахмал, % 10,93 следы
Аминокислоты, % на сухое вещество
1 Треонин 0,89 2,25
2 Валин 1,33 3,0
3 Метионин 0,66 0,26
4 Изолейцин 1,12 3,6
5 Лейцин 3,2 6,4
6 Фенилаланин 1,23 2,93
7 Лизин 0,7 1,9

Предлагаемый способ производства высокобелкового продукта из зерна пшеницы открывает возможности его использования в производстве пищевых продуктов в качестве ингредиента комбинированного продукта.

Анализ полученных экспериментальных данных и научно-технической информации показывает, что по содержанию лизина фугат не уступает коровьему молоку.

Таблица 2
Содержание лизина в 100 г в перерасчете на сухое вещество, мг*
Молоко коровье Молоко сухое цельное Фугат
2055 1846 1923
*Справочник. Химический состав пищевых продуктов. Под ред. И.М.Скурихина и М.Н.Волгарева. М.: ВО Агропроиздат, 1987.

В кулинарии фугат возможно использовать в рецептуре, например, картофельного пюре взамен коровьего молока без снижения содержания лизина в готовом продукте.

Таблица 3
Содержание лизина в различных рецептурах картофельного пюре естественной влажности, мг
Состав картофельного пюре Рецептура на 100 г Содержание лизина, мг в 100 г сырья
Картофель 100 г + вода 100 г картофель 135
Картофель 100 г + коровье молоко 15 г 86,96 г картофель + 13,04 г молока 151,4
Картофель 100 г + фугат 15 г 86,96 г картофель + 13,04 г фугата 161,7
Примечание: содержание лизина в 100 г картофеля - 135 мг;
содержание лизина в 15 г коровьего молока - 39,15 мг (справочник Скурихина И.М.).
Содержание лизина в 15 г фугата - 51,0 мг (расчет приведен в пояснительной записке).

В результате реализации указанного способа создается продукт растительного происхождения с высокой концентрацией белка.

Способ производства высокобелковой основы из зерна пшеницы для приготовления пищевого продукта, включающий измельчение зерна пшеницы до фракции мучного помола, увлажнение его водой в соотношении 1:2, ферментативный гидролиз Протосубтилином Г-ЗХ в концентрации 0,3% в течение 22 ч при 45-50°С, рН 6,5-7,5, разделение увлажненной массы центрифугированием на осадок и фугат.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве хлебобулочных и мучных кулинарных изделий. .
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к получению кормовой биологически активной белково-углеводной добавки, обладающей пробиотическими свойствами, на основе крупнотоннажного отхода пивоваренного производства - зерновой дробины.
Изобретение относится к композициям и пищевым продуктам, изготовленным из овсяных фракций. .

Изобретение относится к модификации крахмала в зерновых продуктах, таких как овес. .

Изобретение относится к способу выделения ценных фракций из отрубей злаков (отрубей пшеницы, ячменя, овса и рисовой шелухи). .

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в мукомольной, спиртовой и других отраслях промышленности, в которых используется зерно пшеницы и/или мука из нее, для получения пищевого клейковинного продукта.

Изобретение относится к способу получения клейковинного продукта и может быть применено в мукомольной, спиртовой и других отраслях промышленности для получения клейковинного продукта, являющегося самостоятельным белковым продуктом, или в виде пищевой добавки для улучшения качества муки.
Изобретение относится к получению белковых продуктов. .
Изобретение относится к пищевой промышленности
Изобретение относится к производству пищевых продуктов и касается получения аминокислотного биокомпозита из отрубей

Изобретение относится к пищевой промышленности. Разводят пшеничный глютен в воде с гидромодулем не менее 1:1. Корректируют pH суспензии до значения не более 6,8. Добавляют фермент-протеазу, в качестве которого используют фермент грибного происхождения и/или фермент бактериального происхождения. Нагревают полученную смесь до температуры от 30ºС до 70ºС. Вводят желатин в суспензию в количестве не более 20% или не более 50% от массы глютена для совместного ферментативного гидролиза. При этом момент добавления желатина определяют исходя из требуемой степени его гидролиза: для максимальной степени гидролиза желатин вводят до введения фермента, а для минимальной степени гидролиза желатин вводят незадолго до конца гидролиза. Изобретение заключается в обеспечении более объемной, плотной и устойчивой пены и уменьшении необходимого времени взбивания. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

Изобретение относится к способу получения этилового спирта и белкового продукта из зернового сырья. Способ предусматривает измельчение зернового сырья, его экструдирование и ферментативный гидролиз в одной экструзионно-гидролитической установке с подачей воды и ферментных препаратов, осахаривание и спиртовое брожение. В экструзионо-гидролитической установке с выдержкой 1,5 ч при 58°C получают осахаренное сусло с содержанием растворимых сухих веществ 33%. При этом используют α-амилазу 3 ед/г крахмала, Брюзайм BGX 0,5 ед. КС/г сырья, глюкоамилазу 12 ед. ГлС/г крахмала, нейтральную протеазу 0,15 ед. ПС/г сырья. Полученное сусло разделяют на жидкую и твердую фракции в центробежном поле. Твердый осадок подвергают первой промывке водой с гидромодулем 1:1, центрифугируют и промывные сахаросодержащие воды возвращают в осветленное сусло, тем самым разбавляя его до 21% СВ. Затем добавляют кислую протеазу 0,25 ед. ПС/г сырья, выдерживают 60 мин при 55°C и отправляют на брожение, а твердый осадок подвергают второй промывке водой с гидромодулем 1:1. После чего центрифугируют и выделяют очищенный белок. Промывные сахаросодержащие воды возвращают в экструдер-гидролизатор для следующего ферментативного гидролиза. Способ позволяет снизить потери зернового сырья при осуществлении процесса. 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Нативную клейковину вводят в зону технологической обработки, находящейся непосредственно в камере двухшнекового экструдера. Клейковину увлажняют до 35-45% путем введения воды/водяного пара в камеру, подвергают непрерывной экструзионной обработке 30-50 с при скорости вращения шнеков 350 об/мин и давлении 50-70 атм. При этом нагревают за 30-50 с до температуры обработки - 160°C. Удельная механическая энергия в пределах 380-410 кДж/кг. Обработанную нативную клейковину перемещают из зоны технологической обработки в матрицу. Полученную белковую массу продавливают вращающимися шнеками через диаметр отверстий фильеры матрицы - 3 мм. Режут выходящий жгут текстурата на гранулы, охлаждают и сушат. Изобретение направлено на повышение качества целевого продукта, сохранение на высоком уровне биологической и пищевой ценности сырья, подавлении патогенной микрофлоры и получение продукта с заданными показателями, с высоким содержанием белка в текстурате. 1 табл.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Измельчают шелуху гречихи, осуществляют гидролиз сырья раствором гидроксида натрия при соотношении их веса от 1:3 до 1:20. Выдерживают смесь от 2 до 6 ч при температуре 50-110°С. Полученный материал охлаждают до 25-40°С и нейтрализуют соляной кислотой до рН=6-7. Вводят в материал ферментный препарат целлюлолитического действия в количестве 0,01-0,4% от массы смеси. Выдерживают в течение 0,5-6 ч при температуре 30-60°С и инактивируют фермент в течение 5 мин при температуре 100°С. Охлаждают, отделяют гречневый гидролизат фильтрацией, а осадок высушивают до влажности 9-11% при щадящих температурных режимах при температуре 20±2°С. Изобретение обеспечивает сокращение продолжительности гидролиза и получение легкоусвояемого пищевого продукта 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 пр.

Изобретение относится к cпособу концентрации частиц белка и крахмала тритикалевой муки методом пневмоклассификации. Способ предусматривает очистку и помол зерна тритикале на вальцовых станках до крупности частиц не более 100 мкм, разделение тритикалевой муки на белковую и углеводную фракции на установке пневмоклассификации с предельным количеством пропусков измельченной муки через центробежно-осевой роторный пневмоклассификатор равным трем, при этом на каждом пропуске, следующем за первым, пневмоклассифицируют углеводную и белково-углеводную фракции, полученные на предыдущем пропуске, при производительности установки при первом пропуске 55-58 кг/ч и 72-74 кг/ч при втором и третьем пропуске со скоростью уноса частиц в аппарате пневмоклассификатора - в пределах 1,0-1,5 м/с и окружной скоростью ротора 70 м/с. Изобретение направлено на создание эффективного и недорогого «сухого» способа производства белковой и углеводной муки из зерна тритикале, упрощение технологического процесса производства, снижение себестоимости изготовления, улучшение потребительских свойств и расширение ассортимента готовой продукции. 1 ил., 3 табл.
Наверх