Способ получения гидролизата из шелухи гречихи в качестве замены какао-порошка для пряничных и кондитерских изделий



Способ получения гидролизата из шелухи гречихи в качестве замены какао-порошка для пряничных и кондитерских изделий
Способ получения гидролизата из шелухи гречихи в качестве замены какао-порошка для пряничных и кондитерских изделий

 


Владельцы патента RU 2545349:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) (RU)

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 пищевой промышленности и может быть использовано в производстве сухих сахаристых и белковых пищевых добавок для замены какао-порошка в отделочных полуфабрикатах для пряничных и мучных кондитерских изделий.

Известен способ получения гидролизата, заключающийся в том, что гидролиз хлопковой шелухи осуществляют серной кислотой в органических растворителях. Затем проводят нейтрализацию гидроксидом натрия, разделение смеси дистиллята, очистку и сушку (см. М.И. Горяев и др. «Гидролиз хлопковой шелухи концентрированной серной кислотой в органических растворителях с применением низкочастотной вибрации». Труды Академии наук Казахской ССР, том 27, 1970, с. 37-42).

Недостатком данного способа является использование экологически опасных органических растворителей и серной кислоты.

Известен также способ получения гидролизата из растительного сырья, включающий его измельчение и гидролиз гидроксидом натрия с последующей нейтрализацией соляной кислотой полученного гидролизата. В качестве растительного сырья используют рисовую шелуху (см. RU 2262242, МПК A23J 1/12, 2005 г.).

Недостатками прототипа являются продолжительность процесса гидролиза и невозможность пищевого использования гидролизата.

Задачей, решаемой данным изобретением, является сокращение продолжительности процесса гидролиза при получении легкоусвояемого пищевого продукта - сахаро- и протеинсодержащего гидролизата из гречневой шелухи.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в сокращении продолжительности процесса гидролиза, получении легкоусвояемого пищевого продукта, где неусвояемая клетчатка переведена в более легкоусвояемые сахара - полуфабриката, окрашенного за счет меланинового красителя для замены какао-порошка в отделочных полуфабрикатах для пряничных и мучных кондитерских изделий.

Поставленная задача решается тем, что способ получения гидролизата из шелухи гречихи в качестве замены какао-порошка для пряничных и кондитерских изделий, включающий ее измельчение и гидролиз раствором гидроксида натрия с последующей нейтрализацией полученного гидролизата соляной кислотой, отличается тем, что гидролиз шелухи гречихи осуществляют при соотношении их веса от 1:3 до 1:20, после чего выдерживают от 2 до 6 ч при температуре 50-110°С, далее полученный материал охлаждают, предпочтительно до 25-40°С, и нейтрализуют до рН=6-7, затем в него вводят ферментный препарат целлюлолитического действия в количестве 0,01-0,4% от массы смеси, после чего выдерживают в течение 0,5-6 ч при температуре 30-60°С, а затем инактивируют фермент, для чего выдерживают полученный раствор в течение 5 мин при температуре 100°С, после чего его охлаждают, отделяют гречневый гидролизат фильтрацией, а осадок высушивают до влажности 9-11% при щадящих температурных режимах, предпочтительно при температуре 20±2°С. Кроме того, для гидролиза используют 0,1-1 н. раствор гидроксида натрия.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Использование шелухи гречихи позволяет получить природный краситель на основе пигмента меланина. Он участвует в репарации ДНК, нейтрализует продукты перекисного окисления липидов, служит модулятором таких важных систем клеточного метаболизма, как фото - и радиопротекция. Меланин обеспечивает надежную защиту клеточных систем от факторов мутагенной и канцерогенной природы. Катализирует многие биохимические процессы.

При этом измельчение шелухи позволяет достичь равномерного распределения сырья и гидролизующего агента, что увеличивает глубину гидролиза, позволяет получить более интенсивную окраску гидролизата и сократить продолжительность гидролиза.

Признаки, указывающие, что «гидролиз шелухи гречихи осуществляют при соотношении их веса от 1:3 до 1:20», - соотношение выбрано исходя из того, чтобы, с одной стороны, было смочено все гидролизуемое сырье, а, с другой стороны, раствора должно быть достаточно много для поддержания высокой скорости протекания гидролитического расщепления целлюлозы. При этом выход за пределы ниже 1:20, обеспечивая высокую скорость процесса, снижает его производительность из-за низкой разовой загрузки реактора сырьем и эффективность использования гидроксида натрия, а выход за пределы выше 1:3, обеспечивая высокую эффективность использования гидроксида натрия, снижает скорость процесса и полноту гидролизации, а также снижает эффективность использования сырья.

Признак, указывающий, что смесь «выдерживают от 2 до 6 ч при температуре 50-110°С», обеспечивает предварительную подготовку сырья к последующей ферментной обработке, т.е. проникновение эстрогенов в растительную ткань шелухи гречихи, в результате чего происходит разрыхление клетчатки.

Признаки, указывающие, что «полученный материал охлаждают, предпочтительно до 25-40°С, и доводят до рН=6-7», обеспечивают оптимизацию температуры и рН сырьевой смеси до параметров, наиболее благоприятных для последующей ферментной обработки.

Признаки, указывающие, что в полученный материал «вводят ферментный препарат целлюлолитического действия в количестве 0,01-0,4% от массы смеси, после чего выдерживают в течение 0,5-6 ч при температуре 30-60°С», обеспечивают высокую скорость ферментного гидролиза гречневой шелухи, при этом происходит наибольшая потеря сухих веществ шелухой и увеличивается ее хрупкость. Вариация продолжительности процесса ферментного гидролиза в основном определяется концентрацией фермента, при этом она также зависит (хотя и не столь существенно) и от температуры. При этом снижение концентрации ниже 0,01% приводит к резкому росту продолжительности процесса ферментного гидролиза, а повышение концентрации выше 0,4% приводит к резкому росту расхода фермента, но не способствует снижению продолжительности процесса ферментного гидролиза.

Признаки «затем инактивируют фермент, для чего выдерживают полученный раствор в течение 5 мин при температуре 100°С», останавливают процесс ферментного гидролиза.

Признаки, указывающие, что после инактивации фермента полученный раствор «охлаждают, отделяют гречневый гидролизат фильтрацией…», упрощают обращение с продуктами гидролиза и позволяют получить гидролизат и осадок.

Признак, указывающий, что «осадок высушивают до влажности 9-11% при щадящих температурных режимах, предпочтительно при температуре 20±2°С», задает параметр, регламентирующий процесс сушки, и позволяет получить сухой порошкообразный продукт, который не подвергается порче при длительном хранении и транспортировке.

Признаки дополнительного пункта формулы изобретения указывают оптимальные концентрации гидролизирующего раствора.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве сырья используют шелуху гречихи. Шелуху гречихи измельчают перед щелочным гидролизом до тонкодисперсной однородной массы, что позволяет достичь равномерного распределения сырья и гидролизующего агента, и смешивают с гидроксидом натрия при соотношении их веса от 1:3 до 1:20. Основная проблема в том, что высокая плотность межмолекулярной упаковки различных веществ в клеточных структурах шелухи препятствует проникновению эстрогенов в растительную ткань шелухи, поэтому для разрыхления клетчатки проводят гидролиз гречневой шелухи. Оптимальным вариантом щелочного гидролиза является гидролиз, проведенный 0,1-1 н. раствором NaOH (ГОСТ 4328) (наибольший процент распространения растворимых веществ замечен в образце, растворителем которого являлся NaOH 0,6 н. см. табл. 1) при температуре 50-110°С.

Гидролиз проводят в 2 стадии. Щелочной гидролиз гречишной шелухи проводят гидроксидом натрия (NaOH) в пределах от 2 до 6 ч, при температуре 50-110°С. Нейтрализацию NaOH гидролизата гречневой шелухи проводят соляной кислотой HCl (ГОСТ 3118-77), соответствующей концентрации до достижения заданной кислотности рН=6-7. Реакцию проводят при охлаждении раствора предпочтительно до 25-40°С, т.к. происходит выделение большого количества теплоты.

После щелочного проводят ферментный гидролиз гречневой шелухи. Для этого в названную смесь вводят ферментный препарат целлюлолитического действия (например, «Целлолюкс - F» или «Целловиридин Г20Х») в количестве 0,01-0,4% от массы смеси, после чего выдерживают в течение 0,5-6 ч при температуре 30-60°С, при этом происходит наибольшая потеря сухих веществ шелухой гречихи и увеличивается ее хрупкость. При этом выход концентрации препарата за пределы ниже 0,01% от массы смеси приводит к низкой скорости процесса (продолжительность которого превышает 6 ч даже при оптимальном температурном режиме), а выход за пределы выше 0,4% от массы смеси приводит к резкому росту расхода фермента, но не способствует снижению продолжительности процесса ферментного гидролиза.

Затем проводят инактивацию фермента путем выдержки гречневого гидролизата в течение 5 мин, например, на водяной бане при температуре 100°С, после чего его охлаждают. Полученную массу фильтруют через фильтровальную бумагу и получают гречневый гидролизат и сухой остаток. Фильтрат представляет собой жидкость насыщенного темно-коричневого цвета с кисловатым запахом гречихи, а осадок высушивают при щадящих температурных режимах (при температуре 20±2°С) до влажности 9-11%.

Примеры осуществления способа получения гидролизата из шелухи гречихи.

Пример 1. Просеянную шелуху измельчают в течении 5 мин и обрабатывают 1 н. гидроксидом натрия, выдерживают в течении 1 ч при температуре 85°С с последующей нейтрализацией 1 н. соляной кислотой полученного гидролизата, далее смесь гидролизата и гидролизованной гречневой шелухи охлаждают, предпочтительно до 40°С, и нейтрализуют до рН=7, затем в названную смесь вводят ферментный препарат целлюлолитического действия «Целловиридин Г20Х» в количестве 0,01% от массы смеси, после чего выдерживают в течение 6 ч при температуре 40°С, а затем инактивируют фермент, для чего выдерживают полученный раствор в течение 5 мин при температуре 100°С, после чего его охлаждают, отделяют гречневый гидролизат фильтрацией, а осадок высушивают при температуре 30°С до влажности 9-11%.

Пример 2. Просеянную шелуху измельчают в течение 1 мин и обрабатывают 0,5 н. гидроксидом натрия, выдерживают в течение 2 ч при температуре 90°С с последующей нейтрализацией 0,5 н. соляной кислотой полученного гидролизата, далее смесь гидролизата и гидролизованной гречневой шелухи охлаждают, предпочтительно до 30°С, и нейтрализуют до рН=6, затем в названную смесь вводят ферментный препарат целлюлолитического действия «Целловиридин Г20Х» в количестве 0,4% от массы смеси, после чего выдерживают в течение 0,6 ч при температуре 30°С.

Последующие процессы инактивации фермента, охлаждения продукта и сушки осадка соответствуют примеру 1.

Пример 3. Просеянную шелуху измельчают в течение 2 мин и обрабатывают 0,2 н. гидроксидом натрия, выдерживают в течение 5 ч при температуре 75°С с последующей нейтрализацией 0,2 н. соляной кислотой полученного гидролизата, далее смесь гидролизата и гидролизованной гречневой шелухи охлаждают, предпочтительно до 25°С, и нейтрализуют до рН=6, затем в названную смесь вводят ферментный препарат целлюлолитического действия «Целловиридин Г20Х» в количестве 0,015% от массы смеси, после чего выдерживают в течение 5 ч при температуре 50°С.

Последующие процессы инактивации фермента, охлаждения продукта и сушки осадка соответствуют примеру 1.

Пример 4. Просеянную шелуху измельчают в течение 3 мин и обрабатывают 0,7 н. гидроксидом натрия, выдерживают в течение 3 ч при температуре 65°С с последующей нейтрализацией 0,7 н. соляной кислотой полученного гидролизата, далее смесь гидролизата и гидролизованной гречневой шелухи охлаждают, предпочтительно до 30°С, и нейтрализуют до рН=6,5, затем в названную смесь вводят ферментный препарат целлюлолитического действия «Целлолюкс F» в количестве 0,6% от массы смеси, после чего выдерживают в течение 1 ч при температуре 40°С.

Последующие процессы инактивации фермента, охлаждения продукта и сушки осадка соответствуют примеру 1.

Пример 5. Просеянную шелуху измельчают в течение 3 мин и обрабатывают 0,7 н. гидроксидом натрия, выдерживают в течение 3 ч при температуре 65°С с последующей нейтрализацией 0,7 н. соляной кислотой полученного гидролизата, далее смесь гидролизата и гидролизованной гречневой шелухи охлаждают, предпочтительно до 30°С, и нейтрализуют до рН=6,5, затем в названную смесь вводят ферментный препарат целлюлолитического действия «Целлолюкс F» в количестве 1,0% от массы смеси, после чего выдерживают в течение 1 ч при температуре 40°С.

Последующие процессы инактивации фермента, охлаждения продукта и сушки осадка соответствуют примеру 1.

Пример 6. Просеянную шелуху измельчают в течение 3 мин и обрабатывают 0,7 н. гидроксидом натрия, выдерживают в течение 3 ч при температуре 65°С с последующей нейтрализацией 0,7 н. соляной кислотой полученного гидролизата, далее смесь гидролизата и гидролизованной гречневой шелухи охлаждают, предпочтительно до 30°С, и нейтрализуют до рН=6,5, затем в названную смесь вводят ферментный препарат целлюлолитического действия «Целлолюкс F» в количестве 0.0080% от массы смеси, после чего выдерживают в течение 12 ч при температуре 40-60°С.

Последующие процессы инактивации фермента, охлаждения продукта и сушки осадка соответствуют примеру 1.

Результат определения содержания сухих веществ гидролизата гречневой шелухи сведен в табл. 1.

Данные, представленные в таблице 1, позволяют сделать вывод о различии диффузии растворимых веществ из шелухи гречневой крупы в гидролизат в процессе гидролиза в зависимости от типа растворителя.

Из данных, представленных в таблице 1, видно, что наибольший выход растворимых веществ замечен в образце, растворителем которого являлся NaOH.

Визуальный метод исследования показал наличие у всех трех образцов окраски и тягучей слизистой консистенции. Но в образце с растворителем NaOH замечена интенсивная темно-коричневая окраска и шелковистый перелив.

Содержание минеральных веществ в гидролизате шелухи гречневой крупы представлено в таблице 2.

1. Способ получения гидролизата из шелухи гречихи в качестве замены какао-порошка для пряничных и кондитерских изделий, включающий ее измельчение и гидролиз раствором гидроксида натрия с последующей нейтрализацией полученного гидролизата соляной кислотой, отличающийся тем, что гидролиз шелухи гречихи осуществляют при соотношении их веса от 1:3 до 1:20, после чего выдерживают от 2 до 6 ч при температуре 50-110°С, далее полученный материал охлаждают, предпочтительно до 25-40°С, и нейтрализуют до рН=6-7, затем в него вводят ферментный препарат целлюлолитического действия в количестве 0,01-0,4% от массы смеси, после чего выдерживают в течение 0,5-6 ч при температуре 30-60°С, а затем инактивируют фермент, для чего выдерживают полученный раствор в течение 5 мин при температуре 100°С, после чего его охлаждают, отделяют гречневый гидролизат фильтрацией, а осадок высушивают до влажности 9-11% при щадящих температурных режимах, предпочтительно при температуре 20±2°С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для гидролиза используют 0,1-1 н. раствор гидроксида натрия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой промышленности. Разводят пшеничный глютен в воде с гидромодулем не менее 1:1.
Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Изобретение относится к области биохимии. .

Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Изобретение относится к композиции, полученной из сочетания растительного масла или рыбьего жира и соединения, содержащего не подвергающиеся -окислению аналоги жирных кислот, и к применению указанной композиции для получения фармацевтической или пищевой композиции для профилактики и/или лечения резистентности к инсулину, ожирения, диабета, жировой инфильтрации печени, гиперхолестеринемии, дислипидемии, атеросклероза, коронарной болезни сердца, тромбоза, стеноза, вторичного стеноза, инфаркта миокарда, инсульта, повышенного кровяного давления, эндотелиальной дисфункции, состояния повышенной свертываемости крови, синдрома поликистоза яичников, метаболического синдрома, злокачественной опухоли, воспалительного нарушения и пролиферативных нарушений кожи.
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к новым пищевым источникам белков, аминокислот и микроэлементов. .

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к получению очищенных гидролизатов сывороточных белков молока с высокой биологической ценностью, используемых при производстве широкого ассортимента гипоаллергенных продуктов питания для детей и взрослых, страдающих различными формами пищевой непереносимости.

Изобретение относится к области медицины и касается применения пролинспецифичных эндопротеаз для гидролиза пептидов и белков. .

Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Изобретение относится к пищевой, микробиологической промышленности, а именно к способам извлечения биологических препаратов из цианобактерий, и может быть использовано для обогащения пищевых продуктов и получения биологически активных веществ.
Изобретение относится к получению белковых концентратов из растительного сырья и может быть использовано в пищевой промышленности. .
Изобретение относится к получению белковых продуктов. .

Изобретение относится к технологии получения биологически активных соединений из животного сырья, а именно к промышленному способу выделения железосодержащего белка - гемоглобина из крови сельскохозяйственных животных.

Изобретение относится к мясоперерабатывающей промышленности и может быть использовано для переработки животного сырья, содержащего значительное количество белков коллагена и эластина.

Изобретение относится к технологии получения биологически активных соединений, а именно к способу йодирования белков природного происхождения, и может быть широко использовано для профилактики йододефицита в организме человека, в частности при производстве хлебобулочных, кондитерских, макаронных продуктов, молочных продуктов, фруктовых вод, витаминных и минеральных комплексов.
Изобретение относится к пищевой промышленности, кормовой промышленности. Способ включает выделение белка и углеводов из шрота путем введения в суспензию, приготовленную из смеси шрота с водой в соотношении 1:5-10, водного раствора щелочи 5-20% концентрации до установления показателя кислотности суспензии в интервале pH 8,5-9,5.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Белковый продукт из канолы получают частичным концентрированием надосадочной жидкости, полученной при осаждении белковой мицеллярной массы канолы, до концентрации 50 г/л или меньше или концентрированием надосадочной жидкости, полученной при осаждении белковой мицеллярной массы канолы до концентрации по меньшей мере 50 г/л.
Группа изобретений относится к пищевой промышленности. Способ получения изолята белка канолы с содержанием белка, по меньшей мере, примерно 90% масс.

Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Изобретение относится к пищевой промышленности. .
Наверх