Способ получения модифицированного крахмала

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО КРАХМАЛА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(72) Авторы Литвяк Владимир Владимирович Ловкис Зенон Валентинович Петюшев Николай Николаевич Котов Михаил Иванович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию(57) Способ получения модифицированного крахмала путем экструзии, отличающийся тем, что предварительно к крахмалу добавляют из расчета на 1 кг абсолютно сухого крахмала 10-150 мкг йодида калия, 10-50 мкг селенита натрия, 5-20 мкг фторида натрия, 20-60 мг хлорида калия, 50-120 мг дикальция фосфата и 500-1000 мг аскорбиновой кислоты или добавляют в количестве 0,5-5,0 от массы абсолютно сухого крахмала дрожжи хлебопекарные или водоросли, или лишайники, или проростки злаковых, или яблочный жом, или свекловичный жом, или пищевые волокна и перемешивают, а экструзию осуществляют при 140 С, частоте вращения шнеков 90-94 мин-1 с использованием фильеры диаметром 4 мм и с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе в количестве 1-3 от массы сырья. Изобретение относится к пищевой промышленности и может использоваться в крахмало-паточной отрасли при получении модифицированных крахмалов. Изобретение позволяет разработать высокоэффективный, экономичный способ получения модифицированного крахмала с отличными потребительскими свойствами и высокой пищевой ценностью. Известны методы модификации крахмала с введением химических агентов, направленные, прежде всего, на одностороннее изменение реологических свойств 1. Недостатком данных методов модификации является незначительное изменение пищевой ценности крахмала. Известен способ получения водорастворимого модифицированного крахмала, при котором крахмал предварительно обрабатывают мочевиной (4-5 ч при 80-90 С). 10715 1 2008.06.30 Охлажденный продукт смешивают с водным раствором перекиси водорода, смесь выдерживают один час при 70 С и охлаждают. Полученный продукт обрабатывают фосфорилирующим агентом при 150-165 С в течение 15-180 мин. Мольное соотношение крахмалмочевинаперекись водородафосфорилирующий агент следующее 1(0,02-0,419)(0,001-0,046)(0,026-0,32). Фосфорилирующий агент - калиевые или натриевые соли фосфорной кислоты 2. Недостатком данного способа является громоздкая, сложная и энергоемкая схема получения модифицированного крахмала, а также недостаточно высокие потребительские свойства продукта. Наиболее близким к изобретению является способ получения модифицированного крахмала 3 - прототип, включающий предварительную обработку нативного крахмала и формирование крахмала-экструдата. Предварительную обработку ведут раствором крахмального клейстера или желатина, а крахмал-экструдат подвергают вторичному нагреву с использованием в качестве источника тепла ИК-излучателя. При этом используют 0,3-0,7 водный раствор крахмального клейстера или желатина, а вторичный нагрев осуществляется при температуре 15-18 С. Однако недостатком данного способа является сложная схема выработки, большие энергозатраты и недостаточные потребительские качества полученного экструзионного крахмала. Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка высокоэффективного и экономичного способа получения модифицированного крахмала, обогащенного биологически активными веществами, методом низкотемпературной экструзии и обладающего хорошими потребительскими свойствами. Это достигается тем, что способ получения модифицированного крахмала путем экструзии отличается тем, что предварительно к крахмалу добавляют из расчета на 1 кг абсолютно сухого крахмала 10-150 мкг йодида калия, 10-50 мкг селенита натрия, 5-20 мкг фторида натрия, 20-60 мг хлорида калия, 50-120 мг дикальция фосфата и 500-1000 мг аскорбиновой кислоты или добавляют в количестве 0,5-5,0 от массы абсолютно сухого крахмала дрожжи хлебопекарные или водоросли, или лишайники, или проростки злаковых, или яблочный жом, или свекловичный жом, или пищевые волокна и перемешивают,а экструзию осуществляют при 140 С, частоте вращения шнеков 90-94 мин-1 с использованием фильеры диаметром 4 мм и с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе в количестве 1-3 от массы сырья. Способ реализуется следующим образом. Получение модифицированного крахмала предусматривает следующие последовательно осуществляемые операции подготовку крахмала к экструзии, загрузку, экструдирование (влаготермомеханическое воздействие на крахмал), приемку, измельчение,просеивание, магнитную очистку и упаковку. При подготовке к экструдированию крахмал естественной влажности смешивают с минеральными солями, обогащая его микро- и макроэлементами йодидом калия (микроэлемент - йод и калий) - 10-150 мкг, селенитом натрия (микроэлемент - селен и натрий) 10-50 мкг, фторидом натрия (микроэлемент - фтор и натрий) - 5-20 мкг/кг абс. сух. крахмала, хлоридом калия (микроэлемент - калий и хлор) - 20-60 мг, дикальция фосфатом(микроэлемент - кальций и макроэлемент - фосфор) - 50-120 мг и аскорбиновой кислотой 500-1000 мг/кг абс. сух. крахмала. Крахмал также смешивают и с другими добавками, повышающими пищевую ценность и влияющими на его реологические свойства дрожжами хлебопекарными или водорослями спирулиной платентис, ламинарией сахаристой, анфельцией трубочинской, хондрусом арматусом и др., или лишайником - цетрарией исландской и др., или проростками злаковых, или яблочным или свекловичным жомом, или пищевыми волокнами пектинами, целлюлозой, метилцеллюлозой, агаром, альгиновой кислотой и др., добавляя их в количестве 0,5-5/абс. сух. крахмала. 2 10715 1 2008.06.30 Добавление грибной или растительной добавки, с одной стороны, способствует изменению реологических свойств крахмала, а с другой, обогащению его сбалансированным комплексом микро- и макроэлементов и биологически активных веществ. Одновременно со смесью в экструдер для большей степени вспучивания подают углекислый газ в твердой фазе в количестве 1-3 к массе сырья. Экструдирование проводилось на двухшнековом экструдере РЗ-КЭД-88 при следующих технологических параметрах рабочая температура 140 С частота вращения шнека дозатора 90-92 мин-1 частота вращения рабочих шнеков 90-94 мин-1 частота вращения режущего устройства 80-84 мин-1. Диаметр используемой фильеры - 4 мм. Дополнительная подача воды в экструдер не проводилась. После экструдирования крахмал подавался при помощи пневматического транспорта в накопительный бункер и далее на измельчение. Измельчение экструдата проводилось в дробилке молоткового типа КХЧ-5. Экструдат просеивался через бурат с отверстиями сита 0,67 мм, а крупные фракции поступали на повторное измельчение. Магнитная очистка проводилась постоянными магнитами, толщина слоя 6-8 мм, скорость не более 0,5 м/с. Измельченный экструдат поступал в бункер хранения и затем на упаковку. Полученный модифицированный крахмал, обогащенный микро-, макроэлементами и биологически активными веществами, имеет меняющийся количественный спектр применяемых добавок, что позволяет адекватно повышать или снижать их концентрацию в рецептуре для обогащения соответствующей группы пищевых продуктов, и может быть широко использован в кетчупах, майонезах, подливках, пудингах, кремах, сухих завтраках, карамели, хлебобулочных, желейных, мясных изделиях и т.д., а также при производстве кормовых концентратов для животных. При этом повышается их биологическая ценность и усвояемость. Далее приведены примеры конкретного выполнения изобретения. Пример 1. Крахмал смешивают с минеральными солями йодидом калия - 10-150 мкг, селенитом натрия - 10-50 мкг, фторидом натрия - 5-20 мкг/кг абс. сух. крахмала, хлоридом калия 20-60 мг, дикальция фосфатом - 50-120 мг и аскорбиновой кислотой - 500-1000 мг/кг абс. сух. крахмала и осуществляют экструзионную обработку при диаметре фильеры - 4 мм,частоте вращения рабочих шнеков 90-94 мин-1 и температуре 140 С с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 1-3 к массе сырья. Пример 2. Крахмал смешивают с дрожжами хлебопекарными, добавляя их в количестве 0,5-5/абс. сух. крахмала и осуществляют экструзионную обработку при диаметре фильеры - 4 мм, частоте вращения рабочих шнеков 90-94 мин -1 и температуре 140 С с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 1-3 к массе сырья. Пример 3. Крахмал смешивают с водорослями спирулиной платентис или ламинарией сахаристой, или анфельцией трубочинской, или хондрусом арматусом или др., добавляя их в количестве 0,5-5 /абс. сух. крахмала, и осуществляют экструзионную обработку при диаметре фильеры - 4 мм, частоте вращения рабочих шнеков 90-94 мин-1 и температуре 140 С с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 1-3 к массе сырья. Пример 4. Крахмал смешивают с лишайником - цетрарией исландской или др., добавляя их в количестве 0,5-5 /абс. сух. крахмала, и осуществляют экструзионную обработку при диаметре фильеры - 4 мм, частоте вращения рабочих шнеков 90-94 мин-1 и температуре 3 10715 1 2008.06.30 140 С с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 1-3 к массе сырья. Пример 5. Крахмал смешивают с проростками злаковых, добавляя их в количестве 0,5-5 /абс. сух. крахмала, и осуществляют экструзионную обработку при диаметре фильеры - 4 мм, частоте вращения рабочих шнеков 90-94 мин-1 и температуре 140 С с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 1-3 к массе сырья. Пример 6. Крахмал смешивают с яблочным жомом, добавляя их в количестве 0,5-5 /абс. сух. крахмала, и осуществляют экструзионную обработку при диаметре фильеры - 4 мм, частоте вращения рабочих шнеков 90-94 мин-1 и температуре 140 С с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 1-3 к массе сырья. Пример 7. Крахмал смешивают со свекловичным жомом, добавляя их в количестве 0,5-5 /абс. сух. крахмала, и осуществляют экструзионную обработку при диаметре фильеры - 4 мм, частоте вращения рабочих шнеков 90-94 мин-1 и температуре 140 С с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 1-3 к массе сырья. Пример 8. Крахмал смешивают с пищевыми волокнами пектинами или целлюлозой, или метилцеллюлозой, или агаром, или альгиновой кислотой или др., добавляя их в количестве 0,5-5/абс. сух. крахмала, и осуществляют экструзионную обработку при диаметре фильеры - 4 мм, частоте вращения рабочих шнеков 90-94 мин-1 и температуре 140 С с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 1-3 к массе сырья. Предлагаемое изобретение позволит разработать высокоэффективный и экономичный способ получения модифицированного крахмала, получить продукт с хорошими потребительскими свойствами и высокой пищевой ценностью, который может быть широко использован в пищевой промышленности для обогащения различных продуктов питания сбалансированным комплексом биологически активных веществ и в качестве загустителя,стабилизатора, гелеобразователя, желирующего агента и т.д., а также в сельском хозяйстве для улучшения свойств кормовых концентратов. Источники информации 1. Трегубов Н.Н., Жарова Е.Я., Жушман А.И., Сидорова Е.К. Технология крахмала и крахмалопродуктов. - М. Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 421 с. 2. Патент РФ 2057142, МПК 6 С 08 В 31/06, 31/18, 1996. 3. Патент РФ 2078087, МПК 6 С 08 В 30/12, 1997. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4