RU2568140C1 - Method for production of biologically active additive of bran cleared of technological and biological impurities - Google Patents

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention relates to food industry, in particular to production of bran-based biologically active additives. The method for production of a biologically active additive of bran cleared of technological and biological impurities envisages fermentative depolymerisation of technological impurities represented by starch and gluten and their transition into a soluble condition with further washing out with running water. Then one proceeds with complete elimination of incidental microflora by the medium acidification with citric acid until pH=3-4 and two-or three-time autoclaving of the substrate in the acid medium under 1.0 atm during 60 min. Then one performs washing with biologically pure water until a neutral reaction of the flush water and preliminary removal of residual water by gravity or pressing. Then the washed bran mass is dried at a temperature of 80-90°C until the moisture content is 10-12% and milled.

EFFECT: invention allows to product a biologically active additive in the form of bran cleared of technological and biological impurities according to a simplified technology.

1 ex

Description

Заявляемое изобретение относится к пищевой промышленности, к производству пищевых биологических добавок, на основе отрубей.The claimed invention relates to the food industry, to the production of food biological additives, based on bran.

Известен способ (патент РФ №2346466) получения экструдированного продукта из отрубей хлебных злаков, включающий смешивание их с вкусовыми и ароматическими компонентами и водой, экструдирование полученной смеси и охлаждение готового продукта. Отруби хлебных злаков используют с начальной влажностью 10-14%, в качестве вкусовых и ароматических компонентов добавляют водный раствор меда и/или эмульсию горчичного масла в воде в количестве 13-25%, а экструдирование осуществляют при температуре 180-250°С в течение 5-25 с, после чего экструдат подвергают СВЧ обработке в течение 60-120 с до влажности готового продукта 5-9%.A known method (RF patent No. 2346466) for producing an extruded product from bran cereal, including mixing them with flavoring and aromatic components and water, extruding the resulting mixture and cooling the finished product. A cereal bran is used with an initial moisture content of 10-14%, an aqueous solution of honey and / or an emulsion of mustard oil in water in an amount of 13-25% is added as flavoring and aromatic components, and the extrusion is carried out at a temperature of 180-250 ° C for 5 -25 s, after which the extrudate is subjected to microwave processing for 60-120 s to a moisture content of the finished product 5-9%.

Недостатком способа является присутствие в готовом продукте остаточных количеств технологических примесей в виде крахмала и клейковины, а также большая вероятность сохранения сопутствующей микрофлоры, главным образом - спорообразующей, что ставит под сомнение возможность его диетологического, диабетического и антиаллергенного применения. Кроме того, используемые вкусовые и ароматические добавки, после предлагаемых технологических операций, в значительной степени могут утратить свои органолептические свойства и не могут сохранить своих функциональных свойств, если таковые предполагаются.The disadvantage of this method is the presence in the finished product of residual amounts of technological impurities in the form of starch and gluten, as well as the high probability of maintaining concomitant microflora, mainly spore-forming, which casts doubt on the possibility of its dietetic, diabetic and anti-allergenic use. In addition, the used flavoring and aromatic additives, after the proposed technological operations, can significantly lose their organoleptic properties and cannot retain their functional properties, if any.

Наиболее близким аналогом является способ (патент РФ №2102900) производства лечебно-профилактического продукта из пшеничных отрубей, включающий увлажнение отрубей, их экструдирование и охлаждение экструдата, перед увлажнением отруби дробят и сортируют на три фракции по крупности: с величиной частиц 800 мкм и более, от 800 до 300 мкм и менее 300 мкм, увлажнение проводят раздельно по фракциям до влажности 27-29% с последующим отволаживанием в течение 30-40 мин, экструдирование ведут пофракционно при температуре 180-200°С, а затем полученный экструдат также пофракционно подвергают ИК-обработке при температуре 190-200°С в течение 50-55 с последующим охлаждением атмосферным воздухом.The closest analogue is the method (RF patent No. 2102900) for the production of a therapeutic and prophylactic product from wheat bran, which includes moistening the bran, extruding them and cooling the extrudate, before wetting the bran is crushed and sorted into three fractions by size: with a particle size of 800 microns or more, from 800 to 300 microns and less than 300 microns, humidification is carried out separately by fractions to a moisture content of 27-29%, followed by curing for 30-40 minutes, the extrusion is carried out fractionally at a temperature of 180-200 ° C, and then the resulting extrudate is also subjected to infrared processing at a temperature of 190-200 ° C for 50-55, followed by cooling with atmospheric air.

Недостатком способа является необходимость большого количества энергоемких технологических операций, сохранение в готовом продукте остаточных количеств технологических примесей в виде крахмала и клейковины, а также большая вероятность сохранения сопутствующей микрофлоры (главным образом спорообразующей) и дополнительное обсеменение готового продукта при сушке атмосферным воздухом, что ставит под сомнение возможность его применения, как лечебно-профилактического продукта.The disadvantage of this method is the need for a large number of energy-intensive technological operations, the preservation in the finished product of residual amounts of technological impurities in the form of starch and gluten, as well as the high likelihood of preserving the accompanying microflora (mainly spore-forming) and additional seeding of the finished product during drying with atmospheric air, which casts doubt the possibility of its use as a therapeutic and prophylactic product.

Задачей изобретения является расширение ассортимента пищевых биологически активных добавок лечебно-профилактического действия, упрощение технологических операций.The objective of the invention is to expand the range of food biologically active additives of therapeutic effect, the simplification of technological operations.

Технический результат достигается тем, что способ предусматривает ферментативную деполимеризацию и перевод в растворимое состояние технологических примесей в виде крахмала и клейковины, с последующим их вымыванием проточной водой, полное устранение сопутствующей микрофлоры закислением среды лимонной кислотой до pH=3-4 и двух-, трехкратным автоклавированием субстрата в кислой среде при 1,0 атм в течение 60 мин, с последующим промыванием биологически чистой водой до нейтральной (pH=6,5-7,0) реакции промывных вод, предварительное удаление остаточной воды самотеком или прессованием, высушивание промытой массы при 80-90°С до влажности 10-12%, измельчение высушенной массы с дальнейшим использованием ее в качестве самостоятельной биологически активной пищевой добавки, либо в качестве одного из компонентов сложных смесей лечебно-профилактического назначения.The technical result is achieved by the fact that the method provides for enzymatic depolymerization and transfer to a soluble state of technological impurities in the form of starch and gluten, followed by their washing with running water, the complete elimination of the associated microflora by acidification of the medium with citric acid to pH = 3-4 and two, three times autoclaving substrate in an acidic medium at 1.0 atm for 60 min, followed by washing with biologically pure water until a neutral (pH = 6.5-7.0) reaction of the wash water, preliminary removal remains by gravity or pressing, drying the washed mass at 80-90 ° С to a moisture content of 10-12%, grinding the dried mass with its further use as an independent biologically active food additive, or as one of the components of complex mixtures of therapeutic and prophylactic purposes.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Способ предусматривает дополнительную обработку пшеничных отрубей с целью получения готового продукта, очищенного от технологических примесей в виде крахмала и клейковины, которые, в свою очередь, являются дополнительным фактором размножения для естественно сопутствующих примесей биологических, удаленных в результате переработки субстрата предлагаемым способом, высушивание обработанного субстрата и его измельчение для увеличения удельной поверхности и, как следствие, адсорбционной емкости и функциональности, что позволит использовать его в качестве самостоятельной биологически активной пищевой добавки, либо в качестве одного из компонентов сложных смесей лечебно-профилактического назначения. Технологические примеси, представленные главным образом крахмалом и клейковиной, под действием ферментативной обработки деполимеризуются и переводятся в растворимое состояние, после чего вымываются проточной водой при интенсивном перемешивании. Если допустить, что в результате разваривания затора погибли вегетативные формы сопутствующих микроорганизмов, то спорообразующие гнилостные бактерии вполне могут сохранить свою жизнеспособность, и в последующем крайне отрицательно влиять на качество полуфабрикатов и готовых продуктов. Учитывая высокую чувствительность данной группы бактерий к повышенной кислотности, автоклавирование субстрата в кислой среде становится обязательной технологической операцией. Полностью сопутствующая микрофлора устраняется закислением среды лимонной кислотой до pH=3-4 и двух-, трехкратным автоклавированием субстрата в кислой среде при 1,0 атм в течение 60 мин, с последующим промыванием холодной биологически чистой водой до нейтральной (pH=6,5-7,0) реакции. Следует учесть и то, что при такой обработке происходит окончательный кислотный гидролиз остаточных количеств частично гидролизованных при затирании технологических примесей. Удаление промывных вод может происходить самотеком или прессованием. Промытая масса высушивается при 80-90°С и может производиться либо в сушильных шкафах, обеспечивающих свободный выход водяных паров, либо в потоке горячего стерильного воздуха до влажности материала в пределах 10-12%. Полученная сухая масса очищенных отрубей в дальнейшем может подвергнуться либо измельчению, и использоваться в сыпучем виде, либо экструзионной обработке, и использоваться в виде гранул различной формы и пористости. The method involves the additional processing of wheat bran in order to obtain a finished product purified from technological impurities in the form of starch and gluten, which, in turn, are an additional breeding factor for naturally occurring biological impurities removed as a result of processing the substrate by the proposed method, drying the treated substrate and grinding it to increase the specific surface and, as a result, the adsorption capacity and functionality, which will allow the use of to use it as an independent biologically active food supplement, or as one of the components of complex mixtures of therapeutic and prophylactic purposes. Technological impurities, represented mainly by starch and gluten, are depolymerized and transferred to a soluble state under the influence of enzymatic treatment, and then washed with running water under vigorous stirring. If we assume that vegetative forms of concomitant microorganisms died as a result of mash digestion, spore-forming putrefactive bacteria may well remain viable, and subsequently have an extremely negative effect on the quality of semi-finished products and finished products. Given the high sensitivity of this group of bacteria to high acidity, autoclaving the substrate in an acidic environment becomes an obligatory technological operation. The completely concomitant microflora is eliminated by acidification of the medium with citric acid to pH = 3-4 and two-, three-fold autoclaving of the substrate in an acidic medium at 1.0 atm for 60 min, followed by washing with cold biologically pure water to neutral (pH = 6.5- 7.0) reactions. It should be taken into account that during this treatment, the final acid hydrolysis of the residual amounts of process impurities partially hydrolyzed during mashing takes place. Wash water can be removed by gravity or by pressing. The washed mass is dried at 80-90 ° C and can be produced either in drying cabinets providing a free exit of water vapor, or in a stream of hot sterile air to a moisture content of 10-12%. The resulting dry mass of cleaned bran can subsequently be subjected to either grinding, and used in bulk form, or extrusion processing, and used in the form of granules of various shapes and porosities.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Для производства выбираются пшеничные отруби без признаков порчи - гниения и плесневения. Процесс очистки начинается с удаления технологических примесей. Для этого по общепринятой технологии готовится затор из 1 части отрубей и 3 частей воды, в который сразу же вносится термостабильная α-амилаза, в соответствии с рекомендациями производителя, и нагревается при постоянном перемешивании до 90°С. Для более полного гидролиза крахмала масса выдерживается при этой температуре в течение 20-30 минут, после чего доводится до кипения и кипятится в течение 30 минут. Для осахаривания растворенного крахмала затор, через змеевик, охлаждается до 65°С, вносится рекомендованное производителем количество глюкоамилазы, а для гидролиза белковых соединений вносится фермент протеолитического действия в количестве, рекомендованном производителем. Осахаренный затор выдерживается при 60-65°С в течение 30 минут, по йодной пробе оценивается степень осахаривания крахмала и при положительном результате через сито промывается сначала теплой, а затем холодной водой при интенсивном перемешивании. Следует отметить, что в результате технологических операций, направленных на устранение технологических примесей, в значительной степени снижается и содержание сопутствующих биологических примесей. Для полного их устранения 1 часть очищенных отрубей смешивается с 2 частями водопроводной воды и заранее приготовленным насыщенным раствором лимонной кислоты среда закисляется до pH=3-4. После тщательного перемешивания масса переносится в пригодные для автоклавирования емкости и помещается в автоклав. При этом обязательно следует учитывать то обстоятельство, что, чем меньше масса материала в одной автоклавируемой емкости, тем эффективнее стерилизация. Автоклавирование проводится при 1,0 атм в течение 60 минут. Через 24 часа процедура автоклавирования повторяется при том же режиме. Если того требуют результаты предварительных пробных экспериментов, то проводится и третье автоклавирование еще через 24 часа при тех же условиях. Полученная таким образом стерильная масса отрубей промывается биологически чистой водой для удаления лимонной кислоты. Длительность этой операции контролируется по величине pH в промывных водах. При pH промывной воды в пределах 6,5-7,0 промывка прекращается. Промытую массу следует выдержать некоторое время на сите для самопроизвольного стекания остатков воды. Операция сушки осуществляется при 80-90°С и может производиться либо в сушильных шкафах, обеспечивающих свободный выход водяных паров, либо в потоке горячего стерильного воздуха до влажности материала в пределах 10-12%. Технологический процесс завершается измельчением высушенной массы и использованием ее либо в сыпучем виде, либо после экструзионной обработки - в виде гранул различной формы и пористости.Wheat bran without signs of spoilage - decay and mold, is selected for production. The cleaning process begins with the removal of process impurities. To do this, according to the generally accepted technology, a mash is prepared from 1 part of bran and 3 parts of water, into which thermostable α-amylase is immediately introduced, in accordance with the manufacturer's recommendations, and is heated with constant stirring to 90 ° C. For a more complete hydrolysis of starch, the mass is maintained at this temperature for 20-30 minutes, after which it is brought to a boil and boiled for 30 minutes. To saccharify the dissolved starch, the mash is cooled through a coil to 65 ° C, the amount of glucoamylase recommended by the manufacturer is introduced, and the proteolytic enzyme in the amount recommended by the manufacturer is introduced to hydrolyze the protein compounds. A saccharine mash is kept at 60-65 ° С for 30 minutes, the degree of saccharification of starch is evaluated using an iodine test, and if it is positive, it is washed first with warm and then cold water through a sieve with vigorous stirring. It should be noted that as a result of technological operations aimed at eliminating technological impurities, the content of associated biological impurities is also significantly reduced. To completely eliminate them, 1 part of the purified bran is mixed with 2 parts of tap water and the medium prepared in advance with saturated citric acid solution is acidified to pH = 3-4. After thorough mixing, the mass is transferred to containers suitable for autoclaving and placed in an autoclave. In this case, it should be borne in mind that the smaller the mass of material in one autoclavable container, the more effective the sterilization. Autoclaving is carried out at 1.0 atm for 60 minutes. After 24 hours, the autoclaving procedure is repeated in the same mode. If the results of preliminary trial experiments require it, then a third autoclaving is carried out after another 24 hours under the same conditions. The sterile mass of bran thus obtained is washed with biologically pure water to remove citric acid. The duration of this operation is controlled by the pH value in the wash water. When the pH of the wash water in the range of 6.5-7.0, washing is stopped. The washed mass should be kept for some time on a sieve for spontaneous draining of residual water. The drying operation is carried out at 80-90 ° C and can be carried out either in drying cabinets providing a free exit of water vapor, or in a stream of hot sterile air to a moisture content of 10-12%. The technological process is completed by grinding the dried mass and using it either in bulk or after extrusion processing in the form of granules of various shapes and porosities.

Claims (1)

Способ производства биологически активной добавки из отрубей, очищенных от технологических и биологических примесей, включающий ферментативную деполимеризацию и перевод в растворимое состояние технологических примесей в виде крахмала и клейковины, с последующим их вымыванием проточной водой, полное устранение сопутствующей микрофлоры закислением среды лимонной кислотой до pH=3-4 и двух-, трехкратным автоклавированием субстрата в кислой среде при 1,0 атм в течение 60 мин, с последующим промыванием биологически чистой водой до нейтральной (pH=6,5-7,0) реакции промывных вод, предварительное удаление остаточной воды самотеком или прессованием, высушивание промытой массы отрубей при 80-90°C до влажности 10-12%, измельчение высушенной массы с дальнейшим использованием ее в качестве самостоятельной биологически активной пищевой добавки, либо в качестве одного из компонентов сложных смесей лечебно-профилактического назначения. A method for the production of a biologically active additive from bran, purified from technological and biological impurities, including enzymatic depolymerization and transfer to a soluble state of technological impurities in the form of starch and gluten, followed by their washing with running water, the complete elimination of the accompanying microflora by acidification of the medium with citric acid to pH = 3 -4 and two-, three-fold autoclaving of the substrate in an acidic medium at 1.0 atm for 60 minutes, followed by washing with biologically pure water to neutral (pH = 6.5-7.0), washing water reactions, preliminary removal of residual water by gravity or pressing, drying the washed mass of bran at 80-90 ° C to a moisture content of 10-12%, grinding the dried mass with its further use as an independent biologically active food additives, or as one of the components of complex mixtures of therapeutic and prophylactic purposes.