RU2596753C1 - Method of preparing grain material for production of sugary products - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: method of preparing grain material for production of sugary products comprises exposing raw material to infrared (IR) radiation generated by a KGT 220-1000 lamp: wheat grains, rye - for 15-20 seconds to physical breakdown of grains with formation of a porous structure. Then grain is added in portions for 10-15 minutes in a rotary-pulsation device with previously filled with water to ratio of wheat grains and water of 1:2, rye and water 1:4 and subjected to hydromechanical treatment until a homogeneous suspension is obtained and its temperature is 55-65 °C.

EFFECT: invention enables to reduce duration of technological process and prevent microbiological contamination of product.

1 cl

Description

Изобретение относится к переработке зернового сырья в сахаристые продукты и может быть использовано для получения кормовых добавок.The invention relates to the processing of grain raw materials in sugary products and can be used to obtain feed additives.

Известен способ получения сахаристых продуктов из зернового сырья, в частности ржи, предусматривающий приготовление суспензии ржаной муки путем смешивания ее с водой в соотношении 1:3, разжижения мучной суспензии при нагревании до 80 ºС амилолитическими и цитолитическими ферментами муки, термообработку продукта при температуре 120-125 ºС в течение 2-3 минут, ферментативный гидролиз крахмала препаратом цитаза с высокой ксиланазной активностью в количестве 0,5-0,7 ед. цитолитической активности на 1 г муки, грибную альфа-амилазу в количестве 2,0-2,5 ед. амилолитической активности и/или глюкоамилазу в количестве 0,5-1,5 ед. глюкоамилазной активности на 1 г крахмала в муке, причем процесс проводят при рН 5,3-5,5 и температуре 55-57 ºС в течение 16-20 часов после чего гидролизат нагревают до 80 ºС для инактивации ферментов (RU 2085590 С1, С 13 К1/06, 27.07.1997.)A known method of producing sugar products from grain raw materials, in particular rye, providing for the preparation of a suspension of rye flour by mixing it with water in a ratio of 1: 3, diluting the flour suspension by heating with amylolytic and cytolytic enzymes of flour, heat treatment of the product at a temperature of 120-125 ºС for 2-3 minutes, enzymatic hydrolysis of starch with a cytase preparation with high xylanase activity in an amount of 0.5-0.7 units. cytolytic activity per 1 g of flour, fungal alpha-amylase in an amount of 2.0-2.5 units. amylolytic activity and / or glucoamylase in an amount of 0.5-1.5 units. glucoamylase activity per 1 g of starch in flour, the process being carried out at a pH of 5.3-5.5 and a temperature of 55-57 ° C for 16-20 hours, after which the hydrolyzate is heated to 80 ° C to inactivate the enzymes (RU 2085590 C1, C 13 K1 / 06, 07/27/1997.)

Недостатком является сложность и длительность (22-28 часов) процесса, приводящие к значительным энергозатратам. The disadvantage is the complexity and duration (22-28 hours) of the process, leading to significant energy consumption.

Наиболее близким является способ получения сахаристых продуктов из зернового сырья (RU 2285725, С13 К1/06, 16.11.2004), предусматривающий приготовление суспензии исходного сырья путем смешивания его с водой, разжижения суспензии в процессе нагревания и ферментативный гидролиз крахмала, воду перед приготовлением суспензии подвергают активации в роторно-пульсационном аппарате (РПА) в течение 5-10 минут. Процесс разжижения осуществляют при температуре 50-75 ºС, а гидролиз крахмала при температуре 55-67 ºС до заданного углеводного состава с получением готового продукта. При использовании зерна пшеницы ферментативный гидролиз проводят амилосубтилином активностью ЕА=1000 ед. в количестве 5 г на 30 кг зерна и глюкавамарином активностью 300 ед. в количестве 6,5 г на 30 кг зерна. Соотношение зерна пшеницы и воды 1: 1,7, ржи 1: 4. The closest is a method for producing sugar products from grain raw materials (RU 2285725, C13 K1 / 06, 16.11.2004), which provides for the preparation of a suspension of the feedstock by mixing it with water, diluting the suspension during heating and enzymatic hydrolysis of starch, water is subjected to suspension preparation activation in a rotary pulsation apparatus (RPA) for 5-10 minutes. The liquefaction process is carried out at a temperature of 50-75 ºС, and the starch is hydrolyzed at a temperature of 55-67 ºС to a given carbohydrate composition to obtain the finished product. When using wheat grains, enzymatic hydrolysis is carried out with amylosubtin activity EA = 1000 units. in the amount of 5 g per 30 kg of grain and glucavamarine activity of 300 units. in the amount of 6.5 g per 30 kg of grain. The ratio of grain of wheat and water 1: 1.7, rye 1: 4.

Механо-аккустические колебания РПА известной конструкции обеспечивают клейстеризацию крахмальных зерен, перемешивание компонентов смеси и ее разогревание, гидролиз крахмала, инактивацию фермента. Перед загрузкой в РПА зерно выдерживают в смеси в емкости с водой в течение 5,0 часов при температуре 20 ºС. Суммарное время осахаривания зерна пшеницы составляет 10,0 часов, зерна ржи - 5,0 часов. The mechano-acoustic vibrations of RPA of known design provide for the gelatinization of starch grains, mixing of the components of the mixture and its heating, hydrolysis of starch, inactivation of the enzyme. Before loading into RPA, the grain is kept in a mixture in a container with water for 5.0 hours at a temperature of 20 ºС. The total saccharification time of wheat grains is 10.0 hours, rye grains - 5.0 hours.

Недостатком является сложность и длительность (10 и 5 часов) процесса, приводящие к значительным энергозатратам и быстрому износу активных кромок инструмента РПА при ударных контактах с большим количеством зерен сырья. Кроме того, продукт не может длительно храниться вследствие быстрого размножения в высокопитательной среде микроорганизмов, присутствующих в исходном зерне.The disadvantage is the complexity and duration (10 and 5 hours) of the process, leading to significant energy consumption and rapid wear of the active edges of the RPA tool in shock contacts with a large number of grains of raw materials. In addition, the product cannot be stored for a long time due to the rapid multiplication in a highly nutritious environment of microorganisms present in the source grain.

Изобретение направлено на сокращение длительности процесса и устранение микробиологической загрязненности продукта.The invention is aimed at reducing the duration of the process and eliminating microbiological contamination of the product.

Поставленная цель достигается обработкой исходного сырья, например зерен пшеницы, ржи инфракрасным (ИК) излучением, генерируемым, например, лампой марки КГТ 220-1000 в течение 15-20 секунд. При этом происходит: 1- физическое разрушение зерен с образованием пористой структуры, (вспучивание), что уменьшает их прочность в 4-6 раз и увеличивает контактную с водой и ферментами поверхность; 2 - частичное разрушение молекул крахмала вследствие его декстринизации, что повышает атакуемость ферментами; 3 - снижается микробиологическая загрязненность сырья за счет стерилизующего эффекта ИК излучения.This goal is achieved by processing the feedstock, for example wheat grains, rye with infrared (IR) radiation generated, for example, by a KGT 220-1000 lamp for 15-20 seconds. When this happens: 1 - physical destruction of the grains with the formation of a porous structure (expansion), which reduces their strength by 4-6 times and increases the surface contact with water and enzymes; 2 - partial destruction of starch molecules due to its dextrinization, which increases the attackability of enzymes; 3 - reduced microbiological contamination of raw materials due to the sterilizing effect of infrared radiation.

Дробление в РПА вспученных зерен позволит снизить энергозатраты и время на дробление в 3 раза, суммарное время получения сахаристого продукта из зерна пшеницы составит до 5,0 часов, зерна ржи - до 3,0 часов, микробиологическая загрязненность сырья снизится.Crushing of expanded grains in RPA will reduce energy consumption and crushing time by 3 times, the total time for obtaining a sugar product from wheat grain will be up to 5.0 hours, rye grain up to 3.0 hours, microbiological contamination of raw materials will decrease.

Процесс осуществляется следующим образом. Очищенное от механических примесей, например, зерно пшеницы, подвергают ИК облучению лампой марки КГТ 220-1000 в течение 15-20 секунд. Затем ИК - обработанное зерно подают порциями в течение 10-15 минут в РПА куда загружено необходимое количество воды до соотношения зерно: вода -1:2 для пшеницы и 1:4 - для зерна ржи. При этом водно-зерновая смесь проходит через рабочие органы РПА, дополнительно разрушающие зерно до образования однородной суспензии и одновременно происходит ее разогрев до 55-65 ºС.The process is as follows. Purified from mechanical impurities, for example, wheat grain, is subjected to IR irradiation with a KGT 220-1000 lamp for 15-20 seconds. Then the IR - treated grain is served in portions for 10-15 minutes in an RPA where the required amount of water is loaded to the ratio of grain: water -1: 2 for wheat and 1: 4 for rye grain. In this case, the water-grain mixture passes through the RPA working bodies, additionally destroying the grain until a homogeneous suspension is formed and at the same time it is heated to 55-65 ºС.

Далее подготовленную зерновую суспензию осахаривают амилосубтилином и глюкавамарином в соответствии с технологией получения кормовой патоки, изложенной в патенте №2285725 «Способ получения сахаристых продуктов из зернового сырья».Next, the prepared grain suspension is saccharified by amylosubtilin and glucavamarine in accordance with the technology for producing feed syrup described in patent No. 2285725 "Method for the production of sugar products from grain raw materials."

Claims (1)

Способ подготовки зернового сырья для получения сахаристых продуктов, заключающийся в том, что исходное сырье зерна пшеницы, ржи облучают инфракрасным (ИК) излучением, генерируемым лампой марки КГТ 220-1000, в течение 15-20 секунд до физического разрушения зерен с образованием пористой структуры, добавляют порциями в течение 10-15 минут в роторно-пульсационный аппарат (РПА) с предварительно залитой водой до соотношения зерна пшеницы и воды 1:2, ржи и воды 1:4, подвергают гидромеханической обработке до образования однородной суспензии с достижением ее температуры 55-65°С. A method of preparing grain raw materials for obtaining sugary products, which consists in the fact that the initial raw materials of wheat, rye are irradiated with infrared (IR) radiation generated by a KGT 220-1000 lamp for 15-20 seconds before the physical destruction of the grains with the formation of a porous structure, add portionwise over 10-15 minutes in a rotary pulsation apparatus (RPA) with pre-flooded water to a ratio of grain of wheat to water 1: 2, rye and water 1: 4, subjected to hydromechanical processing until a homogeneous suspension is achieved with achievement e temperature 55-65 ° C.