RU2609282C1

RU2609282C1 - Method for production of functional product

Info

Publication number: RU2609282C1
Application number: RU2015154865A
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Ананских; Николай Дмитриевич Лукин; Любовь Даниловна Шлеина; Людмила Викторовна Ананских
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-02-01

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention refers to production of functional products with high content of carbohydrates of vegetable and animal origin. A method for production of a functional product includes preparation of suspension by mixing native starch with calculated water quantity to dry substance concentration of 35-38%, addition of α-amylase solution, incubation of the mixture of suspension with enzymes at a temperature of 95-120°C until the required hydrolysis degree of native starch of 25-32% of reducing substances is reached. Then enzymatic starch hydrolysate - maltodextrin is concentrated by evaporation to dry substance content of 50%. Lactoserum is concentrated by evaporation to 50% (based on dry substance) simultaneously. Obtained maltodextrin and lactoserum solutions are mixed in ratio 1:1 and dried.

EFFECT: invention allows to optimize the process for manufacture of the functional product with increased caloric content and assimilability.

1 dwg

Description

Изобретение относится к крахмалопаточной промышленности и может быть использовано при производстве кормов для сельскохозяйственных животных в качестве добавки. Может также найти применение в производстве продуктов спортивного питания (гейнер «Лактомальт»). Функциональный продукт - сухая смесь мальтодекстрина с молочной сывороткой.The invention relates to the starch industry and can be used in the production of feed for farm animals as an additive. May also find application in the production of sports nutrition products (gainer "Lactomalt"). The functional product is a dry mixture of maltodextrin with whey.

Известен способ получения молочно-растительной кормовой добавки, включающий смешивание свежей молочной сыворотки, жмыхов тыквенных культур, поваренной соли, бишофита порошкообразного при соотношении 1:4,0-4,5:0,06:0,12. Способ позволяет снизить энергозатраты, повысить качество добавки (Алимов Т.К. Кормовые концентраты на основе молочного сырья // Зоотехния. - 1994. - №1. - С. 10).A known method of producing a milk-vegetable feed additive, comprising mixing fresh milk whey, pumpkin meal, table salt, bischofite powder in a ratio of 1: 4.0-4.5: 0.06: 0.12. The method allows to reduce energy consumption, improve the quality of additives (Alimov TK Feed concentrates based on dairy raw materials // Zootechny. - 1994. - No. 1. - S. 10).

Известны способы производства корма для сельскохозяйственных животных на основе отходов пивоваренного производства. Корм включает в себя пивную дробину, зерновые отходы, ростки солода, отработанные пивные дрожжи (Пат. RU №2086144. - 1997).Known methods for the production of feed for farm animals based on brewing waste. The feed includes beer pellets, grain waste, malt sprouts, spent brewer's yeast (Pat. RU No. 2086144. - 1997).

Известен способ производства функционального продукта, получаемого путем сухого смешивания компонентов: концентрата альбумина сыворотки крови убойных животных, сухого обезжиренного молока, сухой подсырной сыворотки, концентрата сывороточных белков молока и куриного лизоцима, источника йода. Способ позволяет получить продукт с повышенными биологическими, антиоксидантными свойствами, с хорошей растворимостью и повышенной усвояемостью (Пат. RU №2536952. - 2014).A known method of producing a functional product obtained by dry mixing the components: albumin concentrate of blood serum of slaughtered animals, skimmed milk powder, whey powder, whey protein concentrate, milk and chicken lysozyme, iodine source. The method allows to obtain a product with enhanced biological, antioxidant properties, with good solubility and increased digestibility (Pat. RU No. 2536952. - 2014).

Указанные способы производства функционального продукта и кормовых добавок обладают недостаточно высокой энергетической ценностью, относятся к производству кормов на основе отходов.These methods for the production of a functional product and feed additives do not have a high enough energy value, relate to the production of waste based feed.

Предлагаемый способ производства функционального продукта предусматривает получение добавки к корму с высоким содержанием легкоперевариваемых углеводов и повышенной энергетической ценностью, улучшенными вкусовыми качествами, сладко-соленого вкуса, что позволяет увеличить продуктивность животных.The proposed method for the production of a functional product involves obtaining a feed additive with a high content of easily digestible carbohydrates and high energy value, improved taste, sweet-salty taste, which allows to increase the productivity of animals.

В молекулу мальтодекстрина входит 5-20 глюкозных остатков. Мальтодекстрин характеризуется содержанием в нем редуцирующих веществ (PB) в пределах 15-35%. Мальтодекстрины получают из любого вида крахмала или крахмалсодержащего сырья путем его ферментативного гидролиза. Его можно отнести к легкоперевариваемым углеводам пролонгированного действия.The maltodextrin molecule contains 5-20 glucose residues. Maltodextrin is characterized by its content of reducing substances (PB) in the range of 15-35%. Maltodextrins are obtained from any type of starch or starch-containing raw materials by enzymatic hydrolysis. It can be attributed to easily digestible carbohydrates of prolonged action.

При производстве творога или сыра из молока получается молочная сыворотка. Молочная сыворотка - это жидкость, оставшаяся при сворачивании белка молока. По химическому составу подсырная и творожная сыворотки, в пересчете на сухие вещества, содержат: лактозы - 70-75%, белковых веществ - 10-13%, минеральных солей 8-10%, а также витамины А, Е, группы В и другие добавки (Алимов Т.К. Кормовые концентраты на основе молочного сырья // Зоотехния - 1994 - №1 - С. 10). Лактоза - дисахарид (молочный сахар) относится к легкоперевариваемым углеводам. Содержание сухих веществ в свежей молочной сыворотке - 5-6%, в связи с этим срок хранения ее ограничен.In the production of cottage cheese or cheese from milk, whey is obtained. Whey is the liquid left in the folding of milk protein. According to the chemical composition, the cheese and curd whey, in terms of solids, contain: lactose - 70-75%, protein substances - 10-13%, mineral salts 8-10%, as well as vitamins A, E, group B and other additives (Alimov T.K. Feed concentrates based on dairy raw materials // Zootechny - 1994 - No. 1 - P. 10). Lactose - a disaccharide (milk sugar) refers to easily digestible carbohydrates. The solids content in fresh milk whey is 5-6%, and therefore its shelf life is limited.

Технический результат заключается в оптимизации технологического процесса, повышении качества готового продукта, увеличении его калорийности и усвояемости. В результате получается функциональный продукт с большим содержанием углеводов растительного и животного происхождения, обладающий высокой энергетической ценностью.The technical result consists in optimizing the process, improving the quality of the finished product, increasing its calorie content and digestibility. The result is a functional product with a high content of carbohydrates of plant and animal origin, which has high energy value.

Технический результат достигается тем, что вначале проводят ферментативный гидролиз нативного крахмала до содержания PB 25-32%. При этом получают сироп с содержанием сухих веществ 35-38%, а затем его концентрируют до 50% СВ. Молочную сыворотку концентрируют от 5-6% СВ до 50% СВ. Затем концентрированные растворы мальтодекстрина и молочной сыворотки смешивают в соотношении 1:1 по сухим веществам и направляют на распылительную сушилку.The technical result is achieved by first carrying out the enzymatic hydrolysis of native starch to a PB content of 25-32%. In this case, a syrup is obtained with a solids content of 35-38%, and then it is concentrated to 50% SV. Whey concentrate from 5-6% CB to 50% CB. Then, concentrated solutions of maltodextrin and whey are mixed in a 1: 1 ratio of solids and sent to a spray dryer.

Принципиальная схема производства представлена на чертеже. Полученная сухая смесь может использоваться в качестве добавки к растительным кормам с целью повышения их питательной ценности.A schematic diagram of the production is presented in the drawing. The resulting dry mixture can be used as an additive to vegetable feed in order to increase their nutritional value.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Кукурузный крахмал разводят водой до концентрации суспензии 35-38% сухих веществ (СВ). В приготовленную крахмальную суспензию вносят расчетную порцию ферментного препарата термостабильной α-амилазы и направляют в реактор первой стадии разжижения. В реакторе поддерживается температура 95°C, а разжижение продолжается в течение 60 мин. При этом теплообмен проходит через греющую рубашку без смешивания греющего пара с продуктом. Концентрация СВ продукта не снижается. Далее разжиженный продукт направляют на разваривание с целью гарантированного перевода всех зерен крахмала в клейстеризованное состояние. Разваривание осуществляют при температуре 125-135°C с последующим выдерживанием 5-10 мин. Разжиженный крахмал нагревают водяным паром путем прямого смешивания с продуктом. При снижении температуры продукта после его выхода из разварника часть влаги самоиспаряется и концентрация сиропа почти не изменяется. Затем разваренный продукт направляют на вторую стадию разжижения, где вносят дополнительную порцию термостабильной α-амилазы с целью расщепления зерен крахмала, клейстеризованных на стадии разваривания. На II стадии разжижения продукт может находиться от 30 до 120 мин в зависимости от требуемых значений PB. После этой операции получают сироп мальтодекстрина концентрацией 35-38% СВ. С целью экономии энергозатрат прежде, чем отправить сироп на сушку, его концентрируют до 50% СВ на вакуум-выпарном аппарате любой конструкции.Corn starch is diluted with water to a suspension concentration of 35-38% solids (CB). A calculated portion of the enzyme preparation of thermostable α-amylase is introduced into the prepared starch suspension and sent to the first dilution reactor. The reactor is maintained at a temperature of 95 ° C and liquefaction continues for 60 minutes. In this case, heat transfer passes through the heating jacket without mixing the heating steam with the product. The concentration of CB product is not reduced. Further, the liquefied product is sent for boiling in order to guarantee the translation of all starch grains into a gelled state. The digestion is carried out at a temperature of 125-135 ° C, followed by aging for 5-10 minutes. The liquefied starch is heated with steam by direct mixing with the product. With a decrease in the temperature of the product after it leaves the boil-out, part of the moisture self-evaporates and the concentration of syrup remains almost unchanged. Then the boiled product is sent to the second stage of liquefaction, where an additional portion of thermostable α-amylase is introduced to break down the starch grains gelatinized at the stage of boiling. At the second stage of liquefaction, the product can be from 30 to 120 minutes, depending on the required values of PB. After this operation, maltodextrin syrup is obtained with a concentration of 35-38% CB. In order to save energy, before sending the syrup for drying, it is concentrated to 50% CB on a vacuum evaporator of any design.

Одновременно с приготовлением сиропа мальтодекстрина осуществляют подготовку молочной сыворотки к распылительной сушке. Свежая сыворотка содержит около 5-6% СВ с содержанием РВ около 42%. С целью экономии энергозатрат сыворотку концентрируют на отдельном вакуум-выпарном аппарате до концентрации 50% СВ.Simultaneously with the preparation of maltodextrin syrup, whey is prepared for spray drying. Fresh whey contains about 5-6% CB with a PB content of about 42%. In order to save energy, serum is concentrated on a separate vacuum evaporation apparatus to a concentration of 50% CB.

После подготовки растворов мальтодекстрина и молочной сыворотки их смешивают в отдельном сборнике при температуре не менее 70°С.При этом смешивание проводят в соотношении 1:1, в пересчете на сухие вещества.After preparing the solutions of maltodextrin and whey, they are mixed in a separate collection at a temperature of at least 70 ° C. In this case, mixing is carried out in a ratio of 1: 1, in terms of solids.

Далее готовую композицию направляют на распылительную сушилку. Режим сушки протекает при следующих показателях:Next, the finished composition is sent to a spray dryer. The drying mode proceeds with the following indicators:

- температура воздуха на входе - 200°C;- inlet air temperature - 200 ° C;

- температура воздуха на выходе - 80°C.- outlet air temperature - 80 ° C.

Готовый продукт представляет собой белый мелкодисперсный порошок влажностью около 5%, содержащий до 85% углеводов растительного и животного происхождения с содержанием РВ около 40%.The finished product is a white fine powder with a moisture content of about 5%, containing up to 85% carbohydrates of plant and animal origin with a content of RV of about 40%.

Claims

Способ производства функционального продукта, содержащего углеводы растительного и животного происхождения, путем ферментативного гидролиза нативного крахмала, предусматривающий приготовление суспензии смешиванием крахмала с расчетным количеством воды до концентрации сухих веществ 35-38%, внесение раствора α-амилазы, инкубацию смеси суспензии с ферментами при температуре 95-120°C до достижения требуемой степени гидролиза нативного крахмала 25-32% PB, концентрирование выпариванием до содержания сухих веществ 50%; концентрирование выпариванием молочной сыворотки до 50% CB, смешивание полученных растворов мальтодекстрина и молочной сыворотки в соотношении 1:1 и высушивание полученного продукта.A method for the production of a functional product containing carbohydrates of plant and animal origin by enzymatic hydrolysis of native starch, which involves preparing a suspension by mixing starch with an estimated amount of water to a solids concentration of 35-38%, introducing an α-amylase solution, incubating the suspension mixture with enzymes at a temperature of 95 -120 ° C until the desired degree of hydrolysis of native starch 25-32% PB is achieved, concentration by evaporation to a solids content of 50%; concentration by evaporation of whey to 50% CB, mixing the resulting solutions of maltodextrin and whey in a ratio of 1: 1 and drying the resulting product.