Результат интеллектуальной деятельности: Органический пищевой ингредиент

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно - к области переработки зерна, и может быть использовано при производстве пищевых волокон - низкокалорийной пищевой добавки для последующего введения их в рецептуры хлеба, мясных и молочных изделий.

Пищевые волокна (ПВ) представляют собой комплекс природных полисахаридов растительного происхождения, обладают водосвязывающими, жиросвязывающими, т.е. сорбционными, и гелеобразующими свойствами, благодаря которым широко применяются в пищевой промышленности, а также в профилактическом питании.

Известна (RU, патент 2371934, опубл. 10.11.2009) органическая пищевая композиция, содержащая менее от 20 мас. % углеводов и менее 5,0 мас. % масла, входящая в пищевые продукты, выбранные из группы, состоящей из заправки, супа, соуса, приправы, горчицы, подливки, начинки или кетчупа. В ее состав входят от 0,05 до 3,0 мас. % нерастворимого волокна; от 50,0 до 95,0 мас. % воды; от 5 до 40 мас. % вкусовой основы, причем нерастворимое волокно является волокном, добавляемым в дополнение к природному волокну, содержащемуся во вкусовой основе, при этом пищевая композиция включает визуально различимые нерастворимые частицы, которые не ощущаются потребителем во рту при ее употреблении в пищу.

Недостатком известной композиции следует признать низкие сорбционные характеристики, ограничивающие возможности ее применения.

Известен также (RU, патент 2366278, опубл. 10.09.2009) органический пищевой ингредиент, содержащий растворимые пищевые волокна, в частности β-глюканы средней молекулярной массы, и полученная с использованием ферментативного гидролиза при действии, в том числе и α-амилазы, причем указанный пищевой ингредиент содержит, по меньшей мере, 20% и не более 40% β-глюканов (по сухому веществу) с молекулярной массой по меньшей мере 800000 Да, и содержащая менее 10% белка.

Недостатком известного ингредиента следует признать использование для получения ингредиента высококачественного зерна, а также наличие в ингредиенте только растворимых волокон.

Наиболее близким аналогом разработанного продукта можно признать (RU, патент 2336731, опубл. 27.10.2008) органический пищевой ингредиент, содержащий пшеничные растворимые волокна. Ингредиент содержит остатки пшеничных отрубей и пшеничные растворимые пищевые волокна. Влагоудерживающая способность (ВУС) волокон - 6,74±0,05 г воды/г препарата; жироудерживающая способность (ЖУС) их - 7,04±0,05% г жира/г препарата.

Для получения готового продукта сырье промывают проточной водопроводной водой, оставляют на 30 мин, при этом непрерывно перемешивая. Промытое сырье отфильтровывают, помещают в колбу, заливают дистиллированной водой и оставляют для набухания. Набухшее сырье отфильтровывают. Промытое сырье заливают дистиллированной водой и вносят раствор ферментных препаратов, в том числе и α-амилазу. Инактивацию ферментов проводят при температуре на 15°С выше температуры гидролиза. После окончания гидролиза пищевые волокна отделяют от жидкой фазы и подвергают процессу обесцвечивания раствором перекиси водорода. Затем промытые пищевые волокна отделяют на лавсановом фильтре и передают на сушку.

Недостатком полученного пищевого ингредиента следует признать получение только водорастворимых пищевых волокон. Кроме того, использование комплексных ферментных препаратов вызывает некоторое изменение структуры волокон и потерю ассоциированных с ними сопутствующих БАВ.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного продукта питания, состоит в повышении содержания водонерастворимых пищевых волокон в продуктах питания.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного изобретения, состоит в расширении ассортимента полезных органических ингредиентов функционального назначения с технологическими свойствами (загущение, структурообразование), содержащих нерастворимые пищевые волокна, при максимальном сохранении нативной структуры и свойств пищевых волокон и ассоциированных с ними биологически активных веществ (БАВ) при одновременном повышение эффективности использования вторичных продуктов переработки как традиционных культур - пшеницы и овса, так и достаточно мало используемых - тритикале, являющихся богатым сырьевым источником пищевых волокон и БАВ.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать органический пищевой ингредиент. Органический пищевой ингредиент разработанного состава содержит нерастворимые пищевые волокна, полученные путем гидролиза с использованием α-амилазы фракций, выделенных из побочных продуктов переработки пшеницы и тритикале в муку (отруби) и овса в крупу (мучка) при температуре 75-85°С, при этом ингредиент содержит до 75% нерастворимых пищевых волокон с содержанием клетчатки до 19,5%, обладающих высоким сорбционным потенциалом: водопоглотительная способность - до 8,8 г воды/г ингредиента и водоудерживающей способностью - до 5,5 г воды/г ингредиента.

Ферментативный гидролиз с α-амилазой, проводимый в выше указанных условиях, освобождает пищевые волокна от крахмальных полисахаридов, не затрагивая структуру пищевых волокон. Мягкий режим ферментативного воздействия обеспечивает сохранение нативных компонентов растительного сырья - ассоциированные с нерастворимыми волокнами БАВ - витамины, фитиновую кислоту, лигнаны и другие, обладающие ценными фармакологическими свойствами, являясь мощными антиоксидантами, иммунорегуляторами. При этом также сохраняется целостность структуры комплекса нерастворимых пищевых волокон.

Исходным сырьем для получения заявляемых ингредиентов являются побочные продукты, образующиеся при сортовом помоле пшеницы и тритикале в муку (отруби) и при переработке овса в крупу (мучка). Из побочных продуктов переработки зерна выделены фракции, обеспечивающие в результате ферментативной модификации получение органических ингредиентов. Гранулометрический состав фракций и содержание пищевых волокон и клетчатки в ингредиентах приведены в табл. 1.

Ингредиенты получены из побочных продуктов, образующихся при сортовом помоле пшеницы и тритикале в муку (отруби) и при переработке овса в крупу (мучка) путем ферментативного гидролиза с использованием α-амилазы при следующих условиях проведения эксперимента: выделение фракций выбранного гранулометрического состава на ситах; гидролиз с α-амилазой при 75-85°С, центрифугирование гидролизата для выделения нерастворимой фазы при скорости 2 тыс.об./мин, сушка нерастворимой фазы при 40-50°С до влажности продукта не более 10%, желательно при слабом разряжении.

Свойства заявляемых ингредиентов заданы составом, структурой и соотношением формирующих их компонентов. В значительной мере особенности их свойств обусловлены морфологическими особенностями строения частей зерна, поступающих в отруби и мучку. Это проявляется в технологических свойствах пищевых волокон - соотношении водопоглотительной и водоудерживающей способностей (табл. 2). Применение этих ингредиентов обеспечивает загущение и стабилизацию структуры пищевого продукта, в котором использован разработанный ингредиент, позволяет направленно изменять свойства продукта.

Подобные пищевые ингредиенты с указанными технологическими свойствами (загущение, структурообразование) находят широкое применение в производстве многих пищевых продуктов. Так, пищевые ингредиенты с нерастворимыми пищевыми волокнами, содержащие пищевую клетчатку, широко применяют в производстве колбас и рубленых полуфабрикатов в мясной промышленности; для улучшения и сохранения реологических характеристик (структуры и консистенции), внешнего вида и вкуса мучных кондитерских изделий.

При добавлении клетчатки в тесто наблюдается повышение водопоглотительной способности теста, улучшение органолептических и структурно-механических свойств теста.

Образцы, содержащие нерастворимые пищевые волокна, при внесении их в тесто из пшеничной муки при замесе в зависимости от исходного сырья, их содержавшего, оказывают существенное влияние на реологические свойства теста, приготовленного с их участием. Наиболее значимо оно проявляется в изменении водопоглотительной способности теста и его разжижения, т.е. показателях, определяющих консистенцию теста (табл. 3). Эти свойства позволяют регулировать консистенцию и качество теста в процессе тестоведения и в итоге готового продукта.

Нерастворимые пищевые волокна в составе ингредиентов не оказывают негативное влияние на объемный выход хлеба и его качество при наличии в процессе тестоведения достаточного количества воды для осуществления всех биохимических и коллоидных процессов (табл. 4).

Для промышленного получения разработанных ингредиентов не требуется специального оборудования, так как возможно использование серийно изготавливаемого оборудования, имеющегося на предприятиях, связанных с переработкой зерна - мукомольно-крупяных и спиртовых.

Разработанные ингредиенты обладает промышленной применимостью в таких отраслях пищевой промышленности, как хлебопекарная, мясная, кондитерская и других.