Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения обогащенного крахмалопродукта

Изобретение относится к пищевой промышленности и может использоваться при переработке растительного (крахмалсодержащего) сырья.

Изобретение позволяет разработать высокоэффективный, экономичный способ получения экструдированных продуктов высокой пищевой ценности с использованием метода низкотемпературной экструзии.

Известен способ приготовления пищевого экструдированного продукта, который предусматривает смешивание муки, полученной из зерна злаковых культур, и добавок, увлажнение и нагрев смеси до температуры 170-180°С, экструдирование массы под давлением 2,0-4,0 МПа. При этом на выходе из фильеры матрицы экструдера экструдируемую массу подвергают воздействию избыточного давления паровоздушной среды, которое составляет 5-15% от давления экструзии с последующим его снижением до атмосферного давления [Патент РФ №2132628 C1, кл. 6 A23P 1/12, А23L 1/18, опубл. 10.07.1999 в бюл. №19] - аналог.

Недостатком данного способа является громоздкая, сложная и энергоемкая схема получения пищевого экструдированного продукта, а также недостаточно высокие потребительские свойства продукта.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья [Патент РФ №2223673 C2, кл. 7 А23L 1/314, 1/315, 1/20, A23P 1/12, опубл. 20.02.2004 в бюл. №5] - прототип, включающий подготовку мясного и растительного сырья. В качестве растительного сырья используют чечевицу и манную крупу. При этом чечевицу предварительно измельчают до размера частиц 0,5-1,0 мм, в качестве мясного сырья используют коллагеновую массу, полученную путем обработки вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности препаратами протеолитических ферментов, например мегатерином или протосубтилином, и мясо птицы механической обвалки. Мясное сырье обезвоживают методом сублимационной сушки до содержания влаги 14-18% и измельчают до размера частиц 0,5-1,0 мм. Дополнительно используют комбинированные пищевые добавки в виде порошкообразных молочно-овощных полуфабрикатов. Все компоненты дозируют, смешивают и проводят экструзию мясорастительной смеси при определенном соотношении компонентов в мас.%. После экструзии на поверхность продуктов наносят вкусообразователи (сахарную пудру, поваренную соль, специи).

Недостатком данного способа является сложная схема выработки, большие энергозатраты и недостаточные потребительские качества получаемого экструзионного продукта.

Таким образом, задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка высокоэффективного и экономичного способа получения экструдированных продуктов методом низкотемпературной экструзии.

Технический результат изобретения заключается в повышении пищевой ценности готовых изделий.

Это достигается тем, что способ получения обогащенного крахмалопродукта, включающий подготовку крахмалосодержащего сырья, его смешивание с добавкой, повышающей пищевую ценность продукта, подачу смеси в экструдер, экструзию и нанесение на поверхность экструдата пищевых, или вкусовых, или вкусоароматических добавок, отличающийся тем, что в качестве крахмалосодержащего сырья используют крахмал картофельный, или кукурузный, или пшеничный, или рисовый, или тапиоковый, или их смеси, или муку пшеничную, или ржаную, или картофельную, или кукурузную, или их смеси, или сухое картофельное пюре в виде хлопьев, или гранул, или гранулята, или крупки, в качестве добавки, повышающей пищевую ценность продукта, используют в сухом измельченном или сыром измельченном виде пресноводную рыбу (подкаменщик, и/или бычок-песчаник, и/или ерш, и/или окунь речной, и/или судак, и/или колюшка, и/или налим, и/или речной угорь, и/или американский сомик, и/или сом, и/или вьюн, и/или щиповка, и/или голец, и/или амурский сазан, и/или сазан или карп, и/или карась, и/или горчак, и/или чехонь, и/или сырть, и/или синец, и/или белоглазка, и/или лещ, и/или густера, и/или быстрянка, и/или уклея, и/или усач, и/или пескарь, и/или подуст, и/или линь, и/или верховка, и/или жерех, и/или красноперка, и/или гольян, и/или язь, и/или голавль, и/или елец, и/или вырезуб, и/или плотва, и/или щука, и/или хариус обыкновенный, и/или сиг чудской, и/или сиг, и/или пелядь, и/или ладожский рипус, и/или ряпушка, или селява, и/или форель, и/или кумжа, или таймень, и/или лосось, и/или семга, и/или белуга, и/или осетр, и/или стерлядь, и/или минога) и/или пресноводные ракообразные (широкопалый речной рак, и/или узкопалый речной рак, и/или китайский мохнаторукий краб), и/или лягушки (съедобные), и/или рыбную костную муку, сырье смешивают с 1-15 мас.% добавки, повышающей пищевую ценность продукта, в экструдер одновременно с полученной смесью подают 1-3 мас.% углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) и подвергают однократной или многократной экструзионной обработке при рабочей температуре в диапазоне 100-200°С, частоте вращения рабочих шнеков 70-95 мин^-1, диаметре используемой фильеры 1-6 мм, с/без дополнительной подачи воды, а также частоте вращения шнека дозатора 90-95 мин^-1 и частоте вращения режущего устройства 80-85 мин^-1 с или без последующего дробления до размера частиц 0,67 мм или менее, при этом нанесение вкусовых или вкусоароматических добавок на недробленый экструдат осуществляют путем его дражирования в солевом рассоле и/или в растворе аминокислот с последующим подсушиванием.

Способ реализуется следующим образом.

Получение экструдированных продуктов высокой пищевой ценности предусматривает следующие последовательно осуществляемые операции: подготовку крахмалсодержащего сырья и добавки для повышения пищевой ценности к экструзии, загрузку, подачу углекислого газа в твердой фазе (сухой лед), экструдирование (влаготермомеханическое воздействие на крахмал), приемку, резку, фасовку, упаковку и маркировку, транспортирование или хранение.

В качестве крахмалсодержащего сырья используют:

1. Крахмал:

- картофельный, или

- кукурузный, или

- пшеничный, или

- рисовый, или

- тапиоковый, или

- их различные крахмальные смеси, или

2. Муку:

- пшеничную, или

- ржаную, или

- картофельную, или

- кукурузную, или

- их различные смеси

3. Сухое картофельное пюре в виде

- хлопьев, или

- гранул, или

- гранулята, или

- крупки, или

Добавку для повышения пищевой ценности готовят из следующего сырья:

1. Пресноводная (речная и озерная) рыба:

- подкаменщик {Coitus gobio L.),

- бычок-песчаник (Neogobius fluviatilis Pall),

- ерш-носарь (Acerina acerina Guld.),

- ерш обыкновенный (Acerina cernua L.),

- окунь речной (Perca fluviatilis L.),

- судак (Lucioperca lucioperca L.),

- трехиглая колюшка (Casterosteus aculeatus L.),

- девятииглая колюшка (Pungitius pungitius L.),

- налим (Lota lota L.),

- речной угорь (Anguilla anguilla L.),

- американский сомик (Amiurus nebulosus Le Sueur),

- сом (Silurus glanis L),

- вьюн (Misgumus fossilis L.),

- щиповка (Cobitis taenia L.),

- голец (Nemachilus barbatulus L.),

- амурский сазан (Cyprinus carpio haetnatopterus Temminck et Schlegel),

- сазан или карп (Cyprinus carpio L.),

- карась серебряный (Carassius auratus gibelio Bloch),

- карась обыкновенный (Carassius carassius L.),

- горчак (Rhodeus sericeus amarus Bloch),

- чехонь (Pelecus cultratus L.),

- сырть (Vimba vimba L.),

- синец (Abramis ballerus L.),

- белоглазка (Abramis sapa Pallas),

- лещ (Abramis brama L.),

- густера (Blicca bjoerkna L.),

- быстрянка (Alburnoides bipunctatus Bloch),

- уклея (Alburnus alburnus L.),

- усач (Bar bus barbus L.),

- пескарь (Gobio gobio L.),

- подуст (Chondrostoma nasus L.),

- линь (Tinea tinca L.),

- верховка (Leucaspius delineatus Heckel),

- жерех (Aspius aspius L.),

- красноперка (Scardinius erythrophthalmus L.),

- гольян обыкновенный (Phoxinus phoxinus L.),

- гольян озерный (Phoxinus percnurus Pallas),

- язь (Leuciscus idus L.),

- голавль (Leuciscus cephalus L.),

- елец (Leuciscus leuciscus L.),

- вырезуб (Rutilus frisii Nordmann),

- плотва (Rutilus rutilus L.),

- щука (Esox lucius L.),

- озерная корюшка, или снеток (Osmerus eperlanus eperlanus morpha spirincnus Pallas),

- корюшка, или морская корюшка (Osmerus eperlanus L.),

- хариус обыкновенный (Thymallus thymallus L.),

- сиг чудской (Coregonus lavaretus maraenoides Poljakov),

- сиг (Coregonus lavaretus L.),

- пелядь (Coregonus peled Gmelin),

- ладожский рипус (Coregonus albula injraspecies ladogensis Pravdin),

- ряпушка, или селява (Coregonus albula L.),

- радужная форель (Salmo irideas Gibbons),

- ручьевая форель (Salmo trutta morpha fario L.),

- кумжа, или таймень (Salmo trutta L.),

- лосось, или семга (Salmo salar L.),

- белуга (Huso huso L.),

- осетр балтийский (Acipenser sturio L.),

- осетр русский (Acipenser guldenstadti Brandt),

- стерлядь (Acipenser ruthenus L.),

- минога ручьевая (Lampetraplaneri Bloch.),

- минога речная (Lampetra fluviatilis L.),

- минога украинская (Lampetra mariae Berg).

2. Пресноводные (речные и озерные) ракообразные:

- широкопалый речной рак (Astacus astacus L.),

- узкопалый речной рак (Astacus leptodactylus L.),

- китайский мохнаторукий краб (Eriocheir sinensis L.).

3. Лягушки:

- лягушка съедобная (Rana esculenta L.).

4. Рыбная костяная мука.

Пищевая ценность сырья, используемого для обогащения крахмалопродукта, представлена в таблице 1 и 2.

Для получения добавки, повышающей пищевую ценность, сырье моют, подрабатывают (удаляют кости и т.д.) и измельчают. В качестве добавки также можно использовать данное мытое и подработанное сырье в высушенном до 70-95% сухих веществ в мелко измельченном виде.

Крахмалсодержащее сырье смешивают с добавкой для повышения пищевой ценности. Добавку вносят в количестве 1-15% к массе крахмалсодержащего сырья.

Экструдирование проводят на двухшнековом экструдере РЗ-КЭД-88 при следующих технологических параметрах: рабочая температура 100-200°C; частота вращения шнека дозатора 90-95 мин^-1; частота вращения рабочих шнеков 70-95 мин^-1; частота вращения режущего устройства 80-85 мин^-1. Диаметр используемой фильеры 1-6 мм. Дополнительную подачу воды в экструдер не проводят.

Процесс экструзии осуществляется следующим образом. Подготовленное исходное крахмалсодержащее сырье из бункера через загрузочное отверстие поступает в шнек, который перемещает его перемещая вдоль корпуса. В ходе этого процесса сырье переходит в упруго-вязко-пластичную массу. Эти превращения происходят при действии на влажное сырье высоких температур и давления. Продукт, уплотняясь, нагревается за счет сил трения частиц о поверхности вращающихся рабочих органов и деформации сдвига в самом продукте, а также за счет дополнительного регулирования нагрева от внешнего источника теплоты. Образующаяся масса перемещается шнеком к матрице и при определенном давлении выпрессовывается через ее отверстия. Величина давления в значительной мере обусловлена размером отверстий матрицы и структурно-механическими свойствами обрабатываемой массы. После выхода продукта из отверстий матрицы в результате резкого перепада температуры и давления происходит мгновенное испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается. Экструдат увеличивается в объеме, в нем появляется большое количество разных по форме и размеру пор, стенки которых представляют собой высушенные пленки клейстера крахмала.

Одновременно со смесью в экструдер для большей степени вспучивания подают углекислый газ в твердой фазе (сухой лед) в количестве 1-3% к массе сырья.

Далее крахмалопрдукт подают или на дробление или на дражировку. Так, дробление крахмалопродукта осуществляется до размера частиц 0,67 мм.

При дражировке крахмалопродукт подают в дражировочную машину барабанного типа Ш12-КХК/9 или др. аналогичную, где наносят на поверхность изделий с температурой 40-45°C пищевые или вкусовые или вкусоароматические добавки. Добавки наносят методам распыления или обсыпки при перемешивании. Недробленый экструдат дражируют в солевом рассоле и/или в растворе аминокислот с последующим подсушиванием.

Затем продукт окончательно охлаждают до температуры не более 25°C на конвейере-охладителе типа Ш12-КПЭ-1/8 или др. аналогичном.

Полученные экструдированные продукты высокой пищевой ценности фасуют, упаковывают, маркируют и при необходимости транспортируют или отправляют в склад на хранение.

Далее приведены примеры конкретного выполнения изобретения.

Пример 1.

Картофельный крахмал смешивают с ржаной мукой в соотношении 1:1. Щуку моют и измельчают. Крахмалсодержащее сырье смешивают с подготовленным рыбным сырьем (сырой щукой) и загружают в экструдер. Щуку добавляют в количестве 10% к массе крахмалсодержащего сырья.

Экструзионную обработку осуществляют с помощью двухшнекового экструдера РЗ-КЭД-88 с диаметром используемой фильеры 6 мм при температуре 140°C, частоте вращения шнека дозатора 90 мин^-1; частоте вращения рабочих шнеков 90 мин^-1; частота вращения режущего устройства 80 мин^-1 с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 3% к массе сырья.

Дражировку осуществляют в дражировочной барабанной машине Ш12-КХК/9 при температуре 40°C в 5% солевом рассоле.

Затем продукт окончательно охлаждают до температуры не более 25°C на конвейере-охладителе типа Ш12-КПЭ-1/8.

Полученный экструдированный крахмалопродукт высокой пищевой ценности фасуют, упаковывают, маркируют и при необходимости транспортируют или отправляют в склад на хранение.

Пример 2.

Лосось и осетрину сушат до содержания 90% сухих веществ, мелко измельчают и смешивают в соотношении 1:1. К пшеничной муке добавляют подготовленное рыбное сырье (смесь лосося и осетрины в соотношении 1:1) в количестве 9% к массе крахмалсодержащего сырья.

Экструзионную обработку осуществляют с помощью двухшнекового экструдера РЗ-КЭД-88 с диаметром используемой фильеры 2 мм при температуре 130°C, частоте вращения шнека дозатора 92 мин^-1; частоте вращения рабочих шнеков 94 мин^-1; частота вращения режущего устройства 84 мин^-1 с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 2% к массе сырья.

Дражировку осуществляют в дражировочной барабанной машине Ш12-КХК/9 при температуре 40°C в 10% аминокислотном растворе.

Затем продукт окончательно охлаждают до температуры не более 25°C на конвейере-охладителе типа Ш12-КПЭ-1/8.

Полученный экструдированный крахмалопродукт высокой пищевой ценности фасуют, упаковывают, маркируют и при необходимости транспортируют или отправляют в склад на хранение.

Пример 3.

Картофельный крахмал смешивают с ржаной мукой в соотношении 2:1. Широкопалого речного рака моют и измельчают. Крахмалсодержащее сырье смешивают с подготовленным обогащающим сырым (широкопалым речным раком) и загружают в экструдер. Измельченного широкопалого речного рака добавляют в количестве 15% к массе крахмалсодержащего сырья.

Экструзионную обработку осуществляют с помощью двухшнекового экструдера РЗ-КЭД-88 с диаметром используемой фильеры 1 мм при температуре 180°C, частоте вращения шнека дозатора 90 мин^-1; частоте вращения рабочих шнеков 90 мин^-1; частота вращения режущего устройства 80 мин^-1 с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухой лед) в количестве 3% к массе сырья.

Дражировку осуществляют в дражировочной барабанной машине Ш12-КХК/9 при температуре 40°С в 3% солевом рассоле.

Затем продукт окончательно охлаждают до температуры не более 25°C на конвейере-охладителе типа Ш12-КПЭ-1/8.

Полученный экструдированный крахмалопродукт высокой пищевой ценности фасуют, упаковывают, маркируют и при необходимости транспортируют или отправляют в склад на хранение.

Пример 4.

Лягушку съедобную и форель ручьевую сушат до содержания 70% сухих веществ, мелко измельчают и смешивают в соотношении 1:1. К тапиоковому крахмалу добавляют подготовленное обогащающее сырье в количестве 5% к массе крахмалсодержащего сырья.

Экструзионную обработку осуществляют с помощью двухшнекового экструдера РЗ-КЭД-88 с диаметром используемой фильеры 3 мм при температуре 190°C, частоте вращения шнека дозатора 92 мин^-1; частоте вращения рабочих шнеков 94 мин^-1; частота вращения режущего устройства 84 мин^-1 с одновременной подачей углекислого газа в твердой фазе (сухого льда) 2% к массе сырья.

Далее крахмалопродукт подают на дробление. Дробление крахмалопродукта осуществляется до размера частиц 0,67 мм.

Затем продукт окончательно охлаждают до температуры не более 25°С на конвейере-охладителе типа Ш12-КПЭ-1/8.

Полученный экструдированный крахмалопродукт высокой пищевой ценности фасуют, упаковывают, маркируют и при необходимости транспортируют или отправляют в склад на хранение.

Таким образом, разработанный способ является эффективным и экономичным, позволяет получать разнообразные экструдированные обогащенные крахмалопродукты с высокой пищевой ценностью, которые могут широко использоваться в пищевой промышленности.