Способ и устройство обогащения фракций глютена и крахмала в пшеничной муке, получаемая при этом композиция и фракции, обогащенные глютеном и крахмалом, а также способ изготовления пищевых продуктов

Есть еще 5 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к способу получения фракций, обогащенных глютеном, и фракций, обогащенных крахмалом, в пшеничной муке, а также к выделению фракций глютена и крахмала из пшеничной муки. Изобретение также относится к процессу приготовления теста, содержащего одну или несколько фракций, обогащенных глютеном. а также одну или несколько фракций, обогащенных крахмалом.
Способ позволяет осуществлять полунепрерывный или непрерывный процесс выделения глютена и крахмала из пшеничной муки, наряду с этим позволяя снизить количество используемой воды и. таким образом, сократить количество энергии, необходимое для удаления воды, а также степень повреждения от нагрева и микробиологического разложения полученного глютснового белка.
Способ включает контактирование пшеничной муки с разбавителем для получения первого теста: воздействие на первое тесто первым давлением для его деформации для получения второго теста, содержащего одну или более первых агрегированных фракций глютена; а также дополнительную обработку второго теста воздействием деформации, включающей сдвиг при втором давлении, отличающемся от первого давления, для получения композиции, включающей одну или более агрегированных фракций глютена и одну или более фракций, обогащенных крахмалом.

Текст

Смотреть все

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ обогащенных крахмалом, в пшеничной муке, а также к выделению фракций глютена и крахмала из пшеничной муки. Изобретение также относится к процессу приготовления теста, содержащего одну или несколько фракций, обогащенных глютеном, а также одну или несколько фракций, обогащенных крахмалом. Способ позволяет осуществлять полунепрерывный или непрерывный процесс выделения глютена и крахмала из пшеничной муки,наряду с этим позволяя снизить количество используемой воды и, таким образом, сократить количество энергии, необходимое для удаления воды, а также степень повреждения от нагрева и микробиологического разложения полученного глютенового белка. Способ включает контактирование пшеничной муки с разбавителем для получения первого теста воздействие на первое тесто первым давлением для его деформации для получения второго теста,содержащего одну или более первых агрегированных фракций глютена а также дополнительную обработку второго теста воздействием деформации, включающей сдвиг при втором давлении, отличающемся от первого давления, для получения композиции, включающей одну или более агрегированных фракций глютена и одну или более фракций, обогащенных крахмалом.(72) КОТ, Норбертус ФилиппусВАН ДЕР ЗАЛМ, Элизабет Эгбердина ИоханнаВАН ДЕН АБЕЛЕ, Тео(74) Шабалина Галина Ивановна Шабалин Владимир Иванович Тусупова Меруерт Кырыкбаевна Локтева Юлия Михайловна(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОБОГАЩЕНИЯ ФРАКЦИЙ ГЛЮТЕНА И КРАХМАЛА В ПШЕНИЧНОЙ МУКЕ,ПОЛУЧАЕМАЯ ПРИ ЭТОМ КОМПОЗИЦИЯ И ФРАКЦИИ, ОБОГАЩЕННЫЕ ГЛЮТЕНОМ И КРАХМАЛОМ,А ТАКЖЕ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Настоящая заявка основана на Европейской Заявке на предварительный Патент 12169020.0,поданной 23 мая 2012 г., процесс агрегации белка в тесте из пшеничной муки, которая полностью включена в настоящее описание. Область техники Настоящее изобретение относится к способу получения фракций, обогащенных глютеном, и фракций, обогащенных крахмалом, в пшеничной муке, а также к возможному выделению фракций глютена и крахмала из пшеничной муки. Данное изобретение также относится к процессу приготовления теста, содержащего одну или несколько фракций, обогащенных глютеном, а также одну или несколько фракций, обогащенных крахмалом. Разделение пшеничной муки на глютен и крахмал представляет собой промышленный процесс, обычно требующий большого количества воды высокого качества. Глютеновые белки могут применяться различным образом, например, в виде веществ,улучшающих текстуру, или адгезивных веществ, а также присадок, улучшающих свойства пшеничной муки в производстве хлебобулочных изделий. Производимый крахмал применяется в сахарных сиропах или используется в промышленности, в частности в пищевой промышленности. Промышленные процессы разделения пшеничной муки обычно основываются на различии в растворимости в воде, поскольку крахмал проявляет тенденцию к более высокому переходу в воду, чем глютеновые белки. Примером такого процесса является так называемый процесс Мартина. В этом процессе, тесто образуется из пшеничной муки и воды, а крахмал позже извлекается из теста за счет выполнения последовательных операций промывки. Дополнительный пример процесса,предусматривающего мокрое разделение, описан в ЕР-А-090533. В этом процессе, во время приготовления теста образуются глютеновые агрегаты,затем тесто промывается при одновременном осторожном замешивании, отделяя растворенный крахмал от жидкого раствора путем промывки или центрифугирования при помощи декантаторов или гидроциклонов. Нерастворимый глютен отделяется от жидкого раствора фильтрацией, после чего его сушат в барабанной сушилке. В случае сушке в распыленном состоянии,могут применяться более высокие температуры даже до 300 С. Стадия высушивания считается очень важной, так как глютен может быть легко поврежден из-за перегрева и потери его функциональных свойств. Как правило, глютен,получаемый в результате данных процессов,содержит белка от 75 до 80 на сухую массу. Недостатком процессов разделения, описанных выше, является то, что используется значительное количество воды высокого качества, которую необходимо затем подвергать очистке. Во-вторых,требуется использовать большое количество энергии для удаления воды из данных продуктов и 2 в третьих, глютен всегда будет подвергаться в определенной степени разрушающему воздействию нагрева. В ЕР-А-1881996 описывается процесс выделения глютена и крахмала из пшеничной муки, причем данный процесс состоит из следующих стадий (а) смешивание муки и водного состава для получения теста с содержанием влаги менее 50 по массе относительно сухого веса мукиобработку теста,полученного на стадии (а), воздействием простого сдвига со сдвиговым напряжением, по меньшей мере 1 килопаскаль и удельным расходом механической энергии, по меньшей мере 5 кДж/кг в минуту времени обработки для получения обработанного теста и(с) разделение обработанного теста на фракцию, обогащенную глютеном, и фракцию, обогащенную крахмалом. Несмотря на то, что данный процесс позволяет снизить количество воды и энергии для необходимого удаления, использование простого сдвига затрудняет осуществление процесса в непрерывном режиме и в промышленном масштабе. Следовательно, существует большая потребность в технологии, облегчающей процесс разделения, при значительном уменьшении или устранении вышеупомянутых негативных последствий, в особенности для снижения количества используемого растворителя. Точнее говоря, попрежнему существует необходимость в использовании процесса, позволяющего выполнять непрерывную обработку в промышленном масштабе. Способ в соответствии с данным изобретением позволяет осуществлять (полу-) непрерывный процесс отделения глютена и крахмала от пшеничной муки, наряду с этим позволяя снизить количество используемой воды и, таким образом,сократить количество энергии, необходимое для удаления воды, а также степень повреждения от нагрева и микробиологического разложения полученного глютенового белка. Соответственно,прежде всего,данное изобретение относится к способу непрерывного или полунепрерывного выделения глютена и крахмала из пшеничной муки, состоящему из стадий (а) контактирование пшеничной муки с разбавителем для получения первого теставоздействие на первое тесто первым давлением для его деформации, включающее сдвиг, вращение и растягивание, для получения второго теста,содержащего одну или более первых агрегированных фракций глютена а также (с) дополнительную обработку второго теста воздействием деформации, включающей сдвиг при втором давлении, отличающемся от первого давления, для получения композиции, включающей одну или более дополнительных агрегированных фракций глютена и одну или более дополнительных фракций,обогащенных крахмалом. Состав,полученный на стадии (с), может быть также отнесен к третьему тесту в настоящем описании. Разбавителем, предпочтительно используемым в процессе,является водный состав,более предпочтительно состав, содержащий растворенную соль. Одна или несколько солей предпочтительно выбираются из солей, пригодных для потребления людьми или животными, более предпочтительно соли щелочных металлов или соли щлочноземельных металлов,более предпочтительно содержащие поваренную соль(хлорид натрия). Предпочтительно, данный раствор содержит от 0 до 8 по массе одной или нескольких вышеупомянутых солей,предпочтительно содержащих поваренную соль,более предпочтительно от 0,01 до 6 по массе, более предпочтительно от 1 до 5 по массе, и еще более предпочтительно от 2 до 4 массовой доли поваренной соли. Данный разбавитель может, кроме того, содержать другие компоненты, такие как добавки, присадки, вспомогательные растворители,консерванты, модификаторы вязкости / загустители и/или энзимы (ферменты). К типичным энзимам относятся амилазы,ксиоаназы,протеазы,целлюлазы и/или арабинофуранозидазы. Предпочтительны энзимы, которые усиливают разделение между крахмалом и глютеном, как например, энзимы, описанные в 0200911, и/или в целом, те из них, которые способствуют большей агломерации глютена. Термин тесто, используемый в настоящем описании, как правило, относится к тесту, не содержащему дрожжи, т.е. к пресному тесту,подготовленному из пшеницы, при этом разбавитель предпочтительно содержит воду и дополнительные(необязательные) ингредиенты, такие как соль и/или присадки, в том числе энзимы. Термин простой сдвиг известен в области техники и подразумевает, что плоскости веществ скользят друг по другу только в одном направлении(см. также . , , ,,, .,(1994),27 - 29, 4070-75). На любой стадиии/или (с), могут использоваться все варианты сдвига, которые могут выбираться опытным оператором согласно используемому оборудованию, а также полученным результатам. Однако предпочтительно, на стадии(с), чтобы самый большой компонент сдвига,оказывающего воздействие на тесто, обеспечивался простым сдвигом. Пшеничная мука различается по составу,размеру частиц и распределению, в зависимости от происхождения пшеницы, а также применяемых процессов помола. В данном процессе может использоваться твердая или мягкая пшеница. Этот способ может применяться к любому сорту пшеницы. Термин пшеница в настоящем описании включает любое разнообразие пшеницы и родственные сорта зерен, в той мере, в какой они содержат крахмал и вязкоупругий глютен в подходящем количестве для выполнения данного процесса. Термин глютен относится к белковой смеси,содержащейся в пшенице. В глютене содержатся четыре основных белка, так называемые альбумины,глютелины, такие как глютенин, глобулины, а также проламины, такие, как глиадин. Глиадин и глютенин обычно образуют большую часть белка,содержащегося в пшеничном глютене, и вместе они образуют комплексное соединение из глютена,образующее поперечные связи сквозь дисульфидные связи между остатками цистеина. Концентрация глютена в настоящем описании относится к количеству белка, измеренного во фракции, обогащенной глютеном, на основе определения содержания азота, а также путем умножения на коэффициент перевода 5.7 для подсчета измеренного содержания белка из содержания азота. Подходящий способ измерения данного содержания, предусматривается, к примеру, за счет использования аппарата-2000, который серийно выпускается Корпорацией , СентДжозеф, Мичиган, США. Термин частицы глютена относится к трхмерным агломератам глютена, образуемым на стадияхи (с), которые могут представлять собой сферические, похожие на рулоны нити (пряди) или слои глютеновых белков. Применяя способ по данному изобретению,можно получить фракцию, обогащенную глютеном,в которой содержание глютена составляет, по меньшей мере 50 белка на сухую массу, более предпочтительно 60,еще более предпочтительно -70, еще более предпочтительно- свыше 80 и наиболее предпочтительно - 85. Данный процесс позволяет получить глютен,имеющий более высокую степень вязкоупругости,что выражается в его жизнеспособности. В зависимости от фактического применения,например, для целей хлебопечения, и/или корма для животных, такого как рыбного корма, могут быть желательными различные соотношения глютена/крахмала. Тем не менее, рассматриваемый процесс предпочтительно позволяет подготовить фракцию, обогащенную глютеном, в которой содержание глютена составляет, минимум, 75,более предпочтительно - 80 по сухой массе. На стадии отделения крахмал будет отделяться от компонентов глютена, что подтверждается увеличением содержания азота во фракции,обогащенной глютеном, в отличие от уменьшения содержания азота во фракции крахмала. Фракция, обогащенная глютеном, содержит визуально воспринимаемые агрегаты глютена,обычно в виде нитей сети, хорошо различимых после окрашивания, выполненного для того, чтобы увидеть различие. Однако, агрегаты сети не отделяются от фракции(й), обогащенной крахмалом,с тем, чтобы образовать более крупные скопления. В альтернативном воплощении,данное изобретение также относится к процессу непрерывного или полунепрерывного отделения глютена и крахмала от пшеничной муки, состоящего из следующих стадий (а) контактирование пшеничной муки с разбавителем для получения первого теставоздействие на первое тесто первым давлением для его деформации,включающее сдвиг, вращение и растягивание, для получения второго теста, содержащего крахмал и 3 агрегированные глютеновые нити (пряди) а также разделение второго теста на одну или несколько фракций, обогащенных глютеном, и одну или несколько фракций, обогащенных крахмалом. Процесс на стадииможет выполняться любым подходящим способом,включая,но,не ограничиваясь,такими процессами,как центрифугирование, фильтрация и/или промывка, в соответствии с описанием, приводимом далее по тексту. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, отделение агрегатов глютена от крахмальной матрицы может выполняться в аппарате, включающем две параллельные поверхности, перемещающиеся в одном и том же направлении с различными скоростями. Между этими поверхностями,предпочтительно предусматривается регулируемый зазор. Продукт, полученный на стадииили (с) предпочтительно подается между двумя поверхностями. С учетом разницы скоростей и наличия угла между поверхностями, агрегаты,обогащенные глютеном, выводятся из фракции,обогащенной крахмалом. Требуется давление,минимум, на одной из поверхностей, для поддержания подходящего трения с агрегатами глютена. В предпочитаемом варианте осуществления изобретения, этот аппарат включает двойной плоский ремень, как описано ниже. Данный процесс имеет преимущество,обеспечивающее быстрое первое частичное разделение крахмала и нитей глютена, что, по всей видимости, приводит к образованию фракции,обогащенной глютеном, с более высокой степенью жизнеспособности, а также к уменьшению,например, количества воды, необходимого в известном процессе разделения с отмывкой крахмала водой. Эта более высокая жизнеспособность может быть объяснена исключительно высокой способностью монослойного молекулярного водопоглощения,определенная способом(),а также большим количеством дисульфидных мостиков, которые могли бы быть измерены по сравнению с веществами,обогащенными глютеном, полученными на основе процессов обычной промывки, применяемых в промышленном масштабе. Тем не менее, этот процесс, согласно изобретению, включающий стадию (с), приводит к гораздо более высокой степени отделения, с агрегацией глютена, содержащегося в пшеничной муке, чем процесс, состоящий только из стадий (а) и, без необходимости разбавления фракций на более ранней стадии. Размеры частиц фракций,обогащенных глютеном, могут предпочтительно определяться оптическим методом, например, при окраске глютена и/или крахмала, и применении измерения в зависимости от стандартов для определения размера частиц глютена. Краткое описание фигур Фиг.1-4 представляют собой микроскопические изображения глютеновых нитей, выполненные на 4 основе сканирующей растровой электронной микроскопии и полученные в данном процессе согласно изобретению. На Фиг.1 и 2 показана поверхность, увеличенная в 200 раз, а на Фиг.3 и 4 изображение, увеличенное в 800 раз. На Фиг.5 показана диаграмма водопоглощения,определенная способомна примерах 4 и 5, а также сравнительных примерах 9-12. Стадия (а) включает приготовление теста. Могут выполняться различные процессы приготовления теста в один и тот же день или в пределах определенного количества времени. Тем не менее,максимальный уровень добавления воды предпочтительно определяется до или в течение процесса, позволяющего выполнять непрерывное дозирование воды. Соответственно,рассматриваемый процесс может также включать стадии помола пшеничного зерна, и, дополнительно, отделение полученной пшеничной муки, а также дополнительно определение максимального уровня добавления воды до приготовления теста. Таким образом, в предпочтительном воплощении данное изобретение предусматривает процесс,включающий ) помол пшеничных зерен для получения муки, и дополнительно разделение полученной муки на фракции,а также дополнительно, ) определение максимального уровня добавления воды с учетом исходной муки. Предпочтительная влажность муки менее 20 по массе относительно общего количества муки. Кроме того, предпочтительное содержание золы в муке менее 1 по массе. Содержание влаги в тесте, полученном на стадии(а), предпочтительно составляет 50 или меньше,более предпочтительно - 45 или меньше, с учетом исходной влажности муки. Таким образом, было установлено, что содержание воды в тесте может поддерживаться на относительно низких уровнях. На стадии (а), первое тесто может, к примеру,представлять собой тесто с нулевым созреванием. Тесто с нулевым созреванием может быть приготовлено способом согласно изданию .,73, 105 - 107 (1996) с учетом изменений, описанных в издании . Н..,81, 714 - 721(2004). При использовании данного способа,порошкообразная ледяная смесь, которая была просеяна до среднего размера частиц,составляющего примерно 700 мкм, смешивается с мукой при низкой температуре, предпочтительно при температуре около -25 С, в желаемыми весовом соотношении в смесителе Уоринга, при этом мука равномерно распределяется при сниженной скорости. Смешивание этих ингредиентов на стадии(а), как правило, выполняется при низких значениях удельной механической энергии, предпочтительно ниже 10 кДж /кг и более предпочтительно - ниже 2.5 кДж/кг, так как предпочтительно, чтобы количество энергии, передаваемое к глютену, было как можно меньше. Следовательно, тесто с нулевым созреванием согласно настоящему документу определяется в виде теста, изготовленного путем смешивания муки и воды при весовом соотношении от 19 до 91, с учетом общего веса теста, с расходом механической энергии ниже 5 кДж/кг,предпочтительно ниже 2.5 кДж/кг. Следующим способом приготовления первого теста может быть процедура , в которой используется струя воды под высоким давлением, которая захватывает падающие частицы муки в воздухе-см. также 2004/0022917). В соответствии с предпочтительным воплощением способа в соответствии с изобретением, первое тесто может сохраняться в неподвижном состоянии при температуре в пределах 0 С 50 С,предпочтительно в пределах 15 С-50 С, более предпочтительно на период времени менее 1-15 минут до стадии . Более предпочтительно,стадия выравнивания / нормализации проводится в течение 1-5 минут при температуре 15 С-25 С. На этой стадии выравнивания / нормализации образуется гидратированное однородное тесто. Как будет очевидным для специалиста, разбирающегося в данной области, данное время удерживания обычно зависит от температуры воды теста и качества пшеничной муки. Этот процесс гидратации может выполняться в баке-накопителе или в смесителе в условиях малых значений сдвига. Термин удельная механическая энергия хорошо известен в области техники и рассчитывается на основе конусно-плоскостного устройства, как прояснено в издании 81, 714 - 721(2004). На стадии , первое тесто подвергают деформации, включающей простой сдвиг, вращение и вытягивание. В процессах замешивания, т.е. процессах,предусматривающих стадии замешивания и/или подачи насосом, происходят три вида деформации (1) вытягивание, (2) простой сдвиг и (3) вращение твердого тела. В издании(2003) был определен параметр воздействия ,который может использоваться для того, чтобы провести различие между вращательным воздействием, простым сдвигом и вытягиванием, то есть-1 для чисто вращательного воздействия,0 для чистого простого сдвига и 1 для чистого удлиняющего(вытягивающего) воздействия. На стадиипроцесса данного изобретения, могут произойти все три вида деформации. Таким образом, первое тесто идеально подвержено сдвигу, который включает все три компонента, посредством чего определяется доля каждого из компонентов а) с учетом имеющегося оборудования, и ) согласно желаемому составу теста. Компоненты деформации направленного действия,кроме простого сдвига,могут предпочтительно быть обусловлены механизмами подачи в аппарате, используемом для данного процесса,например, за счет деформации,полученной при экструдировании или подаче теста насосом. Предпочтительно, простой сдвиг остается преобладающим компонентом деформации. Не выражая желания быть связанными с любой конкретной теорией, мы допускаем, что для удаления глютеновых белков из частиц крахмала требуется сдвиг при сравнительно высоком давлении. На стадии(50 бар). При применении давления в пределах от 500 до 2500 кПа были получены хорошие результаты. Фактическое давление не является критическим, при условии, что давление, время обработки и соответствующее усилие сдвига не приводят к увеличению температуры теста выше 55 С, что может снизить образование частиц глютена, а также может привести к ухудшению состава крахмала. Было установлено, что давление зависит от вязкости теста, которая зависит от сухого вещества,температуры теста и потребления энергии в системе,типа муки, содержания и состава разбавителя, а также конструкции оборудования, например,расстояния между рабочими органами деформации и расстоянием сдвига. Температура находится, предпочтительно, в пределах между 0-50 С, более предпочтительно - в пределах между 5-15 С. Более предпочтительно,температура сохраняется ниже температуры на стадии . Удельная механическая энергия на стадиипредпочтительно составляет, по меньшей мере 5 кДж/кг, более предпочтительно, не менее 20 кДж/кг. Удельная механическая энергия на стадии предпочтительно составляет не более 150 кДж/кг, более предпочтительно не более 120 кДж/кг. Микроструктура второго теста включает агрегаты, обогащенные глютеновым белком,расположенные вокруг крахмальных зерен, которые после окрашивания фракции глютена выглядят как волокна, похожие на мышечные волокна. Сдвиг на стадии (с) выполняется при втором давлении, отличном от первого давления,примененного на стадии , для получения состава,содержащего одну или несколько дополнительных агрегированных фракций, обогащенных глютеном, а также одну или несколько фракций, обогащенных крахмалом. Предпочтительно, второе давление ниже первого давления. Предпочтительно, давление, примененное на стадии (с), ниже 5 кПа, ещ более предпочтительно - ниже 3 кПа. Предпочтительно чтобы потребление энергии на стадии (с) было ниже удельного потребления энергии на стадии . На стадии (с) второе тесто, содержащее большее количество агрегатов и/или агломератов глютена,предпочтительно подвергается существенной деформации только одного вида, а именно,деформации, включающей простой сдвиг. На этой стадии, второе тесто, полученное на стадии ,предпочтительно подвергается очень важному 5 воздействию простого сдвига с напряжением при сдвиге, минимум, 1 кПа и удельным расходе механической энергии по меньшей мере 5 кДж/кг за минуту времени обработки. На сдвиг на стадии (с) предпочтительно оказывает воздействие рабочие органы (активаторы) деформации, такие как стенки вращающихся цилиндров. Среднее расстояние между рабочими органами деформации, оказывающими воздействие на сдвиг на стадии (с), предпочтительно находится в пределах от 0.1 мм до 20 мм. Для усиления образования слоистой глютеновой сети, расстояние между рабочими органами,оказывающими воздействие на сдвиг на стадии (с),предпочтительно выбирается таким образом, что данные активаторы располагаются с промежутками,аналогичными или большими по отношению к меньшему диаметру размеров глютеновых агломератов, получаемых на стадии (с). Эти размеры можно удобно измерять закрашиванием теста соответствующим красителем, с последующим измерением, которое должно выполняться должным образом в пределах компетенции квалифицированного специалиста. Предпочтительно, таким образом, чтобы среднее расстояние между активаторами деформации,оказывающими воздействие на сдвиг на этапе (с),находилось в пределах от 0.1 мм до 20 мм, более предпочтительно 0.2 мм - 10 мм, и наиболее предпочтительно - от 1 мм до 8 мм. Соответствующая автоматическая производственная линия для выполнения рассматриваемого способа может включать один экструдер или последующие экструдеры, в том числе один или несколько шнековых экструдеров. Более предпочтительно, по меньшей мере,выполнение процесса на стадии (с) в устройстве,состоящем из наружного цилиндра и внутреннего цилиндра, вращающихся относительно друг друга коаксиально. Наружный и внутренний цилиндры определяют кольцевое пространство в объеме между внешней поверхностью внутреннего цилиндра и внутренней поверхностью наружного цилиндра. Термин цилиндр в настоящем документе подразумевает цилиндрическую,коническую формы, а также форму усечнного конуса. Таким устройством может быть устройство,состоящее из двух коаксиальных цилиндров,вращающихся относительно друг друга концентрически или эксцентрически для получения соответствующего потока. При использовании в процессе данного изобретения, тесто содержится в кольцевом пространстве. Согласно этому второму предпочтительному воплощению изобретения,процесс на стадии (с) предпочтительно проводится в устройстве, состоящем из двух соосных цилиндров,вращающихся относительно друг друга концентрически или эксцентрически вследствие того, что такое устройство может позволить применять сдвиг благодаря сравнительно большой поверхности взаимодействия, и с расстоянием между двумя поверхностями, которое может удобно выбираться по размеру глютеновых агрегатов. 6 Дополнительный положительный эффект,влияющий на дальнейшую агломерацию глютена возникает за счет разницы адгезии крахмала и агрегированного глютена в отношении двух поверхностей. Поверхности устройства могут успешно действовать в качестве активаторов деформации. Предпочтительно, процесс на стадиях (а) - (с) или (а) - , соответственно, выполняется в непрерывном или полунепрерывном режиме работы. Преимущество данного процесса в отношении процесса, описанного в ЕР-А-1881996, заключается в том, что приготовление обработанного теста на двух отдельных стадиях позволяет использовать оборудование, которое не только оказывает воздействие на простой сдвиг, но может также транспортировать тесто во время стадии первого сдвига. В результате, оборудование, используемое для выполнения процесса на стадии , может таким образом подходить для непрерывного процесса,например, активные смесительные аппараты, такие как экструдеры или статические смесители, в то время как стадия (с) может быть добавлена в конце стадии . Обе стадиии (с) предпочтительно связаны друг с другом и могут выполняться в одном и том же оборудовании, например, путем изменения условий протекания потока и/или сдвига соответственно. Процесс на стадии (с) проводится с использованием существенного простого сдвига,который здесь определяется как условия деформации, при которых коэффициент удлиненияменьше, чем 10 -1. Данный процесс, кроме того включает далее стадию , предпочтительно после стадии (с), или непосредственно после стадии , для разделения композиции на агрегированную фракцию,обогащенную глютеном, и фракцию, обогащенную крахмалом, и предпочтительно дальнейшей очистки фракции, обогащенной глютеном. Это может предпочтительно быть достигнуто центрифугированием, просеиванием, дисперсией,промывкой, сушкой при температуре ниже нуля градусов,сушкой распылением и/или их сочетанием. Предпочтительно, процесс на любой одной из стадий (а) - (с) выполняется, как минимум, частично в устройстве, имеющем активаторы, такие как стенки, вызывающие сдвиг по отношению к тесту и/или композиции. К подходящим устройствам относится экструдер, устройство, состоящее из двух коаксиальных соосных цилиндров, вращающихся относительно друг друга концентрически или эксцентрически и имеющих стенки, вызывающие сдвиг, и/или статический смеситель, либо их сочетания, и/или параллельная пластина, типа устройства сдвига. На стадиисостав предпочтительно подвергается процессу разделения, для разделения обработанного теста на фракцию, обогащенную глютеном, и фракцию, обогащенную крахмалом. Это может выполняться любым подходящим способом, включая, помимо прочего, стадии центрифугирования, фильтрации и/или промывки. Процесс на стадииможет преимущественно выполняться с использованием энзимы для фракции глютена, такой, к примеру, как процесс, описанный в издании., /, 1992, 44,2,.44-48 и., / 1997,49, . 5-12, в котором приводится использование энзим в виде технологической добавки при разделении пшеничной муки на крахмал и глютен. Упомянутыми энзимами являются липазы,гемицеллюлазы, целлюлоза и ксиланаза. Однако, композиция, полученная на стадии (с),может также найти другие области применения,например, для замены мяса. Стадияможет предпочтительно включать стадии промывки,просеивания и/или центрифугирования. Полученная таким образом фракция, обогащенная глютеном, может далее предпочтительно очищаться и/или высушиваться,для получения композиции глютена. Более того,фракции, обогащенные глютеном, полученные на стадиях (с) или , могут подвергаться дальнейшей очистке на стадии (е) для удаления остаточного крахмала. В частности,предпочтительный процесс предусматривает использование аппарата,включающего два плоских параллельных плоских ремня, которые предпочтительно располагаются под углом друг к другу. Эти ремни осуществляют поступательное движение, при этом верхний ремень перемещается с большей скоростью, чем нижний ремень. Состав, полученный на стадииили (с),вводится между ремнями, которые предпочтительно располагаются таким образом, чтобы агрегаты глютена удерживались между ремнями, таким образом, подвергались действию двух различных значений скорости. Поскольку верхний ремень движется под углом по отношению к нижнему ремню, агрегаты глютена перемещаются на эту сторону. И наоборот, фракция крахмала не получает сдвига, или получает очень небольшой сдвиг от обоих ремней, и, таким образом, будет перемещаться вперед с нижней лентой и в общем направлении нижней ленты, и, таким образом, будет отделяться от отделенной фракции глютена. Данный вариант осуществления процесса на стадиипредпочтительно также может использоваться при температуре от 5 до 15 С. Стадия процесса , описанная выше, может также предпочтительно использоваться в сочетании со стадией (с) как одна стадия, так как наблюдается падение давления в связи с образованием и отделением агрегатов глютена от образованного при этом крахмала. Данное изобретение, кроме того, относится к композиции,включающей агрегированную фракцию, обогащенную глютеном, и фракцию,обогащенную крахмалом, получаемым на стадиях стадии , включает трхмерную сеть глютеновых нитей при диаметре, равном по меньшей мере 0.02 мм, которые располагаются во фракции крахмала. Состав, получаемый на стадии (с), кроме того,включает глютеновые агломераты, имеющие средний диаметр размером 5-20 мм. Диаметр глютеновых нитей и/или частиц можно удобно измерить при помощи красителей, которые позволяют выполнить визуальную и/или микроскопическую оценку диаметра. Данное изобретение также относится к фракции,обогащенной глютеном, получаемой на основе данного процесса, с содержанием белка от 30 до 70 веса по сухой массе, что определяется по содержанию азота, с применением коэффициента 5.7 для расчета содержания азота по отношению к содержанию аминокислоты. Такую фракцию можно использовать, например, в виде корма для животных, например, в виде корма для рыб. Данное изобретение также относится к фракции,обогащенной крахмалом, получаемой на основе данного процесса, содержащей белка менее 5,предпочтительно менее 2-3 по сухой массе. Данное изобретение также относится к фракции,обогащенной глютеном, получаемой на основе данного процесса, с содержанием белка 30-85 веса по сухой массе. Данное изобретение также относится к фракции,обогащенной глютеном, включающей общее количество дисульфидных мостиков в пределах от 55 до 80 нМ/мг белка, предпочтительно в пределах от 60 до 75 нМ/мг белка, еще более предпочтительно от 62 до 70 нМ/мг белка,определенному по способу, описанному в издании,, 2000, .7, 354359 а также,,1993, .70, 22-26. Данное изобретение также относится к фракции,обогащенной глютеном, имеющей определенное по монослойное водопоглощение при динамической сорбции испарениявыше 6.3, предпочтительно в пределах от 6.35 до 8,более предпочтительно от 6.5 до 7.9, еще более предпочтительно от 6.7 до 7.5, как определено на основе , и с применением моделик полученной изотерме сорбции для расчета мкости монослоя, как описано в издании А.Н..,61 (2004). Емкость монослоя выражается в виде содержания влаги(в ), необходимого для образования монослоя воды на поверхности образца. Данное изобретение также относится к процессу изготовления продуктов питания для животных или людей, предпочтительно хлебобулочных изделий,включающему способ, описанный выше, а также к использованию составов и фракций, как описано выше, для приготовления различных пищевых и других продуктов. Данный способ позволяет приготовить фракцию, обогащенную глютеном,содержащую более высокое содержание нативного пшеничного глютена согласно 1631987, . - 2001, чем позволяли ранее описанные 7 способы, в связи с менее продолжительным взаимодействием с водой в условиях, которые лишают глютен жизнеспособности. Данное изобретение также относится к устройству, включающему средства, используемые для того, чтобы подвергнуть первое тесто, при первом давлении, воздействию деформации,включающей простой сдвиг,вращение и вытягивание, для получения второго теста,содержащего крахмал и первую агрегированную фракцию глютена, (т.е. первые средства) а также средства,используемые для того,чтобы подвергнуть второе тесто воздействию деформации,включающей сдвиг при втором давлении, отличном от первого давления, для получения состава,содержащего одну или несколько агрегированных фракций, обогащенных глютеном, а также одну или несколько фракций, обогащенных крахмалом (т.е. вторые средства). Предпочтительно, первые средства включают экструдер. Также предпочтительно, чтобы вторые средства использовали концентрические цилиндры,в том числе наружный цилиндр и внутренний цилиндр, а также активаторы, вызывающие сдвиг,и/или статический смеситель, либо их сочетания. Вторые средства могут также включать устройство, состоящее из двух, по существу,параллельных поверхностей, перемещающихся в одном и том же направлении с различными скоростями, например, ремни или большие ролики,однако, предпочтительно под различными углами. Между поверхностями предпочтительно должен быть регулируемый зазор. Материал на стадииили (с) предпочтительно подается между двумя поверхностями. С учетом разницы в скорости и наличия угла между поверхностями, агломераты,обогащенные глютеном, отделяются от фракции,обогащенной крахмалом. Как минимум, на одной из поверхностей требуется создать давление, для обеспечения нужного трения между поверхностью и агломератами глютена. В настоящем документе и его пунктах формулы изобретения, глагол включать/содержать и его формы используются в его неограничительном смысле и означает, что слова, следующие за данным словом, включены, а слова, не упомянутые определенным образом, не исключены. Помимо этого, ссылка на какой-либо элемент не исключает возможности наличия нескольких элементов, если контекстом ясно не предусмотрено, что имеется только один и только один из элементов. То есть ссылка на элемент означает минимум, один. Нижеприводимые примеры, не являющиеся ограничительными,наглядно демонстрируют данное изобретение Пример 1 Приготовление первого теста Эксперименты проводятся с пшеничной мукой из одного сорта пшеницы. Используемая мука содержит 11.2 белка и 14.0 влаги по массе. Пшеничная мука и водный раствор, содержащий 4 , подаются в двухшнековый экструдер при соотношении муки к водному раствору 2 к 1 по массе. В экструдере приготавливается первое тесто 8 влажностью 43 (57 по отношению к сухому веществу). Рабочий режим экструдера поддерживается при температуре 15 С. Пример 2 Получение агрегатов глютена Выходное отверстие экструдера связано с вращающимся реактором сдвига, включающим вращающийся стальной цилиндр в неподвижно закрепленном цилиндрическом кожухе. Вращающийся стальной цилиндр расположен концентрически во внешнем цилиндрическом кожухе. Цилиндрический кожух имеет входное отверстие для первого теста на стороне, близкой к экструдеру,а выходное отверстие для получающегося состава - в дальнем конце. Вращающийся цилиндр приводится в действие электродвигателем. Вращающийся цилиндр вращается внутри внешнего цилиндрического кожуха при частоте вращения 20 оборотов в минуту. Выходное отверстие экструдера подвижно соединено с входным отверстием реактора, посредством чего входное отверстие соединено с зазором между вращающимся цилиндром и цилиндрическим кожухом. Выходное отверстие экструдера соединено с входным отверстием таким образом,чтобы подавать первое тесто под давлением во входное отверстие реактора. Зазор между внутренней стенкой кожуха,обращенной в сторону цилиндра, и наружной поверхностью вращающегося цилиндра реактора составляет 5 мм, однако, на расстоянии около 15 см,предусмотрен больший зазор между кожухом и вращающимся цилиндром с большим расстоянием,таким образом, снижается давление и периодически уменьшается воздействие сдвига на состав. Второе тесто, содержащее 2 по массена основе муки, подается со скоростью 30 кг/ч сквозь устройство сдвига. Продукт после прохождения устройства сдвига содержит большие скопления глютена в явно развитой сети глютена. В этих скоплениях было установлено содержание белка, изменяющееся в пределах между 30-70 белка по сухой массе. Фиг.1-4 представляют микроскопические изображения глютеновых нитей, которые были образованы в примере 2, выполненные с использованием сканирующей растровой электронной микроскопии. Они ясно показывают,что фракция,обогащенная глютеном,в значительной степени состоит из глютеновых белков, покрытых частицами крахмала. Пример 3 Определение дисульфидной и сульфгидрильной групп Агрегаты, обогащенные глютеном, полученные на стадии (с), прошли сушку при температуре ниже нуля градусов и были размолоты в воде в мельницетипа М 20. Полученные размолотые частицы затем были просеяны до 200 мкм при помощи соответствующего сита. Полученные образцы прошли анализ на определение содержания в них сульфгидрильных групп и двойных связей сера-сера, с использованием способа, описанного в издании, 31515, 2000, .7, 354-359 а также,, 1993, .70, 22-26. Пробы были растворены в 8 М растворе мочевины затем сохранялись при температуре 20 С и 50 С в течение 16 часов. После этого была определена концентрация сульфгидрильных групп и групп - после обработки в течение 15 мин. при помощи 0.2 мл 0.01 в -буфере при рН 8.2, и 4.5 мл 0.2 буфера, при рН 8.2,для пробы в 0,5 мл, и 0.2 мл 0.01 в буфере при рН 8.2 и 4.5 мл 0.2 - буфера, при рН 8.2, с содержанием бората, соответственно,Содержа ние белка Прим. 1 Сравн. прим. 1 Сравн. прим. 2 Сравн. прим. 3 Сравн. прим. 4 Сравн. прим. 5 Сравн. прим. 6 Сравн. прим.7 Сравн. прим. 8 после чего проводилась фильтрация проб и измерение абсорбции при 412 нм. Затем было рассчитано количество сульфгидрильных групп на основе калибровочной кривой с использованием цистеина в качестве стандарта. Образцы были сравнены с коммерчески доступными пробами глютена, полученными на основе процессов обычной промывки,с аналогичным размером частиц и их распределением по крупности (примеры сравнения 1-8). В Таблице 1 показана разница между измеренными значениями Таблица 1 На Примере 1, который был выполнен в соответствии с данным способом, показано значительно большее количество дисульфидных мостиков, указывающих на более высокую степень сохранности белка глютена по сравнению со сравнительными примерами, все из которых были получены при выполнении процессов обычной промывки. Последующие образцы согласно изобретению дали аналогичные значения. Примеры 4 и 5 Определение сорбции испарения воды Частицы агрегатов, обогащенные глютеном,подготовленные согласно Примеру 3, были проанализированы методом , с применением кинетической трх-параметрической модели . Пробы сравнивались с коммерчески доступными пробами глютена, полученными на основе процессов обычной промывки, а также с размером аналогичных частиц и распределением частиц(Сравнительные примеры 9-12). В Таблице 1 показана разница между измеренными значениями. Была получена кривая сорбции испарения воды для каждой из проб при помощи аппарата . Результаты показывают зависимость содержании влаги в глютене в виде функции от активности воды. Температура измеренийсоставила 25 С. При определении динамической сорбции испарения,увеличение массы от водопоглощения определялось при постоянной температуре 25 С. Когда измеренное увеличение массы было менее 0.001/мин, было допущено, что равновесие было достигнуто, при этом активность воды возросла на 10 до следующего состояния равновесия. Степень сорбции последовательно повышалась по 10 до 90. Измеренные кривые сорбции показаны на фиг.5. Емкость монослоя выражается в виде содержания влаги (в), необходимого для образования монослоя воды на поверхности, и определяется на основе кривых сорбции путем применения трхпараметрической моделидля емкостии монослоя, как описано в издании А.Н..,61 (2004). В Таблице 2 приводятся полученные данные Данные примеры показывают, что материалы,обогащенные глютеном, получаемые на основе данного процесса, имеют значительно более высокую активность сорбции монослойной воды по сравнению с обычно получаемыми материалами,обогащенными глютеном. По-видимому,полученный в способе компонент глютена благоприятно сказывается на сорбции, что не имеет места при обычном приготовлении материалов,обогащенных глютеном. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ непрерывного или полунепрерывного обогащения фракций глютена и крахмала в пшеничной муке, состоящий из стадий(а) контактирование пшеничной муки с разбавителем для получения первого теста воздействие на первое тесто первым давлением для его деформации, включающем сдвиг,вращение и растягивание, для получения второго теста, содержащего одну или более первых агрегированных фракций глютена и(с) дополнительную обработку второго теста воздействием деформации, включающем сдвиг при втором давлении, отличающемся от первого давления, для получения композиции, включающей одну или более агрегированных фракций глютена и одну или более дополнительных фракций,обогащенных крахмалом 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что второе давление ниже, чем первое давление 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно включает стадиюразделения второго теста на одну или несколько агрегированных фракций, обогащенных глютеном, и одну или несколько фракций, обогащенных крахмалом 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что сдвиг на стадии (с) и/илиобеспечивается воздействием активаторов деформации, и где расстояние между активаторами деформации, обеспечивающими сдвиг на стадии (с),находится в пределах от 0.1 мм до 20 мм 5. Способ по любому из п.1-4, отличающийся тем, что стадиюосуществляют при напряжении сдвига не менее 1 кПа и удельном расходе механической энергии не менее 10 кДж/кг 6. Способ по любому из п.1-5, отличающийся тем, что он дополнительно включает стадию (е) последующей очистки фракции, обогащенной глютеном 7. Способ по любому из п.3-6, отличающийся тем,что стадия может включать центрифугирование, просеивание, измельчение,сушку, промывку, рассеивание, электростатическое разделение, продавливание между активаторами перемещающимися параллельно, но с разной скоростью, статическое смешивание и/или их сочетания 8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что он дополнительно включает сушку фракции,обогащенной глютеном 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в нем используют контактную сушилку 10. Способ по любому из п.1-9, отличающийся тем, что любую из стадий , (с) и/или ,проводят, по меньшей мере частично, в экструдере с концентрическими цилиндрами,включающем внешний цилиндр и внутренний цилиндр, имеющим активаторы, которые обеспечивают сдвиг, причем устройство включает два ремня, действующих в качестве активаторов, и перемещающихся в одном и том же направлении с разной скоростью и под углом друг к другу, и/или в статическом смесителе или в их сочетании 11. Композиция, получаемая способом по любому из п.1-10, включающая одну или несколько агрегированных фракций, обогащенных глютеном и одну или несколько фракций, обогащенных крахмалом, отличающаяся тем, что она включает трхмерную сеть глютеновых нитей с диаметром,равным, по меньшей мере 0.02 мм, расположенных во фракциях, обогащенных крахмалом, кроме того,она включает агрегаты глютена со средним диаметром от 1 до 20 мм 12. Фракция, обогащенная глютеном, получаемая способом по любому одному из п.1-10, имеющая содержание белка 30-85 по сухой массе 13. Фракция, обогащенная глютеном по п.12,содержащая общее количество дисульфидных мостиков в пределах от 55 до 80 нМ/мг протеина 14. Фракция, обогащенная глютеном по п.12 или 13, имеющая монослойное водопоглощение ,определенное по , выше 6.3 15. Фракция,обогащенная крахмалом,получаемая способом по любому одному из п.1-10,содержащая белка менее 5 по сухой массе,предпочтительно менее 2 16. Способ изготовления пищевых продуктов для животных или людей,предпочтительно хлебобулочных изделий, включающий способ по любому одному из п.1-10 17. Устройство, включающее первые средства для воздействия на первое тесто при первом давлении для его деформации, включающее сдвиг,вращение и растягивание, для получения второго теста, содержащего крахмал и агрегированный глютен а также вторые средства, используемые для воздействия на второе тесто для его деформации,включающее сдвиг при втором давлении,отличающемся от первого давления, для получения композиции,содержащей агрегированную фракцию, обогащенную глютеном,а также фракцию, обогащенную крахмалом 18. Устройство по п.17, в котором первые средства включают экструдер 19. Устройство по п.17 или 18, в котором вторые средства содержат концентрические цилиндры, в том числе наружный цилиндр и внутренний цилиндр, включающие активаторы, вызывающие сдвиг, и/или статический смеситель, или их сочетание, или аппарат, содержащий два ремня,действующих в качестве активаторов и перемещающихся в одном и том же направлении с разной скоростью и под углом друг к другу.

МПК / Метки

МПК: A21D 13/06

Метки: этом, фракций, устройство, также, пищевых, глютеном, крахмала, получаемая, композиция, обогащения, крахмалом, продуктов, изготовления, обогащенные, фракции, способ, муке, пшеничной, глютена

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/13-31515-sposob-i-ustrojjstvo-obogashheniya-frakcijj-glyutena-i-krahmala-v-pshenichnojj-muke-poluchaemaya-pri-etom-kompoziciya-i-frakcii-obogashhennye-glyutenom-i-krahmalom-a-takzhe-sposob.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ и устройство обогащения фракций глютена и крахмала в пшеничной муке, получаемая при этом композиция и фракции, обогащенные глютеном и крахмалом, а также способ изготовления пищевых продуктов</a>

Похожие патенты