Спосіб отримання модифікованого крохмалю
Винахід відноситься до отримання крохмалю, зокрема, нехімічно модифікованого, що має підвищену набухання і розчинність, і може бути використане в харчовій, крохмало-патоковій та інших галузях промисловості.
Здатність крохмалів змінювати свої властивості в результаті фізичної, хімічної, біологічної або комбінованої дії використовується для створення нових видів крохмалопродуктів модифікованих крохмалів, що дозволяє розширити асортимент харчових продуктів, підвищити їхню якість.
Відомий спосіб отримання модифікованого набухає крохмалю, який включає в себе приготування концентрованого крохмального клейстеру з подальшою сушінням тонкої плівки цього клейстеру на парових вальцевих сушарках [1] Однак даний спосіб не знайшов широкого застосування через відсутність високопродуктивних вальцевих сушарок, їх високої вартості використання у цих сушарках пари тиску до 1,2 МПа.
Найбільш перспективним способом отримання модифікованого крохмалю є метод екструзії. Екструзійна обробка нативних крохмалів дозволяє отримати їх модифікації, близькі за властивостями набухаючим. У той же час вона більш економічна та проста.
Відомий спосіб отримання модифікованої крохмальної крупи саго на вітчизняному, серійно випускається устаткуванні, шнекових пресах [2] , потім формування продавлювання через отвори необхідної форми і розмірів. У процесі екструзійної обробки відбувається руйнування крохмальних гранул, клейстеризації та механічна деструкція полісахаридів, і крохмfл набуваєздатність набухати у холодній воді, частково розчиняючись у ній.
Однак, як показали наші дослідження, технологічні параметри способу не забезпечують ефективну модифікацію крохмалю: крохмаль-екструдат має недостатньо високу набухання і розчинність, що негативно позначається на його поживних властивостях і засвоюваності організмом.
Найбільш близьким до винаходу з технічної сутності і досягається ефект є спосіб отримання екструзійного крохмалю, в якому для підвищення набухання і розчинності модифікованого крохмалю, нативний крохмаль піддавали реагентної обробки [3] Сутність способу полягає в наступному. Кукурудзяний або картопляний крохмаль обробляли розчином монофосфату натрію з розрахунку 210 мас. до маси крохмалю. Екструзію проводили при 170 180 o C, число обертів шнека 50 хв -1 діаметр вихідного отвору 3,5 мм. Отриманий екструдат подрібнювали в молотковій дробарці, просіювали через сито з отворами 0,5 мм, упаковували в подвійні мішки: паперовий та тканинний.
Однак дані характеристики модифікованого крохмалю-екструдату свідчать про недостатньо високу якість останнього. Крім того, для стимулювання процесу модифікації крохмалю використовують хімічні препарати, що позначається на чистоті продукту.
Таким чином, технічні рішення, що характеризують рівень техніки, вимагають удосконалення у напрямку підвищення якості модифікованого крохмалю за рахунок підвищення ступеня клейстеризації, вмісту декстринів, набухання.
Завдання вирішується способом отримання модифікованого крохмалю, що включає попередню обробку нативного крохмалю та формування крохмалю-екструдату, в якому згідно винаходу попередню обробку ведуть розчиномкрохмального клейстеру або желатину, а крохмаль-екструдат піддають вторинному нагріванню з використанням як джерело тепла ІЧ-випромінювач. При цьому використовують 0,3 0,7% водний розчин крохмального клейстеру або желатину, а вторинний нагрівання здійснюють при температурі 150 - 180 o C.
Як видно з даних таблиці, попередня обробка крохмалю розчином крохмального клейстеру в поєднанні тільки з екструзією є мало ефективною (див. позицію 1). Трохи покращує якість модифікованого крохмалю поєднання ІЧ-опромінення з попередньою обробкою розчином крохмального клейстеру або екструзією (позиції 2 і 3 відповідно) і тільки використання всієї сукупності істотних ознак призводить до різкої зміни якості модифікованого крохмалю у бік значного збільшення ступеня клейстеризації 21,8% декстринів 23,8% та набухання у воді 3,9 мл, у лугу 8,2 мл за 1 год (позиція 4).
Технологія реалізації способу полягає у наступному. Кукурудзяний або картопляний крохмаль попередньо заливають теплим 30 40 o C 0,3 - 0,7% водним розчином крохмального клейстеру або желатину. При цьому на одну вагову частину крохмалю припадає 20-50 частин клейстеру або желатину. Розчин, що утворився, безперервно перемішують протягом 5 7 хв. Потім відстоюють 10-15 хв і зливають надлишок води. Набряклий крохмаль подають в екструдер A1-KX, де проводять екструзію при 50 60 o C, число обертів шнека 50 хв -1 діаметр вихідного отвору 3,5 мм. Отриманий крохмаль-екструдат піддають вторинному нагріванню, використовуючи як джерело тепла ІЧ-випромінювач. Для цього крохмаль-екструдат поміщають на піддон шаром завтовшки в одну гранулу і обробляють ІЧ-випромінюванням в резонансному режимі з довжиною хвилі 0,8 1,2 мкм і щільністю потоку 20 -22кВт/м 2 протягом 60 70 при температурі 150 180 o C.
Далі оброблений в резонансному режимі крохмаль-екструдат піддають дробленню до необхідного розміру.
При знайдених оптимальних значеннях таких параметрів ІЧ-опромінення, як довжина хвилі = 0,8 - 1,2 мкм, щільність потоку випромінювання 20 22 кВт/м 2 і час опромінення 60 70 с, оптимальною концентрацією розчину крохмального клейстеру або желатину є 0, 3 0,7 мас. а температура ІЧ-обробки становить 150 180 o C. Позазначне зниження концентрації крохмального клейстеру і температури ІЧ-обробки, так само як і позамежне підвищення зазначених параметрів призводить до різкого зниження якості модифікованого крохмалю: характеристики отриманого крохмалю знижуються до рівня прототипу (табл. 2, приклади 13, 14).
Запропонований спосіб дозволяє отримати модифікований крохмаль за простою технологією, що не вимагає великих витрат енергії і без застосування хімічних препаратів, що стимулюють перебіг процесів декстринізації, клейстеризації та ступеня набухання. Отриманий продукт має високі споживчі якості і є екологічно чистим.
Спосіб отримання модифікованого крохмалю, що включає обробку крохмалю водним розчином реагенту з подальшою екструзією, відрізняється тим, що як реагент використовують крохмальний клейстер або желатин з початковою концентрацією 0,3 0,7% розчин реагенту додають до крохмалю в масовому співвідношенні 1,00 екструзію здійснюють при 50 60 o З отриманий крохмаль-екструдат нагрівають протягом 60 70 з ІЧ-випромінюванням з довжиною хвилі 0,7 1,2 мкм при щільності потоку 20 22 кВт/м 2 і при температурі 150 180 o С.