Спосіб збагачення глютенових і крохмальних фракцій в пшеничному борошні

Реферат: Винахід стосується способу безперервного або напівбезперервного збагачення глютенових і крохмальних фракцій у пшеничному борошні, який включає стадії (a) контактування пшеничного борошна із розріджувачем для отримання першого тіста, (b) піддавання першого тіста при першому тиску деформації, яка включає простий зсувний потік, обертальний потік і розтягуваний потік, для отримання другого тіста, яке містить одну або більше перших агрегованих глютенових фракцій, і (c) якщо потрібно, піддавання другого тіста деформації, яка включає зсувний потік при другому тиску, відмінному від першого тиску, для отримання композиції, яка містить одну або більше додатково агрегованих глютенових фракції і одну або більше додатково збагачених крохмалем фракцій, причому вміст вологи в тісті, отриманому на стадії а), становить 50 % або менше від сухої ваги борошна, включаючи вологу борошна. UA 114722 C2 (12) UA 114722 C2 UA 114722 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Дана заявка має пріоритет попередньої заявки EP 12169020.0 від 23 травня 2012 р., яка називається "Спосіб агрегації білка у тісті із пшеничного борошна", яка повністю включена в дану заявку шляхом посилання. Галузь техніки Даний винахід пропонує спосіб і пристрій для збагачення збагачених глютеном фракцій і збагачених крохмалем фракцій у пшеничному борошні і кінцеве виділення глютенових і крохмальних фракцій із пшеничного борошна. Даний винахід також пропонує спосіб виготовлення тіста, яке включає одну або більше збагачених глютеном фракцій і отримуваний із них глютен, а також одну або більше збагачених крохмалем фракції. Рівень техніки Розділення пшеничного борошна на глютен і крохмаль являє собою процес, здійснюваний у промисловому масштабі, для якого звичайно потрібна високоякісна вода у великих кількостях. Глютенові білки знаходять різноманітні застосування, наприклад, як текстуруючі або зв’язувальні речовини і як добавки, які підвищують якість пшеничного борошна у випікаючій промисловості. Крохмаль, який виготовляється, переробляють у цукрові сиропи або використовують, загалом, в промисловому виробництві і, зокрема, у харчовій промисловості. Промислові способи розділення пшеничного борошна, як правило, основані на різній розчинності у воді, оскільки крохмаль у вищій мірі виявляє тенденцію до диспергування у воді, ніж глютенові білки. Приклад такого способу являє собою так званий "спосіб Мартіна" (Martin). Згідно із даним способом, виготовляють тісто із пшеничного борошна і води, а потім і крохмаль екстрагують із цього тіста на послідовних стадіях промивання. Наступний приклад способу, який включає стадію розділення у вологому стані, описаний у EP-A-090533. Згідно із даним способом, у процесі виготовлення тіста утворюються глютенові агрегати, і потім тісто промивають при повільному перемішуванні, відділяючи розчинений крохмаль від суспензії за допомогою стадії промивання або центрифугування із використанням декантаторів або гідроциклонів. Нерозчинний глютен відділяють від суспензії шляхом просіювання, після якого здійснюють висушування на циркуляційний сушарці. У випадку термічного висушування може використовуватися підвищена температура, яка становить навіть аж до 300 °C. Стадії висушування надається дуже велике значення, оскільки глютен може легко розкладатися в процесі сильного нагрівання і втрачати свої функціональні властивості. Як правило, глютен, який отримується внаслідок цих процесів, має вміст білка від 75 до 80% за сухою речовиною. Недолік вищезазначених способів розділення полягає в тому, що у величезних кількостях використовується високоякісна вода, для якої потрібне подальше очищення. По-друге, потрібно багато енергії для відділення води від продуктів; і, по-третє, глютен буде завжди страждати певною мірою від термічного розкладання. EP-A-1881996 описує спосіб виділення глютену і крохмалю із пшеничного борошна, причому вищезазначений спосіб включає стадії: (a) змішування борошна і водної композиції для отримання тіста, яке має вологовміст менше 50 мас. % за сухою речовиною борошна; (b) введення тіста, отриманого на стадії (a), в, по суті, простий зсувний потік при напруженні зсуву, що становить щонайменше 1 кПа, і питомій механічній енергії, яка підводиться, що становить щонайменше 5 кДж/кг за хвилину в процесі обробки для отримання обробленого тіста; і (с) розділення обробленого тіста на збагачену глютеном фракцію і збагачену крохмалем фракцію. Хоча даний спосіб дозволяє зменшувати кількість води, яка витрачається, і енергії, необхідної для її видалення, по суті, простий зсувний потік робить складним здійснення даного способу в безперервному режимі і в промисловому масштабі. Таким чином, існує величезна потреба у технології, яка поліпшує розділення і одночасно значною мірою зменшує або усуває вищезазначені несприятливі ефекти, зокрема, зменшує кількість використовуваного розчинника. Більш конкретно: залишається потреба у способі, який забезпечує безперервну обробку у промисловому масштабі. Суть винаходу Спосіб за винаходом дозволяє здійснювати (напівбезперервний) процес виділення глютену і крохмалю із пшеничного борошна, одночасно дозволяючи зменшувати кількість використовуваної води і, таким чином, зменшувати кількість енергії, яка витрачається для видалення цієї води, і скорочувати термічне руйнування і мікробне розкладання отримуваного глютенового білка. Відповідно, згідно із першим аспектом, даний винахід пропонує спосіб безперервного або напівбезперервного виділення глютену і крохмалю із пшеничного борошна, який включає стадії: (a) введення пшеничного борошна у контакт із розріджувачем для отримання першого тіста; (b) піддавання першого тіста при першому тиску деформації, що включає простий зсувний потік, обертальний потік і розтягуваний потік, для отримання другого тіста, яке містить крохмаль і 1 UA 114722 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 агреговані глютенові нитки; і (с) піддавання другого тіста деформації, яка включає зсувний потік, при другому тиску, відмінному від першого тиску, для отримання композиції, яка містить одну або більше агрегованих збагачених глютеном фракцій і одну або більше збагачених крохмалем фракцій. Композиція, яка отримується на стадії (с), може також називатися терміном "третє тісто" в цьому документі. Розріджувач, який використовується в способі за винаходом, переважно являє собою водну композицію, яка переважніше містить розбавлений сольовий розчин. Як одну або більше солей переважно вибирають солі, які є придатними для споживання людиною або тваринами; вони переважніше являють собою солі лужних або лужноземельних металів і найпереважніше включають хлорид натрію. Переважніше розчин містить від 0 до 8 мас. % однієї або більше із вищезазначених солей, які переважно включають хлорид натрію, переважніше від 0,01 до 6 мас. %, ще переважніше від 1 до 5 мас. % і найпереважніше від 2 до 4 мас. % хлориду натрію. Розріджувач може додатково містити і інші компоненти, такі, як добавки, допоміжні розчинники, консерванти, модифікатори в'язкості і/або ферменти. Типові ферменти включають амілази, ксиланази, протеази, целолази і/або арабінофуранозидази. Переважними є ферменти, які сприяють розділенню крохмалю і глютену, як, наприклад, ферменти, які описані в публікації WO 02/00911, і/або загалом такі ферменти, які дозволяють поліпшити агломерацію глютену. Термін "тісто", який використовується у цьому документі, як правило, означає тісто, у якому не містяться дріжджі, тобто неферментоване тісто, виготовлене із пшеничного борошна і розріджувача, у якому переважно містяться вода і необов'язкові інгредієнти, такі, як сіль і/або добавки, в тому числі ферменти. Термін "простий зсув" є добре відомим у техніці і означає, що плоскі шари матеріалу ковзають один відносно одного тільки в одному напрямку (див. К.В. Макосько, "Реологія: основи, вимірювання і прикладання", видавництва VCH Publishers, Inc., Нью-Йорк, 1994 р., зокрема, сторінки 27-29, 40 і 70-75). На будь-якій із стадій (b) і/або (с) усі можуть бути присутніми усі компоненти зсуву, і їх може вибирати кваліфікований оператор залежно від використовуваного обладнання і отримуваних результатів. Проте на стадії (с) основний компонент зсувної течії, якій піддається тісто, переважно являє собою компонент простої зсувної течії. Пшеничне борошно розрізняється за складом, виглядом і розподілом за розміром частинок залежно від походження пшениці і використовуваних способів помелу. У способі за винаходом може бути використана пшениця твердих або м'яких сортів. Даний спосіб може розповсюджуватися на пшеницю будь-якого сорту. Термін "пшениця" у цьому документі включає будь-який різновид пшениці і споріднені види зернових рослин за тієї умови, що вони містять крохмаль і в'язкопружний глютен у придатній кількості для виконання даного способу. Термін "глютен" означає суміш білків, які присутні у пшениці. У складі глютену існують білки чотирьох основних видів, так звані альбуміни, глютеліни, такі, як глютенін, глобуліни і проламіни, такі, як гліадин. Гліадин і глютенін, як правило, складають основну масу білків, присутніх в пшеничному глютені, і вони у сукупності утворюють глютеновий комплекс за допомогою зшивання за рахунок утворення дисульфідних зв'язків між ланками цистеїну. Термін "концентрація глютену" у даному документі означає кількість білка, яка присутня у збагаченій глютеном фракції і яка вимірюється на основі визначення вмісту азоту, що множать на коефіцієнт перерахунку 5,7, щоб обчислити вимірюваний вміст білка, знаючи вміст азоту. Придатний спосіб вимірювання цього вмісту здійснюється, наприклад, за допомогою використання пристрою Leco CN-2000, який постачає на продаж компанія LECO Corporation (Сент-Джозеф, штат Мічиган, США). Термін "глютенові частинки" означає тривимірні агломерати глютену, які утворюються протягом стадій (b) і (с), і які можуть являти собою сфери, роликоподобні нитки або листи із глютенових білків. Завдяки застосуванню способу за винаходом виявляється отримання збагаченої глютеном фракції, у якій вміст глютену становить щонайменше 50 мас. %, переважніше 60 мас. %, ще переважніше більше, ніж 70 мас. %, ще переважніше більше, ніж 80 мас. % і найпереважніше 85 мас. % білка за сухою речовиною. Спосіб за винаходом дозволяє отримувати глютен, який має підвищену в’язкопружність, і це визначає життєздатність даного способу. Залежно від фактичного застосування, наприклад, у виготовленні випечених виробів і/або кормів для тварин, таких, як корм для риб, можуть виявитися бажаними різні співвідношення глютену і крохмалю. Однак спосіб за винаходом переважно дозволяє виготовляти збагачену глютеном фракцію, у якій вміст глютену становить щонайменше 75 мас. % і переважніше 80 мас. % за сухою речовиною. На стадії розділення здійснюється відділення крохмалю від глютенових компонентів, приклад якого являє собою збільшення вміст азоту у збагаченій глютеном фракції і одночасне зменшення вміст азоту у крохмальній фракції. 2 UA 114722 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Збагачена глютеном фракція містить глютенові агрегати, які візуально спостерігаються, присутні, як правило, у формі ниток сітки, необов'язково після забарвлювання для спостереження відмінності. Однак ці агрегати із сітки не відділяються від збагаченої крохмалем фракції (фракцій) таким чином, щоб утворювалися крупніші кластери. Згідно з альтернативним варіантом виконання, даний винахід також пропонує спосіб безперервного або напівбезперервного виділення глютену і крохмалю із пшеничного борошна, який включає стадії: (a) контактування пшеничного борошна із розріджувачем для отримання першого тіста; (b) піддавання першого тіста при першому тиску деформації, яка включає простий зсувний потік, обертальний потік і розтягуваний потік, для отримання другого тіста, що містить крохмаль і агреговані глютенові нитки; і (d) здійснення процесу розділення другого тіста таким чином, щоб розділити друге тісто, отримуючи одну або більше окремих збагачених глютеном фракцій і одну або більше окремих збагачених крохмалем фракцій. Стадію (d) можна здійснювати, використовуючи будь-який придатний спосіб, включаючи, але не обмежуючись цим, стадії центрифугування, фільтрування і/або промивання, які описані нижче у цьому документі. Згідно з особливо переважним варіантом виконання, відділення глютенових агрегатів від крохмальної матриці можна здійснювати у пристрої, який включає дві паралельні поверхні, які рухаються в одному напрямку із різними швидкостями. Між поверхнями існує переважно регульований проміжок. Матеріал, який зсувається, на стадії (b) або (с) переважно пропускають між двома поверхнями. Потім збагачені глютеном агломерати, які проходять між поверхнями, які мають різні швидкості і направлені під кутом одна до одної, відділяються від збагаченої крохмалем фракції. Тиск щонайменше на одну із цих поверхонь потрібний, щоб підтримувати придатне тертя для глютенових агломератів. Згідно з особливо переважним варіантом виконання, даний пристрій включає подвійний плоский ремінь, як описано нижче. Даний спосіб має перевагу у тому, що він забезпечує швидке перше часткове розділення крохмалю і глютенових ниток, що може забезпечувати краще розділення крохмалю і глютену, ніж у випадку вихідного пшеничного борошна, і при цьому, ймовірно, проводиться збагачена глютеном фракція, яка має вищу стійкість, і зменшується, наприклад, кількість води, яка потрібна у випадку розділення в процесі промивання водою. Цю підвищену стійкість можуть проілюструвати виключно висока здатність моношарової адсорбції води, яка визначається методом динамічної сорбції пари (DVS), а також велика кількість дисульфідних містків, яка може бути виміряна порівняно із збагаченими глютеном матеріалами, зробленими із застосовуваних у промисловості традиційних способів промивання. Однак спосіб за винаходом, який включає стадію (с), забезпечує значно підвищений ступінь розділення і агрегації глютену у пшеничному борошні порівняно із способом, який включає тільки стадії (a) і (b), без необхідності розбавлення фракцій на більш ранній стадії. Розміри частинок у збагачених глютеном фракціях можна визначати, використовуючи переважно оптичний спосіб, наприклад, забарвлюючи глютеновий і/або крохмальний компонент і здійснюючи вимірювання порівняно із стандартними зразками, щоб визначати розміри глютенових частинок. Короткий опис креслень Фіг. 1-4 - отримані скануючим електронним мікроскопом (SEM) зображення глютенових ниток, отриманих способом за винаходом. Фіг. 1 і 2 представляють зображення при збільшенні в 200 разів, а Фіг. 3 і 4 представляють зображення при збільшенні у 800 разів. Фіг. 5 - графік адсорбції води, який визначається методом DVS, в прикладах 4 і 5 і у порівняльних прикладах 9-12. Стадія (a) включає виготовлення тіста. Різні зразки тіста можна виготовляти в один і той же день або протягом певного періоду часу. Однак максимальний рівень додавання води переважно визначається заздалегідь або в ході процесу, щоб забезпечувати безперервне дозування води. Відповідно, спосіб за винаходом може також включати стадії подрібнення пшеничних зерен і необов'язкове розділення отриманого пшеничного борошна, а також необов'язкове визначення максимального рівня додавання води перед виготовленням тіста. Таким чином, згідно із переважним варіантом виконання, даний винахід пропонує спосіб, який включає: (i) подрібнення пшеничних зерен для отримання борошна і необов'язкове розділення отриманого борошна на фракції, а також (ii) необов'язкове визначення максимального рівня додавання води відносно вихідного борошна. Переважно, борошно має вологовміст менше 20 мас. % від загальної маси борошна. Крім того, переважно, борошно має зольність, яка становить менше 1 мас. % від загальної маси борошна. 3 UA 114722 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вологовміст тіста, яке отримується на стадії (a), переважно дорівнює або становить менше 50% і переважніше дорівнює або становить менше 45% за сухою речовиною борошна, однак, з урахуванням вологості борошна. Таким чином, було виявлено, що вологовміст тіста можна підтримувати на відносно низьких рівнях. На стадії (a) перше тісто може являти собою, наприклад, тісто нульової зрілості (тісто НЗ). Тісто НЗ можна виготовляти способом, який описали D.T. Campos і інш., Cereal Chemistry (Хімія зерна), 1996 р., т. 73, с. 105-107, із модифікаціями, які описали S.H. Peighambardoust і інш., Cereal Chemistry, 2004 р., т. 81, с. 714721. Згідно із даним способом, суміш льодяного порошку, просіяна для виділення частинок, у яких середній розмір становив близько 700 мкм, змішують із борошном при низькій температурі, переважно при температурі, яка становить близько -25 °C, у бажаних масових співвідношеннях, використовуючи змішувач Waring, і борошно рівномірно розподіляється при зниженій швидкості. Змішування цих інгредієнтів на стадії (a) здійснюється, як правило, при низьких значеннях питомої механічної енергії (SME), які становлять переважно нижче 10 кДж/кг і переважніше нижче 2,5 кДж/кг, оскільки переважно, кількість енергії, яка передається глютену, є мінімально можливою. Відповідно, тісто НЗ згідно із даним документом, визначається як тісто, виготовлене за допомогою змішування щонайменше борошна і води у масовому співвідношенні, що становить від 1:9 до 9:1 від загальної маси тіста, причому подавання механічної енергії, вираженої як SME, становить менше 5 кДж/кг і переважно менше 2,5 кДж/кг. Крім того, спосіб виготовлення першого тіста може являти собою процедуру RAPIDOJET, у якій використовується струмінь води високого тиску, який захоплює падаючі частинки борошна у повітрі (див. www.rapidojet.de; Dr. В. Noll "Представлення процедури RAPIDOJET швидке енергозберігаюче безпильне виготовлення тіста із використанням струменя води високого тиску"; див. також заявку США 2004/0022917). У способі згідно із переважним варіантом винаходу перше тісто може існувати, тобто міститися при температурі, яка становить від 0 °C до 50 °C і переважно від 15 °C до 50 °C, переважніше протягом періоду часу, який становить від менше 1 до 15 хвилин, перед стадією (b). Переважніше стадія томління здійснюється протягом 15 хвилин при температурі від 15 °C до 25 °C. На даній стадії томління утворюється зволожене однорідне тісто. Як повинно бути очевидним для фахівця в даній галузі техніки, тривалість цього томління залежить, як правило, від температури води для замішування тіста і від якості пшеничного борошна. Цю стадію зволоження можна здійснювати, використовуючи накопичувальний резервуар або змішувальний пристрій в умовах низького зсуву. Термін "питома механічна енергія" (SME) є добре відомим в техніці і обчислюється із використанням методу конуса і плити, як описано у вищезазначеній статті (Cereal Chemistry., 2004 р., т. 81, с. 714-721). На стадії (b) перше тісто піддається деформації, яка включає простий зсувний потік, обертальний потік і розтягуваний потік. У процесах замішування, тобто у процесах, які включають стадії перемішування і/або перекачування, виникають деформації трьох видів: (1) одноосьове розтягнення, (2) простий зсув і (3) обертання твердого тіла. T.R.G. Jongen і інш. (Cereal Chemistry., 2003 р., т. 80, с. 383-389) визначили параметр течії D, який можна використовувати, щоб розрізняти обертальний зсув, простий зсув і розтягуваний потік, тобто D=1 характеризує чисто обертальний потік, D=0 характеризує чистий простий зсувний потік, і D=+1 характеризує чисто розтягуваний потік. На стадії (b) способу за винаходом можуть виникати деформації всіх трьох видів. Таким чином, у першому тісто ідеально здійснюється зсувний потік, у якому присутні всі три компоненти, і при цьому частку кожного із компонентів визначають (a) наявне обладнання і (b) бажаний склад тіста. Компоненти направленої деформації, які не являють собою простий зсувний потік, можна переважно здійснювати за допомогою подавальних механізмів у пристрої, що використовується у способі за винаходом, наприклад, у процесі деформації, яка створюється за допомогою екструзії або нагнітання тіста. Переважно простий зсувний потік залишається основним компонентом деформації. Без наміру обмеження якою-небудь певною теорією, вважається, що зсув при порівняно високому тиску потрібен для відділення глютенових білків від частинок крохмалю. На стадії (b) абсолютний тиск, прикладений до тіста, переважно знаходиться в інтервалі від більше, ніж 10 кПа (0,1 бар) до 5000 кПа (50 бар). Хороші результати були отримані, коли прикладений тиск становив від 500 до 2500 кПа. По суті, тиск не має вирішального значення, за тієї умови, що тиск, тривалість обробки і відповідне напруження зсуву не приводять до збільшення температури тіста вище 55 °C, що може зменшувати утворення частинок глютену і може приводити до погіршення складу крохмалю. Виявлено, що тиск залежить від в'язкості тіста, що залежить від вмісту сухої речовини, температури тіста і енергії, яка надходить в систему, типу борошна, а також вмісту і складу розріджувача і конструкції обладнання, наприклад, відстані між деформаційними виконавчими механізмами і відстані зсуву. 4 UA 114722 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Температура становить переважно від 0 до 50 °C і переважніше від 5 до 15 °C. Переважніше температура підтримується нижче температури на стадії (b). На стадії (b) SME становить переважно щонайменше 5 кДж/кг і переважніше щонайменше 20 кДж/кг. На стадії (b) SME переважно становить не більше, ніж 150 кДж/кг і переважніше не більше, ніж 120 кДж/кг. Мікроструктура другого тіста включає збагачені глютеновим білком агрегати, розподілені навколо гранул крохмалю, які виявляються як м’ясоподібні волокна при забарвлюванні глютенової фракції. Зсувна течія на стадії (с) здійснюється при другому тиску, відмінному від першого тиску, прикладеного на стадії (b), для отримання композиції, яка містить одну або більше додатково агрегованих збагачених глютеном фракцій і одну або більше збагачених крохмалем фракцій. Переважно другий тиск менше першого тиску. Тиск, прикладений на стадії (с), становить переважно менше 5 кПа і переважніше менше 3 кПа. Переважно енергія, що надходить, на стадії (с) менше питомої енергії, що надходить, на стадії (b). На стадії (с) на друге тісто, яке містить крупніші глютенові агрегати і/або агломерати, переважно впливає, в основному, деформація одного виду, а саме — деформація, яка являє собою простий зсув. На цій стадії на друге тісто, отримане на стадії (b), переважно впливає, в основному, простий зсувний потік, де напруження зсуву становить щонайменше 1 кПа, і питома механічна енергія, яка підводиться, становить щонайменше 5 кДж/кг за хвилину протягом обробки. Зсув на стадії (с) переважно здійснюють деформаційні виконавчі механізми, такі стінки обертових циліндрів. Середня відстань між деформаційними виконавчими механізмами, які здійснюють зсув на стадії (с), переважно знаходиться в інтервалі від 0,1 мм до 20 мм. Щоб сприяти утворенню шаруватої глютенової сітки, відстаньміж виконавчими механізмами, які здійснюють зсув на стадії (с), переважно вибирається таким чином, що виконавчі механізми розділяє відстань, яка є близькою або становить більше, ніж менший діаметр із розмірів глютенових агломератів, які отримуються на стадії (с). Ці розміри можна зручним чином вимірювати, забарвлюючи тісто відповідним барвником, а потім здійснюючи вимірювання, що добре відомо фахівцеві в даній галузі техніки. Таким чином, середня відстань між деформаційними виконавчими механізмами, які здійснюють зсув на стадії (с), знаходиться в інтервалі, який становить переважно від 0,1 мм до 20 мм, переважніше від 0,2 мм до 10 мм і найпереважніше від 1 мм до 8 мм. Придатна конструкція для виконання способу за винаходом може включати єдиний екструдер або послідовність екструдерів, яку складають одношнекові або багатошнекові екструдери. Переважніше щонайменше стадія (с) здійснюється в зсувному пристрої, який включає зовнішній циліндр і внутрішній циліндр, які обертаються коаксіально один відносно одного. Зовнішній і внутрішній циліндри визначають кільцевий простір між зовнішньою поверхнею внутрішнього циліндра і внутрішньою поверхнею зовнішнього циліндра. Термін "циліндр" у даному документі включає циліндричні, конічні і усічені конічні форми. Такий пристрій може являти собою пристрій, який містить два коаксіальні циліндри, які обертаються один відносно одного концентрично або ексцентрично, щоб забезпечувати сталий ламінарний потік типу Куетта (Couette). При використанні способу за винаходом тісто міститься у цьому кільцевому просторі. Згідно із даним другим переважним варіантом винаходу, стадія (с) переважно здійснюється у пристрої, який включає два коаксіальні циліндри, які обертається один відносно одного концентрично або ексцентрично, завдяки тому, що даний пристрій може забезпечувати зсувний потік внаслідок порівняно великої контактної поверхні, причому відстань між двома поверхнями можна відповідним чином вибирати залежно від розміру глютенових агрегатів. Додатковий сприятливий вплив на подальшу агломерацію глютену проводить різницю між силами адгезії сили крохмалю і агрегованого глютену відносно двох поверхонь. Поверхні даного пристрою можуть належним чином діяти як деформаційні виконавчі механізми. Переважно процес на стадіях (a)-(с) або (a)-(d), відповідно, здійснюється у безперервному або напівбезперервному режимі роботи. Перевага способу за винаходом порівняно із способом, описаним в EP-A-1881996, полягає у тому, що виготовлення тіста, яке обробляється на двох окремих стадіях, дозволяє використовувати обладнання, яке не тільки здійснює простий зсувний потік, а може також переміщувати тісто під час першої стадії зсуву. В результаті цього пристрої, які використовуються для виконання стадії (b), наприклад, активні змішувальні пристрої, такі, як екструдери або статичні змішувачі, можуть виявитися особливо придатними для безперервного процесу, в той час як стадія (с) може здійснюватися 5 UA 114722 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 після закінчення стадії (b). Обидві стадії (b) і (с) переважно пов'язані одна із одною, і їх можна здійснювати, використовуючи одне і те ж обладнання, наприклад, змінюючи умови течії і/або зсуву відповідним чином. Стадію (с) проводять, здійснюючи "по суті простий зсувний потік", який в цьому документі -1 визначається як деформація в умовах, у яких швидкість розтягнення ε становить менше 10 с . Крім того, спосіб за винаходом переважно включає стадію (d), здійснювану переважно після стадії (с) або безпосередньо після стадії (b), щоб здійснювати розділення композицію на агреговану збагачену глютеном фракцію і збагачену крохмалем фракцію, а також переважно додаткове очищення збагаченої глютеном фракції. Це можна переважно здійснювати, застосовуючи центрифугування, просіювання, диспергування, промивання, сублімаційне сушіння, розпилювальне сушіння і/або їх комбінації. Переважно будь-яка із стадій (a)-(с) здійснюється щонайменше частково у пристрої, який має виконавчі механізми, такі, як стінки, які здійснюють зсув тіста і/або композиції. Придатні пристрої включають екструдер, пристрій, який містить два коаксіальні циліндри, які обертаються один відносно одного концентрично або ексцентрично і які мають стінки, які здійснюють зсув, і/або статичний змішувач, або їх комбінації, і/або зсувні пристрої типу паралельних плит. На стадії (d) композиція переважно піддається процесу розділення, щоб розділити оброблене тісто на збагачену глютеном фракцію і збагачену крохмалем фракцію. Це можна здійснювати, використовуючи будь-який придатний спосіб, у тому числі, але не обмежуючись цим, стадії центрифугування, фільтрування і/або промивання. Стадію (b) можна переважно здійснювати, використовуючи фермент у глютеновій фракції, включаючи, наприклад, спосіб, який представлений у статтях P.L. Weegels, J.P. Marseille, R.J. Hamer (Starch/Stärke (Крохмаль), 1992 р., т. 44, № 2, с. 44-48) і C. Christophersen, E. Andersen, T.S. Jakobsen, P. Wagner (Starch/Stärke, 1997 р., т. 49, с. 5-12), де описане використання ферментів як технологічної добавки для розділення пшеничного борошна на крохмаль і глютен. Серед ферментів згадуються ліпаза, геміцелюлаза, целюлаза і ксиланаза. Однак композиція, виготовлена на стадії (с), може також знаходити і інші застосування, наприклад, як замінник м'яса. Стадія (d) може переважно включати стадії промивання, просіювання і/або центрифугування. Після цього отриману таким способом збагачену глютеном фракцію можна переважно очищувати і/або висушувати, щоб отримувати глютенову композицію. Крім того, збагачені глютеном фракції, отримані на стадіях (с) або (d), можна направляти на додаткову стадію очищення (е), щоб відділяти залишковий крохмаль. Особливо переважний процес для даної стадії включає використання пристрою, який включає два плоскі паралельні ремені, які переважно розташовані під кутом один відносно одного. Ці ремені здійснюють поступальний рух, в процесі якого верхній ремінь рухається швидше, ніж нижній ремінь. Композиція, отримана на стадії (b) або (с), проходить між ременями, які переважно розділені проміжком, таким чином, що глютенові агрегати піддаються стисненню між ременями, і при цьому на них впливають два різні рівні швидкості. Оскільки верхній ремінь рухається під кутом відносно нижнього ременя, глютенові агрегати видавлюються на цю сторону. З іншого боку, крохмальна фракція піддається нульовому або вельми незначному зсуву від обох ременів, і, таким чином, переміщується із нижнім ременем, в основному, в напрямку нижнього ременя, і внаслідок цього вона відділяється від відокремлюваної глютенової фракції. Цей варіант виконання процесу на стадії (d) переважно також працює при температурі, яка становить від 5 до 15 °C. Крім того, технологічну стадію (d), яка описана вище, можна переважно об'єднувати зі стадією (с) у єдину стадію, оскільки існує перепад тиску внаслідок утворення і відділення глютенових агрегатів від крохмалю, який утворюється згідно із даним описом. Крім того, в даному винаході пропонується також композиція, яка містить агреговану збагачену глютеном фракцію і збагачену крохмалем фракцію, які виходять на стадіях (b) (с), (d) і/або (е). Композиція, яка отримується на стадії (b), включає тривимірну сітку із глютенових ниток, які мають діаметр, який становить щонайменше 0,02 мм, і впроваджуються у крохмальну фракцію. Композиція, яка отримується на стадії (с), додатково включає глютенові агломерати, у яких середній діаметр становить від 5 до 20 мм. Діаметр глютенових ниток і/або частинок можна зручним способом вимірювати, використовуючи барвники, які забезпечують візуальне і/або мікроскопічне визначення діаметра. У даному винаході пропонується також збагачена глютеном фракція, яка отримується вищезазначеним способом і яка має вміст білка від 30 до 70 мас. % за сухою речовиною, що 6 UA 114722 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 визначається за вмістом азоту із застосуванням коефіцієнта 5,7 для обчислення вмісту амінокислот за вмістом азоту. Таку фракцію можна належним чином використовувати, наприклад, як корм для тварин, наприклад, як корм для риб. У даному винаході також пропонується збагачена крохмалем фракція, яка отримується вищезазначеним способом і має вміст білка менше 5 мас. %. і переважно менше 2-3 мас. % за сухою речовиною. У даному винаході також пропонується додатково збагачена глютеном фракція, яка отримується вищезазначеним способом і яка має вміст білка від 30 до 85 мас. % за сухою речовиною. У даному винаході також пропонується додатково збагачена глютеном фракція, у якій сумарна кількість дисульфідних містків становить від 55 до 80 нМ/мг білка, переважно від 60 до 75 нМ/мг білка і переважніше від 62 до 70 нМ/мг білка, що визначається із використанням способу, описаного в статтях Anderson, і Ng (Cereal Chemistry, 2000 р., т. 7, с. 354-359); і Chan і Wasserman (Cereal Chemistry, 1993 р., т. 70, с. 22-26). У даному винаході також пропонується додатково збагачена глютеном фракція, для якої моношарова адсорбція води, визначена методом динамічної сорбції пари (DVS) по моделі Гугенхайма-Андерсона-ДеБора (Guggenheim-Anderson-DeBoer, GAB), становить більше, ніж 6,3%, переважно від 6,35 до 8%, переважніше від 6,5 до 7,9%, і ще переважніше від 6,7 до 7,5%, коли здійснюється динамічна сорбція пари, і модель GAB застосовується до отримуваної ізотерми сорбції для обчислення ємності моношару, як описано в статті A.H. Al-Muhtaseb і інш. (Journal of Food Engineering (Журнал техніки харчової промисловості), 2004 р., т. 61). Ємність моношару виражається як процентний вологовміст, необхідний для утворення моношару води на поверхні зразка. Даний винахід також пропонує спосіб виготовлення продуктів харчування для тварин і людини, переважно випечених виробів, із використанням процесу, який описаний вище у цьому документі, а також із використанням композицій і фракцій, які описані вище, для виготовлення різноманітних продуктів харчування і інших виробів. Спосіб за винаходом дозволяє виготовляти збагачену глютеном фракцію, яка містить у вищій пропорції життєздатний пшеничний глютен згідно із кодексом харчових продуктів (CODEX Alimentaries, стандарт 163-1987, редакція від січня 2001 р.), ніж дозволяли описані раніше способи, внаслідок менш тривалого контакту із водою в умовах, які позбавляють глютен життєздатності. Даний винахід також пропонує пристрій, який містить засіб для виконання деформації першого тіста при першому тиску, включаючи простий зсувний потік, обертальний потік і розтягуваний потік, для отримання другого тіста, яке містить крохмаль і першу агреговану глютенову фракцію (тобто перший засіб); а також засіб для виконання деформації другого тіста, включаючи зсувний потік при другому тиску, відмінному від першого тиску, для отримання композиції, яка містить одну або більше агрегованих збагачених глютеном фракцій і одну або більше збагачених крохмалем фракції (тобто другий засіб). Перший засіб переважно включає екструдер. Крім того, переважно, другий засіб являє собою концентричний циліндричний тип, у якому присутні зовнішній циліндр і внутрішній циліндр, які включають виконавчі механізми, які здійснюють зсув, і/або статичний змішувач, або їх комбінації. Другий засіб може також являти собою пристрій, який містить дві, по суті, паралельні поверхні, які рухаються в одному напрямку із різними швидкостями, наприклад, ремені або великі ролики; однак вони переважно розташовані під різними кутами. Між поверхнями існує переважно регульований проміжок. Матеріал, який зсувається, на стадії (b) або (с) переважно проходить між двома поверхнями. Тоді за рахунок відмінності швидкостей і кута між напрямками поверхонь збагачені глютеном агломерати витісняються із збагаченої крохмалем фракції. Потрібний тиск щонайменше на одну із поверхонь, щоб підтримувати відповідне тертя для глютенових агломератів. У даному описі і в формулі даного винаходу дієслово "включати" і форми його відмінювання використовуються у необмежувальному значенні, що означає, що включаються предмети, які слідують за цим словом, але не виключаються і предмети, які не згадані особливо. Крім того, якщо перед предметом присутній невизначений артикль "а" або "an", його присутність не виключає можливості присутності більше, ніж одного предмета, якщо, згідно із контекстом, чітко не визначається, що повинен бути присутнім один і тільки один із даних предметів. Таким чином, невизначений артикль "а" або "an" звичайно має значення "щонайменше один". Даний винахід ілюструють наступні необмежувальні приклади 7 UA 114722 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Приклад 1. Виготовлення першого тіста Експерименти з розділення здійснювали, використовуючи пшеничне борошно одного культурного сорту пшениці. Використовуване борошно мало вміст білка 11,2 мас. %, і вологовміст 14,0 мас. %. Пшеничне борошно і водний розчин, який містить 4 мас. %, надходили в двошнековий екструдер при вмісті 2,0 мас. % NaCl від маси пшеничного борошна. У екструдері виготовляли перше тісто, яке має вологовміст 43% (57% за сухою речовиною). Екструдер витримували при температурі 15 °C. Приклад 2. Виготовлення глютенових агрегатів До випуску екструдера приєднували реактор, який створює обертальний зсув, що включає обертовий сталевий циліндр в нерухомому циліндричному корпусі. Обертовий сталевий циліндр встановлювали в концентричному/центрованому положенні у зовнішній циліндричний корпус. Циліндричний корпус мав впуск для першого тіста на ближній до екструдера стороні і випуск для отримуваної в результаті композиції на дальній стороні. Обертовий циліндр приводився в дію електромотором. Обертовий циліндр обертався всередині циліндричного корпусу при швидкості обертання, яка становить 20 обертів за хвилину (об./хв.). Випуск екструдера знаходився у гідравлічному з'єднанні із впуском зсувного реактора таким чином, що впуск приєднувався до простору між обертовим циліндром і циліндричним корпусом. Випуск екструдера приєднувався до впуску таким чином, щоб вводити перше тісто під тиском у впуск зсувного реактора. Простір між внутрішньою поверхнею стінки корпусу, оберненої до циліндра, і зовнішньою поверхнею обертового циліндра зсувного реактора становив 5 мм, але при відстані, яка становить близько 15 см, забезпечувався більший простір між корпусом і обертовим циліндром при збільшенні даної відстані, і, таким чином, знижувався тиск, і періодично зменшувався зсув, який діє на композицію. Друге тісто, яке містить 2 мас. % NaCl від маси борошна, переміщалося через зсувний пристрій при швидкості потоку, яка становить 30 кг/год. Продукт після зсувного пристрою містив великі глютенові агрегати у глютеновій сітці, яка спостерігається візуально. Було виявлено, що вміст білка у цих агрегатах становить від 30 до 70 мас. % білка за сухою речовиною. На Фіг. 1-4 представлені отримані за допомогою скануючого електронного мікроскопа (SEM) зображення глютенових ниток, які були отримані в прикладі 2. Ці зображення чітко показують, що збагачена глютеном фракція складається, головним чином, із глютенових білків, які покриті частинками крохмалю. Приклад 3. Визначення дисульфідних і гідросульфідних груп Збагачені глютеном агрегати, отримані на стадії (с), піддавали сублімаційному сушінню і подрібнювали у охолоджуваному водою млині типу M20 від компанії IKA. Отримані в результаті помелу частинки потім просіювали до розміру 200 мкм, використовуючи відповідне сито. Отримані зразки піддавали аналізу, щоб визначити гідросульфідні групи і дисульфідні групи, які містяться в них, із зв'язками між атомами сірки, використовуючи спосіб, описаний в статтях Anderson і Ng (Cereal Chemistry, 2000 р., т. 7, с. 354-359); і Chan і Wasserman (Cereal Chemistry, 1993 р., т. 70, с. 22-26). Зразки розчиняли у розчині, який містить 8 М сечовини, і потім витримували при 20 °C і 50 °C протягом 16 годин. Далі вміст вільних груп SH і груп S-S визначали після обробки протягом 15 хвилин, використовуючи 0,2 мл розчину 0,01 М 5,5'-дитіобіс-2-нітробензойної кислоти (DTNB) у буферному розчині трис(гідроксиметил)амінометану (TRIS) при pH 8,2 і 4,5 мл буферного розчину 0,2 М TRIS при pH 8,2 для зразка об'ємом 0,5 мл і 0,2 мл розчину 0,01 М DTNB в буферному розчині TRIS при pH 8,2 і 4,5 мл буферного розчину 0,2 М TRIS при pH, що містить борат, відповідно, а потім здійснювали фільтрування зразків і вимірювали поглинання при 412 нм. Після цього обчислювали кількість груп SH на основі калібрувальної кривої із використанням цистеїну як стандарту. Зразки порівнювали із зразками глютену, які є у продажу, які отримані традиційними способами промивання і мають аналогічні розміри частинок і розподіл частинок (порівняльні приклади 1-8). Таблиця 1 ілюструє відмінності між виміряними значеннями: 55 8 UA 114722 C2 Таблиця 1 43,6 Дисульфідні містки Вільні гідросульфідні Повний вміст (виражені як вільні групи SH цистеїну групи SH) середньосередньосередньоквадратичне квадратичне квадратичне відхилення відхилення відхилення 8,78 0,25 63,5 0,63 72,2 0,88 60,8 8,76 0,21 53,3 0,25 62,1 0,46 86 77,1 7,88 0,12 52,3 0,41 60,2 0,53 87 77,3 6,39 0,15 48,6 0,75 55,0 0,90 88 74,4 7,15 0,23 48,4 0,52 55,6 0,75 87 77,1 7,17 0,18 46,1 0,35 53,3 0,53 87 79,4 9,06 0,25 52,7 0,61 61,7 0,86 85 79,2 7,11 0,16 49,3 0,57 56,4 0,73 87 42,7 9,93 0,28 51,1 0,38 61,0 0,66 84 Вміст білка % Приклад 1 Порівняльний приклад 1 Порівняльний приклад 2 Порівняльний приклад 3 Порівняльний приклад 4 Порівняльний приклад 5 Порівняльний приклад 6 Порівняльний приклад 7 Порівняльний приклад 8 5 10 15 20 25 % s-s 88 Зразок у прикладі 1, який був виготовлений способом за винаходом, має значно вищий вміст дисульфідних містків, що показує підвищений ступінь збереження глютенового білка у зіставленні із зразками у порівняльних прикладах, всі з яких були отримані традиційними способами промивання. Крім того, зразки за винаходом показували аналогічні значення. Приклади 4 і 5. Визначення сорбції водяної пари Збагачені глютеном агреговані частинки, виготовлені в прикладі 3, аналізували, визначаючи адсорбцію води методом DVS із використанням трипараметричної моделі GAB. Зразки порівнювали із зразками глютену, які є в продажу, які отримані традиційними способами промивання і які мають аналогічні розміри частинок і розподіл частинок (порівняльні приклади 9-12). Криву сорбції водяної пари отримували для кожного із зразків за допомогою пристрою для динамічної сорбції пари (DVS), використовуючи систему DVS Advantage компанії Surface Measurement Systems. Результати показали вологовміст глютену за сухою речовиною залежно від активності води. Температура вимірювання за допомогою системи DVS Advantage становила 25 °C. У процесі DVS збільшення маси за рахунок адсорбції води спостерігали при постійній температурі 25 °C. Коли виміряне збільшення маси становило менше 0,001 %/хв., вважали, що рівноваги досягнуто, і активність води збільшували на 10 % до наступного досягнення рівноваги. Сорбцію збільшували послідовними кроками по 10 % аж до 90 %. Виміряні криві подані на Фіг. 5. Ємність моношару виражається як процентний вологовміст, необхідний для утворення моношару води на поверхні, і визначається за кривими сорбції із застосуванням трипараметричної моделі GAB для ємності моношару, як описано у статті A.H. Al-Muhtaseb і інш. (Journal of Food Engineering (Журнал техніки харчової промисловості), 2004 р., т. 61). Таблиця 2 представляє отримані в результаті дані: 9 UA 114722 C2 Таблиця 2 Моношарова адсорбція води (DVS) Приклад Вміст білка (%) Приклад 4 Приклад 5 Порівняльний приклад 9 Порівняльний приклад 10 Порівняльний приклад 11 5 47,7 49,6 77,1 77,3 74,4 Ємність моношару (модель GAB) 6,89 % 7,49 % 4,70 % 3,20 % 5,13 % Дані приклади показують, що збагачені глютеном матеріали, які отримані способом за винаходом, виявляють значно вищу активність моношарової сорбції води порівняно із збагаченими глютеном матеріалами, які традиційно виготовляються. Глютеновий компонент явно здійснює позитивний вплив на сорбцію, що відсутній у випадку збагачених глютеном матеріалів, які традиційно виготовляються. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Спосіб безперервного або напівбезперервного збагачення глютенових і крохмальних фракцій у пшеничному борошні, який включає стадії: (a) контактування пшеничного борошна із розріджувачем для отримання першого тіста, (b) піддавання першого тіста при першому тиску деформації, яка включає простий зсувний потік, обертальний потік і розтягуваний потік, для отримання другого тіста, яке містить одну або більше перших агрегованих глютенових фракцій, і, (c) якщо потрібно, піддавання другого тіста деформації, яка включає зсувний потік при другому тиску, відмінному від першого тиску, для отримання композиції, яка містить одну або більше додатково агрегованих глютенових фракції і одну або більше додатково збагачених крохмалем фракцій, причому вміст вологи в тісті, отриманому на стадії а), становить 50 % або менше від сухої ваги борошна, включаючи вологу борошна. 2. Спосіб за п. 1, у якому другий тиск менше першого тиску. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який додатково включає стадію (d) розділення другого тіста на одну або більше додатково агрегованих збагачених глютеном фракцій і одну або більше додатково збагачених крохмалем фракцій. 4. Спосіб за будь-яким із пп. 1-3, у якому зсув на стадії (с) і/або (d) здійснюють деформаційні засоби, причому середня відстань між деформаційними засобами, які здійснюють зсув на стадії (с), знаходиться в інтервалі від 0,1 мм до 20 мм. 5. Спосіб за будь-яким попереднім пунктом, у якому стадія (b) здійснюється, коли напруження зсуву становить щонайменше 1 кПа і питома механічна енергія, яка підводиться, становить щонайменше 10 кДж/кг. 6. Спосіб за будь-яким із пп. 3-5, у якому стадія (d) може являти собою центрифугування, просіювання, подрібнення, висушування, промивання, диспергування, електростатичне розділення, зсув між двома виконавчими механізмами, які рухаються в одному напрямку, але із різними швидкостями, статичне перемішування і/або їх комбінації. 7. Спосіб за будь-яким попереднім пунктом, у якому будь-яку із стадій (b), (с) і/або (d) здійснюють щонайменше частково, в екструдері, в пристрої концентричного циліндричного типу, що включає зовнішній циліндр і внутрішній циліндр, що включає засоби здійснення зсуву, в пристрої, що містить два ремені як засоби здійснення зсуву, що переміщаються в одному напрямку з різною швидкістю і під кутом один до одного, і/або в статичному змішувачі або в комбінації цих пристроїв. 8. Пристрій, який містить перший засіб для піддавання першого тіста при першому тиску деформації, яка включає простий зсувний потік, обертальний потік і розтягуваний потік, для отримання другого тіста, яке містить крохмаль і агрегований глютен, і другий засіб, який здійснює деформацію другого тіста, включаючи зсувний потік, при другому тиску, відмінному від першого тиску, для отримання композиції, у якій містяться агрегована збагачена глютеном фракція і збагачена крохмалем фракція. 9. Пристрій за п. 8, у якому перший засіб являє собою екструдер. 10 UA 114722 C2 5 10. Пристрій за п. 8 або 9, у якому другий засіб являє собою пристрій концентричного циліндричного типу, який включає зовнішній циліндр і внутрішній циліндр, що включає засоби здійснення зсуву, і/або статичний змішувач, або їх комбінації, або пристрій, який містить два ремені як засоби здійснення зсуву, які рухаються в одному напрямку із різними швидкостями і під кутом один до одного. 11 UA 114722 C2 12 UA 114722 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13