Спосіб виділення харчових волокон з борошенців зернових

Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для производства диетических продуктов, в частности, хлебобулочных изделий, печенья, кексов, для увеличения содержания в них пищевых волокон и снижения калорийности, в медицине, в частности, при лечении заболеваний желчного пузыря и толстого кишечника; в биотехнологии, в качестве носителей биологически активных веществ (ферментов, витаминов. микробных клеток, антибиотиков). Пищевые волокна (ПВ) - комплекс биополимеров растительной клеточной стенки, включающий пектиновые вещества , гемицеллюлозы, целлюлозу и лигнин. Они не расщепляются ферментами желудочно-кишечного тракта человека, обладают важными функциональными свойствами, что обуславливает их благотворное физиологическое действие. Известны различные способы получения пищевых волокон из отрубей - побочных продуктов переработки зерновых, которые включают обработку сырья кислотами, щелочами. водяным паром при повышенной температуре. Такое воздействие приводит к деструкции компонентов растительного сырья (Патент США №966246, кл. A23 1/27, 1980; Патент Австралии №515145, кл. A21D2/20, 1981). Применение этих методов приводит лишь к незначительному удалению крахмала - биополимера - антагониста ПВ и слабой активации сорбционных свойств, либо к значительному разрушению ценных компонентов ПВ (гемицеллюлоз, пектина, лигнина), что также ухудшает и х функциональные свойства. Известен метод (Патент Великобритании №1570513, кл. A21D2/00, 1980 (прототип)) выделения ПВ из пшеничных отрубей путем их обработки серной кислотой 3,2 или 1,6% - ной концентрации при гидромодуле 6 и 10 соответственно и нагревании в течении 3 - х часов. После кислотной обработки твердую фазу отфильтровывают, промывают водой до pH 4 - 7, высушивают оста ток при 70°C. Недостатком метода является низкий выход целевого продукта (15 - 20%), что является следствием глубокой деструкции компонентов ПВ в данных усло виях. Вторым недостатком метода является то, что снижение ПВ обусловлено разрушением наиболее активной их части - лигнина, гемицеллюлоз и пектина; последних двух - практически полностью, что отрицательно сказывается на качестве целевого продукта. Метод предусматривает длительное (в течение 3 - х часов) нагревание реакционной смеси, что определяет высокую энергоемкость процесса. В основу настоящего изобретения положена задача, путем сочетания условий обработки исходного сырья, создать способ выделения пищевых волокон, позволяющий использовать в качестве исходного сырья ранее неизвестный продукт, т.е. мучки зерновых. Те хническим результатом данного изобретения является увеличение выхода, увеличение качества продукта и снижение энергоемкости процесса. Указанная задача решается тем. что исходное сырье подвергают кислотной обработке, отделяют твердую фазу, осуществляют ее промывку водой и сушку, согласно изобретению в качестве исходного сырья используют мучки зерновых (овес, ячмень, пшеница, гречка, рис), кислотную обработку ведут при 95 - 98°C 0,5 - 2,0% - ным раствором хлороводородной или серной кислоты при гидромодуле 5 - 10 в течение 5 - 40мин, затем твердый остаток отфильтровывают и промывают водой до pH 5 - 7 и сушат, Выбор концентрации серной и хлороводородной кислоты в диапазоне массовой концентрации 0,5 - 2,0% определился на основании изучения химического состава пищевых волокон и определения их выхода при использовании растворов кислоты различной концентрации. Установлено, что уменьшение концентрации кислоты в растворе ниже указанного предела приводит к значительному увеличению времени обработки, а увеличение - к интенсификации процессов деструкции гемицеллюлоз и пектина, что снижает качество целевого продукта. Обработка проводилась при температуре 95 - 98°C, поскольку именно в таком режиме идет интенсивное разрушение крахмала и имеет место обеззараживание мучек, характеризующи хся высокой микробиальной обсемененностью. Изучение химического состава препаратов ПВ, полученных при обработке мучек раствором серной и хлороводородной кислот с концентрацией 0,5 - 2% при 95 - 98°C при варьировании временного параметра показало, что указанное время обработки позволяет получать продукты, характеризующиеся наибольшей функциональной активностью и высоким выходом. Увеличение длительности нагревания свыше 40мин не приводит к улучшению показателей и, следовательно, не целесообразно, а уменьшение - (ниже 5мин) - к понижению частоты целевого продукта (примеси крахмала), что снижает его качество. Способ осуществляется следующим образом: Исходное сырье, т.е. мучки зерновых, обрабатывают 0,5 2,0% - ным раствором хлороводородной или серной кислот, при температуре 95 - 98°C, гидромодуле 5 - 10. По окончании обработки твердый остаток отделяют методом фильтрования от раствора, затем промывают водой до pH 4 - 7, снова фильтруют и твердый остаток сушат при 70°C. Было показано, что выбор кислоты не влияет на качество продукта и его выход. Получаемые пищевые волокна представляют собой порошок с размером частиц 0,25 - 2,00мм. Пищевые волокна обладают способностью поглощать в количестве 5 - 10ч воды/г пищевого волокна и сорбировать холевые кислоты в количестве 5 - 9мг холевой кислоты/г пищевого волокна. Для концентрации данного изобретения приводятся следующие примеры конкретного выполнения. Пример 1. Навеску мучки овса обрабатывают раствором серной кислоты с концентрацией 0,5% при соотношении в весовых %: мучка овса 75, остальное - раствор серной кислоты, при температуре 95°C в течение 5мин. После чего смесь отфильтровывают, остаток промывают до pH 4 - 7, высушивают при 70°C. Полученный выход ПВ составил 25%. Пример 2. Навеску мучки овса обрабатывают в течение 22,5мин раствором серной кислоты 1,25% - ной концентрации при соотношении в весовых %: мучка овса 7,5, остальное - раствор серной кислоты, температура 96,5°C. Смесь фильтруют, промывают водой, сушат при 70°C. Выход ПВ составил 20%. Пример 3. Навеску мучки овса обрабатывают в течение 40мин раствором серной кислоты 2,0% - ной концентрации при соотношении в весовых %: мучка овса 75, остальное - раствор серной кислоты, температура 98°C. Смесь фильтруют, твердый остаток промывают водой до pH 4,7, сушат при 70°C. Выход ПВ составил 15%. Пример 4. Навеску мучки пшеницы обрабатывают в течение 22,5мин раствором хлороводородной кислоты 1,25% - ной концентрации при соотношении в весовых %: мучка пшеницы 7,5, остальное - раствор хлороводородной кислоты, температура 96,5°C. Смесь фильтруют, твердый остаток промывают водой до pH 4 7, сушат при 70°C. Выход ПВ составил 22%. Пример 5. Навеску мучки ячменя обрабатывают в течение 22,5мин раствором хлороводородной кислоты 1,25% - ной концентрации при соотношении в весовых %: мучка ячменя 7,5, остальное - раствор хлороводородной кислоты, температура 96,5°C. Смесь фильтруют, твердый остаток промывают водой до pH 4 7, сушат при 70°C. Выход ПВ составил 21%. Заявляемое изобретение найдет применение при изготовлении лечебно-профилактической пищевой добавки и может быть использовано для производства диетических пищевых продуктов и фармацевтических препаратов, в качестве носителей для иммобилизации биологически активных веществ (ферментов, антибиотиков, веществ запаха и вкуса витаминов, микробных клеток).