Спосіб одержання модифікованого крохмалю

Изобретение относится к области получения крахмала, в частности, нехимически модифицированного, обладающего повышенной набухаемостью и растворимостью, и может быть использовано в пищевой, крахмалопаточной и др. отраслях промышленности. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения экструзионного крахмала, в котором для повышения набухаемости и растворимости модифицированного крахмала, нативный крахмал подвергали реагентной обработке [1]. Сущность способа состоит в следующем. Кукурузный или картофельный крахмал обрабатывали раствором монофосфата натрия из расчета 2-10 мас.% к массе крахмала. Экструзию проводили при 170-180°С, число оборотов шнека 50 мин, диаметр выходного отверстия 3,5 мм. Полученный экструдат измельчали в молотковой дробилке, просеивали через сито с отверстиями 0,5 мм, упаковывали в двойные мешки: бумажный и тканевый. Согласно нашим данным, эффективность процесса получения модифицированного крахмала в известном способе характеризуется следующими показателями: степень клейстеризации равна 15,50. содержание декстринов составляет 17,3%, набухаемость в воде - 2,90 мл за час, набухаемость в щелочи - 7,1 мл за час. Таким образом, данные характеристики модифицированного крахмала-экструдата свидетельствуют о недостаточно высоком качестве последнего - низкие значения степени клейстеризации и набухаемости при невысоком содержании декстринов. Кроме того, для стимулирования процесса модификации крахмала используют химические препараты, что оказывается на чистоте продукта. В основу изобретения поставлена задача разработать такой способ получения модифицированного крахмала с использованием процесса экструзии, в котором проведение предварительной обработки нативного крахмала иной природы реагентом и нагрев крахмала-экструдата обеспечили бы высокую степень клейстеризации, высокое содержание декстринов и набухаемость модифицированного крахмала, что положительно сказалось бы на его пита-, тельных свойствах и усвояемости организмом. Для решения поставленной задачи предложен способ получения модифицированного крахмала, включающий обработку крахмала водным раствором реагента с последующей экструзией, в котором, согласно изобретению, в качестве реагента используют крахмальный клейстер или желатин с начальной концентрацией 0,3-0,7%, раствор реагента добавляют к крахмалу в весовом соотношении 20-50:1, экструзию осуществляют при 50-60°С, полученный крахмал-экетрудат нагревают в течение 60-70 с ИК-излучением с длиной волны 0,7-1,2 мкм при плотности потока 20-22 кВт/м и при температуре 150-180°С. Заявляемая совокупность существенных признаков (предварительная обработка нативного крахмала раствором крахмального клейстера, экструзия при повышенной температуре и ИК-облучение крахмалаэкструдата) создают, как мы полагаем, наиболее благоприятные условия для объемного прогрева набухшего крахмала, влага движется аномально - внутрь массы зерна крахмала, где происходит образование пара, создается его высокое давление, которое в сочетании с высокой температурой приводит к деструкции полимерных цепей крахмала, что обеспечивает высокую степень клейстеризации модифицированного крахмала, высокое содержание декстринов и набухаемость в воде и щелочи. Это наглядно иллюстрируется данными табл. 1. Как следует из данных табл. 1, предварительная обработка крахмала раствором крахмального клейстера в сочетании только с экструзией является мало эффективной (см. позицию 1). Немного улучшает качество модифицированного крахмала сочетание ИК-облучения с предварительной обработкой раствором крахмального клейстера или с экструзией (позиции 2 и 3, соответственно) и только использование всей совокупности существенных признаков приводит к резкому изменению качества модифицированного крахмала в сторону значительного увеличения степени клейстеризации -21,8%. содержанию декстринов 23,8% и набухаемости в воде - 3,9 мл, в щелочи - 8,2 мл за 1 час (позиция 4). Технология реализации способа состоит в следующем. Кукурузный или картофельный крахмал предварительно заливают теплым 30-40°С 0.3-0,7%-ным. водным раствором крахмального клейстера или желатина. При этом на одну весовую часть крахмала приходится 20-50 частей раствора клейстера или желатина. Образовавшийся раствор непрерывно перемешивают в течение 5-7 мин. Затем отстаивают 10-15 мин и сливают избыток воды. Набухший крахмал подают в экструдер А1-КХП, где проводят экструзию при 5060°С, число оборотов шнека 50 мин", диаметр выходного отверстия 3,5 мм. Полученный крахмал-экструдат подвергают нагреву, используя в качестве источника тепла ИК-излучатель. Для этого крахмал-экструдат помещают на поддон слоем толщиной в одну гранулу и обрабатывают ИК-излучением в резонансном режиме с длиной волны 0,8-1,2 мкм и плотностью потока 20-22 кВт/м2 в течение 60-70 с при температуре 150-180°С. Далее, обработанный в резонансном режиме крахмал-экструдат подвергают дроблению до требуемого размера. Пример. 100 г картофельного крахмала помещают в сосуд, заливают 2500 мл 0,5%-ного крахмального клейстера и непрерывно перемешивают в течение 7 мин. Затем раствор отстаивают в течение 12 мин и сливают избыток воды. Набухший крахмал подают в экструдер А1-КХП, где проводят экструзию при 60°С, число оборотов шнека 50 мин, диаметр выходного отверстия 3,5 мм. Полученные гранулы крахмала помещают в поддон слоем толщиной в одну гранулу и подвергают обработке ИК-излучением с длиной волны 1,2 мкм, плотностью потока излучения 22 кВт/м2 в течение 70 с при температуре 180°С. Качество полученного модифицированного крахмала характеризуется содержанием декстринов - 25,1 %, степенью клейстеризации 23,2%, набуханием в воде - 4,3 мл за 1 час, в щелочи 0,05 н - 9,0 мл за 1 час (табл.2, пример 2). Установлено, что заявляемые параметры процесса получения модифицированного крахмала (заявляемое вещество и его концентрация в процессе предварительной обработки, режимные параметры ИКоблучения) выбраны из условий, обеспечивающих эффективное проведение процесса модификации крахмала и получение высокого качества крахмала-экструдата: содержание декстринов составляет 18,925;1%, степень клейстеризации -16,1-23,2%, набухаемость в воде 3,2-4,3 мл за 1 ч, набухаемость в 0,05 н NaOH - 7,6-9,0 мл за 1 час (табл. 2, примеры 1-12), При найденных оптимальных значениях таких параметров ИК-облучения, как длина волны - 0,8-1,2 мкм, плотность потока излучения 20-22 кВт/м и времени облучения 60-70 с, оптимальной концентрацией раствора крахмального клейстера или желатина является 0,3-0,7 мас.%, а температура ИК-обработки составляет 150180°С. Запредельное снижение концентрации крахмального клейстера и температуры ИК-обработки, также как и запредельное повышение указанных параметров приводит к резкому снижению качества модифицированного крахмала: характеристики полученного крахмала снижаются до уровня прототипа (табл. 2, примеры 13, 14), Использование предложенного способа получения модифицированного крахмала обеспечивает повышение качества полученного крахмала-экструдата по сравнению с крахмалом, полученным по известному способу: содержание декстринов увеличивается с 17,3% до 18,9-25,1%, т.е. в 1,1-1,45 раза; степень клейстеризации возрастает с 15,5% до 16,1-23,2%, т.е. в 1-1,5 раза; набухаемость в воде - с 2,9 мл до 3,2 - 4,3 мл за 1 час, т.е. в 1,1-1,5 раза, набухаемость в 0,05 н NaOH - с 7,1 мл до 7,6-9,0 мл за 1 час, т.е. в 1,11,27 раза. Предложенный способ позволяет получить модифицированный крахмал по простой технологии, не требующей больших затрат энергии и без применения химических препаратов, стимулирующих протекание процессов декстринизации, клейстеризации и степени набухаемости. Полученный продукт обладает высокими потребительскими качествами и является экологически чистым.