Спосіб одержання харчових волокон

Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам выделения пищевых волокон из растительного материала, и может быть использовано для производства новых видов диетических изделий с добавками, повышающим биологическую ценность получаемых продуктов, и способствующих выведению из организма человека ионов тяжелых металлов и холевых кислот - продуктов распада холестерина. Известно, что пищевые волокна являются необходимой составной частью рационов питания. Дефицит этого компонента в пище значителен, что обусловливает фактор риска при возникновении многочисленных заболеваний. Физиологическое действие пищевых волокон (ПВ) зависит от их химического состава. При изменении pH среды, осмотического давления пищеварительных ферментов идет селективное разрушение матрикса волокон, т.е. действие волокон в верхнем и нижнем кишечнике может значительно различаться. Известны различные методы выделения ПВ из растительного сырья. Они основаны на удалении из растительной ткани низкомолекулярных веществ, а также частичном разрушении спутников ПВ и межмолекулярных связей при помощи ряда экстрагентов или обработке сырья водными растворами химических веществ (кислот, щелочей, перекисей, ферментов). Недостатком данных методов является частичное разрушение гемицеллюлоз, лигнина, входящих в состав ПВ, в результате чего выделенный полисахаридлигнинный комплекс отличается от нативного (1, 2, 3, 4). Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения пищевых волокон из пшеничных отрубей (5). Он включает выдерживание отрубей в растворе серной кислоты с массовой долей 1,7% при температуре 95 - 98°C в течение 45 - 70мин, отделение твердой фазы, т.е. пищевых волокон, их нейтрализацию раствором щелочи до pH 5 - 6 с последующей выдержкой в течение 30мин, вторичным отделением твердой фазы, промывку пищевых волокон, их отжим и сушку при температуре 70°C до влажности 15%. Недостатком данного способа является невысокая сорбционная способность продукта, а также то, что при получении диетических изделий, обогащенных пищевыми волокнами, в продуктах снижается массовая доля имеющих очень важное биологическое значение легкоусвояемых азотистых соединений. В основу настоящего изобретения положена задача путем сочетания известных компонентов и условий обработки исходного сырья создать способ, позволяющий получить комбинированные продукты на основе пищевых волокон, в которых сочетание компонентов и их взаимодействие определяет свойство, обеспечивающее их применение для профилактики и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта, а также повышается сорбционная способность продуктов, увеличивается их биологическая ценность за счет обогащения легкоусвояемыми азотистыми соединениями. Поставленная задача решается тем, что способ получения комбинированных пищевых волокон включает выдерживание отрубей в нагретом водном растворе серной кислоты, отделение от раствора твердой фазы, ее промывку и сушку с получением пищевых волокон пшеничных отрубей; согласно изобретению, полученные пищевые волокна смешивают с гидролизатом белка в соотношении (0,5 - 1) : 50 с последующим высушиванием образовавшейся смеси при температуре 95 - 100°C при постоянном перемешивании. Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение сорбционной способности комбинированного продукта по сравнению с пищевыми волокнами по отношению к ионам тяжелых металлов и холевой кислоте, а также пролонгирование всасывания азотистых веществ. Возрастание сорбционных свойств является следствием обогащения пищевых волокон гидролизатом белка, в результате их взаимодействия образуются структуры, активно связывающие ионы свинца и холевую кислоту. При получении комбинированных пищевых волокон к последним прибавляют белок, глубина гидролиза которого составляет 10 - 20%, поэтому он легко гидролизуется и легко усваивается; пролонгирование его всасывания обеспечивается за счет того, что присутствующие в продукте пищевые волокна снижают скорость его расщепления на начальном этапе, а также замедляют диффузию к стенкам кишечника. Способ осуществляется следующим образом. Обработку пшеничных отрубей ведут раствором серной кислоты с массовой долей 1,7%, в течение 45 - 70 минут при температуре 95 - 98°C с последующим отделением твердой фазы, ее субсидированием в воде, нейтрализацией раствором щелочи до достижения pH 5 - 6 и выдержкой полученного продукта при заданном значении в течение 30 минут при комнатной температуре, вторичным отделением твердой фазы, промывкой осадка водой для отделения избытка солей, отжимом и сушкой пищевых волокон пшеничных отрубей при температуре 70°C до влажности не более 15%. Белок гидролизуют раствором пепсина (пепсина = 2%) в 0,02М растворе хлороводородной кислоты (гидромодуль 50 - 55) при температуре 37 - 38°C до pH 5,5 - 6,0час, гидролизат нейтрализуют раствором щелочи до pH 6,0 - 7,0; смешивают пищевые волокна и гидролизат белка в массовом соотношении (0,5 - 1,0) : 50 и высушивают при постоянном перемешивании при температуре 95 - 100°C. Концентрация HCl в растворе (0,02М HCl) и температура 37 - 38°C - оптимальные условия для гидролиза белка пепсином (6). Массовая доля пепсина в растворе (пепсина = 2%) и время гидролиза 5,5 - 6,0час. выбрано с целью достижения глубины гидролиза белка 10 20%. Увеличение массовой доли пепсина до 3% приведет к значительному удорожанию продукта в связи с высокой стоимостью пепсина, при уменьшении его массовой доли до 1% для достижения необходимой глубины гидролиза белка необходимо увеличить продолжительность процесса до 16 - 18час, что может привести к микробиологической загрязненности гидролизата. Глубина гидролиза белка 10 - 20% рекомендуется при получении продуктов для лечебнопрофилактического питания, поскольку такой гидролизат легко усваивается; увеличение глубины гидролиза приводит к образованию смеси низкомолекулярных соединений, обладающих высокой осмолярностью (7, 8). Гидромодуль 50 - 55 выбран исходя из целевого назначения продукта. При уменьшении гидромодуля до 40 - 45 образуются очень вязкие растворы, гидролиз идет очень медленно Увеличение гидромодуля приведет к значительному удорожанию продукта, т.е. увеличатся затраты на его высушивание. Нейтрализацию проводят для того, чтобы при дальнейшей сушке продукта в кислой среде не проходил процесс гидролиза, влияющий на его химический состав и функциональные свойства. Нейтрализация до значений pH 7 приводит к рацемизации низкомолекулярных азотистых веществ, что сопровождается ухудшением качества продукта. Перемешивание на начальном этапе сушки смеси пищевых волокон и гидролизата белка необходимо для равномерного распределения компонентов в суспензии. Массовое соотношение пищевые волокна гидролизат белка (0,5 - 1,0) : 50 выбрано потому, что позволяет получить комбинированные пищевые волокна, в которых соотношение пищевые волокна - гидролизат белка в пересчете на сухое вещество соответствует физиологическим потребностям человека (9). Полученные комбинированные пищевые волокна значительно отличаются от пищевых волокон своими сорбционными свойствами, которые обеспечивают физиологический эффект их воздействия на организм человека. Комбинированный продукт превосходит волокна по способности связывать ионы тяжелых металлов и холевую кислоту (см. таблицу). По мере продвижения продукта по желудочнокишечному тракту его химический состав и соответственно свойства могут видоизменяться, т.е. его действие в верхнем и нижнем кишечнике может значительно отличаться. Поэтому была также проведена оценка сорбционных свойств продукта после обработки его системой ферментов, присутствующих в пищеварительном тракте. В результате воздействия на продукт протеаз, свойства его изменились (см. таблицу), однако он превосходит по своей сорбционной способности пищевые волокна. Сочетание азотистых веществ с пищевыми волокнами позволяет получить продукт пролонгированного действия (см. фиг.). Его применение позволяет обеспечить организм человека азотистыми веществами высокой биологической ценности в течение достаточно длительного промежутка времени. Эффект пролонгирования достигается тем, что входящие в состав продукта пищевые волокна снижают скорость расщепления белкового гидролизата до низкомолекулярных соединений на начальном этапе протеолиза (см. кривую), а также замедляют диффузию образующихся веществ к стенкам кишечника. Получение комбинированных пищевых волокон осуществляют следующим образом. Пример 1. Пшеничные отруби массой 500г выдерживают в течение 45мин в растворе серной кислоты объемом 3дм3 с массовой долей кислоты 1,7% при температуре 95°C. Отделяют твердую фазу от жидкой, взмучивают ее в воде, нейтрализуют раствором щелочи до pH 5 и выдерживают при этих условиях в течение 30 минут. Полученные пищевые волокна пшеничных отрубей отделяют от жидкой фазы, промывают водой и сушат. К белку массой 100г прибавляют раствор пепсина (пепсина = 2%) в 0,02М растворе хлороводородной кислоты объемом 5дм3. Смесь выдерживают в течение 5,5 часов при температуре 37°C, полученный гидролизат белка нейтрализуют до pH 6,5 раствором щелочи. Затем к полученным пищевым волокнам массой 50г прибавляют гидролизат белка объемом 5дм3. Смесь сушат при постоянном перемешивании при температуре 95°C до влажности не более 10%. Пример 2. Пшеничные отруби массой 500г выдерживают в течение 70 минут в растворе серной кислоты объемом 3дм3 с массовой долей кислоты 1,7% при температуре 98°C, отделяют твердую фазу от жидкой, взмучивают в воде, нейтрализуют раствором щелочи до pH 6 и выдерживают при этих условиях 30 минут. Полученные пищевые волокна пшеничных отрубей отделяют от жидкой фазы, промывают водой и сушат. К белку массой 100г прибавляют раствор пепсина (пепсина = 2%) в 0,02М растворе хлороводородной кислоты объемом 5,5дм3. Смесь выдерживают в течение 6 часов при температуре 38°C; полученный гидролизат белка нейтрализуют до pH 7 раствором щелочи. К пищевым волокнам массой 100г прибавляют гидролизат белка объемом 5дм3. Смесь сушат при перемешивании при температуре 100°C до влажности не более 10%. Полученные комбинированные пищевые волокна могут быть использованы как в натуральном виде, так и в качестве добавок в хлебобулочные, кондитерские изделия, овощные консервы с целью получения продуктов с диетическими свойствами, с повышенной биологической ценностью. Применение предлагаемого способа позволит получить новый продукт с повышенной сорбционной способностью по отношению к ионам тяжелых металлов и холевым кислотам.