Спосіб одержання харчових волокон з пшеничних висівок

Способ получения пищевых волокон из пшеничных отрубей, предусматривающий их обработку водным раствором серной кислоты, отделением твердой фазы, ее промывку, нейтрализацию и сушку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что серную кислоту для обработки берут с концентрацией 1,7%, температурой 95-98°С, а обработку отрубей проводят в течение 45-70 мин, нейтрализацию ведут непосредственно после отделения твердой фазы от раствора серной кислоты раствором едкого натра до достижения рН 5-6 и выдерживают полученный продукт в течение 30 мин, а промывку водой ведут после выдержки. Настоящее изобретение касается пищевой промышленности, а конкретнееспособа выделения пищевых волокон из пшеничных отрубей. Пищевые волокна представляют собой комплекс полисахаридов растительных клеточных стенок (целлюлозы, гемицеллюлоз, пектина) с лигнином, неферментируемый энзимами пищеварительного тракта человека, и являются важнейшим внутриентом, обеспечивающим сохранение здоровья и профилактику многих заболеваний человека, прежде всего, так называемых, "болезней цивилизации". Наиболее ценными компонентами пищевых волокон являются гельформирующие полисахариды (гемицеллюлоза и пектин) и лигнин. Функциональные свойства целлюлозы как составляющей пищевых волокон выражены слабо, это самый инертный биополимер пищевых волокон. Известны различные способы получения пищевых волокон из продуктов перера ботка зерновых культур, в основном, отрубей. Известные способы основаны на обработке сырья неорганическими кислотами, щелочами, водяным паром, ферментами. Продукт, получаемый в результате осуществления известных способов, либо содержит значительное количество крахмала- биополимера - антагониста пищевых волоком, что влияет на сорбционные свойства последнего, либо в получаемом продукте отсутствуют ценные компоненты пищевых волокон, такие как гемицеллюлозы, пектин, лигнин, что так же ухудшает функциональные свойсгва получаемого продукта. Так. известен способ получения концентрата пищевых волокон из отрубей, включающий обработку исходного сырья концентрированной серной кислотой или гидроокисью натрия или ферментами при нагревании в течение 3-4 ч. После названной обработки реакционную массу охлаждают и подвергают фильтрованию. Выделенную твердую фазу промывают во со СО О 13193 дой до рН 4,0-7,0 и оысушивают при температуре 70°С. В результате осуществления этого способа выход целевого продукта составляет 15-20%, что является следствием глубокой деструкции компонентов пищевых волокон в указанных условиях. Получаемый продукт, как правило, интенсивно окрашенный порошок с характерным запахом, имеет следующий состав: от 23,7 до 69,3 мас.% пищевых волокон (представляющих собой комплекс целлюлозы и лигнина), от 1,9 до 21,9 мас.% липидов, от 2.7 до 14,1 мас.% протеина, от 1,0 до 4,0 мас.% золы[1]. Таким образом, известные способы позволяют получать концентраты пищевых волокон, для которых характерно низкое содержание собственно пищевых волокон. Это определяет невысокую функциональную активность таких пищевых волокон. Кроме того, в известных продуктах практически отсутствуют гельформирующие полисахариды, с наличием которых связывают антидиабетический эффект пищевых волокон. В основу настоящего изобретения положена задача путем сочетания условий обработки исходного сырья создать способ, позволяющий получить пищевые волокна, о которых сочетание компонентов клеточных стенок определяет свойства, обеспечивающие его применение при заболеваниях пищеварительного тракта и профилактики сахарного диабета. Указанная задача решается тем, что в способе получения ПВ из ПО, предусматривающий их обработку водным раствором серной кислоты, отделением твердой фазы, ее промывку, нейтрализацию и сушку, согласно изобретению, серную кислоту для обработки берут с концентрацией 1,7%, температурой 95-98°С, обработку отрубей проводят в течение 45-70 мин, нейтрализацию ведут непосредственно после отделения твердой фазы от раствора серной кислоты раствором едкого натра до достижения рН 5~6 и выдерживают полученный продукт о течение 30 мин, а промывку водой ведут после выдержки. Преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного описания способа выделения пищевых волокон из ПО и конкретных примеров выполнения этого способа. ПВ получают методом обработки, основанном на деструкции веществ, сопутствующих пищевым волокнам в исходном сырье. Заявляемый в настоящем изобретении способ получения пищевых волокон основан на обработке серной кислотой измель ченного растительного сырья, например, зерновых культур (пшеницы, ржи, овса, ячменя), морских водорослей. В соответствии с заявляемым изобретением исходное 5 сырье обрабатывают 1,5-2,0%-ной серной кислотой в течение от 40 до 70 мин при массовом отношении - растительное сырье: кислота, равном 5-8. Использование серной кислоты более низкой концентрации ве10 дет к необходимости увеличивать время обработки сырья, в результате чего интенсифицируются процессы деструкции гемицеллюлоз и пектина, содержащихся в сырье, что снижает качество целевого продукта. Де15 струкция интенсифицируется и в результате увеличения концентрации серной кислоты свыше 2,0%. В соответствии с заявляемым изобретением, обработку сырья серной кислотой осу20 ществляют при температуре не выше 100°С, поскольку именно при таком температурном режиме идет интенсивное разрушение крахмала, содержащегося в растительном сырье, происходит обеззараживание расти25 тельного сырья, для которого характерна высокая микробиальная обсемененность, но не наблюдается деструкция ценных компонентов пищевых волокон - гемицеллюлоз пектина, лигнина. Осуществление 30 обработки сырья серной кислотой в течение менее 40 мин не обеспечивает разрушение крахмала и целевой продукт не имеет высо кого качества. При выполнении заявляемых режимов 35 обработки исходного сырья серной кислотой достигается высокий выход целевого продукта, содержащего не ниже 70 мас.% пищевых волокон. 40 В результате названной обработки предварительно измельченного исходного сырья серной кислотой твердая фаза реакционной массы имеет следующий состав: от 10,6 до 23,8 мае. % гемицеллюлоз, от 11,3 до 45 44,6 мас.% целлюлозы, от 7,0 до 33,0 мас.% лигнина, от 1,5 до 20,5 мае. % пектина, от 1,5 до 17,1 мас.% протеинов и от 3 до 10 мас.% липидов. Выделенную твердую фазу подвергают нейтрализации до рН 5-6, исполь50 зуя для этого, например, гидроксид натрия. Затем после промывки получаемого продукта водой его сушат при температуре 70°С с получением порошкообразногб концентрата пищевых волокон. Получаемый продукт 55 содержит не менее 70 мас.% пищевых волокон, в том числе от 10,0 до 23,8 мас.% гемицеллюлоз, от 11,3 до44,6 мас.% целлюлозы, от 7,0 до 33,0 мас.% лигнина, от 1,5 до 20,5 мас.% пектина, помимо пищевых волокон получаемый продукт содержит протеин в ко 13193 личестве от 1,5 до 17,1 мас.% и липидов в количестве от 3,0 до 10,0 мас.%. Получаемые пищевые волокна представляют собой порошок светло-коричневого цвета с размером частиц 0,25-2,00 мм. 5 Пищевые волокна обладают способностью поглощать воду в количестве 5-10 г воды/г пищевого волокна, и сорбировать холевые кислоты в количестве 5-9 мг холе-вой кислоты/г пищевого волокна. В анало- 10 гичных условиях 1 г холестирамина сорбирует 21 мг холевой кислоты. Качественный и количественный состав ПВ может быть определен химическими методами, основанными на гидролизе этих 15 ПВ. Для лучшего понимания данного изобретения проводятся следующие примеры его конкретного выполнения. П р и м е р 1. Навеску отрубей обраба- 20 тывают раствором серной кислоты с концентрацией 1,7% при соотношении в весовых %: отруби - 10, остальное - раствор серной кислоты, при температуре 95°С в течение 45 мин. После этого смесь отфильтровывают, 25 твердый остаток суспендируют в воде при комнатной температуре, рН суспензии доводят до значения 5 30%-ным раствором гидроксида натрия, выдерживают в течение 30 мин при комнатной температуре, фильт- 30 руют. Остаток промывают водой, высушивают при 70°С. Полученный продукт имеет низкую калорийность за счет полного удаления из него крахмала, с увеличенным сроком хранения до 6 мес, усиливаются 35 функциональные свойства продукта, определяющие его профилактический и лечебный эффект. Полученный выход ПВ составляет 33%. П р и м е р 2. Навеску отрубей обраба- 40 тывают раствором серной кислоты с концен Упорядник Замовлення 4103 трацией 1,7% при соотношении в весовых %: отруби - 20, остальное - раствор серной кислоты, при температуре 98°С в течение 70 мин. После этого смесь отфильтровывают, твердый осадок суспендируют в воде при комнатной температуре, рН суспензии доводят до значения 6 30%-ным раствором гидроксида натрия, выдерживают в течение 30 мин при комнатной температуре, фильтруют. Остаток промывают водой, высушивают при 70°С. Полученный выход ПВ составляет 31 %. Показатели качества такие же, как в примере 1. П р и м е р 3. Навеску отрубей обрабатывают раствором серной кислоты с концентрацией 1,7% при соотношении в весовых %: отруби 15, остальное - раствор серной киспоты, при температуре 96,5°С в течение 57 мин. После этого смесь отфильтровывают, твердый остаток суспендируют в воде при комнатной температуре рН суспензии доводят до значения 5,5 30%-ным раствором гидроксида натрия, выдерживают в течение 30 мин при комнатной температуре, фильтруют. Остаток промывают водой, высушивают при 70°С. Полученный выход ПВ составляет 32 %. Показатели качества такие же, как в примере 1. Пищевые волокна пшеничных отрубей, выделенные по предлагаемому способу, представляют собой порошок кофейного цвета со слабым привкусом и запахом хлеба, могут использоваться в медицинской практике при лечении заболеваний желчевыводящих путей и толстой кишки. Заявляемое изобретение найдет применение при изготовлении лечебно-профилактической пищевой добавки и может быть использовано для производства диетических пищевых продуктов и фармацевтических препаратов. Техред М.Моргентал Коректор О. Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101