Способ фракционирования отрубей злаков - RU2003128880A

Реферат

1. Способ влажного фракционирования компонентов отрубей злаков, отличающийся тем, что отруби сначала подвергают энзиматической обработке энзимами, входящими в группу энзимов, расщепляющих крахмал и фитат, в комбинации с водным влажным помолом, после чего энзимы могут быть инактивированы, если требуется, влажной термообработкой, и затем нерастворимую фазу, содержащую очищенные отруби злаков, содержащие фракции перикарпа и алейрона, сепарируют центробежными силами на водную фазу, содержащую богатую зародышами фракцию, и другую водную фазу, содержащую остаточные компоненты эндосперма, при это белки, содержащиеся в обогащенной эндоспермом фракции, концентрируют.

2. Способ по п.1, в котором отруби злаков являются волокнистым остатком, полученным при первичном помоле зерна, т.е. после отделения фракции эндосперма пшеницы, риса, ячменя, овса, ржи и тритикале, и имеющим переменный химический состав, присутствие непитательных факторов и присутствие различных анатомических фракций, т.е. перикарпа, зародышей и остаточного эндосперма.

3. Способ по п.1, в котором энзиматическую обработку осуществляют с помощью энзима, расщепляющего крахмал, относящегося к группе амилаз и амилоглюкозидаз.

4. Способ по пп.1-3, в котором проводят дополнительную энзиматическую обработку с использованием по меньшей мере одной не расщепляющей крахмал полисахаридазы в форме целлюлаз, гемицеллюлаз, главным образом ксиланаз, бета-глюканаз и пектиназ и/или фитаз.

5. Способ влажного фракционирования отрубей злаков, по существу свободных от растворимых соединений и полученных способом по любому из пп.1-3, в котором такие очищенные отруби подвергают энзиматической обработке специфическими энзимами, относящимися к группе ксиланазы и/или бета-глюканазы в строго контролируемых условиях гидролиза, в комбинации с периодическим влажным помолом, после чего, возможно, энзимы инактивируют влажной термообработкой.

6. Способ по п.5, в котором инактивированный гидролизат затем фракционируют центробежной силой на нерастворимую фазу, содержащую главным образом целлюлозу, лигнин, менее доступную гемицеллюлозу, остаточные алейроновые клетки и белки клеточных стенок, и на водную фазу, содержащую растворимую гемицеллюлозу, олигосахариды, сахара и белки, причем водную фазу далее сепарируют центробежной силой на фракцию, богатую белком, и фракцию, богатую углеводами, а фракцию, богатую углеводами, далее сепарируют по размеру частиц на фракцию, богатую гемицеллюлозой (фракцию со средним размером молекул), и на фракцию, богатую олигосахаридом (фракцию с малым размером молекул).

7. Способ по п.5 или 6, в котором из пшеницы, риса, ячменя, овса, ржи или тритикале получают отруби, по существу свободные от соединений, растворимых как в воде, так и в менее полярных растворителях.

8. Способ по пп.1 и 5-7, в котором проводят комбинированную обработку периодическим влажным помолом с энзиматической обработкой для увеличения скорости энзиматического гидролиза субстрата, тем самым улучшая общую производительность гидролиза и последующее разделение различных фракций по плотности/растворимости и по размеру молекул.

9. Способ по пп.5-8, в котором энзиматическую обработку проводят с использованием по меньшей мере одной не расщепляющей крахмал полисахаридазы в форме целлюлаз, гемицеллюлаз, главным образом ксиланаз, бета-глюканаз и пектиназ и/или фитаз.

10. Способ по п.9, в котором энзиматическую обработку проводят с помощью ксиланаз с высокой бета-1-4-ксиланазной (пентозаназной) и/или бета-глюканазной активностью.

11. Белковая фракция, происходящая по существу из зародыша и полученная способом по любому из пп.1-4, которая содержит по меньшей мере 35% белков и 10% масел по сухому веществу и обладает высокой эмульгирующей способностью и увеличенным сроком хранения в отношении устойчивости к окислению по сравнению с исходными отрубями, причем указанная фракция содержит менее 5% волокон.

12. Белковая фракция, происходящая по существу из остаточного эндосперма и полученная способом по любому из пп.1-4, которая содержит по меньшей мере 25% белков, 10% сахаров, менее 3% масел и 3% волокон и по меньшей мере 25% растворимых полисахаридов с высоким молекулярным весом, относящихся к группам бета-глюканов для ячменя и овса и арабиноксиланов для пшеницы, риса, ржи и тритикале.

13. Белковая фракция по п.12, в которую введена жидкая молочная сыворотка в количестве от 20 до 80% по сухому веществу, а конечная смесь высушена.

14. Фракция нерастворимых волокон, полученная способом по любому из пп.1-4, которая состоит из клеточных стенок отрубей в количестве по меньшей мере 85% и из алейроновых белков в количестве по меньшей мере 10%, по существу свободна от глютена и крахмала и обладает высокой влагоудерживающей способностью, составляющей по меньшей мере 6 г воды на 1 г сухого продукта.

15. Фракция сахаров, полученная способом по любому из пп.1-4, которая происходит в основном из остаточного эндосперма и содержит более 65% сахаров, таких как глюкоза, мальтоза и мальтотриоза, по сухому веществу.

16. Белковая фракция, происходящая по существу из алейроновых клеток и полученная способом по любому из пп.5-10, содержащая по меньшей мере 35% белков и 10% масел, менее 5% нерастворимых волокон по сухому веществу, по существу свободная от глютена и крахмала и обладающая высокой эмульгирующей способностью.

17. Фракция нерастворимых волокон, полученная способом по любому из пп.5-10, состоящая в основном из клеточных стенок с относительно низким содержанием гемицеллюлозы по сравнению с исходными очищенными отрубями злаков, по существу свободная от глютена и крахмала (менее 1% по сухому веществу) и обладающая высокой влагоудерживающей способностью, составляющей более 6 г воды на 1 г сухого продукта.

18. Фракция растворимой гемицеллюлозы, полученная способом по любому из пп.5-10, состоящая в основном из гемицеллюлозы со средним молекулярным весом предпочтительно более 20 кДа в количестве по меньшей мере 40%, и относящейся к группам арабиноксиланов из пшеницы, ржи, риса и тритикале и бета-глюканов из овса и ячменя, которая также содержит белки в количестве менее 10% и моносахариды в количестве менее 10% и по существу свободна от глютена и крахмала, содержание которых составляет менее 1% по сухому веществу.

19. Фракция растворимого олигосахарида, полученная способом по любому из пп.5-10, состоящая в основном из суб-блоков гемицеллюлозы с низким молекулярным весом менее чем около 20 кДа в количестве по меньшей мере 40%, и относящихся к группам арабиноксиланов из пшеницы, ржи, риса и тритикале и бета-глюканов из овса и ячменя, которая также содержит белки в количестве менее 10%, моносахариды в количестве менее 20%, лигнаны и соответствующие фенольные соединения в количестве менее 5% и по существу свободна от глютена и крахмала, количество которых составляет менее 1% по сухому веществу.

20. Белковая фракция по п.11, из которой, возможно, удалено масло традиционной экстракцией органическим растворителем или предпочтительно сверхкритической экстракцией двуокисью углерода с получением масляной фракции и фракции обезжиренного белка.

21. Белковая фракция по п.16, из которой, возможно, удалено масло традиционной экстракцией органическим растворителем или предпочтительно сверхкритической экстракцией двуокисью углерода с получением масляной фракции и фракции обезжиренного белка.

22. Нерастворимые пищевые волокна по любому из пп.14 и 17, используемые для извлечения целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и лигнанов.

23. Зародышевое масло, полученное способом по любому из пп.1-4 и 20, содержащее стеролы, известные как вещества, снижающие поглощение холестерина в организме человека и не повреждающие комплекс витамина Е, стеролы, лецитины, фосфолипиды и гликолипиды.

24. Обезжиренный белок, богатый зародышами, полученный по любому из пп.1-4 и 20.

25. Масло, богатое алейроном, полученное по любому из пп.1-10 и 21.

26. Обезжиренный белок, богатый алейроном, полученный по любому из пп.1-10 и 21.

27. Белковая фракция по любому из пп.11, 12, 13, 16, 24 и 26, в которую во влажном состоянии и в контролируемых условиях температуры и кислотности введены протеазы, причем полученный гидролизат белка обладает повышенной функциональностью, такой как растворимость, эмульгирующая и пенообразующая способность.

28. Применение белковой фракции по любому из пп.11, 12, 13, 16, 24, 26 и 27 при производстве кормов и пищевых продуктов для замены других белковых материалов растительного и животного происхождения.

29. Применение белковой фракции по любому из пп.11, 12, 13, 16, 24, 26 и 27 при производстве кормов и пищевых продуктов в качестве текстурирующего агента, эмульгирующего агента, агента, связывающего жиры, и заменителя жиров.

30. Применение белковой фракции по п.12 или 27 в качестве сырья для экстракции растворимых некрахмальных полисахаридов с высоким молекулярным весом.

31. Применение белковой фракции по любому из пп.12, 13 и 27 при производстве кормов и пищевых продуктов в качестве пеностабилизирующего агента, взбивающего агента, агента, связывающего воду, желирующего агента и в качестве пищевой добавки, богатой растворимыми пищевыми волокнами (бета-глюканами и арабиноксиланами) с сопутствующей пользой для здоровья, такой как действие бета-глюканов на снижение уровня холестерина.

32. Применение белковой фракции по любому из пп.12, 13 и 27 в качестве добавки или ингредиента пищевых продуктов, таких как хлебобулочные изделия, переработанные мясные продукты, молочные продукты, супы и соусы, напитки с высоким содержанием белка и оздоровительные напитки.

33. Применение фракции волокон по пп.14 и 17 при производстве кормов и пищевых продуктов для замены других нерастворимых волокон в качестве текстурирующего и связывающего воду агента в обработанных пищевых продуктах, особенно в мясных продуктах, и в качестве источника пищевых волокон в зерновых завтраках, хлебобулочных изделиях и оздоровительных продуктах, или в качестве сырья для дальнейшей переработки для извлечения остающейся целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и лигнанов.

34. Применение растворимой гемицеллюлозы по п.18 при производстве кормов и пищевых продуктов в качестве желирующего агента, загустителя, стабилизатора пены, эмульгатора, агента, связывающего воду, и в качестве пищевой добавки, богатой растворимыми пищевыми волокнами, а также в химических применениях или в качестве сырья для дальнейшей переработки с целью получения гемицеллюлоз с другой функциональностью.

35. Применение растворимой гемицеллюлозы по п.18 в качестве добавки или ингредиента пищевых продуктов, таких как хлебобулочные изделия, переработанные мясные продукты, молочные продукты, супы и соусы, напитки с высоким содержанием белка и оздоровительные напитки.

36. Применение растворимого олигосахарида по п.19 при производстве кормов и пищевых продуктов в качестве функционального растворимого пищевого волокна или низкокалорийного подсластителя или в качестве сырья для дальнейшей переработки для получения лигнанов и соответствующих фенольных соединений, таких как феруловая кислота, или в качестве сырья для промышленной ферментации.

37. Применение растворимого олигосахарида по п.19 в кондитерских композициях в комбинации с сиропом глюкозы или другими сахарными сиропами с дополнительным концентрированием для получения продуктов, устойчивых к воздействию влаги.

38. Применение растворимого олигосахарида по п.19 для пищевых и биомедицинских целей в качестве комбинированного источника лигнанов и ферментируемых олигосахаридов для преобразования лигнанов в активные агенты, препятствующие возникновению раковых заболеваний, такие как энтеролактоны.

39. Применение фракции сахаров по п.15 для кормовой, пищевой и промышленной ферментации в качестве источника энергии, ароматизирующего агента и связующего агента.

40. Установка для осуществления способа по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что содержит емкость (1, 8 и 11) для гидролиза, мельницу (2) для влажного помола, теплообменник (3) для инактивации энзимов, декантаторы (4 и 7), бак-накопитель (6), ультрафильтр (10) и, возможно, по меньшей мере один испаритель (13) и сушилки (5, 9 и 12).

41. Установка для осуществления способа по любому из пп.5-10, отличающаяся тем, что содержит емкость (1, 8 и 11) для гидролиза, мельницу (2) для влажного помола, теплообменник (3) для инактивации энзимов, декантаторы (4 и 7), бак-накопитель (6), ультрафильтр (10) и, возможно, испарители (12 и 13) и сушилки (5 и 9).

42. Способ по любому из пп.1-4, в котором энзиматическую обработку проводят в течение менее 3 ч при pH от 4 до 7,5 и при температуре от 50 до 90°C, при энзиматической активности по меньшей мере 1 IU/г субстрата, предпочтительно от 200 до 1500 IU/г субстрата.

43. Способ по любому из пп.5-10, в котором энзиматическую обработку проводят в течение менее 3 ч при pH от 4 до 7, предпочтительно от 4,5 до 5,5 и при температуре от 35 до 80°C, при энзиматической активности по меньшей мере 1 IU/г субстрата, предпочтительно от 200 до 1500 IU/г субстрата.