способ получения текстурированных белков

Формула изобретения

1. Способ получения текстурированных белков, предусматривающий гидратацию и подкисление исходного растительного материала с последующей обработкой материала паровым нагреванием, отличающийся тем, что муку, крупку и/или хлопья из соевых бобов, имеющих размер частиц 40 - 400 мкм, и подкисляющий агент диспергируют в воде при 10 - 30^oC так, чтобы полученная смесь имела содержание сухого вещества 33 - 40%, рН 4,8 - 5,7 и вязкость 5000 - 12000 МПас, после чего эту смесь подвергают обработке путем инжекции пара в течение 6 - 60 с при 120 - 150^oC, получая, в результате, порции текстурированных белков, которые выводятся с помощью эжекторного сопла в виде пучка отдельных частей продукта, причем эти эжектированные части агрегируются после соударения об отклоняющую поверхность, пересекающую указанный пучок, в результате чего образуется так называемый "пуддинг" из агломерированных частиц продукта, которому затем придают соответствующую форму, и/или этот "пуддинг" разрезают на фрагменты, и осушают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед обработкой посредством инжекции пара, в смесь инжектируют неконденсируемый газ.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку посредством инжекции пара осуществляют в Т-образной трубке, каждый конец которой снабжен, по меньшей мере, одной диафрагмой, позволяющей регулировать ввод пара, ввод смеси и перемещение смеси, в которую инжектируется пар, соответственно.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку путем инжекции пара регулируют с помощью обратного клапана.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что эжекторное сопло образует угол 115 - 125^o с частью отклоняющей поверхности, пересекающей пучок отдельных частей продукта.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что "пуддинг" агломерированных частиц формуют путем сжатия между валиком и конвейерной лентой.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что "пуддинг" агломерированных частиц разрезают с помощью валика, имеющего параллельные и поперечные выступы.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что "пуддинг" агломерированных частиц разрезают с помощью ножа, расположенного перпендикулярно над конвейерной лентой, движущегося вверх и вниз.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что к исходному продукту, диспергированному в воде при 10 - 30^oC, добавляли соль, и/или отдушку, и/или краситель.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к производству текстурированных белков. В описании раскрыт способ их получения, а также установка для осуществления этого способа.

Существуют различные способы изготовления текстурированных белков. Из известных типов текстурированных белков могут быть, в частности, упомянуты экструдированные белки, и белки, текстурированные посредством экструзионной варки.

В патенте США N 4943441 описан другой способ продуцирования текстурированных белков, в котором, на первой стадии, исходный растительный материал подвергают гидратации и подкислению, так, чтобы содержание воды в этом материале составляло 45 - 65%, а его pH составлял 4,5 - 6,5. Затем растительный материал, имеющий, в зависимости от его вязкости, жидкую форму или форму гомогенной пасты, подают насосом в закрытую зону, где этот материал подвергают тепловой обработке паром под давлением. После осуществления этой второй стадии, полученные куски текстурированного белка неправильной формы могут быть непосредственно использованы в качестве пищевых заменителей, либо они могут быть также осушены, а затем подвергнуты повторной гидратации.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления текстурированных белков, позволяющего получать текстурированные белки в отдельных кусках, имеющих правильную и конкретно определенную форму, а также создание устройства, позволяющего осуществить этот способ.

Для достижения поставленной задачи способ продуцирования текстурированных белков по изобретению предусматривает, что муку, крупку и/или хлопья из оболочек соевых семян с размером частиц 40 - 400 мкм, а также подкисляющий агент диспергируют в воде при 10 - 30^oC, так, чтобы полученная смесь имела содержание сухого вещества 33 - 40%, pH 4,8 - 5,7 и вязкость 5000 - 12000 мПас после чего эту смесь подвергают обработке путем инжекции пара в течение 5 - 60 сек при 120 - 150^oC, получая, в результате, части текстурированных белков, которые выводятся с помощью эжекторного сопла в виде пучка отдельных частей продукта, причем, эти эжектированные части агрегируются после соударения об отклоняющую поверхность, пересекающую указанный пучок, в результате чего образуется так называемый "пуддинг" из агломерированных частиц продукта, которому затем придают соответствующую форму, и/или этот "пуддинг" разрезают на фрагменты и осушают.

Муку, крупку и/или хлопья из оболочек соевых семян, и подкисляющий агент, предпочтительно, диспергируют в воде при 10 - 30^oC, и получают в результате смесь, имеющую pH 5,0 - 5,4. Установка для осуществления способа по изобретению включает в себя устройство для обработки путем инжекции пара, эжекторное устройство, отклоняющее устройство, и формующее устройство, и/или устройство для резки.

Перед обработкой указанной смеси путем инжекции пара, в эту смесь может быть, например, инжектирован неконденсируемый газ.

Для этого, например, может быть использован воздух или двуокись углерода. Во время этой дополнительной стадии, для аэрации смеси и для защиты ее от окисления, предпочтительно использовать 100 - 400 л/час жидкого азота при давлении 0,5 - 5 бар на 100 - 450 кг/час смеси. При чрезмерном аэрировании продукта, он становится слишком хрупким. Неконденсируемый газ может быть инжектирован в смесь перед ее обработкой путем инжекции пара, в результате чего получают фрагменты продукта, которые могут быть использованы по назначению, минуя, например, стадию регидратации путем варки в кипящей воде.

Обработку инжектируемым паром, предпочтительно осуществлять в "Т"-образной трубке, снабженной, у каждого ее конца, по крайней мере, одной диафрагмой, позволяющей регулировать подачу пара, подачу смеси и вывод смеси, в которую был инжектирован пар, соответственно.

В Т-образной трубке, например, давление пара (в трубке для подачи пара) может составлять 6 - 8 бар (1 бар = 10⁵ Па), давление смеси (в трубке для ввода смеси) может составлять 6 - 8,5 бар, а давление смеси, в которую был инжектирован пар, может составлять 3 - 5 бар.

За Т-образной трубкой следует задерживающая трубка, длина которой составляет 600 - 1700 мм, а диаметр 2 - 3 см. Эта задерживающая трубка может быть снабжена, например, одной или несколькими диафрагмами.

В процессе обработки инжектируемым паром, осуществляемой при 145^oC, трехмерная структура белков преобразуется в прочную плотную структуру текстурированных белков. Кроме того, обработка в условиях высоких температур обеспечивает стерильность производства, а также позволяет снизить, по крайней мере, на 2/3 ингибирующую активность трипсина, присутствующего в бобах сои.

Процесс обработки путем инжекции пара предпочтительно регулируется обратным клапаном, в результате чего могут поддерживаться стабильные температура и давление. Для этой цели может быть использован, например, обратный клапан, описанный в заявке на Европейский патент EP-A-87108238.4.

Этот клапан с цилиндрическим корпусом имеет в своей верхней части, камеру, сообщающуюся с трубой для подачи сжатого воздуха, а в своей нижней части, камеру для прохождения смеси, имеющую впускное и выпускное отверстия для смеси. Эти две камеры отделены друг от друга мембраной, пересекаемой в своем центре, штоком, который может перемещаться вверх и вниз внутри цилиндрического клапана. В верхнем положении, клапан открывается и пропускает определенное количество смеси, поступающей из пропускной камеры в расширительную камеру, расположенную за клапаном. И наоборот, в нижнем положении штока, клапан закрыт. Перемещение штока регулируется, с одной стороны, давлением сжатого воздуха на верхней поверхности мембраны, и, с другой стороны, давлением смеси, поступающей в камеру для прохождения смеси.

Эжекторное устройство представляет собой эжекторное сопло, которое может быть наклонено вниз, например, таким образом, чтобы путь эжекции пучка отдельных частей был направлен на конвейерную ленту.

Эжекторное сопло, предпочтительно, образует угол 115-125^o с частью отклоняющей поверхности, пересекающей пучок отдельных частей продукта. Отклоняющая поверхность может быть перпендикулярна конвейерной ленте, и располагаться, например, таким образом, чтобы происходила агломерация указанного пучка частей. Эта отклоняющая поверхность может состоять из 3-х частей, расположенных таким образом, что средняя часть поверхности образует угол, например, 25-35^o с двумя другими поверхностями. Поэтому, эжекторное сопло может быть наклонено вниз таким образом, чтобы пучок отдельных частиц направлялся в угол, образованный средней частью отклоняющей поверхности и лентой конвейера. Образовавшийся в результате "пуддинг" из агломерированных частиц, может быть, например, транспортирован на конвейерной ленте вдоль отклоняющей поверхности. Эта поверхность должна быть, предпочтительно гладкой во избежание прилипания к ней указанных частиц.

Затем "пуддинг" из агломерированных частиц, предпочтительно, формуют, и/или разрезают в горячем состоянии.

Эжекторное устройство, предпочтительно, снабжено вентиляционной системой во избежание конденсации пара на формующем устройстве, и/или на устройстве для резки.

"Пуддинг" из агломерированных частиц может быть подвергнут формованию путем его сжатия между валиком и конвейерной лентой, с получением, например, тонкой пасты.

Указанный валик может иметь радиальную скорость, например, от 0,1 до 0,5 м/сек. Скорость валика и скорость конвейерной ленты могут быть скорректированы таким образом, чтобы в процессе формования "пуддинга", из агломерированных частиц они были, например, одинаковыми. При этом, предпочтительно, чтобы направление вращения валика совпадало с направлением движения ленты конвейера.

Пуддинг из агломерированных частиц может быть разрезан например, с помощью валика, имеющего параллельные и поперечные выступы, благодаря которым могут быть получены небольшие кусочки текстурированных белков, имеющие правильную и конкретно определенную форму. Валик, снабженный параллельными и поперечными выступами, может быть расположен у конца конвейерной ленты. Например, у конца конвейерной ленты, как бы в ее продолжении, может располагаться пластина шириной 2-5 см, и длиной, равной ширине конвейерной ленты, так, чтобы имеющийся "пуддиинг" из агломерированных частей разрезался режущим устройством под прямыми углами. Валик, имеющий параллельные и поперечные выступы, может иметь радиальную скорость, например, от 0,1 до 0,5 м/сек. Скорость указанного валика и скорость ленты конвейера могут быть, например, отрегулированы так, чтобы ни были одинаковыми. Направление вращения валика с параллельными и поперечными выступами может быть противоположно направлению движения ленты конвейера.

"Пуддинг" из агломерированных частей может быть также разрезан с помощью ножа, расположенного перпендикулярно над конвейерной лентой, и двигающегося вверх и вниз. При этом, предпочтительно, чтобы скорость движения этого ножа превышала скорость движения конвейерной ленты, так, чтобы полученные отдельные фрагменты текстурированных белков имели правильную и конкретно определенную форму. Указанный нож может двигаться вверх и вниз, например, со скоростью 0,1 - 1 м/сек.

В исходный продукт, диспергированный в воде при 10-30^oC, могут быть, например, добавлены соль, и/или отдушка, и/или краситель. Соль может быть добавлена для получения более растворимых текстурированных белков.

Устройство для осуществления способа продуцирования текстурированных белков настоящего изобретения более подробно описано ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 - общий вид одного из вариантов установки по изобретению; и

фиг. 2 - устройство в продольном разрезе, предназначенное для обработки путем инжекции пара, и являющееся частью установки, изображенной на фиг. 1.

Как видно на фиг. 1, данная установка представляет собой устройство для обработки путем инжекции пара, состоящее из Т-образной трубки, снабженной, на каждом своем конце, диафрагмами. Конец Т-образной трубки, предназначенный для ввода смеси, 1 снабжен диафрагмой 2. Конец Т-образной, предназначенный для ввода пара, 3 снабжен диафрагмой 4. Часть Т-образной трубки, предназначенная для выхода смеси 5 снабжена диафрагмой 6. Указанная установка включает в себя эжекторное устройство, состоящее из эжекторного сопла 7. Установка настоящего изобретения включает в себя отклоняющее устройство, состоящее из отклоняющей поверхности 8, расположенной непосредственно над конвейерной лентой 9. На уровне конвейера, в данной установке, находится формующее и/или режущее устройство, состоящее из валика 10 и/или валика, снабженного параллельными и поперечными выступами 11. Как показано на фиг. 1, перед устройством для обработки паром имеется резервуар, снабженный смесителем 12, где соевые бобы A и подкисляющий агент B диспергируются в воде C. Перепускная труба 13, соединяющая резервуар, снабженный смесителем 12, с буферным резервуаром 15, снабжена насосом 14, и может быть снабжена устройством для инжекции неконденсируемого газа 16 в смесь, а также коллоидальной мельницей 17.

Буферный резервуар 15 соединен с устройством для обработки паром посредством трубы 18, снабженной насосом 19. Задерживающая труба 20, снабженная диафрагмой 21 и обратным клапаном 22, соединяет выходной канал 5 Т-образной трубки, из которого выходит смесь, с эжекторным устройством, состоящим из эжекторного сопла 7.

В соответствии с фиг. 2, устройство для обработки инжектируемым паром состоит из Т-образной трубки, каждый конец которой снабжен, по крайней мере, одной диафрагмой. Диафрагма 2 для ввода смеси 1 имеет три цилиндрических канала 1". Диафрагма 4 для ввода пара 3 имеет один цилиндрический канал 2". Диафрагма 6 для вывода смеси 5 имеет один цилиндрический канала 3".

Способ получения текстурированных белков, осуществляемый в соответствии с настоящим изобретением, более подробно описан в нижеприведенных примерах, не ограничивающих объема изобретения, в которых, если это не указано особо, все части и процентные соотношения даны по массе.

Пример 1.

Отдельные порции текстурированных белков, имеющие правильную и конкретно определенную форму, изготавливают с использованием устройства, одна из версий которого изображена на рисунке.

240 кг соевой муки, имеющей содержание воды 10%, диспергировали в 440 л воды при 20^oC в резервуаре, снабженном смесителем, в результате чего получали гомогенную смесь. Перед стадией смешивания или в процессе смешивания, к смеси добавляли 2,5 кг поваренной соли и 8 кг соляной кислоты (при 18%). В результате такого добавления, значение pH смеси снизилось до 5,2, а содержание сухого вещества в смеси составило 34%.

Указанную смесь подавали насосом через перепускную трубу в буферный резервуар. Пока первая смесь находилась в буферном резервуаре, вторая смесь перемешивалась в резервуаре, снабженном мешалкой, как было описано выше. Таким образом обеспечивался непрерывный технологический процесс изготовления текстурированных белков.

Первая смесь, удерживаемая в буферном резервуаре, подавалась насосом со скоростью потока 360 кг/час в устройство для обработки инжектируемым паром. Это устройство для обработки паром представляет собой Т-образную трубку, каждый конец которой снабжен диафрагмой. Диафрагма для ввода смеси имеет три цилиндрических канала диаметром 2,5 мм и длиной 40 мм. Диафрагма для ввода пара имеет один цилиндрический канал диаметром 4,5 мм и длиной 40 мм. А диафрагма для вывода смеси имеет один цилиндрический канал диаметром 4,5 мм и длиной 40 мм. Во время этой стадии, в смесь инжектировали 60 кг/час насыщенного пара при давлении 8 бар. В устройстве для обработки паром, давление при вводе смеси составляло 8,5 бар, а давление при выводе смеси составляло 4 бар. Для поддержания постоянной температуры в 145^oC, обратный клапан задерживающей трубы устанавливали при давлении 3,1 бар. Задерживающая труба также снабжена диафрагмой, имеющей цилиндрический канал диаметром 6 мм и длиной 40 мм. Давление смеси в этой трубе составляло 4,4 бар.

У конца задерживающей трубы имеется эжекторное устройство, состоящее из эжекторного сопла, и направляющее пучок отельных частей продукта на отклоняющую поверхность, расположенную перпендикулярно ленте конвейера. В результате, пучок отбрасывается выше средней части отклоняющей поверхности, которая образует угол в 30^o с двумя другими частями отклоняющей поверхности. Расстояние между эжекторным соплом и отклоняющей поверхностью составляет 2 см. Во время продвижения этого пучка вдоль отклоняющей поверхности на конвейерной ленте образуется "пуддинг" из агломерированных частей продукта. Содержание сухих веществ в этом "пуддинг" составляет 34%. Указанный пуддинг транспортируется по конвейерной ленте до ее конца, где находится режущее устройство, состоящее из валика, имеющего параллельные и поперечные выступы. С помощью этого устройства "пуддинг" разрезается на отдельные порции текстурированных белков, имеющие определенную и правильную форму длиной 1,5 см.

Затем эти порции текстурированных белков, имеющие правильную и определенную форму, осушали в течение двух часов потоком горячего воздуха при 105^oC, а затем, в течение еще 2 часов потоком горячего воздуха при 95^oC, в результате чего содержание воды снижалось до 2,5%.

Полученные порции текстурированных белков могут храниться в течение 12 месяцев при комнатной температуре.

Затем эти порции текстурированного белка могут быть подвергнуты регидратации путем погружения их в кипящую воду на 15 минут, в результате чего получают пищевые заменители приятной консистенции, которые могут быть немедленно использованы в пищу. После регидратации, порции текстурированных белков имеют консистенцию вареного мяса, а степень их регидратации, в зависимости от размера порции, составляет от 80 до 120%. Порции, диаметр которых превышает 2,5 см, имеют уровень регидратации 80%, а порции диаметром менее 1 см имеют уровень регидратации 120%. Уровень регидратации определяли по следующей формуле:

масса воды, абсорбированной сухими порциями продукта/масса сухих порций продукта100

Пример 2.

Повторяли процедуру, описанную в примере 1, за исключением того, что в конце этого процесса, "пуддинг" из агломерированных частиц формовали и разрезали с помощью другой режущей системы, в результате чего получали отдельные порции текстурированных белков, имеющие правильную и определенную форму. После агломерации получали пуддинг из агломерированных частей, который имел эластичную консистенцию, и который может быть легко подвергнут формованию и резке.

"Пуддинг" из агломерированных частиц, транспортируемый на конвейерной ленте, подвергали сжатию между валиком и лентой конвейера. Скорость движения конвейерной ленты и скорость вращения валика были отрегулированы так, что они составляли 0,3 м/сек. Расстояние между валиком и конвейерной лентой может варьироваться от 0,2 до 2 см. В данном случае, это расстояние составляло 1 см, и после сжатия указанного пуддинга получали тонкую пасту из текстурированных белков, имеющую толщину 1 см и ширину 6 см.

Полученную пасту, затем, разрезали на полоски (толщиной 1 см, длиной 6 см, и шириной 3 см) с помощью ножа, расположенного над конвейерной лентой перпендикулярно ей, и совершающего движения вверх и вниз со скоростью 0,6 м/сек.

Полученные порции текстурированных белков осушали, подвергая их в течение 2 часов обработке потоком горячего воздуха при 105^oC, а затем в течение еще 2,5 часов обработке потоком горячего воздуха при 95^oC, в результате чего содержание влаги в них снижалось до 2,5%.

Пример 3.

Отдельные порции текстурированных белков правильной и определенной формы получали с помощью устройства, один из вариантов которого представлен на рисунке.

240 кг соевой муки, имеющей содержание воды 10%, диспергировали в 440 литрах воды при 20^oC в резервуаре, снабженном мешалкой, в результате чего получали гомогенную смесь. Перед стадией смешивания или в процессе смешивания, к смеси добавляли 2,5 кг поваренной соли и 8 кг соляной кислоты (18%). В результате этого добавления, значение pH смеси снизилось до 5,2, а содержание сухих веществ в смеси составило 34%.

Указанную смесь подавали насосом в перепускную трубу, где в эту смесь инжектировали неконденсируемый газ.

В этой дополнительной стадии использовали азот. Газ инжектировали через изогнутую трубку диаметром 3 мм, которая была введена в перепускную трубу. Устройство для инжекции неконденсируемого газа было снабжено регулирующим клапаном, осуществляющим регуляцию условий, при которых газ инжектируется в смесь, в зависимости от плотности смеси. В данном случае, азот в количестве 250 л/час при давлении 1,5 бар инжектировали в смесь, скорость потока которой составляла 400 кг/ч.

Затем повторяли процедуру, описанную в примере 1, где осуществляли обработку паром, с последующими стадиями эжекции смеси, ее формования и резки.

Полученные порции текстурированного белка могут храниться в течение 12 месяцев при комнатной температуре.

Затем, они могут быть подвергнуты регидратации путем погружения на 5 минут в кипящую воду, в результате чего получают готовые к употреблению пищевые заменители, имеющие приятную консистенцию.