PL230069B1 - Sposób wytwarzania ekstrudowanych chrupek oraz chrupki ekstrudowane wytworzone tym sposobem - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są ekstrudowane chrupki z dodatkiem funkcjonalnych składników bioaktywnych.

Składniki bioaktywne to szeroka gama związków polifenolowych do których należą m.in.: glikozydy, kwercetyna, kempferol, myricetina, kwasy fenolowe, izoflawonoidy, katechiny, antocyjanidyny, fitoaleksyny i taniny. Związki te koncentrują się przede wszystkim w okrywach nasiennych, a nasiona odmian kwitnących kolorowo zawierają ich zdecydowanie więcej. Wykazują bardzo wysoką aktywność a poza tym należą do związków będących inhibitorami amylaz. Przykładem mogą być taniny skondensowane i hydrolizujące, występujące głównie w okrywie nasiennej. Związki te mają zdolność tworzenia trudno przyswajalnych kompleksów z białkami, ponadto mogą zmniejszać przyswajalność węglowodanów i żelaza. Z drugiej jednak strony łuski kolorowych nasion grochu, fasoli, soi, łubinu, bobu wykazują bardzo korzystne właściwości przeciwutleniające [Amarowicz i Troszyńska, 2005]. Uważa się, że rośliny bogate w fenolowe przeciwutleniacze to tzw. „fito chemikalia”, które mogą wykazywać podobne oddziaływanie w układzie „in vitro jak leki hipoglikemizujące [Lunceford i Gugliucci, 2005]. Nasiona roślin strączkowych (soja, fasola, groch, soczewica, bób, łubin) należą do surowców bardzo bogatych w białko, błonnik oraz związki bioaktywne a pomimo to stanowią niewielki udział w codziennej diecie. Związane jest to głównie z koniecznością obróbki takiego surowca (nie nadają się do spożycia na surowo). Wynika z tego ogromna potrzeba technologii przetworzenia tych surowców w taki sposób, by zachować jak najwięcej składników odżywczych i bioaktywnych a jednocześnie nie wymagać od konsumenta zbyt długiej obróbki.

Nasiona roślin strączkowych charakteryzuje wysoka koncentracja białka. Duże ilości białka posiada soja - 40%, natomiast fasola, groch, bób czy soczewica zawierają od 25-30% białka. Białka nasion roślin strączkowych cechuje wysoka zawartość egzogennych aminokwasów, dlatego jako składnik diety mogą być uznane za uzupełniające w stosunku do białek zbożowych.

Rośliny strączkowe uważa się też za bogate źródło błonnika pokarmowego oraz za surowiec o niskim indeksie glikemicznym, mającym zdolność do redukcji stężenia cukru we krwi. Badania wyraźnie wskazują na istotne znaczenie nasion roślin strączkowych w diecie osób chorych na cukrzycę. Wykazano, że spożywanie nasion roślin strączkowych w ilości 65 g dziennie zmniejszyło o 49% ryzyko wystąpienia tej choroby [Villegas, 2008]. Intensywny rozwój badań epidemiologicznych, jak też analiza przyczyn rozwoju chorób metabolicznych, wskazują na istnienie ścisłego związku pomiędzy jakością żywności, żywieniem a zdrowiem człowieka. Dietoprofilaktyka i leczenie dietą zyskuje coraz bardziej na popularności i wydaje się być szansą na poprawę warunków życia i obniżenie zachorowalności na wiele chorób cywilizacyjnych, gdyż sposób żywienia stanowi jeden z podstawowych warunków utrzymania stanu zdrowia i bezpośrednio rzutuje na ogólną kondycję organizmu.

Szczególne dużo uwagi poświęca się ziarnu zbóż i jego przetworom, które są znacznie tańsze od innych artykułów żywnościowych, a dane dotyczące spożycia żywności wykazują, że nadal stanowią one ważną grupę produktów z żywieniowego punktu widzenia. Dlatego też w wielu ośrodkach badawczych nastąpiła koncentracja badań mających na celu poszukiwanie surowców pełniących funkcję przeciwutleniaczy i wzbogacanie żywności w te substancje, gdyż niedobory tych składników są uznawane za jedną z przyczyn zachorowań na choroby cywilizacyjne, zwłaszcza nowotwory i choroby układu krążenia. Dodatek tych substancji wpływa jednak na zmianę wyglądu, barwy, objętości, tekstury otrzymanych produktów. Dlatego ważne jest opracowanie technologii produkcji w tym również określenie takiej ilości substancji, która nie wpłynie na niepożądane zmiany jakości, a tym samym obniżenie akceptacji konsumentów.

Ze względu na dwukrotnie mniejsze spożycie błonnika pokarmowego, w porównaniu z zaleceniami, istotnym zadaniem technologów jest wzbogacanie produktów w błonnik pokarmowy. Związki te nie należą do substancji biologicznie czynnych, jednak wywierają istotny wpływ na metaboliczne i fizjologiczne procesy w organizmie człowieka. Włókno pokarmowe pełni różnorodne funkcje w organizmie człowieka. Wiąże ono wodę, kwasy żółciowe, absorbuje metale, wpływa również na szybkość pasażu treści pokarmowej przez jelita, obniża poziom glukozy i cholesterolu we krwi oraz zwiększa masę kału. Bardzo często czynnikiem powodującym wyeliminowanie z diety tych produktów jest ich gazotwórczy charakter (wzdęcia, problemy z trawieniem, dyskomfort).

PL 230 069 B1

Zastosowanie fermentacji oprócz modyfikacji smaku i zapachu, podniesienia strawności składników odżywczych nasion roślin strączkowych, może powodować również generowanie funkcjonalnych komponentów, takich jak: witaminy, przeciwutleniacze i inne składniki. Sam proces fermentacji z udziałem Lactobacillus plantarum i Leuconostoc mesenteroides może również zmniejszać toksyczność żywności.

Bakteriom tym przypisuje się wiele właściwości, które m.in. przywracają naturalną równowagę biologiczną na powierzchni błon śluzowych oraz korzystnie wpływają na metabolizm i odporność organizmu ludzkiego. Aktywność biochemiczna tych szczepów wywiera znaczny wpływ na poprawę wartości odżywczych i dietetycznych fermentowanych produktów. Dotychczasowe badania wykazały, że procesy fermentacji wpływają pozytywnie na zawartość przeciwutleniaczy w roślinach strączkowych.

Przebiegają one w umiarkowanych temperaturach i przy ograniczonym dostępie tlenu, co powoduje, że proces utleniania lipidów jest istotnie zredukowany. Dzięki hydrolitycznemu działaniu enzymów głównie beta-galaktozydazy biorącej udział w procesie „aktywacji” związków fenolowych, często nieaktywnych w surowcu wyjściowym, następuje podwyższenie aktywności przeciwutleniaczy. Dotyczy to głównie związków występujących w formie estrów kwasów fenolowych i glikozydów. Po rozkładzie tych związków dochodzi do uwolnienia formy kwasowej lub aglikonu, któremu przypisuje się największe bioaktywne właściwości przeciwutleniające [Sakakibara i inni, 2003; Miszkiewicz, 2005]. Zwiększeniu aktywności antyoksydacyjnej sprzyja także, obecny w czasie fermentacji, enzymatyczny rozkład białek zawartych w nasionach roślin strączkowych. Uwolnione do środowiska aminokwasy wykazują synergistyczne działanie z przeciwutleniaczami i stanowią dodatkową ochronę produktu.

Metoda obróbki na drodze fermentacji postrzegana jest jako mniej drastyczna i umożliwiająca zachowanie, przynajmniej częściowo, właściwości funkcjonalnych nasion [Bieżanowska-Kopeć 2006, Gumienna 2007].

Z chińskiego patentu nr CN101946878 znana jest błyskawiczna potrawa złożona ze zbóż, soi, ziemniaków, dodatków smakowych, zawierająca w swoim składzie 1 % bobu amerykańskiego patentu nr US7462371 znane są przekąski o niskiej zawartości tłuszczu z udziałem mąki sojowej.

W amerykańskim patencie nr US4124727 ujawniono przekąski z dużą zawartością białka sporządzone z nasion roślin strączkowych, rozdrobnionych nasion roślin oleistych i mąki zbóż.

Sposób wytwarzania ekstrudowanych chrupek polega na tym, że nasiona bobu mieli się na śrutę o wielkości cząstek od 1,25 do 0,8 mm, pozyskuje się łuskę po obłuszczeniu nasion bobu, a następnie rozdrabnia wszystko do wielkości cząstek od 0,8 do 0,25 mm, i poddaje się śrutę oraz łuskę fermentacji bakteryjnej z użyciem bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum, a następnie wysuszony produkt po fermentacji dodaje się w ilości od 5 do 30% wagowych śrutowanych nasion bobu oraz korzystnie 10% wagowych łusek bobu do kaszki kukurydzianej o wilgotności od około 13-16% tak, że w mieszance surowcowej kaszka kukurydziana stanowi od 70 do 95% wagowych. Korzystnie, gdy rozdrobnione nasiona bobu po fermentacji mają wilgotność 5 zawartą między 11 a 16%.

Korzystnie gdy w przypadku za niskiej wilgotności surowca dodaje się od 5-10% wagowych wody tak aby końcowa wilgotność surowca nie przekraczała 15%, a następnie prowadzi się ekstruzję, tak przygotowanej mieszanki w ekstruderze jednoślimakowym w temperaturze od 100-200°C. Gotowe chrupki pozostawia się na 1 dobę w temperaturze pokojowej w celu wyrównania wilgotności, następnie chrupki pakuje się w opakowania jednostkowe.

Przy czym proces fermentacji nasion bobu prowadzi się tak, że do sterylnej wody dodaje się bakterie fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum w ilości (10⁵-10⁸ j.t.k./100 g) korzystnie (10⁶ j.t.k./100 g) a następnie śrutę nasion bobu oraz łuski i miesza się. Surowiec nawilża się do 55% wilgotności, a następnie fermentuje w temperaturze 35-38°C przez 18 h, do momentu uzyskania pH ciasta 4,2. Uzyskany półprodukt (śrutę oraz łuskę) suszy się metodą owiewową w temperaturze 40-60°C do uzyskania wilgotności ok. 15%.

Chrupki ekstrudowane według wynalazku zawierają 70 do 95% wagowych kaszki kukurydzianej oraz 5 do 30% wagowych przefermentowanych śrutowanych nasion bobu oraz korzystnie 10% wagowych łusek bobu po fermentacji. Przy czym śrutowane nasiona bobu oraz korzystnie łuski bobu przed dodaniem do mieszanki są poddane procesowi fermentacji z użyciem bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum w ilości (10⁵-10⁸ j.t.k./100 g) dodanej do uprzednio sterylnej wody i wysuszone metodą owiewową w temperaturze od 40 do 60°C, a mieszanina surowcowa ekstrudo4

PL 230 069 B1 wana jest w ekstruderze jednoślimakowym w temperaturze od 100-200^oC. Gotowe chrupki pozostawia się na 1 dobę w temperaturze pokojowej w celu wyrównania wilgotności, następnie chrupki pakuje się w opakowania jednostkowe.

Chrupki mogą być przez konsumentów spożywane bezpośrednio po ekstruzji jako produkty przekąskowe. Spożywanie chrupek z dodatkiem nasion i łuski bobu pozwala na wzbogacenie diety w funkcjonalne dodatki zawarte w bobie.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d I

Sposób wytwarzania ekstrudowanych chrupek polega na tym, że nasiona bobu mieli się na śrutę o wielkości cząstek od 1,25 do 0,8 mm pozyskuje się łuskę po obłuszczeniu nasion bobu, a następnie rozdrabnia się pozbawione łuski nasiona bobu do wielkości cząstek od 0,8 do 0,25 mm, i poddaje się je fermentacji bakteryjnej z użyciem bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum następnie wysuszony produkt fermentacji dodaje się w ilości 25% wagowych śrutowanych nasion bobu do kaszki kukurydzianej o wilgotności od około 13 do 15% tak, że mieszanka surowcowa zawiera 75% wagowych kaszki kukurydzianej. Rozdrobnione nasiona bobu po fermentacji mają wilgotność zawartą między 11 a 15%. W przypadku za niskiej wilgotności surowca dodaje się od 5-10% wagowych wody tak aby końcowa wilgotność surowca nie przekraczała 15%, a następnie w tak przygotowanej mieszaninie prowadzi się ekstruzję w ekstruderze jednoślimakowym w temperaturze od 100-200°C. Gotowe chrupki pozostawia się na 1 dobę w temperaturze pokojowej w celu wyrównania wilgotności, następnie chrupki pakuje się w opakowania jednostkowe.

Przy czym proces fermentacji nasion bobu prowadzi się tak, że do sterylnej wody dodaje się bakterie fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum w ilości (10⁶ j.t.k.), a następnie śrutę nasion bobu oraz łusek i miesza się. Surowiec nawilża się do około 55% wilgotności, a następnie fermentuje w temperaturze 37°C przez 18 h, do momentu uzyskania pH ciasta 4,2. Uzyskany półprodukt (śrutę) suszy się metodą owiewową w temperaturze około 60°C do uzyskania wilgotności ok. 15%.

Chrupki ekstrudowane według wynalazku zawierają 75% wagowych kaszki kukurydzianej oraz 25% wagowych śrutowanych nasion bobu. Przy czym śrutowane nasiona bobu przed dodaniem do kaszki kukurydzianej są poddane procesowi fermentacji z użyciem bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum w ilości 10⁶ j.t.k./100 g, dodane do uprzednio sterylnej wody, wysuszone metodą owiewową w temperaturze około 60oC, a następnie otrzymana mieszanina surowcowa ekstrudowana jest w ekstruderze jednoślimakowym w temperaturze od 100-200oC. Gotowe chrupki pozostawia się na 1 dobę w temperaturze pokojowej w celu wyrównania wilgotności, następnie chrupki pakuje się w opakowania jednostkowe.

P r z y k ł a d II

Sposób wytwarzania ekstrudowanych chrupek polega na tym, że nasiona bobu mieli się na śrutę, o wielkości cząstek od 1,25 do 0,8 mm, pozyskuje się łuskę po obłuszczeniu nasion bobu, a następnie rozdrabnia łuskę oraz obłuszczone nasiona bobu do wielkości cząstek od 0,8 do 0,25 mm. Śrutę oraz łuskę poddaje się fermentacji bakteryjnej z użyciem bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum, a następnie wysuszony produkt fermentacji dodaje się w ilości 15% wagowych rozdrobnionych nasion bobu oraz 10% wagowych łusek bobu do kaszki kukurydzianej o wilgotności od około 13-15% tak, że mieszanka surowcowa zawiera 75% wagowych kaszki kukurydzianej. Rozdrobnione nasiona bobu oraz łuski po fermentacji mają wilgotność zawartą między 11 a 15%. W przypadku za niskiej wilgotności surowca dodaje się od 5-10% wagowych wody, tak aby końcowa wilgotność surowca nie przekraczała 15%, a następnie prowadzi się ekstruzję tak przygotowanej mieszanki w ekstruderze jednoślimakowym w temperaturze od 100-200oC. Gotowe chrupki pozostawia się na 1 dobę w temperaturze pokojowej w celu wyrównania wilgotności, następnie chrupki pakuje się w opakowania jednostkowe.

Przy czym proces fermentacji nasion i łuski bobu prowadzi się tak, że do sterylnej wody dodaje się bakterie fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarumw ilości 10⁸ j.t.k./100 g, a następnie śrutę nasion bobu oraz łusek miesza się. Surowiec nawilża się do 55% wilgotności, a następnie fermentuje w temperaturze 37°C przez 18 h, do momentu uzyskania pH ciasta (śruty oraz łuski bobu) 4,2. Uzyskany półprodukt nasiona bobu oraz łuskę suszy się metodą owiewową w temperaturze 40-60°C do uzyskania wilgotności ok. 15%.

Chrupki ekstrudowane według wynalazku zawierają 75% wagowych kaszki kukurydzianej oraz 15% wagowych śrutowanych nasion bobu oraz 10% wagowych łusek bobu. Przy czym śrutowane

PL 230 069 B1 nasiona bobu oraz łuska bobu przed dodaniem do mieszanki są poddane procesowi fermentacji z użyciem bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum w ilości 10⁸ j.t.k./100 g, dodanych do uprzednio sterylnej wody, wysuszone metodą owiewową w temperaturze 40-60°C, a następnie otrzymana mieszanina surowcowa ekstrudowana jest w ekstruderze jednoślimakowym w temperaturze od 100-200°C. Gotowe chrupki pozostawia się na 1 dobę w temperaturze pokojowej w celu wyrównania wilgotności, następnie chrupki pakuje się w opakowania jednostkowe

Claims (5)

1. Sposób wytwarzania ekstrudowanych chrupek, znamienny tym, że nasiona bobu mieli się na śrutę o wielkości cząstek od 1,25 do 0,8 mm, pozyskuje się łuskę po obłuszczeniu nasion bobu a następnie rozdrabnia wszystko do wielkości cząstek od 0,8 do 0,25 mm, i poddaje się śrutę oraz łuskę fermentacji bakteryjnej z użyciem bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum, a następnie wysuszony produkt fermentacji dodaje się w ilości od 5 do 30% wagowych śrutowanych nasion bobu oraz korzystnie 10% wagowych łusek bobu do kaszki kukurydzianej o wilgotności od 13 do 16% tak, że mieszanka surowcowa zawiera od 70 do 95% wagowych kaszki kukurydzianej, a następnie prowadzi się ekstruzję tak przygotowanej mieszanki w ekstruderze jednoślimakowym w temperaturze od 100-200°C, a gotowe chrupki pozostawia się na 1 dobę w temperaturze pokojowej w celu wyrównania wilgotności, następnie chrupki pakuje się w opakowania jednostkowe.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozdrobnione nasiona bobu po fermentacji mają wilgotność zawartą między 11 a 16%, a w przypadku za niskiej wilgotności surowca dodaje się od 5-10% wagowych wody, tak aby końcowa wilgotność surowca nie przekraczała 15%.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że proces fermentacji nasion bobu prowadzi się tak, że do sterylnej wody dodaje się bakterie fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum w ilości (10⁵-10⁸ j.t.k./100 g) korzystnie (10⁶ j.t.k./100 g), a następnie dodaje się śrutę nasion bobu oraz łuski, miesza się, a następnie fermentuje w temperaturze 35-37°C przez 18 h, do momentu uzyskania pH ciasta 4,2, a uzyskany półprodukt (śrutę oraz łuskę) suszy się metodą owiewową w temperaturze 40-60°C do uzyskania wilgotności ok. 15%.

4. Chrupki ekstradowane, znamienne tym, że zawierają 70% do 95% wagowych kaszki kukurydzianej oraz 5 do 30% wagowych przefermentowanych śrutowanych nasion bobu oraz korzystnie 10% wagowych łusek bobu po fermentacji.

5. Chrupki według zastrz. 4, znamienne tym, że śrutowane nasiona bobu oraz korzystnie łuski bobu przed dodaniem do mieszanki są poddane procesowi fermentacji z użyciem bakterii fermentacji mlekowej Lactobacillus plantarum w ilości (10⁵-10⁸ j.t.k./100 g) dodanych do uprzednio sterylnej wody i wysuszone metodą owiewową w temperaturze od 40 do 60°C, a mieszanina surowcowa ekstrudowana jest w ekstruderze jednoślimakowym w temperaturze od 100-200°C.