Патент на изобретение №2166862

(54) ПИЩЕВОЙ БРИКЕТИРОВАННЫЙ КОНЦЕНТРАТ НА ОСНОВЕ ЗЕРНОВЫХ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области приготовления экструдированием с нагревом пищевых продуктов на основе муки зерновых и консервированием их для предотвращения от порчи в виде брикетов, упакованных под вакуумом в термосвариваемую пленку. Пищевой брикетированный концентрат на основе зерновых содержит зерновые, соль, жир, глицерин и вкусоароматические добавки. В концентрат дополнительно введены сахар и антиокислитель жира, преимущественно бутилгидроксианизол и/или бутилгидрокситолуол, при следующем содержании компонентов, мас. %: зерновые 53,0-58,0, сахар 10,0-12,0, соль 1,0-2,0, вкусоароматические добавки 0,1-0,2, жир 26,0-28,0, глицерин 3,0-4,0, антиокислитель жира 0,0050-0,0052. В качестве зерновых концентрат преимущественно содержит взятые в массовом соотношении муку пшеничную 45,0-48,0 и муку овсяную 8,0-10,0. Техническое решение позволяет повысить функциональные возможности пищевого продукта, увеличить срок его хранения и расширить область использования. Пищевой продукт является технологичным, обладает высокой энергетической ценностью, сбалансирован по комплексу структурных составляющих, обладает увеличенным сроком хранения и пригоден к употреблению без кулинарной обработки. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области приготовления экструдированием с нагревом пищевых продуктов на основе муки зерновых с консервированием их для предотвращения от порчи в виде брикетов, упакованных под вакуумом в термосвариваемую пленку.

Уровень техники области пищевой промышленности по приготовлению концентратов на основе зерновых характеризует изобретения, описывающие получение продукта экструзионной технологией (патенты РФ N 2080084, A 23 L 1/18, 1997 г. и N 2044497, A 23 L 1/40, 1995 г.) или в виде спеченных брикетов вспучиванием взорванного зерна при разрежении в прессовой форме (патент РФ N 2099970, A 23 L 1/18, 1997 г.).

Указанные пищевые продукты представляют собой смеси зерновой основы с белок-, углеводосодержащими компонентами, вкусо-ароматическими добавками, солью и минеральными веществами. Эти обезжиренные продукты предназначены для лечебно-профилактического, диетического питания и имеют низкую калорийность.

Однако продолжением указанных достоинств является недостаток в ограниченной области использования продукта из-за его несбалансированности по структурным составляющим, необходимым организму человека в комплексе для полноценной жизнедеятельности, его неудовлетворительная энергетическая ценность для автономного питания в экстремальных условиях, в безлюдных районах.

Отмеченные недостатки исключены в пищевом брикетированном концентрате на основе зерновых, который включает соль, вкусоароматические добавки и дополнительно жир с глицерином, описанном в патенте РФ N 2140170, A 23 L 1/20, 1/40, 1999 г.

Этот сбалансированный по содержанию белков, жиров и углеводов высококалорийный продукт, имеющий высокую питательность, натуральные цвет, вкус и запах, получают экструзионной технологией смешивания компонентов; он предназначен для полноценного питания людей, употребляется без дополнительной кулинарной обработки. Пищевой концентрат из подготовленной смеси брикетируют и герметично упаковывают в термосвариваемый пленочный материал для комплектования рациона питания сотрудников автономно работающих служб и экспедиций в условиях изоляции.

По числу совпадающих признаков и назначению указанный пищевой продукт выбран в качестве ближайшего аналога предлагаемому брикетированному концентрату на основе зерновых.

Известный пищевой продукт не предназначен для длительного хранения в условиях геологических, старательских, альпинистских и морских экспедиций, пограничных войск и МЧС при температурах содержания от минус 30 до 65^oC из-за самоокисления под воздействием кислорода воздуха, находящегося в упаковке, которая является свето- и газопроницаемой.

Под влиянием кислорода жировая составляющая продукта на свету окисляется до гидроперекисей с образованием токсичных веществ, таких как альдегиды, кетоны, низкомолекулярные жирные кислоты, различных продуктов полимеризации и других соединений со специфическими запахом и вкусом, в частности, образующимися при разрушении витаминов, расщеплении липидов и жирных кислот.

При окислении жира и его порче увеличиваются кислотное, перекисное, иодное числа и другие показатели свежести жиров, что делает пищевой продукт непригодным для употребления.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение функциональных возможностей пищевого продукта, увеличение срока его хранения и расширение области использования.

Достигаемый технический результат достигается тем, что в известном пищевом брикетированном концентрате на основе зерновых, содержащем зерновые, соль, жир, глицерин и вкусоароматические добавки, согласно изобретению дополнительно содержит сахар и антиокислитель жира, преимущественно бутилгидроксианизол и/или бутилгидрокситолуол, при следующем содержании компонентов, мас.%:
Зерновые – 53,0 – 58,0
Сахар – 10,0 – 12,0
Соль – 1,0 – 2,0
Вкусоароматические добавки – 0,1 – 0,2
Жир – 26,0 – 28,0
Глицерин – 3,0 – 4,0
Антиокислитель жира, преимущественно бутилгидроксианизол и/или бутилгидротолуол – 0,0050 – 0,0052
Каждый существенный признак необходим, а их устойчивая взаимосвязь в совокупности являются достаточными для достижения нового сверхэффекта как эффекта суммы признаков, а не суммы их эффектов, то есть новизны качества.

Пищевой концентрат в качестве зерновых преимущественно содержит в массовом соотношении:
Мука пшеничная – 45,0 – 48,0
Мука овсяная – 8,0 – 10,0
Оптимальное количественное содержание белков, жиров и углеводов в предложенном пищевом концентрате определено исходя из заданной требованиями Международного Кодекса по спасательным средствам и Правилам Российского Морского Регистра судоходства для применения в составе спасательных средств энергетической ценности в перерасчете на 100 г, не менее 2090 кДж или 500 Ккал.

Содержание каждого перечисленного структурного элемента продукта согласно эмпирическим формулам расчета энергетической ценности концентратов пищевых брикетированных, не требующих варки (см. справочник “Химический состав пищевых продуктов”, М., ВО “Агропромиздат”, 1987, с. 9), составляет
37,6 Ж + 16,7 (Б + У) кДж,
9 Ж + 4 (Б+У) Ккал,
где Ж – содержание жира, г,
Б – содержание белка, г,
У – содержание углеводов, г;
37,6 29,0 + 16,7 (6,0 + 53,8) = 2090 кДж,
9 29,0 + 4 (6,0 + 53,8) = 500 Ккал.

Нижний предел содержания зерновых ограничен технологичностью продукта по брикетированию: при содержании зерновых ниже 55,0 мас.% смесь прессуется неудовлетворительно, рассыпается. При содержании зерновых выше 58,0 мас.% снижается калорийность ниже заданного уровня.

Предпочтительным практическим вариантом выполнения является содержание в качестве зерновых смеси муки пшеничной и муки овсяной в оптимизированном соотношении как (4,5 – 6,0):1.

Овсяная мука повышает калорийность продукта, но является дороже пшеничной. Диапазон содержания ее определен тем, что, если в концентрате муки овсяной содержится менее 8 мас.%, то заметного повышения калорийности не проявляется, а при содержании муки овсяной более 10,0 мас.% появляется горечь, которая ухудшает вкусовые показатели более дорогого продукта.

Количественное содержание соли и вкусоароматических добавок оптимизировано отработанной рецептурой прототипа, а диапазоны их содержания определяются пределами допуска норм, рекомендованных производителем.

С целью повышения калорийности пищевого продукта нижний предел содержания жира в композиции ограничен 26,0 мас.%, кроме того, при содержании жира меньше нижнего предела увеличивается объем брикета, что недопустимо при заданных габаритах на рацион питания экспедиционного снаряжения специалистов.

При содержании жира выше 28,0 мас.% композиция не брикетируется, жир из композиции при прессовании выдавливается, что представляет технологическую проблему, при этом сокращается доля основы зерновых и нарушается расчетный структурный баланс.

Введение глицерина пищевого способствует интенсификации процесса перемешивания и брикетирования смеси.

При содержании глицерина в композиции более 4,0 мас.% плохо брикетируется рыхлая смесь компонентов, а при содержании менее 3,5 мас.% не предохраняется конечный продукт от высыхания и не сохраняется его заданная влажность.

В качестве замедлителя окисления растительных и животных топленых жиров использования наиболее распространенные в пищевой промышленности по рекомендации Объединенного комитета экспертов ФАО/ВОЗ синтетические антиокислители: бутилгидроксианизол марки Е320/бутилгидрокситолуол марки Е321, которые имеют сходный механизм антиокислительного действия и могут применяться совместно.

Эти вещества хорошо растворимы в жирах, не вызывают изменений органолептических свойств жиров и пищевых продуктов в целом.

Содержание антиокислителя меньше нижнего предела диапазона не обеспечивает заданного срока хранения, не предотвращает процесса окисления пищевого концентрата.

Содержание антиокислителя больше верхнего предела оптимизированного диапазона не безвредно для организма человека.

Содержание сахара-песка как углеводной составляющей пищевой смеси определено из условий оптимизации сбалансированного пищевого продукта в диапазоне 10,0 – 12,0 мас.% для улучшения вкуса и лучшей его усвояемости организмом человека.

При содержании сахара-песка менее 10,0 мас.% ухудшается брикетируемость порошковой смеси компонентов, а при содержании сахара-песка выше 12,0 мас.% увеличивается твердость брикета, затрудняющая разжовывание при употреблении в пищу.

Предложенный пищевой брикетированный концентрат на основе зерновых представляет собой сбалансированный по необходимым для жизнедеятельности человека компонентам, повышенной калорийности и усвояемости организмом продукт стабилизированного качества при длительном хранении герметично упакованным в свето-, влаго-, газонепроницаемый пленочный материал.

Ниже приведен конкретный предпочтительный вариант реальной технологии приготовления пищевого продукта экструзионным перемешиванием зерновой основы с сухими компонентами рецептуры при нагреве, последующей гомогенизацией дробленого экструдата со стабилизированным жиром, в котором растворен глицерин, прессованием смеси в брикеты, которые упаковывают в композитную пленку термосвариванием в вакууме. Пример носит чисто иллюстративный характер и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы.

Перед смешиванием компонентов продукта их предварительно из сырья подготавливают в полуфабрикат.

Пшеничную муку не ниже 2 сорта по ГОСТ 26574-85 или ТУ 8 РФ 11-95-91 и муку овсяную по ТУ 9293-006-00932169-94 пропускают через просеиватель типа ПП-2П с магнитными уловителями и ситами из сетки проволочной тканой N 1,6.

Сахар-песок по ГОСТ 21-94, ГОСТ 22-94 пропускают через просеиватель типа ПП-2П с магнитными уловителями и ситами из сетки проволочной тканой N 2,0 – 2,5.

Соль поваренную пищевую не ниже 1 сорта помолов N 0 или N 1 по ГОСТ 13830-91Е или ТУ 10-04-00966671-333-92 просеивают через сито из сетки проволочной тканой 0,8; 1,2 и пропускают через магнитные уловители.

Перечисленные компоненты в массовом соотношении 73,5:15,0:10,0:1,5 соответственно подают на смешивание в смеситель периодического действия типа Л5-ФМ2-У-335 (150), где смешивают в течение 4 минут до равномерного распределения в объеме и получают однородную смесь с содержанием компонентов, относительно готового продукта, мас.%:
Мука пшеничная – 47,7
Мука овсяная – 9,7
Сахар-песок – 6,5
Соль поваренная – 1,0
Экструдирование полуфабриката проводят на экструдере марки Р3-КЭД-88 с электрообогревом при температуре 170^oC. При экструдировании обеспечиваются вкус и цвет продукта, соответствующие вкусу и цвету вареной пшенично-овсяной каши.

Далее экструдат охлаждают и подсушивают с поверхности на ленточном транспортере с обдувом воздухом и в охлаждающей чаше до массовой доли влаги не выше 8%.

Затем экструдат измельчают на молотковой дробилке марки МДУ-1 со встроенным ситом.

Параллельно с этим проводят стабилизирование жира соевого гидрированного рафинированного или масла соевого гидрогенизированного рафинированного с температурой плавления не выше 55^oC.

Для этого жир разделяют на две неравные части: 24 и 2 мас.%, предварительно отфильтровав расплавленный жир через сито из шелковой ткани N 15 в расходные термостатируемые емкости.

В меньшей части жира растворяют 0,0050 мас.% антиоксиданта-бутилгидроксианизола при температуре 55^oC, после чего раствор при перемешивании вводят в смесь большей части жира с глицерином дистиллированным по ГОСТ 6359-75 и ГОСТ 6824-96 при температуре 45^oC, профильтрованным через сито из шелковой ткани N 15.

Стабилизированный антиокислителем жир с технологическим глицерином подают на смешивание с сухим полуфабрикатом перед брикетированием, которое проводят в смесителе Л5-ФМ2-У-150.

В смеситель загружают подготовленную экструдированную смесь и добавляют сахарную пудру, ванилин и аскорбиновую кислоту и перемешивают 2-3 минуты до получения однородной массы.

Сахарную пудру получают измельчением сахара-песка на дробилке типа А2-ШИМ.

Ванилин по ГОСТ 16599-71, кислота аскорбиновая по Госфармокопее СССР. Ванилин просеивают через сито из сетки проволочной тканой N 1,2 – 1,6, пропускают через магнитные уловители, а кислоту аскорбиновую – через сетку N 2,0 – 2,5 и также пропускают через магнитные уловители.

Затем добавляют стабилизированный антиокислителем жир с глицерином и продолжают перемешивать до получения однородной массы в течение 5-7 минут.

Количество компоненты в смеситель, дополнительно к измельченному экструдату, вводят в следующем соотношении, мас.%:
Сахарная пудра – 5,0
Ванилин – 0,045
Кислота аскорбиновая – 0,05
Жир соевый гидрированный – 26,0
Бутилгидроксианизол – 0,0050
Глицерин – 4,0
После смешивания продукт подают шнеком в приемный бункер над прессом.

Брикетирование проводят на прессе марки Б6-ПК-2Т, формируя брикеты размерами 55 х 55 х 20 мм, массой 60 г.

Готовые брикеты пищевых зерновых концентратов упаковывают в полипропиленовую пленку ПП/35 по ТУ 2245-005-00463800-98, а затем в составе рациона – в трехслойную пленку под вакуумом термосваркой электронагревателем сопротивления полиэтиленовой прослойки композитной пленки со светонепроницаемой алюминиевой фольгой и наружным слоем влаго-, газонепроницаемого полиэтилентерефталата.

Входной контроль сырья и материалов проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 24297-87.

Каждую партию брикетированных концентратов оценивают по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям.

Приемочный контроль каждой партии брикетированных концентратов проводится по ТУ 9194-011-00333291-99 в соответствии с “Санитарными правилами для предприятий пищеконцентратной промышленности”, утвержденными Минздравом СССР в 1976 г., N 1408-76.

Изолированный от кислорода воздуха и прямого действия света пищевой брикет сохраняет годность для потребления, сравнительно с прототипом, на порядок продолжительнее время при стабилизации антиокислителем жиров.

Приготовленные брикеты комплектуются по 8 шт. в рацион питания одного человека в течение трех суток, которые употребляются без тепловой обработки. Качества и свойства брикета сохраняются в течение 4-5 лет при хранении в диапазоне температур эксплуатации спасательных средств от минус 30 до 65^oC, практически всех климатических зон России.

Предложенный пищевой продукт является технологичным, обладает высокой энергетической ценностью, сбалансирован по комплексу структурных составляющих, является самодостаточным и пригоден к употреблению без кулинарной обработки.

Сопоставительный анализ предложенного пищевого концентрата с аналогами уровня техники показал, что он неизвестен и явным образом не следует для специалиста-пищевика и может серийно выпускаться промышленным образом на действующем заводском оборудовании, то есть соответствует критериям патентоспособности.

Формула изобретения

1. Пищевой брикетированный концентрат на основе зерновых, содержащий зерновые, соль, жир, глицерин и вкусоароматические добавки, отличающийся тем, что он дополнительно содержит сахар и антиокислитель жира, преимущественно бутилгидрокситолуол и/или бутилгидроксианизол, при следующем содержании компонентов, мас.%:
Зерновые – 53,0 – 58,0
Сахар – 10,0 – 12,0
Соль – 1,0 – 2,0
Вкусоароматические добавки – 0,1 – 0,2
Жир – 26,0 – 28,0
Глицерин – 3,0 – 4,0
Антиокислитель жира, преимущественно бутилгидрокситолуол и/или бутилгидроксианизол – 0,0050 – 0,0052
2. Пищевой концентрат по п.1, отличающийся тем, что в качестве зерновых он преимущественно содержит взятые в массовом соотношении муку пшеничную 45,0 – 48,0 и муку овсяную 8,0 – 10,0.