FI75724C - Foerfarande foer framstaellning av livsmedel av hela saedeskorn. - Google Patents

Description

1 75724

Menetelmä elintarvikkeiden valmistamiseksi kokonaisista viljanjyvistä

Oheinen keksintö käsittelee menetelmää elintarvikkeiden valmistamiseksi kokonaisista viljänjyvistä, erityisesti lämpöteknistä märkäprosessimenetelmää, jossa kyseessä olevan viljanjyvän proteiineja käsitellään ensisijaisesti siten, että niiden alkuperäinen proteiinista johtuva ravintoarvo ihmisravintona säilytetään muuttumattomana.

Kokonaisten viljanjyvien lämpötekninen märkäprosessi on aikaisemmin tunnettu, sitä käytetään mm. oluen valmistuksessa. Siinä käytetään hyväksi jyvän entsyymejä (amylaa-seja) mallastuksen jälkeen, tai voidaan käyttää bakteeri -entsyymejä (alfa-amylaaseja). Pitkälle viedyn jyvän tärkkelyksen, esimerkiksi vehnän, rukiin, kauran, ohran, maissin, riisin, durran jne. tärkkelyksen entsymaattisen sokeroinnin jälkeen tuote steriloidaan rajusti keittäen, jonka jälkeen kuoriosa ja saostuneet proteiinit erotetaan. Näihin toimenpiteisiin kuluu kuitenkin niin pitkä aika, että liian suuri osa proteiinista on denaturoitunut eikä se kelpaa enää muuhun kuin eläinrehuksi.

Syyt proteiinin arvon huononemiseen märkäprosessissa ovat hyvin mutkikkaat, mutta etupäässä se johtuu tiettyjen so-keriproteiiniyhdisteiden syntymisestä, joita ihminen huonosti pystyy sulattamaan. Nämä proteiinit ovat etupäässä glu-koproteiinityyppisiä.

Tiedetään myös,että tällaisia glukoproteiineja muodostuu kyseisistä proteiineista ainoastaan, jos läsnä on riittävästi vapaita glukoosimolekyylejä. Sitoutuneet glukoosimo-lekyylit, kuten dekstriinit, oligosakkaridit eivät reagoi proteiinien kanssa.

Normaalisti jyvän tärkkelyksen sokerointi suoritetaan 2 75724 viljan vesilietteessä sopivien entsyymien läsnäollessa ja lämmössä. Lietteen jyvät kuumennetaan vedellä, joko epäsuorasti lämmönvaihtimen avulla tai suoraan ns. suihkukeitolla, joka usein on kaksiportainen.

Mikään näistä menetelmistä ei kuitenkaan anna jyville tyydyttävää shokkikäsittelyä - nopeaa läsnäolevien tärkkelys jyvästen hydrolyyeiä ja samanaikaista lisätyn entsyymin inaktivoin-tia ei-toivotun vapaan glukoosin muodostamisen estämiseksi.

Tunnettu tekniikka esittää myös viljasiirapin tuottamismenetelmää, jossa koko proteiinisisältö on läsnä lopputuotteessa, SE-patenttihakemus 7 808 870-5). Kuitenkin joissakin tapauksissa sanottu valkuaisaineiden läsnäolo ei ole toivottavaa ja siksi on tarpeen poistaa proteiinit.

Nyt on yllättävästi voitu osoittaa teknisesti mahdolliseksi vähentää vapaan glukoosin muodostuminen lähes olemattomiin, liuottamalla jyvän sisältö, jolloin muodostuu tärkkelysjohdoksia ja liukenemattomia proteiineja. Menetelmälle ominaista on se, että samanaikaisesti käytetyn entsyymiannoksen kanssa jyvät lisätään kuivina veteen, jonka lämpötila on siten va- o littu, ollen vähintään 90 C, että viljan tärkkelys muuttuu ainoastaan liukoisiksi dekstriineikei ja oligosakkarideiksi ennen entsyymin inaktivoimista. Jyvien proteiini vapautuu ja suspendoituu samalla hydrolysaattiin, eikä mitään sokeripro-teiiniyhdisteitä pääse muodostumaan.

Keksinnön muut yksityiskohdat selviävät oheisista patenttivaatimuksista .

Saatu liete, joka sisältää kuoriosan (lese), pentosaaneja, tärkkelyshydrolysaatin, vapautuneita proteiineja, steriloidaan uudelleen, joka sterilointi tuhoaa olennaisesti mahdollisesti läsnä olevat maabakteerit ja antaa lietteessä mahdollisesti esiintyville liukenemattomille aineosille, kuten kuoriainek-selle, pentosaaneille ja proteiineille kiinteämmän olomuodon

II

3 75724 jäljempänä seuraavassa erottamisessa. Tämä kiinteytyminen on toivottavaa suodatusominaisuuksien johdosta, jotka täten paranevat .

Sterilointi on edullisinta suorittaa ne. UHT-menetelmällä o (ultra high temperature) 2 s 140 C:ssa, jota seuraa jäähdytys o tyhjössä n. 75 C:een ennen erottamista. Menetelmää käytetään mm. maidon steriloinnissa (iskukuumennus), jolloin saadaan maidolle pitkä varastointiaika.

Menetelmää ei ole aikaisemmin käytetty tässä yhteydessä, mutta se on yllättävästi voitu osoittaa täydellisesti suojelevan proteiinien denaturoitumiselta, mikä seikka ilmenee Maillard-yhdisteiden puuttumisena.

Kiinteän ja liuenneen faasin erottaminen erilleen tapahtuu tunnetulla tavalla käyttäen imusuodatusta, linkoamista dekan-toiden, paineen avulla jne.

Kiinteässä faasissa eli suodatuskakussa on yleensä vähäisiä määriä nestefaasia, siirappia. Siirappi on helppo pestä pois vedellä ja se palautetaan prosessiin seuraavan käsittelyn alussa käytettävään veteen.

Tärkkelyshydrolysaatin nestefaasi sisältää vähäisiä määriä saostumattomia proteiineja, kuten esimerkiksi vesiliukoisia albumiineja, joita viljassa tavallisesti on n. 1 %.

Liukoiset proteiinit voidaan haluttaessa poistaa täydellisesti ultrasuodatuksen avulla. UItrasuodatusta käytetään teollisesti valmistamaan proteiinitiiviste herasta WPC-menetelmän mukaisesti.

Sitä ei aikaisemmin ole käytetty tässä yhteydessä.

Kyseinen menetelmä esitetään yksityiskohtaisesti lähemmin edempänä esitettyjen esimerkkien yhteydessä.

4 75724

Esimerkki 1. Jatkuva prosessi

Vehnänjyvät rouhittiin tai jauhettiin siihen karkeuteen, mitä kiinteässä lopputuotteessa haluttiin, yleensä 0,5-3 mm. Näin murskattuja jyviä syötettiin jatkuvasti 95°C vettä sisältävään astiaan kun samanaikaisesti lisättiin entsyymejä sopivassa suhteessa viljamurskeen kanssa. Veden määrä säädettiin siten, että oli 3 osaa vettä + 1 osa vehnää. Saatu liete pumpattiin jatkuvasti pois lisäten samanaikaisesti tuoretta vettä, entsyymejä ja murskattua vehnää. Käytetty entsyymi oli BAN 120L, NOVO, Kööpenhamina, Tanska, sitä lisättiin 0,5 g rouhekiloa kohti.

Poispumpattu liete siirrettiin UHT-sterilointiin, jonka jälkeen liukoinen ja kiinteä faasi erotettiin erilleen ja kiinteä faasi pestiin puhtaaksi tuotteeksi, joka sitten kuivattiin ns. "vehnälihaksi" (lesegluteeniksi). Nestefaasi, joka sisälsi tärkkelyshydrolvsaatin siirrettiin ultrasuo-datukseen. Neste, josta proteiini oli täysin poistettu, voidaan edelleen sokeroida, jolloin saadaan tärkkelyssii-rappia, joka sisältää dekstroosia ja/tai isomeroosisoke-reita, kun tuotetta on entsymaattisesti hydrolysoitu käyttäen amyloglykosidaasia ja/tai isomeraasia. Ultrasuodatuk-sessa saatu proteiinijaetiiviste lisättiin kiinteään faasiin kun tämä tavanomaisesti kuivattiin.

Saanto: Lähtöaineet, vehnää: 100 g vehnää = 66 g tärkkelystä 11 g proteiineja, josta 1 g on vesiliukoista 20 g kuoriosaa (leseitä) 2 g kivennäisaineita 1 g rasvaa 100 g

Vesiliukoinen faasi: 67,5 g kuiva-ainetta = 66 g tärkkelystä 1.5 g kivennäis- _ aineita 67.5 g tl 75724

Kiinteä faasi: 32,5 g kuiva-ainetta = 20 g kuoriainetta ja pentosaaneja 11 g proteiineja 0,5 g kivennäisaineita 1,0 g rasvaa 32.5 g

Esimerkki 2

Durrajyvät käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti, jolloin jyvät murskattiin haluttuun karkeuteen ennen veteen ja entsyymiliuokseen lisäämistä.

Saanto: Lähtöaineet, durraa: 100 g jyviä = 66,3 g tärkkelystä 11,0 g proteiineja, josta 0,5 g vesiliukoista 22 g kuoriosaa ja pentosaane ja 0,5 g rasvaa 0,2 g kivennäisainetta 100,0 g

Vesiliukoinen faasi: 66,4 g kuiva-ainetta = 66,3 g tärkkelystä 0,1 g kivennäis- _ ainetta 66,4 g

Kiinteä faasi: 33,6 g kuiva-ainetta = 22 g kuoriosaa ja pentosaaneja 11 g proteiineja 0,6 g rasvaa ja kiven-_ näisainetta 33.6 g

Esimerkeissä 1 ja 2 saatu kiinteä faasi oli rakenteeltaan lihankaltaista, kun se kuivaamisen jälkeen oli sekoitettu veteen suhteessa: 2 osaa vettä + 1 osa kuivaa kiinteää ainetta. Sen valkuaisainepitoisuus on n. 33 paino-%.

75724

Saatu tuote osoittautuu hyvin sohivaksi lihan korvikkeeksi sellaisissa tuotteissa kuten sian- ja naudanliha jauheliha-tuotteissa kuten makkaroissa, pateissa, hampurilaisissa, lihapullissa jne.

Esimerkki 3. Makkaran valmistus

Vakioresepti: Lihaa: 4 kg sianlihaa 2 kg naudanlihaa 6 kg

Esimerkki: makkararesepti: 3 kg sianlihaa 3 kg vehnä- ja durra-"lihaa" (50/50) 1,2 kg keitettyjä perunoita 1,5 kg sianihraa 0,1 kg rasvatonta maitoa g.s. suolaa ja mausteita 8,8 kg, seosta, joka täytetään kuoreen 3 kg vilja-"lihaa" 8,8 kg:ssa valmista makkaramassaa on 34 paino-%.

Esimerkki 4. Sipulimakkaran valmistus Vakioresepti: Lihaa: 7 kg sianlihaa 7 kg

Esimerkki: makkararesepti: 3 kg karkeaksi jauhettua sianlihaa 4 kg vehnä/durra-"lihaa" 1 kg sianihraa palasina 8 kg

Sipuli ja muut aineosat lisättiin lihaosuuteen alkuperäisen reseptin mukaan. Näin valmistetut makkarat savutettiin 1 vrk 45°C:ssa. Maku, maitto ja ulkomuoto yleensä olivat alkuperäisen kaltaiset.

Il 7 75724

Esimerkki 5. Lihapullat 425 g jauhettua sianlihaa 225 g vehnä-"lihaa" (75 g kuiva-ainetta, 150 g vettä) 20 g maitojauhetta 70 g keitettyjä perunoita 40 g kananmunaa 70 g silputtua sipulia g,s. suolaa ja mausteita 850 g lihapullataikinaa, josta pyöritetään lihapullat ja paistetaan.

Lihapullat sisälsivät vehnä-"lihaa" 26,5 paino-%. Lihapullat paistettiin tavanomaisesti. Paistettaessa vehnä-"lihaa" sisältäviä lihapullia, todettiin että niillä oli tavallista kauniimpi väri ja vähemmän paistotappiota, mikä johtui leseestä peräisin olevan vehnä-"lihan" vettä sitovista kuiduista. Vehnästä samoin kuin durrasta keksinnön mukaisella menetelmällä tuotettu kiinteä faasi sisälsi ennen siirapin poispesuvaihetta jäännössiirappia seuraavasti: Saanto: Lähtöaineet: 100 g murskattua vehnää

Nestefaasi: 52,5 g siirappia (kuiva-ainetta) = 51 g tärkke lys johdoksia 1,5 g kivennäisainetta

Kiinteä faasi: 47,5 g kuiva-ainetta = 20 g kuoriainesta 11 g proteiineja 0,5 g kivennäisaineita 16 g siirappia

Kuivaamisen jälkeen kiinteä faasi osoittautui sopivaksi leivän lisäaineeksi, koska se lisää leipään arvokkaita kuituja ns. kokojyväleipää vastaavalle tasolle (11 %) sekä samalla nostaa kokonaisvalkuaispitoisuuden 3 %:ksi (vertaa 5,7 % vakioleivässä), mikä siis on n. 40 %:n lisäys. Alla esitetään vakioleivän ja parannetun leivän reseptit: 75724 8

Esimerkki 6

Vakioleipä: vettä 135 g hiivaa 8 g sokerisiirappia 5 g suolaa 2 g vehnäjauhoja 200 g taikinaa 350 g, jossa kuituja 0 g valkuaisainetta 20 g (5,7 «)

Parannettu leipä: vettä 135 g hiivaa 8 g suolaa 2 g vehnä-"lihaa" 55 g (= kuitua 23 g, valkuais ainetta 13 g, siirappia 18 g, kivennäisaineita 1 g) vehnäjauhoja 150 g taikinaa 350 g, jossa kuituja 23 g valkaisuaineita 28 g

Leipä nostatetaan ja leivotaan tavanomaisesti. Vehnä-"liha" antaa leivälle paremmat leivontaominaisuudet sokeripitoisuudesta (maltoosi) johtuen ja paremman säilyvyyden, eli se säilyy tuoreempana avonaisena varastoituna päivän, mikä johtuu kuitujen vedensitomisominaisuuksista.

Oheisen menetelmän mukaan saatu kiinteä faasi ei pesun jälkeen sisällä jälkeäkään siirapista. Sen proteiinipitoisuus on n. 35 paino-% kuivauksen jälkeen. Sian- ja naudanlihan valkuaisainepitoisuus on sama. Tuote on osoitettu sian- ja naudanlihan sopivaksi korviketuotteeksi ja sillä voidaan näitä korvata aina 50 %:iin asti. Samalla lopputuotteen eläinrasvan määrää on vähennetty ja sen aminohappokoostumusta on ravitsemuksellisesti parannettu. Siitä valmistettuihin lihatuotteisiin on lisätty enemmän arvokkaita kuituja. Lopputuotteen kokonaishinta tulee myöskin laskemaan koska kasvisvalkuainen on eläinvalkuaista halvempaa.

NOVO'n myymää BAN 120L entsyymituotetta on käytetty esimer-

II

75724 kissa edellä. Kuitenkin mitä tahansa alfa-amylaasia voidaan käyttää hajottamaan jyvän tärkkelysosaa, esimerkiksi THERMA-MYL'iä, joka on lämpöresistentti alfa-amylaasivalmiste.

Näin ollen voi prosessin lämpötilaa nostaa, ja sitä onkin nostettava entsyymin inaktivoimiseksi.

Yllä olevissa esimerkeissä esitettiin jatkuva prosessi. On ilmeisen selvää jokaiselle, joka asiaa ymmärtää, että valmistusmenetelmä voidaan myös toteuttaa eräkohtaisesti.

Esimerkki 7

Sen jälkeen kun nestefaasi on erotettu ensimmäisessä vaiheessa, jossa tärkkelys on hydrolysoitu dekstriineiksi ja oligosakkarideiksi välttäen glukoosin muodostumista, se hydrolysoidaan edelleen amyloglukosidaasientsyymin avulla. Tällöin lisätään 0,2 g "OPTIDEX-L"-valmistetta alkuperäisen vesilietteen 1000 g:a jyviä kohti. Lämpötila alennettiin 60°C:een ennen entsyymin lisäämistä. 24 tunnin kuluttua tässä lämpötilassa 98 % läsnäolevasta tärkkelyksestä oli muutettu puhtaaksi glukoosiksi. Entsyvmikäsittely suoritettiin pH:ssa 4,5. pH:ta nostettiin sitten noin 6,0:aan lisäämällä natriumkarbonaattia, ja siitä pH 7,0taan lisäämällä magnesiumhydroksidia. Lisättiin 1,5 g fruktoosia muodostavaa isomeroosia muodostavaa entsyymiä "ootisweet P" ja lämpötila pidettiin 60°C:ssa seuraavien 24 h ajan, pH säädettiin automaattisesti arvoon 7,0 natriumkarbonaattilisäyksin. Näiden 24 h:n jälkeen 48 % alkuperäisestä läsnäolevasta glukoosista oli muutettu fruktoosiksi. Päättyneen isomeroin-nin jälkeen happamuus säädettiin arvoon pH 6,0 sitruunahapolla, jonka jälkeen vesifaasi tiivistettiin 98 %:iin alkuperäisestä tärkkelyksestä sisältäväksi siirapiksi, joka sisälsi ainoastaan 10 % alkuperäisestä proteiinista, eli siirapin proteiinipitoisuus oli vain noin 1 paino-%.

Claims (5)

1. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saatu tärkkelys-proteiini-kuitu-vesilietteen kiinteä faasi steriloidaan edelleen UHT-sterilointia käyttäen.
2. 3· Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkuentsyymikäsittelyssä vapautettu jyvän liukoinen proteiini erotetaan erilleen vesifaasista ultrasuodatta-malla.
3. 4· Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lesettä, proteiinia, pieniä kivennäisaine- ja rasvamääriä sisältävä saatu kiinteä faasi otetaan talteen lihaa korvaavana tuotteena, joka kuivataan ennen käyttöä.
4. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiinteästä faasista erottamalla saatu nestefaasi käsitellään edelleen tärkkelys johdosten hajottamiseksi tärk-kelyssiirapiksi, deketroosiksi ja/tai isomeroosiksi. Il 11 75724