PL167770B1 - Sposób wytwarzania rozpuszczalnego wlókna z buraka cukrowego PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania rozpuszczalnego w wodzie, niezelujacego wlókna z buraka cukrowego, znamienny tym, ze ekstrahuje sie wlókna z buraka cukrowego lub wyslodków buraczanych woda o temperaturze powyzej 80°C, korzystnie w zakresie 95 - 100°C. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nowego włókna z buraka cukrowego, dla celów spożywczych o cennych walorach smakowych i zdrowotnych m.in. o działaniu obniżającym poziom cholesterolu we krwi.

W ciągu kilku ostatnich lat udział włókien rozpuszczalnych w pożywieniu zmniejszył się, natomiast wzrósł udział włókien nierozpuszczalnych. Dotychczas proponowano różne sposoby wprowadzenia włókien spożywczych do pożywienia dla ludzi, jednak żaden z nich nie został powszechnie zaakceptowany. Rozpuszczalne włókna w pożywieniu są najczęściej uzupełniane otrębami owsianymi lub płatkami śniadaniowymi wzbogaconymi w otręby owsiane. Wielu ludzi uważa produkty wzbogacone w otręby za niesmaczne, a ponadto nie można oczekiwać, aby większość ludności spożywała takie pokarmy wzbogacone w otręby przez dłuższy czas.

Znane są produkty zawierające rozpuszczalne włókna spożywcze. Rozpuszczalne włókna pektynowe są powszechnie stosowane jako środek żelujący w przemyśle spożywczym np. przy produkcji dżemu. Pektyną stosowaną w produkcji dżemu jest zazwyczaj pektyna z jabłek lub owoców cytrusowych, albo pektyna naturalna występująca w owocach. Na rynek dostarczany jest cukier do dżemów stanowiący cukier z mieszaniną równowagowych ilości pektyny z jabłek, kwasu cytrynowego i cukru. Produkt ten zawiera do 67% wagowo pektyny. Cukier do dżemu stosuje się w celu słodzenia, ale przede wszystkim w celu wywołania zestalenia się lub zżeldwania dżemu. Jednak dotychczasowe kompozycje zawierające włókna przydatne jako środki żelujące nie nadają się do stosowania w napojach lub wypiekach.

Jednym ze źródeł włókien jest burak cukrowy. Włókno z buraka cukrowego zawiera mieszaninę polisacharydów, głównie celulozy, pektyn i hemiceluldzy. Włókna z buraka cukrowego stosuje się obecnie przede wszystkim w karmie dla zwierząt. Surowe wysłodki ze względów smakowych nie mogą być zaakceptowane jako pokarm dla ludzi. Spośród oczyszczonych rozpuszczalnych włókien buraczanych najbardziej interesująca byłaby prawdopodobnie pektyna buraczana. Pektyna buraczana zawiera kwas galakturonowy, z tym, że do kwasu pdligalakturdndorgd ma przyłączone octanowe grupy estrowe, co sprawia, że pektyna ta nie żeluje albo żeluje co najmniej w sposób niezadowalający dla przemysłu spożywczego. Z tego też względu, pektyna buraczana nie znalazła dotychczas większego zastosowania.

Handlowe preparaty włókien spożywczych z wysłodków buraka cukrowego są znane. Przykładem takiego preparatu może być produkt pod nazwą Fibrex (R) dostarczany przez filię Swedish Sugar Company. Inny przykład stanowi produkt sprzedawany pod nazwą Duc^ber (R) przez American Crystal Sugar Company. Wadą tych preparatów jest ograniczona zawartość czystych produktów włóknistych, oraz nieodpowiedni smak. British Sugar plc wytwarza włókno buraczane BetaFibre (R), cieszące się dużym powodzeniem na rynku zdrowej żywności. Produkt ten zawiera zarówno włókno rozpuszczalne jak i nierozpuszczalne. W opisie patentowym PCT/GB89/01452 opisano sposób wytwarzania hemSceluldZw araban z wysłodków wraz z niektórymi zastosowaniami. Araban

167 770 jest przykładem frakcji włókna rozpuszczalnego z buraka cukrowego. Proces ekstrakcji obejmuje traktowanie zawiesiny wysłodków w podwyższonej temperaturze tlenkiem wapnia.

Rozpuszczalne w wodzie włókno buraczane znajduje się również w melasie cukrowej, cieczy pozostającej po ekstrakcji cukru z buraka cukrowego. Melasa buraczana zawiera cukier, rozpuszczalne włókna, oraz szereg innych ubocznych produktów ekstrakcji cukru, takich jak związki azotu. Dwie trzecie składników stałych stanowi cukier i ze względu na to, że rozpuszczalne polisacharyny są lepkie i łatwo zatykają urządzenia ekstrakcyjne, zawartość rozpuszczalnych polisacharynów celowo otrzymuje się na minimalnym poziomie, zazwyczaj poniżej 1% wagowego, choć donoszono również o stężeniach dochodzących nawet do 1,56% wagowych. Melasa buraczana nadaje się do karmienia zwierząt domowych, jest natomiast niesmaczna dla ludzi.

Typowe procesy ekstrakcji buraka cukrowego, takie jak opisane przez R.A. McGinnisa w książce Best Sugar Technology wyd. The Best Sugar Development Fundation, Ford Collins, USA (1971), dotyczą ługowania cukru z krajanki buraczanej za pomocą gorącej wody o temperaturze 65 - 75°C. Wyższe temperatury w procesie ekstrakcji są niewskazane, ponieważ powodują rozkład substancji pektynowych zawartych w ściance komórki. Ściany komórek tracą wówczas sztywność, czego skutkiem jest wyższa zawartość wilgoci w wysłodkach, zakłócenie dyfuzji wewnątrz i na zewnątrz z krajanki, zatykanie sit miazgą i rozparzoną krajanką. Publikacja ta nie wspomina o możliwości ekstrakcji rozpuszczalnych, nieżelujących włókien spożywczych z buraka cukrowego, o warunkach takiej esktrakcji, ani o walorach ewentualnego produktu.

Nieoczekiwanie okazało się, że można otrzymać z buraka cukrowego nowe i użyteczne rozpuszczalne włókno spożywcze przez traktowanie buraków cukrowych w całości lub wysłodków buraczanych, z których już wcześniej wyekstrahowano cukier, wodą o temperaturze powyżej 80‘C. Stosowane temperatury obróbki są znacznie wyższe niż tradycyjne temperatury podczas ekstrakcji cukru.

Według wynalazku sposób otrzymywania rozpuszczalnego w wodzie, nieżelującego włókna z buraka cukrowego obejmuje ekstrakcję włókna z buraka cukrowego lub wysłodków buraczanych wodą o temperaturze powyżej 80’C. Korzystnie ekstrakcję prowadzi się w temperaturze 95 - 100°C, korzystnie jako materiał wyjściowy stosuje się wysłodki. W wyniku obróbki wodą o tak wysokiej temperaturze otrzymuje się nieżelujące rozpuszczalne w wodzie włókno spożywcze w fazie wodnej. Takie nieżelujące rozpuszczalne w wodzie włókna pokarmowe można następnie zatężać, wyodrębnić i ewentualnie wysuszyć na proszek.

W doświadczeniach przeprowadzonych na szczurach stwierdzono, że otrzamane rozpuszczalne w wodzie, nieżelujące włókno z buraka cukrowego powoduje obniżenie poziomu cholesterolu, czyli wykazuje działanie hipocholesterolemiczne. Rozpuszczalne włókno wykazuje również korzystny wpływ na przyswajalność glukozy i składników mineralnych przez krew. Rozpuszczalne nieżelujące włókno spożywcze otrzymane sposobem według wynalazku na ogół stosowane jest w kompozycjach słodzących, korzystnie w połączeniu z cukrem lub innym środkiem słodzącym takim na przykład jak aspartam lub sacharyna. Ponieważ włókno jest rozpuszczalne w wodzie i nie zawiera znaczących ilości nierozpuszczalnego włókna, suche włókno nadaje się zatem do rozpuszczenia dając roztwór bez nierozpuszczalnej pozostałości. Jest to istotne nie.tylko przy wytwarzaniu syropów, ale również w innych zastosowaniach, np. w przypadku, gdy włókno stosuje się w produkcie używanym do słodzenia napojów.

Określenie nieżelujące w użytym tu znaczeniu oznacza włókno, które żeluje zbyt słabo, aby mogło być stosowane jako tradycyjny środek żelatynizujący produkty żywnościowe. Nieżelujące włókno może w pewnym zakresie powodować wzrost lepkości, ale w warunkach, w jakich stosuje się zwykle środki żelatynizujące nie powoduje powstania żelu.

Włókno roślinne zwykle stanowi mieszaninę polisacharydów, takich jak celuloza, pektyny i hemicelulozy. To właśnie te polisacharydy stanowią podstawowe składniki włókien spożywczych. Pewnych łatwo trawionych polisacharydów, np. skrobi, nie uważa się jednak za włókna spożywcze. Natomiast celuloza nie jest włóknem rozpuszczalnym.

Włókno wytwarzane sposobem według wynalazku jest łatwo rozpuszczalne w wodzie (może np. tworzyć roztwór wodny o stężeniu 20 - 40% wagowych, lub nawet wyższym, w temperaturze otoczenia, np. w około 20C), oraz w jelitach. W niniejszym opisie celuloza i lignina określane są jako włóno nierozpuszczalne, natomiast niecelulozowe polisacharyny określane są terminem

167 770 włókno rozpuszczalne. W zależności od warunków ekstrakcji włókno może stanowić mieszaninę różnych ekstraktów z buraka cukrowego.

Nieżelujące, rozpuszczalne w wodzie włókno z buraka cukrowego można ekstrahować z dwóch źródeł, mianowicie z umytych i pokrojonych buraków cukrowych, albo częściej z wysłodków buraka cukrowego stanowiącego pozostałość po tradycyjnej ekstrakcji cukru. Jeśli jako surowiec stosuje się buraki cukrowe, konieczne może się okazać zblanszowanie materiału przed ekstrakcją rozpuszczalnego w wodzie włókna i cukru. Wyługowane wysłodki uzyskane po zwykłej ekstrakcji cukru można wyżąć w celu uzyskania maksymalnej wydajności cukru, a następnie wysuszyć. Jako surowiec do ekstrakcji rozpuszczalnych w wodzie włókien można stosować dowolne wysłodki wilgotne zarówno przed wyżymaniem jak i wysłodki po wyżymaniu oraz wysłodki wysuszone.

Surowiec ekstrahuje się za pomocą ośrodka wodnego, takiego jak woda o temperaturze ponad 80°C, korzystnie o temperaturze w zakresie 95 - 100’C. Powyżej temperatury 100° konieczny jest układ ciśnieniowy pracujący zazwyczaj pod ciśnieniem 0,2 - 0,5 MPa. Jeśli stosuje się temperaturę ponad 100°, to maksymalna temperatura wynosi około 135°.

Całość lub część rozpuszczalnego włókna można wyekstrahować z buraków cukrowych lub wysłodków i przeprowadzić je w stan rozpuszczony w wodzie, stosując ośrodki ekstrakcyjne o pH w bardzo szerokim zakresie (1 - 12). Korzystnie pH ośrodka ekstrakcyjnego wynosi 4 - 9, a korzystniej 5-7. Najkorzystniejszym ośrodkiem ekstrakcyjnym jest woda o odczynie zbliżonym do obojętnego, bez dodatku kwasów lub zasad albo innych reagentów. Ekstrakcję prowadzi się przez 5 - 120 minut, korzystnie przez 15 - 60 minut, a najkorzystniej przez 20 - 30 minut.

Wodę, która może ewentualnie zawierać różne środki chemiczne, dodaje się do surowca (buraków lub wysłodków) w takiej ilości, aby uzyskać zawiesinę mobilną. Stosunek wody do surowca zazwyczaj wynosi od 1:1 - 10:1 wagowo, w przypadku buraków i wysłodków. Optymalny stosunek wagowy wynosi 5:1 w przypadku buraków, 5:1 w przypadku wysłodków odciśniętych oraz 2:1 w przypadku wysłodków mokrych. Stosować można świeżą wodę lub kondensat wodny z dowolnego etapu procesu.

Zawiesinę miesza się przez cały czas w zbiorniku lub mieszalniku, w szeregu zbiorników reaktorowych z ciągłym mieszaniem, albo w ekstraktorze współprądowym lub przeciwprądowym. Po ekstrakcji rozpuszczone włókno rozpuszczalne w wodzie oddziela się od nierozpuszczalnej pozostałości sposobami takimi jak dekantacja i odciskanie. Na tym etapie stałą pozostałość można przemyć w celu zwiększenia wydajności rozpuszczonego włókna.

W wyniku ekstrakcji uzyskuje się mieszaninę cukru i włókna rozpuszczonego w wodzie, o różnym zakresie, w zależności od stosowanego surowca i warunków ekstrakcji. Skład włókna zależy od takich warunków ekstrakcji jak temperatura i pH, przy czym stosunek wagowy cukrów obojętnych do kwasów uronowych może wynosić 1:10 - 10:1, zazwyczaj 10:90 - 40:60. Po ekstrakcji uzyskuje się mieszaninę o składzie wagowym cukier:włókno rozpuszczalne 97:3 - 75:25 w przypadku buraków cukrowych, 80:20 - 40:60 w przypadku wysłodków mokrych oraz 50:50 - 2:98 w przypadku wysłodków odciśniętych.

Rozpuszczalne włókno jest polidyspersją z maksimum masy cząsteczkowej w obszarze około 100 000 - 200 000. Kwas uronowy jest w postaci polikwasu D-galakturonowego, częściowo zestryfikowanego i zawierającego grupy metylowe w pozycji C6 oraz grupy acetylowe w pozycjach C2 lub C3. Cukry obojętne zawierają zazwyczaj około 80% L-arabinozy, 15 - 19% D-galaktozy i 1 - 5% L-ramnozy (w każdym przypadku % podany jest w przeliczeniu na całkowitą ilość cukrów obojętnych).

Otrzymany rozcieńczony roztwór rozpuszczalnego w wodzie włókna i cukru następnie filtruje się lub wiruje w celu usunięcia odpadów wysłodkowych. Roztwór włókna można ewentualnie oczyszczać, np. w celu pozbawienia go w całości lub części smaku, zapachu i zabarwienia, prze puszczając go przez absorbenty, takie jak węgiel lub żywice jonitowe. Jako żywice zastosować można jeden lub więcej produktów sprzedawanych pod nazwą handlową Amberlite XAD przez firmę Rohn and Haas.

W etapie zatężenia może okazać się konieczne zastosowanie ultrafiltracji w celu usunięcia jakiegokolwiek niepożądanego zapachu. Tak np. zatężanie można przeprowadzić stosując w pierwszym etapie ultrafiltrację, a następnie np. odparowanie. Jeśli roztwór nie został oczysz czony, włókno ma zazwyczaj dopuszczalny zapach karmelu. Po oczyszczaniu może natomiast pozostać niedopuszczalny zapach.

167 770

Na podstawie powyższych wyników można stwierdzić, że poziom cholesterolu jest znacznie niższy w obydwu grupach traktowanych A i CA, w porównaniu z odpowiednimi grupami kontrolnymi.

W przypadku grupy kontrolnej C różnica ta była statystycznie istotna na poziomie 5%. W przypadku podstawowej grupy kontrolnej różnica była taka, że nie osiągnęła istotności statystycznej. Doświadczenie to wykazało, że rozpuszczalne włókno wytworzone sposobem według wynalazku po wprowadzeniu do karmy dla szczurów w umiarkowanej ilości (około 8%), podobnie jak samo pełne włókno z buraka cukrowego, w znacznym stopniu obniżają poziom cholesterolu w surowicy.

Model doświadczeń na zwierzętach zastosowany w badaniach jest zbliżony do modelu opisanego przez Johnsona i innych, 1990, w ich pracy nad włóknami Beta Fibre. Z tego względu można oczekiwać, że jeśli rozpuszczalne włókno z buraka cukrowego zastosuje się w badaniach klinicznych, to z pewnością doprowadzi to do znacznego obniżenia poziomu cholesterolu w surowicy .

Nowe włókna, wytwarzane sposobem według wynalazku, zarówno w postaci oczyszczonej, jak i jako surowy ekstrakt, stosować można jako pokarmowy dodatek włóknisty, jako wypełniacz, lub jako środek obniżający poziom cholesterolu we krwi. Włókno stosować można również jako hydrokoloid, podobnie jak araban, w sposób opisany w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym PCT/GB89/01452. Zastosowanie włókna obejmuje zastosowanie opisane w przypadku arabanu, ale nie ogranicza się do niego.

Wynalazek opisany jest poniżej w następujących przykładahh.

Przykład I. Wysłodki stosowane w tym przykładzie stanowiła raaaakka Uuaacaada, którą przepuszczono przez dyfuzor w cela weektraaoowanaa uuTcuu , a następnie odnięnięto w prasie śrubowej. Określana będzie ona ponieja jaka wysidkOi.

500 dm^ wody o temperaturze 60°C wlano do ogrzewanego parą wodną mieszalnika ze stali nierdzewnej ze spiralnym mieszadłem o działaniu przerywanym. Wodę ogrzano do temperatury 9°C, po czym do mieszalnika dodano 100 kg wysłodków o zawartości suchej substancji 23% wagowych. Zawartość mieszalnika ogrzano do temperatury 95 - 98°C i utrzymywano w tych warunkach przez 1 godzinę często mieszając. Zawartość mieszalnika przeniesiono następnie do nylonowych worków siatkowych, które odciśnięto w prasie hydraulicznej. Wyekstrahowany sok w ilości 450 dm3, o pH 6,1 i 1,3% refrakcji suchej substancji (% RDS) przeniesiono do zbiornika ze stali nierdzewnej. 133 kg odciśniętej wyekstrahowanej masy wysłodkowej o zawartości suchej substancji 14,6% wagowych odrzucono.

Wyekstrahowany sok przepuszczono przez błotniarkę. Rozcieńczony sok tj. o 1,3 - 1,4% Bx (równoważnik Brixa do zawartości wagowej) zatężono do zawartości części stałych 40% przez odparowanie pod zmniejszonym ciśnieniem do 1,3 - 20 Bx. Dodano cukier w celu zwiększenia zawartości substancji stałych w soku do 60 wagowych. Na tym etapie sok wymagał podgrzewania. 344 g (2 x 172 g) tego syropu o zawartości części stałych 60% dodano do 1293 g sacharozy, z suszeniem w granulatorze między dodawaniem poszczególnych porcji. Jako produkt końcowy uzyskano 1,5 kg substancji stałej zawierającej 1293 g granulowanego cukru i 344 g syropu, który z kolei zawierał 113 g rozpuszczalnych włókien (7,5% wagowych składników stałych) oraz 93 g sacharozy (w tym 60 g sacharozy dodanej).

Przykład II. Roztwór o zawartości części stałych 60%, z przykładu I, wysuszono uzyskując kompozycję według wynalazku.

Przykład III. Ekstrakcję przeprowadzono w baterii czterech zbiorników ze stali nierdzewnej, z mieszadłami, każdy o pojemności około 60 dm3, ustawionych tak, że odciek z jednego zbiornika spływał do następnego zbiornika baterii. Zawartość zbiorników ogrzano do temperatury 95’C wpuszczając do nich parę wodną. Do górnego zbiornika baterii wprowadzono odciśnięte wysłodki o zawartości suchej substancji 23%, z szybkością 144 kg/godzinę, za pomocą przenośnika ślimakowego o zmiennej szybkości. Do górnego zbiornika dodawano również wodę i sok, łącznie w ilości 720 kg/godzinę, tak że stosunek wody do wysłodków wynosił 5:1. Sok przyrządzano zazwyczaj dodając 145 kg/godzinę wody demineralizowanej do 575 kg/godzinę soku obiegowego.

Mieszaninę wysłodków i soku wypompowywano z czwartego zbiornika, po czym większość wysłodków oddzielano przepuszczając mieszaninę przez worek wykonany z plastikowej siatki.

167 770

Na tym etapie można również oddzielić włókno rozpuszczalne w wodzie od cukru obecnego w roztworze poekstrakcyjnym. Oddzielnie można przeprowadzić na drodze ultrafiltracji lub przez wytrącanie włókna rozpuszczalnikiem organicznym, takim jak np. alkohol izopropylowy.

Mieszaniny rozpuszczalnych w wodzie włókien i cukru można poddawać dalszej kilkuetapowej przeróbce, uzyskując produkt zawierający cukier i rozpuszczalne włókno o pożądanym stosunku. Koncentrat cukru i rozpuszczalnego w wodzie włókna można wysuszyć stosując powszechnie znane techniki, takie jak np. suszenie rozpyłowe, suszenie na walcach, oraz suszenie w bębnie. W procesach tych uzyskuje się wysuszone materiały w postaci kryształów, proszków lub błon.

Otrzymane rozpuszczalne w wodzie włókno można łączyć z cukrem w pożądanym stosunku przez mieszanie na sucho. Można je również połączyć stosując wodę, a następnie susząc produkt.

Pożądany stosunek rozpuszczalnego włókna do cukru uzyskać można również powlekając cukier koncentratem włókien rozpuszczalnych w wodzie, a następnie wysuszenie. Inny sposób uzyskania pożądanego stosunku polega na zmieszaniu roztworu cukru z roztworem włókna rozpuszczalnego w wodzie, a następnie wysuszeniu lub zatężeniu w celu uzyskania syropu.

Można również dodawać cukier do koncentratu do uzyskania pożądanego stosunku, po czym wydzielać kompozycję odpowiednim sposobem, takim jak bezpośrednie suszenie (suusenie rozpyłowe, suszenie w bębnie, suszenie na walcach) lub wspó-łkrystalizacja.

Koncentrat można także stosować jako dodatek do receptur środków spożywczych, bez potrzeby wydzielania go w postaci stałego, suchego produktu.

Wysuszony ekstrakt włókna można przechowywać np. w postaci granulatu lub proszku. Jeśli przechowuje się go w postaci granulek, to przed wytworzeniem pożądanego preparatu należy je rozdrobnić na proszek.

W praktyce korzystny sposób ekstrakcji włókien obejmuje zastosowanie jako surowca odciśniętych wysłodków z buraka cukrowego po wyekstrahowaniu cukru. Sposób ten obejmuje następujące etapy: 1) ewentualne przemycie wysłodków; 2) ekstrakcję włókna w jednym lub kilku zbiornikach z mieszadłami, w układzie przeciwyrądowym lub współprądowym, w podwyższonej temperaturze, (korzystnie wyższej od 95°C); 3) odsączenie lub odwirowanie ośrodka ekstrakcji i ewentualnie zawrócenie jego części; 4) zatężenie ośrodka ekstrakcji (np. w wyparce cienkowarstwowej); 5) suszenie rozpyłowe koncentratu; 6) ewentualne sporządzenie kompozycji z cukrem przez naniesienie wysuszonego materiału na wilgotny cukier.

Etap ekstrakcji 2) prowadzi się korzystnie pod ciśnieniem atmosferycznym. Również, korzystnie, w etapie ekstrakcji nie stosuje się żadnych środków chemicznych.

Korzystnie ekstrakcję prowadzi się w układzie współprądowym z zastosowaniem szeregu zbiorników reakcyjnych z ciągłym mieszaniem, tak np. można ustawić szereg zbiorników z ciągłym mieszaniem na kolejno coraz niższych poziomach. Wysłodki i wodę wprowadza się na szczyt górnego zbiornika, po czym spływają one do następnego zbiornika baterii.

W przypadku wytwarzania kompozycji z cukrem etapy 5) i 6) można zastąpić pojedynczym etapem powlekania cukru koncentratem. Odpowiednim, sposobem powlekania jest powlekanie rozpyłowe, przy którym zachodzi równocześnie powlekanie i suszenie.

Skład ekstraktu z buraka cukrowego zależy od stosowanego surowca oraz od warunków ekstrakcji, np. od czasu. W zasadzie zgodnie z korzystnym rozwiązaniem, zawartość włókna w wysuszonym ekstrakcie włókna z buraka cukrowego, oznaczana metodą Englysta, wynosi 60 - 80% wagowych, np. 65 - 75% wagowych; z reguły zawartość sacharozy w ekstrakcie włókien wynosi 10 - 30% wagowych, zazwyczaj 115 - 25%, np. rrędu 20%. Resztę ekstraktu stanowią inne cukry, aakie ask glikoza i fruktoza, pyoykł, oora eeeettalnii eine sSaaddika w eikwikikakZ eioZśżkch.

Całkowita zawartość glikozy i fruktozy elze-zzaj wynosi poniżej 0,1% wagowych, ale może dochodzić nawet do 6 - 7% wagi ekstraktu, albo od poniżej 0,1 do 9 - 10% wagi włókna, zależnie od surowca i warunków ekstrakcji.

Przeprowadzono badania w celu zbadania zdolności włókna spożywczego otrzymanego sposobem według wynalazku do oZniiania pyzekmu ccoo^^1^^^c^]^u eiw kkwi.

Sposób badania weΰkaen dll ssyoαezeeia ccz są ooe pyZteeZjlnymi ζγο^^^^ι^ζ oZnikżjjcymi ppziom z0zleąteozlu nie jest zeoomllizzwany. Zaątzszelno kilka technik obejmujących balaeia na zwierzętach i próby klieizzei.

167 770

Badania w celu sprawdzenia zdolności włókien z buraka cukrowego do obniżania poziomu cholesterolu we krwi przeprowadzono przy współpracy z Institute of Food Research (Instytutem Badania Żywności), Norwich, w którym zastosowano badania na szczurach w celu dokonania oceny kilku różnych materiałów włóknistych. Przyjęty model badań na zwierzętach z powodzeniem wykazał zdolność włókien do obniżania poziomu cholesterolu.

W nieopublikowanej pracy wykazano, że włókna z buraka cukrowego (Beta Fibre) wytwarzane ptzez British Sugar plc. obniżają poziom cholesterolu we krwi zarówno u zwierząt doświadczalnych przy zastosowaniu wyżej wspomnianej metodyki (Johnson i inni, British Journal of Nutrition, w druku), jak i w próbach klinicznych prowadzonych na zdrowych pacjentach (Morgan i inni, 1969) oraz osobach chorych na cukrzycę (Travia i inni, w druku).

W eksperymentach posługiwano się następującą metodyką dla wykazania skuteczności działania włókien wytwarzanych sposobem według wynalazku.

W przypadku kżżdjj z ppiaanyhh diet aastooowano grupy zwierząt, samców szczurów Wistar o ży^^;j wadzo okoot 10t g , Eksperyment rozpocz^o poducz oznietpi o gruoGo wierząt t prrez 2 tygodnie przddteotnwy półoynedenczny pokarm. Przez pierwsze 4 dni pokarm podawano w ilości ad libitum, a przez następne 10 dni w ilości stanowiącej 80% poprzednio zjedzonego pokarmu, aby uzyskać dawkę, która będzie regularnie zjadana w czasie prób.

Po okresie ugzdżtdotownm jedną grupę zwierząt, grupę , , uśmiercno, jako ujemnj grupą kontrolną, kontynuując badania pozostałych grup zgodnie z przyjętą metodyką.

Wybrano następujące grupy eksperymentalne: grupa 1 - podstawowa kontrolna (pokarm uółoyatdtyczay + celuloza) grupa 2 - traktowanie A (pokarm uółsyntdtnyzny + rozpuszczalne włókno z buraka cukrowego) grupa 9 - kontrolna C (pokarm uółsyntetnyzay oysokocholesedrtlooy + celuloza) grupa 10 - traktowanie CA (pokarm półsnntetyyznn wyooktyholdstdgtloon + rozpuszczalne włókno z buraka cukrowego).

Po okresie przddtdstnwym zwierzęta w sposób przypadkowy przydzielono do każdej z grup.

W razie ot^ebO 0k0nnokaot ooetgadrno gzyuażkOodgoo yboru,, aaO ay o yrównaćO w^ O cciła.

Bezpośrednio po przypadkowym doborze, ale przed rozpoczęciem prób zwierzęta głodzono pobierając w stanie przerodzonym próbki krwi na początku próby. Kolejne próbki pobierano po 28 dniach diety, gdy zwierzęta były również w stanie przerodzonym, po czym zwierzęta zabijano.

Wyliczono, że wymagana ilość pokarmu wynosiła 15,4 g/dzień, co umożliwiało podawanie wszystkim zwierzętom 1,26 g wielo^kru nieskrobśowego, w postaci celulozy (włókien kontrolnych odnośnie których wiadomo, że nie obniżają poziomu cholesterolu) lub włókien z buraka cukrowego (traktowanie A i CA). Codziennie przez cały okres badań śledzono spożycie pokarmu. Na początku i na końcu każdego okresu prób oznaczano wagę, po czym pobierano krew. Pobierano próbki krwi po około 1 ml, po czym natychmiast odwirowywano je. Oddzielano surowicę i przechowywano ją w temperaturze -20C aż do wykonania analizy na zawartość cholesterolu za pomocą dostępnego w handlu zestawu do analiz CHOD-PAP C-system BtehrSngdg, Wielka Brytania. Wyniki analizowano z wykorzystaniem analizy wariacyjnej z modelami regresji wielokrotnej, wyliczając najmniejsze istotne różnice (LSD) z wykorzystaniem niewyjaśnionej wariancji. Współczynniki C^, C£, C9 i C^0 stanowią średnicę wielkości poziomu cholesterolu w surowicy dla grup, którym podawano różne pożywienie, będące nieujawnioną wariancją wykorzystywaną do wyliczania LSD. Wyniki eksperymentu przedstawiono w tabeli.

Tabela

Zmiana poziomu cholesterolu w surowicy ugzdgłożztnyyh szczurów, którym podawano pokarm kontrolny, oraz pokarm zawierający rozpuszczalne włókno z buraka cukrowego

	Pokarm	Zmiana w poziomie cholesterolu (dzień 28 -1)	LSD
Grupa 1 2 9 10	Kontrolna Traktowana A C£ Kontrolna C Traktowana CA C^	- 0,1464b - 0,4729ab 0,6860b 0,0773W	0,4203

Wielkości średnie z różnymi literami jako indeksami są w sposób znacząco różne (P. 0,05).

167 770

Wysłodki odciskano w półtechnicznej prasie śrubowej i suszono w półtechnicznej suszarce obrotowej. Sok rozdzielano na dwa strumienie, z których jeden zawracano tak, jak opisano powyżej. Sok z prasy również zawracano. Sok odprowadzany zawierał 2,5% części stałych. Sok kierowano do urządzenia Westphalia Separator (rodzaj ciągłej wirówki), z której usuwano resztę wysłodków w postaci szlamu o zawartości suchej substancji 10%, z szybkością 1,5 kg/godzinę.

Sok zatężono następnie z 2,5 do 35% składników stałych w waparce pżnżoiewej wynonanej z elementów szkła Corning CVF. Do wyparki pracującej odC zmżrjjzyoryc żiśżreżrec w turze 60 - 80°C wprowadzano porcje po 75 drrL Zatężony sok suszono w wyparce rozpyłowaj (Niro Production Minor) przy temperaturze wlotowej 200°C oraz temperaturze wylotowej 90°C. Suszono sok z szybkością 10,4 kg/godzinę uzyskując 4 kg/godzinę proszku o zawartości suchej substancji 92%.

Przykład IV. Cukier z dodatkiem 3% wagowo rozpuszczalnych w wodzie włókien spożywczych z buraka cukrowego ssosowano jako zamiennik cukru w przygotowaniu ciast, ciasteczek i napojów. Za każdym razem otrzymywano oorrc wnik^

Ciasto czekoladowe 15 ml soku cytrynowego 200 ml mleka

125 g margaryny

250 g kompozycji cukrowej

150 g jajek

225 g mąki pełnej ml proszku do pieczenia g proszku kakaowego

Wynik dobry - ciasto lekkie ż wilgotne

Ciastecz^ owsiane 175 g mąki samyposnąaej 5 ml proszku do pieczenia 175 g kompozycji cukrowej 175 g margaryny 75 g płatków owsianych 25 g syropu

Wynik dobry - kruche, dobry smak

Płatki czekoladowe 75 g margaryny 175 g kompozycji cukrowej 50 g jajek kropli esencji waniliowej g pokruszonych orzechów włoskich

175 g mąki samorysnącen

2,5 ml wodorowęglanu sodowego· g pastylek czekoladowych

Wynik umiarkowany - nieznacznie gumowate

Amerykańskie ciasteczka czekoladowe 50 g czekolady pełnej 125 g margaryny 175 g kompozycji cukrowej 100 g jajek

100 g mąki somypysnąaaj g pokruszonych orzechów

Wynik dobry

167 770

Paluszki karmelowe Kruche ciasto 125 g margaryny 75 g kompozycji cukrowej 175 g mąki Polewa karmelowa 200 g mleka skondensowanego 125 g margaryny 125 g kompozycji cukrowej 50 g syropu

Zrozumiałe jest, że wynalazek został opisany powyżej jedynie przykładowo oraz że można dokonać modyfikacji w szczegółach), w zakresie objętym wynalazkiem.

167 770

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz

Cena 1,50 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania rozpuszczalnego w wodzie, nieżelującego włókna z buraka cukrowego, znamienny tym, że ekstrahuje się włókna z buraka cukrowego lub wysłodków buraczanych wodę o temperaturze powyżej 80°C, korzystnie w aakresie 55 - 100°C.
2. 2. SSosób według zastzz , 1, znamienny tym, ie ekstraki wodne attężs tii i suszy.
3. 3. SSOsób weduu, zasrzz , 1 , znamienny tym, ee skrarajcji dddeeee ss, wysłodki, a eestrakt wcidny ppddaje sśę ultΓaaiSltrdae, attżae i ssssy ekdppWodo.

   * * *