PL172859B1

PL172859B1 - Sposób wytwarzania sparzonego produktu ryzowego PL PL PL

Info

Publication number: PL172859B1
Application number: PL93309049A
Authority: PL
Inventors: Cynthia P Kratochvil; Yah Hwa E Lin; Thomas J Novak
Original assignee: Uncle Ben S Inc
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1997-12-31
Also published as: WO1994012056A1; DE69328785T2; JPH08503377A; EP0669810A4; CN1089445A; BG61988B1; MX9307074A; ATE193422T1; GR3034189T3; US5316783A; AU5455294A; RO114544B1; DE69328785D1; ZA938342B; CA2149437C; KR950703868A; EP0669810A1; HU9500519D0; EP0669810B1; ES2146621T3

Abstract

1. Sposób wytwarzania sparzonego produktu ryzowego, polegajacy na moczeniu ryzu brunatnego do uzyskania zawartosci wilgoci wystarczajaco duzej, aby skrobia ryzo- wa mogla ulec zasadniczo calkowitej zelatynizacji, i na wystawianiu tego ryzu na oddzia- lywanie przeplywu goracego medium gazowego w takiej temperaturze i w takim okresie czasu, ze skrobia ryzowa ulega zelatynizacji a powierzchnia ryzu zostaje w znacznej czesci osuszona, znamienny tym, ze jako gorace medium gazowe stosuje sie gorace powietrze w temperaturze 150-200°C, przy czym to gorace powietrze przepuszcza sie z predkoscia powierzchniowa wynoszaca 100-300 metrów/minute, zas ryz wystawia sie na oddzialywa- nie tego przeplywu goracego powietrza przez 15-40 sekund pod cisnieniem 0-380 kpag. 9. Sposób wytwarzania sparzonego ryzu, polegajacy na moczeniu brunatnego ryzu do uzyskania zawartosci wilgoci wystarczajaco duzej, aby skrobia ryzowa mogla ulec zasadniczo calkowitej zelatynizacji, i na wystawianiu tego ryzu na oddzialywanie prze- plywu goracego medium gazowego w takiej temperaturze i w takim okresie czasu, ze skrobia ryzowa ulega zelatynizacji a powierzchnia ryzu zostaje w znacznej czesci osuszo- na, znamienny tym, ze jako gorace medium gazowe stosuje sie pare wodna w tempera- turze 105-200 °C, przy czym te pare wodna przepuszcza sie z predkoscia powierzchniowa wynoszaca 1-100 metrów/minute, zas ryz wystawia sie na oddzialywanie tego przeplywu pary wodnej przez 5-40 sekund pod cisnieniem 0-380 kpag. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sparzonego produktu ryżowego.

Sparzony ryż jest zwykle określany jako ryż, który został namoczony, obrobiony cieplnie i wysuszony. Podczas etapu obróbki cieplnej polegającego na sparzaniu, skrobia w endospermie ryżu ulega zasadniczo żelatynizacji. Proces sparzania i wynikające z niego żelatynizowanie skrobi mają kilka korzystnych zalet.

Po pierwsze, ryż ulega zwykłemu sparzeniu dla uzyskania większej wydajności młócenia (mniej połamanego ryżu). Mniej połamany ryż nadaje istotne konsekwencje ekonomiczne i jakościowe, ponieważ całe ziarna ryżu osiągają wyższą cenę z tego względu, że całe ziarna są oceniane przez klientów jako ryż o wysokiej jakości. Po ugotowaniu, ryż z mniejszą ilością połamanych ziaren jest generalnie lepiej przyjmowany jako posiadający bardziej apetyczny wygląd.

Sparzanie powoduje również bardzo istotną drugą zmianę jakości, która okazuje się po ugotowaniu. Ugotowane, sparzone ziarna ryżu są znacznie bardziej nienaruszone i zachowują ich naturalny kształt w porównaniu z ryżem nie sparzonym. W stosowanych na świecie sposobach jedzenia ryżu stanowi to znaczące ulepszenie jakości w stosunku do niesparzonego ryżu.

Podczas procesu sparzania ziarno ryżu podlega również wzmocnieniu dla wywierania zwiększonego oporu w warunkach młócenia łuszczącego. (Niesparzony ryż łatwo pęka). Rezultat wzmocnienia ziarna jest widoczny w ugotowanym produkcie końcowym. Ryż jest tak wzmocniony przez sparzenie, że zwykle wymaga trochę więcej czasu do ugotowania podczas przygotowania przez konsumenta niż w przypadku niesparzonego ryżu. Ponadto, sparzony ryż posiada często mocniejszą teksturę i jest mniej kleisty niż niesparzony ryż. Nawet mimo wzrostu czasu gotowania, zmiany te sprawiają że na całym świecie sparzony ryż jest uważany jako bardziej atrakcyjny niż niesparzony.

Sparzanie ryżu zapoczątkowano głównie w Indiach. We wczesnej historii sparzania, surowy (niełuszczony) ryż był po prostu zalewany na noc gorącą wodą i następnie suszony w słońcu. Otrzymywaną korzyścią było otwieranie się strąków ryżu i tym samym łatwe usuwanie ziaren ryżu. W późniejszych czasach stwierdzono, że sparzanie zwiększa również wartości odżywcze ryżu, ponieważ tiamina i inne istotne substancje odżywcze, które normalnie wyf^l^^pują w ryżowych otrębach, migrują do endospermy ryżu podczas nasiąkania wodą lub etapu namoczenia. Ponieważ prawie cały ryż zostaje wymłócony dla usunięcia otrębów, zatem migracja ta powoduje zachowanie przynajmniej części wartości odżywczych, początkowo zawartych w otrębach. Sparzanie jest również korzystne z tego względu, że skrobia w endospermie ryżu zmienia się z częściowo krystalicznego - częściowo amorficznego stanu do stanu zasadniczo amorficznego. Gdy skrobia znajduje się w stanie amorficznym, wówczas ziarno jest bardziej spoiste, co daje większy uzysk całych ziaren ryżu po wymłóceniu. Jak wspomniano uprzednio, niesparzony (krystaliczny) ryż ulega łatwo pękaniu. Żelatynizacja poprzez sparzanie, przez włożenie do wody daje wspomagane wodą stapianie granulek skrobi po obróbce cieplnej. Zbyt duża lub zbyt mała- ilość wody po przyłożeniu ciepła do skrobi może mieć efekty

172 859 korzystne lub szkodliwe. Następną istotną korzyścią sparzania jest to, że zawarta w warstwie otrębów surowego ryżu lipaza jest nie aktywowana podczas obróbki cieplnej. Zwiększa to czas przechowywania sparzanego surowego ryżu przez redukowanie tendencji do zjełczenia pod wpływem utlenienia.

Znane procesy sparzania można podzielić na trzy szerokie kategorie: sposób atmosferycznego oddziaływania parą wodną, sposób sucho-gorący i sposób ciśnieniowego oddziaływania parą wodną. Sposób atmosferycznego oddziaływania parą wodną obejmuje zamoczenie, odsączenie i oddziaływanie parą wodną pod ciśnieniem atmosferycznym, po czym następuje suszenie i mielenie. Sposób sucho-cieplny zastępuje etap oddziaływania parą wodną konwencjonalnego sposobu etapem ogrzewania, w którym ryż jest gotowany w suchym-gorącym powietrzu, gorących płynach niewodnych, lub gorącym piasku przed suszeniem. Czasami, gorące i suche media grzejne są zastępowane ogrzewaniem energią elektromagnetyczną, takie jak ogrzewanie mikrofalowe. We wszystkich przypadkach w sposobie suchego ogrzewania, unika się stosowania wody lub pary wodnej. Konsekwencje unikania stosowania wody staną się oczywiste na podstawie poniższego tekstu. Ostatni sposób ciśnieniowego oddziaływania parą wodną obejmuje początkowe nasączenie do niskiej wilgotności, po którym następuje etap ciśnieniowego oddziaływania parą wodną przed suszeniem i mieleniem.

Obecnie, przemysłowe procesy sparzania obejmują ogólnie etapy: (1) nasączania surowego (lub niełuszczonego) ryżu w 50^O-70°C wody przez 3-4 godziny do uzyskania surowego ryżu mającego 30% wag. zawartości wody, (2) odsączania zbywającej wody z nasączonego ryżu, (3) stosowania ciepła pary wodnej pod ciśnieniem przez 10-20 minut dla spowodowania żelatynizacji, i (4) suszenia poddanego oddziaływaniu pary ryżu gorącym powietrzem dla zredukowania jego zawartości wody do około 14% wagowych wody. Osuszony, sparzony surowy ryż jest następnie gotowy do łuskania (dla usunięcia strączków) i młócenia dla usunięcia otrębów.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 017 395 jest znany skrajnie wstępny etap suszenia przy podwyższonej temperaturze. Opis patentowy USA nr 4 810 511 opisuje zastosowanie energii mikrofalowej do częściowej żelatynizacji. Jak podano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 361 593, skrobia ryżowa nie jest całkowicie żelatynizowana podczas poddawania oddziaływaniu pary wodnej, iw tych warunkach nie żelatynizowania jest przeprowadzany etap normowania dla redukowania następującego potem połykania. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 338 344 jest ujawniona nachylona zamknięta komora, w której ryż jest gotowany w gorącej wodzie w pierwszej strefie przy dolnym końcu, a następnie jest poddawany oddziaływaniu pary wodnej w drugiej strefie w górnym końcu.

Jednakże pomimo tych obróbek, występują dwa niepożądane warunki: konwencjonalne procesy powodują żółknięcie sparzanego ryżu i powstawanie charakterystycznego sparzonego zapachu, w znacznej części w wyniku efektów brunatnienia Maillarda (i również częściowo w wyniku efektów czynników zawartych w strąku ryżowym przy stosowaniu niełuszczonego ryżu). Dla wielu konsumentów jest to niepożądane. Wielu konsumentów uważa, że żółty kolor i sparzony zapach oznaczają, że ryż jest stary i zwietrzały. Jest to istotna wada, ponieważ szeroko przyjęte w sztuce kulinarnej jest znaczenie pierwszego wrażenia żywności, którym jest wrażenie wizualne. Wybór potrawy przez daną osobę zależy w znacznym stopniu od odpowiedniego wyglądu i innych aspektów wizualnych. Kolor stanowi nieodłączny atrybut jakości, wstępnie oceniany przez ludzi jako wskaźnik szkodliwych zmian, jakim podlegała żywność. Aromat i smak mogą również być oceniane po powąchaniu i spróbowaniu. Tak więc brak koloru zwiększa prawdopodobieństwo odrzucenia żywności, i to zj'awisko decyduje o przydatności sparzonego ryżu wśród wielu populacji amatorów ryżu na świecie. Staje się to nawet bardziej znaczące wówczas, gdy ryż ma obcy smak. Pożądane jest aby kolor ryżu był prawie biały i aby smak ryżu był dość delikatny i subtelny.

172 859

Tylko stosunkowo niewielka grupa konsumentów konwencjonalnego sparzanego ryżu akceptuje jego wygląd i smak. Przeważająca większość amatorów ryżu na świecie jednakże wybiera ryż niesparzony. Na podstawie naszej wiedzy, żadna z wcześniejszych praktyk sparzania nie powodowała otrzymywania ryżu, który łączy korzystne cechy ryżu sparzanego takie jak nietknięta struktura ziarna, z polepszonym kolorem w stosunku do posiadanego przez typowy sparzany ryż. Tego rodzaju ryż posiada korzyści typowego sparzonego ryżu i jest pozbawiony typowego dla sparzonego ryżu smaku i koloru. Otrzymywanie sparzonego produktu ryżowego mającego cały zestaw korzystnych cech bez jednej lub więcej znanych wad sparzanego ryżu stanowi istotny postęp w stosunku do rozważonej powyżej technologii.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania sparzonego produktu ryżowego, który posiada wszystkie korzyści konwencjonalnego sparzanego ryżu, jednakże ma lepszy kolor i smak w stosunku do typowego sparzanego ryżu.

Sposób wytwarzania sparzonego produktu ryżowego, polegający na moczeniu ryżu brunatnego do uzyskania zawartości wilgoci wystarczająco dużej, aby skrobia ryżowa mogła ulec zasadniczo całkowitej żelatynizacji, i na wystawianiu tego ryżu na oddziaływanie przepływu gorącego medium gazowego w takiej temperaturze i w takim okresie czasu, że skrobia ryżowa ulega żelatynizacji a powierzchnia ryżu zostaje w znacznej części osuszona, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako gorące medium gazowe stosuje się gorące powietrze w temperaturze 150-200°C, przy czym to gorące powietrze przepuszcza się z prędkością powierzchniową wynoszącą 100-300 metrów/minutę, zaś ryż wystawia się na oddziaływanie tego przepływu gorącego powietrza przez 15-40 sekund pod ciśnieniem 0-380 kpag.

W sposobie według wynalazku korzystnie usuwa się jakąkolwiek wolną wodę pozostającą po namoczeniu na zewnątrz ryżu lub skroploną na nim podczas kontaktowania z powietrzem, poprzez osuszenie i/lub przez fizyczne usunięcie oddziaływania przepływu powietrza.

Przed wystawieniem ryżu na oddziaływanie przepływu gorącego powietrza, ryż moczy się do całkowitej zawartości wilgoci wynoszącej około 30-38%, na bazie wilgotnej.

Ryż wystawia się na oddziaływanie przepływu gorącego powietrza do zawartości wilgoci wynoszącej około 20-30%, na bazie wilgotnej.

Korzystnie ryż poddaje się dodatkowo normowaniu w temperaturze około 70-110°C przez około 15-120 minut.

Korzystnie ryż poddaje się dodatkowo suszeniu do zawartości wilgoci wynoszącej około 11-13%, na bazie wilgotnej.

Korzystnie ryż poddaje się dodatkowo kondycjonowaniu w temperaturze od temperatury bliskiej temperatury otoczenia do około 45°C przez około 3-6 godzin.

Korzystnie ryż poddaje się dodatkowo młóceniu.

Sposób wytwarzania sparzonego ryżu według drugiej postaci realizacji wynalazku, polegający na moczeniu brunatnego ryżu do uzyskania zawartości wilgoci wystarczająco dużej, aby skrobia ryżowa mogła ulec zasadniczo całkowitej żelatynizacji, i na wystawianiu tego ryżu na oddziaływanie przepływu gorącego medium gazowego w takiej temperaturze i w takim okresie czasu, że skrobia ryżowa ulega żelatynizacji a powierzchnia ryżu zostaje w znacznej części osuszona, charakteryzuje się tym, że jako gorące medium gazowe stosuje się parę wodną w temperaturze 105-200°C, przy czym tę parę wodną przepuszcza się z prędkością powierzchniową wynoszącą 1-100 metrów/minutę, zaś ryż wystawia się na oddziaływanie przepływu pary wodnej przez 5-40 sekund pod ciśnieniem 0-380 kpag.

Korzystnie usuwa się jakąkolwiek wolną wodę pozostającą po namoczeniu na zewnątrz ryżu, lub skroploną na nim podczas kontaktowania z parą wodną, poprzez osuszenie i/lub przez fizyczne usunięcie oddziaływania przepływu pary wodnej.

Przed wystawieniem ryżu na oddziaływanie przepływu pary wodnej ryż moczy się do całkowitej zawartości wilgoci wynoszącej około 30-38%, na bazie wilgotnej.

172 859

Ryż wystawia się na oddziaływanie przepływu gorącej pary wodnej, do zawartości wilgoci wynoszącej około 20-30%, na bazie wilgotnej.

Korzystnie ryż poddaje się dodatkowo kondycjonowaniu ryżu w temperaturze od temperatury bliskiej temperatury otoczenia do około 45°C przez około 3-6 godzin.

Korzystnie ryż poddaje się dodatkowo młóceniu.

Sposób według wynalazku pozwala na znaczne polepszenie jakości otrzymanego produktu ryżowego, który charakteryzuje się nietkniętą strukturą ziarna, znaczną żelatynizacją i znacznym uniknięciem efektów brunatnienia Maillarda. Przy stosowaniu sposobu do ryżu brunatnego uzyskuje się równocześnie nietkniętą strukturę ziarna i żelatynowe jądro, które jest zasadniczo niekrystaliczne, pozbawione substancji rozpuszczalnych z niezłuszczonych strąków i efektów brunatnienia, bez potrzeby poddawania ryżu oddziaływaniu czynników przeciwdziałających brunatnieniu lub parametrów przeciwdziałających brunatnieniu dla uniknięcia tych efektów brunatnienia.

Istotną cechą sposobu według wynalazku jest to, że brunatny ryż można sparzać z zastosowaniem gorącego powietrza lub pary wodnej. Jest to zaskakujące, ponieważ można było się spodziewać, że brunatny ryż stanowi niepożądany materiał wyjściowy z kilku powodów. Dla wyjaśnienia, niełuszczony ryż jest zwykle stosowany do sparzania z tego względu, że strąki ryżowe oddziaływują jak naczynie ciśnieniowe i zapora wilgoci. Brunatny ryż nie ma strąka. Przy sparzeniu gorącym powietrzem, nie ma zapory utraty wilgoci dla utrzymania wilgoci podczas żelatynizacji, co zniechęcałoby do jego stosowania jako materiału wyjściowego, zwłaszcza w przypadku gorącego powietrza pod ciśnieniem atmosferycznym. Przy sparzaniu parą wodną, ponieważ brunatny ryż nie ma strąka, zatem nie ma żadnej zapory przechwytującej wilgoć, która mogłaby zniechęcać do jego stosowania jako materiał wyjściowy. To przechwytywanie wilgoci może powodować poważne problemy związane z obsługiwaniem i sprawia, że proces staje się niepraktyczny.

Utrzymywanie nietkniętej struktury ziarna ma istotne znaczenie. Określenie to dotyczy tego stanu, w którym po nawodnieniu, tak jak podczas gotowania ziarno ryżu jest w stanie utrzymać swój naturalny kształt i integralność strukturalną. Minimalizuje to lub eliminuje w zmiennym stopniu dwa główne defekty, które mogą posiadać naruszone ugotowane ziarna. Jest to wygląd podzielonego, ziarna i szorstki wygląd powierzchni. Ziarno ryżu lub jądro po nawodnieniu, tak jak podczas gotowania, jest traktowane jako nie posiadające nietkniętej struktury, gdy zewnętrzne i wewnętrzne boki są napęczniałe i/lub zasadniczo rozszczepione tak, że powierzchnie i krawędzie są pomarszczone i szorstkie. Ewentualnie w przypadku, gdy ziarno będzie miało możliwość jeszcze większego nawodnienia, wówczas przyjmuje ono strukturę przybliżającą prawie kształt x, czasami określany jako motylowaty. Ziarno, które nie ma nietkniętej struktury może również być określane jako ziarno mające każdy ze swych dwóch wierzchołków napęczniały częściowo lub całkowicie, lub jako ziarno które osiąga nienaturalny kwadratowy kształt wierzchołka, zamiast naturalnych zaokrąglonych wierzchołków. Zamiast wyglądu podzielonego, pożądane nietknięte ugotowane ziarno ma kształt taki, że strona zewnętrzna (tylna) i wewnętrzna (środkowa), gdzie umieszczone jest jądro (ziarna) pozostają zasadniczo stopione razem, nawet, jeżeli nastąpi zauważalne rozciągnięcie lub wydłużenie, i wewnętrzny skrobiowy obszar endospermy jest widoczny. Ponadto, zamiast chropowatości lub puszystości na podobieństwo kuleczki bawełnianej, wygląd całej powierzchni charakteryzujący nietkniętą strukturę ziarna jest gładki.

Innym parametrem wykazującym, czy ziarno ryżu ma strukturę nietkniętą jest stopień podlegania rozszczepianiu przez końcowy suchy produkt ryżowy. Rozszczepione ziarna charakteryzują się posiadaniem poprzecznych linii biegnących albo częściowo

172 859 lub całkowicie poprzez szerokość ziarna. Zalecany jest brak rozszczepiania lub minimalne (<10% rozszczepianie), a korzystnie <2%.

Rozszczepiony ryż jest niepożądany z tego względu, że może on powodować pękanie ziaren podczas mielenia lub później podczas gotowania, zaś połamane ziarna są niekorzystnie ekonomicznie. Ponadto, w zależności od rozmiaru rozszczepienia, rozszczepione ziarna stają się połamanymi przed zmieleniem. Połamane ziarna są niepożądane z tego względu, że dają one niską wydajność mielenia. Wielokrotnie rozszczepione ziarna mogą powodować wielokrotnie podzielone ziarna, które to części ziaren są mniejsze i trudniejsze do odzyskania podczas mielenia. Silnie rozszczepione ziarna mają również tendencje do obgotowywania podobnie jak naruszone ziarna, przez co otrzymany ugotowany ryż ma ziarna podzielone na części.

Dla oceny jakości otrzymywanego mielonego ryżu stosowano wiele technik analitycznych. Dość rozszczepionego ryżu może być mierzona następująco: waży się 5-10 g zmielonego ryżu.

Rozszczepione ziarna są identyfikowane poprzez badanie wzrokowe, segregowane i ważone oddzielnie. Stopień rozszczepienia jest obliczany następująco:

waga ziaren z rozszczepieniami x 100 % rozszczepionych ziaren = ---_::całkowity ciężar próbki

Procent połamanych ziaren, który również stanowi miarę nietkniętej struktury ziarna, może być określany albo przez sortowanie ręczne danego ciężaru próbki uzyskanej z rozdzielacza próbek, lub przez umieszczanie 100 g zmielonego ryżu lub surowego ryżu w urządzeniu wymiarującym ziarna, wyposażonym w dwie 12/64 wgłębione płytki. Płytki te są umieszczone w położeniu nachylonym tak, że pod wpływem bocznego potrząsania, ziarna toczą się w dół płytek. Ziarna pęknięte pozostają uwięzione we wgłębieniach, zaś całe ziarna są zgromadzone na spodzie tych dwóch płytek. Odpowiednio do tego:

(100 - ciężar całych ziaren) x 100 % połamanych ziaren = ----—^{r 3} 100 gramów lub (ciężar połamanych ziaren na podstawie sortowania ręcznego) x 100 % połamanych ziaren = -i-n--——--— początkowy ciężar próbki

Pomiar utraty cząstek stałych pod wpływem gotowania daje wskazanie odnośnie ilości rozpuszczalnej i cząsteczkowej skrobi, usuniętej z ziarna ryżu podczas gotowania w nadmiarze wody w danym okresie czasu. Stanowi to odzwierciedlenie zdolności ziarna do utrzymywania swej nietkniętej struktury przy poddawaniu oddziaływania ciepła w obecności nadmiaru wody. Surowy, lub niesparzony ryż normalnie osiąga około 1,5-2 x ilości utraty substancji stałych, które posiadają sparzony ryż i ryż otrzymany według wynalazku. Ryż otrzymany według wynalazku, w zależności od rozmaitości i uprzedniego stanu, będzie posiadał wartości utraty substancji stałych prawie równe wartościom konwencjonalnego, sparzanego obróbką sucho-cieplną, lub sparzanego parą wodną ryżu.

Przykładowo, w jednym ze sposobów pomiaru utraty substancji stałych, umieszcza się 25 gramów próbki ryżu w 250 ml gotującej się dejonizowanej wody. Jest ona gotowana przez 20 minut, odsączona i przelana przez sito. Woda zostaje zatrzymana. Ryż jest płukany dodatkowymi 100 ml wody. Cała woda płucząca jest gromadzona, włączając

172 859 w to 25-50 ml wody płuczącej garnek. Całkowita woda płucząca jest osuszona dla przechwycenia wszystkich substancji stałych. Procent zawartości substancji stałych jest obliczony następująco:

(waga suchych substancji stałych i pojemnika) - (waga pustego pojemnika) x 100 % substancji stałych = -Następną istotną cechą wynalazku jest żelatynizacja. Gdy ryż ulega żelatynizacji w wyniku sparzania, wówczas uzyskiwane jest bardziej spoiste ziarno ryżu. Poprzez określenie zelatynizacja rozumiemy nieodwracalną zmianę fizyczną, której podlegają naturalne granulki skrobi po poddaniu oddziaływaniu wody i ciepła. Dla fachowców z dziedziny obróbki chemicznej skrobi stanowi to proces, w którym granulki skrobi kontaktującej się z wodą wykazują zmniejszoną zdolność podwójnego załamania pod wpływem spolaryzowanego światła, gdy mieszanina osiąga temperaturę krytyczną nazywaną temperaturą żelatynizacji (gt). Można to stwierdzić przez obserwacje próbki skrobi z wodą pod mikroskopem polaryzującym. Nie zżelatynizowana, naturalna lub surowa granulka skrobi będzie wykazywała charakterystyczny wzór światła o ciemnym przekroju. Po absorpcji wody i ogrzaniu do temperatury żelatynizacji, przekrój ten znika. W tym momencie ocenia się, że granulka zatraciła zdolność podwójnego załamania i ulega żelatynizacji. Granulki skrobi stają się napęczniałe i ich rozmiar lub średnica jest znacznie większa niż rozmiar lub średnica granulek naturalnych.

Żelatynizacja skrobi odbija się również w fizycznej strukturze granulek. Naturalne granulki skrobi składają się z obszarów amorficznych i krystalicznych zbudowanych z molekuł polimerów glukozy. Gdy granulki skrobi absorbują wodę i są poddane oddziaływaniu ciepła, wówczas obszary amorficzne pęcznieją, powodując niestabilność obszarów krystalicznych granulki. Powoduje to osłabienie obszarów krystalicznych aż do ich przerwania, i cała granulka staje się amorficzna. Granulka skrobi staje się bardzo napęczniała i w tym momencie jest określana jako podlegająca żelatynizacji. Żelatynizacja jest procesem nieodwracalnym. Gdy tylko nastąpi, wówczas molekuły skrobi nie mogą powrócić do swojej początkowej lub naturalnej konfiguracji amorficznej i krystalicznej.

Tak więc żelatynizacja jąder ryżu jest zwykle rozpatrywana jako nieodwracalne napęcznienie granulek skrobi w wyniku oddziaływania wody i ciepła, powodujące utratę zdolności podwójnego załamania pod wpływem spolaryzowanego światła. Tego rodzaju żelatynizacja może być traktowana jako proces topienia, składający się z trzech podstawowych etapów, mianowicie (1) dyfuzjiwody do granulki skrobi, (2) przejścia fazowego molekuły skrobi wymagającego zmiennych poziomów wilgoci i energii, i (3) pęcznienia granulek.

Żelatynizacja w kontekście wynalazku dotyczy przerwania struktury krystalicznej skrobi w ryżu, zwykle w wyniku nasiąkania wodą i obróbki cieplnej. W efekcie otrzymuje się stopienie razem żelatynizowanych granulek skrobi w stan amorficzny.

W praktyce obecnego wynalazku korzystne jest, aby jądro ryżu było zasadniczo niekrystaliczne i żelatynowate, to jest w znaczny sposób zżelatynizowane. Jednakże stan ten nie wyklucza ciągłej obecności niektórych · początkowych obszarów krystalicznych. Stopień żelatynizacji próbki ryżu jest zwykle przynajmniej około 35% (a przeciwne 65% stale krystaliczne), korzystnie około 95% i w szczególności 100%.

Należy zauważyć, że po żalatynizacji może następować regresja która korzystnie powinna być unikana lub przynajmniej kontrolowana. Określenie to dotyczy ponownego dołączania żelatynizowanych molekuł skrobi w obrębie granulki w strukturze nietkniętej (takiej jak ziarno ryżu) w ciasne wiązki które powodują że molekuły stają się mniej rozpuszczalne w wodzie. Regresja odbija powolna i postępującą tendencję molekuł skrobi do zlepiania lub łączenia w ugotowanych produktach spożywczych. Praktykowanie

Υ12&9 obecnego wynalazku zwykle pozwala na otrzymywanie produktu ryżowego mającego regresję minimalną w porównaniu z konwencjonalnym ryżem sparzanym parą wodną. Jest to pożądane z tego względu, że minimalna regresja powoduje otrzymywanie ryżu który szybciej się gotuje, przy pozostałych parametrach jednakowych, ponieważ skrobia nie podlegająca regresji jest mniej odporna na absorpcję wody niż podlegający w dużym stopniu regresji ryż po ugotowaniu.

Zrównoważona zawartość wilgoci zmielonego ryżu po nasączeniu wodą stanowi test stosowany do uzyskiwania zgrubnego pomiaru stopnia żelatynizacji sparzonego ryżu. Jest on oparty na zjawisku, że zżelatynizowane granulki skrobi mogą absorbować znacznie więcej wody w temperaturze pokojowej niż niezżelatynizowane granulki skrobi. Przykładowo, surowy lub niesparzony ryż ma zwykle zrównoważoną zawartość wilgoci wynoszącą około 40% na bazie suchej, jednakże sparzony ryż dla tego samego gatunku będzie uzyskiwał zrównoważoną zawartość wilgoci wynoszącą około 100-200% w zależności od warunków obróbki. Jakkolwiek określanie zrównoważonej zawartości wilgoci stanowi wygodny i przydatny sposób określania stopnia żelatynizacji, to jednak nie stanowi on absolutnej miary tego parametru. Dzieje się tak z tego względu, że na zrównoważoną zawartość wilgoci ma wpływ zakres regresji, któremu podlega żelatynizowana skrobia podczas chłodzenia i suszenia. Przykładowo ryż nie ulegający regresji może posiadać zrównoważoną zawartość wilgoci wynoszącą 180, jednakże jeżeli ulegnie on nadmiernej regresji, przykładowo w wyniku normalizowania częściowo osuszonego ryżu przez 2 godziny przy 75°C, wówczas zrównoważona zawartość wilgoci produktu finalnego może być nawet tak niska jak 100. Tak więc, zrównoważona zawartość wilgoci nie może być przymowana bezkrytycznie, ale raczej w kontekście warunków panujących w czasie testowania.

Następujący przykład zilustruje sposób pomiaru zrównoważonej zawartości wilgoci. Odważono 4 g ryżu i następnie nasączono je 100 ml zdejonizowanej wody przez 24 godziny w temperaturze pokojowej. Nasączony ryż odcedzono i osuszono bibułą i następnie ponownie zważono. Wilgotny ryż osuszono w 100°C przez 24 godziny, wysuszono i zważono. Zrównoważona zawartość wilgoci jest obliczona jak poniżej:

% zrównoważonej zawartości wilgoci na bazie suchej (ciężar w stanie wilgotnym - ciężar po wysuszeniu w piecu) ciężar po wysuszeniu w piecu x 100

Przydatny jest pomiar absorpcji wilgoci. % absorpcji wilgoci reprezentuje całkowitą ilość wilgoci w ugotowanym ryżu po gotowaniu w nadmiarze wody w danym okresie czasu. W 100 g próbce ryżu, % absorpcję wody można obliczyć następująco:

(ciężar po ugotowaniu-lOOg) + (ciężar początkowej zawartości wilgoci) x 100 % absorpcji wody = ---uciężar ugotowanego ryżu

Za pomocą urządzenia testującego podział można mierzyć zawartość i miękkość ryżu. Podział ugotowanego ryżu jest odwrotnie proporcjonalny do absorpcji wody. Tm wyższa jest absorpcja wody, tym ryż jest bardziej miękki i na odwrót. Tak więc, podzielność ugotowanego ryżu można również określać jako miarę miękkości lub zwartości ugotowanego ryżu, a pośrednio ilości absorpcji wody.

Dla użyecznego pomiaru wartości podzielności, umieszczono 250 gramów ugotowanego ryżu w naczyniu i umożliwiono jego ochłodzenie przez 2 godziny w temperaturze pokojowej. Następnie 100 g ugotowanego ryżu umieszczono w komórce prasy przecinającej. Siła (w kg) potrzeba do wytłoczenia ryżu przez komórkę poprzez ostrza przecinające jest równa sile przecinania ugotowanego ryżu. Wartość przecinania jest odczytywana z miernika.

172 859

Następna korzyść, która wynika szczególnie z zastosowania brunatnego ryżu jako materiału wyjściowego polega na tym, że otrzymywany z niego sparzony produkt ryżowy jest zasadniczo pozbawiony substancji rozpuszczalnych z niełuszczonych strąków. Te substancje rozpuszczalne zawierają dowolne gatunki takie jak jony, molekuły, ciała koloryzujące„ proteiny, resztkowe pestycydy, itd, które normalnie pozostają w strąkach niełuszczonego 'ryżu; lub które normalnie zawierają substancję zanieczyszczającą, rozpuszczalną, w wodzie podczas procesu moczenia niełuszczonego ryżu w temperaturze w zakresie od temperatury otoczenia do temperatury traktowanej konwencjonalnie jako temperatura moczenia, tj. 55-75°C. Substancje rozpuszczalne w strąkach niełuszczonych są to substancje, zdolne do migrowania do wewnętrznej endospermy ziarna ryżu poprzez warstwy otrębów w trakcie procesu moczenia. Powodują one rozmaite rodzaje efektów brunatnienia, inne niż brunatnienie według Maillarda, jak również powodują typowy sparzony posmak. Substancje takie są zwykle wykrywane w zużytej wodzie z namoczenia podczas i przy końcu cyklu moczenia. Znaczące uwolnienie od rozpuszczalnych substancji w strąkach niełuszczonych redukuje do pomijalnego poziomu możliwość osadzania materiałów obcych w produkcie ryżowym i ujemnie oddziaływuje na korzystne cechy uzyskiwane przez praktykowanie wynalazku.

Szczególnie istotną cechą produktu ryżowego otrzymanego sposobem według wynalazku jest znaczące uwolnienie od efektów brunatnienia Maillarda, jak również w przypadku ryżu brunatnego od innych rodzajów efektów brunatnienia. Określenie efekty brunatnienia Maillarda odnosi się do ciemnienia lub odbarwienia ziaren ryżu lub jąder w wyniku powstawania substancji koloryzujących otrzymywanych poprzez reakcję Maillarda; podobnie też powstają inne rodzaje efektów brunatnienia, powodowane przez absorpcję lub adsorpcję pigmentu, przez utlenianie lub polimeryzację pozbawionych koloru związków fenolowych w ryżu dla wytworzenia koloryzujących pigmentów, lub przez enzymatyczne reakcje brunatnienia w konwencjonalnych technikach sparzania, zaś otrzymywany zmielony ryż-, wykazuje się kolorem od żółtego do lekko brązowego, do pomarańczowo-brązowego, do ciemno brązowego lub nawet do prawie czarnego. Jak wspomniano uprzednio, typowy kolor sparzanego ryżu jest ciemniejszy niż traktowany przez większość konsumentów na świecie jako właściwy. Ten niepożądany kolor powoduje odrzucanie przez konsumenta konwencjonalnie sparzanego ryżu. W przeciwieństwie do tego, znaczące uwolnienie od efektów brunatnienia Maillarda, a także od innych rodzajów efektów brunatnienia powoduje otrzymywanie produktu ryżowego według wynalazku, mającego znacznie lepszy kolor. Powoduje to znaczące zwiększenie popytu na tego rodzaju ryż.

Wyrażenie zasadniczo pozbawiony efektów brunatnienia (czy jest to brunatnienie Maillarda lub inny rodzaj brunatnienia) odnosi się do stanu, w którym mielony ryż uzyskany sposobem według wynalazku jest bielszy lub delikatniejszy w kolorze w stosunku do typowej próbki konwencjonalnie sparzanego ryżu. Należy zauważyć, że ryż który jest zasadniczo pozbawiony efektów brunatnienia, może jednak mieć kolor ciemniejszy jeżeli będzie poddany przedłużającej się obróbce cieplnej, tak jak w przypadku długich czasów suszenia w wysokich temperaturach.

Norma ASTM E 313-73 (potwierdzona 1979), zatytułowana Indeksy białości i żółtości prawie białych materiałów nieprzezroczystych, wydana przez Amerykańskie Towarzystwo do Testowania i Materiałów (1916) Race Street, Philadelphia, PA, USA) dostarcza odpowiedni test za pomocą którego można oceniać kolor produktu ryżowego według obecnego wynalazku w stosunku do koloru typowego sparzanego ryżu. Ogólnie mówiąc, norma ASTM opisuje indeks żółtości, który może być określony pojedynczą liczbą charakteryzującą odchylenie od zalecanego koloru białego. Sprzedawany przemysłowo niesparzony ryż ma ideks żółtości mieszczący się w zakresie od 35,1 do 39,2, a indeks żółtości sprzedawanego przemysłowo sparzanego ryżu jest w zakresie 59,4 do 67,0. Indeks żółtości produktu otrzymanego sposobem według wynalazku korzystnie jest w zakresie do 54,5.

172 859

Przy prowadzeniu analizy według wspomnianej powyżej normy ASTM, można mierzyć kolor każdego produktu ryżowego z zastosowaniem kolorymetru Huntera, otrzymywanego z Hunter Associates Laboratory, Inc. (11495 Sunset Hills Road, Reston, VA, USA). Miernik stanowi trójbodźcowe urządzenie reakcyjne, które daje trzy tradycyjne odczyty wartości koloru (L, a, b).

Skala L jest w zakresie od 0 do 100, odpowiednio od czysto czarnego do czysto białego. Wartość z może być albo dodatnia albo ujemna, wskazując natężenie odcienia czerwonego i odpowiednio zielonego. Wartość ”b” wskazuje intensywność żółtego odcienia gdy jest dodatnia, i niebieskiego odcienia gdy jest ujemna.

Gdy ryż jest niewłaściwie obrabiany termicznie, wówczas ciemniej tak, że wartość L staje się niższa. Staje się on także bardziej żółty, tak że wartość b wzrasta. Staje się on również bardziej czerwony, tak że wartość a wzrasta. Zmiany te nie zachodzą jednocześnie, także nie jest zalecane poleganie tylko na jednej z tych trzech wartości samodzielnie jako miary odchylenia od naturalnego koloru białego.

Wspomniana powyżej norma określa wskaźnik żółtości' w następujący sposób:

100 x (1.28x XciE - l,06x Zcie) YIaSTM D 1925 = YCIE

Gdy wartość wskaźnika żółtości wzrasta, wówczas próbka jest oceniana jako bardziej odległa od białej i zwiększa odbierane wrażenie żółtości. Trójbodźcowe wartości X, Y, Z są zaaae przez fachowców z tej dziedziny jako skala CIE X, Y, Z dla standardowego obserwatora CIE 1931 2°. Relacja pomiędzy skalą L, a, b Huntera i skalą CIE X, Y, Z jest następująca:

L =10 x Y ^(1/2) p = 17,5 x [ G^/.98Q41,l^a_YJ γ(1/2) b = 7,0 x I Y - (Z/1,18103) 1

Y (1/2)

Norma ASTM stwierdza jak następuje: 1.2 Dla całkowitej pna]izy, kolory białe muszą być mierzone, tak jak wszystkie ϊμζ kolory, przez układ trzyliczbowy. Częstokroć są pokazywane graficzne relacje pomiędzy kolorami białymi na dwuwymiarowym wykresie jasności (wartość L) żółtości (wartość ”b), na którym opuszczono zasadniczo nieistotny (dla bieli) wymiar czerwono-zielony. Dla wielu problemów obejmujących ocenę jakości koloru dla materiałów białych, nie wymaga się trój- lub dwuwymiarowej analizy kolorów białych. Dla tego rodzaju problemu potrzebny jest jedynie pomiar tylko pojedynczego, mającego zasadnicze znaczenie specyficznego czynnika...

Przez zastosowanie wskaźnika żółtości, który odpowiednio łączy uwarunkowania ze wszystkich trzech trójbodźcowych wartości, można określić pojedynczą liczbą odchylenie od zalecanej bieli. Norma ASTM stwierdza ponadto, że: 5.2 Jest to sposób testowania psychofizycznego, co oznacza, że podane procedury (to jest równania), mają prowadzić do otrzymania liczb określających ocenę wzrokową dokonywaną według zestawu typowych warunków obserwacji.... Badanie wielkości liczbowych przedstawionych powyżej odnośnie rozprowadzanego w handlu niesparzonego ryżu (35,1-39,2), rozprowadzanego w handlu sparzanego ryżu (59,4-67,0) i produktu ryżowego według obecnego wynalazku (do 54,5) wykazuje, że rozprowadzany w handlu niesparzony ryż jest najbliższy kolorowi białemu - jakkolwiek posiada inne wady takie jak połamane ziarna i naruszony

172 859 wygląd ziaren po ugotowaniu. Rozprowadzany w handlu sparzany ryż, jakkolwiek wykazuje nietkniętą strukturę ziarna, jest najdalszy od koloru białego. Produkt ryżowy według wynalazku, otrzymywany z materiału wyjściowego w postaci ryżu brunatnego łączy w sobie wytrzymałość obydwu powyższych, a jednocześnie wykazuje nienaruszoną strukturę ziarna, jest pozbawiony charakterystycznego sparzonego smaku i posiada kolor który jest zbliżony do prawie białego koloru niesparzonego ryżu.

Na podstawie powyższego można założyć, że dla celów porównawczych każdy z obrabianych cieplnie produktów jest przetwarzany tak, aby w stopniu mielenia występowała strata około 10% początkowego wsadu ryżu (do młyna). Dzieje się tak z tego względu, że efekty brunatnienia w obrabianym cieplnie, mielonym ryżu mogą ulegać zmianie poprzez zmianę mielonej ilości. Mielenie, często określane jako bielenie złuszczające (i/lub poprzez tarcie) usuwa warstwy substancji z powierzchni ryżu. Gdy mielenie rozpoczyna się najpierw na ryżu brunatnym, niezależnie od tego czy jest on obrobiony cieplnie czy nie, występuje gwałtowna zmiana w białości ryżu, ponieważ najpierw jest usunięta większość otrębów. Ponieważ miejsce podziału pomiędzy ciemniejszymi otrębami, a rozpoczynającą się bielszą skrobiową endospermą nie jest łatwe do precyzyjnego oddzielenia, zatem występuje strefa przejściowa lub gradient koloru. Ponadto, występują inne gradienty koloru, łącznie z obecnością materiałów innych niż skrobiowe, takich jak proteiny i tłuszcze. Ponadto, podczas moczenia w procesie sparzania szeroko przyjęto możliwość nieznacznego przechodzenia cukrów, czynnika koloryzującego, pigmentów i innych substancji rozpuszczalnych (nazywanych substancje rozpuszczalne otrębów) z otrębów do górnych warstw endospermy; część tych substancji posiada większą tendencję do brunatnienia niż naturalna endospermą. Górne, ciemniejsze warstwy można zdejmować przy głębszym mieleniu, otrzymując bielszy ryż. Tak więc, młynarz może dokonywać niedostatecznego mielenia i zwiększać wydajność mielenia (polepszając ekonomiczność mielenia), jednakże otrzymuje produkt ciemniejszy. W przeciwieństwie do tego, młynarz może dokonać nadmiernego mielenia lub mielenia głębokiego, tracąc wydajność jednakże uzyskując produkt bielszy. Należy uwzględnić, że znormalizowanie stopnia mielenia standaryzuje efekt białości uzależniony od tej miary, dla możliwości otrzymywania porównywalnych efektów.

Główną korzyścią wynalazku jest minimalizacja efektów brunatnienia bez potrzeby stosowania czynników przeciwdziałających brunatnieniu lub pomiarów przeciwdziałających brunatnieniu. Zwykle przy praktykowaniu wynalazku fachowy pracownik może wyeliminować potrzebę celowego wprowadzania czynników przeciwdziałających brunatnieniu, i jakkolwiek niektóre z nich mogą występować w przypadkowych ilościach (rzędu około 0,1% wagowych lub podobnych) w wynku zewnętrznych okoliczności procesu lub podobnych, to jednak ilość ta wynosi 0 lub blisko 0. Podobnie, zwykle nie ma potrzeby dokonywania pomiarów przeciwdziałających brązowieniu w rodzaju opisanym powyżej, i zwykle żaden z nich nie jest przeprowadzany. Pomimo tego, może się zdarzyć że inne etapy obróbki będą wymagały dokonania działań, które również stanowią pomiary przeciwdziałające brunatnieniu, a produkt ryżowy wykonany z zastosowaniem tych etapów lecz pozbawiony efektów brunatnienia, nawet jeżeli nie będą one dokonywane, będzie również mieścił się w szerokim zakresie wynalazku. Czynniki przeciwdziałające brunatnieniu stanowią substancje, które hamują reakcje brunatnienia, lub maskują efekty brunatnienia w ryżu w stopniu całkowitym lub przynajmniej w znaczącym zakresie. Przykłady takich czynników stanowią siarczany i kwas askorbinowy. Czynnikiem przeciwdziałającym brunatnieniu jest dowolny warunek lub zestaw warunków, które powodują, że gdy ryż jest wystawiony na ich oddziaływanie, to podlega destrukcji, dezaktywacji lub blokowaniu jednego lub więcej enzymów lub związków, które uczestniczą w reakcji brunatnienia, względnie jednego lub więcej prekursorów takiego enzymu/ów lub związku/ów. Przykładowo, można wystawić kawałek materiału biologicznego zawierającego enzym na oddziaływanie wystarczającego ciepła dla spowodowania denaturyzacji enzymu, względnie można namoczyć surowy ryż w wysoce zakwaszonym

172 859 środowisku, które zakłóca reakcję Maillarda. Uniknięcie potrzeby stosowania czynników przeciwdziałających brunatnieniu jest korzystne z tego względu, że redukuje koszty w wyniku oszczędności materiałowych lub procesowych, a ponadto eliminuje obecność substancji obcych, które mogą ujemnie wpływać na posmak, aromat, wartości odżywcze lub inne.

Produkt ryżowy otrzymany sposobem według wynalazku jest przygotowywany przez moczenie brunatnego ryżu w wodzie dla nadania mu zawartości wilgoci wystarczająco wysokiej, aby skrobia ryżowa mogła ulec całkowitej żelatynizacji. Moczenie można przeprowadzać w dowolny odpowiedni sposób, i wystarczające są sposoby konwencjonalne. Można zastosować pojemniki takie jak zbiorniki i kadzie do moczenia typu śrubowego, jednakże wynalazek można praktykować za pomocą dowolnego pojemnika wystarczająco dużego, aby pomieścić pożądaną ilość ryżu i wody. Woda może zawierać rozmaite witaminy lub inne pożądane dodatki, które są przewidziane do wprowadzenia ryżu, jednakże nie jest to istotne. Po namoczeniu, ryż podlega odcedzeniu - przykładowo na sicie o odpowiedniej wielkości oczek (takich jak oczko sita nr 10 według normy amerykańskiej) - przez okres czasu przykładowo 2-5 minut, który jest wystarczający do usunięcia nadmiaru wody. Korzystnie zawartość wilgoci po namoczeniu wynosi około 30-35%, na bazie wilgotnej. Dla pomiaru procentowej zawartości wody w próbce ziaren ryżu, można zastosować dowolny odpowiedni sposób. W zalecanym sposobie stosowanym do moczonego ryżu (jak również ryżu traktowanego parą wodną i końcowej wilgoci ryżu), określony ciężar wilgotnego ryżu podlega suszeniu w piecu przy 100°C. Obliczana jest utrata ciężaru początkowego. Następnie wysuszona w piecu próbka jest zmielona w młynie a ważąca 10 gramów próbka jest włożona do metalowej miseczki, zważona i wysuszona w piecu dla określenia wilgotności ostatecznej. Zawartość wilgoci jest ob-

liczana w następujący sposób:
(ciężar	(ciężżr	(ciężar	(ciężaę
przy	przy +	przy -	przy x 100
początkowej	początkowym	początkowym	kkńccowyi
	osuszemu)	osuszeniu)	ossiuzeniu u

% zawartości wilgoci = (ciężar przy początkowej wilgoci)

Wartość zawartości wilgoci mierzona w sposób powyższy odzwierciedla całkowitą zawartość wilgoci. Jeżeli ryż zostanie osuszony bibułą lub innym materiałem absorpcynym przed pomiarem, wówczas otrzyma się zawartość wilgoci pomniejszoną o wodę powierzchniową. Ryż ulega żelatynizacji przez wystawienie na oddziaływanie przepływu gorącego medium gazowego. Przepływ ten ma taką temperaturę, zaś ryż jest wystawiony na jego oddziaływanie przez taki czas, że nie tylko żelatynizacji ulega skrobia ryżowa, ale ponadto znaczna część powierzchni ryżu zostaje osuszona. Po wystawieniu na oddziaływanie przepływu gorącego medium gazowego, ryż korzystnie ma zawartość wilgoci wynoszącą około 20-30%, na bazie wilgotnej.

Przepływ gorącego medium gazowego jest korzystne tego rodzaju, że jakakolwiek wolna woda na zewnątrz ryżu pozostająca po namoczeniu lub skroplona na powierzchni ryżu podczas kontaktu z medium gazowym, zostaje zasadniczo usunięta poprzez wysuszenie lub poprzez fizyczne usuwające oddziaływanie przepływu gazowego, względnie poprzez obydwa te środki.

Przepływ gorącego medium gazowego można ogólnie scharakteryzowć poprzez jego prędkość, temperaturę, układ przepływu, wielkość przepływu i ciśnienie. Gorące medium gazowe stanowi korzystnie gorące powietrze lub parę wodną, jednakże może też stanowić dowolny inny gaz lub mieszaninę gazu (łącznie z powietrzem i parą wodną), która jest wystarczająca względem funkcji przedstawionych powyżej, ale która jest obojętna względem produktu ryżowego według wynalazku (to jest nie wpływa ujemnie

177 889 na jego własności). Korzystnie, gdy gorące medium gazowe stanowi gorące powietrze, to ma ono temperaturę 150-200°C, prędkość powierzchniową przepływu 100-300 metrów/minutę, przy czym ryż jest wystawiony na oddziaływanie przepływu przez 15-40 sekund pod ciśnieniem 0-380 kpag. Gdy gorące medium gazowe stanowi parę wodną, to korzystnie ma ona temperaturę 105-200°C, przepływ z prędkością powierzchniową 1-100 metrów/minutę, zaś ryż wystawia się korzystnie na ten przepływ 5-40 sekund pod ciśnieniem 0-380 kpag.

Określenie przepływ gorącego medium gazowego określa ciągły ruch molekuł gazowych (np. pary wodnej, powietrza lub pary wodnej i powietrza) wokół poszczególnego ziarna ryżu lub masy, względnie porcji ziaren ryżu. Przepływ ten ma określoną prędkość i w niektórych rozwiązaniach, gdy prędkość przepływu gorącego medium gazowego wzrasta tak, że całe złoże ryżu ulega zawieszeniu, wówczas każda cząsteczka jest otoczona gazem i występuje stan fluidyzacji. Jednakże dla praktykowania wynalazku fluidyzacja nie jest konieczna. W ogólności, fluidyzacja jest wykorzystywana w strumieniu gorącego powietrza przy upakowanych złożach pod oddziaływaniem pary wodnej. Przepływ gorącego medium gazowego może być współbieżny, przeciwbieżny lub mieszany względem przepływu ryżu, jak również pary wodnej, która jest uwolniona z ryżu podczas żelatynizacji, obniżenia ciśnienia i suszenia. Przepływ może być laminarny, względnie turbulentny, ale korzystnie turbulentny, i w szczególności charakteryzuje się wskaźnikiem zwanym liczbą Reynoldsa (Re). Jest to pozbawiona wymiaru liczba, która wzrasta w miarę wzrostu turbulencji. W ogólności, przepływ gorącego medium gazowego mieści się w jednej z dwóch kategorii: jest to albo przepływ gorącego powietrza (to jest suszenie gorącym powietrzem) stosowany przy obróbce atmosferycznej, lub też przepływ gorącej pary wodnej (lub przepływ mieszaniny gorącej pary wodnej/powietrza) stosowany przy obróbce ciśnieniowej.

W szczególności przy stosowaniu brunatnego ryżu należy podkreślić, że przy obróbce atmosferycznej ze względu na obecność nienaruszonych warstw otrębów, w endospermie i granulkach skrobi pozostaje uwięziona pewna ilość gazowych molekuł wody. Wewnątrz ziarna narasta ciśnienie. Jednakże to ciśnienie jest takie, że nie przekracza punktu przerwania warstwy otrębów. Narastanie ciśnienia wskazuje, że dostarczona jest wystarczająca ilość wilgoci do granulek skrobi dla spowodowania żelatynizacji. Występuje to w czasie 5-40 sekund. Wewnętrzne ciśnienie ziarna stopniowo maleje, gdy ryż jest usuwany z oddziaływania przepływu gorącego powietrza, lub też gdy umożliwia się jego suszenie.

W obróbce ciśnieniowej (zwykle parą wodną) brunatnego ryżu, w^.sl^^puje cokolwiek inna dynamika. Podczas oddziaływania parą wodną, para ta najpierw skrapla się na powierzchni ryżu, uwalniając swoje ciepło skroplenia. Ryż ulega ogrzaniu, zwykle do temperatury od 50°C do 200°C, przy czym ilość pary wodnej potrzebnej do ogrzania ryżu może być łatwo obliczona za pomocą konwencjonalnych równań termodynamicznych. Jednakże wilgotne skropliny na powierzchni ryżu mogą powodować poważny szkodliwy wpływ na manipulowalność ryżu, jeżeli skropliny te zostaną absorbowane. Absorbowane skroplmy powodują napęcznienie górnych warstw skrobi, ewentualnie powodują pękanie warstwy otrębów i wydobycie się skrobi z ziarna. Może to spowodować zatkanie wyposażenia roboczego (pochodzące od narastania skrobi na powierzchniach wyposażenia itd). Tak więc istotne jest, aby przeprowadzać proces oddziaływania parą wodną w wystarczająco krótkim odcinku czasu (około 10-30 sekund) w przeciwieństwie do normalnego czasu sparzania niełuszczonego ryżu, wynoszącego około 10 minut tak, aby kondensat nie mógł być absorbowany w głąb ziarna. Następnym ograniczeniem, które powinno być stosowane jest przeprowadzanie procesu oddziaływania parą wodną w taki sposób, aby odsączyć jakiekolwiek tworzące się skropliny. W tym przypadku ryż, który został ogrzany do temperatury procesowej, nie zawiera skroplin na powierzchni. Gdy ciśnienie zostanie zmniejszone do ciśnienia atmosferycznego, wówczas ryż schładza się do 100°C (to jest temperatury wrzenia wody pod ciśnieniem atmosferycznym).

172 859

Aby to nastąpiło, część energii cieplnej jest przekazywana do pochodzącej z namoczenia wilgoci zawartej w ryżu, która ulega odparowaniu i wydobywa się na zewnątrz. Tak więc nie tylko występuje możliwość zlik^ii^cowtinia niepożądanego nadmiaru absorbowanej wilgoci, ale dodatkowo ryż korzystnie ususza się, zwłaszcza na swej powierzchni.

Suszenie powierzchniowe jest dość korzystne wówczas, gdy materiał wsadowy do sparzania stanowi ryż brunatny przy wykorzystaniu pary wodnej jako medium gazowe. Suszenie powierzchniowe powoduje brak wilgoci powierzchniowej, zmniejszając tym samym niekontrolowaną żelatynizację w szczególności granulek skrobi na zewnętrznej endospermie. Niekontrolowanej żelatynizacji częstokroć towarzyszy przerwanie lub pęknięcie granulki skrobi. Warstwy otrębów zostają przerwane i odsłonięty zostaje wewnątrzziarnisty materiał skrobi. Suszenie powierzchniowe ryżu brunatnego minimalizuje tego rodzaju uszkodzenie i umożliwia bardziej równomierny przepływ materiału obrobionych cieplnie ziaren przez urządzenie do obróbki cieplnej i poprzez dalsze wyposażenie.

Temperatura gorącego medium gazowego jest mierzona za pomocą odpowiedniej termopary. Termopara może być utrzymywana we właściwym miejscu za pomocą niewielkiego przewodu, łączącego się z rurami naczynia, w którym następuje sparzanie. Należy uwzględnić, że temperatura jest równie funkcją panującego ciśnienia, i że korzystne jest monitorowanie ciśnienia podczas obróbki ciśnieniowej według wynalazku. Przykładowo, jeżeli jako medium w procesie oddziaływania parą wodną pod ciśnieniem jest stosowana nasycona para wodna, wówczas mierniki ciśnienia mogą być zainstalowane w odpowiednich miejscach w urządzeniu jak wiadomo fachowcom z tej dziedziny. Następny czytnik który może wywierać wpływ na pomiary temperatury gorącego medium gazowego, stanowi ciepło promieniujące ze źródeł zewnętrznych. Przykładowo, nieekranowany termometr lub termopara w strumieniu gazu, blisko powierzchni mającej temperaturę wyższą niż temperatura strumienia gazu, będą sygnalizowały temperaturę wyższą niż prawdziwa temperatura strumienia gazu. Z tego względu, dla skompensowania wpływu ciepła promieniowania, korzystnie stosuje się ekranowanie elementów pomiarowych dla uzyskania dokładnych pomiarów temperatury gazu. Dla pomiaru temperatury ziarna ryżu lub temperatury ściany kadzi można zastosować odpowiednią sondę termiczną znaną fachowcom z tej dziedziny.

Warunki przepływu medium gazowego, takie jak ciśnienie i prędkość, można mierzyć za pomocą rurki pilotowej lub za pomocą anemometru. Jednym ze sposobów określania prędkości jest obliczanie prędkości powierzchniowej, w której przepływ w jednostkach objętościowych w stosunku do czasu, (np. metr sześcienny na sekundę) jest podzielony przez powierzchnię, przez którą przepływ ten następuje (np. metr kwadratowy).

Oczywiście, w sposobie według wynalazku można wprowadzać dodatkowe etapy obróbki. Przykładowo, obrobiony cieplnie ryż może być następnie normowany przy około 70-110°C przez około 15-120 minut. Ponadto, ryż może być dodatkowo suszony, przykładowo do zawartości wilgoci około 11-13%, na bazie wilgotnej. Ryż może być również kondycjonowany po tych obróbkach, blisko temperatury otoczenia do około 45°C przez około 3-6 godzin, w razie potrzeby. Jak to jest zwyczajowe w przypadku ryżu, może on następnie być zmielony.

Sposób według wynalazku jest opisany i przedstawiony poniżej na podstawie przykładów. Należy uwzględnić, że przykłady te są zastosowane jedynie dla ilustracji wynalazku a nie dla jego ograniczenia. Należy ponadto uwzględnić, że fachowcy z tej dziedziny mogą dokonywać rozmaitych zmian i modyfikacji odnośnie produktu i sposobu bez wykraczania poza istotę wynalazku, jak określono w załączonych zastrzeżeniach.

Przykłady. Próbka ryżu brunatnego, gatunek Lemont, została namoczona w wodzie przy 70°C przez 90 minut. Zmierzono zewnętrzną zawartość wilgoci brunatnego ryżu i stwierdzono, że wyniosła 39,3. Namoczony ryż odsączono na sicie przez 2 minuty. W takim stanie wilgotnym, ryż nie mógł przepływać swobodnie i był dość trudny do obsługiwania. Zmierzono różnicę wilgoci minus woda powierzchniowa ryżu i stwierdzono, że wynosi ona 31,4%. Odwodniony ryż podzielono następnie na cztery porcje.

Przykład T (nie zgodny z wynalazkiem):

Pierwszą część ryżu umieszczono w suszarce z gorącym powietrzem. Ryż wystawiono na oddziaływanie przypływu gorącego powietrza tak, że uległ całkowitej fluidyzacji. Temperatura powietrza wlotowego do sekcji suszącej była ustawiona na 95°C. Wylot z tej sekcji miał 90°C. Obróbkę prowadzono przez 20 sekund. Przy końcu obróbki, ryż wyjęto z suszarki. Ryż był pozbawiony zbryleń i łatwo się przesypywał. Średnia całkowita wilgoć zawarta w ryżu wynosiła około 26,4%. Jednakże nie uległ on żelatynizacji, jak wskazuje jego zawartość wyrównoważonej wilgoci, którą stwierdzono jako wynoszącą 43,6, zasadniczo równą wilgotności początkowego surowego ryżu. Następnie ryż osuszono, zmielono i- ugotowano dla spożycia. Stwierdzono że ugotowane ziarna nie były nienaruszone. Kolor zmielonego był biały. Posmak był pozbawiony charakterystycznego smaku.

Przykład TT (według wynalazku):

Drugą część namoczonego ryżu opisanego powyżej umieszczono w tej samej suszarce z gorącym powietrzem. Następnie ryż poddano oddziaływaniu gorącego powietrza, które miało temperaturę wlotową 190°C i temperaturę wylotową 180°C, i uzyskano całkowitą fluidyzację ziaren ryżu. Czas wystawienia wynosił 20 sekund. Przy końcu obróbki, ryż ulegał zasadniczo w 1% żelatynizacji, co wykazała wartość zrównoważonej wilgotności wynosząca 209. W ryżu nie stwierdzono żadnych zbryleń. Zawartość wilgoci po wystawieniu określono jako wynoszącą 21,6%. Następnie ryż wysuszono, zmielono i ugotowano dla spożycia. Kolor zmielonego ryżu był biały. Posmak był pozbawiony charakterystycznego sparzonego posmaku. Ugotowane ziarna były nie naruszone.

Przykład TTT (niezgodny z wynalazkiem):

Trzecią część namoczonego ryżu opisanego powyżej umieszczono w naczyniu z parą wodną wyposażonym w środki do kontroli ciśnienia. Parownik ten był tak zaprojektowany, że była zminimalizowana ilość płynnej wody tworzącej się ze skraplania pary wodnej na ścianach naczynia. Parę wodną stosowano pod ciśnieniem pary nasyconej wynoszącej 68,7 kPa przez 10 minut. Podczas początkowego sprężania, przepływ pary wodnej był znaczący w wyniku potrzeby ogrzania zarówno ryżu jak i naczynia do temperatury nasyconej pary wodnej. Po uzyskaniu docelowego ciśnienia 68,7 kPa przepływ pary wodnej zmniejszono do pomijalnej wielkości, z wprowadzaniem dodatkowej pary wodnej jedynie dla utrzymania docelowego ciśnienia. Po 10 minutowym okresie, ciśnienie obniżono a ryż wyjęto z kadzi parownikowej. Ziarna uległy żelatynizacji jak stwierdzono poprzez zawartość zrównoważonej wilgoci wynoszącą 114.9. Obliczono procent zbrylonych ziaren jako miarę uszkodzenia ziarna i jako miarę sypkości/manipulowalności. Obliczenie wykazało, że zbryleniu uległo około 17,2% ziaren. Stan zbrylenia jest określany jako dwa lub więcej ziaren ryżu, które są sklejone ze sobą i nie można je łatwo oddzielić. Zawartość wilgoci ryżu została zmierzona i wyniosła około 32,8%. Ryż osuszono, zmielono i następnie ugotowano dla spożycia. Stwierdzono, że struktura ziarna pozostała nienaruszona. Posmak był pozbawiony charakterystycznego smaku sparzonego ryżu. Kolor mielonego ryżu był biały.

Przykład TV (według wynalazku):

Czwartą część ryżu opisanego powyżej umieszczono w naczyniu z parą wodną, opisanym powyżej w przykładzie TTT. W tym przypadku docelowe ciśnienie wynosiło 206 kPa, stosowane przez okres czasu 20 sekund. Parownik ten był uruchamiany w taki sposób, że przepuszczano przepływ znacznej ilości pary wodnej przez upakowane złoże ryżu. Po 20 sekundach, ryż wyjęto z naczynia. Ziarna uległy zasadniczo w 100% żelatynizacji, jak wykazano przez zrównoważoną zawartość wilgoci wynoszącą 192,1. Dokonano pomiaru zbrylonych ziaren. Obliczenie wskazało, że około 1,2% ziaren było w stanie zbrylonym. Zmierzono zawartość wilgoci w ryżu i stwierdzono, że wyniosła 29,5%. Następnie ryż osuszono, zmielono i ugotowano dla spożycia. Kolor zmielonego

172 859 ryżu był biały. Ugotowane ziarna byłe nienaruszone. Posmak ryżu był pozbawiony charakterystycznego sparzonego posmaku.

Podsumowanie

Celem przykładu I jest zilustrowanie możliwości suszenia moczonego ryżu tak, że może on swobodnie przepływać lecz nie ulegać żelatynizacji. Kolor zmielonego ryżu jest biały, jednakże posiada on niewłaściwą strukturę ziarna po ugotowaniu.

W przeciwieństwie do tego, w przykładzie II uzyskiwana jest żelatynizacja, gdy warunki suszenia są zgodne z obecnym wynalazkiem. Kolor zmielonego ryżu jest biały i posiada on nienaruszoną strukturę ziarna po ugotowaniu.

W przykładzie III pokazano, że oddziaływanie parą wodną może powodować żelatynleację z możliwością wystąpienia niedostatecznej manipulowalności. Kolor ryżu jest biały i posiada on nienaruszoną strukturę ziarna po ugotowaniu.

W przykładzie IV pokazano, że oddziaływanie parą wodną według wynalazku może powodować otrzymywanie ryżu, który jest zarówno zżelatynleńwany jak i swobodnie się przesypuje. Kolor ryżu jest biały i posiada on nienaruszoną strukturę ziarna po ugotowaniu.

Poniżej przedstawiono tabelę z wynikami:

Przykład	Żelatynizacja ?	Swobodny przepływ ?	Biały kolor ?	Nienaruszenie	Pozbawienie sparzonego posmaku
1	NIE	TAK	TAK	NIE	TAK
2	TAK	TAK	TAK	TAK	TAK
3	TAK	NIE	TAK	TAK	TAK
4	TAK	TAK	TAK	TAK	TAK

172 859

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania sparzonego produktu ryżowego, polegający na moczeniu ryżu brunatnego do uzyskania zawartości wilgoci wystarczająco dużej, aby skrobia ryżowa mogła ulec zasadniczo całkowitej żelatynizacji, i na wystawianiu tego ryżu na oddziaływanie przepływu gorącego medium gazowego w takiej temperaturze i w takim okresie czasu, że skrobia ryżowa ulega żelatynizacji a powierzchnia ryżu zostaje w znacznej części osuszona, znamienny tym, że jako gorące medium gazowe stosuje się gorące powietrze w temperaturze 150-200°C, przy czym to gorące powietrze przepuszcza się z prędkością powierzchniową wynoszącą 100-300 metrów/minutę, zaś ryż wystawia się na oddziaływanie tego przepływu gorącego powietrza przez 15-40 sekund pod ciśnieniem 0-380 kpag.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że usuwa się jakąkolwiek wolną wodę pozostającą po namoczeniu na zewnątrz ryżu lub skroploną na nim podczas kontaktowania z powietrzem, poprzez osuszenie i/lub przez fizyczne usunięcie oddziaływania przepływu powietrza.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed wystawieniem ryżu na oddziaływanie przepływu gorącego powietrza, ryż moczy się do całkowitej zawartości wilgoci wynoszącej około 30-38%, na bazie wilgotnej.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ryż wystawia się na oddziaływanie przepływu gorącego powietrza do zawartości wilgoci wynoszącej około 20-30%, na bazie wilgotnej.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ryż poddaje się dodatkowo normowaniu w temperaturze około 70-110°C przez około 15-120 minut.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ryż poddaje się dodatkowo suszeniu do zawartości wilgoci wynoszącej około 11-13%, na bazie wilgotnej.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że ryż poddaje się dodatkowo kondycjonowaniu w temperaturze od temperatury bliskiej temperatury otoczenia do około 45°C przez około 3-6 godzin.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że ryż poddaje się dodatkowo młóceniu.
9. Sposób wytwarzania sparzonego ryżu, polegający na moczeniu brunatnego ryżu do uzyskania zawartości wilgoci wystarczająco dużej, aby skrobia ryżowa mogła ulec zasadniczo całkowitej żelatynizacji, i na wystawianiu tego ryżu na oddziaływanie przepływu gorącego medium gazowego w takiej temperaturze i w takim okresie czasu, że skrobia ryżowa ulega żelatynizacji a powierzchnia ryżu zostaje w znacznej części osuszona, znamienny tym, że jako gorące medium gazowe stosuje się parę wodną w temperaturze 105-200°C, przy czym tę parę wodną przepuszcza się z prędkością powierzchniową wynoszącą 1-100 metrów/minutę, zaś ryż wystawia się na oddziaływanie tego przepływu pary wodnej przez 5-40 sekund pod ciśnieniem 0-380 kpag.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że usuwa się jakąkolwiek wolną wodę pozostającą po namoczeniu na zewnątrz ryżu, lub skroploną na nim podczas kontaktowania z parą wodną, poprzez osuszenie i/lub przez fizyczne usunięcie oddziaływania przepływu pary wodnej.
11. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że przed wystawieniem ryżu na oddziaływanie przepływu pary wodnej ryż moczy się do całkowitej zawartości wilgoci wynoszącej około 30-38%, na bazie wilgotnej.
12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że ryż wystawia się na oddziaływanie przepływu gorącej pary wodnej, do zawartości wilgoci wynoszącej około 20-30%, na bazie wilgotnej.

172 859
13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że ryż poddaje się dodatkowo normowaniu w temperaturze około 70-110°C przez około 15-120 minut.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że ryż poddaje się dodatkowo suszeniu do zawartości wilgoci wynoszącej około 11-13%, na bazie wilgotnej.
15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że ryż poddaje się dodatkowo kondycjonowaniu ryżu w temperaturze od temperatury bliskiej temperatury otoczenia do około 45°C przez około 3-6 godzin.
16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że ryż poddaje się dodatkowo młóceniu.