PL231240B1 - Sposób wytwarzania makaronu i makaron - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania makaronu z semoliny, w którym do semoliny dodaje się preparat błonnikowy owsiany otrzymany z obłuszczonego ziarna owsa, zawierający od 40 do 48% wag. błonnika pokarmowego, w tym od 20 do 25% wag. frakcji nierozpuszczalnych w wodzie i od 19 do 23% frakcji rozpuszczalnych w wodzie, od 14 do 25% wag. białka, od 1 do 12% wag. tłuszczów, od 2 do 25% węglowodanów przyswajalnych, o wilgotności nie większej niż 12% wag., o stopniu rozdrobnienia D[09] od 100 do 300 µm, przy czym preparat ten dodaje się w ilości od 4 do 20% wag. suchego preparatu w stosunku do mieszaniny mąki i tego preparatu, do mieszaniny mąki i preparatu dodaje się wodę w ilości od 32,0% wag. do 40% wag. w stosunku do mieszaniny mąki i tego preparatu, przy czym wodę dodaje się stopniowo w temperaturze 35°C, po czym ciasto uzyskane z wymienionych wyżej składników miesza się w czasie od 1 do 15 minut, a następnie ciasto wytłacza się w temperaturze od 40°C do 50°C, wytłoczony makaron suszy się do zawartości wody w ilości 11 - 12% wag., a następnie schładza. Zgłoszenie dotyczy także makaronu.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania makaronu i makaron z wysokim udziałem błonnika pokarmowego pochodzenia owsianego.

Znaczące i coraz liczniej odkrywane korzyści ze spożywania produktów bogatych w błonnik pokarmowy stanowią bodziec dla rozwoju i wdrażania produkcji innowacyjnych wyrobów z udziałem tego składnika oraz ciągle udoskonalanych istniejących produktów wysokobłonnikowych. Żywność bogata w błonnik, posiadająca również obniżoną wartość kaloryczną, stanowi grupę żywności funkcjonalnej (Rozporządzenie (WE) nr 1924/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 20 grudnia 2006 r. w sprawie oświadczeń żywieniowych i zdrowotnych dotyczących żywności, uzupełnione przez załącznik do rozporządzenia (WE) nr 116/2010 z dnia 9 lutego 2010 r.), która jest wyjątkowo potrzebna w budowie prawidłowej struktury spożycia produktów żywnościowych. Dieta wysokobłonnikowa (spożycie powyżej 25 g/dobę) wykazuje szereg potencjalnych korzyści zdrowotnych. Określone frakcje błonnika, szczególnie rozpuszczalnego, mogą przyczyniać się do obniżenia poziomu cholesterolu całkowitego, cholesterolu frakcji LDL, jak również trójglicerydów we krwi oraz redukcji ryzyka chorób serca. Błonnik pokarmowy ogranicza ryzyko występowania choroby wieńcowej serca i sprzyja terapii nadciśnienia tętniczego, jak również cukrzycy i otyłości. Błonnik pokarmowy, szczególnie zawarty w produktach zbożowych, łączony jest z regulacją działania przewodu pokarmowego. Stwierdzono również istotny wpł yw błonnika w redukcji schorzeń jelita grubego.

Makaron, obok chleba i kaszy, jest jednym z podstawowych produktów zbożowych. Produkuje się go z semoliny, powstającej w wyniku przemiału pszenicy twardej (Triticumdurum), która charakteryzuje się dobrymi właściwościami technologicznymi, tj. wysoką zawartością białka w ziarnie, wysoką zawartością glutenu mokrego (nie mniejszą niż 27%) oraz żółtokremową barwą, lub ewentualnie z przemiału pszenicy zwyczajnej (Triticumaestivum) szklistej. Jednak w makaronach tradycyjnych z semoliny zawartość błonnika pokarmowego jest bardzo mała i kształtuje się na poziomie około 1,4-2,5 g/100 g makaronu. Z badań Soboty i Skwiry (2009) wynika, że w tradycyjnych makaronach pszennych zawartość całkowitego błonnika pokarmowego wynosi od 4 do 4,5% s.m. Podobne wartości błonnika całkowitego (4,8-5,3 g/100 g makaronu) odnotował Mariani-Costantini (1988).

Ważnym czynnikiem wpływającym zarówno na właściwości prozdrowotne produktów piekarniczych, jak i na ich parametry technologiczne i sensoryczne, jest zawartość konkretnych frakcji błonnika. Wiadomo, że istnieją dwie frakcje błonnika: nierozpuszczalna w wodzie (np. celuloza, ligniny, niektóre hemicelulozy) oraz rozpuszczalna w wodzie (np. pektyny, śluzy, woski, niektóre hemicelulozy). Każda z tych frakcji błonnika cechuje się odmiennym działaniem prozdrowotnym. Błonnik nierozpuszczalny pęcznieje w środowisku wodnym wypełniając jelita, przez co reguluje ich perystaltykę i zapobiega zaparciom. Błonnik rozpuszczalny w wodzie tworzy w jej środowisku lepki żel. Właściwość ta wpływa na zmniejszenie stężenia cholesterolu we krwi, regulację stężenia glukozy, zmniejszenie wchłaniania cukrów oraz daje uczucie sytości. Istotna jest zatem możliwość wywierania wpływu na zawartość w produkcie konkretnych frakcji błonnika, wykazujących szczególne działanie prozdrowotne, czy odgrywających szczególną funkcjonalną rolę w procesie technologicznym.

Z publikacji DE202005004185 znany jest makaron zawierający włókna zbożowe, np. włókna owsiane, w ilości od 4 do 15% wag. Włókna wprowadzane do makaronu są otrzymywane przez ekstrakcję z łusek ziarna owsa, a otrzymany ekstrakt jest koncentratem składającym się prawie wyłącznie z włókien, zatem zawiera błonnik nierozpuszczalny.

W makaronie zazwyczaj przeważa błonnik nierozpuszczalny, o mniejszym znaczeniu dla regulowania poziomu cholesterolu i cukru w organizmie. Zwiększenie podaży błonnika rozpuszczalnego byłoby zatem bardzo pożądane z punktu widzenia wartości prozdrowotnej tych wyrobów. Jednak dodatek preparatów błonnikowych ma istotny wpływ na kształtowanie struktury, a następnie tekstury i barwy makaronu, jego cech smakowo-zapachowych oraz trwałości. Dobrej jakości makaron powinien być gładki, charakteryzować się półprzezroczystą powierzchnią, szklistym przełomem, bursztynowo złocistą barwą oraz swoistym smakiem i zapachem, zarówno przed, jak i po ugotowaniu. Ponadto nie powinien się kruszyć ani łamać. Dodatek błonnika ma zasadniczy wpływ na wspomniane cechy sensoryczne makaronu. Jest to związane przede wszystkim ze zdolnością wiązania wody przez błonnik pokarmowy, właściwościami żelującymi, jak również teksturotwórczymi, przy czym proporcja poszczególnych frakcji błonnika ma istotny wpływ na te parametry. Właściwości hydratacyjne błonnika determinowane są m.in. porowatością, formą i siłą jonową, wielkością cząstek, strukturą chemiczną, jak również pochodzeniem włókna pokarmowego. Problemem, który powinien zostać rozwiązany jest

PL 231 240 B1 więc otrzymanie makaronu o zwiększonej koncentracji błonnika rozpuszczalnego, przy jednoczesnym uzyskaniu korzystnych cech funkcjonalnych i sensorycznych or az zwiększeniu efektywności produktowej i wydajności, o pozytywnym wpływie na zdrowie.

Dodatek błonnika ma także wpływ na przebieg procesu wytwarzania maka ronu. Makaron otrzymuje się przez uformowanie ciasta z mąki makaronowej, semoliny bądź kaszki makaronowej, wody, z dodatkiem lub bez dodatku jaj, formowanie surowego wyrobu, a następnie jego wysuszenie. Formowanie makaronów może odbywać się poprzez proces wytłaczania, wycinania lub wykrawania. Dodatek błonnika z dużym udziałem frakcji rozpuszczalnych na etapie przygotowywania ciasta makaronowego powoduje wprowadzenie istotnych zmian już na samym początku produkcji. Rozpuszczalne w wodzie frakcje błonnika chłoną dużą ilość wody, niezbędną dla uzyskania ciasta o właściwych parametrach reologicznych, które determinują jakość produktu finalnego. Wszystkie zmiany składu ciasta, jak również proporcje, mają istotny wpływ na parametry technologiczne w procesie wytwa rzania, takie jak ciśnienie podczas procesu wytłaczania, energię mechaniczną i szybkość wytłaczania, jak również energię mechaniczną właściwą wytłaczanych produktów. W warunkach przemysłowych najczęściej ciśnienie wywierane przez ślimak tłoczący jest duże i wynosi 10-11 MPa, średnica ślimaka tłoczącego wynosi około 150 mm, a liczba jego obrotów wynosi 12-15 na minutę. Komora ślimaka oraz głowica układu plastyfikującego wyposażone są w płaszcz wodny pozwalający utrzymać temperaturę 40°C. Zastąpienie części mąki dodatkiem błonnika o dużym udziale frakcji rozpuszczalnej w wodzie, w wyniku czego uzyskuje się ciasto o specyficznych parametrach, powoduje konieczność licznych zmian w procesie wytwarzania makaronu. Z drugiej strony, dla producentów makaronów ważne jest, aby makaron z dodatkiem błonnika mógł być otrzymywany zgodnie ze standardową lub bardzo zbliżoną procedurą.

Celem wynalazku było uzyskanie makaronu o wysokiej akceptowalności konsumenckiej i charakteryzującego się walorami prozdrowotnymi dzięki dużej zawartości błonnika, zwłaszcza jego frakcji rozpuszczalnych w wodzie, możliwego do wytwarzania w procesie nie wymagającym zmian w stosunku do procesu standardowego. Wyżej zdefiniowane problemy zostały rozwiązane dzięki zastosowaniu w procesie wytwarzania makaronu dodatku mikronizowanego preparatu błonnikowego o określonym udziale poszczególnych frakcji rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych.

Sposób wytwarzania makaronu według wynalazku charakteryzuje się tym, że do semoliny dodaje się preparat błonnikowy owsiany otrzymany z obłuszczonego ziarna owsa, zawierający od 40 do 48% wag. błonnika pokarmowego, w tym od 20 do 25% wag. frakcji nierozpuszczalnych w wodzie i od 19 do 23% frakcji rozpuszczalnych w wodzie, od 14 do 25% wag. białka, od 1 do 12% wag. tłuszczó w, od 2 do 25% węglowodanów przyswajalnych, o wilgotności nie większej niż 12% wag., o stopniu rozdrobnienia D[0,9] od 100 gm do 300 gm, przy czym preparat ten dodaje się w ilości od 4 do 20% wag. suchego preparatu w stosunku do mieszaniny mąki i tego preparatu. Do mieszaniny mąki i preparatu dodaje się wodę w ilości od 32,0% wag. do 40% wag. w stosunku do mieszaniny mąki i tego preparatu, przy czym wodę dodaje się stopniowo, korzystnie w temperaturze 35°C, po czym ciasto uzyskane z wymienionych wyżej składników miesza się w czasie od 1 minuty do 15 minut, a następnie ciasto wytłacza się w temperaturze od 40°C do 50°C i wytłoczony makaron suszy się do zawartości wody w ilości 11-12% wag., a następnie schładza.

Korzystnie suszenie prowadzi się w trzech etapach. Pierwszym etapem jest podsuszanie w temperaturze 45-55°C, w czasie 2-8 minut, z jednoczesnym wytrząsaniem, w celu zapobiegania sklejeniu się makaronu. Drugim etapem jest suszenie wstępne w suszarce przesypowej, w temperaturze od 68 do 75°C, w czasie 60-100 minut. Trzecim etapem jest suszenie właściwe, w suszarce przesypowej, w temperaturze 58-65°C, aż do osiągnięcia właściwej wilgotności.

Etap chłodzenia wysuszonego makaronu może być przeprowadzony w temperaturze otoczenia, albo w temperaturze 10-20°C.

W wyniku tak przeprowadzonego procesu według wynalazku uzyskuje się makaron bezjajeczny o następujących parametrach: zawartość błonnika owsianego od 4% do 18% wag., udział węglowodanów od 60 do 65% wag., udział białka od 12 do 14% wag., udział tłuszczu od 0,7 do 3,5% wag.

W sposobie według wynalazku część mąki zastąpiono wysokorozdrobnionym preparatem błonnikowym o dużym udziale frakcji rozpuszczalnej w wodzie. Jednocześnie zwiększono udział wody. Wysoki stopień rozdrobnienia błonnika pozwala na uzyskanie makaronu o gładkiej, półprzezroczystej powierzchni, szklistym przełomie i barwie, smaku i zapachu nieodbiegających od klasycznego makaronu. Odpowiedni dodatek wody pozwala na zachowanie parametrów produkcyjnych makaronu, przy

PL 231 240 B1 nieznacznie podwyższonej temperaturze wytłaczania. Makaron charakteryzuje się wysoką sprężystością i elastycznością, ze zredukowanym efektem sklejania po obróbce termicznej i przywierania do powierzchni oraz zwiększoną atrakcyjnością barwy ze względu na wyższe nasycenie barwy żółtej oraz wyrównania barwy na przekroju, bez widocznych punktowych przebarwień wynikających z obecności cząstek odpowiednio zmikronizowanego preparatu błonnikowego. Barwa otrzymanego makaronu jest kojarzona przez konsumentów z produktami prozdrowotnymi, co stanowi zachętę do spożywania tego produktu. Makaron ma wysoką wydajność po obróbce termicznej ze względu na wyższą inkorporację wody w strukturę makaronu. Ponadto osiągnięto skrócenie czasu gotowania makaronu ze względu na wyższą zawartość wody w makaronie, która jest najlepszym przewodnikiem ciepła w produkcie oraz uzyskano redukcję strat suchej masy względem uzyskanej wyższej efektywności produktowej (wydajności) i jej wypłukiwania ze względu na krócej trwający proces gotowania. Również dzięki zwiększonej zawartości wody w odpowiednio ukonstytuowanej strukturze makaronu uzyskano w sposób nieoczekiwany i niezamierzony, ale wyjątkowo korzystny stan zwiększonej sprężystości i ciągliwości przy odpowiednim naprężeniu makaronu, równolegle ze zwiększoną zawartością wody, a niższą koncentracją węglowodanów i białek w przeliczeniu na 100 g produktu.

W efekcie uzyskuje się makaron o zwiększonym udziale prozdrowotnego błonnika rozpuszczalnego, bez zmiany jego charakterystyki sensorycznej. Dzięki temu konsumenci nie muszą zmieniać swoich przyzwyczajeń wybierając makaron o walorach prozdrowotnych.

Makaron zawierający wyższą zawartość błonnika posiada właściwość wyższej sytości przy niższej dostarczonej dawce kaloryczności, dłuższy okres metabolizmu ze względu na redukcję tzw. pików insulinowych i dynamiki metabolizmu węglowodanów - jest to szczególnie ważne w procesie wspomagającym leczenie cukrzycy i otyłości oraz nadwagi, bo pozwala na eliminację uczucia głodu przy dużo niższej dawce pożywienia, a tym samym dostarczonych kilokalorii. Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładzie.

P r z y k ł a d.

Semolinę o wielkości cząstek D[4.3] =345 μm, wilgotności 10% wag., udziale glutenu mokrego 32% i aktywności wody 0,51 zmieszano z preparatem błonnikowym owsianym otrzymanym z obłuszczonego ziarna owsa o stopniu rozdrobnienia D[0,9] = 280 μm, o zawartości błonnika 44%, w tym 21% wag. frakcji rozpuszczalnych w wodzie i 23% wag. frakcji nierozpuszczalnych w wodzie, 20% wag. białka, 10% wag. tłuszczów, 20% węglowodanów przyswajalnych, o wilgotności nie przekraczającej 10% wag. Do mieszaniny dodawano stopniowo wodę w temperaturze 35°C, cały czas mieszając, a następnie kontynuowano mieszanie przez 5 minut. Gotowe ciasto wytłaczano w ekstruderze z matrycą formującą, w temperaturze 42°C. Wytłoczony makaron podsuszano w temperaturze 50°C, w czasie 3 minut, z wytrząsaniem zapobiegającym sklejaniu się makaronu. Następnie makaron suszono wstępnie, w suszarce przesypowej, w następującym cyklu: 14 minut w 70°C, 40 minut w 72°C, 26 minut w 73°C. Kolejny etap, czyli suszenie właściwe prowadzono w suszarce przesypowej, w następującym cyklu: 26 minut w 63°C, 150 minut w 60°C, 160 minut w 63°C. Proces suszenia prowadzono do wilgotności 11,3% wag. Po zakończeniu suszenia makaron schładzano w chłodnicy, w temperaturze 20°C, przez 8 minut, a następnie pakowano.

Wyżej opisanym sposobem otrzymano makaron z udziałem surowców podanym w Tabeli 1. Parametry charakteryzujące uzyskane wyroby przedstawiono w Tabeli 2.

T a b e l a 1.

	0	4	8	12	16	20
semolina	1000 g	960 g	920 g	880 g	840 g	800 g
preparat błonnikowy	-	40 g	80 g	120 g	160 g	200 g
woda	320,0 g	326,0 g	332,9 g	339,6 g	346,4 g	353,3 g

PL 231 240 B1

T a b e l a 2.

	0	4	8	12	16	20
Zawartość błonnika pokarmowego [g/100 g]	2.4	4.1	7.7	11.4	14.9	17.02
Wydajność procesu gotowania [%]	213.09	231.29	213.57	216.76	222.81	220.48
Straty suchej masy podczas gotowania [%]	2.89	3.15	2.56	3.06	3.62	3.98
Twardość [N]	2.25	2.63	3.24	3.84	4.71	4.89
Sprężystość [-]	0.85	0.92	0.92	0.86	0.81	0.86

Wyżej opisanym sposobem otrzymano gotowe makarony w trzech formach: gniazdko, rurka ukośna i świderki. Czas gotowania wynosił 6 minut. We wszystkich trzech formach makaronu z dodatkiem błonnika zauważalna była poprawa atrakcyjności koloru produktu, zarówno przed gotowaniem, jak i po ugotowaniu. Sprężystość i elastyczność makaronów po ugotowaniu była bardzo dobra, niezależnie od udziału ilościowego błonnika. Wszystkie trzy formy makaronu po ugotowaniu odznaczały się zwiększoną wyczuwalnością i intensywnością. Makarony przed ugotowaniem nie posiadały zniekształceń, a po ugotowaniu zachowały swój kształt.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania makaronu z semoliny, w którym semolinę miesza się z wodą, uzyskane ciasto wytłacza się i suszy, znamienny tym, że do semoliny dodaje się preparat błonnikowy owsiany otrzymany z obłuszczonego ziarna owsa, zawierający od 40 do 48% wag. błonnika pokarmowego, w tym od 20 do 25% wag. frakcji nierozpuszczalnych w wodzie i od 19 do 23% frakcji rozpuszczalnych w wodzie, od 14 do 25% wag. białka, od 1 do 12% wag. tłuszczów, od 2 do 25% węglowodanów przyswajalnych, o wilgotności nie większej niż 12% wag., o stopniu rozdrobnienia D[0,9] od 100 do 300 ąm, przy czym preparat ten dodaje się w ilości od 4 do 20% wag. suchego preparatu w stosunku do mieszaniny mąki i tego preparatu, do mieszaniny mąki i preparatu dodaje się wodę w ilości od 32,0% wag. do 40% wag. w stosunku do mieszaniny mąki i tego preparatu, przy czym wodę dodaje się stopniowo, po czym ciasto uzyskane z wymienionych wyżej składników miesza się w czasie od 1 do 15 minut, a następnie ciasto wytłacza się w temperaturze od 40°C do 50°C, wytłoczony makaron suszy się do zawartości wody w ilości 11-12% wag., a następnie schładza.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że suszenie prowadzi się w trzech etapach, przy czym pierwszym etapem jest podsuszanie w temperaturze 45-55°C, w czasie 2-8 minut, z jednoczesnym wytrząsaniem, drugim etapem jest suszenie wstępne w suszarce przesypowej, w temperaturze od 68 do 75°C, w czasie 60-100 minut, a trzecim etapem jest suszenie właściwe, w suszarce przesypowej, w temperaturze 58-65°C, aż do osiągnięcia właściwej wilgotności.

3. Makaron bezjajeczny o zawartości błonnika owsianego od 4% do 18% wag., udziale węglowodanów od 60 do 65% wag., udziale białka od 12 do 14% wag., udziale tłuszczu od 0,7 do 3,5% wag. otrzymany sposobem określonym w zastrzeżeniu 1, w którym błonnik owsiany pochodzi z preparatu błonnikowego otrzymanego z obłuszczonego ziarna owsa, zawierającego od 40 do 48% wag. błonnika pokarmowego, w tym od 20 do 25% wag. frakcji nierozpuszczalnych w wodzie i od 19 do 23% frakcji rozpuszczalnych w wodzie, od 14 do 25% wag. białka, od 1 do 12% wag. tłuszczów, od 2 do 25% węglowodanów przyswajalnych, o wilgotności nie większej niż 12% wag., o stopniu rozdrobnienia D[0,9] od 100 do 300 ąm, dodanego w ilości od 4 do 20% wag. suchego preparatu w stosunku do mieszaniny mąki i tego preparatu.