RO113041B1 - Procedeu de obținere a unui extract de cereale - Google Patents

Abstract

Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a unui extract de cereale ce conține celuloză, procedeu care constă în măcinarea materialului cerealier, suspendarea materialului cerealier într-un lichid apos, tratarea suspensiei rezultate cu o substanță alcalină și separarea solidelor de lichid, din amestecul rezultat, după care solidele se tratează cu peroxid de hidrogen la un pH de cel puțin 12, apoi se scade pH-ul de la 5 la 7 și se spală solidele.

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a unui extract de cereale, utilizat ca agent de îngroșare în industria alimentară.

Este cunoscut faptul că extractele de tărâțe de porumb se utilizează ca agenți de îngroșare în industria alimentară. în brevetul US 4927654 este descris un procedeu de obținere a extractelor de hemiceluloză din fibre de plante delignifiate, cum ar fi tărâțe de porumb, procedeu ce constă în tratarea fibrelor de plante cu hidroxid de sodiu sub formă de soluție și acidularea amestecului rezultat pentru a precipita o primă fracțiune de hemiceluloză. A doua fracțiune de hemiceluloză este precipitată din filtratul rezultat prin adăugare de etanol.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este stabilirea modului de lucru și a parametrilor de procedeu pentru obținerea unui extract din material cerealier printr-un procedeu simplu, astfel, încât produsul obținut să prezinte proprietăți corespunzătoare pentru a fi utilizat ca agent de îngroșare în industria alimentară.

Conform invenției, extractul de cereale este obținut ca reziduu insolubil de celuloză înălbită al unui material de cereale extras alcalin (de exemplu, pereții celulari ai tărâțelor de porumb) și poate conține alți biopolimeri insolubili în afară de celuloză.

Procedeul, conform invenției, de obținere a unui extract de cereale ce conține celuloză cuprinde etapele: măcinarea materialului cerealier, suspendarea într-un lichid apos a materialului cerealier măcinat, tratarea suspensiei rezultate cu o substanță alcalină, separarea solidelor și lichidului din amestecul rezultat, după care solidele se tratează cu peroxid de hidrogen la un pH de cel puțin 12, se scade pH-ul de la 5 la 7 și se spală solidele.

Procedeul, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

-este simplu și economic;

-permite obținerea, atât a unei polizaharide insolubile, cât și a unei polizaharide solubile în alcalii care poate fi utilizată în industria alimentară ca ingredient;

-randamentul de extracție este ridicat.

Materialul cerealier este macinat (fie în formă umedă, fie în formă uscată) până la o dimensiune a particulelor cuprinsă între 50 și 250 μηη, de preferință între 80 și 180//m. Lichidul apos în care materialul cerealier măcinat este suspendat este de preferință apa, dar poate fi, de asemenea, o soluție sau o suspensie de alte substanțe în apă, cu condiția ca acestea să nu interfereze în mod nefavorabil cu etapele ulterioare ale procedeului. Suspensia conține de la 5% până la 10%, de preferință 8%, greutate uscată/volum de tărâțe de porumb măcinată și poate fi obținută la temperatura ambiantă.

Materialul cerealier este, de preferință, pleavă sau tărâțe de cereale și poate fi obținut din cereale cum ar fi, porumb, orz, grâu, orez sau ovăz sau malț. De preferință, materialul cerealier este tărâța de porumb. Materilul măcinat poate fi sortat în aer sau cernut pentru a îndepărta amidonul și procedeul de îndepărtare a amidonului poate consta în îndepărtarea amidonului prin tratament cu enzime corespunzătoare, de exemplu, cu diatază [alfa- sau beta-amilază).

Pentru a efectua tratarea alcalină a suspensiei rezultate se pot utiliza mai multe substanțe alcaline, de exemplu hidroxizi de metale alcaline cum sunt hidroxizii de sodiu și de potasiu sau carbonatul de sodiu sau de calciu. De preferință, la suspensie se adaugă hidroxid de potasiu (de exemplu, sub formă solidă], într-o cantitate astfel, încât amestecul să conțină hidroxid de potasiu la o concentrație de cel puțin 4% greutate/volum. Amestecul poate fi agitat pentru a dizolva hidroxidul de potasiu. Aceasta este însoțită de o modificare a culorii de la galben deschis la portocaliu. Amestecul este, de preferință, încălzit de la 70°C până la 80°C, timp de o oră și 30 min până la -două ore-și 30 min cu scopul de a efectua o extracție maximă sau până când se

RO 113041 Bl observă o creștere rapidă a viscozității amestecului. pH-ul amestecului este apoi scăzut la valori de la 5 la 7 (de exemplu, pH neutru) cu un acid (de exemplu, acid clorhidric diluat sau concentrat). Aceasta 5 poate fi însoțită de o modificare vizibilă a culorii și de o tulburare a amestecului. Extractul este, de preferință, separat de materialul insolubil prin filtrare printr-un filtru grosier (de exemplu, sticlă sinterizată 10 grad O la scală de laborator/5-50 vm mesh plastic pe o scală mai mare) cu aplicare de vid parțial sau prin centrifugare.

Materialul insolubil poate fi spălat in situ pe filtru cu apă caldă pentru a se 15 obține gradul dorit de extrație. Extracția prin acest procedeu conduce la randamente de 45-55% din greutatea uscată a materialului.

Materialul insolubil obținut din 20 extracția alcalină a materialului hemicelulozic poate fi resuspendatîn apă pentru a se obține o suspensie ce conține de la 2% până la 5%, de preferință, de la 2,5% până la 3,0% greutate/volum solide 25 separate. pH-ul suspensiei este ridicat de la 12 la 13, de preferință, 12,2-12,5, prin adăugarea, hidroxid de potasiu 40% greutate/volum.

După creșterea temperaturii (de 30 exemplu, de la 7O°C la 75°C] într-un vas încălzit indirect, se adaugă peroxid de hidrogen (de exemplu, 30 volume sau 10 volume), de preferință, într-o cantitate astfel, încât să rezulte un amestec care 35 să conțină de la 15% până la 20% greutate peroxid de hidrogen/greutate material insolubil. Temperatura este menținută, cu agitare blândă la o valoare ridicată, de preferință, de la 70 C. până la 80°C (cum ar fi de la 70 C la 75 C) timp de două până la cinci ore (de exemplu trei-patru ore). Capacitatea vasului de reacție trebuie să fie cu până la 20% mai mare pentru a permite spumarea la adăugarea peroxidului. Suspensia poate fi păstrată timp de câteva zile în acest stadiu fără pierderi sau deteriorare. După reacția cu peroxidul de hidrogen, pH-ul suspensiei este scăzut sub 7 (de exemplu de la 5,5 la 6,0) cu un acid cum ar fi acidul clorhidric. Materialul solubilizat este, de preferință, îndepărtat prin filtrare în vid parțial (filtru de sticlă sinterizată grad O pe scală de laborator. 5-50.im mesh plastic pe o scală mai mare).

Materialul insolubil poate fi apoi spălat pe filtru cu apă, de preferință, cu cel puțin 3 volume de apă. Materialul spălat poate fi stocat aseptic sau suspendat și uscat prin pulverizare.

Acest extract poate fi utilizat ca agent de îngroșare pentru produse alimentare dar posedă, de asemenea, proprietăți lipomimetice. Extractul pe bază de fi purificat în modul următor:

1. Extractele și apele de spălare sunt combinate și diluate astfel, încât solidele dizolvate total sunt în intervalul 2,5% greutate/volum.

2. Extractul diluat este introdus întro instalație de ultrafiltrare cu curgere tangențială (în următoarele condiții în timpul fazei pilot) volum inițial .............100 I;

suprafața membranei.........6 m² configurația membranei.....tuburi paralele;

tipul membranei . . . polisulfonic 15000 mwce debitul mediu de flux . . 9 până la 10 I m'^a.h-1 timp de trecere...............85 min.

Retentantul concentrat a fost diluat 45 cu 30 I de apă și operația a fost repetată de trei ori înainte ca conținutul solidelor din filtrat'să se apropie de zero.

Decolorarea și dezodorizarea, în continuare, pot fi realizate prin trecerea 50 filtratului diluat desalinizat pe o coloană de carbon conținând Anthrosorb pentru îndepărtarea mirosurilor și Norit C pentru îndepărtarea culorii.

Extractul, care în acest stadiu este relativ vâscos poate fi uscat prin înghețare,

RO 113041 Bl uscare în vid sau uscare prin pulverizare.

Extractul este în principal un amestec complex de hemiceluloză solubil în alcalii.

Extractul obtinut poate fi utilizat ca agent de umflare sau ca agent de îngrosare în industria alimentară. De asemenea, acest extract prezintă proprietăți adezive.

Se dă. în continuare, un exemplu de realizare a procedeului, conform invenției.

Tărâța de porumb măcinată uscată a fost în continuare măcinată până la o dimensiune a particulelor de 8Ο-18Ομηη. La o suspensie de tărâțe de porumb de 8% greutate uscată/volum în apă la temperatură ambiantă s-a adăugat hidroxid de potasiu (solid) pentru a rezulta o concentrație de 4% greutate/volum hidroxid de potasiu. Amestecul a fost agitat pentru dizolvarea hidroxidului de potasiu. Amestecul a fost încălzit la 7O°C până la 8O°C, timp de o oră și 30 min până la două ore și 30 minute, pentru a efectua extracția maximă sau până la creșterea rapidă a viscozității. Amestecului de reacție i s-a scăzut pH-ul până la un pH neutru cu acid clorhidric concentrat. Această scădere a pH-ului este însoțită de o modificare vizibilă a culorii și de o “tulburare” a amestecului. Extractul a fost separat de materialul insolubil prin filtrare printr-un filtru grosier (de exemplu, sticlă sinterizată grad □) cu aplicarea unui vid parțial. Materialul insolubil a fost spălat in situ pe filtru cu apă caldă.

Materialul insolubil a fost apoi resuspendat în apă pentru a rezulta o suspensie de 2,5%-3,0%. Hidroxidul de potasiu 40% greutate/volum a fost adăugată pentru a ridica pH-ul la 12,212,5. După creșterea temperaturii la 7075°C, într-un vas cu încălzire indirectă, s-a adăugat peroxidul de hidrogen (30 volume) astfel, încât peroxidul de hidrogen să fie prezent în proporție de 15-20% greutate uscată/greutate material insolubil. Temperatura a fost menținută, cu agitare blândă, la 7O-75°C, timp de treipatru ore.

După reacția cu peroxidul de hidrogen, pH-ul suspensiei a fost ajustat la 5,56

6,0 cu acid clorhidric. Materialul solubilizat a fost îndepărtat prin filtrare sub vid parțial (filtru din sticlă sinterizată grad O).

Materialul insolubil a fost apoi spălat pe filtru cu cel puțin 3 volume de apă.

S-a obținut un extract care poate fi utilizat în industria alimentară ca agent de îngroșare sau ca adeziv.

Claims (14)

1. Revendicări

   1. Procedeu de obținere a unui extract de cereale, ce conține celuloză care cuprinde etapele de măcinare a materialului cerealier, suspendarea materialului cerealier într-un lichid apos, tratarea suspensiei rezultate cu o substanță alcalină și separarea solidelor de lichidul din amestecul rezultat, caracterizat prin aceea că, solidele se tratează cu peroxid de hidrogen la un pH de cel puțin 12, se scade pH-ul suspensiei tratate la valori cuprinse între 5 și 7, după care solidele se spală.
2. 2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, materialul cerealier este măcinat până la o dimensiune a particulelor cuprinsă între 50 și 250 pm, de preferință între 80 și 180 pm.
3. 3. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, suspensia de material cerealier conține de la 5 la 10 % greutate uscată / volum material cerealier măcinat.
4. 4. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, substanța alcalină cu care se tratează suspensia este hidroxidul de potasiu care se adaugă într-o cantitate astfel, încât amestecul să conțină hidroxid de potasiu la o concentrație de cel puțin 4 % greutate / volum, după tratare amestecul menținânduse până când se constată o creștere rapidă a viscozității amestecului.
5. 5. Procedeu, conform revendicărilor 1 și 4, caracterizat prin aceea că, amestecul este menținut la o temperatură cuprinsă între 70 și 80°C, timp de o oră și 30 de min până la două ore și 30 de min.

   RO 113041 Bl
6. 6. Procedeu, conform revendicăm 1, caracterizat prin aceea că, separarea solidelor și lichidului din amestec se realizează prin filtrare.
7. 7. Procedeu, conform revendicăm 1, caracterizat prin aceea că, tratarea solidelor cu peroxid de hidrogen se desfășoară în următoarele faze:

   a) resuspendarea solidelor separate într-un lichid apos ic

   b) creșterea pH-ului suspensiei rezultate

   c) tratarea amestecului cu peroxid de hidrogen

   d) scăderea pH-ului amestecului la is valori sub 7

   e) separarea solidelor din amestec
8. 8. Procedeu, conform revendicărilor

   1 și 7, caracterizat prin aceea că, în etapa a] suspensia rezultată conține de 20 la 2 la 5 % greutate / volum solide separate.
9. 9. Procedeu, conform revendicărilor

   1 și 7, caracterizat prin aceea că, în etapa b] pH-ul suspensiei este ridicat de 25 la 12 la 13 prin adăugarea unei soluții de hidroxid de potasiu.

   g.
10. 10 Procedeu, conform revendicărilor 1 si 7. caracterizat prin aceea că, în etapa c) peroxidul de hidrogen este adăugat într-o cantitate astfel, încât să rezulte un amestec care să conțină de la 15 până la 20 % greutate peroxid de hidrogen / greutate material insolubil, amestecul fiind menținut la o temperatură cuprinsă între 70 și 80 C, timp de două până la cinci ore.
11. 11. Procedeu, conform revendicărilor 1 și 7, caracterizat prin aceea că, în etapa d] pH-ul amestecului este scăzut de la 5,5 la 6,0 cu acid clorhidric.
12. 12. Procedeu, conform revendicărilor 1 și 7, caracterizat prin aceea că, în etapa e) solidele sunt separate din amestec prin filtrare.
13. 13. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, materialul cerealier este pleavă sau tărâțe.
14. 14. Procedeu, conform revendicărilor 1 și 13, caracterizat prin aceea că, cereala din care este obținută materialul cerealier este porumbul.