Рис экструдированный что это

Чем опасны хлебцы, снеки, сухие завтраки и прочие экструдеры?

Экструзия – технология получения изделий путем продавливания вязкого расплава материала или густой пасты через формующее отверстие. В процессе экструзии возможны изменения температуры, давления, продолжительности и интенсивности воздействия на сырье. Известны три основных метода экструзии – холодная формовка, тепловая формовка и так называемая «горячая» экструзия.

Метод экструзии был впервые применен в 1797 году Джозефом Брама для изготовления трубы из свинца. Первые экструдеры для пищевой индустрии начали применяться в США в середине 1960-х годов. В СССР экструдеры для зерна и бобовых выпускал Куйбышевский завод аэродромного оборудования с 1970-х годов. С появлением промышленного производства экструзия нашла применение в пищевой промышленности быстрорастворимых пищевых продуктов и закусок. Это было частью индустриализации и упрощения процесса производства еды.

Методом экструзии сегодня готовятся различные хлебцы и снэки, которые перешли из разряда лакомств в категорию общепринятой еды. Вот список продуктов, которые готовят таким способом:

Существует мнение, что метод экструзии позволяет сохранить в продуктах большинство полезных веществ, которые содержат злаковые: минералы, витамины, протеины, углеводы.

Однако, достоверность этого заявления существенно колеблется в зависимости от того, какой метод экструзии был применен: холодная, теплая и горячая.

Метод холодной экструзии предполагает использование исключительно механических изменений в перерабатываемом материале при его медленном передвижении под воздействием давления и формованием изделия посредством головки. Так, например, готовятся макароны и лапша, а также экструзионно-модифицированная мука – это быстрорастворимый продукт или смесь быстрого приготовления на основе злаков, которая при добавлении воды или молока превращается в суп, кашу, крем или тесто. Производя минимальные воздействия на первоначальный продукт, этот метод наносит и минимальный вред в конечном итоге.

Метод теплой экструзии предполагает смешение сухого сырья и воды, после чего данная смесь подается в экструдер. В экструдере смесь подвергается механическому и тепловому воздействию. Готовый продукт характеризуется невысоким уровнем плотности, увеличенным объемом, пластичностью и ячеистому строению. В некоторых случаях готовые изделия сушат. Типичным примером продукта теплой экструзии являются крекеры и завтраки, которые нужно только залить горячей водой, а также изготовленные по специальным рецептам «глянцевые» макаронные изделия.

Схематичное изображение экструдера

Метод горячей экструзии предполагает протекание процессов на высокой скорости и при значительной температуре. Структура материала подвергается различным изменениям. Тепло поступает к продукту посредством нагревательных элементов, а также через наружные стенки экструдера. Уровень влажности сырья колеблется в диапазоне 10-20%. В последнее время метод горячей экструзии получил широкое распространение и применяется чаще всего.Так готовятся кукурузные палочки, хлебцы и сухие снэки.

В ходе процесса под действием значительных скоростей и давления происходит переход механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях перерабатываемого сырья, например, денатурация белка, клейстеризация и желатинизация крахмала, а также другие биохимические изменения.

Некоммерческий фонд Уэстона А. Прайса опубликовал отчет, который приготовлен специально для научной конференции Consumer Health of Canada.

В нем упоминается, что в своей книге Fighting the Food Giants биохимик Пол Ститт описывает процесс экструзии, в котором зерна обрабатываются при очень высокой температуре и давлении, и такая обработка разрушает большую часть питательных веществ. Она денатурирует жирные кислоты, разрушает даже синтетические витамины, которые могут добавляться в сухие завтраки в конце процесса. Аминокислоты лизина особенно чувствительны к процессу экструзии.

Неопубликованные исследования показывают, что процесс экструзии превращает белки в зернах в нейротоксины.

Ститт описал в своей книге эксперимент, проведенный в 1942 году зерновой компанией, которая приняла решение его не обнародовать. Четыре группы крыс кормили разными кормами. Одна группа получала обычное цельное зерно пшеницы, воду и синтетические витамины и минералы. Вторая группа получала экструдированное зерно пшеницы, воду и тот же питательный раствор. Третьим давали воду и белый сахар. Четвертых кормили водой и синтетическими добавками. Дольше всего жили крысы первой группы. Четвертая группа крыс издохла через 2 месяца. Крысы на сахаре и воде прожили месяц. Крысы, питавшиеся экструдированным зерном с добавками, издохли в течение первых двух недель эксперимента.

Эти результаты свидетельствуют о том, что в экструдированной пище не только не содержались полезные вещества, но и содержались опасные для жизни токсины.

Еще один неопубликованный эксперимент был проведен в 1960 году исследователями из университета штата Мичиган. Они проверяли 18 лабораторных крыс, разделенных на три группы. Одна из групп питалась кукурузными палочками, приготовленными методом экструзии. Эти крысы быстрее всего стали апатичными и умерли от недоедания. Кроме того, они умирали в конвульсиях. Вскрытие показало дисфункцию поджелудочной железы, печени и почек и дегенерацию нервов позвоночника – это признаки инсулинового шока. (Упоминается в источниках 1,2).

Фонд Уэстона А. Прайса также сообщает в отчете, что экструдированные продукты из цельного зерна, которые продаются в магазинах здорового питания, могут быть даже более опасны, чем аналогичные не цельнозерновые быстрозавариваемые каши с добавками и подсластителями, мюсли и батончики типа фитнесс, поскольку включают больше белков, после обработки превращающихся в токсины. При такой обработке аминокислоты белка формируют новые соединения, чужеродные для человеческого организма. Процесс экструзии разрушает органеллы и рассеивает белки, которые затем становятся токсичными. Когда белки разрушаются таким образом, это может негативно влиять на нервную систему. (Источник 1).

Однако, научно-исследовательская работа 2012 года, проведенная группой ученых США, показывает, что использование муки нетрадиционных зерновых культур – амаранта, гречихи или проса – может помочь снизить гликемический индекс завтрака или снэка, приготовленного методом экструзии.

Экструзия также полностью уничтожает фитазу – фермент, который расщепляет фитиновую кислоту и высвобождает фосфор. Этот фермент присутствует в растительной пище. Это значит, что употребление экструдированных продуктов потенциально может привести к минеральной недостаточности и заболеваниям ЖКТ.

Мягкие условия экструзии (высокая влагоемкость, малое время приготовления, низкая температура) не ухудшают питательные качества, в то время как высокие температуры экструзии, готовка с низким содержанием влаги (меньше 15%) и/или неправильная рецептура (например, присутствие сахаров с высоким гликемическим индексом) может привести к ухудшению питательных качеств конечного продукта.

Для того, чтобы получить сбалансированный по питательности продукт экструзии, нужен тщательный контроль параметров процесса.

Nutritional aspects of Food extrusion: A review

Продукты, полученные путем горячей экструзии, имеют больше вреда, чем пользы. Степень распада веществ в конечном продукте зависит от сбалансированного цикла производства.

Экспериментально доказано, что диета на экструдированных продуктах не способна поддерживать нормальную жизнедеятельность и получение необходимых веществ.

Экструзия имеет следующие побочные эффекты:

Источник

Экструдированный продукт из зерновых с начинкой

Владельцы патента RU 2310340:

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к концентратной отрасли. Продукт содержит тестовую оболочку и начинку, включающую сахарную пудру, крахмал топиоковый, масло подсолнечное рафинированное и дезодорированное, сухое молоко, ароматизатор «Ирис», жир кулинарный, эмульгатор лецитин, а также термофильную молочную культуру FD DVS АВТ-5, содержащую Streptococcus thermophilus и Lactobacillus acidophilus в количестве 10 10 КОЕ/г, Bifidobacterium в количестве 10 11 КОЕ/г при заданном соотношении компонентов. Изобретение позволяет получить полноценный продукт с оптимальным составом начинки, позволяющей увеличить срок хранения продукта.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к концентратной отрасли, а именно к пищевой композиции на основе экструдата из пищевого сырья, и может быть использовано при производстве готовых к употреблению сухих завтраков.

Давно известен процесс экструзии, как термодинамический процесс, совмещающий термическую, гидравлическую и механическую обработку сырья. Наиболее часто экструдированию подвергают зерновое сырье (пшеницу, рис, кукурузу, овес и т.д.), основным компонентом которого является крахмал. При температуре перерабатываемого продукта выше 110. 130°С это сопровождается декомпрессионным взрывом: вода, находящаяся в продукте, переходит в парообразное состояние с выделением значительного количества энергии, что приводит к деструкции клеточных структур (взрыву) и вспучиванию продукта. Линейные размеры вспученных продуктов возрастают более чем в 2 раза, и соответственно еще более увеличивается объем.

В результате экструзии происходят существенное изменение и текстурирование не только на клеточном уровне, но и сложные химические, микробиологические (стерилизация), физические процессы и явления.

Пищеварение человека и животных с точки зрения физиологии основано на механической деструкции пищевых продуктов, их последующей кислотной и ферментативной обработке и преобразовании сложных веществ в более простые, сопровождающееся значительными затратами физиологической энергии. Поэтому экструдированные продукты питания в значительной мере снимают ряд проблем, особенно у детей и людей, страдающих определенными заболеваниями.

Экструдированные продукты на основе злаков полезны для здоровья благодаря содержанию в них растворимых и нерастворимых пищевых волокон, которые, уменьшая уровень холестерина, способствуют снижению риска сердечно-сосудистых заболеваний, а также стабилизируют пищеварительные функции организма, предупреждая заболевания желудочно-кишечного тракта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту и взятым в качестве прототипа является экструдированный продукт из зерновых с начинкой (см. заявку РФ №9711071. Способ производства экструдированного продукта из зерновых с начинкой, заяв. 04.07.97 г., опубл. 20.05.99 г.), содержащий тестовую оболочку и начинку, включающую сахарную пудру, крахмал и масло растительное в соотношении (1,6-2,1) (0.34-0,38) (1.3-1.6) мас.ч. с добавлением сухого молока в количестве, равном массе крахмала в начинке, при этом в начинку дополнительно вносят фруктовый амортизатор в количестве 30-35% от массы крахмала и соответствующий ароматизатору краситель.

Недостатком известного экструдированного продукта является то, что продукт не подлежит длительному хранению из-за высокой окисляемости растительного масла, находящегося в продукте в большом количестве, которое ведет к переводу жирных ненасыщенных кислот в насыщенные и полинасыщенные, что приводит к потере биологически полезных свойств начинки, а образованные новые соединения, полученные в процессе окисления, являются токсинами (ядами) и канцерогенами, которые увеличивают в организме количество холестерина.

Кроме того, известно, что в процессе экструзионной обработки происходит разрушение такой важной группы питательных веществ, как витамины, которое зависит от температуры экструзии. Так при t>110°С (в прототипе 118-122°С) и давлении >1,2-1,3 температура начинки не должна превышать (45-50°С) для сохранения витаминов водорастворимых (В1, В2, В3, В6, В12 и С) и жирорастворимых (А, Д, Е) групп, а в прототипе температура начинки достигает 70°С, что губительно, особенно для водорастворимой группы витаминов.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение пищевой и биологической ценности экструдированного продукта.

Техническим результатом является создание оптимального состава начинки, обогащающей продукт за счет внесения термофильной молочной культуры, улучшающей физиологический баланс микрофлоры начинки и позволяющей увеличить срок хранения готового полноценного продукта.

Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемый Экструдированный продукт из зерновых с начинкой неизвестен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «промышленная применимость».

Экспериментально установлено, что заявляемая известная начинка экструдированного продукта с дополнительно введенными ингредиентами, такими как термофильная молочная культура Streptococcus thermophilus и Lactobacillus acidophilus (в кол. 10° КОЕ/г) и Bifidobacterium (в кол. 10 11 КОЕ/г), жир кулинарный и эмульгатор лецитин обеспечивают проявление нового эффекта, а именно стимулируют в организме выработку витаминов группы В, что позволяет восстанавливать сбалансированную здоровую микрофлору в желудочно-кишечном тракте и нормализовать обмен веществ.

— термофильная молочная культура АВТ-5 (бифидобактерин) вырабатывает молочную кислоту в процессе жизнедеятельности в начинке, что сдерживает развитие банальной микрофлоры (типа Е-coli), тем самым увеличивая продолжительность хранения продукта и его жизнеспособность;

— кулинарный жир пополняет организм чистыми, хорошо усваиваемыми, не оказывающими вредного влияния жирами;

— эмульгатор лецитин как антисклеротическое вещество способствует удалению холестериновых бляшек в кровеносных сосудах, повышает иммунитет, а также, обладая антиканцерогенным действием, предохраняет от заболевания раком;

— топиоковый крахмал обеспечивает хорошую питательную среду для термофильной молочной культуры;

— подсолнечное рафинированное и дезодорированное масло обеспечивает хорошее эмульгирование ингредиентов начинки;

— ароматизатор «Ирис» улучшает вкусовые свойства продукта.

Таким образом, совокупность существенных признаков позволяет достичь технического результата, а именно создания оптимального состава начинки, обогащающей продукт за счет внесения термофильной молочной культуры, улучшающей физиологический баланс микрофлоры начинки и позволяющей увеличить срок хранения полноценного готового продукта.

Заявляемый экструдированный продукт из зерновых с начинкой изготавливают в заводских условиях следующим образом.

Тестовую массу замешивают исходя из технологических требований изготавливаемого экструдированного продукта (в настоящее время известно множество рецептов изготовления тестовой массы, например в прототипе).

Рецептура начинки: сахар 11 кг; молоко 1 кг; крахмал тапиоковый 3,65 кг; масло подсолнечное рафинированное и дезодорированное 4,2 кг; жир кондитерский 3 кг; термофильная молочная культура FD DVS АВТ-5 0,25 пакета; лецитин 65 г; ароматизатор «Ирис» 20 г.

Термофильная молочная культура идет в концентрации 1 пакет на 1000 кг начинки, что дает 10 10-11 KOE в 1 г продукта, т.е. доза увеличивается в 10 раз из расчета, что температурные режимы губительны для 1/2 микроорганизмов, остальная часть выдерживает температуру +(45-50°) в течение 10-15 сек.

Начинку приготавливают следующим образом.

В смеситель выливают подогретое до температуры +40°С подсолнечное рафинированное и дезодорированное масло, выливают растопленный и подогретый до температуры +45° кондитерский (кулинарный жир), вводят эмульгатор лецитин. Смесь взбивают миксером до однородной пластичной массы, затем вводят сахарную пудру и взбивают в течение 15-20 мин. Готовят сухие компоненты из крахмала, молока и вводят их в смесь, взбивают еще 10 минут, после чего вводят ароматизатор и высыпают 1/4 пакетика сухой бактериальной закваски ABt-5. Смесь перемешивается на медленном режиме миксера и подается в экструдер.

Все компоненты оболочки перемешивают в смесителе 15-20 мин, просеивают на электросите и по транспортеру подают в экструдер, где сухая смесь перемешивается с водой. Тесто доводят до температуры 100-110°. Препятствие для испарения влаги в тесте доводит давление до 1,1 атмосферы, затем тесто продавливают в матрицу (дюзу) экструдера, где оно попадает в свободное от атмосферного давления пространство, отчего вздувается и расширяется, при этом до выхода из дюзы соединяется с начинкой и выходит в виде пластичной непрерывной трубочки, начинку в которую подают прерывисто. Продукт охлаждается и подается на резку, где формируется в виде подушечек. Дальнейшее охлаждение и сушку производят на транспортере. После этого продукция фасуется в ароматизированные пакеты, укладывается в картонные короба, маркируется, запечатывается и попадает на специальные склады хранения. Хранится от 4 месяцев до 1 года в сухом (влага не выше 75%) помещении с температурой не выше +20°С.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает улучшение пищевой и биологической ценности экструдированного продукта, так как внесенная в начинку микробиологическая культура позволяет поддерживать здоровый баланс в организме, способствует развитию резистентности (устойчивости) организма к неблагоприятным факторам внешней среды и укреплению иммунитета.

Всего один пакетик экструдированного пакетика дает организму прилив сил, бодрость, восстанавливает работоспособность, стессоустойчивость, является великолепным питательным продуктом, нормализующим работу желудочно-кишечного тракта, полезен и здоровым и больным людям, страдающим гастритами, колитами, заболеваниями верхних дыхательных путей, людям с ослабленным иммунитетом.

Источник

Экструзия зерна и бобовых (технологический процесс)

Экструзия зерна и бобовых (технологический процесс)

Содержание

История

Первые экструдеры для зерна и бобовых начали применяться в США в середине 1960-х годов. В СССР экструдеры для зерна и бобовых выпускал Куйбышевский завод аэродромного оборудования с 1970-х годов. Ранее отечественной промышленностью для производства комбикормов выпускались две основные модели экструдеров — это ПЭК-125х8 производительностью до 600 кг/ч и КМЗ-2М производительностью до 500 кг/ч. Экструдер ПЭК-125х8 был также оснащен электронагревателем рабочей части. За время существования экструзионных технологий появилось большое разнообразие конструкций машин для их реализации.

Описание процесса

Принцип действия, конструкция экструдеров.

Экструзия — кратковременный высокотемпературный процесс, который с успехом применяется как в пищевой так и в комбикормовой промышленностях.

Принцип действия экструдеров определяется самой сутью технологического процесса экструзии.

Экструзия — сложный физико-химический процесс, который протекает под действием механических усилий при условии присутствия влаги и высокотемпературного воздействия.

Перерабатываемый продукт нагревается за счет превращения механической энергии в тепло, которое выделяется при преодолении внутреннего трения и пластической деформации продукта (автогенный режим работы) или за счет внешнего нагрева (политронный режим работы).

Сменными параметрами процесса экструзионной обработки есть состав сырья, его природа, влажность. В процессе экструзии возможны изменения температуры, давления, продолжительности и интенсивности воздействия на сырье. Известны три основных метода экструзии — это холодная формовка, тепловая обработка и формовка и так называемая «горячая» экструзия.

В последнее время широкое распространение получил метод «горячей» экструзии, который осуществляется при высоких скоростях и давлении, при значительном переходе механической энергии в тепловую.

Принцип действия и конструкция экструдеров

Для реализации процесса экструзии применяется шнековый экструдер, основным рабочим органом которого является шнек специальной конструкции вращающийся в цилиндрическом корпусе. На выходе из корпуса установлена формообразующая матрица.

Характерными особенностями конструкции рабочей части экструдера есть то, что камеры и шнеки смонтированы в соответствии с поставленными технологическими задачами. Отличают загрузочную камеру, в которую вводится сырье и различные добавки, закрытые камеры с отверстиями для измерения температуры и давления, а также для ввода жидких добавок и отбора проб. На шнеки могут устанавливаться различные элементы, что дает возможность создавать дополнительное сопротивление перемещению продукта и перемешивать его в процессе перемещения.

Рабочую часть экструдера с учетом стадий процесса обработки можно условно разделить на три зоны:

Существует целый ряд конструкций рабочей части шнековых экструдеров:

Принцип действия экструдеров состоит в том, что в частицах зерна, размещенных в закрытой камере, при нагревании за счет испарений влаги, что имеется в них, возрастает внутренне давление. Мгновенная разгерметизация камеры приводит к расширению паровоздушной смеси и вызывает увеличение объема частиц зерна.

Рабочая часть указанных экструдеров состоит из набора шнеков, между которыми в определенной последовательности размещены подпорные шайбы, набор шнеков и шайб крепится на шпильке с помощью болта с конусной головкой. Внутренняя поверхность кожуха рабочей части имеет продольные каналы, исключающие вращение продукта в процессе его перемещения. На выходе кожуха встроена обычно конусная гайка с отверстием. Температура перерабатываемого продукта регулируется изменением зазора между конусами болта крепления шнеков и выходной гайки, или изменением диаметра выходного отверстия.

Различные модели экструдеров отличаются конструктивным исполнением элементов, входящих в рабочую часть, количеством рабочих камер, наличием дополнительных систем расширяющих технологические возможности экструдеров, конструкцией питателей, приводов и т. д. Цилиндрическая форма рабочей части является наиболее технологичной в изготовлении, и следовательно, имеет более низкую себестоимость.

Современные конструкции экструдеров реализуют как технологию сухой экструзии, именуемую так тому, что экструдирование происходит при помощи тепла, которое выделяется в процессе прохождения продукта через рабочую часть экструдера, так и возможность использования при экструдировании пара. Для этого экструдер оснащается камерой предварительной обработки сырья паром (кондиционером). Использование пара удваивает производительность и уменьшает износ рабочих частей экструдера.

Процесс сухой экструзии занимает менее 30 секунд. За это время сырье успевает пройти измельчение, смешивание, тепловую обработку, обеззараживание, обезвоживание, стабилизацию и увеличение объема.

Применение

В комбикормовой промышленности, в основном, нашли применение одношнековые экструдеры с цилиндрической формой шнека с постоянным шагом. В пищевой промышленности, при производстве продуктов быстрого приготовления, снеков и т. п. в основном используются двухшнековые экструдеры

Экструзионная технология переработки бобов сои

Семена сои содержат 30-40 % протеина и до 20 % жира. Однако в сыром виде соя в кормоприготовлении не применяется из-за низкой переварваемости, обусловленной антипитательными веществами, большинство из которых имеют белковую природу. Это — ингибиторы протеазы, гемагглютенины, сапонины, ферменты липаза, липооксидаза и др.

Среди антипитательных веществ сои доминирующим является ингибитор трипсина, концентрация которого превышает 20 мг/г. Максимально допустимый уровень ингибитора трипсина зависит от содержания белка. Считается, что на каждые 10 % белка должно приходиться не более 1 мг/г ингибитора трипсина. Методики определения активности ингибитора трипсина очень трудоемки и длительны, поэтому их используют в основном в научных исследованиях.

На практике для оценки содержания антипитательных веществ в сое применяется косвенный показатель — активность фермента уреазы, которая при тепловой обработке теряет свою активность, как и большинство антипитательных веществ. Установлено, что при активности уреазы 0,1-0,3 ед.рН, основные антипитательные вещества сои инактивируются до безопасного уровня. До применения экструзии на кормовые цели использовали лишь белковую фракцию сои, получаемую после экстракции масла.

Соя после обработки на экструдерах имеет крупчатую структуру. Размер частиц (менее 5 мм) характеризует ее как вполне технологичный продукт, который без дополнительной подработки можно использовать в производстве комбикормов и различных добавок.

С помощью экструзионных технологий из сои возможно получить:

Экструзия зерна

Зерно различных видов экструдируют для того, чтобы облегчить процесс перевариваемости этого корма в желудке животного. Фактически, в экструдере под давлением и высокой температурой происходит преобразование сложных молекулярных компонентов клетки корма в более простые (в легче отдающие свою энергию).

Экструзия бобовых

Бобовые различных видов экструдируют для того, чтобы облегчить процесс перевариваемости этого корма в желудке животного. Фактически, в экструдере под давлением и высокой температурой происходит преобразование сложных молекулярных компонентов клетки корма в более простые (в легче отдающие свою энергию). Кроме того, бобовые культуры являются источником растительных белков, которые могут быть заменены только дорогими — животного происхождения.

Источник