способ получения антидиаррейного продукта

Формула изобретения

1. Способ получения антидиаррейного продукта, включающий очистку и измельчение бобов каробы (Ceratonia siligua), их обессахаривание в водной среде, отделения водной среды от твердой, пастеризацию и сушку твердого остатка, отличающийся тем, что сушку и пастеризацию проводят одновременно путем обработки перегретым паром при температуре, превышающей температуру его насыщения по меньшей мере на 60^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный твердый остаток обрабатывают перегретым паром по меньшей мере 1 мин.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к способу получения продукта против диарреи на основе каробы (англ. "Сагоо", лат. "Ceratonia siliqua". Антидиаррейные свойства этого растения хорошо известны. Так, композиция, содержащая 60-80 мас. муки из бобов рожкового дерева, поступающая на рынок под названием Аробон, хорошо известна. Однако эта композиция, дающая хорошие результаты при лечении диарреи без побочных эффектов, имеет тот недостаток, что ежедневные дозы должны быть порядка 20-40 г, что создает проблемы введения, особенно маленьким детям.

Известен из ЕР 214317 антидиаррейный диетический продукт, содержащий в качестве активного агента муку из бобов рожкового дерева.

По этому способу со стручков рожкового дерева снимают оболочки, раздавливают, измельчают на мельнице и смешивают с водой. При этом присутствующие в бобах сахара и растворимые в воде таннины растворяются. После получения жидкой фазы собирают свободный от сахаров продукт.

Чтобы получить продукт, свободный от микроорганизмов, обессахаренный продукт смешивают вновь с водой и пастеризуют.

После пастеризации продукт снова измельчают так, чтобы уменьшить размеры частиц до порошка, и распыляют его в сухом виде перед окончательным измельчением до размера частиц, который позволяет суспендировать продукт в жидкости.

Хотя полученный продукт обладает всеми характеристиками эффективного антидиаррейного агента, наряду со значительным упрощением введения по сравнению с уровнем техники, он все же имеет несколько недостатков, учитывая способ, используемый для его производства.

Прежде всего, и как объяснено в ЕР 214317, антидиаррейный эффект получают посредством присутствия таннинов в концентрированном виде, которые нерастворимы в холодной и теплой воде, т.е. нерастворимы при температуре тела. Таким образом, такие таннины поступают в кишечник без разрушения их желудочным соком или без их инактивации белками, и осуществляют очищающее и антисептическое действие без вмешательства в физиологические процессы.

Соответственно, для того, чтобы получить эффективный антидиаррейный продукт, необходимо избежать солюбилизации таннинов, присутствующих в обессахаренном продукте из бобов рожкового дерева. Этот процесс солюбилизации начинается при температуре порядка 90^oС и считается завершенным при температурах порядка 120^oС.

Соответственно, это ограничивает обработку пастеризацией, которую проводят примерно около 95^oC.

Соответственно, полученный конечный продукт содержит по меньшей мере 20 мас. нативных таннинов (выражаемых как "общие полифенолы") с отношением растворимых к нерастворимым менее, чем 0,37 при измерении растворимости при 37^oC.

Во-вторых, процесс сушки является неэкономичным, поскольку его осуществляют после значительного добавления воды, требуемой для пастеризации, и продукт имеет перед сушкой содержание сухого вещества 20-25 мас.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка способа получения антидиаррейного продукта, описанного в ЕР 214317, при котором стадия пастеризации могла бы осуществляться при значительно более высоких температурах без растворения таннинов, и который, вдобавок, позволил бы осуществлять пастеризацию и сушку в одну стадию.

Использование перегретого пара для пастеризации пищевых продуктов известно (патент Франции 1020798). Также известен способ и устройство для обработки продуктов животного происхождения перегретым паром (ЕР N 58651).

Этот способ и устройство для обработки продуктов животного происхождения используют перегретый пар, подлежащий обработке продукт можно высушивать в степени, зависящей от параметров обработки, таких как давление и температура перегретого пара, а также длительность обработки.

Теперь было обнаружено, что можно применять обработку перегретым паром для обессахаренного продукта каробы при температурах значительно выше 120^oС без каких-либо признаков солюбилизации таннинов. Таким образом становится возможным пастеризовать и высушивать обессахаренный продукт каробы в одну стадию.

Соответственно, настоящее изобретение касается способа получения антидиаррейного продукта на основе плодов каробы, предусматривающего снятие оболочки со стручков, измельчение бобов и обессахаривание их в водной среде, причем полученную водную среду затем отделяют от твердой фазы, и полученный твердый остаток затем одновременно сушат и пастеризуют путем его обработки перегретым паром.

Первая стадия способа согласно изобретению предусматривает подготовку продукта к пастеризации и предварительной сушке. Это может быть сделано по способу, описанному в ЕР 214317.

Стручки каробы лущат, делят на кусочки размером 1-2 см, которые затем измельчают на мельнице и подвергают экстракции сахаров. Эти две стадии могут осуществляться раздельно, сначала измельчение, а затем экстракция сахаров, которую проводят при суспендировании продукта в определенном количестве воды. Экстракцию сахаров предпочтительно осуществляют путем погружения 1 мас. части продукта в 11 мас. ч. воды на 30 мин.

Измельчение также может осуществляться на коллоидной мельнице, которая позволяет одновременно обессахаривать продукт.

Воду затем частично экстрагируют из обессахаренного продукта, например, путем центрифугирования или прессования.

После стадии экстрагирования воды продукт находится в виде агрегатов. Чтобы облегчить дозировку и сушку, может быть полезным разрушение этих агрегатов, например, на молотковой мельнице. Полученный таким путем продукт свободно течет без затвердевания и затем должен высушиваться и пастеризоваться с получением конечного продукта.

Стадии пастеризации и высушивания проводят одновременно путем обработки перегретым паром.

Эта обработка перегретым паром может проводиться с использованием устройства типа, описанного в ЕР 58651, упомянутого выше.

Перегретый пар получают путем нагревания пара до температуры, выше его температуры насыщения.

Эта обработка может проводиться при атмосферном давлении или под давлением. В этом случае пар получают путем перегревания насыщенного пара, находящегося под давлением.

Перегретый пар всегда стремится вернуться к состоянию насыщенного пара без потери его ощущаемого тепла. Таким образом, это ощущаемое тепло может использоваться для выпаривания воды и, следовательно, для обезвоживания продукта.

Согласно ЕР 58651, вертикальные трубопроводы соединены между собой посредством U-образных труб. Эти вертикальные трубопроводы включают двойную рубашку, в которую подают пар для перегревания пара, циркулирующего внутри труб.

Выше по ходу от первой трубы имеется система подачи, включающая бункер, первый затвор и узел введения пара, например, в виде вентилятора, которая обеспечивает введение продукта и его диспергирование в перегретом паре.

Ниже по потоку от последней трубы имеется циклон для отделения обработанного продукта от пара. Пар рециклируют и перегревают в теплообменнике перед повторным введением его посредством вентилятора в трубы. Обработанный продукт удаляют из циклона через второй затвор. Эти затворы также обеспечивают поддержание давления в цепи труб, используемых для обработки. Система клапанов позволяет регулировать давление в цепи обработки посредством введения или удаления пара.

В устройстве такого типа, подлежащий обработке продукт вводят под давлением через первый затвор. Продукт диспергируют в потоке перегретого пара, который затем транспортирует продукт в цепь труб.

Во время его обработки перегретым паром, продукт переходит от температуры окружающей среды до температуры насыщения и затем высушивается на первой стадии.

Было необходимо доказать, что такая обработка перегретым паром не привела к солюбилизации таннинов, присутствующих в обессахаренном продукте. Для этого обессахаренный продукт обрабатывали перегретым паром при трех различных давлениях и, следовательно, при трех различных температурах насыщения.

Степень солюбилизации таннинов измеряют следующим образом: 5 г конечного продукта, полученного после его обработки перегретым паром, суспендируют в 100 см³ воды. Суспензию перемешивают и ее окрашивание сравнивают с окраской водной суспензии, полученной от обессахаренного продукта, необработанного перегретым паром (контроль).

Результаты сведены в табл. 1, в которой длительность обработки представлена в виде верхнего предела, поскольку не все частицы движутся в установке с одинаковой скоростью.

Таким образом, при обработке перегретым паром отсутствует солюбилизации таннинов, несмотря на более высокие, чем 120^oС, температуры. Измерения, проведенные с помощью спектрометра, подтверждают отсутствие солюбилизации таннинов.

Проводят различные тесты, в которых изменяют параметры:

количество подаваемого в установку продукта,

начальное содержание сухого вещества в продукте,

давление (и, следовательно, температуру насыщения),

температуру сушки вводимого пара, измеряемую у подающего вентилятора.

При проведении этих тестов длительность обработки продукта составляет от 15 до 60 с, а скорость подачи пара между 26 и 28 м/с.

В дополнение, температуру сушки пара измеряли в первой и последней трубе установки, т.к. измеряемая температура изменяется в процессе обработки. Пар отдает большую часть своего ощутимого тепла в первой трубе, его температура может падать до уровня температуры насыщения. Этого следует избегать, так как это может привести к снижению скорости потока пара, а также может вызвать остановку из-за скопления нетранспортированного продукта. Затем температура пара в установке повышается благодаря двойным рубашкам, окружающим трубы. Наконец, измеряли содержание сухого вещества в конечном продукте и количество выпаренной за час воды (в кг/ч).

Результаты этих тестов представлены в табл. 2, причем давление пара показало как относительное к атмосферному.

Отсюда можно видеть, что, как и упоминалось выше, температура пара не вызывает солюбилизации таннинов, и также нет никаких признаков подгорания продукта.

Ключевым критерием, который следует применить во внимание для выбора температуры пара, насколько это касается эффективности сушки, является разница между температурой пара, инжектированного в установку, как измерено у вентилятора подачи пара, и температурой насыщения, которая определяется сама по себе давлением пара. При постоянной температуре пара повышение давления снижает эффективность выпаривания.

Все это ясно проиллюстрировано табл. 3, в которой показано влияние разницы между этими двумя температурами на конечное содеpжание сухого вещества в продукте.

Таким образом, примеры 1, 2 и 3 показывают, при очень схожих количествах выпаренной воды в час и с той же скоростью подачи обессахаренного сырья, конечное содержание сухого вещества прямо связано с обсуждаемой разницей температур.

Дополнительно табл. 4 иллюстрирует влияние количества воды, подлежащего выпариванию, на снижение температуры пара в первой трубе и на конечное содержание сухого вещества, причем все тесты проводили при относительном паровом давлении 0,5 бар.

Количество воды, подлежащей выпариванию, т.е. количество введенной в установку воды, пропорционально подаче сырья и обратно пропорционально исходному содержанию сухого вещества.

Отсюда ясно видно, что чем больше количество воды, подлежащей выпариванию, тем больше снижение температуры в первой трубе и тем больше уменьшение содержания сухого вещества в конечном продукте, даже хотя количество воды, выпариваемой за час, возрастает.

Поэтому, чтобы получить конечный продукт, имеющий содержание сухого вещества по меньшей мере 90 мас. пар следует инжектировать при температуре по меньшей мере на 60^oС и предпочтительно по меньшей мере на 70^oС превышающей его температуру насыщения.

Конечные предпочтительные условия, выбранные для обработки перегретым паром, были следующими:

Температура перегретого пара 200^oC

Паровое давление (относительное) 0,5 бар

Скорость инжекции пара 27 м/с

Время пребывания продукта от 20 до 60 с

Скорость подачи продукта 30 кг в час

При обработке обессахаренного продукта каробы с этими параметрами, полученный конечный продукт имел содержание сухого вещества 25 мас. и таннинов 23,2 мас. в расчете от сухого вещества, при этом таннины выражались в виде общих полифенолов, состоящих из 0,8% растворимых таннинов и 22,4% нерастворимых таннинов, то есть отношение растворимых таннинов к нерастворимым составило менее 0,04.

Наконец, достигнутая пастеризация оказалась весьма эффективной, что показано в табл. 5, из которой видно, что чем выше давление пара, тем эффективнее пастеризация.

Соответственно, обработка согласно изобретению позволяет очень эффективно обеззараживать продукт, при этом количество микроорганизмов снижается более, чем в 1000 раз.