Orezul este una dintre cele mai importante culturi alimentare și susține două treimi din populația lumii, oferind 20% din aprovizionarea cu energie dietetică a lumii. În ciuda faptului că este un aliment primar, orezul este sărac în proteine ​​și bogat în amidon. Nivelurile scăzute de proteine ​​din orez provoacă deficiențe de proteine ​​și unii aminoacizi esențiali la persoanele care îl iau ca dietă principală. De exemplu, lizina, care este responsabilă pentru creșterea adecvată a corpului uman, este aminoacidul esențial care se găsește în cea mai mică cantitate din orez.

analogului

O abordare pentru a depăși aceste dificultăți este de a prepara analogi de orez prin extrudare, în care vitaminele sunt încorporate și, prin urmare, nu se separă de boabele de orez. Aceasta va utiliza în principal orezul spart care este fie aruncat, fie vândut la prețuri mai mici. Fortificarea analogilor orezului va permite consumatorilor să beneficieze fără a face schimbări majore în obiceiurile lor alimentare. Orezul spart poate fi, de asemenea, măcinat în făină de orez și utilizat pentru a produce produse cu valoare adăugată. Procesarea prin extrudare oferă opțiunea de a reforma făina de orez într-un produs gătit care poate fi modelat și care are o textură similară cu un sâmbure de orez gătit. În acest proces, putem adăuga diferite vitamine, minerale, beta-caroten și alte ingrediente funcționale potențiale în corpul orezului. Orezul poate fi apoi vândut consumatorilor care caută beneficii pentru sănătate prin consumul de alimente. Orezul nu trebuie să fie înmuiat în apă pentru o lungă perioadă de timp înainte de gătit, așadar, toate ingredientele adăugate vor rămâne în orez.

Principii de extrudare

Gătitul prin extrudare a fost definit ca „procesul prin care materialele umezite, expansibile, amidonase și/sau proteice sunt plastifiate într-un tub printr-o combinație de umiditate, presiune, căldură și forfecare mecanică. Acest lucru are ca rezultat temperaturi ridicate ale produsului în interiorul tubului, gelatinizarea componentelor cu amidon, denaturizarea proteinelor, întinderea sau restructurarea componentelor tractile și expansiunea exotermă a extrudatului ”.

Sistemul de extrudare trebuie să realizeze o serie de fenomene într-un timp foarte scurt în condiții controlate, continue, stabile. Aceste fenomene includ călirea, hrănirea, amestecarea, gătitul și modelarea.

Hrănire/călire

Materiile prime sunt alimentate uniform într-un condiționat prealabil, unde sunt amestecate și temperate cu apă și abur. Acest lucru are ca rezultat intrarea amestecului uniform în umezeală în extruder și este esențial pentru producerea unui produs final de înaltă calitate.

Gătit

Prin adăugarea de umiditate, energie și timp, porția de amidon din rețetă este gătită sau gelatinizată, iar proteinele sunt denaturate.

Amestecarea

Sistemul de extrudare asigură o dispersie omogenă, ireversibilă, legată a tuturor ingredientelor. Acest lucru asigură nu numai uniformitatea tuturor ingredientelor, cum ar fi coloranții în întregul produs, dar oferă și un mijloc prin care ingredientele minore pot fi asociate intim cu potențialele site-uri de reacție, promovând modificări chimice și fizice dorite ale fracțiunilor de amidon și proteine ​​ale ingredientelor brute.

Formarea și dimensionarea produsului final extrudat

Orezul extrudat trebuie să fie modelat și dimensionat corespunzător în timpul extrudării. Acest lucru permite plasarea acestuia în porțiuni de dimensiuni convenabile și transportabile înainte de ambalare pentru piața de vânzare cu amănuntul și instituțională. Orezul care iese din matrița extruderului imită mărimea, forma și textura orezului real. Selectarea materiilor prime adecvate și configurația sistemului sunt esențiale pentru producerea unui produs final acceptabil.

Materii prime

Materiile prime utilizate pentru producerea orezului extrudat sunt atât cele mai scumpe, cât și cele mai importante considerente ale procesului. Există mai multe caracteristici importante ale materiei prime care necesită atenție. Acestea includ proteina, amidonul, uleiul, fibrele și dimensiunea particulelor fiecărui ingredient.

În orice proces de extrudare, dimensiunea particulelor materiei prime este importantă. Particulele mari sunt greu de hidratat și pot necesita o condiționare suplimentară sau o intrare suplimentară de energie mecanică pentru a plastifica și dispersa întreaga particulă. În unele cazuri, particulele foarte fine, făinoase, sunt, de asemenea, dăunătoare, deoarece tind să se aglomereze în precondiționant și apoi aceste aglomerate sunt dificil de re-dispersat în butoiul extruderului.

O mare varietate de flori de orez poate fi folosită ca bază pentru rețetă. Cu toate acestea, fiecare făină conferă propriile sale caracteristici texturale și aromatice produsului final.

Orezul extrudat are un avantaj față de orezul real prin faptul că poate fi aromatizat și întărit cu vitamine și minerale în timpul extrudării. Acest lucru ar putea fi deosebit de important în părți ale lumii în care nutriția lipsește.

Sistem de producție extrudat de orez

O diagramă tipică a fluxului de proces pentru producția de orez extrudat este prezentată în Figura 1. Materiile prime sunt furnizate fie în vrac, așa cum se arată sau în saci. După amestecare, materiile prime sunt transportate în coșul viu al porțiunii de extrudare a sistemului.

Figura 1: Diagrama fluxului de orez precuinat

Porțiunea de extrudare a sistemului include un recipient viu/alimentator, precondiționare, aragaz de extrudare și ansamblu matriță/cuțit așa cum se arată în Figura 2. Proiectarea fiecăruia dintre aceste componente este concepută pentru a îndeplini o funcție specifică în procesul de orez extrudat. În cadrul caracteristicilor de proiectare, condițiile de funcționare sunt ajustate pentru a varia proprietățile produsului finit. Efectele fiecărei etape de procesare asupra produsului sunt abordate în mod specific.

Figura 2: Extruder cu două șuruburi

Coș de susținere/alimentator de jos

Coșul viu/alimentatorul oferă un mijloc de măsurare uniformă a materiilor prime (de obicei, de natură făinoasă) în precondiționant și ulterior în extruder. Acest flux de materii prime trebuie să fie neîntrerupt și să poată fi controlat. Coșul de gunoi live/alimentatorul controlează rata produsului sau randamentul întregului sistem. Sistemul de alimentare live/alimentator poate fi controlat în mod volumetric sau gravimetric. Într-o configurație volumetrică, alimentatorul livrează un volum constant de alimentare către precondiționatorul. Când funcționează în condiții gravimetrice sau cu pierdere în greutate (LIW), condițiile în care alimentatorul livrează un debit de masă stabilit al materiei prime către precondiționarea.

Precondiționare

Precondiționarea este necesară pentru a asigura o penetrare uniformă și completă a umidității materiilor prime. Acest lucru îmbunătățește semnificativ stabilitatea extruderului și calitatea produsului final. În plus, prin plasticizarea completă a particulelor de materie primă înainte de introducerea lor în butoiul extruderului, uzura extruderului cauzată de particulele de materie primă abrazivă este mult redusă.

În precondiționatorul atmosferic, umezeala este aplicată uniform sub formă de apă și abur pentru a obține o masă uniform umezită. Timpul și amestecarea masei în precondiționare se realizează prin amestecarea și transportarea elementelor constând din arbori rotativi cu palete înclinate radial atașate.

Arome, agenți de colorare și alți aditivi lichizi pot fi introduși în această etapă a procesului, asigurând amestecarea completă și continuă a tuturor produselor alimentare care intră în butoiul extruderului.

Extruder

Precondiționatorul se descarcă direct în ansamblul extruderului format din butoi și configurație cu șurub. Extruderul transportă orezul într-un mediu care controlează aportul de energie pentru a îmbunătăți condițiile necesare pentru textura produsului final.

Extruderele utilizate pentru fabricarea orezului extrudat au design cu două șuruburi. Impactul asupra caracteristicilor produsului final, cum ar fi textura, rehidratarea, densitatea etc. este produs de profilul șurubului și butoiului, viteza șurubului, condițiile de prelucrare (temperatură, umiditate, timp de reținere), caracteristicile materiei prime și selecția matriței.

Secțiunea inițială a butoiului extruderului este proiectată să acționeze ca o zonă de alimentare sau de măsurare pentru a transporta pur și simplu orezul precondiționat departe de zona de intrare a butoiului și în extruder. Materialul intră apoi într-o zonă de procesare în care făina de orez amorfă, care curge liber, este prelucrată într-un aluat coloidal. Raportul de compresie al profilului șurubului este crescut în această etapă pentru a ajuta la amestecarea apei sau a aburului cu materia primă. Temperatura aluatului umed este ușor crescută prin adăugarea de energie mecanică prin șuruburile extruderului. Creșterea temperaturii în butoiul extruderului provine din energia mecanică disipată prin șurubul rotativ.

Camera de extrudare trebuie acoperită cu un aparat de matriță. Matrița oferă restricții asupra fluxului produsului și modelează extrudatul. Matrițele pentru orezul extrudat sunt de obicei matrițe pentru față. Matrița este echipată cu un dispozitiv de tăiere cu viteză variabilă pentru a măsura nucleul.

Uscare

Ca și în cazul majorității produselor extrudate, orezul extrudat trebuie supus uscării, în primul rând pentru ca raftul produsului să fie stabil.

Deoarece orezul extrudat este un produs extrem de dens, acesta trebuie uscat cu atenție pentru a preveni întărirea sau crăparea carcasei. Pentru a realiza această rată de uscare este redusă artificial prin injectarea aburului viu, care crește umiditatea în uscător, pe tot parcursul procesului de uscare. După uscare, orezul este răcit înainte de depozitare. După răcire, amenzile sunt îndepărtate și produsul este separat în intervalele de dimensiuni adecvate și apoi trimis la coșurile de susținere înainte de ambalare.

Specificațiile produsului final

După finalizarea etapelor de procesare, pasul următor este rehidratarea sau reconstituirea produsului din orez. Această etapă poate fi realizată fie de către consumator, fie orezul poate fi rehidratat și adăugat la un produs alimentar convenabil.

Orezul extrudat produs pe un sistem Wenger necesită aproximativ 10 minute de pregătire, spre deosebire de cele 20 de minute necesare pentru a găti și hidrata complet un miez de orez neprelucrat. Acest orez extrudat are o textură foarte asemănătoare cu miezul de orez gătit.

Textura orezului preparat va fi afectată de procedura de preparare. Metodele de preparare sunt de obicei foarte flexibile. Orezul necesită pur și simplu rehidratarea la 58 până la 60% umiditate, pentru a fi comestibil. Următoarele proceduri au arătat că dau rezultate bune:

1) Adăugați volume egale de orez și apă rece într-un recipient. Apoi acoperiți și lăsați să se stabilească timp de două ore pentru rehidratare completă

2) Puneți volume egale de orez și apă într-un recipient sigur pentru microunde. Cuptorul cu microunde la mare până când apa începe să fiarbă. Acoperiți recipientul și așteptați 10 minute pentru rehidratare completă

3) Se fierbe orezul timp de trei până la cinci minute în exces de apă. Apa ar trebui să fiarbă înainte de adăugarea orezului. Apoi îndepărtați căldura și lăsați să se stabilească încă șase până la opt minute înainte de a scurge excesul de apă (tot timpul trebuie să fie de 10 până la 12 minute)

4) O parte de orez poate fi adăugată la 1,25 părți de apă clocotită (în volum). Orezul trebuie fiert timp de trei minute, apoi acoperit și lăsat să stea încă șapte până la 10 minute.

Textura finală a orezului poate fi ajustată utilizând modificarea raportului dintre apă și orez și modificarea timpilor de rehidratare. De exemplu, utilizarea de apă suplimentară și timpi de rehidratare mai lungi vor avea ca rezultat ca orezul să aibă o textură mai moale.

Despre autor

Dr. Mian N. Riaz este director pentru Centrul de Cercetare-Dezvoltare pentru Proteine ​​Alimentare, șef al programului de extrudare și facultate absolventă în programul de știință și tehnologie alimentară de la Universitatea Texas A&M, College Station, Texas. Dr. Riaz a publicat cinci cărți și trei dintre acestea sunt în domeniul tehnologiei de extrudare (Extruder în aplicații alimentare, Extrudere și expansoare în hrană pentru animale de companie, furaje acvatice și animale și problemă de extrudare rezolvată) și una în domeniul soia ( Aplicarea soia în alimente). El a publicat, de asemenea, 17 capitole în diferite cărți, inclusiv unele capitole din zona extrudării. El oferă anual patru cursuri scurte în zona de extrudare, două cursuri sunt în extrudarea furajelor și două cursuri sunt în extrudarea alimentelor.