Способ обработки пищевого продукта
Настоящее изобретение относится к способу обработки под высоким давлением пищевого продукта, включающего компонент с высокой влагоактивностью. Способ включает подвергание пищевого продукта воздействию давления по меньшей мере 200 МПа в смешиваемой с водой жидкости, имеющей влагоактивность не более 0,98. При этом пищевой продукт содержит компонент с низкой влагоактивностью, составляющей менее 0,80, и компонент с высокой влагоактивностью, составляющей от 0,80 до 0,99. Причем компонент с низкой влагоактивностью непосредственно контактирует с жидкостью и окружает компонент с высокой влагоактивностью. Изобретение обеспечивает обработку пищевого продукта под высоким давлением, без негативного воздействия на структуру и внешний вид продукта. 9 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Настоящее изобретение относится к способу обработки под высоким давлением пищевого продукта, включающего компонент с высокой влагоактивностью.
Пищевые продукты, включающие комбинацию кондитерского сырья с относительно низкой влагоактивностью (например, шоколад) и компонента с относительно высокой влагоактивностью (например, компонент из свежих фруктов и/или молочный компонент), обладают уникальным и привлекательным вкусом. Однако такие пищевые продукты, как правило, имеют небольшой срок хранения. Это происходит преимущественно за счет двух факторов:
во-первых, пищевые продукты подвержены быстрой порче, обесцвечиванию и ухудшению вкуса и аромата за счет микробного обсеменения кондитерского сырья в присутствии компонента с высокой влагоактивностью. Например, конфета из свежих фруктов, покрытых шоколадом, не прошедшая консервирующую обработку (например, пастеризацию), как правило, имеет срок годности четыре дня или менее, поэтому не подходит для промышленного производства и реализации в больших масштабах; во-вторых, кондитерское сырье, такое как шоколад, чувствительно к влаге, в которой оно растворяется в присутствии компонента с высокой влагоактивностью. Это ухудшает вкус и аромат, текстуру и внешний вид пищевых продуктов.
Влагоактивность (aw) пищевого продукта определяется количеством воды в пищевом продукте, которое доступно для поддержания роста микроорганизмов, таких как бактерии, дрожжи и плесени. По существу это определяется, как соотношение давления паров воды над продуктом (p) к давлению паров воды над чистой водой (p0) при той же самой температуре, чистая вода имеет показатель aw, равный 1.
Пищевые продукты с влагоактивностью выше около 0,60, в частности выше около 0,70, поддерживают рост плесеней и дрожжей. В значительной степени влагоактивность 0,85 представляет собой критический показатель, выше которого происходит бактериальная порча и становится реальным риск отравления пищевым продуктом. Пищевые продукты с влагоактивностью около 0,80 или более (например, свежие фрукты), следовательно, подвержены микробной порче, несмотря на хранение в условиях, замедляющих или предотвращающих рост микроорганизмов в пищевых продуктах, например хранение при низкой температуре.
Хранение при низкой температуре также используют для замедления/предотвращения химических реакций, в частности ферментативных реакций, происходящих в пищевых продуктах.
Однако «свободная» вода склонна к миграции из компонента с относительно высокой влагоактивностью в компонент с относительно низкой влагоактивностью, увеличивая, таким образом, скорость микробной порчи последнего компонента.
Срок годности пищевого продукта может быть продлен его замораживанием. Однако часто это оказывает негативное воздействие на вкус, аромат и текстуру пищевого продукта, в частности, когда пищевой продукт представляет собой кондитерское изделие, включающее компонент с высокой влагоактивностью, например свежие фрукты, покрытые шоколадом. Альтернативным способом консервирования в этом случае служит добавление спирта в компонент с высокой влагоактивностью, однако это оказывает значительное воздействие на вкус и аромат пищевого продукта. Замещение компонента с высокой влагоактивность (например, свежие фрукты) на компонент с низкой влагоактивностью (например, сухофрукты (aw≈0,60)) также ухудшает вкус, аромат пищевого продукта и его привлекательность для потребителя.
Известно увеличение срока годности пищевого продукта за счет добавления консервантов (например, бензоата натрия) или сахара для достаточного снижения влагоактивности пищевого продукта. Однако такая обработка оказывает негативное воздействие на вкус и аромат и питательные свойства пищевых продуктов, в частности продуктов, включающих кондитерское сырье и компонент с высокой влагоактивностью.
Дополнительно известен способ консервирования пищевого продукта, представляющий собой тепловую пастеризацию. Однако эта технология не подходит для сохранения вкуса и аромата, текстуры, внешнего вида и питательных свойств определенных пищевых продуктов, хотя и позволяет инактивировать микроорганизмы в пищевых продуктах. В частности, вкус, аромат и питательные свойства компонента с высокой влагоактивностью часто разрушаются при проведении тепловой пастеризации. Дополнительно шоколад подвержен детемперированию, которое вызывает жировое поседение во время нагревания и рекристаллизации.
Пастеризация под высоким давлением (HPP) представляет собой технологию консервирования, которая считается более мягкой альтернативой тепловой пастеризации HPP проводят, подвергая не расфасованные или расфасованные пищевые продукты погружению под повышенным давлением в жидкость, передающую давление, как правило, в пределах 200-800 МПа, разрушая микроорганизмы и деактивируя, таким образом, ферменты в пищевых продуктах. Это позволяет избежать необходимости нагревания пищевого продукта и, следовательно, негативного воздействия, вызываемого тепловой пастеризацией.
В JP 2004-357647 A описывается HPP шоколадного кондитерского изделия, включающего фруктовое сырье, покрытое шоколадом. HPP проводят, погружая кондитерское изделие непосредственно в воду, используемую в качестве жидкости, передающей давление, и оказывая давление на воду. Однако, поскольку шоколад растворяется в воде, этот способ имеет такой недостаток, как разрушение шоколадной оболочки во время HPP. Следовательно, шоколад, заключающий в себя фруктовую начинку, портится, что повышает риск перекрестного обсеменения между кондитерским изделием и жидкостью, передающей давление, и повышает риск повторного обсеменения начинки после пастеризации. Разрушение оболочки также оказывает негативное воздействие на текстуру и внешний вид поверхности (например, обесцвечивание) кондитерского изделия.
Шоколадная оболочка кондитерского изделия, описанного в JP 2004-357647 A, предпочтительно свободна от сахара для уменьшения разрушения оболочки. Однако это ограничивает композицию оболочки, подвергающуюся HPP, и требуется последующая обработка кондитерского изделия, обеспечивающая его сахарной оболочкой. Кроме того, после HPP в воде кондитерское изделие требует сушки. Это вызывает риск порчи вкуса и аромата и внешнего вида кондитерского изделия, например вызывает жировое поседение.
Применение воды в качестве жидкости, передающей давление, при HPP также приводит к разрушению не кондитерских оболочек, таких как влагобарьерный слой на основе жира, который может присутствовать между компонентом с высокой влагоактивностью (например, фруктовая начинка) и компонентом с низкой влагоактивностью (например, шоколадная оболочка) для предотвращения перехода влаги из одного в другой. Это может привести к потере функциональности барьерным слоем.
HPP также может проводиться на предварительно расфасованном пищевом продукте. Однако это накладывает ограничения на упаковку, поскольку она должна выдерживать высокое давление, сохраняя при этом целостность. Металлические банки, упаковка на основе картона и стеклянные бутылки не подходят для HPP, поскольку подвержены невосстановимой деформации или повреждению под давлением. Упаковка, включающая различные материалы, также может быть не прочной за счет различных механических свойств материалов. Например, пластиковая упаковка с крышкой из металлической пленки (например, алюминия) может потерять барьерную функцию как результат того, что упаковка и крышка имеют различные коэффициенты сжимаемости.
В EP 1 891 864 A описывается способ обработки HPP кондитерского изделия с начинкой, включающего компонент с высокой влагоактивностью и компонент с низкой влагоактивностью, после укупорки его в конечную первичную упаковку. Это позволяет избежать контакта с жидкостью, передающей давление, и снижает риск повторного обсеменения кондитерского изделия после HPP. Однако упаковка ограничивается такой упаковкой, которая способна выдержать обработку высоким давлением. В частности, упаковкой, представляющей собой герметично укупоренный лоток или ванночку, имеющую по меньшей мере одну жесткую или полужесткую область и по меньшей мере одну гибкую область, например, термоформованный лоток, укупоренный гибкой крышкой. Такая упаковка непривлекательна для потребителя, в частности, когда продукт представляет собой кондитерское изделие класса премиум, такое как конфета из свежих фруктов, покрытых шоколадом.
Кондитерское изделие, описываемое в EP 1 891 864 A, также имеет некоторые ограничения, поскольку поврежденные продукты не могут быть удалены из упаковки после HPP. Следовательно, продукт должен быть подвергнут HPP в конечной упаковке, что заранее предотвращает применение кондитерских продуктов, имеющих, например, хрупкую оболочку.
Также известно иное применение обработки пищевого продукта под высоким давлением, чем пастеризация, например, для придания структурных изменений в пищевом продукте, таких как коагуляция или денатурация белка. Однако проблема разрушения компонента с низкой активностью влаги, такого как шоколад, продолжает существовать в случае, когда жидкость, передающая давление, контактирует с пищевым продуктом.
Следовательно, объект настоящего изобретения относится к вариантному способу обработки пищевого продукта под высоким давлением, не оказывающему негативного воздействия на структуру и внешний вид пищевого продукта.
Первый вариант изобретения относится к способу обработки пищевого продукта, включающему подвергание пищевого продукта воздействию давления по меньшей мере 200 МПа в смешиваемой с водой жидкости, имеющей влагоактивность не более 0,98, причем пищевой продукт включает компонент, имеющий влагоактивность менее 0,80, который непосредственно контактирует с жидкостью.
Неожиданно авторы настоящего изобретения обнаружили, что указанный выше способ позволяет избежать разрушения компонента с влагоактивностью менее 0,80 (здесь и далее «компонент с низкой влагоактивностью») в процессе обработки под высоким давлением, позволяя, таким образом, избежать повреждения структуры и внешнего вида пищевого продукта и избежать перекрестного обсеменения между пищевым продуктом и жидкостью. Это дает большую гибкость композиции пищевого продукта, и не нужно заменять так часто эту жидкость по сравнению с жидкостью с влагоактивностью более 0,98 (например, вода).
Поскольку компонент с низкой влагоактивностью не подвергается разрушению, нет необходимости расфасовывать пищевой продукт перед обработкой под давлением 200 МПа или более (здесь и далее «обработка под высоким давлением»). Следовательно, меньше ограничений по структуре и композиции упаковки. Кроме того, пищевой продукт может быть дополнительно обработан (например, нанесением покрытия или декора) с последующей обработкой под высоким давлением. При необходимости любой продукт с дефектом после обработки может быть выбракован и удален.
Также было установлено, что способ позволяет получить пищевой продукт с более сухой поверхностью по сравнению с таковой после обработки под высоким давлением в воде, что позволяет избежать необходимости в обработке пищевого продукта на отдельной стадии сушки, что может повредить вкус, аромат и внешний вид продукта. Также сухая поверхность позволяет облегчить транспортировку и дополнительную обработку пищевого продукта.
На иллюстрациях:
Фиг.1 - схематичный вид шоколадной конфеты в форме.
Фиг.2 - схематичный вид шоколадной конфеты, извлеченной из формы.
Фиг.3 - блок-схема способа получения пищевого продукта по предпочтительному варианту изобретения.
Ниже подробно описан способ обработки пищевого продукта по первому варианту изобретения.
(i) Пищевой продукт
Пищевой продукт может быть, например, в форме пищевого продукта, полностью помещающегося во рту (например, конфеты), батончика, плитки или порционированного десертного пищевого продукта (например, упаковка пищевого продукта в виде стаканчика). Пищевой продукт может варьировать по массе и предпочтительно имеет массу в пределах 5-200 г.
Компонент с низкой влагоактивностью, контактирующий непосредственно с жидкостью во время обработки под высоким давлением имеет влагоактивность менее 0,80, предпочтительно не более 0,70 и более предпочтительно не более 0,50.
Компонент с низкой влагоактивностью может включать одно или более из шоколада, шоколадной глазури, кондитерского сырья на жировой основе, композиции влагобарьера и кондитерского изделия на основе сахара, такого как карамель или ирис. Компонент с низкой влагоактивностью предпочтительно включает шоколад, влагобарьерную композицию или шоколад и влагобарьерную композицию.
Шоколад включает шоколад без добавок, темный шоколад, молочный шоколад, белый шоколад, горький и полусладкий шоколад. Молочный шоколад характеризуется наличием молочных ингредиентов в различных количествах, например, согласно определениям «молочного шоколада», «качественного молочного шоколада» и «семейного молочного шоколада» в Директиве по шоколаду ЕС (Директива/2000/36/ЕС) (EU Chocolate Directive (Directive 2000/36/EC)). Белый шоколад характеризуется отсутствием сухих веществ какао. Шоколадная глазурь включает композиции, которые до определенной степени демонстрируют характеристики шоколада, молочного шоколада или белого шоколада, но не полностью отвечают стандартам по шоколаду. Примеры шоколадной глазури включают композиции, в которых какао-масло частично или полностью заменено растительными жирами, известными как CBE, CBS или CBR, и композиции, включающие не жировые ингредиенты, которые не позволяют шоколаду полностью соответствовать стандартам по типу и качеству ингредиентов шоколада, например муку или крахмал.
Карамель и ирис получают варкой сиропа из моно- и/или дисахаридов, необязательно вместе с сухим молоком, охлаждением смеси и необязательно добавлением источника жира. Как правило, карамель характеризуется отсутствием кристаллов сахара, при этом ирис включает частично кристаллизованный сахар.
Влагобарьерную композицию используют для предотвращения перехода влаги из пищевого продукта в окружающую среду или в компоненты, чувствительные к влаге (например, шоколад), которая может быть добавлена после обработки под высоким давлением. Это предотвращает ухудшение качества пищевого продукта. Композиция влагобарьера может представлять собой любую традиционную влагобарьерную композицию, такую как влагобарьерную композицию на жировой основе, или гетерогенную влагобарьерную композицию, каждая из которых содержит кристаллический жир. Гетерогенная композиция влагобарьера предпочтительна по отношению к композиции влагобарьера из чистого жира. Гетерогенная композиция влагобарьера включает жировой компонент с диспергированным в нем не жировым компонентом в количестве по меньшей мере 2,0 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 35 вес.% и более предпочтительно по меньшей мере 50 вес.%.
Примеры не жировых компонентов включают один или более сахар (например, лактозу), полиол, сухое обезжиренное молоко, сухую сыворотку, обезжиренные сухие вещества какао и не растворимые в воде волокна.
Пищевой продукт может состоять целиком из компонента с низкой влагоактивностью, формирующим центр наряду с внешней частью пищевого продукта; например, пищевой продукт может представлять собой плитку шоколаду. В качестве альтернативы, пищевой продукт может включать дополнительные компоненты. Предпочтительно пищевой продукт включает дополнительно к компоненту с низкой влагоактивностью компонент с влагоактивностью в пределах 0,80-0,99 (здесь и далее «компонент с высокой влагоактивностью»).
Обработка под высоким давлением может быть использована наряду с возможностью избежать ухудшения вкуса, аромата, структуры, внешнего вида и питательного профиля пищевого продукта, для эффективной пастеризации компонента с высокой влагоактивностью. Это увеличивает срок годности пищевого продукта и позволяет избежать необходимости нанесения компонента с низкой влагоактивностью на компонент с высокой влагоактивностью в асептических условиях, поскольку пастеризация под высоким давлением предотвращает переход микроорганизмов из компонента с высокой влагоактивностью в компонент с низкой влагоактивностью.
Компонент с высокой влагоактивностью может включать один фруктовый, овощной, зерновой и молочный компонент или более. Компонент с высокой влагоактивностью предпочтительно включает фруктовый, молочный компонент или комбинацию фруктового и молочного компонента, более предпочтительно фруктовый компонент.
Используемые здесь термины «фруктовый» и «овощной» включают композиции из фруктов и овощей, которые включают не более 70 вес.%, предпочтительно не более 50 вес.% и наиболее предпочтительно не более 35 вес.% от всех ингредиентов, таких как сахар, полиолы, кислоты, загустители, ароматизаторы и красители. Фруктовый компонент предпочтительно представляет собой свежий фрукт, это означает, что он не содержит нефруктовые (то есть дополнительные) ингредиенты и необязательно имеет пониженное содержание влаги (например, концентрат из свежих фруктов).
Примеры фруктов включают традиционные фрукты, такие как яблоки и груши, ягоды, такие как клубника, малина, черника, клюква, смородина и ежевика; косточковые, такие как вишня, персики, нектарины и абрикос, и экзотические фрукты, такие как бананы, киви, ананас, папайя и манго. Фрукт может представлять собой цельный фрукт, кусочки фруктов, фруктовое пюре, фруктовый сок, концентрат фруктовых соков или их смеси. Примеры овощей включают свеклу, морковь, сельдерей, баклажаны, кабачки, тыкву, картофель, перец, чечевицу и грибы. Сахара включают сахарозу, фруктозу, мальтозу, декстрозу, глюкозный и мальтозный сироп. Полиолы включают сорбит, мальтит, лактит, глицерин и ксилит. Кислоты включают лимонную кислоту, молочную кислоту, яблочную кислоту, винную кислоту и аскорбиновую кислоту. Загустители включают пектин, гуаровую камедь, ксантановую камедь и камедь рожкового дерева. Ароматизаторы и красители включают натуральные, идентичные натуральным и искусственные ароматизаторы и красители.
«Зерновой компонент» включает цельное или дробленое зерно или сырье на основе муки, которое включает вплоть до 50 вес.% других ингредиентов, таких как сахара, кислоты, загустители и ароматизаторы.
«Молочный компонент» включает молоко, сливки, йогурт, сметану, сгущенное молоко и сыры, такие как деревенский сыр, творог, сливочный сыр, рикотта, моцарелла и сыр типа Бургос. Молочный компонент может включать вплоть до 50 вес.% других ингредиентов, таких как сахара, кислоты, загустители и ароматизаторы.
Компонент с высокой влагоактивностью имеет влагоактивность в пределах 0,85-0,95, обеспечивая пищевой продукт превосходным вкусом и ароматом. Например, пищевой продукт с начинкой, состоящей из фруктов, с влагоактивностью в пределах 0,80-0,95 обладает приятным свежим фруктовым вкусом.
Компоненты компонента с высокой влагоактивностью могут быть подвергнуты бланшированию, подкислению и инфузии.
«Бланширование» означает, что компонент с высокой влагоактивностью (например, фрукт) подвергают тепловой обработке в течение короткого периода времени для деактивации ферментов, вызывающих повреждение цвета, вкуса, аромата, питательного профиля и текстуры компонента. Бланширование может быть проведено погружением компонента с высокой влагоактивность в горячую воду или пар или нагреванием микроволновым излучением с последующим быстрым охлаждением для предотвращения варки компонента с высокой влагоактивностью.
«Подкисление» означает, что pH компонента с высокой влагоактивностью снижен, например, ферментацией компонента с использованием культуры микробов, производящих кислоту (например, молочную кислоту), или добавлением в компонент органической или неорганической кислоты. Подкисление может быть проведено для улучшения микробной стабильности, стабильности цвета или текстуры или изменения вкуса компонента с высокой влагоактивностью.
«Инфузия» означает, что компонент с высокой влагоактивностью погружают в раствор или сироп на период времени, достаточный для диффузии части раствора/сиропа в компонент. Раствор предпочтительно представляет собой раствор сахара или полиолов. Такая обработка может быть использована для снижения влагоактивности компонента с высокой влагоактивностью и, таким образом, помогает его консервировать. Подкисление компонента с высокой влагоактивностью, проводимое добавлением в него органической или неорганической кислоты, как указано выше, может быть проведено инфузией.
В случае когда пищевой продукт включает компонент с высокой влагоактивностью наряду с компонентом с низкой влагоактивностью, предпочтительно, чтобы компонент с низкой влагоактивностью состоял из оболочки, окружающей начинку, включающей компонент с высокой влагоактивностью. Компонент с низкой влагоактивностью может быть сформирован непосредственно на компоненте с высокой влагоактивностью или может окружать компонент с высокой влагоактивностью через один или более промежуточный слой. Например, влагобарьерный слой или слой шоколада может быть сформирован на начинке, включающей компонент с высокой влагоактивностью. В качестве альтернативы влагобарьерный слой и слой шоколада оба могут быть сформированы непосредственно на части начинки; например, начинка может быть частично покрыта влагобарьерным слоем и частично слоем шоколада. В предпочтительном варианте изобретения оболочка включает влагобарьерный слой, сформированный непосредственно на начинке, включающей компонент с высокой влагоактивностью и слой шоколада, сформированный на влагобарьерном слое.
Предпочтительно, чтобы компонент с высокой влагоактивностью был полностью покрыт таким образом, чтобы не контактировать с жидкостью во время обработки под давлением. Это позволяет избежать перекрестного обсеменения между компонентом с высокой влагоактивностью и жидкостью и снижает риск повторного обсеменения компонента с высокой влагоактивностью после обработки. Кроме того, полностью покрытый компонент с высокой влагоактивностью защищен от повреждения, вызываемого обработкой под высоким давлением, поскольку давление равномерно распределено по поверхности пищевого продукта. Предпочтительно компонент с высокой влагоактивностью полностью покрыт компонентом с низкой влагоактивностью.
В наиболее предпочтительном варианте изобретения пищевой продукт включает оболочку, включающую влагобарьерный слой и слой шоколада, оба с влагоактивностью менее 0,80, причем влагобарьерный слой сформирован непосредственно на начинке, включающей компонент с высокой влагоактивностью для полного покрытия начинки и слой шоколада, сформированный на влагобарьерном слое по меньшей мере для частичного покрытия влагобарьерного слоя.
В случае когда пищевой продукт включает оболочку, включающую влагобарьерный слой, предпочтительно, чтобы влагобарьерный слой имел толщину в пределах 0,3-4,0 мм, более предпочтительно 0,5-1,5 мм. В случае когда оболочка включает слой шоколада, предпочтительно, чтобы слой шоколада имел толщину в пределах 0,5-8,0 мм, более предпочтительно 1,0-4,0 мм.
Пищевой продукт может быть получен известным способом, таким как при использовании устройства карусельного типа для отливки, устройства для нарезки с дисковым ножом, устройства для экструзии, устройства для экструзии и нарезки проволокой и устройства для отсадки.
В случае когда пищевой продукт включает оболочку и начинку, оболочка может быть отсажена на начинку традиционными способами глазирования или нанесения покрытия, такими как транспортирование сформованной начинки на конвейерной ленте через занавес из жидкого материала оболочки. Затем оболочку охлаждают и отверждают. Это может быть повторено в случае, когда оболочка включает более одного слоя. Предпочтительно, чтобы оболочка была сформирована в виде корпуса, отлитого в форме, и начинка отсажена в отлитую в форме оболочку. Оболочка может быть отлита с использованием традиционных технологий отливки, предпочтительно штамповкой (например, холодная штамповка, отливка при использовании конуса с низкой температурой). Затем материал начинки может быть отсажен на отлитую в форме оболочку. Пищевой продукт может быть дополнительно обработан перед удалением из формы формированием дополнительной оболочки на открытую начинку для полного ее покрытия. Например, на открытой начинке могут быть сформованы влагобарьерный слой, слой шоколада; или влагобарьерный слой и слой шоколада. Предпочтительно открытую начинку в полостях формы покрывают влагобарьерным слоем для полного покрытия начинки.
На фиг.1 показан пищевой продукт по предпочтительному варианту изобретения. Пищевой продукт, представляющий собой отформованную шоколадную конфету, содержит влагобарьерный слой, отлитый как корпус (1) на внутренней части полости формы (4), фруктовую начинку (2), отформованную внутри корпуса (1), и дополнительный влагобарьерный слой (3), отформованный на верхней части начинки, таким образом, что начинка полностью покрыта оболочкой, сформованной из влагобарьерного слоя (1) и (3).
На фиг.2 показана шоколадная конфета по фиг.1 сразу после удаления из формы. Можно видеть, что влагобарьерный слой (3) образует дно конфеты после удаления из формы.
Дополнительно также возможны альтернативные способы получения пищевого продукта. Например, пищевой продукт может быть получен так называемым «одностадийным» способом, при этом начинку и оболочку отсаживают в форму по существу одновременно из головки отсадчика, включающей один или более кольцевой трубопровод, окружающий центральный трубопровод.
(ii) Обработка под высоким давлением
Пищевой продукт обрабатывают под давлением по меньшей мере 200 МПа в смешиваемой с водой жидкости с влагоактивностью не более 0,98. Это позволяет избежать повреждения структуры и внешнего вида пищевого продукта.
Предпочтительно обработку под высоким давлением используют для пастеризации пищевого продукта. Как указано выше, обработка под высоким давлением позволяет эффективно пастеризовать компонент с высокой влагоактивностью в пищевом продукте (например, фруктовая начинка). Аналогично обработка под высоким давлением может быть использована для дезинфекции поверхности пищевого продукта. Обработка под высоким давлением может быть также проведена для достижения других воздействий, таких как отливка в форме пищевого продукта для изменения текстуры пищевого продукта или для трансформации определенных компонентов в пищевом продукте (например, коагуляция или денатурация белков).
Для достижения оптимального предотвращения повреждения структуры (то есть предотвращения разрушения) и внешнего вида пищевого продукта жидкость предпочтительно имеет влагоактивность не более 0,95, более предпочтительно не более 0,90 и наиболее предпочтительно не более 0,85. Также предпочтительно, чтобы жидкость имела влагоактивность не менее 0,70, таким образом, чтобы жидкость была не слишком вязкой для перемещения. Предпочтительно жидкость имеет влагоактивность в пределах 0,70-0,95, более предпочтительно 0,70-0,90 и наиболее предпочтительно 0,70-0,85.
Жидкость используют для равномерной передачи давления пищевому продукту таким образом, что не происходит деформация пищевого продукта во время обработки под высоким давлением. Предпочтительно жидкость включает по меньшей мере одно из: соль, сахар и полиол, растворенные в ней, таким образом, что влагоактивность составляет не более 0,98. Предпочтительно соль представляет собой хлорид натрия. Примеры предпочтительных сахаров включают кукурузный сироп, высокофруктозный кукурузный сироп и сахарозу. Высокофруктозный кукурузный сироп (HFCS) представляет собой продукт ферментативной обработки, при которой часть глюкозы кукурузного сиропа превращается во фруктозу. HFCS включает по меньшей мере 40 вес.% фруктозы. Примеры предпочтительных полиолов включают глицерин, сорбит, пропиленгликоль и их смеси.
В наиболее предпочтительном варианте изобретения жидкость включает по меньшей мере одно из: сахарозы, сорбита и пропиленгликоля. При данной влагоактивности эти растворы оказывают минимальное воздействие на структуру и внешний вид пищевого продукта.
Предпочтительно жидкость представляет собой водный раствор, по существу водный раствор включает по меньшей мере одну соль, сахар и полиол, как указанно выше. Пищевой продукт подвергают воздействию давления приложением усилия сжатия к жидкости, находящейся внутри устойчивого к давлению сосуда (например, стальной сосуд гидростатического давления), содержащей пищевой продукт. Температуру жидкости можно контролировать за счет теплообмена сосуда. Затем по прошествию заранее определенного периода времени давление сбрасывают.
Пищевой продукт, в частности компонент с низкой влагоактивностью, непосредственно контактирует с жидкостью в процессе обработки под высоким давлением. Это достигается погружением пищевого продукта непосредственно в жидкость. Следовательно, не требуется предварительной расфасовки пищевого продукта, что позволяет, таким образом, легко его транспортировать и проводить дополнительную обработку после пастеризации. Пищевой продукт может быть погружен в жидкость помещением пищевого продукта в корзину и погружением корзины в жидкость. В качестве альтернативы жидкость контактирует с гибким непористым пакетом (например, полиэтиленовым пакетом), и пищевой продукт погружают в жидкость, находящуюся в пакете. Пакет укупоривают и помещают во вторую жидкость внутри сосуда, устойчивого к давлению. Вторая жидкость может быть такой же или отличаться от жидкости внутри пакета, так чтобы жидкость, контактирующая с пищевым продуктом, имела влагоактивность не более 0,98. Например, вторая жидкость может иметь влагоактивность не более 0,98 (например, вода).
Пищевой продукт подвергают воздействию давления по меньшей мере 200 МПа, предпочтительно 200-800 МПа, более предпочтительно 400-700 МПа и наиболее предпочтительно 550-650 МПа для эффективной обработки (например, пастеризация) пищевого продукта, позволяя при этом избежать повреждения структуры и внешнего вида пищевого продукта и минимизировать текущие расходы.
Предпочтительно давление к пищевому продукту прилагают не более 10 минут, более предпочтительно в пределах 2-8 минут. Температура жидкости во время обработки под высоким давлением предпочтительно составляет не более 50°C, более предпочтительно в пределах 10-40°C и наиболее предпочтительно 20-30°C во избежание негативного воздействия на вкус, аромат, текстуру, внешний вид и питательный профиль пищевого продукта.
После обработки под высоким давлением пищевой продукт может быть подвергнут дополнительной обработке. Например, на пищевом продукте может быть сформирована оболочка, такая как шоколадный корпус, сформованный нанесением покрытия или глазированием. Также пищевой продукт может быть декорирован. Это может быть достигнуто обсыпкой пудрой (например, сахарной или какао) на поверхность пищевого продукта или размещением ингредиентов более крупного размера (например, кусочки орехов) на поверхности пищевого продукта. При необходимости любой продукт с дефектом после обработки может быть выбракован и удален.
После обработки под высоким давлением пищевой продукт может быть расфасован и (необязательно) подвергнут дополнительной обработке. Тип обработки по существу не ограничен и может быть выбран таким образом, чтобы расфасованный продукт был максимально привлекателен для потребителя. Например, конфета может быть завернута в индивидуальную обертку (например, из фольги), и множество индивидуально завернутых конфет, которые могут быть разными, затем могут быть расфасованы в основную упаковку, такую как картонная коробка.
На фиг.3 показан способ обработки пищевого продукта по предпочтительному варианту изобретения. Способ включает формование оболочки с влагоактивностью не более 0,80 отливкой в формах корпуса, включающего влагобарьерную композицию внутри полости формы. Эта стадия необязательно предшествует стадии формования шоколадного корпуса в форме; затем внутри шоколадного корпуса формуют влагобарьерный корпус. Затем в корпус отсаживают начинку с влагоактивностью в пределах 0,80-0,99 (например, фруктовую начинку) и отсаживают слой «дна», включающий влагобарьерную композицию, на открытую начинку для полного покрытия начинки оболочкой, включающей корпус из влагобарьера и дно. На дне из влагобарьера может быть сформовано шоколадное дно, но это необязательно.
Пищевой продукт погружают непосредственно в жидкость с влагоактивностью не более 0,98 и подвергают воздействию давления по меньшей мере 200 МПа, как указанно выше. Затем пищевой продукт необязательно может быть обработан дополнительно формованием на нем шоколадной оболочки и/или декорированием поверхности пищевого продукта. Затем, если требуется, пищевой продукт расфасовывают.
ПРИМЕРЫ
Следующие Примеры иллюстрируют настоящее изобретение.
Измерение влагоактивности
Влагоактивность (показатель aw) образца материала определяют при температуре 25°C при использовании устройства AquaLab Model XC-2 и следующих инструкциях производителя. Линейное смещение устройства верифицируют по двум известным солевым стандартам, один из которых отображает показатель aw выше, чем у образца, и другой отображает показатель aw ниже, чем у образца. Показатель aw образца измеряют повторно до двух практически одинаковых показателей, отличающихся на менее 0,003. Показатель aw исследуемого материала составляет среднее между двумя этими показателями. Показатель aw дистиллированной воды составляет 1,000 ± 0,003.
Пример 1 - Обработка шоколада
Шоколадную композицию, включающую 50,3 вес.% сахарозы, 39,3 вес.% какао-тертого, 6,7 вес.% какао-масла, 3,2 вес.% безводного молочного жира и 0,5 вес.% лецитина (влагоактивность композиции = 0,32), отливают в форме с получением четырех прямоугольных плиток со средней массой 5,64 г. Плитки погружают непосредственно в водный раствор высокофруктозного кукурузного сиропа (Isoclear® 55, от Cargill; влагоактивность = 0,85) в пластиковом пакете в устройство FPG 11500.110 High Pressure ISO LAB System apparatus (от Stansted Fluid Power, Ltd), и пакет укупоривают. Плитки подвергают воздействию давления 600 МПа в течение пяти минут при начальной температуре 5°C.
Средняя масса плиток после обработки под высоким давлением составила 5,63 г. Внешний вид поверхности плиток не изменился.
Эксперимент повторяют за исключением того, что вместо высокофруктозного сиропа используют воду. Средняя масса плиток после обработки под высоким давлением составила 4,61 г, что означает, что масса плиток снизилась в среднем на 18%. Вода в пакете изменила цвет из-за растворения шоколада в процессе обработки под высоким давлением. Это является результатом повреждения краев плитки. Кроме того, цвет поверхности плиток стал светлее за счет абсорбции воды плитками.
Пример 2 - Обработка композиции влагобарьера
Влагобарьерную композицию, включающую 40 вес.% какао-масла, 7 вес.% молочного белка и 53 вес.% лактозы (влагоактивность композиции = 0,27), отливают в форме с получением пяти сферических плиток со средней массой 6,032 г. Плитки погружают непосредственно в водный раствор высокофруктозного кукурузного сиропа (Isoclear® 55, от Cargill; влагоактивности = 0,85) в пластиковом пакете в устройство FPG 11500.110 High Pressure ISO LAB System apparatus (от Stansted Fluid Power, Ltd), и пакет укупоривают. Плитки подвергают воздействию давления 600 МПа в течение пяти минут при начальной температуре 5°C.
После обработки под высоким давлением масса и внешний вид плиток не изменились.
Эксперимент повторяют за исключением того, что вместо высокофруктозного сиропа используют воду. Средняя масса плиток после обработки под высоким давлением составила 6,019 г, что означает, что масса плиток снизилась в среднем на 0,22 %. Также на поверхности плитки наблюдаются белые пятна, возможно из-за микротрещин на поверхности плиток.
Пример 3 - Обработка пищевого продукта, включающего влагобарьер
Получают четыре шоколадные конфеты, включающие начинку и оболочку со следующими композициями:
| Начинка (вес.%) | |
| Манго | 58,80% |
| Фруктоза | 32,77% |
| Глицерин | 7,58% |
| Ксантановая камедь | 0,30% |
| Гуаровая камедь | 0,30% |
| Аскорбиновая кислота | 0,10% |
| Лимонная кислота | 0,10% |
| Сорбат калия | 0,05% |
Начинку получают оттаиванием и гомогенизацией замороженных кубиков свежего манго и смешивают манго с остальными ингредиентами под вакуумом для удаления пузырьков воздуха из смеси.
Начинка имеет влагоактивность 0,90.
| Оболочка (вес.%) | |
| Какао-масло | 40% |
| Общее содержание молочного белка | 7% |
| Лактоза | 53% |
Оболочка имеет влагоактивность 0,27.
Пралине получают, отсаживая композицию оболочки в жидком состоянии в полости формы, и подвергают холодной штамповке, отверждая ее, таким образом, с получением влагобарьерного корпуса. Затем в влагобарьерный корпус отсаживают 5,5 г композиции начинки. Наконец, край корпуса нагревают с использованием нагретого воздуха для его смягчения, и дополнительное количество жидкой композиции оболочки отсаживают на начинку и край корпуса и охлаждают для полного покрытия начинки оболочкой из влагобарьера. Пралине имеют диаметр 28 мм, и толщина оболочки составляет 2 мм.
Пралине в пластиковых пакетах погружают в водный раствор глицерина (влагоактивность = 0,94) в устройство FPG 1150 0.110 High Pressure ISO LAB System apparatus (от Stansted Fluid Power, Ltd) и укупоривают пакет. Пралине подвергают воздействию давления 600 МПа в течение 5 минут для их пастеризации. Начальная температура раствора глицерина составляет 20°C. На поверхности конфет наблюдаются дефекты. Результаты приведены в Таблице 1.
Примеры 4-6.
Получают и пастеризуют конфету по Примеру 3 за исключением того, что изменяют жидкость, как приведено в Таблице 1.
Пример 7 - Обработка пищевого продукта, включающего влагобарьерный слой и слой шоколада
Получают четыре шоколадные конфеты, включающие начинку и оболочку со следующими композициями.
Начинка: Смотрите Пример 3.
Оболочка:
| Шоколадный слой (вес.%) | |
| Сахароза | 50,3% |
| Какао тертое | 39,3% |
| Какао-масло | 6,7% |
| Безводный молочный жир | 3,2% |
| Лецитин | 0,5% |
| Влагобарьерный слой (вес.%) | |
| Какао-масло | 32% |
| Безводный молочный жир | 8% |
| Общее содержание молочного белка | 7% |
| Лактоза | 53% |
Влагобарьерный слой имеет влагоактивность 0,27, и слой шоколада имеет влагоактивность 0,32.
Шоколадные конфеты получали, отсаживая композицию слоя шоколада в жидком состоянии в полости формы, и подвергали холодной штамповке, отверждая ее, таким образом получая шоколадный корпус толщиной 1,2 мм. Затем на шоколадный корпус в полости формы в жидком состоянии отсаживали влагобарьерный слой и подвергали холодной штамповке для отверждения композиции и получения влагобарьерного слоя толщиной 1,0 мм внутри шоколадного корпуса. Затем на влагобарьерный слой в полости формы отсаживали 5,5 г композиции начинки. Далее край корпуса нагревали с использованием нагретого воздуха для его смягчения и дополнительно отсаживали на начинку и край корпуса 1,2 г жидкой композиции влагобарьера и охлаждали для получения верхнего влагобарьерного слоя.
Наконец, дополнительно 1,3 г композиции шоколада отсаживали на верхний влагобарьерный слой и отверждали охлаждением для того, чтобы при удалении из формы начинка была полностью покрыта оболочкой, включающей влагобарьерный слой и слой шоколада. Конфеты имели диаметр 28 мм.
Конфеты в пластиковых пакетах погружали в водный раствор глицерина (влагоактивность = 0,95) в устройство FPG 1150 0.110 High Pressure ISO LAB System apparatus (от Stansted Fluid Power, Ltd) и укупоривали пакет. Конфеты подвергали воздействию давления 600 МПа в течение 5 минут для их пастеризации. Начальная температура раствора глицерина составляет 20°C.
На поверхности пралине наблюдаются дефекты. Результаты приведены в Таблице 1.
Примеры 8-13 и Сравнительный Пример 1
Получали и пастеризовали пралине по Примеру 7 за исключением того, что изменяли жидкость, как указано в Таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Пример | Жидкость | aw жидкости | Внешний вид поверхности оболочки |
| 3 | 18,3 вес.% водный раствор глицерина | 0,94 | Белые пятна, поверхность не липкая |
| 4 | 36 вес.% водный раствор HFCS | 0,94 | Нет белых пятен, немного шероховатая поверхность, немного липкая поверхность |
| 5 | 38 вес.% водный раствор сорбита | 0,95 | Несколько белых пятен, поверхность не липкая |
| 6 | 43 вес.% водный раствор сахарозы | 0,94 | Поверхность без дефектов |
| 7 | 7,7 вес.% водный раствор хлорида натрия | 0,95 | Обесцвечивание, белые пятна |
| 8 | 36 вес.% водный раствор HFCS | 0,94 | Немного тусклая поверхность, нет белых пятен |
| 9 | 58 вес.% водный раствор HFCS | 0,88 | Немного тусклая поверхность, нет белых пятен |
| 10 | 77 вес.% водный раствор HFCS | 0,74 | Поверхность без дефектов, блестящая |
| 11 | 38 вес.% водный раствор сорбита | 0,95 | Цвет поверхности сохранился, несколько белых пятен |
| 12 | 63 вес.% водный раствор сорбита | 0,83 | Цвет поверхности сохранился, нет белых пятен |
| 13 | 100 вес.% пропиленгликоля | Около 0,94 | Поверхность без дефектов |
| 1* | 100 вес.% пальмового масла | 0,62 | Неравномерная, жирная |
| * Сравнительный Пример. |
Из результатов, приведенных в Таблице 1, видно, что пастеризация под высоким давлением пралине в смешиваемой с водой жидкости с влагоактивность не более 0,98 приводит к появлению некоторых дефектов поверхности. Напротив, при применении в качестве жидкости пальмового масла (не смешиваемая с водой жидкость) на пралине разрушается оболочка из шоколада с низкой влагоактивностью. В частности, непрерывная липидная фаза пальмового масла разрушает липидную структуру оболочки.
Пример 14 - Потеря влаги.
По Примеру 9 получали и пастеризовали 10 пралине.
Пастеризованные пралине помещали в десикатор с силикагелем и хранили при температуре 22°C. Потерю массы пралине (то есть потерю влаги) измеряли через 46 дней. Было установлено, что средняя потеря массы пралине составляла менее 0,1 г.
Пример 15 - Потеря влаги.
По Примеру 7 получали и пастеризовали 10 шоколадных конфет.
Конфеты погружали непосредственно в водный раствор сахарозы (43 вес.%) с влагоактивностью 0,94 и пастеризовали под давлением 600 МПа в течение 5 минут. Начальная температура жидкости составляет 20°C.
Пастеризованные пралине помещали в десикатор с силикагелем и хранили при температуре 22°C, как описано в Примере 14. Было установлено, что средняя потеря массы пралине составляет менее 0,1 г после 46 дней хранения.
Результаты Примеров 14 и 15 показывают, что пастеризация пралине под высоким давлением при использовании жидкости с влагоактивностью не более 0,98 не повреждает оболочку пралине, поскольку при последующем хранении наблюдается только минимальная потеря влаги пралине. Это означает, что обработка под высоким давлением не приводит к образованию на оболочке трещин, через которые может мигрировать влага из начинки. Наличие трещин на оболочке может быть определено за счет быстрой потери влаги, такой как 0,5 г или более.
1. Способ обработки пищевого продукта, включающий подвергание пищевого продукта воздействию давления по меньшей мере 200 МПа в смешиваемой с водой жидкости, имеющей влагоактивность не более 0,98, причем пищевой продукт содержит компонент с низкой влагоактивностью, составляющей менее 0,80, и компонент с высокой влагоактивностью, составляющей от 0,80 до 0,99, причем компонент с низкой влагоактивностью непосредственно контактирует с жидкостью и окружает компонент с высокой влагоактивностью.
2. Способ по п.1, в котором указанная жидкость имеет влагоактивность не более 0,90.
3. Способ по п.1, в котором указанная жидкость включает по меньшей мере одно из: соли, сахара и полиола.
4. Способ по п.3, в котором указанная жидкость включает по меньшей мере одно из: высокофруктозного кукурузного сиропа, сахарозы, глицерина, сорбита и пропиленгликоля.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором компонент, имеющий влагоактивность менее 0,80, имеет влагоактивность не более 0,70.
6. Способ по любому из пп.1-4, в котором компонент, имеющий влагоактивность менее 0,80, включает влагобарьерную композицию.
7. Способ по любому из пп.1-4, в котором компонент, имеющий влагоактивность менее 0,80, включает шоколад.
8. Способ по любому из пп.1-4, в котором пищевой продукт дополнительно включает компонент, имеющий влагоактивность в пределах 0,80-0,99.
9. Способ по п.8, в котором компонент, имеющий влагоактивность менее 0,80, включает по меньшей мере один из фруктового и молочного компонентов.
10. Способ по любому из пп.1-4, 9, предназначенный для пастеризации пищевого продукта.
