Неклейкая мука восковидных сортов и способ ее получения
Изобретение относится к муке восковидных сортов и способам ее получения, включающим термообработку. Во время термообработки, при температуре по меньшей мере 160°C, pH муки восковидного сорта не регулируют. В качестве муки восковидных сортов могут использоваться пшеничная, рисовая, кукурузная, ячменная, сортовая, картофельная, маниоковая мука. Термообработанная мука восковидных сортов обладает меньшей потерей вязкости, по сравнению с необработанной мукой восковидных сортов, имеет хорошую стабильность в условиях хранения при низкой температуре и может заменять химически сшитые крахмалы. 7 н. и 12 з.п. ф-лы, 28 ил., 9 табл., 10 пр.
Настоящая заявка имеет приоритет заявки США Сер. №60/958985, поданной 11 июля 2007 г.
Крахмал в наибольшем количестве содержится в эндосперме зерен хлебных злаков, корнеплодах и клубнях растений. Крахмал представляет собой углевод, состоящий из полимеров глюкозы двух типов: амилозы и амилопектина. Амилоза по существу является линейным полимером, в то время как амилопектин представляет собой большую молекулу с сильно разветвленной цепью. Термин "восковидный" применяется для описания крахмала, который содержит амилопектин, но в котором мало или вообще нет амилозы.
Обычно при тепловой обработке в воде мука восковидного сорта дает клейкую текстуру, которая в роли загустителя часто не желательна в пищевых системах. Кроме того, мука восковидного сорта демонстрирует значительную потерю вязкости, особенно при низком pH, которая нежелательна в тех или иных пищевых системах. В настоящем изобретении описываются способы получения муки восковидных сортов, которая дает неклейкую текстуру и стабильную вязкость в различных условиях. Такая термообработанная мука восковидных сортов найдет широкое применение в пищевых продуктах.
При одном из вариантов осуществления рассматриваемое изобретение относится к способу, содержащему стадии получения муки восковидного сорта и термообработки муки восковидного сорта, в котором во время осуществления указанного способа pH муки восковидного сорта не регулируют.
При одном из вариантов осуществления рассматриваемое изобретение относится к способу, в котором во время осуществления указанного способа содержание воды в муке восковидного сорта не регулируют. При еще одном варианте осуществления изобретения pH муки восковидного сорта составляет от 4,5 до 7,5. В одном из вариантов осуществления изобретения содержание воды в муке восковидного сорта составляет от около 0 до около 18%. При еще одном варианте осуществления изобретения во время осуществления указанного способа содержание воды в муке восковидного сорта регулируют в интервале от около 0 до около 18%. При еще одном варианте осуществления изобретения муку восковидного сорта получают с применением любого из упомянутых выше способов.
При еще одном варианте осуществления рассматриваемое изобретение относится к способу, содержащему стадии: получения муки восковидного сорта и термообработки муки восковидного сорта, в котором перед термообработкой муку восковидного сорта дегидратируют. При еще одном варианте осуществления изобретения содержание воды в муке восковидного сорта во время осуществления указанного способа составляет от около 0 до около 18%. При еще одном варианте осуществления изобретения во время осуществления указанного способа pH муки восковидного сорта составляет от около 4,5 до около 7,5. При еще одном варианте осуществления изобретения во время осуществления указанного способа pH муки восковидного сорта регулируют в интервале от около 4,5 до около 7,5. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука восковидного сорта дает более высокую вязкость, чем аналогичная термически необработанная мука восковидных сортов. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука восковидного сорта дает менее значительную потерю вязкости, чем аналогичная термически необработанная мука восковидных сортов. При еще одном варианте осуществления изобретения уменьшение потери вязкости термообработанной муки восковидного сорта наблюдается для термообработанной муки восковидного сорта с кислым pH. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанную муку восковидного сорта получают с применением любого из упомянутых выше способов.
При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука восковидного сорта дает более высокую вязкость, чем аналогичная термически необработанная мука восковидных сортов. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука восковидного сорта дает менее значительную потерю вязкости, чем аналогичная термически необработанная мука восковидных сортов. При еще одном варианте осуществления изобретения уменьшение потери вязкости термообработанной муки восковидного сорта наблюдается для термообработанной муки восковидного сорта с кислым pH. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука восковидного сорта имеет меньший синерезис, чем аналогичная термически необработанная мука восковидных сортов. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука восковидного сорта выбрана из группы, состоящей из пшеничной муки, муки из мягкой восковидной пшеницы, муки из твердой восковидной пшеницы, рисовой, кукурузной, ячменной, сорговой, картофельной, маниоковой муки. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука восковидного сорта при дальнейшем нагревании в присутствии воды имеет пониженную когезию по сравнению с термически необработанной мукой восковидного сорта.
При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанную муку восковидного сорта включают в состав пищевого продукта. При еще одном варианте осуществления изобретения пищевой продукт, в состав которого включена термообработанная мука восковидного сорта, представляет собой хлебобулочное изделие. При еще одном варианте осуществления изобретения хлебобулочное изделие имеет увеличенный объем и хорошую текстуру. В еще одном варианте осуществления изобретения термообработанную муку восковидного сорта включают в состав теста, которое является менее клейким и менее вязким, чем тесто, включающее в свой состав термически необработанную муку восковидного сорта. В еще одном варианте осуществления изобретение относится к муке восковидного сорта со значением L приблизительно больше 0, имеющей неклейкую текстуру при тепловой обработке в воде.
В целях описания и составления формулы изобретения настоящего изобретения приводятся значения следующих терминов.
Термин "регулируют" означает изменение физической или химической характеристики материала посредством способа, отличающегося от термообработки.
Термин "вязкий" означает способность легко подвергаться пластической деформации без разрушения.
Термин "мука" означает дробленое или молотое зерно или хлебные злаки.
Термин "термообработка" означает повышение температуры объекта или массы, так чтобы объект стал горячим, и включает использование как «закрытых» способов термообработки (например, внутри изолированного объема), так и "открытых" способов (например, внутри емкости, сообщающейся с окружающей средой). Термообработка дополнительно относится ко всему периоду времени, когда применяется нагрев, например, от исходной температуры окружающей среды до любой повышенной температуры и возвращения к температуре окружающей среды.
Термин "содержание влаги" означает процентное содержание (по массе) воды, присутствующей в образце.
Термин "неклейкая текстура" означает неклейкую, рыхлую текстуру, которую можно охарактеризовать визуально путем осмотра текстуры полученной в результате муки или смеси муки и воды, а также можно измерить с помощью способов измерения реологических характеристик.
Термин "синерезис" означает склонность материала к выпотеванию или выделению влаги; например, в случае хранения материала при пониженной температуре.
Термин "вязкость" означает свойство жидкости оказывать сопротивление течению.
Термин "потеря вязкости" означает разность между максимальной вязкостью и вязкостью в горячем состоянии, измеренной с помощью быстрого анализа вязкости (RVA).
Термин "содержание воды" означает процентное содержание (по массе) воды, содержащейся в веществе.
Термин "мука восковидного сорта" означает муку, содержащую крахмал, который имеет более высокое процентное содержание (по массе) амилопектина и производных амилопектина, чем амилозы и производных амилозы.
На чертежах
Фиг.1 - графическое представление температуры и кажущейся вязкости типичного мучного продукта восковидного сорта (10% мас./об. муки в воде), проанализированного с применением способа RVA. "Максимальная вязкость" представляет собой максимально высокую кажущуюся вязкость, достигаемую в результате нагрева образца; "вязкость тестообразной массы в горячем состоянии" относится к кажущейся вязкости образца в конце периода выдерживания образца при повышенной температуре; "потеря вязкости" относится к разнице между максимальной вязкостью и вязкостью тестообразной массы в горячем состоянии; "вязкость тестообразной массы в холодном состоянии" относится к вязкости, полученной по окончании периода выдерживания образца при более низкой температуре после его охлаждения; и "синерезис" относится к разнице между вязкостью тестообразной массы в горячем состоянии и вязкостью тестообразной массы в холодном состоянии.
Фиг.2 - графическое представление кажущейся вязкости как функции времени для нескольких типов муки восковидного сорта.
Фиг.3 - графическое представление кажущейся вязкости как функции времени для муки из обычной мягкой пшеницы (Soft Normal Wheat), подвергнутой различным термическим обработкам.
Фиг.4 - графическое представление кажущейся вязкости как функции времени для муки из обычной твердой пшеницы (Hard Normal Wheat), подвергнутой различным термическим обработкам.
Фиг.5 - графическое представление кажущейся вязкости как функции времени для муки из мягкой восковидной пшеницы (Soft Waxy Wheat), подвергнутой различным термическим обработкам.
Фиг.6 - графическое представление кажущейся вязкости как функции времени для муки из обычной твердой пшеницы (Hard Normal Wheat), подвергнутой различным термическим обработкам.
Фиг.7 - графическое представление кажущейся вязкости как функции времени для муки из мягкой восковидной пшеницы (Soft Waxy Wheat), подвергнутой "закрытой" и "открытой" термическим обработкам.
Фиг.8 - графическое представление кажущейся вязкости как функции времени для муки из твердой восковидной пшеницы (Hard Waxy Wheat), которая проанализирована с помощью способа RVA при нейтральном или слабокислом pH и которая подвергнута "закрытой" и/или "открытой" термообработке.
Фиг.9 - графическое представление вязкости как функции времени для образцов муки из твердой восковидной пшеницы (Hard Waxy Wheat), проанализированных с помощью способа RVA при нейтральном pH, в течение различных периодов времени подвергнутых "открытой" термообработке при 105 градусах по Цельсию и 165 градусах по Цельсию в сравнении с нанесенными на график данными для контрольного, термически необработанного образца.
Фиг.10 - графическое представление вязкости как функции времени для образцов муки из твердой восковидной пшеницы (Hard Waxy Wheat), проанализированных с помощью способа RVA при нейтральном pH, в течение различных периодов времени подвергнутых "закрытой" термообработке при 105 градусах по Цельсию и 165 градусах по Цельсию в сравнении с нанесенными на график данными для контрольного, термически необработанного образца.
Фиг.11 - графическое представление вязкости как функции времени для восковидного крахмала, полученного из муки из твердой восковидной пшеницы (Hard Waxy Wheat), подвергнутого термообработке при 165 градусах по Цельсию в течение 30 минут, в сравнении с нанесенными на график данными для контрольного, термически необработанного образца.
Фиг.12 - графическое представление вязкости после прямой одностадийной термообработки как функции времени для муки из восковидной пшеницы, проанализированной с помощью способа RVA при нейтральном pH (например, 6,0), подвергнутой термообработке при 165 градусах по Цельсию в течение 30 минут, в сравнении с нанесенными на график данными для контрольного, термически необработанного образца.
Фиг.13 - графическое представление вязкости после термообработки как функции времени для муки из восковидной пшеницы, проанализированной с помощью способа RVA при кислом pH (например, 3,0), подвергнутой термообработке при 165 градусах по Цельсию в течение 30 минут, в сравнении с нанесенными на график данными для контрольного, термически необработанного образца.
Фиг.14 - графическое представление вязкости после закрытой термообработки как функции времени для муки из восковидной пшеницы, проанализированной с помощью способа RVA при нейтральном pH (например, 6,0) и повышенном содержании влаги (18%), подвергнутой термическим обработкам при 105 и/или 165 градусах по Цельсию в течение 30 минут, в сравнении с нанесенными на график данными для контрольного, термически необработанного образца.
Фиг.15 - графическое представление вязкости после открытой и закрытой термообработки как функции времени для рисовой муки, проанализированной с помощью способа RVA при нейтральном pH (например, 6,0), подвергнутой термическим обработкам при 160 градусах по Цельсию в течение различного времени.
Фиг.16 - графическое представление вязкости после открытой и закрытой термообработок как функции времени для рисовой муки, проанализированной с помощью способа RVA при кислом pH (например, 3,0), подвергнутой открытой и закрытой термическим обработкам при 160 градусах по Цельсию в течение различного времени.
Фиг.17 (A)-(K) в виде миксограмм приведены графические представления реологических свойств образцов муки, термообработанных с использованием различного исходного мучного материала, времени термообработки и температурных параметров термообработки.
Фиг.18 - графическое описание вязкости как функции времени для образцов муки из восковидной пшеницы, термообработанных в течение различного времени и проанализированных с помощью способа RVA, как при нейтральном, так и при слабокислом pH.
Далее описаны подробные варианты осуществления настоящего изобретения, однако следует понимать, что данные варианты изложены всего лишь в качестве иллюстрации изобретения, которое может быть осуществлено в различных формах. Кроме того, каждый из примеров, приводимых в связи с различными вариантами осуществления изобретения, предназначен для иллюстрации и не является ограничительным. Кроме того, фигуры не обязательно представлены в масштабе, некоторые признаки могут быть преувеличены, чтобы показать детали характерных компонентов. Кроме того, подразумевается, что любые результаты измерений, описания и т.п., показанные на фигурах, предназначены для иллюстрации и не является ограничительными. Следовательно, конкретные структурные и функциональные детали, описанные здесь, не должны интерпретироваться как ограничивающие, а всего лишь как репрезентативная основа для ознакомления специалиста в данной области с различным использованием настоящего изобретения.
При одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к неклейкой муке восковидных сортов и способу ее производства. В одном из примеров, когда необработанную муку из восковидной пшеницы нагревают в воде при 10% твердых веществ, мука восковидного сорта образует в результате клейкую или вязкую текстуру. В еще одном примере, когда необработанную муку из восковидной пшеницы анализируют с помощью системы быстрого анализа вязкости (Rapid Visco Analyzer, RVA), необработанная мука из восковидной пшеницы после достижения максимальной вязкости показывает значительное уменьшение вязкости (потерю).
При еще одном варианте осуществления изобретения муку можно нагревать в течение от около 1 минуты до 240 минут.
При еще одном варианте осуществления изобретения муку можно нагревать при температурах в диапазоне от около 100°C до 180°C. При еще одном варианте осуществления изобретения муку нагревают при температурах в диапазоне от 120 до 170°C. При еще одном варианте осуществления изобретения муку нагревают при температуре в диапазоне от 130 до 165°C.
При еще одном варианте осуществления изобретения pH муки во время термообработки может находиться в диапазоне от около 4,5 до 8,5. При еще одном варианте осуществления изобретения pH может находиться в интервале от 5,5 до 7,5. При одном из вариантов осуществления изобретения во время осуществления способа по настоящему изобретению pH муки не регулируют. При еще одном варианте осуществления изобретения pH муки можно регулировать до или после термообработки.
При еще одном варианте осуществления изобретения содержание влаги в муке во время термообработки может находиться в диапазоне от 0 до 18%. При еще одном варианте осуществления изобретения мука по существу не содержит воды. При еще одном варианте осуществления изобретения содержание влаги в муке сохраняется неизменным благодаря термообработке как таковой. При еще одном варианте осуществления изобретения содержание влаги в муке можно регулировать до или после термообработки.
При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука восковидных сортов при тепловой обработке в воде дает неклейкую, рыхлую текстуру. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука из восковидной пшеницы дает более высокую вязкость, чем необработанная мука из восковидной пшеницы, и по данным способа RVA, менее значительную потерю вязкости как в нейтральных, так и в слабокислых условиях pH.
При еще одном варианте осуществления изобретения для того, чтобы достичь требуемого результата, можно регулировать один или несколько из следующих четырех параметров: pH - от фактически кислого до фактически нейтрального, температуру, время и содержание влаги - от фактически безводного состояния до фактически низкого содержания влаги. Например, если применять более высокую температуру, можно уменьшать время. Результаты показывают, что термообработанная мука из восковидной пшеницы функционирует подобно сшитым крахмалам и имеет стабильную вязкость в кислых условиях, которые желательны в пищевых системах с низким pH, таких как начинка вишневого пирога. Такая термообработанная мука из восковидной пшеницы дает менее значительную потерю вязкости по сравнению с необработанной пшеничной мукой и может заменять химически сшитые крахмалы, которые применяются в качестве загустителей в широком диапазоне пищевых продуктов. Более того, когда мука из восковидной пшеницы после тепловой обработки (варки) хранилась в холодильнике в течение двух недель, синерезис не наблюдался. Такой результат означает, что термообработанная мука из восковидной пшеницы также обладает хорошей стабильностью в условиях хранения при низкой температуре.
При еще одном варианте осуществления в настоящем изобретении не применяются никакие химические реагенты. При еще одном варианте осуществления изобретения мука восковидного сорта, термообработанная при нейтральном pH, дает более светлый цвет по сравнению с мукой, которая термообработана при высоком pH. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука из восковидной пшеницы функционирует подобно химически модифицированному крахмалу, но может маркироваться как пшеничная мука, которая может иметь преимущества в пищевых продуктах под маркой "полностью натуральные" или в тех областях применения, где требуется применение маркировки пшеничной муки и не желательно или не допускается применение химически модифицированного крахмала.
При еще одном варианте осуществления изобретения для получения муки восковидных сортов можно использовать любой из различных растительных источников, включая, но не ограничиваясь перечисленным, термообработанную муку из восковидной пшеницы, муку из восковидного риса, муку из восковидной кукурузы, муку из восковидного ячменя, муку из восковидного сорго, муку из восковидного картофеля, муку из восковидной маниоки и другие виды муки восковидных сортов. При еще одном варианте осуществления изобретения pH муки поддерживают на всем протяжении процесса. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанную муку из любых упомянутых источников можно применять в различных пищевых и непищевых системах (например, в продуктах личной гигиены, в связующих) в качестве загустителей, стабилизаторов или в качестве ингредиентов для различных хлебопекарных областей применения. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука восковидных сортов найдет применение в продуктах питания, супах, соусах, напитках, продуктах личной гигиены, связующих и т.д. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанную муку можно подвергать предварительной клейстеризации, вновь выделять и превращать в муку, растворимую в холодной воде при ее повторном диспергировании в воде. При еще одном варианте осуществления изобретения муку специального назначения, растворимую в холодной воде, можно применять в соусах, супах и готовых к употреблению блюдах. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанную муку можно применять в различных хлебобулочных изделиях.
При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанную муку восковидных сортов можно подвергать предварительной клейстеризации (или тепловой обработке) и вновь выделять. Общепринятые способы предварительной клейстеризации включают пароструйную тепловую обработку и распылительную сушку, сушку в барабанной сушилке и экструзию. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанная мука имеет свойства, включающие неклейкую текстуру в случае тепловой обработки в воде, стабильную вязкость фактически в кислых условиях, сопротивление сдвигу, менее значительную потерю вязкости (по данным способа RVA) и стабильность при хранении на холоде.
При еще одном варианте осуществления изобретения в процессе помола или с помощью ферментативной (протеаза) обработки содержание белка в муке можно уменьшать. В результате можно повышать содержание крахмала. При еще одном варианте осуществления изобретения мука из восковидной пшеницы с низким содержанием белка может иметь более высокую вязкость, чем мука с высоким содержанием белка.
При еще одном варианте осуществления изобретения в способе не применяются никакие химические реагенты. При еще одном варианте осуществления изобретения, поскольку термическую обработку выполняют при нейтральном pH, цвет термообработанных продуктов будет более светлым, чем цвет муки, обработанной при щелочном pH. При еще одном варианте осуществления изобретения, поскольку термообработанную муку можно изготавливать в безводных условиях или при ограниченной влажности, для изготовления продуктов можно применять широкий спектр оборудования. При еще одном варианте осуществления изобретения термообработанные продукты можно обозначать как "мука", что может быть желательно во многих областях применения, где не желательно или не допускается применение химически модифицированного крахмала.
Подходящие времена термообработки включают , но не ограничиваются перечисленным, временные интервалы 0-0,5 часов, 0-1 часа, 1-2 часов, 2-3 часов, 3-4 часов, 4-5 часов или 5-6 часов. Для более низких температур могут требоваться более длительные времена нагревания.
Дегидратация может подразумевать дегидратацию муки до тех пор, пока мука не станет безводной или фактически безводной. Дегидратация может представлять собой термическую дегидратацию или нетермическую дегидратацию. Термическую дегидратацию осуществляют путем нагревания крахмала в конвенционной печи или в микроволновой печи, или любом другом нагревательном устройстве в течение времени и при температуре, достаточных для уменьшения содержания влаги до менее 1%, предпочтительно до 0%. Примеры способов нетермической дегидратации включают извлечение воды из гранулированного крахмала или клейстеризованного крахмала с помощью гидрофильного растворителя, такого как спирт (например, этанол), или сублимационной сушки крахмала.
Для определения свойств клейстеризации муки и термообработанной муки в некоторых из следующих примеров применяли способ быстрого анализа вязкости (Rapid Visco Analyzer, RVA). Способ RVA включает следующее: в канистре RVA (Rapid Visco Analyzer, модель RVA-4) готовили 25 г испытуемой смеси муки и воды (содержание твердых веществ на уровне 10%). Данное испытание применяли для определения свойств клейстеризации муки. На начало клейстеризации указывает увеличение вязкости крахмальной взвеси по мере того, как гранулы крахмала начинают набухать. Если требуется для целей испытания, регулируют рН взвеси. В канистру помещали RVA-мешалку и осторожно перемешивали смесь для диспергирования комков муки. Затем содержимое канистры RVA подвергали 13-минутному испытанию RVA для определения свойств клейстеризации муки. Профиль получения RVA-кривой клейстеризации включал выдерживание образца при 50°C в течение 1 минуты с последующим нагреванием образца от 50 до 95°C в течение 3 минут; выдерживание образца при 95°C в течение 3 минут; охлаждение образца до 50°C в течение 4 минут; выдерживание образца при 50°C в течение 2 минут. Свойства клейстеризации включали максимальную вязкость, вязкость тестообразной массы в горячем состоянии и вязкость тестообразной массы в холодном состоянии (фиг.1). "Потеря" представляет собой разность между максимальной вязкостью и вязкостью тестообразной массы в горячем состоянии, в то время как "синерезис" представляет собой разность между вязкостью тестообразной массы в холодном состоянии и вязкостью тестообразной массы в горячем состоянии.
В следующих примерах применяемые виды пшеничной муки включали муку из твердой краснозерной озимой пшеницы - Hard Normal Wheat (HNW); муку из мягкой обычной пшеницы - Soft Normal Wheat (SNW); муку из мягкой восковидной пшеницы - Soft Waxy Wheat (SWW); и муку из твердой восковидной пшеницы - Hard Waxy Wheat (HWW).
Эксперимент 1
Сравнение свойств клейстеризации различных видов муки
Свойства клейстеризации муки HNW, HWW, SNW и SWW определяли с помощью способа RVA. Оверлейная диаграмма из кривых клейстеризации различных видов муки приведена на фиг.2, а свойства клейстеризации приведены в таблице 1. Максимальная вязкость муки SWW являлась более высокой, чем максимальная вязкость муки SNW и HNW. Кроме того, максимальную вязкость муки SWW наблюдали раньше, через 3,3 мин, в то время как максимальную вязкость муки SNW и HNW обнаруживали через 5,6 мин. Вязкость в горячем состоянии тестообразной массы из муки SWW была более низкой, чем вязкость тестообразной массы из муки SNW и HNW. Вязкость в холодном состоянии тестообразной массы из муки SWW была значительно более низкой по сравнению с мукой SNW и HNW. Значительную потерю вязкости наблюдали для муки из восковидных сортов пшеницы и тепловые обработки (варки) муки из восковидных сортов пшеницы давали клейкие текстуры.
| Таблица 1 | |||||
| Свойства клейстеризации для различных кривых при 10%-ном содержании твердых веществ | |||||
|
Образец/
свойство |
Максимальная вязкость | Вязкость тестообразной массы в горячем состоянии | Потеря | Вязкость тестообразной массы в холодном состоянии | Синерезис |
| SNW | 2107 | 1222 | 885 | 2473 | 1252 |
| HNW | 2167 | 1249 | 918 | 2538 | 1289 |
| SWW | 2338 | 777 | 1561 | 1086 | 309 |
| HWW | 1995 | 697 | 1298 | 1007 | 310 |
Эксперимент 2
Эффект от нагревания различных видов муки
Образцы пшеничной муки подвергали нагреванию с применением различных температурных профилей. Муку (по 15 г каждого вида) выкладывали равномерным слоем на пластину и нагревали в печи. Профиль нагревания включал нагревание образца при 105°C в течение 30 минут с последующим повышением температуры печи до 165 + 3°C. Пластины вытаскивали через равные промежутки времени, как описано в каждом конкретном эксперименте.
Каждый из четырех видов муки, то есть SNW, HNW, SWW и HWW, подвергали четырем разным термическим обработкам.
- Обработка 1 (TRT1): 105°C в течение 30 мин.
- Обработка 2 (TRT2): 105°C в течение 30 мин и дополнительного времени, пока печь достигала температуры 165 +3°C.
- Обработка 3 (TRT3): 105°C в течение 30 мин и дополнительных 10 мин при 165 +3°C.
- Обработка 4 (TRT4): 105°C в течение 30 мин и дополнительных 30 мин при 165 +3°C.
Затем муку охлаждали до комнатной температуры в течение 18 часов. Затем образцы анализировали в отношении их свойств клейстеризации с применением способа RVA. Кривые клейстеризации приведены на фиг.3-6. Свойства клейстеризации четырех различных видов муки для каждого режима термообработки приведены в таблице 2.
| Таблица 2 | |||||
|
Свойства клейстеризации различных видов муки
для каждого режима термической обработки |
|||||
| Обработка | Максимальная вязкость | Вязкость тестообразной массы в горячем состоянии | Потеря | Вязкость тестообразной массы в холодном состоянии | Синерезис |
| SNW | |||||
| TRT1 | 2016 | 1217 | 799 | 2441 | 1224 |
| TRT2 | 2114 | 1363 | 751 | 2850 | 1487 |
| TRT3 | 644 | 475 | 169 | 922 | 447 |
| TRT4 | 464 | 348 | 116 | 608 | 260 |
| HNW | |||||
| TRT1 | 2371 | 1376 | 995 | 2725 | 1350 |
| TRT2 | 2859 | 1723 | 1136 | 3474 | 1752 |
| TRT3 | 1212 | 838 | 374 | 1504 | 666 |
| TRT4 | 594 | 456 | 138 | 711 | 256 |
| SWW | |||||
| TRT1 | 2975 | 913 | 2062 | 1262 | 349 |
| TRT2 | 3537 | 2066 | 1471 | 3185 | 1119 |
| TRT3 | 3395 | 2045 | 1350 | 3239 | 1194 |
| TRT4 | 2214 | 1685 | 529 | 2507 | 823 |
| HWW | |||||
| TRT1 | 2146 | 824 | 1322 | 1323 | 327 |
| TRT2 | 4645 | 2347 | 2298 | 2298 | 870 |
| TRT3 | 3086 | 2553 | 533 | 208 | 1915 |
| TRT4 | 2401 | 1963 | 160 | 2299 | 1289 |
Для сортов обычной пшеницы (как для SNW, так и для HNW) значения максимальной вязкости, вязкости тестообразной массы в горячем состоянии и вязкости тестообразной массы в холодном состоянии были максимально высокими для TRT2 и убывали в следующем порядке TRT2 > TRT1 > TRT3 > TRT4. Термообработанная мука HWW и SWW имела более высокую вязкость в горячем состоянии и вязкость в холодном состоянии, чем вязкость необработанной муки HWW и SWW. Необработанные образцы муки из HWW и SWW после тепловой обработки (варки) имели клейкие текстуры, в то время как у образцов муки из HWW и SWW после проведения обработки при 165°C текстура была неклейкой. После термообработки образцов муки из восковидных сортов пшеницы потеря вязкости уменьшалась.
Эксперимент 3
Термообработка муки из твердой восковидной пшеницы в открытых условиях
Образцы муки их твердой озимой восковидной пшеницы (по 15 г каждый) выкладывали равномерным слоем на пластину, нагревали при 105°C в течение 30 минут, затем температуру печи повышали до 165°C и выдерживали образцы муки в течение 0, 15, 30 или 60 минут. Кривые клейстеризации (10% твердых веществ, нейтральный pH) термообработанных образцов и необработанной муки из твердой восковидной пшеницы приведены ниже. Термообработанная мука из твердой восковидной пшеницы имела более высокую вязкость, чем необработанная мука из твердой восковидной пшеницы (контрольный образец) (фиг.9). Потеря вязкости после термообработки (165°C, 30 мин) уменьшалась, и тепловая обработка давала неклейкую текстуру. После измерений RVA подвергнутые тепловой обработке (варке) образцы муки из восковидной пшеницы хранили в холодильнике. После 3-х недель хранения синерезис не наблюдался, что указывает на то, что термообработанная мука из восковидной пшеницы обладает хорошей стабильностью при хранении на холоде.
Эксперимент 4
Термообработка муки из твердой восковидной пшеницы в закрытых условиях
Муку из твердой восковидной пшеницы подвергали термообработке, применяя температурные профили, описанные в эксперименте 3. Однако муку подвергали термообработке в герметизированных стеклянных емкостях вместо открытых условий, описанных в эксперименте 3. Термообработанная мука из твердой восковидной пшеницы имела более высокую вязкость, чем необработанная мука из твердой восковидной пшеницы (контрольный образец) (фиг.10). Потеря вязкости уменьшалась после термообработки (165°C, 30 мин), и тепловая обработка (варка) давала неклейкую текстуру.
Эксперимент 5
Термообработка крахмала, выделенного из восковидной пшеницы
Восковидный пшеничный крахмал выделяли из муки из твердой восковидной пшеницы с применением способа промывки теста. Крахмал, выделенный из восковидной пшеницы, содержал менее 0,5% белка и подвергался термообработке, как описано в эксперименте 3, время выдерживания при 165°C составляло 30 минут. Свойства клейстеризации (7% крахмала, pH 6) крахмала, выделенного из восковидной пшеницы, и термообработанного крахмала из восковидной пшеницы определяли с помощью способа RVA (фиг.11, таблица 3). В отличие от термообработанной муки из восковидных сортов пшеницы термообработанные (165°C, 30 мин) крахмалы из восковидных сортов пшеницы демонстрировали значительную потерю вязкости и при тепловой обработке (варке) становились клейкими.
| Таблица 3 | |||||
| Свойства клейстеризации (7% крахмала, pH 6) необработанного и термически обработанного крахмала из восковидной пшеницы | |||||
| Образец | Максимальная вязкость | Вязкость клейстера в горячем состоянии |
Потеря
(вязкости) |
Вязкость клейстера в холодном состоянии | Синерезис |
| Нагретый до 165/30 | 4616,00 | 2141,00 | 2475,00 | 3049,00 | 908,00 |
| Нагретый до 165/30 | 4717,00 | 2181,00 | 2536,00 | 3004,00 | 823,00 |
| Необработанный (нативный) крахмал из восковидной пшеницы | 5963,00 | 1920,00 | 4043,00 | 2470,00 | 550,00 |
| Необработанный (нативный) крахмал из восковидной пшеницы | 6105,00 | 2079,00 | 4026,00 | 2432,00 | 353,00 |
Эксперимент 6
Прямая одностадийная термообработка муки из восковидных сортов пшеницы
Муку из восковидных сортов пшеницы (каждый образец по 10 г) выкладывали равномерным слоем в формы из гофрированного алюминия (диаметром 121 мм и высотой 5 мм) (Fisher Brand, Cat. No: 08-732-110) и помещали в печь, предварительно нагретую до 160°C. Когда дверцу открывали и помещали в печь образцы муки, температура печи падала. Температуру печи снова повышали до 160°C в течение 7 минут и выдерживали образцы муки при 160°C в течение 0, 5, 15 и 30 минут. Свойства клейстеризации термообработанной муки определяли с помощью способа RVA при нейтральном и слабокислом pH (фиг.12, 13). На фиг.12 показаны кривые клейстеризации при нейтральном pH (10% твердых веществ, pH 6,0) образцов муки из восковидной пшеницы, проанализированных с помощью способа RVA при нейтральном pH и термообработанных при 160°C в течение 0, 5, 15, 30 минут. Термообработанные образцы имели более высокую вязкость, чем необработанная мука из восковидной пшеницы (контрольный образец), и тепловые обработки (160°C, 15 и 30 минут) давали неклейкую текстуру. На фиг.13 показаны кривые клейстеризации (10% твердых веществ, pH, поддерживаемый при 3,0) муки из восковидных сортов пшеницы, проанализированной с помощью способа RVA при слабокислом pH и термообработанных при 160°C в течение 0, 5, 15, 30 минут. Термообработанные образцы имели более высокую вязкость, чем необработанная мука из восковидной пшеницы (контрольный образец), и тепловые обработки (160°C, 15 и 30 минут) давали неклейкую текстуру. Колориметрический анализ проводили с применением колориметра MinoltaTM и выражали в виде L (насыщенности белого).
| Таблица 4 | |
| Колориметрический анализ | |
| Температура (°C)/время | Значение L |
| Необработанная мука из восковидной пшеницы | 90,6 |
| 160/0 | 90,4 |
| 160/5 | 89,8 |
| 160/15 | 89,4 |
| 160/30 | 88,5 |
Эксперимент 7
Термообработка муки из восковидных сортов пшеницы при 15%-ной влажности
Содержание влаги в муке из восковидной пшеницы увеличивали до 15% в увлажнительной камере. Образцы муки (по 20 г каждый) переносили в 12-унцивые емкости аппарата Quilted Crystal® Jelly Jars (Ball®: 14400-81200) и герметизировали. Емкости нагревали при 105°C в течение 30 минут, затем температуру печи повышали до 165°C и выдерживали при данной температуре в течение 0, 15, 30 минут. Свойства клейстеризации (10% твердых веществ, pH 6,0) термообработанной муки определены с помощью RVA и приведены на фиг.14. Мука, термообработанная при 160°C, имела более высокую вязкость, чем необработанная мука из восковидной пшеницы, и тепловые обработки давали неклейкую текстуру.
Эксперимент 8
Термообработка муки из восковидного риса
Муку из восковидного риса (Remylflo S 200, A&B Ingredients, Inc., NJ) нагревали при 160°C в течение 30, 60 или 90 минут в открытых кюветах или в закрытых емкостях в течение 30 или 60 минут. Для открытых условий 10 г образца выкладывали равномерным слоем в форму из гофрированного алюминия диаметром 121 мм и высотой 5 мм (Fisher Brand, Cat. No: 08-732-110). Для закрытых условий 20 г образца помещали в 12-унцивые емкости аппарата Quilted Crystal® Jelly Jars (Ball®: 14400-81200). Далее следовали стандартные способы AACC (Американская ассоциация зерновых химиков) испытания муки на содержание влаги (AACC 44-15 A)(2000); быстрый анализ вязкости (Rapid Visco-Analyzer, RVA) (AACC 76-21)(2000) при 10%-ном уровне твердых веществ. Колориметрический анализ проводили с применением колориметра MinoltaTM и выражали в виде L (насыщенности белого), a* (зеленый - красный) и b* (синий - желтый). Термообработанная мука из восковидного риса (160°C, 30 и 6 минут) имела более высокую вязкость, менее значительную потерю вязкости, чем необработанная мука из восковидного риса (фиг.15, 16)(таблицы 5-8).
| Таблица 5 | |||
|
Содержание влаги и параметры RVA (при 10% твердых веществ)
для рисовой муки |
|||
| Образец | Влажность | Мука | Вода/Цитратный буфер |
| Необработанная рисовая мука | 10,82 | 3,14 | 24,86 |
| Закрытые условия при 160/30 | 6,29 | 2,99 | 25,01 |
| Закрытые условия при 160/60 | 5,69 | 2,97 | 25,03 |
| Открытые условия при 160/30 | 7,79 | 3,04 | 24,96 |
| Открытые условия при 160/60 | 7,17 | 3,02 | 24,98 |
| Открытые условия при 160/90 | 6,50 | 2,99 | 25,01 |
| Таблица 6 | |||
| Колориметрические данные для термически обработанных образцов рисовой муки | |||
| Образец | L | a | b |
| Необработанный | 90,48 | -2,21 | +9,84 |
| Закрытые условия при 160/30 | 89,37 | -1,79 | +11,87 |
| Закрытые условия при 160/60 | 89,30 | -1,09 | +14,43 |
| Открытые условия при 160/30 | 89,58 | -2,10 | +10,78 |
| Открытые условия при 160/60 | 87,91 | -1,59 | +13,50 |
| Открытые условия при 160/90 | 85,99 | -0,91 | +15,40 |
| Таблица 7 | |||||||
|
Свойства клейстеризации, по данным RVA (10% твердых веществ, pH 6,0), термически обработанной муки
из восковидного риса |
|||||||
| Образец | Максимальная вязкость | Вязкость клейстера в горячем состоянии | Потеря (вязкости) | Конечная вязкость | Синерезис | Время максимума |
Температура клейстериза-
ции |
| Необработанная рисовая мука | 3532 | 2307 | 1225 | 3316 | 1009 | 4,27 | 50,1 |
| закрытые условия при 160/30 | 3505 | 3033 | 472 | 4214 | 1181 | 5,4 | 69,35 |
| закрытые условия при 160/60 | 2774 | 2707 | 67 | 3347 | 640 | 6,2 | 69,35 |
| открытые условия при 160/30 | 3761 | 3025 | 736 | 4305 | 1280 | 5,13 | 59,6 |
| открытые условия при 160/6 | 2453 | 2353 | 100 | 3890 | 1537 | 7 | 61,3 |
| открытые условия при 160/90 | 1286 | 1141 | 145 | 2259 | 1118 | 7 | 69,95 |
| Таблица 8 | |||||||
|
Свойства клейстеризации, по данным RVA (10% твердых веществ, pH 3,0), термически
обработанной муки из восковидного риса |
|||||||
| Образец | Максимальная вязкость |
Вязкость клейстера
в горячем состоянии |
Потеря (вязкости) | Конечная вязкость | Синерезис | Время максимума |
Температура клейстериза-
ции |
| Необработанная рисовая мука | 4784 | 1518 | 3266 | 2118 | 600 | 4,2 | 67,1 |
| Закрытые условия при 160/30 | 5246 | 1942 | 3304 | 2621 | 679 | 4,33 | 64,6 |
| Закрытые условия при 160/60 | 4461 | 1996 | 2465 | 2737 | 741 | 4,47 | 58,55 |
| Открытые условия при 160/30 | 5377 | 1932 | 3445 | 2670 | 738 | 4,2 | 71,85 |
| Открытые условия при 160/6 | 5629 | 2577 | 3052 | 3385 | 808 | 4,47 | 61,9 |
| Открытые условия при 160/90 | 4566 | 2773 | 1793 | 3774 | 1001 | 4,87 | 63,45 |
Эксперимент 9
Реологические (миксограф) свойства теста из термообработанной муки из восковидной пшеницы
Применяли два вида муки из твердой восковидной пшеницы. Условия термообработки включают одностадийную открытую термическую обработку. Образцы муки (приблизительно по 20 г каждый) выкладывали равномерным слоем на пластину из нержавеющей стали (диаметром 10 см) и нагревали в печи с принудительной тягой (Precision Equipment, IL) при требуемом сочетании времени и температуры. Кривые на миксографе получали с применением 10 г смесителя (согласно способу AACC 54-40 A). После термообработки образцы муки из восковидных сортов пшеницы становились менее клейкими и менее вязкими (фиг.17(A)-(I)).
Эксперимент 10
Пробные выпечки
Хлебобулочные изделия изготавливали по способу AACC 10-10B, применяя безопарный способ приготовления теста с незначительными модификациями. Рецептура хлебобулочных изделий (на мучной основе) включала 100,0 г муки (расчетная влажность 14%), 3,0 г шортенинга (Crisco®) и 0,5 г солода. Была принята двухстадийная процедура образования отверстий (перфорации) с применением брожения в течение 180 мин. В контрольной рецептуре применяли муку из твердой пшеницы (Karl '92). В хлебобулочных изделиях, производимых с низкими уровнями муки из восковидной пшеницы, муку Karl'92 (15,5% белка) частично заменяли 5 и 10% термообработанной муки из твердой восковидной пшеницы (12,8% белка). Хлеб из муки, частично замененной термообработанной мукой, имел больший объем буханки и хорошую структуру мякиша.
| Таблица 9 | |
|
Объем буханки хлеба, изготовленного из муки из обычной твердой пшеницы, и хлеба, изготовленного с низкими уровнями муки
из воскообразной пшеницы |
|
| Образец | Объем буханки (см 3 ) |
| Мука из обычной твердой краснозерной озимой пшеницы (Karl'92) | 748 |
| Karl + 5% термически обработанной муки из твердой воскообразной пшеницы | 808 |
| Karl + 10% термически обработанной муки из твердой воскообразной пшеницы | 850 |
Несмотря на то что здесь описан ряд вариантов осуществления настоящего изобретения, понятно, что упомянутые варианты осуществления изобретения являются только иллюстративными и не ограничивающими изобретение и что для специалиста в данной области многие модификации могут быть очевидными. Например, любые стадии можно осуществлять в любом требуемом порядке (и можно добавлять любые требуемые стадии и/или исключать любые требуемые стадии). Дополнительно для муки, подвергающейся термообработке, можно применять любую комбинацию свойственного ей или регулируемого pH или содержания влаги. Кроме того, можно использовать любую комбинацию времени, температуры, pH и содержания влаги.
1. Способ, включающий стадии:
получения муки восковидного сорта; и
термообработки муки восковидного сорта, осуществляемой без регулировки pH при температуре по меньшей мере 160°C, так чтобы получить стабилизированную муку восковидного сорта, имеющую менее чем 20%-ную потерю вязкости, причем потерю вязкости измеряют при pH 6,0 и 10%-ной концентрации сухих веществ, с использованием метода быстрого анализа вязкости (RVA).
2. Способ по п.1, в котором во время осуществления указанного способа содержание воды в муке восковидного сорта не регулируют.
3. Способ по п.1, в котором pH муки восковидного сорта составляет от около 4,5 до около 7,5 во время термообработки.
4. Способ по п.1, в котором содержание воды в муке восковидного сорта составляет от около 0 до около 18%.
5. Способ по п.4, в котором содержание воды в муке восковидного сорта регулируют до уровня от около 0 до около 18% во время осуществления способа.
6. Термообработанная мука восковидного сорта, полученная с использованием способа по п.1.
7. Термообработанная мука по п.6, имеющая более высокую вязкость, чем аналогичная термически необработанная мука восковидных сортов.
8. Термообработанная мука по п.6, имеющая меньшую потерю вязкости, чем аналогичная термически необработанная мука восковидных сортов.
9. Термообработанная мука восковидных сортов, полученная способом по п.12, имеющая меньший синерезис по сравнению с термически необработанной мукой восковидных сортов.
10. Термообработанная мука восковидных сортов, полученная способом по п.12, выбранная из группы, состоящей из пшеничной муки, муки из мягкой восковидной пшеницы, муки из твердой восковидной пшеницы, рисовой, кукурузной, ячменной, сортовой, картофельной, маниоковой муки.
11. Термообработанная мука восковидных сортов, полученная способом по п.12, имеющая при дальнейшем нагревании в присутствии воды пониженную когезию по сравнению с термически необработанной мукой восковидного сорта.
12. Способ, содержащий стадии:
получения муки восковидного сорта; и
термообработки муки восковидного сорта, осуществляемой без регулировки pH при температуре по меньшей мере 160°C, так чтобы получить стабилизированную муку восковидного сорта,
при этом указанная стабилизированная мука восковидного сорта имеет максимальную вязкость больше максимальной вязкости нативной муки восковидного сорта, причем максимальную вязкость измеряют при pH 6,0 и 10%-ной концентрации сухих веществ, с использованием метода быстрого анализа вязкости (RVA).
13. Способ по п.12, в котором содержание воды в стабилизированной муке восковидных сортов не регулируют при осуществлении способа.
14. Способ по п.12, в котором pH стабилизированной муки восковидных сортов составляет от около 4,5 до около 7,5 во время термообработки.
15. Способ по п.12, в котором содержание воды в стабилизированной муке восковидных сортов составляет от около 0 до около 18%.
16. Способ по п.15, в котором содержание воды в стабилизированной муке восковидных сортов регулируют до уровня от около 0 до около 18% при осуществлении способа.
17. Термообработанная мука восковидного сорта, полученная способом по п.12.
18. Мука по п.17, имеющая более высокую вязкость по сравнению с аналогичной термически необработанной, нативной мукой восковидных сортов.
19. Мука по п.17, имеющая меньшую потерю вязкости по сравнению с аналогичной нативной мукой восковидных сортов.
