Термообработанная мука
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к хлебопекарной. Способ термообработки муки, включающий стадии дегидратации муки до уровня влаги 1,5-4,1%, без желатинизации, и термообработки дегидратированной муки при температуре 126,7-165,6оС. Полученная в результате мука имеет влагоактивность 0,03-0,10 или 0,15-0,45, а более 80% частиц имеют размер 90-150 микрон. Тесто, изготовленное из этой термообработанной муки, обладает улучшенными качествами, и хлебобулочные изделия, изготовленные из этой термообработанной муки, обладают улучшенными свойствами по сравнению с тестом и хлебобулочными изделиями, изготовленными из необработанной муки. Изобретение позволяет улучшить качество теста и термообработанной муки, а именно влагопоглощение, клейкость, фаринографические показатели и индекс устойчивости при замесе теста. 4 н. и 23 з.п.ф-лы, 14 ил., 15 табл., 16 пр.
Настоящая заявка имеет приоритет предварительной заявки на патент США Сер. No.61/104476, поданной 10 октября 2008 года, раскрытие которой включено в данную заявку путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к области улучшения влагопоглотительной способности, тесторазделочных и хлебопекарных качеств муки и в частности относится к способам термообработки муки с целью улучшения ее качества.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Термическую обработку муки или пшеницы проводят в данной области техники для различных целей. Например, в патенте США No.3159493 (Japiske et al.) муку подвергали воздействию температуры 126,7-154,4°С в атмосфере, содержащей водяные пары, при повышенном давлении в течение 1-10 минут, для того чтобы избавиться от присутствующих в этой муке микроорганизмов с минимальными необратимыми изменениями ее физико-химических свойств. При температурах ниже этого диапазона, микробиальная обсемененность устранялась не полностью, а температуры выше этого диапазона скорее всего приводили к порче муки. В патенте США No.3428461 (Hatton et al.) муку обрабатывали температурой 65,6-182,2°С в атмосфере с относительной влажностью выше 40% в течение 10-80 минут, чтобы сделать обработанную таким образом муку пригодной для использования в кулинарных смесях. В патенте США No.4937087 (Bush et al.) манную крупу обрабатывали нагреванием при температуре 148,9-315,6°С в течение 30-180 секунд, чтобы уменьшить в ней содержание влаги до такого уровня, при котором 10% крахмала находятся в желатинизованном состоянии.
Однако ни одна из вышеприведенных ссылок не относится к способу улучшения таких свойств изготовленного из термообработанной муки или пшеницы теста, как влагопоглощение, клейкость, фаринографические показатели качества и индекс устойчивости при замесе.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к термообработанной муке, обладающей улучшенными свойствами, и способу ее получения. В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу термообработки муки, включающему стадии: a) получения муки; b) термической дегидратации муки, такого чтобы содержание влаги в муке уменьшалось до 1,5-4,1%, и она не становилась желатинизованной; и c) нагревания дегидратированной муки так, чтобы содержание влаги в муке не опускалось ниже 1,5% для получения термообработанной муки. В этой термообработанной муке, по меньшей мере, 7% всех белков термообработанной муки денатурированы. Такая термообработанная мука имеет увеличенное влагопоглощение, по меньшей мере, на 3% по сравнению с необработанной мукой.
В одном варианте выполнения изобретения стадии b) и c) способа термообработки муки выполняют как две отдельные операции. В другом варианте выполнения изобретения стадии b) и c) этого способа выполняют за одну операцию в одном аппарате.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к термообработанной муке с содержанием влаги от 1,5% до 4,1%. Количество денатурированного белка в термообработанной муке составляет более 7%, и мука имеет различимые крахмальные зерна. В одном варианте выполнения изобретения термообработанная мука имеет такое распределение частиц по размерам, при котором более 80% частиц муки имеет размер от 90 до 150 микрон или более 80% частиц муки имеет размер от 90 до 150 микрон и более 7% частиц муки имеет размер от 150 до 250 микрон.
Настоящее изобретение также относится к тесту, изготовленному из термообработанной муки, обладающему улучшенными характеристиками, и хлебобулочным изделиям, изготовленным из термообработанной муки, обладающим улучшенными свойствами. В одном варианте выполнения изобретения тесто, изготовленное из термообработанной муки в соответствии с предложенным способом, обладает, по меньшей мере, на 3% меньшей липкостью и/или, по меньшей мере, на 3% меньшей клейкостью и/или, по меньшей мере, на 3% большей силой по сравнению с тестом, изготовленным из необработанной муки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1. Пример фаринограммы теста.
Фиг.2. Пример графика зависимости силы от времени для теста.
Фиг.3. Показатели a) липкости, b) клейкости и c) слипаемости теста, изготовленного из термообработанной муки.
Фиг.4. Фаринографические показатели муки, дегидратированной и нагретой в совмещенном процессе.
Фиг.5. Фаринографические показатели необработанной и обработанной муки (совмещенный процесс) с содержанием белка 10,9-13,1%.
Фиг.6. Графическое представление кинетики высушивания пшеничной муки в печи при температуре 126,7, 143,3 и 160°С, при соотношении воздух/продукт равном 440 кг сухого воздуха на 454 грамма сухого вещества.
Фиг.7. Гистограмма зависимости удельного объема после выпекания от времени для хлебобулочных изделий, изготовленных из термообработанной муки.
Фиг.8. Графическое представление конфигурации баланса массы для прямоточной сушилки мгновенного действия для процесса с двумя стадиями термообработки.
Фиг.9. Графическое представление конфигурации баланса массы для стеллажной печи (сушилка шкафного типа) для совмещенного процесса термообработки.
Фиг.10. Графическое представление показателей изотермы сорбции влаги. Изотерма сорбции влаги муки, содержащей 12,5% белка.
Фиг.11. Графическое представление показателей регидратации. Термообработанную муку, содержащую 12,5% белка, регидратировали в условиях естественной конвекции при температуре 29,4°С и относительной влажности 85%.
Фиг.12. Графическое представление влияния условий термообработки муки на время тестообразования.
Фиг.13. Графическое представление влияния условий термообработки муки на влагопоглощение.
Фиг.14. Графическое представление влияния условий термообработки муки на удельный объем после выпекания.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к термообработанной муке, обладающей улучшенными свойствами, и способу ее получения. Таким образом, настоящее изобретение относится к способу повышения влагопоглотительной способности муки без ущерба для хлебопекарных качеств изготовленного из этой муки теста. Данный метод включает стадии дегидратации муки и нагревания этой дегидратированной муки.
Хотя известные режимы термообработки могут приводить к увеличению поглотительной способности муки, хлебопекарные качества такой муки, по-видимому, не связаны с повышенной влагопоглотительной способностью. Настоящее изобретение основано на неожиданном наблюдении, что для повышения влагопоглотительной способность, а также хлебопекарных качеств необходимо подвергнуть муку термической обработке в условиях, которые не способствуют желатинизации. В соответствии с этим, способ настоящего изобретения включает стадии нагревания муки, минимизируя при этом желатинизацию.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что, будет ли иметь место желатинизация или нет, зависит не только от температуры, при которой происходит дегидратация муки или от конечного содержания в ней влаги, но также от скорости дегидратации, которая в свою очередь связана со способом нагревания. Температура желатинизации обратно пропорциональна содержанию влаги, так как когда содержание влаги уменьшается, температура желатинизации растет. Таким образом, в настоящем изобретении при дегидратации желатинизация минимизируется или ее удается избежать путем нагревания муки в условиях, при которых влага быстро удаляется во время нагревания, благодаря чему происходит повышение температуры желатинизации. Если дегидратация муки не осуществляется быстро, то ее температура может достичь температуры желатинизации, которая может привести к желатинизации муки. Например, для того чтобы избежать желатинизации, желательно снизить значение содержания влаги в муке с 4,1% до 1,5% в течение одной минуты, а предпочтительно в течение 45 или 30 секунд.
Считается, что недопущение желатинизации сохраняет свойства содержащегося в муке крахмала, которые способствуют улучшению хлебопекарных качеств теста, приготовленного из термообработанной муки. Таким образом, улучшенные хлебопекарные качества являются показателем минимальной желатинизации во время термообработки. Кроме того, неповрежденные крахмальные зерна (что определяется по данным двойного лучепреломления) также свидетельствуют об отсутствии желатинизации.
Первой стадией процесса по изобретению является дегидратация. Дегидратация муки снижает удельную теплоемкость муки, что приводит к более эффективной теплопередаче. После дегидратации крахмальные зерна остаются неповрежденными и различимыми (о чем свидетельствуют данные двойного лучепреломления), что является показателем отсутствия желатинизации. В соответствии с настоящим изобретением, во время дегидратации содержание влаги в муке уменьшается до значений от 1,5% до 4,1% от массы муки, включая все целочисленные значения и значения десятых долей процента, находящиеся в диапазоне между 1,5% и 4,1%. Предпочтительно, содержание влаги уменьшается до значений от 2,0% до 3,5%, включая все целочисленные значения и значения десятых долей процента, находящиеся в диапазоне между 2,0% и 3,5%. Важно поддерживать влажность на уровне 4,1% или меньше, так как при влажности более 4,1% последующее нагревание до более высокой температуры может привести к желатинизации и другим изменениям (например, нежелательному повреждению крахмала), оказывающим отрицательное влияние на влагопоглощение, тестообразование, хлебопекарное качество. Также важно поддерживать содержание влаги в муке на уровне выше 1%, предпочтительно выше 1,5%, так как было отмечено, что снижение влажности до 1% или ниже приводит к плохому тестообразованию и получению хлебобулочных изделий с неприемлемым качеством и низким удельным объемом после выпекания. Не намереваясь быть связанными какой-либо конкретной теорией, считается, что если мука дегидратирована до 1% влажности или меньше, то крахмальные зерна и белки изменяются так, что они оказывают отрицательное влияние на тестообразование.
Обычно муку дегидратируют нагреванием. Однако другие способы дегидратации (такие как сублимационная сушка, экстракция растворителем и микроволновая обработка) могут быть использованы. Температура, при которой происходит дегидратация муки, называется температурой дегидратации. Предпочтительно, чтобы на стадии дегидратации мука нагревалась при температуре ниже, чем температура желатинизации муки. Таким образом, в одном варианте изобретения температура муки во время стадии дегидратации находится ниже температуры желатинизации. Однако следует понимать, что кратковременное и незначительное повышение температуры выше температуры желатинизации не сможет привести к желатинизации. Поэтому в другом варианте выполнения изобретения муку нагревают так, чтобы температура муки была незначительно выше температуры желатинизации в течение периода времени большего, чем 5 следующих друг за другом секунд. Под термином «незначительно выше температуры желатинизации» понимается температура, которая выше температуры желатинизации не более чем на 5%. Температуру муки желательно быстро поднимать до температуры, при которой мука дегидратируется, не достигая температуры желатинизации.
В одном варианте выполнения изобретения после дегидратации в муке отсутствует обнаруживаемая желатинизация, определяемая двойным лучепреломлением, и мука обладает одним или всеми улучшенными свойствами, обсуждаемыми в настоящей заявке.
После того как мука была дегидратирована, ее подвергают дальнейшему нагреванию. В одном варианте выполнения изобретения во время дальнейшего нагревания муки в ней не происходит дополнительная потеря влаги. В другом варианте выполнения изобретения дальнейшее нагревание осуществляется без существенной потери влаги. Под термином «без существенной потери влаги» понимается, что дополнительная потеря влаги составляет меньше 2% от массы продукта; и предпочтительно, меньше 1%; и более предпочтительно, меньше 0,5%. Однако во время стадии нагревания содержание влаги не должно опускаться ниже 1,5%. Для полной ясности, если содержание влаги в муке после стадии дегидратации составляет 4%, то содержание влаги в муке после дальнейшего нагревания составляет не менее 2%; и предпочтительно не менее 3%; и более предпочтительно, не менее 3,5%. Если содержание влаги после дегидратации составляет 2%, то содержание влаги в муке после дальнейшего нагревания составляет не менее 1,5%. Так как стадия нагревания выполняется при температуре 165,6°С или ниже, и содержание влаги в дегидратированной муке составляет 4,1% или меньше, то ожидается, что во время нагревания не будет происходить желатинизация. Таким образом, в одном варианте выполнения изобретения дегидратированная мука не желатинизуется во время стадии нагревания.
Стадия нагревания способствует повышению влагопоглотительной способности муки. Не намереваясь быть связанными какой-либо конкретной теорией, считается, что влагопоглотительная способность повышается, по меньшей мере, частично, из-за денатурации белков и/или изменения крахмальных зерен в муке. Термин «денатурация» означает, что структура белка (например, вторичная и/или третичная структура) модифицируется (т.е. изменяется). Хотя основная денатурация белков происходит во время стадии нагревания, денатурация некоторых белков может происходить во время стадии дегидратации. Считается, что хотя крахмальные зерна остаются неповрежденными и различимыми, во время стадии нагревания структура крахмальных зерен изменяется таким образом, что ранее скрытые домены связывания воды становятся доступными для поглощения воды.
В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу термообработки муки, включающему стадии: a) получения муки; b) термической дегидратации муки, такого чтобы содержание влаги в муке уменьшалось до 1,5-4,1%, и она не становилась желатинизованной во время стадии дегидратации; и c) нагревания дегидратированной муки для получения термообработки муки так, чтобы во время стадии нагревания содержание влаги в муке не опускалось ниже 1,5%. В этой термообработанной муке, по меньшей мере, 7% всех белков термообработанной муки денатурированы. Такая термообработанная мука имеет увеличенное влагопоглощение, по меньшей мере, на 3% по сравнению с необработанной мукой. В одном варианте выполнения изобретения способ состоит в основном из стадий a), b) и c) и стадии d), который заключается в добавлении воды в термообработанную муку, для того чтобы повысить содержание влаги в термообработанной муке (например, до 6-10%). В еще одном варианте выполнения изобретения способ состоит из стадий a), b) и c) или стадий a), b), c) и d).
Стадию дегидратации и стадию нагревания можно выполнять как совмещенный процесс термообработки (например, дегидратацию и нагревание выполняют за одну операцию в одном аппарате) или они могут выполняться как раздельные стадии (например, дегидратацию и нагревание выполняют как две отдельные операции в двух разных аппаратах). Когда стадии выполняют как совмещенный процесс термообработки, мука может подаваться в камеру (аппарат) и подвергаться воздействию определенной температуры в течение определенного периода времени, чтобы дегидратация (уменьшение влажности до 1,5-4,1%) происходила с минимальной желатинизацией или вообще без нее. Затем дегидратированная мука продолжает нагреваться в той же камере (при той же или более высокой температуре). Когда процесс осуществляется в виде раздельных стадий, мука может быть сначала дегидратирована в условиях, в которых мука быстро дегидратируется (таких как в сушилке мгновенного действия) для уменьшения влажности до 1,5-4,1%, а затем дегидратированная мука может быть нагрета в той же или другой камере (аппарате). Например, для нагревания муки, после того как она была дегидратирована в прямоточной вентиляционной сушилке, может быть использован теплообменник. Если стадию нагревания проводят в том же аппарате, то стадии могут запускаться последовательно (можно допустить охлаждение муки между стадиями) или стадии выполняются в совмещенном процессе. Если процесс осуществляется в виде раздельных стадий, то можно допустить охлаждение (и при желании хранение) муки между стадиями, или муку можно немедленно отправлять (без любой промежуточной стадии и без значительного охлаждения) на следующую стадию.
В одном варианте выполнения изобретения стадию дегидратации выполняют как отдельную стадию в прямоточной вентиляционной сушилке (также называемой здесь сушилкой мгновенного действия) с температурой выхода продукта (муки) (температура муки, измеренная при ее выходе из сушилки мгновенного действия) от 82,2°С до 118,3°С, включая все целочисленные значения, находящиеся в диапазоне между 82,2°С и 118,3°С. В одном варианте выполнения изобретения предпочтительно, чтобы температура выхода продукта была от 96,1°С до 107,2°С. Время пребывания - время, в течение которого мука находится в сушилке мгновенного действия, составляет от 5 до 20 секунд, включая все целочисленные значения, находящиеся в интервале от 5 до 20 секунд. Во время стадии дегидратации содержание влаги уменьшается до значений от 1,5% до 4,1%, включая все целочисленные значения и значения десятых долей процента, находящиеся в диапазоне между 1,5% и 4,1%. В сушилке мгновенного действия мука вводится в сушилку в виде распыленных частиц (так чтобы увеличить эффективную площадь поверхности муки) при помощи прямоточного воздушного потока. Прямоточная вентиляционная сушилка является примером прямой динамической нагревательной системы. Термин «прямой» означает, что мука нагревается при контакте с независимо нагретым воздухом. Термин «динамический» означает, что мука подвергается воздействию непрерывного потока воздуха, а не неподвижной массы воздуха в закрытой системе, такой как сушилка шкафного типа (например, печь), которая является примером статической системы.
В одном варианте выполнения изобретения стадию нагревания выполняют как отдельную стадию в теплообменнике с рубашкой. Например, стадия нагревания может выполняться в теплообменнике (таком как теплообменник Solidaire®), имеющем температуру рубашки от 126,7°С до 165,6°С, включая все целочисленные значения, находящиеся в диапазоне между 126,7°С и 165,6°С. Мука нагревается в течение периода времени от 2 до 6 минут, включая все целочисленные значения, находящиеся в интервале от 2 до 6 минут. Это пример непрямой нагревательной системы. Термин «непрямой» означает, что мука нагревается теплом, подводимым к муке через теплоноситель, циркулирующий в теплообменнике с рубашкой.
В одном варианте выполнения изобретения стадии дегидратации и нагревания выполняются как совмещенный процесс в статической системе. Например, этот процесс может быть выполнен в конвекционной печи (такой как лабораторная стеллажная печь). Примеры процесса, в котором совмещенные стадии дегидратации и нагревания выполняются в статической системе, включают в себя, без ограничений, нагревание муки в конвекционной печи при температуре 143,3-165,6°С в течение 2-20 минут, включая все целочисленные значения, находящиеся в диапазоне между 143,3 и 165,6°С и 2 и 20 минутами. Предпочтительно, образец муки нагревается при температуре от 146,1 до 162,8°С. Предпочтительно, совмещенный процесс осуществляется в течение 2-8 минут, включая все целочисленные значения, находящиеся в интервале от 2 до 8 минут, и более предпочтительно осуществляется в течение 3-5 минут. В одном варианте выполнения изобретения муку нагревают при температуре 143,3°С в течение 5 минут. В другом варианте выполнения изобретения ее нагревают при температуре 160°С в течение 3 минут. Термическая обработка муки при температурах выше 176,7°С в течение 3 минут или более в совмещенном процессе термообработки приводит к получению муки с нежелательными свойствами.
В одном варианте выполнения изобретения, подходящем для крупномасштабного промышленного производства, муку дегидратируют с использованием прямоточной вентиляционной сушилки, и дегидратированную муку подвергают термической обработке с использованием теплообменника Solidaire®.
Обычно при проведении термообработки в промышленных масштабах (например, при термической обработке более 4,54 кг муки в час), стадию дегидратации выполняют как отдельную стадию в условиях быстрой дегидратации (таких как в сушилке мгновенного действия). Для крупномасштабной термообработки было обнаружено, что выполнение обоих стадий дегидратации и нагревания в аппарате с неподвижной атмосферой (таком как теплообменник Solidaire®) при температуре ниже 143,3°С или в динамическом нагревательном аппарате (таком как сушилка мгновенного действия) при высокой температуре (например, 132,2°С) приводит к получению муки с плохими хлебопекарными качествами (см. Пример 8). Было обнаружено, что термическая обработка в малом масштабе (т.е. в экспериментальном масштабе, например, термическая обработка менее 4,54 кг муки), объединяющая стадии дегидратации и нагревания в совмещенный процесс в конвекционной печи, при котором содержание влаги в муке уменьшается до, например, от 12,3% до 4,1-1,5% менее чем за одну минуту, обеспечивает получение муки с улучшенными свойствами, аналогичными тем, которые получаются при крупномасштабном двухстадийном процессе. В случае термообработки в сушилке шкафного типа с неподвижной атмосферой, температура, обычно была выше той, которая используется при крупномасштабном двухстадийном процессе. Не намереваясь быть связанными какой-либо конкретной теорией, считается, что различия в протоколах нагревания при экспериментальном и промышленном масштабах производства, по меньшей мере, частично обусловлены различиями в соотношении между массой воздуха и массой муки и различными условиями нагревания (статической или динамической), существующими в обычной лабораторной печи по сравнению с сушильными аппаратами, обычно используемыми при промышленных масштабах производства.
В одном варианте выполнения изобретения для процесса, операции которого осуществляются в двух разных аппаратах, стадию дегидратации выполняют в прямоточной вентиляционной сушилке при температуре от 82,2 до 118,3°С, включая все целочисленные значения, находящиеся в диапазоне между 82,2 и 118,3°С, и предпочтительно от 96,1 до 107,2°С, включая все целочисленные значения, находящиеся в диапазоне между 96,1 и 107,2°С, где время пребывания муки в печи составляет от 5 до 20 секунд, включая все целочисленные значения, находящиеся в интервале от 5 до 20 секунд. Дегидратированную муку затем подвергают нагреванию в непрямом нагревательном аппарате (таком как теплообменник с рубашкой) при температуре рубашки от 126,7 до 165,6°С, включая все целочисленные значения, находящиеся в диапазоне между 126,7 и 165,6°С, и предпочтительно от 143,3 до 162,8°С, включая все целочисленные значения, находящиеся в диапазоне между 143,3 и 162,8°С, в течение периода времени от 2 до 20 минут, включая все целочисленные значения, находящиеся в интервале от 2 до 20 минут, и предпочтительно от 2 до 6 минут, включая все целочисленные значения, находящиеся в интервале от 2 до 6 минут. Температура продукта (муки), выходящего из теплообменника (температура на выходе), составляет от 118,3 до 160°С, включая все целочисленные значения, находящиеся в диапазоне между 118,3 и 160°С, и предпочтительно от 132,2 до 151,7°С, включая все целочисленные значения, находящиеся в диапазоне между 132,2 и 151,7°С. Содержание влаги в муке затем повышается до 6-10% и влагоактивность (Aw) составляет от 0,30 до 0,35.
В другом варианте выполнения изобретения в случае совмещенного процесса, операция которого осуществляется в одном аппарате, муку нагревают в конвекционной печи температуре от 143,3 до 165,6°С в течение периода времени от 2 до 20 минут, включая все целочисленные значения, находящиеся в интервале от 143,3 до 165,6°С и от 2 до 20 минут. Предпочтительно, образец муки нагревается при температуре от 146,1 до 162,8°С, включая все целочисленные значения, находящиеся в диапазоне между 146,1 и 162,8°С. Предпочтительно совмещенный процесс осуществляется в течение 2-8 минут, включая все целочисленные значения, находящиеся в интервале от 2 до 8 минут, и более предпочтительно осуществляется в течение 3-5 минут, включая все целочисленные значения, находящиеся в интервале от 3 до 5 минут.
В одном варианте выполнения изобретение включает в себя получение муки, имеющей содержание влаги от 1,5 до 4,1% и нагревание этой муки в теплообменнике с рубашкой (таком как теплообменник Solidaire®) при температуре от 126,7 до 165,6°С в течение периода времени от 2 до 20 минут, и предпочтительно от 2 до 8 минут.
Мука может быть нагрета любым способом, известным специалисту в данной области техники, включая способы с порционной и непрерывной загрузкой муки, но, не ограничиваясь ими. Примеры аппаратов, используемых в настоящем изобретении, включают в себя, без ограничений, промышленные печи, обычные печи, микроволновые печи, сушилки с псевдоожиженным слоем, декстринизаторы, сушилки, мешалки и смесители, оснащенные нагревательными устройствами, и другие типы нагревателей, при условии, что они имеют вентиляционное отверстие, выходящее во внешнюю атмосферу и обеспечивающее отвод влаги для того, чтобы она не скапливалась и не оседала на муку. Например, для осуществления способа настоящего изобретения в его непрерывной конфигурации используется сушилка с вращающимся барабаном. Такие сушилки являются коммерчески доступными.
Обычно динамический нагревательный аппарат с соотношением между массой/объемом воздуха и массой/объемом муки больше 1 и предпочтительно больше 5 является пригодными для дегидратации муки. Примеры динамических нагревательных аппаратов, которые могут быть использованы для быстрой дегидратации муки в соответствии с настоящим изобретением, включают в себя, без ограничений, прямоточные вентиляционные сушилки, вращающиеся сушилки, бункер сушилки, элеваторные бункерные сушилки, башенные сушилки, туннельные сушилки, сушилки с конвейерной лентой, сушилки Yamato®, сушилки с псевдоожиженным слоем, пневматические сушилки мгновенного действия и сушилки с перемешивающим приспособлением.
Примеры статических теплообменников, которые могут быть использованы для нагревания дегидратированной муки, для того чтобы повысить ее влагопоглощение, включают в себя, без ограничений, трубчатые теплообменники (такие как теплообменник Solidaire®), прямые теплообменники и рефракционные сушилки.
Обычно аппараты пригодные для термообработки муки при совмещенном (дегидратация, нагревание) процессе имеют массу/объем воздуха, которая намного больше, чем масса/объем муки. Обычно такой статический нагревательный аппарат имеет соотношением между массой/объемом воздуха и массой/объемом муки больше 9 и предпочтительно больше 200. Примеры статических нагревательных аппаратов, которые могут быть использованы для термообработки муки при совмещенном процессе, включают в себя, без ограничений, любую сушилку шкафного типа или конвекционную печь (например, лабораторную печь) и тому подобное.
В одном варианте выполнения изобретения внешняя влага не добавляется в атмосферу, в которой нагревается мука. При температурах нагревания настоящего изобретения относительная влажность атмосферы составляет 2% или меньше.
Содержание влаги в муке после термообработки составляет от 1,5 до 4,1%. Обычно после охлаждения термообработанная мука имеет содержание влаги, по меньшей мере, 2%. Оно может быть повышено до желаемого уровня. Например, содержание влаги в термообработанной муке может быть повышено до 6-10% так, чтобы влагоактивность составляла от 0,15 до 0,55 и все значения сотых и десятых долей, находящиеся в интервале от 0,15 до 0,55, и предпочтительно от 0,25 до 0,45 и от 0,30 до 0,35, и более предпочтительно 0,33. Например, после нагревания мука может быть подвергнута воздействию атмосферы, содержащей водяные пары, для того чтобы получить желаемое содержание влаги.
В одном варианте выполнения изобретения в муку могут быть внесены добавки до, во время и/или после термообработки. Если добавки вносятся после термообработки, то они могут быть внесены до или после охлаждения муки. Примеры таких добавок включают в себя, без ограничений, витамины, минералы, соли, вкусоароматические добавки и ферменты.
Термическая обработка в соответствии с настоящим изобретением приводит к тому, что, по меньшей мере, 7,0% белка муки переходит в денатурированное состояние, что определяется по количеству растворимого в кислоте белка, измеряемому в тесте на денатурацию клейковины, описанном в Orth and Bushek, Cereal Chem., 49:268 (1972). В этом тесте денатурация клейковины определяется путем измерения потери белка в разбавленной уксусной кислоте. В одном варианте выполнения изобретения от 7,0% до 13,0% белка, включая все целочисленные значения и значения десятых долей процента в диапазоне от 7,0% до 13,0%, денатурированы. В различных вариантах осуществления изобретения 7,0, 7,5, 8,0, 8,5, 9,0, 9,5, 10,0, 10,5, 11,0 11,5, 12, 12,5 и 13,0% белка денатурированы. Используемый здесь термин «белок» относится ко всем белкам, присутствующим в муке. Обычно белки клейковины (например, глиадин и глутенин) являются преобладающими белками муки, и в некоторых случаях они составляют 80% или более всех белков в муке.
Описанные в настоящем изобретении процессы дегидратации и нагревания приводят к получению муки, которая после термообработки имеет содержание влаги от 1,5% до 4,1%, и предпочтительно от 1,5% до 3,6%; влагоактивность (Aw) от 0,03 до 0,10; и, по меньшей мере, 7,0% белка которой находятся в денатурированном состоянии по сравнению с белком необработанной муки. Было отмечено, что если менее 6% белка находилось в денатурированном состоянии, то из такой муки не получалось тесто, имеющее желаемые качества и/или характеристики.
Процесс, описанный в настоящем изобретении, приводит к получению муки, в которой распределение частиц по размерам, отличается от распределения частиц по размерам в муке, которая не была так обработана. В одном варианте выполнения процесс, описанный в настоящем изобретении, приводит к получению муки, в которой, по меньшей мере, 80% частиц имеет размер от 90 до 150 микрон. В другом варианте выполнения изобретения, по меньшей мере, 80% частиц имеет размер от 90 до 150 микрон и, по меньшей мере, 7% частиц имеет размер от 150 до 250 микрон.
Термообработанная мука имеет пониженную микробиальную нагрузку по сравнению с необработанной мукой.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к термообработанной муке, полученной с помощью описанных здесь процессов. В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к композиции, включающей в себя муку, имеющую содержание влаги, Aw, содержание денатурированного белка и размер частиц, как описано в настоящем изобретении. В одном варианте выполнения настоящее изобретение относится к термообработанной муке, имеющей содержание влаги 6-10%, Aw от 0,25 до 0,45, предпочтительно от 0,30 до 0,35; уровень денатурированного белка от 7 до 13%. В другом варианте выполнения настоящее изобретение относится к термообработанной муке, имеющей содержание влаги 6-10%, Aw от 0,25 до 0,45, предпочтительно от 0,30 до 0,35; уровень денатурированного белка от 7 до 13%, и размер частиц, по меньшей мере, 80% частиц которой составляет от 90 до 150 микрон.
Виды муки, используемые в настоящем изобретении, включают в себя те, которые основаны на зерне хлебных злаков. Примеры включают в себя, без ограничения, пшеничную муку из цельного зерна, мягкой или твердой пшеницы, пшеницы дурум, ячменя, риса и картофеля и их смеси. Как мука с белками клейковины (например, пшеничная мука), так и мука без белков клейковины (например, рисовая, тапиоковая и картофельная мука) пригодна для использования в настоящем изобретении. Мука любого сорта или мука или крупа, полученная на любой стадии процесса помола, может быть подвергнута термической обработке в соответствии с настоящим изобретением. Результаты настоящего изобретения, обсуждаемые в этом описании (например, улучшенные влагопоглотительные свойства термообработанной муки и желаемые хлебопекарные свойства теста, изготовленного из термообработанной муки), могут быть применены к любому сухому порошкообразному/молотому органическому веществу, которое содержит белок и требует гидратации для своей функциональности.
Мука, подвергнутая термической обработке в соответствии с настоящим изобретением, может быть использована для изготовления теста. Тесто может находиться как в замороженном, так и не в замороженном состоянии. Пример теста, используемого в настоящем изобретении, включает в себя муку, воду, разрыхлитель, который может быть дрожжами или химическим разрыхлителем или и тем и другим, и, по желанию, один или несколько дополнительных ингредиентов, включая, например, железо, соль, стабилизатор(ы) ароматизированные масла, ферменты, сахар, ниацин, по меньшей мере один источник жира, рибофлавин, кукурузную муку, мононитрат тиамина, ароматизатор(ы) и тому подобное.
В одном примере тесто в соответствии с настоящим изобретением включает в себя 7-14% прессованных дрожжей; 1-6% кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы; 0,2% декстрозы; от 0,5 до 2% растительного масла; эмульгаторы, стабилизаторы и воду. Рецептуры теста и способы его приготовления известны из уровня техники. Рецептура теста и способ его приготовления описаны в заявке на патент США No. 11/641300, эти рецептура и способ включены в настоящее изобретение путем ссылки.
Настоящее изобретение относится к муке с улучшенными свойствами. Эти улучшенные свойства включают в себя свойства самой муки, свойства теста (в том числе замороженного теста), изготовленного из термообработанной муки, и хлебопекарные свойства теста (в том числе замороженного теста). Эти улучшенные свойства включают в себя, без ограничений, увеличенное влагопоглощение, повышенные фаринографические показатели качества, пониженную клейкость, пониженную липкость и пониженную слипаемость. Эти улучшенные свойства обсуждаются в Примерах 3-14. В производственных процессах пониженная липкость является преимуществом, так как производительность процесса повышается, когда меньше материала прилипает к производственному оборудованию. Например, тесто высокой влажности, приготовленное из термообработанной муки, может быть обработано.
В одном примере было отмечено, что одно или несколько следующих свойств: влагопоглощение, фаринографические показатели качества, индекс устойчивости при замесе и клейкость теста, изготовленного из термообработанной муки, оказались улучшены, по меньшей мере, на 5, 6, 7, 8, 9 или 10% по сравнению с теми же свойствами у необработанного теста. В другом примере эти свойства оказались улучшены более чем на 10%. Таким образом, в термообработанном тесте настоящего изобретения предпочтительно, чтобы одно или несколько свойств влагопоглощение, фаринографический показатель качества, индекс устойчивости при замесе или клейкость были повышены, по меньшей мере, на 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10%. Кроме того, термообработанная мука и тесто, изготовленное из нее, обладают в основном теми же свойствами, связанными со сроком хранения, что и необработанная мука и изготовленное из нее тесто.
Хлебобулочные изделия, изготовленные из термообработанной муки настоящего изобретения, обладают желательными свойствами (например, удельным объемом после выпекания) по сравнению с хлебобулочными изделиями, изготовленными из муки, которая не была термообработана. Например, хлебобулочные изделия, изготовленные из термообработанной муки, содержащей от 10 до 12% белка, имеют больший удельный объем после выпекания, чем хлебобулочные изделия, изготовленные из необработанной муки с тем же содержанием белка.
В одном аспекте настоящее изобретение относится к хлебобулочному изделию, изготовленному из теста, изготовленного из термообработанной муки. В одном варианте выполнения изобретения хлебобулочное изделие имеет такой же или больший удельный объем после выпекания и более низкий процент сухого вещества по сравнению с хлебобулочным изделием, изготовленным из необработанной муки, содержащей до 15% меньше белка.
В другом варианте выполнения изобретения удельный объем после выпекания хлебобулочного изделия, изготовленного из теста, изготовленного из термообработанной муки с содержанием белка от 10 до 12%, увеличен, по меньшей мере, на 5% по сравнению с хлебобулочным изделием, изготовленным из теста, изготовленного из необработанной муки.
В одном аспекте настоящего изобретения мука подвергается термической обработке с целью улучшения ее качества так, чтобы она по своим качествам (например, при формировании теста и выпекании) сделалась похожей на муку с высоким содержанием белка (см. Пример 3). Например, было отмечено, что когда мука с содержанием белка 11,3% подвергалась термической обработке в соответствии с настоящим изобретением, ее качество было сопоставимо с качеством муки, содержащей 12,4% белка (см. Пример 10). Не намереваясь быть связанными какой-либо конкретной теорией, авторы считают, что улучшенное качество термообработанной муки с низким содержанием белка объясняется улучшениями описанных здесь свойств муки.
В другом аспекте меньшее количество термообработанной муки по сравнению с необработанной мукой (с тем же содержанием белка) может быть использовано для достижения улучшенного качества. Например, хлебобулочные изделия, изготовленные из термообработанной муки (с содержанием белка от 10% до 12%), имеют увеличенный удельный объем после выпекания и уменьшенное общее количество сухих веществ (обусловленное повышенным влагопоглощением) по сравнению с мукой с тем же содержанием белка. В качестве другого примера, хлебобулочные изделия, изготовленные из термообработанной муки (с содержанием белка более 12%), имеют сопоставимый удельный объем после выпекания и уменьшенное общее количество сухих веществ по сравнению с мукой с тем же содержанием белка.
В еще одном аспекте настоящего изобретения мука, полученная из сезонно различающегося зерна хлебных злаков, термообрабатывается так, чтобы различные образцы термообработанной муки обладали схожими хлебопекарными качествами.
В одном варианте выполнения изобретения хлебобулочное изделие, изготовленное из термообработанного теста настоящего изобретения, является аналогичным хлебобулочному изделию, изготовленному из необработанной муки, содержащей до 15% меньше белка. В другом варианте выполнения изобретения хлебобулочное изделие, изготовленное из термообработанного теста, имеет тот же или больший удельный объем после выпекания и меньший процент сухого вещества по сравнению с хлебобулочным изделием, изготовленным из необработанной муки, содержащей до 15% меньше белка. В еще одном варианте выполнения изобретения хлебобулочное изделие, изготовленное из термообработанного теста, имеет тот же или больший удельный объем после выпекания и меньший процент сухого вещества по сравнению с хлебобулочным изделием, изготовленным из необработанной муки, содержащей на 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15% меньше белка.
Следующие примеры приведены для иллюстрации настоящего изобретения. Они не предназначены для его ограничения каким-либо образом.
ПРИМЕР 1
Этот пример описывает термическую обработку муки в стеллажной печи. Используя чашу с сеткой, муку (150 г) просеивали на металлический противень (62 см × 42 см) толщиной приблизительно 0,1 см. Два металлических противня одновременно нагревали в стеллажной печи с конвекцией горячего воздуха. Принимая во внимание низкую удельную теплоемкость муки (от 1,4 до 1,8 дж/г°С), большую поверхность нагревания (2,604 см2), небольшую массу (150 г) и большой коэффициент теплопередачи поверхности в стеллажной печи с конвекцией горячего воздуха (приблизительно 100 Вт/м2 °С), температура муки должна была достигнуть температуры печи в течение одной минуты. После обработки противни немедленно вынимали из печи и помещали на стол для охлаждения. После охлаждения муку переносили в пластиковые контейнеры и хранили при комнатной температуре до дальнейшего использования.
ПРИМЕР 2
Мука, термообработанная так, как описано в Примере 1, была использована для дальнейших исследований для того, чтобы определить влияние термообработки на влагопоглощение, способность к раскатыванию и хлебопекарне качества. Изменение влагопоглощения муки во время тестообразования отслеживали с помощью фаринографа (Brabender, Inc.). Полученные нами результаты показывают, что хорошо контролируемая термическая обработка приводит к неожиданному увеличению влагопоглощения и увеличению времени стабильности. Использованные сочетания времени и температуры находились в диапазоне температур от 123,9 до 165,6°С и в интервале времени от 1 до 20 минут. Результаты показывают, что температура ниже 123,9°С требует слишком долгого времени обработки для применения на практике. Температура выше 165,6°С приводила к появлению у муки несвойственного привкуса, и тесто, приготовленное с использованием муки, нагретой при такой температуре, было низкого качества. Образцы муки с тремя различными уровнями содержания белка (13,0, 12,4 и 11,9%) нагревали при трех температурах (126,7, 143,3 и 160°С с контролем колебания температуры печи -13,3°С и -18,9°С) в течение, по меньшей мере, четырех периодов времени обработки, зависящих от содержания белка в муке.
Фаринограф-E (Brabender® OHG, Duisburg, Германия) с тестомесильной камерой на 300 г был использован для того, чтобы оценить влагопоглощение муки и определить стабильность и другие характеристики теста во время замеса. Для анализа использовали слегка измененный метод AACC 54-21. Температура замеса в нашем исследовании была 21°С по сравнению с 30°С в опубликованном методе. Более низкая температура замеса была использована для моделирования замеса теста при производстве замороженного теста. Так как все образцы муки были исследованы при температуре 21°С, результаты для различных образцов муки должны быть сопоставимы независимо от изменения процедуры испытания. Образцы муки были проанализированы на содержание влаги при помощи анализатора влажности Ohaus (Швейцария). Анализатор влажности был оснащен галогеновой лампой для испарения влаги из образца и измерения потери влаги. Образцы муки хранили в закрытом контейнере для предотвращения испарения влаги до начала анализа. Термостат и циркуляционный насос включали, по меньшей мере, за 1 час до использования прибора. Бюретку наполняли деионизированной водой при комнатной температуре. Программу испытаний запускали со следующими параметрами на входе: размер смесителя: 300 г; метод оценки: AACC; консистенция: 500 единиц Брабендера (ЕФ); время испытания: 20 минут (при необходимости дольше); скорость: 63 об/мин. Количество муки, добавляемое в тестомесильную камеру, рассчитывали на основе содержания влаги в муке. Расчеты выполняли таким образом, чтобы количество сухого вещества добавляемого в тестомесильную камеру, было аналогично количеству сухого вещества, получаемого при добавлении 300 г муки с влажностью 14%. Камеру накрывали стеклянной пластиной для предотвращения испарения. Замес продолжался в течение примерно 20 минут или дольше, если это было необходимо.
По завершении испытания получали фаринограмму, изображающую изменение крутящего момента (ЕБ) с течением времени (Фиг.1). Фаринограмма представляет собой кривую зависимости между единицами крутящего момента (ЕБ) и временем. Эту кривую анализировали, и результаты выражали как:
Влагопоглощение: в виде двух значений:
1. Влагопоглощение, скорректированное с учетом желаемой консистенции 500 ЕБ.
2. Влагопоглощение, скорректированное с учетом желаемой консистенции и базовой влажности 14%.
Время тестообразования: время между началом испытания (добавлением воды) и точкой кривой крутящего момента непосредственно перед тем как он начал ослабевать.
Стабильность: время между первой и второй точками пересечения кривой крутящего момента линии консистенции, когда она достигает своего максимального значения.
Индекс устойчивости при замесе: Разница в единицах Брабендера (ЕБ) между максимальной вершиной кривой и вершиной кривой, измеренной через 5 минут после того как этот максимум был достигнут.
Время до обминки: время от начала замеса до того момента, когда кривая опустится на 30 единиц от своего максимального значения.
Фаринографический показатель качества: точка кривой, в которой кривая понизилась на 30 ЕФ после достижения максимума. Этот показатель является измерением качества муки. Слабая мука ослабевает рано и быстро, что соответствует низкому показателю качества, в то время как сильная мука ослабевает долго и медленно, обнаруживая высокий показатель качества.
Используемый в настоящем изобретении термин «сила теста» относится к одной или нескольким следующим характеристикам: индекс устойчивости при замесе, фаринографический показатель качества и тому подобное.
ПРИМЕР 3
Этот пример описывает повышенную способность к раскатыванию теста настоящего изобретения путем измерений его липкости, клейкости и слипаемости. Прибор SMS Chen-Hoseney Dough Stickiness Rig, соединенный с текстурометром TAXT2 (Stable Microsystems Ltd., Surrey, UK), был использован для измерения липкости, клейкости и слипаемости теста. Этот метод широко используется для изучения липкости теста, обусловленной перемесом, добавлением излишнего количества воды, избыточной активностью протеолитических ферментов, различием сортов пшеницы и рецептуры.
Образцы теста были изготовлены с использованием муки, воды дрожжей, соли и других ингредиентов, вводимых в малых дозах, таких как ферменты, улучшители теста и т.д. Тип муки и количество воды, используемые для приготовления теста, изменяли, чтобы получить следующие шесть вариантов испытаний: необработанная мука с 5, 8 и 10% дополнительной воды (от массы муки); и обработанная мука с 5, 8 и 10% дополнительной воды (от массы муки). Термин «дополнительная вода» означает воду, которая была добавлена в рецептуру сверх рекомендованного содержания воды. Содержание влаги в обработанной муке было сделано аналогичным содержанию влаги в необработанной муке, для того чтобы избежать любых артефактов, обусловленных различиями в исходном содержании влаги в муке. Каждый образец теста был приготовлен и проанализирован на клейкость в течение 10 минут после окончания замеса теста.
Перед использованием модуля поворачивали внутренний винт, для того чтобы передвинуть поршень и увеличить камеру образца до ее максимального объема. Небольшое количество приготовленного теста помещали в камеру и излишек теста удаляли с помощью шпателя так, чтобы тесто стало вровень с верхним краем камеры. Затем внутренний винт поворачивали, для того чтобы выдавить небольшое количество теста через отверстия. Первую выдавленную порцию удаляли с поверхности крышки при помощи шпателя. Винт еще раз поворачивали, чтобы вдавить образец теста высотой 1 мм. Крышку помещали поверх открытой поверхности образца, чтобы минимизировать потерю влаги, одновременно давая поверхности приготовленного теста оставаться в покое в течение 30 секунд, чтобы избавиться от напряжения, вызванного выдавливанием. После этого крышку удаляли и помещали в модуль непосредственно под 25 мм цилиндрический зонд, присоединенный к датчику нагрузки. Испытание начинали с использованием следующих параметров: скорость до испытания: 2 мм/сек; скорость во время испытания: 1 мм/сек; скорость после испытания: 10 мм/сек; расстояние: 5 мм; сила: 40 грамм; время 0,2 секунды; тип триггера: автоматический-5 грамм. После испытания тесто удаляли с поверхности крышки при помощи шпателя и выдавливали новую порцию, для того чтобы повторить испытание, как указано выше.
Типичный график зависимости силы от времени для анализа показан на Фиг.2. Значения, представляющие особый интерес для оценки образца, могут быть автоматически получены при помощи стандартного программного обеспечения. Максимальное значение силы, т.е. самый высокий пик у маркера 1, положительная область и расстояние между маркерами 1 и 2 все являются показателями реологических свойств теста. Липкость измеряется как максимальная сила у маркера 1. Работа прилипания (клейкость) рассчитывается как площадь под кривой между маркерами 1 и 2 (показана как заштрихованная часть). Слипаемость или сила теста измеряется как расстояние между маркерами 1 и 2. Как видно на Фиг.3, клейкость теста из необработанной муки увеличивается с увеличением гидратации от 5 до 8 до 10%. Тесто из обработанной муки имеет более низкую клейкость, чем необработанное тесто.
ПРИМЕР 4
В этом примере приводятся примеры улучшенных свойств муки, термообработанной в совмещенном процессе нагревания в стеллажной печи. Хлеб был выпечен с использованием муки, содержащей 12,4% белка, с повышенным на 5% и 8% влагопоглощением (которая была термообработана в совмещенном процессе дегидратации и нагревания). Обе группы хлебов оценивали на основе их хлебопекарных качеств.
Применение муки с низким содержанием белка, для того чтобы улучшить ее качество, определяемое фаринографическими параметрами.
| Таблица 1 | ||||
| Обычная мука (12,4%) | Мука с низким содержанием белка (11,9%) | Обработанная мука с низким содержанием белка (11,9%) | ||
| 143,3°С; 7 минут |
160°С; 4 минуты |
|||
| Влажность (%) | 12,0 | 9,5 | 2,3 | 3,6 |
| Влагопоглощение (500 ЕБ) | 68,6 | 66,5 | 80,0 | 76,1 |
| Влагопоглощение (14% влажности) | 63,2 | 61,5 | 68,0 | 65,3 |
| Стабильность (минуты) | 13,0 | 9,8 | 12,7 | 12,6 |
| Время тестообразования (минуты) | 8,5 | 6,7 | 9,4 | 7,7 |
| Индекс устойчивости при замесе (ЕБ) | 42,0 | 54,0 | 47,0 | 37,0 |
| Время до обминки (минуты) | 12,5 | 9,8 | 12,3 | 12,3 |
| Фаринографический показатель качества | 125,0 | 98,0 | 123,0 | 123,0 |
Данные в вышеприведенной таблице и на Фиг.4 и 5 были получены с использованием экспериментальных процедур, обсуждаемых в Примере 2. На Фиг.4 стабильность и фаринографический показатель качества, наблюдаемые для муки с содержанием белка 12,4%, термообработанной при температуре 143,3°С в течение 8 минут, оказались повышены по сравнению с мукой, обработанной в течение 5 минут. Мука, обработанная при 160°С в течение 4 минут, имеет более высокие стабильность и фаринографические показатели качества по сравнению с этими параметрами у муки, обработанной в течение 2 минут. При этих температурах аналогичные тенденции наблюдались для других измеренных параметров, показанных на Фиг.4. Кроме того, влагопоглощение (при влажности 14%) увеличивается с увеличением времени термообработки при данной температуре.
Образцы муки с содержанием белка в диапазоне от 10,9% до 13,1% были термообработаны и их фаринографические показатели показаны на Фиг.5. Обычно тесто, изготовленное из термообработанной муки с низким содержанием белка, имеет стабильность и влагопоглощение, сопоставимые с тестом, изготовленным из необработанной муки с более высоким содержанием белка.
ПРИМЕР 5
Этот пример показывает денатурацию белка, измеренную по растворимой в кислоте фракции. Данные в Таблице 2 были получены с использованием протокола испытаний, описанного в Orth and Bushek, Cereal Chem., 49:268 (1972).
Уменьшение в процентном выражении количества белка, растворимого в кислоте.
| Таблица 2 | ||
| Наименование образца | % Уменьшения | Увеличение фаринографического поглощения(%) |
| 1 - Необработанная мука | Контрольный образец | --- |
| 2-160°С; 2 минуты | 4,7±0,02 | 0,5 |
| 3-160°С; 3 минуты | 7,9±0,06 | 4,5-5 |
| 4-160°С; 5 минут | 12,2±0,03 | >8 |
ПРИМЕР 6
Этот пример описывает свойства размера частиц термообработанной муки, как указано далее. Образец A - мука, термообработанная только в теплообменнике Solidaire® при температуре 135°С; Образец B - необработанный контрольный образец; Образец C - мука, термообработанная в соответствии с настоящим изобретением (дегидратация в сушилке мгновенного действия при температуре 104,4°С в течение 10 секунд с последующей термической обработкой в теплообменнике Solidaire® (температура рубашки - 132,2°С; внутренняя температура - 120°С) в течение 2,7 минут.
| Таблица 3 | |||
| Размер ячейки (мкм) | A | B | C |
| 250 | 0,17±0,1 | 0±0 | 0±0 |
| 150 | 36,05±0,07 | 0,71±0,44 | 8,35±0,21 |
| 90 | 62,51±0,3 | 64,64±1,92 | 86,745±3,17 |
| 38* | 0,27±0,33 | 34,5±1,77 | 4,5±2,9 |
| * Мука, которая прошла через ячейки 38 мкм, включена в это значение. |
Наблюдаются различия в размере частиц муки в различных образцах.
Значения в Таблице 3 были определены путем помещения образца на сито с соответствующим размером ячеек. Значения в Таблице 3 представляют собой процент муки, которая осталась на сите.
ПРИМЕР 7
Этот пример описывает микробиологический анализ термообработанной муки. Микробиологические анализы были проведены с использованием стандартных протоколов. Термообработанная мука представляла собой муку, содержащую 12,4% белка, нагретую при температуре 143,3°С в течение 5 минут в стеллажной печи.
|
Таблица 4
Микробиологический анализ муки |
|||||
| # | Образец | Общая бактериальная обсемененность (КОЕ/г) | Количество бактерий группы кишечной палочки (КОЕ/г) | Количество дрожжевых клеток (КОЕ/г) | Количество плесневых грибов (КОЕ/г) |
| 1 | Контрольная мука | 2700 | 30 | 200 | 150 |
| 2 | Термообработанная мука | 120 | <10 | <10 | 10 |
ПРИМЕР 8
Этот пример описывает некоторые свойства хлебобулочных изделий, изготовленных из термообработанной муки.
| Таблица 5 | ||
| Корка (% влажности) |
Мякиш (% влажности) |
|
| Хлеб, изготовленный из обработанной муки |
18,8% | 42,6% |
| Хлеб, изготовленный из необработанной муки | 16,5% | 39,7% |
Эти данные показывают, что % влажности в хлебе, выпеченном из термообработанной муки, выше (% сухого вещества ниже), чем в хлебе, изготовленном из необработанной муки.
ПРИМЕР 9
Этот пример описывает сохраняемость замороженного теста для французского хлеба, изготовленного из термообработанной муки и необработанной муки, используя муку, содержащую 12,4% белка (т.е. муку с обычным содержанием белка). По сравнению с продуктами из обработанной муки изделия из необработанной муки были более плоскими.
| Таблица 6 | ||
| Дни | ||
| Обработка | 60 | 100 |
| Необработанная мука с 5% дополнительной воды | Удельный объем после выпекания 5,11 |
Удельный объем после выпекания 4,17 |
| Термообработанная мука с 5% дополнительной воды | 5,99 | 4,93 |
Удельный объем после выпекания (мл/г) изделия, изготовленного из образца замороженного теста, был выше, чем в контроле (см. данные в Таблице 6 и на Фиг.7). Оба образца имели аналогичное содержание воды в рецептуре. Более высокое содержание воды приводит к образованию кристаллов льда большего размера, которые наносят вред дрожжевым клеткам и структуре теста и клейковины. Термическая обработка оказалась успешной для удержания воды в форме, в которой она не способна образовывать кристаллы, и вследствие этого изготовленное из нее хлебобулочное изделие обладает большим объемом и хорошим профилем. В контроле количество воды оказалось больше того, которое может быть удержано структурой теста, и поэтому это изделие обладало меньшим объемом и более плоским профилем.
ПРИМЕР 10
Этот пример показывает, что хлебопекарные качества муки с более низким содержанием белка могут быть улучшены термической обработкой до качеств, которыми обладает мука с более высоким содержанием белка.
Три (3) партии хлеба были изготовлены по методу опарного теста:
Партия 1: мука, содержащая 12,4% белка, обогащенная необработанной мукой с влагопоглощением 63% в рецептуре;
Партия 2: мука, содержащая 11,3% белка, обогащенная необработанной мукой с влагопоглощением 53% в рецептуре;
Партия 3: мука, содержащая 11,3% белка, обогащенная обработанной (143,3°С, 6 мин) мукой с влагопоглощением 63% в рецептуре.
Опару, приготовленную с использованием муки, воды, дрожжей и стеароил лакцилата натрия, инкубировали в течение 2 часов 30 минут. После инкубации опару смешивали с мукой водой солью, сахаром, обезжиренным сухим молоком, шортенингом, аскорбиновой кислотой и ферментами для получения теста. Тесто разделывали, формовали и оставляли для расстойки на 70 минут. Расстоенное тесто выпекали при температуре 190,6°С в течение 13 минут. Объем (мл) и удельный объем (мл/г) хлебобулочного изделия показаны ниже. Результаты показывают, что термическая обработка муки, содержащей 11,3% белка, улучшила объем и удельный объем после выпекания хлебобулочного изделия по сравнению с изделием, изготовленным из необработанной муки, и сделало эту муку сопоставимой с мукой, содержащей 12,4% белка.
| Таблица 7 | |||
| 12,4% Необработанная | 12,4% Необработанная | 11,3% Обработанная | |
| Общий объем | 751 | 707 | 747 |
| Удельный объем после выпекания | 5,64 | 5,27 | 5,57 |
ПРИМЕР 11
Этот пример иллюстрирует проведение термообработки как операций в двух отдельных аппаратах (дегидратация в сушилке мгновенного действия и нагревание в теплообменнике с рубашкой). Муку, содержащую 12,4 белка, с содержанием влаги 12,0% (на сырую массу или кг воды на кг муки), содержанием влаги 13,6% (на сухую массу или кг воды на кг сухого вещества) дегидратировали с последующей термической обработкой. Во время дегидратации важно понизить содержание влаги в муке, во-первых, для того чтобы понизить удельную теплоемкость муки для более эффективной термообработки при желаемых температурных условиях и, во-вторых, для того чтобы крахмальные зерна оставались неповрежденными после термообработки. Температура, при которой кристаллиты крахмала начинают плавиться (т.е. температура желатинизации) для муки с содержанием влаги 12% и 8% (кг воды на кг сухого вещества) составляет приблизительно 160°С - значение, которое находится в диапазоне температур обработки настоящего изобретения, при содержании влаги 3% она повышается до 204,4°С (Burt and Russell, 1983). Конфигурация баланса массы в этом примере прямоточной сушилки мгновенного действия показана на Фиг.8. На Фиг.8, m a - скорость потока воздуха (кг сухого воздуха в час); m p - скорость потока продукта (кг сухого вещества в час); W 1 - содержание влаги в поступающем воздухе (кг воды на кг сухого воздуха); W 2 - содержание влаги в выходящем воздухе (кг воды на кг сухого воздуха); w 1 - содержание влаги в продукте, поступающем в сушилку, на сухую массу (кг воды на кг сухого вещества); w 2 - содержание влаги в продукте, выходящем из сушилки, на сухую массу (кг воды на кг сухого вещества); T a2 - содержание влаги в продукте, выходящем из сушилки, на сухую массу (кг воды на кг сухого вещества); T a1 - содержание влаги в продукте, выходящем из сушилки, на сухую массу (кг воды на кг сухого вещества).
Скорость подачи муки через сушилку составляет 99,8 кг сухого вещества в час. Высушенная мука содержит 2% влаги массу (кг воды на кг сухого вещества), таким образом, количество воды, которое должно быть испарено в сушилке, будет составлять 11,6 кг воды в час. Поступающий воздух, который должен быть нагрет и использован для высушивания муки, имел температуру точки росы 13,9°С, температуру по сухому термометру 23,9°С, относительную влажность приблизительно 55%, и содержание влаги и энтальпия этого поступающего воздуха составляли 0,005 кг воды на 0,454 кг сухого воздуха и 7,182 ккал на 0,454 кг сухого воздуха, соответственно. Воздух нагревается до температуры 198,9°С, при этом содержание влаги в нем остается прежним (0,005 кг воды на 0,454 кг сухого воздуха), а энтальпия увеличивается до 28,224 ккал на 0,454 кг сухого воздуха. Объемный поток воздуха через сушилку составлял 10 м3 в минуту, и удельный объем поступающего воздуха составляет 0,39 м3 на 0,454 кг сухого воздуха; таким образом, скорость потока воздуха составляет 703 кг сухого воздуха в час. Продукт поступал в сушилку мгновенного действия при температуре 26,7°С, время пребывания в сушилке мгновенного действия составляло приблизительно 10 секунд (9-11), и температура выходящего продукта составляла 98,9°С. Воздух, выходящий из сушилки, имел температуру по сухому термометру 115,6°С. Из уравнения баланса массы на Фиг.8, преобразованного для того чтобы найти содержание влаги в выходящем воздухе, содержание влаги в выходящем воздухе составило примерно 12 г воды на 0,454 кг сухого воздуха с относительной влажностью 2,5% (по психрометрической таблице). Учитывая разницу во влажности между выходящим воздухом и поступающим горячим воздухом, воздух удалял 7 г воды на 0,454 кг сухого воздуха. Таким образом, при скорости воздушного потока 703 кг сухого воздуха в час, скорость удаления воды составляет 11,6 кг воды в час, что аналогично значению, рассчитанному на основе содержания влаги в поступающем продукте и продукте, выходящим из сушилки, со скоростью 99,8 кг сухого вещества в час. Поэтому, количество сухого воздуха, необходимое для высушивания муки в этой системе на 0,454 кг сухого вещества можно рассчитать, разделив скорость воздушного потока (703 кг сухого воздуха в час) на скорость подачи продукта (99,8 кг сухого вещества в час), результат составляет приблизительно 3,2 кг сухого воздуха на 0,454 кг сухого вещества, и он попадает в диапазон от 2,27 до 4,54 кг сухого воздуха на 0,454 кг сухого вещества, характерный для обычной сушилки мгновенного действия. Скорость высушивания муки в этой сушилке мгновенного действия является очень высокой и составляет 0,315 кг воды на 0,454 кг сухого вещества в минуту.
Для термообработки дегидратированная мука поступала в теплообменник с рубашкой, имеющий постоянную температуру рубашки от 143,3°С. Во время переноса из сушилки продукт, имеющий температуру выхода 98,9°С, охлаждался до приблизительно 82,2°С перед подачей в теплообменник. Лопасти, вращающиеся со скоростью 950 об/мин, продвигают муку через теплообменник вдоль внутренней поверхности теплообменника, и расположение лопастей под углом к концу теплообменника создает профиль перемещения с вытеснением, при котором большинство частиц муки имеет одинаковое время пребывания 2,7 минуты. Продукт выходит из теплообменника, имея температуру 132,2°С, и затем сразу пропускается через пылеуловительную камеру с матерчатыми фильтрами, где охлаждается с использованием окружающего воздуха. Продукт выходит из пылеуловительной камеры с температурой 46,1°С.
Сравнение фаринографических свойств муки с необработанной пшеничной мукой, содержащей 12,4% белка.
| Таблица 8 | |||
| Измеряемые параметры | Без термообработки | Темп. рубашки 143,3°С, 2,7 мин | Разница |
| Влагопоглощение (500 ЕБ) |
65,5 | 79,9 | 14,4 |
| Влагопоглощение (14% влажности) |
63,3 | 68,0 | 4,7 |
| Стабильность (минуты) | 15,1 | 27,9 | 12,8 |
| Время тестообразования (минуты) | 12,4 | 28,2 | 15,8 |
| Индекс устойчивости при замесе (ЕБ) | 30,0 | 8,0 | -22,0 |
| Время до обминки (минуты) | 17,4 | 39,0 | 21,6 |
| Фаринографический показатель качества | 174,0 | 390,0 | 216,0 |
ПРИМЕР 12
Этот пример иллюстрирует совмещенный процесс термообработки (дегидратация и нагревание в сушилке шкафного типа (стеллажная печь)).
Муку сушили и нагревали в стеллажной печи при температуре 143,3°С в течение 5 минут; схема баланса массы показана на Фиг.9 (обозначения на схеме соответствуют обозначениям на Фиг.8).
Для того чтобы максимизировать скорость высушивания и нагревания, муку с исходным содержанием влаги 13,6% (кг воды на кг сухого вещества) тонким слоем распыляли на два противня (62 см × 42 см) толщиной приблизительно 0,1 см, исходная масса муки на каждом противне составляла приблизительно 150 г. Таким образом, общий вес продукта в печи составляет 300 г с 263 г сухого вещества. Поступающий воздух, который нагревается в печи, имел аналогичные характеристики с поступающим воздухом, описанным в примере проведения термообработки как операций в двух отдельных аппаратах (температура точки росы 13,9°С, температура по сухому термометру 23,9°С, относительная влажность приблизительно 55%, содержание влаги и энтальпия 0,005 кг воды на 0,454 кг сухого воздуха и 7,182 ккал на 0,454 кг сухого воздуха, соответственно). После того как температура печи достигала 143,3°С и уравновешивалась, противни помещали на стеллаж печи. Поскольку продукт не продвигается через сушильную камеру, уравнение баланса массы может быть преобразовано в уравнение следующего вида, для того чтобы преобразовать скорость продукта в значение на сухое вещество продукта:
Стеллажная печь работает в условиях конвекции горячего воздуха с объемным потоком воздуха 3,4 м3 в минуту, таким образом удельный объем поступающего воздуха составляет 0,39 м3 на 0,454 кг сухого воздуха, скорость потока воздуха составляет 239 кг сухого воздуха в час. Конечное содержание влаги в муке после 5 мнут при 143,3°С в стеллажной печи составляло 2%. Количество воздуха, используемое в этой стеллажной печи, приходящееся на количество продукта в этой печи, можно рассчитать, разделив 239 кг сухого воздуха на 0,263 кг сухого вещества, что составляет 412 кг сухого воздуха на 0,454 кг сухого вещества. Решая уравнение баланса массы для содержания влаги в выходящем воздухе W 2, находим, что содержание влаги в выходящем воздухе не изменяется из-за такой большой массы конвективного горячего воздуха, приходящейся на тонкий слой продукта. Кроме того, на Фиг.6, где показана скорость высушивания в этой стеллажной печи в минуту и где влажность муки уменьшается с 13,6% (на сухую массу) до 2,3% в течение одной минуты, скорость высушивания составила 0,05 кг воды на 0,454 кг сухого вещества в минуту (0,111 кг воды на кг сухого вещества в минуту). Таким образом, эта высокая скорость и величина потери влаги позволяет осуществлять одновременную термическую обработку при температурах, которые значительно ниже температуры желатинизации муки с содержанием влаги менее 3% (Burt and Russell, 1983; Eliasson, 1980).
Как в Примере 11, так и в Примере 12 термическая обработка приводит к получению муки с желаемыми фариногрфическими свойствами (повышенные влагопоглощение и стабильность, и пониженный индекс устойчивости при замесе) и хлебопекарным качеством.
Сравнение фаринографических свойств муки с необработанной пшеничной мукой, содержащей 12,4% белка.
| Таблица 9 | |||
| Измеряемые параметры | Без термообработки |
143,3°С,
5 мин |
Разница |
| Влагопоглощение (500 ЕБ) |
63,1 | 78,3 | 15,2 |
| Влагопоглощение (14% влажности) |
59,9 | 65,7 | 5,8 |
| Стабильность (минуты) | 16,6 | 20,2 | 3,6 |
| Время тестообразования (минуты) | 9,0 | 14,3 | 5,3 |
| Индекс устойчивости при замесе (ЕБ) | 18,0 | 15,0 | -3,0 |
| Время до обминки (минуты) | 17,1 | 26,0 | 8,9 |
| Фаринографический показатель качества | 171,0 | 260,0 | 89,0 |
ПРИМЕР 13
Этот пример демонстрирует примеры хлебобулочных изделий, изготовленных из термообработанной муки, которая имела плохие хлебопекарные качества.
Тесто, изготовленное с использованием термообработанной муки, должно иметь оптимальный уровень воды, чтобы проявить улучшенные хлебопекарные качества. Три партии теста для французского хлеба были изготовлены с использованием необработанной муки, муки, обработанной при температуре 160°С в течение 4 минут (с 5% воды от массы муки сверх того количества воды, которое использовалось в контроле), и муки, обработанной при температуре 160°С в течение 8 минут (с 10% воды от массы муки сверх того количества воды, которое использовалось в контроле). Удельный объем после выпекания хлебобулочного изделия составил 5,55, 4,95 и 3,06 мл/г, соответственно.
ПРИМЕР 14
Этот пример описывает термообработанную муку, изготовленную из различного зерна хлебных злаков. В этом примере пшеничная мука с более высоким содержанием белка требует более высокой температуры во время обработки, для того чтобы достичь повышения влагопоглощения на 5% (при 14% расчетной влажности):
| Таблица 10 | ||||||
| Измеряемые параметры | Пшеничная мука из цельного зерна | Пшеничная мука | ||||
| Без термообработки | 160°С, 4 мин | Разница | Без термообработки | 160°С, 8 мин | Разница | |
| Влагопоглощение (500 ЕБ) |
72,7 | 85,3 | 12,6 | 63,1 | 80,3 | 17,2 |
| Влагопоглощение (14% влажности) |
67,0 | 72,3 | 5,3 | 59,9 | 67,4 | 7,5 |
| Стабильность (минуты) | 13,9 | 12,5 | -1,4 | 16,6 | 29,2 | 12,6 |
| Время тестообразования (минуты) | 9,3 | 10,8 | 1,5 | 9,0 | 19,3 | 10,3 |
| Индекс устойчивости при замесе (ЕБ) | 18,0 | 17,0 | -1,0 | 18,0 | 10,0 | -8,0 |
| Время до обминки (минуты) | 16,1 | 18,9 | 2,8 | 17,1 | 35 | 17,9 |
| Фаринографический показатель качества | 161,0 | 189,0 | 28,0 | 171,0 | 350,0 | 179,0 |
|
Таблица 11
Фаринографические свойства обработанной и необработанной муки для сдобы |
|||
| Измеряемые параметры | Необработанная мука | 143,3°С, 5 мин | Разница |
| Влагопоглощение (500 ЕБ) | 53,2 | 65,5 | 12,3 |
| Влагопоглощение (14% влажности) | 50,4 | 55,2 | 4,8 |
| Стабильность (минуты) | 4,5 | 5,7 | 1,2 |
| Время тестообразования (минуты) | 3,2 | 4,9 | 1,7 |
| Индекс устойчивости при замесе (ЕБ) | 0,0 | 101,0 | 101 |
| Время до обминки (минуты) | 4,6 | 6,0 | 1,4 |
| Фаринографический показатель качества | 46,0 | 60,0 | 14,0 |
|
Таблица 12
Фаринографические свойства обработанной и необработанной кондитерской муки |
|||
| Измеряемые параметры | Необработанная мука | 143,3°С, 5 мин | Разница |
| Влагопоглощение (500 ЕБ) | 55,2 | 67,7 | 12,5 |
| Влагопоглощение (14% влажности) | 52,4 | 57,2 | 4,8 |
| Стабильность (минуты) | 7,7 | 9,6 | 1,9 |
| Время тестообразования (минуты) | 3,5 | 5,4 | 1,9 |
| Индекс устойчивости при замесе (ЕБ) | 65,0 | 65,0 | 0,0 |
| Время до обминки (минуты) | 5,7 | 7,4 | 1,7 |
| Фаринографический показатель качества | 57,0 | 74,0 | 17,0 |
|
Таблица 13
Фаринографические свойства обработанной и необработанной муки для маффинов |
|||
| Измеряемые параметры | Необработанная мука | 143,3°С, 5 мин | Разница |
| Влагопоглощение (500 ЕБ) | 61,6 | 73,2 | 11,6 |
| Влагопоглощение (14% влажности) | 56,0 | 60,4 | 4,4 |
| Стабильность (минуты) | 8,5 | 13,8 | 5,3 |
| Время тестообразования (минуты) | 1,4 | 11,8 | 10,4 |
| Индекс устойчивости при замесе (ЕБ) | 14,0 | 15,0 | 1,0 |
| Время до обминки (минуты) | 1,4 | 21,0 | 19,6 |
| Фаринографический показатель качества | 14,0 | 210,0 | 196,0 |
ПРИМЕР 15
Этот пример описывает влагоактивность и регидратацию термообработанной муки. Термическая обработка муки уменьшает содержание влаги в ней до 0,015-0,041 кг воды на кг сухого вещества, и влагоактивность, измеренная при этом диапазоне содержания влаги, была <0,05. Основной отрицательной реакцией муки при этой низкой влагоактивность во время хранения является липидное окисление, и скорость липидного окисления повышается, когда влагоактивность становится выше или ниже 0,35. Следовательно, самая низкая скорость липидного окисления имеет место при Aw 0,35. Необработанная мука с содержанием влаги 12,3% (на сырую массу) имеет влагоактивность около 0,56. На стандартном графике зависимости скорости липидного окисления от равновесной влажности и влагоактивности скорость липидного окисления при влагоактивности 0,55 равна скорости при 0,15; поэтому увеличенный срок хранения термообработанной муки требует того, чтобы мука была регидратирована до содержания влаги, при котором влагоактивность находится в диапазоне 0,15<Aw<0,55. Изотерма сорбции влаги необработанной и термообработанной муки была построена, чтобы определить взаимосвязь между равновесной влажностью и влагоактивностью, в соответствии с процедурами, изложенными в Spiess and Wolf (1987). Влагоактивность пищевых продуктов по своей сути является мерой давления водяного пара продукта в герметично изолированной атмосфере при данной температуре и может быть определена путем измерения ее равновесной относительной влажности и последующего деления на 100. Процедура построения изотермы сорбции влаги состоит из приведения образца пищевого продукта к данной равновесной относительной влажности, используя насыщенные растворы солей, при данной температуре в запечатанном эксикаторе, и затем измерения содержания влаги в образце пищевого продукта после того, как достиг заданных условий. В этом эксперименте 8 различных условий относительной влажности было использовано для определения изотермы необработанной и термообработанной муки, как показано в таблице ниже:
| Таблица 14 | |
| Насыщенный раствор соли | Равновесная относительная влажность при 20°С |
| Хлорид лития [LiCl] | 11,0% |
| Ацетат калия [CH3COOK] | 23,0% |
| Хлорид магния [MgCl2] | 33,0% |
| Карбонат калия [K2CO3] | 43,2% |
| Бромид натрия [NaBr] | 56,5% |
| Хлорид натрия [NaCl] | 75,4% |
| Хлорид калия [KCl] | 85,0% |
| Хлорид бария [BaCl] | 90,0% |
Эксикаторы служили в роли гидростата, обеспечивая изолированную среду для насыщенного раствора соли и трех различных образцов: необработанной муки, термообработанной муки и микрокристаллической целлюлозы в качестве эталонного материала. Каждый образец был представлен в трех повторностях, в результате чего в каждом гидростате находилось девять образцов. Фарфоровая пластинка использовалась в каждом эксикаторе, для того чтобы поддерживать образцы над насыщенным раствором соли. Образцы были помещены в стеклянные бюксы с притертыми пробками, для того чтобы защитить образец от поглощения или потери влаги во время взвешивания. Когда образцы находились в эксикаторах, крышки лежали на боку сверху соответствующих стеклянных бюксов, чтобы обеспечить возможность контакта образца с условиями окружающей среды в эксикаторе. Рост микроорганизмов происходит при влагоактивности 0,6 и выше; поэтому приблизительно 2 грамма тимола в чаше было положено в те эксикаторы, в которых равновесная относительная влажность была выше 60%. Для установления равновесия требуется приблизительно 6 недель. Для определения сухого вещества бюксы с соответствующими крышками, лежащими на боку сверху каждого бюкса, на 5 часов помещали в вакуумную печь с температурой 98°С и вакуумом 25 мм рт. ст. Затем бюксы на ночь помещали в большой эксикатор с полифосфорной кислотой на дне, уровень которой был по меньшей мере 1 см, ниже фарфоровой пластинки, чтобы вся остаточная влага могла быть удалена из образцов. Затем образцов взвешивали, при этом масса нетто представляла собой массу сухого вещества, а содержание влаги на сухую массу рассчитывали для каждого образца при каждом значении равновесной относительной влажности. Результаты построения изотермы сорбции влаги показаны на Фиг.10.
При данной влагоактивности ниже 0,6 термообработанная мука имеет более низкую равновесную влажность, чем изотермическая десорбция необработанной муки. Очень интересным результатом изотермы сорбции влаги является то, что термообработанная мука имеет изотерму поглощения больше, чем изотерма поглощения необработанной муки, что означает, что при любом данном содержании влаги влагоактивность обработанной муки была ниже, чем влагоактивность резорбированной необработанной муки. Кроме того, изотермическая десорбция обработанной муки обладала меньшим гистерезисом, чем необработанная мука. Результаты этой изотермы показывают, что содержание влаги в термообработанной муке, необходимое для достижения диапазона, при котором скорость липидного окисления является минимальной, составляет от 0,08 до 0,136 кг воды на кг сухого вещества.
| Таблица 15 | |
| A w | Обработанная |
| 0,04 | 0,030 |
| 0,11 | 0,054 |
| 0,23 | 0,077 |
| 0,33 | 0,095 |
| 0,43 | 0,112 |
| 0,565 | 0,139 |
| 0,754 | 0,179 |
| 0,85 | 0,216 |
| 0,9 | 0,255 |
Кинетику регидратации термообработанной муки определяли в расстойном шкафу при температуре 29,4°С и относительной влажности 85% в условиях естественной конвекции. Небольшие количества термообработанной муки (1-1,5 г) просеивали на алюминиевые противни и помещали в расстойный шкаф и параллельные пробы взвешивали через каждые 5 минут. Результаты регидратации показаны на Фиг.11.
Как показано на Фиг.11, время регидратации термообработанной муки до промежуточной влажности составляет от 4 до 9 минут. Относительная влажность при регидратации должна быть, по меньшей мере, 35%, так как необходимо, чтобы равновесная относительная влажность была 0,35 или выше и может достигать 100% для увеличения движущей силы регидратации. Следует проявлять осторожность, если влажность окружающей среды при регидратации составляет более 60%, так как при этом существует возможность того, что мука в конечном итоге регидратируется до уровня влагоактивности выше 0,6, когда скорость липидного окисления значительно возрастает, и возможен рост микроорганизмов. Температура регидратации должна находиться в диапазоне от 20°С до 100°С, и следует избегать экстремальных температур, которые могли бы дополнительно изменить термообработанную муку.
ПРИМЕР 16
Этот пример описывает влияние условий термообработки муки на свойства теста и хлебобулочных изделий.
Муку дегидратировали в сушилке мгновенного действия (температурой выхода муки показана на оси X на Фиг.12-13). Затем муку термообрабатывали в теплообменнике Solidaire® при следующих условиях (см. Фиг.12-13): Процессы #1-3 температура рубашки 132,2°С с температурой выхода продукта 121,1°С, и Процесс #4 температура рубашки 143,3°С с температурой выхода продукта 132,2°С.
На Фиг.14 показан удельный объем после выпекания при различных условиях выхода из сушилки мгновенного действия. Температура рубашки Solidaire® была 143,3°С и температура продукта была 132,2°С.
Настоящее изобретение было описано путем приведения конкретных примеров. Простые модификации, очевидные для специалиста в данной области, также входят в объем изобретения, раскрытого в настоящей заявке.
1. Способ термообработки муки, включающий стадии:
a) получения муки;
b) термической дегидратации муки так, чтобы снизить содержание влаги в муке до уровня от 1,5% до 4,1% и при этом не желатинизировать муку во время указанной стадии термической дегидратации; и
c) нагревания дегидратированной муки при температуре от 126,7°С до 165,6°С, при этом поддерживая содержание влаги в муке на уровне 1,5% или выше, для получения термообработанной муки, в которой по меньшей мере 7% белков от общего содержания белков термообработанной муки денатурированы, и указанная термообработанная мука имеет различимые частицы крахмала, при этом термообработанная мука имеет влагопоглощение, увеличенное, по меньшей мере, на 3% относительно необработанной муки, причем указанная термообработанная мука не желатинизирована во время указанной стадии нагревания дегидратированной муки и имеет влагоактивность (Aw) 0,03-0,10 или 0,15-0,45, а распределение размеров частиц указанной термообработанной муки таково, что более 80% частиц имеют размер от 90 до 150 микрон;
при этом стадии b) и с) проводят как две отдельные операции, и указанную стадию нагревания дегидратированной муки проводят в отдельном нагревательном устройстве при другой температуре, или в течение другого периода времени, или с комбинацией этих условий, в отличие от нагревательного устройства, используемого на стадии термического дегидратирования указанной муки.
2. Способ по п.1, в котором температура на стадии b) ниже указанной температуры на стадии с).
3. Способ по п.1, в котором указанное термическое дегидратировании на стадии b) проводят в течение 5-20 секунд, 30 секунд, 45 секунд или 1 минуты.
4. Способ по п.2, в котором указанное термическое дегидратировании на стадии b) проводят в течение 5-20 секунд, 30 секунд, 45 секунд или 1 минуты.
5. Способ по п.1, в котором указанное нагревание на стадии с) проводят в течение 2-20 минут.
6. Способ по п.4, в котором указанное нагревание на стадии с) проводят в течение 2-20 минут.
7. Способ по п.1, в котором термическую дегидратацию на стадии b) осуществляют в прямоточной вентиляционной сушилке так, что температура выхода муки составляет от 82,2°С до 118,3°С, а время пребывания муки в прямоточной вентиляционной сушилке составляет от 5 до 20 секунд.
8. Способ по п.6, в котором термическую дегидратацию на стадии b) осуществляют в прямоточной вентиляционной сушилке так, что температура выхода муки составляет от 82,2°С до 118,3°С, а время пребывания муки в прямоточной вентиляционной сушилке составляет от 5 до 20 секунд.
9. Способ по п.7, в котором температура выхода муки составляет от 96,1°С до 107,2°С, а время пребывания муки в прямоточной вентиляционной сушилке составляет от 8 до 12 секунд.
10. Способ по п.8, в котором температура выхода муки составляет от 96,1°С до 107,2°С, а время пребывания муки в прямоточной вентиляционной сушилке составляет от 8 до 12 секунд.
11. Способ по п.1, в котором нагревание на стадии с) проводят в нагревательном устройстве непрямого нагревания.
12. Способ по п.10, в котором нагревание на стадии с) проводят в нагревательном устройстве непрямого нагревания.
13. Способ по п.1, в котором нагревание на стадии с) проводят при температуре от 143,3°С до 162,8°С в течение 2-6 минут.
14. Способ по п.12, в котором нагревание на стадии с) проводят при температуре от 143,3°С до 162,8°С в течение 2-6 минут.
15. Способ по п.1, в котором во время указанной термической дегидратации на стадии b) содержание влаги термообработанной муки снижают до 2,0-3,5%.
16. Способ по п.14, в котором во время указанной термической дегидратации на стадии b) содержание влаги термообработанной муки снижают до 2,0-3,5%.
17. Способ по п.1, в котором в указанной термообработанной муке денатурировано до 13% белков от их общего количества.
18. Способ по п.16, в котором в указанной термообработанной муке денатурировано до 13% белков от их общего количества.
19. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию регидратации термообработанной муки, так чтобы содержание влаги в термообработанной муке составило 6-10%, а ее влагоактивность составила 0,15-0,55.
20. Способ по п.18, дополнительно включающий стадию регидратации термообработанной муки, так чтобы содержание влаги в термообработанной муке составило 6-10%, а ее влагоактивность составила 0,15-0,55.
21. Способ по п.1, в котором указанное распределение размеров частиц муки таково, что более 7% частиц муки имеет размер от 150 до 250 микрон.
22. Способ по п.18, в котором указанное распределение размеров частиц муки таково, что более 7% частиц муки имеет размер от 150 до 250 микрон.
23. Термообработанная мука, полученная способом по любому из пп.1-22.
24. Тесто, полученное из термообработанной муки, полученной способом по любому из пп.1-22, имеющее одно или более свойств, улучшенных относительно с тестом из необработанной муки, причем указанное одно или более улучшенных свойств выбраны из группы, состоящей из: а) по меньшей мере на 3% уменьшенной липкостью, b) по меньшей мере на 3% уменьшенной клейкостью, с) по меньшей мере на 3% повышенной силой теста.
25. Тесто по п.24, в котором данное тесто, образованное из указанной термообработанной муки, включает одно или более свойств, улучшенных относительно с тестом из необработанной муки, причем указанное одно или более улучшенных свойств выбраны из группы, состоящей из: а) на 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10% улучшенным влагопоглощением, b) на 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10% улучшенным фаринографическим показателем качества, с) на 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10% улучшенным индексом устойчивости при замесе и d) на 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10% улучшенной клейкостью.
26. Тесто по п.24 или 25, в котором данное тесто является замороженным тестом, и это замороженное тесто имеет более длительный срок хранения по сравнению с замороженным тестом, изготовленным из необработанной муки, при условии, что замороженное тесто, изготовленное из обработанной муки, и замороженное тесто, изготовленное из необработанной муки, имеют одинаковое влагосодержание.
27. Хлебобулочное изделие, выпеченное из теста по любому из пп.24-26 и имеющее такой же или больший удельный объем после выпекания и более низкий процент сухого вещества по сравнению с хлебобулочным изделием, изготовленным из необработанной муки.
