Выбор белкового ингредиента и манипуляция им для производства закусочных продуктов питания
Группа изобретений относится к пищевой промышленности. Для получения воздушного закусочного продукта питания способ осуществляют следующим образом. Смешивают белковый компонент, содержащий, по меньшей мере, 30% изолята молочного белка с крахмалом, при этом изолят молочного белка содержит не менее чем 1,7% лактозы. Смешивают сухие ингредиенты с указанной белково-крахмальной смесью для получения сухой смеси, при этом, по меньшей мере, один из указанных сухих ингредиентов является агентом, контролирующим расширение, содержащим пористый карбонат кальция в количестве около 1,26%, а сухая смесь содержит около 70-85% крахмала. Добавляют раствор на основе воды к сухой смеси до получения теста для экструдата. Экструдируют указанное тесто при давлении, по меньшей мере, около 1200 psi до формирования полученного непосредственным расширением закусочного продукта питания с хрустящей текстурой. Тесто для экструдата имеет температуру, по меньшей мере, около 370°F на выходе из пуансона, на конце экструдера предпочтительно около 390-398°F. Группа изобретений обеспечивает продукт с улучшенным расширением в объеме и губчатой текстуры с уменьшением эффекта потемнения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил., 2 табл.
Предшествующий уровень техники
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к включению некоторых белковых ингредиентов в закусочные продукты питания. В частности, изобретение относится к применению белков на молочной основе для экструдированных и выпеченных закусочных продуктов питания.
Описание предшествующего уровня техники
Давно известны способы, использующие преимущество получения из риса хрустящих, легких и удобных воздушных закусочных продуктов питания; однако производство подобных продуктов питания с включением и сохранением полезных для здоровья количеств белка оказалось более сложным. В значительной степени это обусловлено жесткими этапами обезвоживания, включенными в производство закусочных продуктов, приводящими к возникновению в готовом продукте таких дефектов, как избыточное нежелательное потемнение, вызванное реакциями Майяра. Возникающее потемнение зависит от жесткости кулинарной (термической) обработки. Кроме того, также общеизвестно, что продукты, содержащие молоко, чувствительны к нагреванию. Это явление особенно проблематично, когда продукты подвергают прямому расширению (вспучиванию), что требует высоких значений температуры и давления.
Проблемы, связанные с белками, также наблюдаются при воздействии низких температур, таких как те, что используются при холодной экструзии. Многие современные попытки включения белков в экструдированные закусочные продукты питания фокусируются на применении для включения в пищевые продукты сывороточных белков, а не молочных продуктов, содержащих большие количества казеина. Сыворотка необходима отчасти благодаря ее относительным экономическим преимуществам по сравнению с фракциями с высоким содержанием казеина, поскольку она является побочным продуктом в процессе производства сыра. Однако также известно, что сыворотка вызывает нежелательные побочные эффекты в отношении текстуры и могут возникать затруднения при ее включении в тесто. Например, сыворотка содержит множество реактивных побочных групп, которые делают тесто липким, что затрудняет ее включение в продукты питания, изготовленные из теста, такие как претцели или многие другие продукты, произведенные с применением способа холодной экструзии.
Соответственно некоторые белки, такие как те, что получены из молока, требуют некоторой формы или дополнительной манипуляции для облегчения обработки. С учетом проблем тепловой обработки продуктов, содержащих белки, в промышленности в целом отдается предпочтение скорее применению углеводов, чем белков. Тем не менее, остается потребность в способах модификации белков для наилучшего выполнения и для контроля прямого расширения (вспучивания) закусочных продуктов питания, содержащих белки, с учетом наличия любых не-восстанавливающих сахаров, таких как лактоза, в пищевых продуктах.
Соответственно имеется потребность в альтернативных способах приготовления закусочных продуктов питания, включающих белки, и в контроле нежелательного потемнения, вызванного реакциями Майяра, при создании полученных прямым расширением (вспучиванием) и/или печеных закусочных продуктов. Также имеется потребность в способах манипуляции определенными белками, полученными из молочных продуктов, таких как те, что обеспечивают необходимое увеличение объема и пористости продукта. В частности, имеется потребность в манипуляции белками, содержащими лактозу, для лучшего контроля и применения этих продуктов для экспандированных (непосредственно расширенных, вспученных) и экструдированных продуктов питания. В идеале, такие способы должны быть экономичными и должны применять оборудование, обычное в пищевой промышленности. Настоящее изобретение решает эти проблемы и обеспечивает преимущество в повышении пользы для здоровья и питания, а также в достижении превосходных сенсорных свойств готового продукта.
Изложение сущности настоящего изобретения
Настоящее изобретение в целом обеспечивает экструдированный закусочный продукт питания, содержащий эффективную дозу белков. В первом аспекте настоящего изобретения тесто на белковой основе подвергают обработке при высоких температурах и высоком давлении для создания закусочного продукта питания, полученного прямым экспандированием. В частности, фильтрованный компонент из молочного белка объединяют по меньшей с одним крахмалом для введения в экструдер для прямого экспандирования. Подходящие молочные белки включают, например, микрофильтрованные и ультрафильтрованные молочные белки. В одном варианте осуществления мицеллярный казеин выбран для включения в продукт, полученный прямым экспандированием. В другом варианте осуществления выбирают изолят молочного белка (ИМБ). Предпочтительно выбранный ИМБ содержит по меньшей мере примерно 85% белка. В одном варианте осуществления ИМБ содержит 1,7-2,0% лактозы. В другом варианте осуществления ИМБ содержит не менее примерно 1,7% лактозы. В других вариантах осуществления белковый компонент дополнительно содержит изолят соевого белка. В одном варианте осуществления белковый компонент содержит от 0 до 70% изолята соевого белка. В одном варианте осуществления белковый компонент содержит изолят молочного белка и изолят соевого белка в отношении 50:50. В целом сырьевые смеси из настоящего изобретения содержат по меньшей мере 30% белка для получения основных экструдатов перед добавлением приправ.
В другом варианте осуществления для улучшения расширения в объеме и текстуры продукта, полученного прямым экспандированием и для снижения нежелательного потемнения из-за включения высоких количеств лактозы пористый карбонат кальция вводят в сухую смесь для обеспечения продуктов с малыми воздушными ячейками, способствующими получению плотных губчатых текстур. В других вариантах осуществления условия обработки можно дополнительно регулировать так, чтобы усилить экспандирование посредством применения хелатирующих агентов для разрушения матрикса из казеиновых мицелл и кислот для снижения pH и влияния на структуру белков.
Во втором аспекте во включении белков в воздушные закусочные продукты питания тесто на белковой основе подвергают холодной экструзии или экструзии холодного типа для получения такого закусочного продукта как претцель. В частности, манипуляцию и контроль сывороточного белка осуществляют с использованием преимущества денатурированного состояния сывороточного белка в растворе на водной основе для уменьшения липкости. Путем снижения тенденции сывороточных белков к связыванию и конкуренции за воду, настоящее изобретение обеспечивает более когезивное тесто. Предпочтительно источник сывороточного белка денатурируют перед объединением с сухими ингредиентами при формировании теста.
В одном варианте осуществления путем нагревания сыворотки в растворе на водной основе для существенной денатурации белка, структуру белка меняют в степени, достаточной для снижения его функциональности. Считается, что в результате его молекулярная масса позволяет лучше удерживать воду без возникновения какой-либо липкости, обычно наблюдаемой при работе с сывороткой. В другом варианте осуществления при замачивании уже денатурированного источника сывороточного белка подобное когезивное тесто формируют путем разрушения источника белка до более мягкого, достаточного для объединения с дополнительными сухими ингредиентами. В других вариантах осуществления денатурированный сывороточный белок можно также объединить с дополнительными источниками белка, денатурированными или не денатурированными, и получить когезивное тесто для проведения экструзии. Например, в одном варианте осуществления денатурированный белок объединяют с изолятом соевого белка. В другом варианте осуществления денатурированный белок можно объединить с изолятом молочного белка. Сухие ингредиенты, обычно используемые для создания закусочных продуктов с применением способов холодной экструзии, также включают в тесто. В других вариантах осуществления сухие ингредиенты, такие как смешанная мука, цельные злаки и волокнистые ингредиенты, объединяют с компонентом из сывороточного белка для получения теста. Когезивное тесто, полученное в соответствии с настоящим изобретением, можно затем экструдировать и нарезать на закусочные продукты, к которым можно добавить приправы и упаковать перед употреблением.
Способы из настоящего изобретения обеспечивают закусочный продукт, содержащий по меньшей мере 5 г удобного источника белка на порцию размером в 1 унцию. Предпочтительным источником белка из настоящего изобретения является молоко или продукт молочного происхождения. В одном варианте осуществления молочным источником является сывороточный продукт.
Другие аспекты, варианты осуществления и характеристики изобретения станут понятными из следующего подробного описания при рассмотрении в сочетании с неограничивающими примерами.
Краткое описание чертежей
Новые черты, считающиеся характеристиками изобретения, приведены в формуле изобретения. Само изобретение однако, также как и предпочтительный способ его применения, другие задачи и преимущества станут лучше понятными из следующего подробного описания иллюстративных вариантов осуществления при чтении в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:
Фиг. 1 изображает поточную диаграмму общего способа, используемого в первом аспекте настоящего изобретения.
Фиг. 2A показывает вид на поперечном разрезе ИМБ продукта, полученного непосредственно расширением (вспучиванием), без карбоната кальция, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
Фиг. 2B показывает вид на поперечном разрезе ИМБ продукта, полученного непосредственно расширением (вспучиванием), с карбонатом кальция в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
Фиг. 3 является графическим представлением сравнения вариации размера ячеек по результатам анализа образцов, как показано на Фиг. 2A и 2B.
Фиг. 4A иллюстрирует продукт, полученный непосредственным расширением, с применением условий обработки в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
Фиг. 4B показывает вид на поперечном разрезе продукта, изображенного на Фиг. 4A.
Фиг. 5A иллюстрирует продукт, полученный непосредственным расширением, содержащий ИМБ без карбоната кальция, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
Фиг. 5B является изображением на поперечном разрезе продукта, показанного на Фиг. 5A.
Фиг. 6A иллюстрирует продукт, полученный непосредственным расширением (вспучиванием), содержащий мицеллярный казеин, без карбоната кальция в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
Фиг. 6B является изображением на поперечном разрезе продукта, показанного на Фиг. 6A.
Фиг. 7 изображает поточную диаграмму общего способа, используемого во втором аспекте настоящего изобретения, относящемся к продуктам, полученным с помощью холодного экструдирования.
Фиг. 8A изображает поточную диаграмму одного варианта осуществления, используемого при производстве с помощью холодного экструдирования продуктов, содержащих молочный белок.
Фиг. 8B изображает поточную диаграмму другого варианта осуществления, используемого при производстве с помощью холодного экструдирования продуктов, содержащих молочный белок.
Подробное описание изобретения
В целом, настоящее изобретение обеспечивает включение белков, которые в ином случае трудно включить в устойчивые при хранении, готовые к употреблению закусочные продукты, и способы манипуляции избранными белками для получения усовершенствованного теста и привлекательных закусочных продуктов питания, обладающих необходимыми вкусовыми профилями и текстурами. Полученные продукты питания включают по меньшей мере до 5 г удобного источника белка на порцию. В то время как изобретение описано с точки зрения периодического способа, специалист в данной области техники на основе данного описания сможет легко определить средства для массового или крупномасштабного коммерческого производства. Если не указано иное, все проценты, части, отношения и тому подобное приводятся по массе.
Первый аспект настоящего изобретения, в целом, изображенный на Фиг. 1, относится к использованию белкового компонента для включения в полученный прямым экспандированием (непосредственным расширением) или воздушный закусочный продукт питания. Традиционно прямое экспандирование продуктов питания требует высоких температур и высокого давления, и обычно крахмалы, такие как кукурузная мука, являются предпочтительными благодаря их свойствам при экспандировании. Однако в настоящем изобретении белковый компонент, содержащий по меньшей мере один молочный продукт, смешивают с крахмальным компонентом до получения белково-крахмальной смеси 10. В то время как сахара из молочных продуктов обычно обеспечивают экструдаты, имеющие вкус и запах подгоревшего молока, темно-коричневый цвет, стекловидную текстуру, большие ячейки и плохое увеличение в объеме, было установлено, что способы из настоящего изобретения обеспечивают манипуляцию белками, достаточную для улучшения обрабатываемости, как с точки зрения обработки теста, так и получения готового продукта с усовершенствованным экспандированием, текстурой и вкусом. Это особенно важно при работе в условиях температуры и давления, достаточно высоких для производства воздушного или напрямую экспандированного закусочного продукта питания. Авторы изобретения считают, что фильтрованные молочные белки, раскрытые здесь, обеспечивают превосходный вкус и аромат, и текстуру продуктов, полученных прямым экспандированием, отчасти потому, что больший размер молекул этих белков позволяет обеспечить большую термостабильность и лучшую устойчивость к пригоранию в среде двухшнекового или высокотемпературного экструдера. Далее, принципы физического разделения, лежащие в основе способов микрофильтрации и ультрафильтрации, используемых при создании таких продуктов, могут также вносить вклад в превосходный вкусоароматический профиль и усовершенствованную хрустящую текстуру и вкусовое впечатление продуктов, полученных прямым экспандированием. Таким образом, в одном варианте осуществления выбранный молочный продукт является фильтрованным молочным продуктом, что означает, что он подвергнут процессу мягкой физической очистки под градиентом давления, в котором мембраны фракционируют компоненты в зависимости от их размера и структуры, приводя к разделению белка с сохранением его характеристик. Способ фильтрации далее приводит к удалению части лактозы без какой-либо химической обработки сильной кислотой или щелочью. Для целей настоящего изобретения микрофильтрованный молочный продукт означает фильтрованный молочный продукт, сохраняющий казеин, обеспечивая изменения отношения фракций или казеина к сыворотке. В одном варианте осуществления микрофильтрованный молочный продукт из настоящего изобретения содержит казеин в отношении к сыворотке примерно 90:10. Ультрафильтрованный молочный продукт означает фильтрованный молочный продукт, сохраняющий казеин и сывороточную фракцию, с одновременным удалением лактозы и минералов. В одном варианте осуществления ультрафильтрованный молочный продукт из настоящего изобретения имеет отношение казеина к сыворотке примерно 80:20.
В одном варианте осуществления микрофильтрованный (МФ) продукт выбран в качестве подходящего молочного продукта для смешивания с крахмальным компонентом 10 для создания белкового компонента из настоящего изобретения. В то время как способы обработки и полученные рецептуры могут варьировать при производстве МФ продуктов, МФ продукты из настоящего изобретения в целом содержат от 0 до примерно 0,5% лактозы. В одном варианте осуществления включение этих продуктов приводит к получению напрямую экспандированного продукта с необходимым светлым цветом, со значением L примерно 70, благодаря по меньшей мере частичному снижению реакций потемнения Майяра в экструдере. В других вариантах осуществления значение L, находящееся в диапазоне примерно от 62 до 71, также является необходимым и приемлемым. В одном варианте осуществления мицеллярный казеин, содержащий по меньшей мере примерно 83% белка, выбирают для смешивания по меньшей мере с одним крахмальным компонентом 10. В качестве примера, но не для ограничения, в табл. 1 внизу показан состав подходящего мицеллярного казеина для применения в настоящем изобретении. Как и для любого органического материала, могут быть некоторые вариации в химическом составе, и приведенная информация является приблизительной.
| Таблица 1. | |
| Состав подходящего мицеллярного казеина | |
| Жир, % | <1,5 |
| Белок, % | 83,0 |
| Влажность, % | <5,0 |
| Минеральный остаток, % | 9,5 |
| Лактоза, % | <0,5 |
| Кальций, % | 3,0 |
| Калий, % | 0,3 |
| Фосфор, % | 1,1 |
| Магний, % | 0,1 |
В другом варианте осуществления ультрафильтрованный (УФ) молочный продукт выбран для включения в белковый компонент 10 из настоящего изобретения. Однако несмотря на то, что дополнительная лактоза присутствует в УФ молочных продуктах, варианты осуществления настоящего изобретения включают изоляты молочного белка, которые, как было установлено, обладают превосходным вкусоароматическим профилем при включении в продукт, полученный прямым экспандированием. Кроме того, замена молочным продуктом с более высоким содержанием лактозы обеспечивает более экономичный альтернативный белок для включения в закусочные продукты. То есть даже при более высоком содержании лактозы УФ продукты, выбранные в настоящем изобретении, к удивлению, обеспечивают превосходный вкусоароматический профиль и текстуру продукта, полученного прямым экспандированием. Это противоречит тому, что известно в данной области техники о присутствии большого количества сахаров, которые даже в небольшом количестве обычно оказывают отрицательное влияние при кулинарной (тепловой) обработке экструдатов. Считается, что положительные эффекты достигаются благодаря условиям обработки и агентам, контролирующим экспандирование, из настоящего изобретения. Предпочтительно УФ молочным продуктом, выбранным для приготовления белкового компонента, является растворимый изолят молочного белка (ИМБ). Как и для МФ продуктов, конкретная методика обработки, используемая для приготовления ИМБ, может влиять на содержание белка, жира и лактозы. Однако в целом, для настоящего изобретения содержание белка в избранном ИМБ составляет примерно 85% или больше с низким содержанием жира, которое меньше или равно примерно 2%, и содержанием лактозы не менее примерно 1,7%. В одном варианте осуществления ИМБ содержит примерно 1,7-2,0% лактозы. В другом варианте осуществления ИМБ содержит не менее примерно 1,7% лактозы.
Подходящие коммерческие ИМБ для применения в рецептуре теста из настоящего изобретения включают, например, изолят молочного белка 4900 (также известный как ALAPRO™ 4900), поставляемый Fonterra. В качестве примера, но не для ограничения объема настоящего изобретения, в табл. 2 внизу показан состав подходящего изолята молочного белка для применения в настоящем изобретении. Как и для любого другого органического материала, имеются некоторые вариации в химическом составе, и данная информация является приблизительной.
| Таблица 2. | |
| Состав подходящего изолята молочного белка | |
| Жир (г/100 г) | 1,7 |
| Белок (г/100 г) | 86,6 |
| Влажность (г/100 г) | 4,5 |
| Минеральный остаток (г/100 г) | 7,1 |
| Общие сахара (лактоза) (г/100 г) | 1,7 |
| Кальций (мг/100 г) | 2320 |
В одном варианте осуществления белковый компонент содержит примерно 100% изолята молочного белка. В другом варианте осуществления белковый компонент содержит по меньшей мере примерно 30% изолята молочного белка. В другом варианте осуществления белковый компонент содержит по меньшей мере примерно 50% изолята молочного белка. В другом варианте осуществления белковый компонент содержит примерно от 30% до 100% изолята молочного белка. В одном варианте осуществления белковый компонент далее содержит дополнительный белок, полученный из бобовых, таких как соя. Предпочтительно дополнительным белком является изолят соевого белка (ИСБ), например, такой как изолят с мягким вкусом сои. Подходящие коммерческие ИСБ для применения в белковом компоненте включают, например, Supro 620 от компании SOLAE™. В одном варианте осуществления белковый компонент содержит от 0 до примерно 70% ИСБ, при этом оставшаяся часть белкового компонента содержит ультрафильтрованный молочный продукт, такой как изолят молочного белка. В другом варианте осуществления белковый компонент содержит примерно 50% ИСБ. В другом варианте осуществления белковый компонент содержит ИМБ и ИСБ в отношении примерно 50:50. В целом, не более 70% от рецептуры сухой смеси составляет изолят соевого белка.
Поскольку крахмал также вносит вклад в увеличение объема продукта, полученного прямым экспандированием, по меньшей мере один крахмальный продукт объединяют с белковым компонентом 10. Предпочтительно, когда только один крахмальный компонент выбирают для комбинации, то используют кукурузный крахмал или кукурузную муку. Другие подходящие крахмальные компоненты включают картофельный крахмал, крахмал тапиоки, рисовый крахмал, пшеничный крахмал или любой модифицированный крахмал по отдельности или в комбинации, но не ограничиваются ими. В одном варианте осуществления крахмал составляет примерно 70% от рецептуры сухой смеси. Также возможны варианты осуществления, содержащие примерно от 70% до 85% от рецептуры сухой смеси, приводя к получению приемлемых экструдированных готовых продуктов, хотя они могут типично приводить к получению более низких количеств белка на порцию.
Сухие ингредиенты затем смешивают 12 с белково-крахмальной смесью до получения рецептуры сухой смеси, которую можно охарактеризовать как однородный, сухой смешанный порошок. Сухие ингредиенты 12 включают волокна, витамины, минералы и/или любые другие питательные добавки, но не ограничиваются ими. В предпочтительных вариантах осуществления сухие ингредиенты содержат один или несколько агентов для контроля экспандирования. Как применяется здесь, термин «агент для контроля экспандирования» означает вещества для манипуляции белком, описанные здесь, обеспечивающие плотные светлые экструдированные закусочные продукты со значением L примерно от 58 до 71, включающие пористый карбонат кальция, натрия гексаметафосфат, фосфорную кислоту, лимонную кислоту и другие кислоты пищевого качества, которые можно применять для снижения pH, или другие хелатирующие или нуклеирующие агенты, как применяется здесь. Агенты для контроля экспандирования из настоящего изобретения обеспечивают получение напрямую экспандированных продуктов питания, имеющих хорошо определенную внешнюю часть с ячейками меньшего диаметра, которую можно описать как плотную.
В то время как существенное удаление жира, минералов и лактозы из МФ молочных продуктов подавляет реакции Майяра и улучшает способность к обработке для применения этих продуктов и их белков в производстве продукта питания, полученного прямым экспандированием, в случае УФ продуктов более высокий уровень лактозы обычно приводит к вкусу и запаху подгоревшего молока и стекловидной текстуре, и к большему размеру пузырьков, если не провести дополнительные манипуляции с рецептурой. Например, для вариантов осуществления, содержащих ИМБ, было установлено, что добавление пористого карбоната кальция приводит к улучшению экспандирования и текстуры готовых продуктов, как показано на Фиг. 2A и 2B. На Фигуре 2A показан вид на поперечном разрезе воздушного ИМБ продукта без карбоната кальция. Как показано на Фигуре 2B, экспандированные продукты, содержащие изолят молочного белка с карбонатом кальция обеспечивают лучше выраженную периферию, а также меньшие ячейки «y». Во время испытаний группа экспертов оценила образец 2, показанный на Фиг. 2B, как плотный, в то время как образец 1, показанный на Фиг. 2A, был оценен как «стекловидный» и жесткий, и таким образом, менее привлекательный. Для каждого образца было проведено тридцать четыре анализа. Образец без карбоната кальция (образец 1) имел больший средний диаметр ячеек около 0,944 мм в диапазоне примерно от 0,06 до 2,2 мм, в то время как образец с карбонатом кальция (образец 2) имел средний диаметр ячеек примерно 0,657 мм в диапазоне примерно от 0,24 до 1,32 мм.
На Фиг. 3 показан график для анализа по Т-критерию Стьюдента, сравнивающий вариацию при измерениях образцов 1 и 2, показанных на Фиг. 2A и 2B. Анализ с двухсторонним критерием показал, что средние значения для образцов на Фиг. 2A и 2B достоверно различаются со значением p=0,001. Таким образом, в одном варианте осуществления пористый карбонат кальция добавляют в сухую смесь 12 для манипуляции белком и контроля экспандирования для напрямую экспандированного продукта на белковой основе. Не желая углубляться в теорию, считается, что пористость карбоната кальция способствует генерации существенно отличающейся текстуры белковых экструдатов за счет создания участков нуклеации, обеспечивающих формирование малых воздушных ячеек, приводя к получению плотных губчатых текстур с уменьшением эффекта потемнения. Карбонат кальция может также обеспечивать поперечную сшивку молочных белков казеина и сывороточного белка с формированием большой молекулы, приводя к получению более привлекательной текстуры, вкуса и запаха, и увеличения в объеме. Напротив, во время испытаний добавление казеината кальция не обеспечивало таких же самых эффектов в отношении усовершенствованной текстуры, как при добавлении карбоната кальция. Таким образом, в одном варианте осуществления предпочтительно, чтобы сухие ингредиенты не содержали казеинат кальция.
Предпочтительно карбонат кальция имеет размер частиц менее примерно 25 мкм. В одном варианте осуществления размер частиц составляет менее примерно 15 мкм. В другом варианте осуществления размер частиц составляет примерно от 15 до 25 мкм. В предпочтительном варианте осуществления для достижения необходимой текстуры и цвета воздушного продукта сухая смесь 12 содержит примерно от 0,9625 до 1,375% карбоната кальция в качестве агента контроля экспандирования для получения экструдата, имеющего гладкую поверхность, и готового воздушного продукта, имеющего очень чистый вкус и запах. С 1,375% карбоната кальция экспандирование повышалось примерно на 25%, а диаметр уменьшался примерно на 10%, при этом общий объем был больше, чем у экструдата, содержащего только ИМБ. Например, во время одного испытания длина полученного экструдата, содержащего только ИМБ, составила примерно 52 мм, диаметр составил примерно 12,1 мм, а объем составил примерно 5,98 см3. Экструдат, содержащий и ИМБ, и карбонат кальция, имел длину примерно 65 мм с диаметром примерно 11,0 мм и объем около 6,18 см3. В другом варианте осуществления сухая смесь 12 содержит примерно 1,26% карбоната кальция для получения более плотного продукта. В целом, тесто из настоящего изобретения, включающее карбонат кальция, содержит примерно от 70 до 85 мас.% кукурузного крахмала, примерно от 15 до 32 мас.% изолята молочного белка и примерно 0,9625-1,375 мас.% карбоната кальция. В другом варианте осуществления не более 16% от рецептуры сухой смеси составляет изолят соевого белка.
Пористый карбонат кальция, пригодный для применения в настоящем изобретении, может быть получен из натурального источника, такого как экстракт из водорослей или морских организмов (marine extract), в одном варианте осуществления. Например, экстракт, полученный из Phymatolithon calcareum, известковых водорослей, содержащих высокое количество минералов, можно применять в соответствии с настоящим изобретением для контроля экспандирования, текстуры и пористости экструдата, содержащего фильтрованный молочный белок. Скелет известковых водорослей состоит главным образом из карбонизированного кальция и карбонизированного магния, где эти два элемента составляют примерно 35% от растения (по массе сухого вещества). Источник пористого карбоната кальция может также содержать другие минералы и микроэлементы, такие как фосфор, калий, марганец, бор, йод, цинк, медь, селен и кобальт. Одним натуральным источником для применения в соответствии с настоящим изобретением является коммерческий источник, например, с торговой маркой AQUAMIN® производства Marigot Ltd. Кроме того, любые известные способы обеспечения пористости частиц карбоната кальция можно также применять в другом варианте осуществления настоящего изобретения. Таким образом, пористый карбонат кальция можно также получать с применением любых известных способов обеспечения пористости частиц, таких как те, что применяются для любых порообразующих агентов пищевого качества, или других методик обеспечения пористости, пригодных для применения с продуктами питания.
На Фиг. 4-6 показана разница в увеличении объема при испытаниях экспандированных продуктов, содержащих фильтрованный молочный белок и пористый карбонат кальция (Фиг. 4A и 4B), и продуктов, содержащих фильтрованный молочный белок без карбоната кальция (Фиг. 5A-6B), экструдированных с матрицей в форме цветка для обеспечения продукта с уникальной формой цветка. На Фиг. 4A и 4B изображен результат прямого экспандирования экструдата, содержащего фильтрованный молочный продукт с пористым карбонатом кальция. Как показано на Фигуре 4A, экспандирование при высоких температурах, как описано ниже, приводит к получению хорошо определенной внешней и внутренней периферии и формы экспандированного продукта, точно отображающего цветочную форму использованной матрицы. Далее, размер ячеек, изображенных на поперечном разрезе экспандированного продукта с Фигуры 4A, показанного на Фиг. 4B, иллюстрирует улучшение плотности и сохранение формы продукта. С другой стороны, на Фиг. 5A и 5B изображен полученный прямым экспандированием продукт из настоящего изобретения, содержащий изолят молочного белка без добавления карбоната кальция. Хотя это не показано на иллюстрациях, образцы с Фиг. 5A и 5B продемонстрировали развитие нежелательного темного цвета из-за наличия лактозы в молочном продукте. Как лучше показано на Фиг. 5A, внутренняя часть формы цветочной матрицы плохо определена и с трудом видна в отличие от экструдата с Фиг. 4A и 4B. В дополнение, на поперечном разрезе на Фиг. 5B показана стекловидная природа экспандированного продукта. Подобным образом, на фиг. 6A изображен продукт из мицеллярного казеина без карбоната кальция. В то время как окраска при экспандировании на Фиг. 6A и 6B была существенно светлее, чем окраска продуктов на Фиг. 5A и 5B (окраска не изображена), цвет был почти неразличим по сравнению с более плотным продуктом с Фиг. 4A, и форма полученного экспандированного продукта была еще хуже определена по сравнению с продуктами на Фиг. 6A и 6B, несмотря на присутствие меньшего количества лактозы. Соответственно в некоторых вариантах осуществления экструдаты, содержащие пористый карбонат кальция, получают прямым экспандированием с применением матриц с любым числом форм, включая сложные формы, такие как форма звезды или цветка, или более простых форм, таких как круглая или квадратная, но не ограничиваясь ими. В одном варианте осуществления рецептура сухой смеси из настоящего изобретения содержит примерно от 70 до 75% кукурузной муки, примерно от 25 до 28% ИМБ и примерно 0,9625 -1,375% карбоната кальция. В другом варианте осуществления сухая смесь может содержать примерно 45% кукурузной муки и примерно от 20 до 23% резистентного крахмала. Все указанные проценты являются массовыми процентами.
Возвращаясь к обсуждению Фиг. 1, после формирования смеси белок-крахмал 10 и добавления сухих ингредиентов по меньшей мере с одним агентом для контроля расширения (вспучивания) 12, можно также включать другие агенты для контроля экструдирования с целью улучшения цвета, вкуса и аромата, текстуры и/или экспандирования, путем снижения pH экструдата в других вариантах осуществления настоящего изобретения. В одном варианте осуществления, например, добавляют лимонную кислоту 14 для снижения pH рецептуры, при этом оказывая такое влияние на белок и казеин в молочном белке, чтобы они стали более растягиваемыми. При прямом экспандировании экструдатов, содержащих молочный белок из настоящего изобретения, было установлено, что добавление лимонной кислоты позволяет поддерживать или сохранять форму готового воздушного продукта. Добавление лимонной кислоты обеспечивает экструдат, имеющий более светлый, более привлекательный цвет, приближающийся к необходимому значению L, и усовершенствованный вкус и текстуру при меньшем размере пузырьков воздуха в воздушном продукте. В одном варианте осуществления экструдат, содержащий 0,5% лимонной кислоты, включают в сухую смесь 12 из настоящего изобретения. Испытания показали хорошее экструдирование через матрицу в форме цветка с получением хорошо определенной цветочной формы. Не желая углубляться в теорию, в дополнение к снижению pH рецептуры, лимонная кислота может также действовать как хелатирующий агент для связывания кальция в уникальной мицеллярной структуре ИМБ, подавления реакций Майяра и изменения структуры и функциональности (поперечной сшивки) молочного белка во время процесса экструдирования, оказывая влияние на окончательную текстуру готового продукта. Например, во время одного испытания pH экструдата, не содержащего лимонной кислоты, составил 6,50 при измерении. Последующее добавление 0,5% лимонной кислоты обеспечило экструдат со светлой нестекловидной текстурой, меньшим размером пузырьков и без вкуса и запаха пригоревшего молока. Измеренное значение pH после добавления 0,5% лимонной кислоты составило 6,07. Считается, что поскольку казеин является чувствительным белком, то когда pH снижается, казеин начинает коагулировать. Также наблюдалось, что казеин становится более эластичным при низком pH под действием нагревания.
В другом варианте осуществления фосфорную кислоту 12 добавляют в смесь для того, чтобы pH продукта обеспечивал более привлекательный (светлый) цвет готового продукта. Во время испытаний добавляли фосфорную кислоту до уровней 0,094%, 0,19%, 0,38% и 0,75%. Начиная с 0,19%, наблюдалось некоторое улучшение цвета, и pH снижали примерно от 6,61 до 6,25. Однако только с добавлением 0,38% фосфорной кислоты (приводящим к pH около 5,97) был получен необходимый экструдат светло-желтого цвета кукурузы, со значением L около 63,67. На этом уровне ячейки в готовом воздушном продукте были меньшего размера и более однородными, вкус и аромат были чистыми, без ощущения горелого. При добавлении 0,75% фосфорной кислоты pH снижался примерно до 5,69. Добавление более 0,75% при обеспечении более светлого цвета вызывало появление побочного вкуса в готовом воздушном продукте. Соответственно в одном варианте осуществления добавляют примерно от 0,38 до 0,75 мас.% фосфорной кислоты для получения необходимого продукта с меньшим размером ячеек, имеющих более однородный размер, и чистым вкусом и ароматом. В другом варианте осуществления добавляют 0,38% фосфорной кислоты. Можно также применять лимонную кислоту или другие кислоты, способные снизить pH. В одном варианте осуществления pH снижают примерно от 5,5 до 6,3. Считается, что при манипуляции pH теста перед экструдированием кислота позволяет контролировать нежелательные реакции во время экструдирования, для получения готового продукта с хорошей окраской и хорошим экспандированием. Фосфорную кислоту можно включить в качестве сухого ингредиента при формировании сухой смеси 12 или в водном растворе 14, как обсуждается ниже. Например, при испытаниях фосфорную кислоту разбавляли в 5 раз и подавали калиброванным перистальтическим насосом к дозатору. Добавление воды к цилиндру экструдера регулировали в зависимости от воды, включенной в разбавленную фосфорную кислоту. В других вариантах осуществления можно добавлять другие кислоты пищевого качества для влияния на pH и итоговую форму воздушного экструдата, содержащего молоко.
В другом варианте осуществления не более 0,5% натрия гексаметафосфата включали в сухую смесь 30 для обеспечения готового продукта, имеющего хрустящую текстуру. Считается, что гексаметафосфат может также действовать как хелатирующий агент, предотвращающий реакцию следовых количеств ионов металлов, которые в ином случае оказывают отрицательное влияние на окраску, вкус, аромат и текстуру. Во время испытаний добавление примерно 0,5% натрия гексаметафосфата к сухой смеси, содержащей мицеллярный казеин, обеспечивало экструдат с белым цветом, ровной текстурой, однородным размером ячеек и чистым вкусом и ароматом. В других вариантах осуществления можно применять другие хелатирующие агенты пищевого качества для улучшения цвета, текстуры, вкуса и аромата полученного воздушного продукта.
При описании вариантов осуществления для подходящих рецептур из настоящего изобретения на этапе 12 Фиг. 1 сухую смесь можно затем ввести в экструдер и прекондиционировать с водным раствором 14 для подготовки к экструдированию 16. При введении в экструдер 16 добавляют достаточное количество водного раствора 14 к сухой смеси до формирования экструдата из теста с содержанием влаги примерно от 17 до 21%. Прекондиционированное тесто затем экструдируют при скорости подачи смеси примерно 400-500 фунтов/ч для непосредственного расширения (вспучивания) 16. Предпочтительно используют двухшнековый экструдер для обеспечения непрерывного смешивания ингредиентов и последующей экструзии через матрицу. Было установлено, что предпочтительно применять двухшнековый экструдер, способный обеспечить множество зон с различными температурами для надлежащего смешивания, кулинарной обработки и замешивания теста, а также последующего экспандирования. Например, можно использовать двухшнековый экструдер с пятью зонами цилиндра, такими как модель ВС-45 производства Clextral, добавляя воду для гидратирования сухих ингредиентов в экструдере. Во время испытаний прегидратированное тесто вначале подавали в первую зону и продвигали под действием экструдера в постоянном потоке через пять зон цилиндра. В одном варианте осуществления первая зона цилиндра установлена примерно на 90°F, вторая зона цилиндра установлена примерно на 200°F, третья зона цилиндра установлена примерно на 200°F, четвертая зона цилиндра установлена примерно на 250°F, а пятая зона цилиндра установлена примерно на 300°F. Существенно, что в предшествующем уровне техники скорость шнека для продуктов с высоким содержанием белка типично устанавливают на более низкие значения, ниже примерно 350 об/мин вместе с более низкими температурами и более низкими значениями давления для снижения повреждения белков. Однако в настоящем изобретении было установлено, что пористость, размер ячеек и текстура воздушного продукта действительно улучшаются, приводя к получению превосходного вкуса, вкусового впечатления и хрустящих свойств при температурах с более высокой скоростью шнека. Таким образом, в одном варианте осуществления скорость шнека по меньшей мере примерно 380 применяют для получения температуры экструдата на выходе из пуансона около 370°F. В другом варианте скорость шнека по меньше мере 400 об/мин применяют для обеспечения температуры экструдата около 390°F на выходе из пуансона. В другом варианте осуществления скорость шнека примерно 400-425 об/мин применяют для обеспечения температуры экструдата примерно от 390 до 398°F на выходе из пуансона. В некоторых вариантах осуществления можно применять ленточный нагреватель для сохранения температуры выше 390°F. Авторы изобретения установили, что эти высокие температуры и скорости действительно улучшают экспандирование полученного продукта питания. В дополнение к манипуляции высокими скоростями высокие температуры, как полагают, также вносят вклад в экспандирование, поскольку температура экструдата зависит от скорости шнека. Для получения воздушного готового к употреблению продукта питания с помощью прямого экспандирования экструзию нужно проводить под давлением по меньшей мере примерно 1200 ф./кв.дюйм, а экструдат должен покидать пуансон экструдера при температуре примерно от 370 до 400°F. При температурах выше примерно 400°F отмечается тенденция к пригоранию продукта. Напротив, при температурах менее примерно 340-350°F не происходит достаточного экспандирования до получения воздушного закусочного продукта питания с хрустящей текстурой. В одном варианте осуществления настоящего изобретения используют давление в цилиндре примерно от 1200 до 1400 ф./кв.дюйм. Предпочтительно применяют давление примерно от 1350 ф./кв.дюйм до 1400 ф./кв.дюйм.
После экструдирования 16 воздушные продукты нарезают 18, а затем дополнительно сушат 20 для снижения содержания влаги примерно от 5-9,5% до менее 2% с получением готовых к употреблению устойчивых при хранении воздушных итоговых продуктов. Сушку 20 можно проводить любыми средствами, известными в данной области техники. Например, в одном варианте осуществления продукт сушат 22 с применением сушилки с горячим воздухом. Высушенные продукты можно ароматизировать или приправить 22 любыми средствами, известными в данной области техники, включая распыление масла с приправами и нанесение смеси приправ с сырным порошком, но не ограничиваясь ими.
Второй аспект настоящего изобретения изображен на Фиг. 7, относящейся к другому варианту осуществления закусочных продуктов питания, содержащих белки, и в частности, к способу производства устойчивых при хранении готовых к употреблению продуктов питания, содержащих молочные или сывороточные белки, посредством способов холодной экструзии или способов типа холодной экструзии. Как установлено ранее, тесто, содержащее сывороточные белки, является липким, и таким образом, не поддающимся раскатке тестом. Для предотвращения получения липкого теста при включении источника сывороточного белка источник сывороточного белка предпочтительно находится в денатурированном или в дефункционализированном состоянии перед его объединением с сухими ингредиентами. Таким способом получают усовершенствованное тесто с меньшей когезивностью, не прилипающее к поверхностям раскаточного и/или формовочного оборудования. Не желая ограничивать изобретение какой-либо теорией, считается, что в денатурированном белке структура развертывается, позволяя лучше удерживать воду, не приводя к получению липкого теста, которое в ином случае трудно объединить с другими сухими ингредиентами и трудно обрабатывать при формовании и раскатке теста. Напротив, когда сывороточные белки в их неденатурированном состоянии использовали при испытаниях с включением белков при изготовлении теста для претцелей и/или других печеных продуктов, тесто было очень липким и не поддавалось раскатке для последующих процессов холодной экструзии.
На Фиг. 7 изображена общая поточная диаграмма из настоящего изобретения, относящаяся к получению раскатываемого теста на основе сыворотки для холодной экструзии или процессов типа холодной экструзии, для таких продуктов, как претцели и крекеры. В отличие от воздушных напрямую экспандированных продуктов, описанных выше (со ссылкой на способ с Фиг. 1), продукты, подвергнутые способам типа холодной экструзии в соответствии с настоящим изобретением, экструдируют через экструдер и пуансон при комнатной температуре без применения нагревания и/или высокого давления. Кроме того, в отличие от способов прямого экспандирования, образование теста происходит перед введением в экструдер или формующую машину, а не внутри экструдера. Соответственно существует потребность в раскатываемом тесте, которое легко обрабатывать перед введением в экструдер или формующую машину, что важно при попытке применения способа холодной экструзии.
Со ссылкой на Фиг. 7 на первом этапе 24 при включении сывороточного белка и формировании теста, содержащего белок, источник сывороточного белка гидратируют или замачивают 24 водой. Подходящий источник или компонент сывороточного белка в одном варианте осуществления может быть обеспечен в виде порошкового концентрата сывороточного белка, изолята сывороточного белка или любой их комбинации. В одном варианте осуществления подходящим источником сывороточного белка является источник, содержащий по меньшей мере 60% белка, где указанный белок состоит из концентрата сывороточного белка, изолята сывороточного белка или любой их комбинации. В другом варианте осуществления настоящего изобретения применяют концентрат сывороточного белка, содержащий по меньшей мере примерно 80% белка. Предпочтительно источник сывороточного белка находится в твердой или сухой форме. В одном варианте осуществления подходящим источником сывороточного белка является полностью денатурированный источник. Таким образом, в одном варианте осуществления предварительно подготовленный хрустящий продукт, например, содержащий денатурированный или дефункционализированный белок, замачивают 24. Одним таким примером источника сывороточного белка уже в денатурированном состоянии является хрустящий продукт на основе молока, известный как «Хрустящий продукт на основе молочного белка 6001» производства Fonterra. В другом варианте осуществления подходящий белок находится в своем нативном функциональном (растворимом) состоянии при замачивании 24. Таким образом, настоящее изобретение также обеспечивает источник сывороточного белка в его полном функциональном состоянии для гидратирования в одном варианте осуществления.
Источник сывороточного белка предпочтительно гидратируют или замачивают 24 в достаточном количестве воды для гидратирования или размягчения сухого компонента. Таким образом, в одном варианте осуществления денатурированный источник сывороточного белка замачивают или гидратируют 24, пока его текстура не становится мягкой. В одном варианте осуществления добавляют достаточное количество воды до формирования раствора сывороточного белка. Раствор сывороточного белка в некоторых вариантах осуществления предпочтительно является таким, чтобы источник сывороточного белка можно было объединить с сухими ингредиентами при формировании теста с необходимой консистенцией. Например, в одном испытании примерно 40 г концентрата сывороточного белка добавляли примерно к 100 г воды для достаточного гидратирования источника сывороточного белка 24. Авторами изобретения было установлено, что гидратирование источника сывороточного белка обеспечивает раствор сывороточного белка, который можно легко включить вместе с дополнительными сухими ингредиентами для производства обрабатываемого нелипкого теста без каких-либо абразивных этапов, таких как измельчение, перемалывание или тому подобное. В одном варианте осуществления замачивание сывороточного белка действительно обеспечивает последующее добавление дополнительных сухих ингредиентов путем размягчения денатурированного источника сывороточного белка до точки, в которой он становится достаточно мягким для добавления других ингредиентов, без необходимости в этапах измельчения, нагревания или снижения pH. В другом варианте осуществления замачивание сывороточного белка обеспечивает простую денатурацию путем воздействия нагревания на раствор сывороточного белка в течение короткого периода времени, без необходимости других дополнительных компонентов, которые могут изменить pH или белок, или его взаимодействие с дополнительными ингредиентами при формировании необходимого теста для способов холодной экструзии.
После гидратирования 24 предпочтительно, чтобы источник сывороточного белка содержал сыворотку в денатурированном состоянии перед объединением с другими дополнительными ингредиентами 26. Таким образом, настоящее изобретение зависит от выбора источника сывороточного белка. В одном варианте осуществления, в котором источник сывороточного белка находится в полностью функциональном состоянии перед гидратированием 24, источник сывороточного белка денатурируют после этапа гидратирования 24 и перед добавлением дополнительных сухих ингредиентов. В одном варианте осуществления источник сывороточного белка денатурируют с применением высоких температур примерно от 80 до 85°C. В другом варианте осуществления сывороточный белок нагревают примерно до 85°C. Денатурация путем нагревания вызывает изменения стереоструктуры на вторичном, третичном и четвертичном уровне без разрушения пептидной связи, содержащейся в пептидной структуре, и вызывает образование агрегатов денатурированных молекул с регулярным формированием сетчатой белковой структуры. Поскольку белки должны начинать денатурироваться при температуре выше примерно 65°C, во время испытаний источник белка подвергали микроволновой обработке в течение примерно 30 с в диапазоне примерно от 80 до 85°C, чтобы обеспечить полную денатурацию основных компонентов сывороточного белка, при этом денатурировало 100% β-лактоглобулина и α-лактальбумина. Примерно 72% белка в сыворотке обладает способностью к денатурации, при этом остаток является азотистыми компонентами из маленьких пептидов, которые не могут денатурировать.
В одном варианте осуществления гидратированный источник сывороточного белка 24 или раствор сывороточного белка нагревают посредством микроволновой обработки гидратированной сыворотки для денатурации сывороточного белка. В других вариантах осуществления раствор нагревают любыми известными средствами, известными в данной области техники, чтобы достичь необходимой температуры для полной денатурации. В одном варианте осуществления раствор сывороточного белка нагревают по меньшей мере примерно до 80°C для обеспечения существенной денатурации всех сывороточных белков, так чтобы примерно 100% основных белковых компонентов, β-лактоглобулина и α-лактальбумина, было денатурировано перед смешиванием денатурированного сывороточного белка с дополнительными сухими ингредиентами. В другом варианте осуществления источник денатурированного сывороточного белка, такой как тот, что уже был подвергнут существенной денатурации, замачивают для гидратирования до размягчения 24 и затем объединяют с дополнительными сухими ингредиентами 26. Манипуляция денатурационными свойствами сыворотки таким способом приводит к получению раскатываемого теста на основе сыворотки, с которым легко работать при раскатке и формовании, холодной экструзии или процессах типа холодной экструзии.
Возвращаясь к обсуждению Фиг. 7, после гидратирования источника сывороточного белка 24 способ включает смешивание сухих ингредиентов с гидратированным сывороточным белком или раствором сывороточного белка 26, где указанный сывороточный белок денатурируют перед смешиванием с указанными сухими ингредиентами. Предпочтительно, чтобы в вариантах осуществления, в которых сывороточный раствор нужно нагреть для денатурации сывороточного белка, такое нагревание выполняли перед смешиванием 26 и после гидратирования источника сывороточного белка 24. Денатурация или дефункционализация сывороточного белка должна выполняться отдельно от других сухих ингредиентов, используемых для формирования теста на основе сывороточного белка, так чтобы ни на один из смешиваемых сухих ингредиентов не влияла термическая обработка перед формированием экструдата. Сухие ингредиенты могут содержать любое число компонентов для создания раскатываемого теста, содержащего сыворотку. Подходящие сухие ингредиенты включают, например, пшеничную, овсяную, рисовую, цельнозерновую овсяную муку, волокна, дополнительные молочные и/или соевые белки, такие как изоляты молочного белка и изоляты и концентраты соевого белка, или разновидности сыров, кальций и/или любой витамин, минерал или другую пищевую добавку, а также любую комбинацию этих ингредиентов.
В предпочтительных вариантах осуществления смешанные ингредиенты 26 содержат по меньшей мере примерно 20% белка, по меньшей мере половина которого получена из сывороточного белка. В одном варианте осуществления 100% источника сывороточного белка получено из порошкового концентрата сывороточного белка. В одном варианте осуществления источник сывороточного белка содержит смесь в отношении примерно 50:50 концентрата сывороточного белка и вторичного источника белка, такого как изолят соевого белка, для изолята молочного белка. В одном варианте осуществления источник сывороточного белка содержит примерно 75% концентрата сывороточного белка и примерно 25% изолята соевого белка. Подходящие сухие ингредиенты включают, например, по меньшей мере 10-20% одного или нескольких крахмальных компонентов и примерно 30% одного или нескольких злаков, небольшие количества сахаров, волокон и/или натрия бикарбоната. Факультативно, небольшие количества масла могут также быть необходимы, если этого требуют последующие способы выпекания или жарки. Во время одного испытания в подходящем варианте осуществления рецептура для смешивания включала, например, примерно от 15 до 18,5% молотого цельного злака, примерно от 15 до 18,5% овсяной муки, примерно от 4,5 до 6% рисовой муки, примерно от 10,5 до 12,5% концентрата сывороточного белка, примерно от 9 до 11% вторичного источника белка, такого как соевый белок или другой молочный белок, полученный из молока, примерно от 4 до 5% сахара, примерно от 4 до 4,5% волокон, примерно от 0,5 до 0,8% натрия бикарбоната, примерно от 9 до 10,5% модифицированного крахмала, примерно от 6 до 7% кукурузного масла и примерно 0,3% бикарбоната аммония. В другом испытании в подходящем варианте осуществления рецептура для смеси содержала примерно от 17,5 до 18,5% молотого цельного злака, примерно от 17,5 до 18,5% овсяной муки, примерно от 5,5 до 5,8% рисовой муки, примерно от 4 до 5% сахара, примерно от 4 до 4.8% волокон, примерно от 9 до 10,5% модифицированного крахмала, примерно от 0,5 до 0,8% бикарбоната натрия, примерно от 1,3 до 2,4% лецитина сои, примерно от 0,7 до 0,8% монокальция фосфата, примерно от 21,5 до 24,8% концентрата сывороточного белка, примерно от 6,1 до 7% кукурузного масла и примерно 0,3% бикарбоната аммония. Все значения нужно понимать как примерные, и они являются массовыми процентами. Эти варианты осуществления приводят примерные рецептуры, не ограничивающие объем настоящего изобретения, если не указано иное.
Вновь возвращаясь к поточной диаграмме на Фиг. 7, при смешивании гидратированного источника сывороточного белка с другими сухими ингредиентами 26 получают тесто на основе сыворотки. При использовании нагревания для денатурации сывороточного белка или выборе уже денатурированного предварительно изготовленного источника сывороточного белка получают когезивное тесто, которым легко манипулировать и которое легко обрабатывать при производстве закусочных продуктов питания. Кроме того, небольшие количества масляного компонента можно добавить для подготовки теста для последующих этапов термической обработки. Тесто можно затем экструдировать или формовать 28 с применением холодной экструзии или любого способа типа холодной экструзии. Факультативно, продукты можно дополнительно формовать или штамповать, как необходимо, с применением дополнительных процессов формования или известных способов. Например, во время испытаний тесто формовали в виде претцелей. Также можно применять другие подобные варианты осуществления или способы обеспечения формы. После экструзии или формования 28 формованное тесто подвергают кулинарной обработке 30 такими способами, как выпекание или жарка. Печеные варианты осуществления могут содержать максимум примерно от 15 до 20% масляного компонента. Жареные варианты осуществления могут содержать максимум примерно от 30 до 35% масляного компонента. После термической обработки продукт можно подвергнуть дополнительному этапу нарезки для уменьшения размера подвергнутого тепловой обработке продукта до порций, имеющий размер для закусочных продуктов. Затем можно применять этапы добавления приправ и/или упаковки для подготовки продукта к транспортировке, продаже или потреблению.
В одном варианте осуществления тесто на основе сыворотки подвергают холодной (формирующей) экструзии 28, а затем либо обычному выпеканию 30 с обеспечением текстур с низким экспандированием типа претцелей. В другом варианте осуществления полученное тесто на основе сыворотки можно раскатать 28, затем подвергнуть кулинарной обработке 30 в конвекционной печи до получения умеренно экспандированных продуктов с текстурой наподобие хрустящего крекера. В другом варианте осуществления можно применять холодную (формирующую) экструзию 28 с последующей термической обработкой в конвекционной печи 30 для создания закусочного продукта питания, имеющего текстуру наподобие твердого крекера. В другом варианте осуществления легко обрабатываемое тесто на основе сыворотки из настоящего изобретения можно подвергать ламинированию 28 с последующей кулинарной обработкой 30 в обычной печи для крекеров до получения типичной текстуры крекера. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает широкое разнообразие продуктов с высокой питательной ценностью и рядом необходимых текстур, включая претцели и крекеры, содержащие хороший источник множества злаков, белков, волокон и минеральных добавок, но не ограничиваясь ими. Общая калорийность не превышает 140 калорий на порцию, общее количество жира не превышает 35% от общей калорийности, уровень натрия не превышает 230 мг на порцию, а насыщенные жиры не превышают 10% общей калорийности.
Фиг. 8A и 8B иллюстрируют два варианта осуществления способа, к которым относится Фиг. 7. В одном варианте осуществления, изображенном на Фиг. 8A, денатурированный источник сывороточного белка гидратируют 32 для размягчения без каких-либо жестких этапов, таких как измельчение, перемалывание или гранулирование источника белка. После гидратирования или замачивания денатурированного сывороточного белка в течение времени, достаточного для размягчения источника 32, можно добавить дополнительные ингредиенты 34, если необходимо. Предпочтительно дополнительные ингредиенты смешивают в порошковом или сухом виде так, чтобы связать оставшееся количество воды в смеси до получения теста. После формирования теста 36 из смеси тесто можно экструдировать с применением способов холодной экструзии или формовать любыми другими средствами, такими как раскатка или формовка 38. Экструдированное или формованное тесто 38 можно затем подвергнуть кулинарной обработке 40, такой как выпекание в одной или нескольких печах или с помощью способов жарки. Факультативно, подвергнутый обработке продукт можно нарезать на порции размером для закусочного продукта до или после этапов термической обработки. В другом варианте осуществления, как изображено на Фиг. 8B, источник сывороточного в своем полностью функциональном состоянии можно гидратировать или замочить водой 42 до получения раствора сывороточного белка. Раствор сывороточного белка можно затем денатурировать 44, например, нагреванием. В одном варианте осуществления раствор подвергают микроволновой обработке в течение не более 30 с для достижения достаточной денатурации 44. Затем добавляют дополнительные ингредиенты 46, если необходимо, до получения раскатываемого теста 48, которое легко поддается обработке и которое можно подать к холодному экструдеру 50 для формования или штампования, если необходимо. Формованное или штампованное тесто можно затем подвергнуть кулинарной обработке 52, такой как выпекание или жарка, как обсуждалось ранее.
Итогом способов, описанных на Фиг. 1-7, являются закусочные продукты, содержащие по меньшей мере 5 г удобного источника молочного белка на 1 порцию размером 1 унция, и примерно от 4 до 5 г жира, примерно с 130 калориями на порцию. Изобретение, иллюстративно раскрытое здесь, может быть осуществлено на практике при отсутствии какого-либо элемента, который не раскрыт здесь специально. Специалисту в данной области техники необходимо понять, что возможны различные изменения в форме и деталях смешиваемых ингредиентов и рецептур, без отделения от объема заявленного предмета обсуждения. Например, компоненты, включая без ограничения вкусоароматические средства, масла и пищевые красители, могут присутствовать в рецептурах теста из настоящего изобретения в той степени, в которой они не нарушают необходимых свойств теста в отношении экспандирования.
1. Способ включения белка в воздушный закусочный продукт питания, содержащий этапы:
- смешивания белкового компонента, содержащего по меньшей мере 30% изолята молочного белка с крахмалом, при этом изолят молочного белка содержит не менее чем 1,7% лактозы;
- смешивания сухих ингредиентов с указанной белково-крахмальной смесью для получения сухой смеси, при этом по меньшей мере один из указанных сухих ингредиентов является агентом, контролирующим расширение, содержащим пористый карбонат кальция, а сухая смесь содержит около 70-85% крахмала;
- добавления раствора на основе воды к сухой смеси до получения теста для экструдата; и
- экструдирования указанного теста для экструдата при давлении по меньшей мере около 1200 psi до формирования полученного непосредственным расширением закусочного продукта питания с хрустящей текстурой, при этом тесто для экструдата имеет температуру по меньшей мере около 370°F на выходе из пуансона на конце экструдера предпочтительно около 390-398°F.
2. Способ по п.1, в котором этап экструдирования проводят со скоростью шнека около 400-425 rpm.
3. Способ по п.1, в котором указанная сухая смесь содержит около 0,9625-1,375% карбоната кальция.
4. Способ по п.1, в котором указанная сухая смесь содержит около 1,26% карбоната кальция.
5. Способ по п.1, в котором указанный белковый компонент содержит около 50% изолята молочного белка.
6. Способ по п.1, в котором указанный белковый компонент дополнительно содержит до около 70% изолята соевого белка.
7. Способ по п.1, в котором указанный белковый компонент содержит изолят молочного белка и изолят соевого белка в отношении около 50:50.
8. Способ по п.1, в котором указанная сухая смесь содержит 0,5% лимонной кислоты.
9. Способ по п.1, в котором указанная сухая смесь содержит около 0,38-0,75% фосфорной кислоты.
10. Способ по п.1, в котором указанный полученный непосредственным расширением закусочный продукт питания имеет средний диаметр ячеек около 0,657 мм.
11. Способ по п.1, в котором указанный крахмальный компонент содержит кукурузную муку.
12. Способ по п.1, в котором указанный крахмальный компонент содержит тапиоку.
13. Способ по п.1, в котором указанный изолят молочного белка содержит около 1,7-3% лактозы.
14. Продукт, изготовленный способом по п.1.
