Способ приготовления пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал
Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложенный способ получения пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал, включает обеспечение исходного материала, который содержит крахмал; обеспечение в качестве ингредиентов воды, жира, по меньшей мере одного амилолитического фермента и необязательно одного или более других ингредиентов, причём жир добавляют в количестве, составляющем от 1 до 40 мас.%, например от 2 до 25 мас.%, например от 5 до 20 мас.%, например от 5 до 18 мас.%, твёрдых веществ композиции. Затем смешивают исходный материал и другие ингредиенты, доводят температуру смеси до температуры клейстеризации крахмала в указанной смеси и одновременно выполняют высокосдвиговое перемешивание указанной смеси при помощи смесителя кольцевого слоя. Далее осуществляют инкубацию смеси до достижения желаемой степени гидролиза. Предпочтительно проводят термообработку и охлаждение смеси. После чего смесь сушат с получением пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал. Также предложены пищевой продукт и применение указанного способа для производства пищевого продукта, характеризующегося наличием текстуры семолины. Причём текстура семолины является органолептическим признаком после восстановления, который определяется ощущаемыми во рту количеством, размером и/или твёрдостью округлых частиц. При этом признак семолины равен 1 или выше. Изобретение позволяет получить пищевой продукт с текстурой семолины. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 5 пр.
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу приготовления пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал. В частности, настоящее изобретение относится к способу получения пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал и проявляющего определенные признаки текстуры, в частности текстуры семолины.
Предпосылки создания изобретения
Зерновые продукты, производимые с использованием стандартных технологий вальцовой сушки, как правило, характеризуют наличием однородной текстуры после восстановления в жидкостях. Хотя потребители обычно хорошо воспринимают такую однородную текстуру, в некоторых географических зонах преимущество отдают более гранулированным вкусовым ощущениям (текстуры семолины).
Зерновые продукты с текстурой семолины существуют, но в процессе их производства присутствуют некоторые технические проблемы. Например, следует добавлять ингредиент, обеспечивающий крупные частицы/куски (например, семолину из твердых сортов пшеницы), и такой подход может ограничивать возможность применения различных видов зерновой муки, уже имеющихся в месте производства. Кроме того, введение требуемого количества ингредиента, состоящего из крупных частиц, часто может приводить к проблемам во время обработки (оседанию и/или разделению), для преодоления которых требуются строгие адаптации технологического процесса и рецептуры.
Текстура семолины может быть также получена с использованием способов агломерации. В любом случае этот подход также не идеален из-за микробиологических проблем, которые могут возникнуть в готовом продукте.
Следовательно, преимущественным был бы новый способ гидролиза крахмала и приготовления зерновых продуктов, обладающих текстурой семолины. В частности, может возникнуть потребность в способе, обеспечивающем зерновые продукты, основанные на гидролизованном крахмале и имеющем такую текстуру семолины, что для такого способа не будет необходимости в добавлении ингредиентов из крупных частиц и/или не понадобится строгая адаптация рецептур и условий процесса производства.
Изложение сущности изобретения
Таким образом, объект настоящего изобретения относится к обеспечению способа приготовления пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал и имеющего текстуру семолины.
В частности, объектом настоящего изобретения является обеспечение способа, позволяющего решить описанные выше проблемы предшествующего уровня техники, касающиеся текстуры семолины, посредством пищевых продуктов, содержащих гидролизованный крахмал. В частности, объект настоящего изобретения относится к обеспечению способа, который обеспечивает пищевой продукт, содержащий гидролизованный крахмал и имеющий текстуру семолины.
Таким образом, один аспект изобретения относится к способу приготовления пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал, причем указанный способ включает стадии:
a) обеспечения исходного материала, который содержит крахмал;
b) обеспечения в качестве ингредиентов: воды, жира, по меньшей мере одного амилолитического фермента и необязательно одного или более других ингредиентов;
c) смешивания исходного материала со стадии a) и ингредиентов со стадии b);
d) доведения температуры смеси со стадии c) до температуры, которая приводит к клейстеризации крахмала в указанной смеси; и
e) выполнения одновременно со стадией d) высокосдвигового перемешивания указанной смеси со стадии c);
f) инкубации смеси со стадии e) таким образом, чтобы достичь желаемой степени гидролиза;
g) необязательно термообработки смеси, полученной посредством высокосдвигового перемешивания в соответствии со стадиями от a) до f);
h) необязательно охлаждения смеси, полученной на предшествующих стадиях;
j) сушки смеси, полученной посредством высокосдвигового перемешивания в соответствии со стадиями от a) до f);
в результате чего получают пищевой продукт, содержащий гидролизованный крахмал.
Дополнительный аспект изобретения относится к пищевому продукту, выполненному с возможностью получения или полученному способами изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана стандартная установка для внутрипоточного гидролиза (см. пример 1).
На фиг. 2 показана установка для внутрипоточного гидролиза, в которой используют высокосдвиговый смеситель (смеситель кольцевого слоя, см. пример 2).
На фиг. 3 показаны результаты органолептического тестирования на группе испытуемых для сравнения готового продукта, полученного стандартным способом и способом изобретения (см. пример 3).
На фиг. 4 показано относительное ранжирование восьми продуктов, в которых после восстановления, как описано выше, внутренняя группа испытуемых проводила оценку органолептического признака семолины.
Настоящее изобретение будет более подробно описано ниже.
Подробное описание изобретения
Определения
До более подробного описания настоящего изобретения будут приведены определения указанных ниже терминов и условных обозначений.
Термин «градусы C» относится к градусам Цельсия.
Используемый в настоящем документе термин «крахмал» относится к макромолекулам полисахарида, используемых большинством растений для накопления энергии. Он состоит из большого количества звеньев глюкозы, соединенных гликозидными связями. Двумя высокомолекулярными компонентами крахмала являются амилоза и амилопектин. Крахмал можно обнаружить, например, в зерновых, клубневых и бобовых растениях. Примеры клубневых растений включают в себя картофель, сладкий картофель, маниоку, ямс и т.д. Примеры бобовых растений включают в себя фасоль (такую как фасоль пинто, красная фасоль, белая фасоль), горох, чечевицу, нут, арахис и т.д. При использовании термина «крахмал» в контексте настоящего изобретения он может означать крахмал из одного растительного источника или смесь крахмалов из различных растительных источников.
Используемый в настоящем документе термин «зерновые» относится к любому виду трав, культивируемых для получения съедобных компонентов из их зерна. Примерами зерновых растений являются пшеница, рис, кукуруза, ячмень, рожь, овес, гречиха, просо, киноа, сорго и т.д.
Используемый в настоящем документе термин «пищевой продукт» относится к готовому продукту, пригодному для потребления человеком, и/или к промежуточному препарату, предназначенному для получения готового продукта после того как он был подвергнут дополнительной (-ым) стадии (-ям) обработки, включающей (-им) в себя термообработку. Конкретными, не имеющими ограничительного характера, примерами готовых пищевых продуктов являются печенье, вафли, композиции на зерновой основе (завтраки и детские смеси), в частности композиции на зерновой основе для каши, хлеба, хлебопекарных продуктов, пиццы, зернового молочного напитка, детского питания и т.п. В частности, готовые пищевые продукты могут представлять собой композиции на зерновой основе (такие как композиции на зерновой основе для детей или всей семьи) для каши или для зернового молочного напитка. Конкретными, не имеющими ограничительного характера, примерами препарата, необходимого для получения готового продукта, после того как он был подвергнут дополнительной (-ым) стадии (-ям) обработки, являются различные виды жидкого теста, теста, суспензии и т.п.
В контексте настоящего изобретения «детские композиции на зерновой основе» определяют композиции, содержащие зерновые культуры для введения в качестве питания младенцам, и определяют две основные категории: полноценный зерновой продукт, который необходимо восстанавливать в воде, поскольку он уже содержит все необходимые доставляемые с пищей питательные вещества; и стандартный зерновой продукт, который необходимо восстанавливать молоком (цельным или обезжиренным), детской смесью, смесью для прикармливаемых детей и/или фосфолипидными эмульсиями (GUM).
В контексте настоящего изобретения термин «композиции на зерновой основе для всей семьи» определяет композиции, содержащие зерновые, для потребления детьми и взрослыми. Например, композиции на зерновой основе для всей семьи восстанавливают в молоке (цельном или обезжиренном) и потребляют в виде каши.
Используемый в настоящем документе термин «клейстеризация» относится к процессу набухания и вскрытия гранул крахмала, являющимися полукристаллическими в нативном состоянии, в котором разрушают межмолекулярные связи молекул крахмала в грануле крахмала, таким образом способствуя исчезновению кристалличности и приводя к связыванию воды и необратимому растворению в воде макромолекул гранулы крахмала, т.е. амилозы и амилопектина. Определение температуры клейстеризации хорошо известно специалисту в данной области и может быть выполнено, например, посредством высокотемпературной микроскопии Кофлера (см. дополнительно таблицу 1 и примечания) или, например, с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC).
Используемый в настоящем документе термин «амилолитические ферменты» относится к любому ферменту, выполненному с возможностью превращения крахмала в декстрины и сахар (моно- или дисахариды). Примеры амилолитических ферментов включают в себя амилазы и пуллуланазу. Примеры амилаз включают в себя альфа-амилазы, бета-амилазы, гамма-амилазы.
Выражение «жир» или «жиры», или «источник жира», или «липид», или «источник липидов», или «масло» или «масла» в контексте настоящего изобретения означает съедобный твердый или жидкий жир или их смеси. Неограничивающими категориями жиров являются жиры животного, микробного, водорослевого или растительного происхождения. Неограничивающими примерами жиров, которые можно применять в соответствии с настоящим изобретением, являются, среди прочих, рыбий жир, масло какао, эквиваленты масла какао (CBE), заместители масла какао (CBS), растительные масла (например, рапсовое масло, пальмовое масло, кукурузное масло, соевое масло, кокосовое масло и/или подсолнечное масло) и хлопковые масла для производства маргарина.
Используемый в настоящем документе термин «текстура семолины» указывает на органолептический признак продукта, полученного в соответствии с настоящим изобретением после восстановления такого продукта (в воде, молоке или как определено выше). Признак «семолины» определяют как «ощущаемые во рту количество, размер и/или твердость округлой частицы», и он может быть классифицирован группой обученных испытуемых по шкале от 0 до 10.
В контексте настоящего изобретения для обучения группы испытуемых оцениванию этого признака использован один стандартный образец продукта, имеющего текстуру семолины; продукт может быть приготовлен следующим образом:
смешивают венчиком 30 г продукта семолины [Semoule de blé dur (M classic, Migros, CH)], 150 г молока (1,5% материала жира) и 150 г холодной воды в кастрюле;
добавляют 10 г сахара, чтобы добиться большего единообразия продуктов (необязательная стадия);
устанавливают максимальную мощность нагревательной пластины;
уменьшают мощность нагревательной пластины на 50% на начальной стадии закипания и оставляют для приготовления на 4 минуты, не прекращая помешивания;
при необходимости оставляют еще на одну минуту для получения, если необходимо, связанной и загустевшей текстуры.
Этот стандартный образец обладает насыщенностью органолептического признака семолины, равной 8,5 по 10-бальной шкале по количеству округлых частиц,
Этот стандартный образец обладает насыщенностью признака семолины, равной 2,5 по 10-бальной шкале по размеру округлых частиц.
Этот стандартный образец обладает насыщенностью признака семолины, равной 5 по 10-бальной шкале по плотности округлых частиц.
Способ изобретения
Настоящее изобретение основано на неожиданном открытии, доказывающем что реализация способа настоящего изобретения на практике позволяет получать пищевой продукт, содержащий гидролизованный крахмал и имеющий текстуру семолины, если сравнивать со вкусовым ощущением однородности, обеспечиваемым продуктом, полученным посредством стандартного способа.
Считают, что посредством способа изобретения текстуру семолины в пищевом продукте, содержащем гидролизованный крахмал, получают благодаря определенному набору присутствующих в смеси ингредиентов и используемых условий технологического процесса.
Действительно, было отмечено, что необходимо использовать жиры для обеспечения текстуры семолины в пищевом продукте. Как показано в примере 3 и 4, в отсутствие жиров признак текстуры семолины в продукте не получают. Аналогичным образом заключили, что необходимо создать условия высокосдвигового перемешивания для обеспечения в пищевом продукте текстуры семолины. Как показано в примере 3, в отсутствие оборудования, на котором можно получить высокосдвиговое перемешивание в процессе выполнения стадии е), признак текстуры семолины в пищевом продукте не получают.
Таким образом, не желая быть связанными теорией, отмечают, что условия высокосдвигового перемешивания в ходе процесса клейстеризации крахмала допускают некоторые определенные перегруппировки крахмала и липидов или взаимодействие между молекулами крахмала и липидов, присутствующими в смеси. Это может вызвать образование в процессе регидратации крупных частиц, которые придают готовому пищевому продукту текстуру семолины.
Действительно, считают, что высокий сдвиг увеличивает дисперсию жира в зерновом/крахмальном матриксе, и чем выше дисперсия капель жира, тем капли жира мельче и тем больше поверхность контакта масла с жидкостью во время восстановления. Соответственно, в процессе восстановления впитывание жидкости композицией на зерновой/крахмальной основе может быть замедлено, а медленное проникновение (или впитывание) воды может усилить текстуру семолины.
Таким образом, один аспект изобретения относится к способу приготовления пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал, причем указанный способ включает стадии:
a) обеспечения исходного материала, который содержит крахмал;
b) обеспечения в качестве ингредиентов: воды, жира, по меньшей мере одного амилолитического фермента и необязательно одного или более других ингредиентов;
c) смешивания исходного материала со стадии a) и ингредиентов со стадии b);
d) доведения температуры смеси со стадии c) до температуры, которая приводит к клейстеризации крахмала в указанной смеси; и
e) выполнения одновременно со стадией d) высокосдвигового перемешивания указанной смеси со стадии c);
f) инкубации смеси со стадии e) таким образом, чтобы достичь желаемой степени гидролиза;
g) необязательно термообработки смеси, полученной посредством высокосдвигового перемешивания в соответствии со стадиями от a) до f);
h) необязательно охлаждения смеси, полученной на предшествующих стадиях;
j) сушки смеси, полученной посредством высокосдвигового перемешивания в соответствии со стадиями от a) до f);
в результате чего получают пищевой продукт, содержащий гидролизованный крахмал.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ получения пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал, причем пищевой продукт дополнительно к наличию у него текстуры семолины также характеризуют наличием меньших количеств мальтозы по сравнению с продуктом, полученным посредством стандартного процесса гидролиза.
В таком варианте осуществления изобретение относится к способу получения пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал, причем указанный способ включает стадии:
a) обеспечения исходного материала, содержащего и крахмал, и по меньшей мере один амилолитический фермент;
b) обеспечения в качестве ингредиентов: воды, жира, по меньшей мере одного дополнительного амилолитического фермента и необязательно одного или более других ингредиентов;
c) смешивания исходного материала со стадии a) и ингредиентов со стадии b);
d) доведения температуры смеси со стадии c) до температуры, которая приводит к клейстеризации крахмала в указанной смеси и к инактивации по меньшей мере одного амилолитического фермента, обеспеченного исходным материалом на стадии a); и
e) выполнения одновременно со стадией d) высокосдвигового перемешивания указанной смеси со стадии c);
f) инкубации смеси со стадии e) таким образом, чтобы достичь желаемой степени гидролиза;
g) необязательно термообработки смеси, полученной посредством высокосдвигового перемешивания в соответствии со стадиями от a) до f);
h) необязательно охлаждения смеси, полученной на предшествующих стадиях;
j) сушки смеси, полученной посредством высокосдвигового перемешивания в соответствии со стадиями от a) до f);
в результате чего получают пищевой продукт, содержащий гидролизованный крахмал.
Исходный материал
Способ изобретения подразумевает обеспечение исходного материала, который содержит крахмал.
В одном варианте осуществления исходный материал содержит и крахмал, и по меньшей мере один амилолитический фермент.
Некоторые варианты осуществления относятся к способам в соответствии с настоящим изобретением, в которых исходный материал представляет собой препарат растительного происхождения, такой как препарат из части растения, содержащей большую часть гранул для запасания крахмала растением. В некоторых вариантах осуществления такие препараты также могут включать в себя другие части растения, такие как стебли, листья и т.д. В некоторых вариантах осуществления такие препараты растительного происхождения также включают в себя по меньшей мере один амилолитический фермент.
В конкретных вариантах осуществления исходный материал представляет собой сухой препарат растительного происхождения, такой как мука. Таким образом, исходный материал может быть выбран из муки из одного или более зерен, такой как мука, выбранная из пшеничной муки, рисовой муки, кукурузной муки, ячменной муки, ржаной муки, овсяной муки, гречневой муки, просяной муки, муки из киноа, муки из сорго; муки, изготовленной из одного или более клубневых растений, таких как картофель, маниока; муки, изготовленной из бобовых растений, такой как гороховая мука; или их комбинаций.
Используемый в настоящем документе термин «сухой» означает содержание в диапазоне от 0,01 до 20 мас.%, например, от 0,01 до 16 мас.%, от 0,01 до 15 мас.%, от 0,01 до 12 мас.%, от 0,01 до 8 мас.%, от 0,01 до 5 мас.%, от 0,01 до 3 мас.%, такой диапазон масс./масс., как от 0,01 до 0,5 мас.%, или, например, по существу отсутствие воды. Например, пшеничная мука может содержать до 15% влаги (масс./масс.), например, от 12 до 15 мас.%, от 12 до 14 мас.% или от 12 до 13 мас.%, и ее считают сухим препаратом растительного происхождения.
Используемый в настоящем документе термин «мука» относится к продукту размалывания. Размер частиц или распределение частиц муки по размерам не считают определяющими критериями для способа. Препараты растительного происхождения в форме муки, пригодные для использования в качестве исходного материала для производства гидролизованного крахмала, известны в данной области, и их выбор также находится в рамках квалификации специалистов в данной области.
Эндогенные амилолитические ферменты
В одном варианте осуществления настоящего изобретения исходный материал для способа изобретения содержит и крахмал, и по меньшей мере один амилолитический фермент. В этом варианте осуществления по меньшей мере один амилолитический фермент, присутствующий в исходном материале, может представлять собой эндогенный амилолитический фермент. Другими словами, исходный материал может содержать амилолитические ферменты, которые добавляют не посредством вмешательства человека, а скорее экстрадируют совместно с крахмалом (гранулами) из материала растительного происхождения, т.е. эндогенные амилолитические ферменты. Примеры эндогенных амилолитических ферментов включают в себя альфа-амилазы, бета-амилазы и гамма-амилазы.
Например, в конкретном случае пшеницы эндогенные амилолитические ферменты, в частности эндогенные амилазы, обычно инактивируют при температуре выше 60–70 градусов C. Температура инактивации эндогенных ферментов в других зерновых растениях может быть определена в соответствии с методикой, хорошо известной специалисту в данной области, например, с помощью коммерческих наборов для определения активности фермента в различных условиях.
Примерами имеющихся коммерческих наборов, которые можно использовать, являются бетамиловый метод (K-бета 3 10/10), поставляемый компанией Megazyme™ (активность бета-амилазы), и Phadebas® (активность альфа-амилазы).
В одном варианте осуществления изобретение относится к способу в соответствии с изобретением, в котором на стадии d) температуру смеси со стадии c) доводят до температуры, которая приводит к клейстеризации крахмала и инактивации эндогенных амилолитических ферментов в указанной смеси. Такое доведение температуры выполняют одновременно с воздействием на смесь со стадии c) высокосдвиговым перемешиванием, как описано на стадии е).
Обеспечение воды
Способ изобретения включает в себя обеспечение воды и смешивание с исходным материалом. Для ферментативного гидролиза крахмала необходимо наличие воды. Если исходный материал предоставлен в сухой форме, такой как, например, сухой препарат растительного происхождения, такой как, например, мука растительного происхождения, воду можно обеспечивать посредством одного или более из впрыска пара, добавления воды, обеспечения дополнительного водного ингредиента, обеспечения водного раствора по меньшей мере одного (дополнительного) амилолитического фермента или их комбинаций.
Если исходный материал находится не в сухой форме, а содержит более 20 мас.% воды или, например, более 15 мас.% воды, можно считать, что вода частично обеспечена исходным материалом. В некоторых вариантах осуществления дополнительное количество воды может быть также обеспечено, например, посредством одного или более из впрыска пара, добавления воды, обеспечения дополнительного водного ингредиента, обеспечения водного раствора по меньшей мере одного (дополнительного) амилолитического фермента или их комбинаций.
В конкретных вариантах осуществления обеспечение воды включает в себя обеспечение воды в форме пара. В конкретных вариантах осуществления воду в форме пара обеспечивают посредством впрыска пара, например, посредством прямого впрыска пара. В других вариантах осуществления воду в форме пара обеспечивают посредством нагнетания пара (при этом ингредиенты распыляют в атмосфере пара). Прямой впрыск пара имеет преимущество, состоящее в быстром нагревании смеси исходного материала, необязательно воды, полученной из вышеупомянутых других источников, по меньшей мере одного (дополнительного) амилолитического фермента, жира и любых необязательных дополнительных ингредиентов одновременно с добавлением воды.
Прямой впрыск пара может быть достигнут любым подходящим средством, и выбор такого средства находится в рамках квалификации специалиста в данной области.
В одном варианте осуществления при обеспечении воды по меньшей мере частично в форме пара такую подачу пара можно осуществлять одновременно со стадиями d) и e).
Некоторые варианты осуществления относятся к способу, в котором указанную смесь (стадия c) характеризуют общим содержанием твердых веществ в диапазоне от 20 до 70 мас.%, например от 30 до 70 мас.%, например от 35 до 70 мас.%, например от 40 до 70 мас.%, например от 45 до 70%, например от 50 до 70 мас.%, например от 55 до 70%, например от 40 до 65 мас.%.
Некоторые варианты осуществления относятся к способу в соответствии с изобретением, в котором указанную смесь (стадия c) характеризуют общим содержанием твердых веществ в диапазоне от 20 до 60 мас.%, например от 30 до 60 мас.%, например от 35 до 60 мас.%, например от 40 до 60 мас.%, например от 45 до 60 мас.%, например от 50 до 60 мас.%, например от 55 до 60%; или например от 20 до 55 мас.%, от 20 до 50 мас.%, от 20 до 40 мас.%; или например от 30 до 50 мас.% или от 30 до 40 мас.%.
Добавление амилолитических ферментов на стадии b)
Способ изобретения включает стадию, на которой к исходному материалу добавляют по меньшей мере один амилолитический фермент и перемешивают вместе с исходным материалом и жирами. Таким образом, на стадии b) обеспечивают амилолитический фермент и все ингредиенты, смешанные на стадии c).
По меньшей мере один амилолитический фермент, обеспеченный на стадии b), может представлять собой любой подходящий амилолитический фермент, например, амилазу (такую как альфа-амилаза и/или бета-амилаза) и/или пуллуланазу. В конкретных вариантах осуществления по меньшей мере один дополнительный амилолитический фермент представляет собой одно или более из альфа-амилазы и бета-амилазы. В некоторых вариантах осуществления изобретение относится к способу в соответствии с изобретением, в котором упомянутый по меньшей мере один амилолитический фермент, обеспеченный на стадии b), содержит амилазу, не являющуюся эндогенной для обеспечиваемого исходного материала, или состоит из нее.
Выбор по меньшей мере одного амилолитического фермента, обеспеченного на стадии b), может зависеть от температуры клейстеризации крахмала, присутствующего в исходном материале. Таким образом, в конкретных вариантах осуществления этот по меньшей мере один амилолитический фермент, обеспеченный на стадии b), обладает активностью при температуре, до которой доводят смесь на стадии d), или выше (дополнительно см. температуру клейстеризации ниже).
В еще одном дополнительном отдельном варианте осуществления по меньшей мере один амилолитический фермент, обеспеченный на стадии b), характеризуют оптимумом температуры при температуре, до которой доводят температуру на стадии d), или выше. Температурным оптимумом фермента является определенная температура или диапазон температур, при которых каталитическая активность фермента наиболее высока.
Как упомянуто выше, по меньшей мере один амилолитический фермент, обеспеченный на стадии b), может быть представлен в виде водного раствора.
Выбор по меньшей мере одного амилолитического фермента, обеспеченного на стадии b), который обладает активностью или, например, охарактеризован температурным оптимумом при температуре в диапазоне температур клейстеризации крахмала, присутствующего в смеси, или выше гарантирует, что гидролиз крахмала произойдет и будет зависеть от выбранных ферментов.
Амилолитические ферменты доступны в продаже, и их поставляют несколько дистрибьюторов, например компании DuPont, Novozymes, DSM, BioCatalysts.
В одном варианте осуществления на стадии b) обеспечивают амилолитический фермент, который является дополнением к амилолитическому ферменту, обеспеченному на стадии a), и все ингредиенты перемешивают на стадии c).
В некоторых вариантах осуществления обеспечивают по меньшей мере один дополнительный амилолитический фермент в дополнение к эндогенному амилолитическому ферменту, обеспеченному на стадии a).
Жиры
В соответствии с настоящим изобретением жиры обеспечивают на стадии b).
В одном варианте осуществления жир, обеспеченный на стадии b), добавляют в количестве, относящемся к диапазону от 1 до 40%, например от 1 до 30%, например от 2 до 25%, например от 7 до 20 мас.%, например от 7 до 18 мас.%, например от 7 до 15 мас.% твердой композиции.
В другом варианте осуществления жир, обеспеченный на стадии b), добавляют в количестве, относящемся к диапазону от 1 до 40%, например от 1 до 30%, например от 2 до 25%, например от 5 до 20 мас.%, например от 5 до 18 мас.%, например от 5 до 15 мас.% твердого вещества композиции.
В одном варианте осуществления жир представляет собой съедобный твердый или жидкий жир или их смеси.
В одном варианте осуществления жир выбран из группы, состоящей из растительных масел (например, рапсового масла, пальмового масла, кукурузного масла, соевого масла, кокосового масла и/или подсолнечного масла), сливочного масла и молочного жира или их смесей.
В одном варианте осуществления жиры, такие как масла, обеспечивают на стадии b). В дополнительном варианте осуществления жиры, такие как масла, обеспечивают на стадии b) в количестве, относящемся к диапазону от 2 до 25%, например от 7 до 20 мас.% твердого вещества композиции.
Как указано выше, считают, что присутствие жиров во время клейстеризации крахмала при высокосдвиговом перемешивании является ключевым фактором для получения текстуры семолины, которая характеризует пищевой продукт в соответствии со способом изобретения.
Дополнительные ингредиенты
В некоторых вариантах осуществления изобретения включают один или более других ингредиентов. Одним или более дополнительных ингредиентов может быть любой пригодный для продуктов ингредиент. В конкретных вариантах осуществления один или более других ингредиентов, добавляемых на стадии b), не подвергают отрицательному влиянию со стороны температуры и высокосдвигового перемешивания со стадии d) и e). Примерами одного или более других ингредиентов могут быть источники белков или аминокислот, источники углеводов, такие как сахара и/или пребиотики, пищевые волокна, диетические пищевые волокна, минералы, витамины и т.п.
В некоторых вариантах осуществления способа сам пищевой продукт, полученный способом изобретения, является готовым пищевым продуктом. В таких вариантах осуществления на стадии b) обеспечивают по меньшей мере один другой ингредиент, такой как один или более ингредиентов, таких как, например, источники белков или аминокислот, источников углеводов, таких как сахара и/или пребиотики, пищевые волокна, диетические пищевые волокна, минералы, растительные ингредиенты, фруктовые ингредиенты, ингредиенты на молочной основе и витамины.
Смешивание и предварительное смешивание
Способ изобретения включает стадию смешивания исходного материала стадии a) и ингредиентов стадии b).
Это смешивание не считают определяющим критерием, и поэтому оно может быть выполнено в любой подходящей форме. Выбор способа смешивания находится в рамках квалификации специалиста в данной области.
В некоторых вариантах осуществления способа в соответствии с изобретением стадию c) смешивания исходного материала со стадии а) и ингредиентов со стадии b) выполняют до стадии d). Это означает, что исходный материал и ингредиенты смешивают перед доведением температуры, которое осуществляют на стадии d). Это называют «предварительным смешиванием». В случае предварительного смешивания ингредиентов, как описано выше, порядок смешивания перед выполнением стадии d) также не считают определяющим критерием.
В одном варианте осуществления смешивание исходного материала со стадии a) и остальных ингредиентов со стадии b) (жира и других необязательных ингредиентов) выполняют перед обеспечением соответствующего амилолитического фермента со стадии b) так, чтобы смешивание всех ингредиентов со стадии a) и b), обеспечиваемых на стадии c), не происходило в одно и то же время.
В другом варианте осуществления смешивание исходного материала со стадии a) и ингредиентов со стадии b) проводят одновременно так, чтобы смешивание всех ингредиентов стадии a) и b), обеспечиваемых на стадии c), происходило в одно и то же время.
Однако нет необходимости в предварительном смешивании ингредиентов: сухие ингредиенты и воду можно напрямую подавать внутрь высокосдвигового смесителя, такого как смеситель кольцевого слоя.
В других конкретных вариантах осуществления стадия c) смешивания происходит одновременно со стадией d). Например, исходный материал стадии a) и ингредиенты стадии b) можно подавать в контейнер, в котором проводят нагревание и в котором в то же время происходит смешивание.
В одном варианте осуществления стадии c), d) и e) проводят одновременно в смесителе кольцевого слоя.
Доведение температуры до температуры клейстеризации
Способ изобретения включает стадию d), на которой температуру смеси, полученной на стадии c), доводят до температуры, которая приводит к клейстеризации крахмала в указанной смеси. Температуру доводят одновременно с высокосдвиговым перемешиванием смеси.
Температура клейстеризации относится к температуре (или диапазону температур), при которой происходит клейстеризация крахмала в избытке воды (например, общее содержание твердых веществ не превышает 20%). Из различных видов растений получают виды крахмала, которые могут иметь различные температуры клейстеризации, и они хорошо известны специалистам в данной области. Диапазоны температур клейстеризации для некоторых видов крахмала приведены ниже в таблице 1а в качестве примера.
Таблица 1а. Типичные температуры клейстеризации для некоторых видов крахмала
| Тип крахмала | Диапазон температуры клейстеризации (°C)* |
| Пшеница | 58–61–64 |
| Рис | 68–74–78 |
| Маис (кукуруза) | 62–67–72 |
| Картофель | 58–63–68 |
| Тапиока | 59–64–69 |
| Восковая кукуруза | 63–68–72 |
| Сорго | 68–74–78 |
* Определяли методом высокотемпературной микроскопии Кофлера (начало–средняя точка–конечная точка) (таблица 8.1 «Starch: Chemistry and Technology», edited by James BeMiller and Roy Whistler, Food Science and Technology International Series, Third edition 2009).
Соответственно, в зависимости от типа (или типов) крахмала в исходном материале температуру доводят до соответствующей температуры, которая приведет к клейстеризации крахмала. В одном варианте осуществления в зависимости от типа (или типов) крахмала в исходном материале температуру доводят до соответствующей температуры, которая приведет к клейстеризации по меньшей мере части крахмала.
Температуры клейстеризации различных видов крахмала хорошо известны в данной области, и выбор соответствующей температуры клейстеризации находится в рамках уровня знаний специалиста в данной области. Например, температуру клейстеризации можно определить методом высокотемпературной микроскопии Кофлера (см. также таблицу 1).
В некоторых вариантах осуществления степень клейстеризации крахмала является такой, что клейстеризируют по меньшей мере половину крахмала, например по меньшей мере 70 мас.%, 80 мас.%, 90 мас.% или по существу крахмал полностью, то есть по существу клейстеризируют весь крахмал в смеси.
В некоторых вариантах осуществления температуру на стадии d) доводят до температуры выше температуры клейстеризации крахмала, например выше 70 градусов C, например в диапазоне от 70 до 95 градусов C, например от 70–90 градусов C или 70–85 градусов или, например, от 75 до 95 градусов, например от 80 до 95 или от 85 до 95 градусов. Этот температурный диапазон будет включать в себя температурный оптимум по меньшей мере одного добавленного амилолитического фермента.
В некоторых вариантах осуществления температуру на стадии d) доводят до температуры выше температуры клейстеризации крахмала и инактивации эндогенного амилолитического фермента, например выше 70 градусов C, например в диапазоне от 70 до 95 градусов C, например от 70–90 градусов C или 70–85 градусов или например от 75 до 95 градусов, например от 80 до 95 или от 85 до 95 градусов. Данный температурный диапазон обеспечит инактивацию большинства эндогенных амилолитических ферментов (например, эндогенных амилаз), при этом включая температурный оптимум по меньшей мере одного дополнительного амилолитического фермента. В одном варианте осуществления данный температурный диапазон обеспечит инактивацию эндогенных амилолитических ферментов (например, эндогенных амилаз) пшеницы, при этом включая температурный оптимум по меньшей мере одного дополнительного амилолитического фермента.
В некоторых вариантах осуществления температуру на стадии d) доводят до температуры 55 градусов C или выше, например в диапазоне от 55 до 95 градусов C, например в диапазоне от 60 до 95 градусов C, например в диапазоне от 60 до 90 градусов C, например от 60 до 85 градусов C или от 65 до 85 градусов, или например в диапазоне от 70 до 95 градусов C, например от 70 до 90 градусов C или от 70 до 85 градусов, или например от 75 до 95 градусов, например от 80 до 95 или от 85 до 95 градусов.
В некоторых вариантах осуществления способа в соответствии с изобретением в смеси со стадии c) может присутствовать смесь различных видов крахмала. В таких случаях температура, выбранная на стадии d), может быть самой высокой температурой клейстеризации присутствующих видов крахмала.
В определенных вариантах стадию d) (доведение температуры смеси со стадии c) до температуры, приводящей к клейстеризации крахмала в указанной смеси) выполняют посредством прямого впрыска пара.
Высокосдвиговое перемешивание
Способ изобретения включает стадию воздействия на смесь со стадии c) высокосдвиговым перемешиванием, например, с помощью высокосдвигового смесителя.
Высокосдвиговое перемешивание можно продолжать в течение периода времени от 0,5 секунды до 10 минут, например от 1 секунды до 10 минут, например от 1 секунды до 5 минут, например от 1 секунды до 3 минут, например от 1 секунды до 120 секунд, например от 1 секунды до 90 секунд, например от 1 секунды до 60 секунд.
Высокосдвиговое перемешивание можно выполнять так, чтобы гомогенизировать смесь за период времени от 1 секунды до 10 минут, например от 1 секунды до 5 минут, например от 1 секунды до 3 минут, например от 1 секунды до 120 секунд, например от 1 секунды до 90 секунд, например от 1 секунды до 60 секунд.
В конкретных вариантах осуществления высокосдвиговое перемешивание выполняют так, чтобы гомогенизировать смесь за период времени от 1 секунды до 50 секунд, например от 1 секунды до 40 секунд, от 1 секунды до 30 секунд.
В этом контексте гомогенизация означает, что происходит набухание и диспергирование гранул крахмала в среде.
Указанное высокосдвиговое перемешивание выполняют одновременно с доведением температуры до температуры клейстеризации (стадия c), обсуждаемая выше).
Сдвигающие усилия представляют собой несвязанные усилия, толкающие одну часть тела в одном направлении, а другую часть тела — в противоположном направлении.
В некоторых вариантах осуществления изобретение относится к способам изобретения, в которых указанное высокосдвиговое перемешивание на стадии е) может быть достигнуто с помощью высокосдвигового смесителя. Высокосдвиговые смесители диспергируют ингредиент или смесь ингредиентов внутрь основной непрерывной фазы, например твердой, полужидкой или жидкой фазы. Как правило, для создания высокого сдвига используют подвижный ротор или крыльчатку вместе с неподвижным компонентом, известным как статор. Таким образом, высокосдвиговый смеситель может быть определен как смеситель, включающий в себя ротор и по меньшей мере один статор. Примеры высокосдвиговых смесителей хорошо известны специалистам в данной области и включают в себя, например, смесители кольцевого слоя. Не имеющими ограничительного характера примерами высокосдвиговых смесителей в соответствии с настоящим изобретением являются: смеситель кольцевого слоя, гомогенизатор, лопастной смеситель, ножевой смеситель, пеллетизатор, гранулятор и высокосдвиговый насос-диспергатор.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения высокосдвиговое перемешивание на стадии e) не является экструдером. В одном варианте осуществления высокосдвиговый смеситель в соответствии с настоящим изобретением не является экструдером.
Используемый в настоящем документе термин «высокосдвиговое перемешивание» может быть определен как перемешивание, при котором достигают такого сдвига, который может быть достигнут с помощью смесителя кольцевого слоя, например, в условиях, описанных в примере 2.
В тех случаях, когда доведения температуры достигают при помощи прямого впрыска пара, регулирование нагрева вместе с высокосдвиговым перемешиванием приводит к клейстеризации в течение очень короткого периода времени (от миллисекунд до секунд, например от 0,5 секунд до 60 секунд), по существу мгновенно.
Смеситель кольцевого слоя
Можно использовать любое устройство, которое позволяет достигать высокосдвигового перемешивания, а также обеспечивать одновременное доведение температуры (в частности, до соответствующих температур клейстеризации).
Конкретные варианты осуществления изобретения относятся к способам в соответствии с изобретением, в которых высокосдвигового перемешивания на стадии e) достигают при помощи высокосдвигового смесителя, в частности смесителя кольцевого слоя.
Смеситель кольцевого слоя обеспечивает высокие периферийные скорости. Полученная центробежная сила выводит продукт наружу в кольцевой слой на боковой стенке сосуда. Высокосдвиговое перемешивание обеспечивает высокую разность скоростей вращающегося перемешивающего устройства и смесительного барабана в сочетании с использованием различных перемешивающих элементов.
При использовании смесителя кольцевого слоя легко осуществлять прямой впрыск пара, что является дополнительным преимуществом использования смесителя кольцевого слоя.
Некоторые варианты осуществления относятся к способу в соответствии с изобретением, в котором стадии от c) до e) выполняют в смесителе кольцевого слоя. Другие варианты осуществления относятся к способу изобретения, в котором стадии от c) до по меньшей мере частично стадии f) включительно выполняют в смесителе кольцевого слоя.
Конкретные варианты осуществления относятся к способам изобретения, в которых стадии от a) до e) выполняют в смесителе кольцевого слоя. Как упомянуто ниже, другие варианты осуществления относятся к способам изобретения, в которых стадии от a до c) выполняют до использования смесителя кольцевого слоя (т.е. стадия предварительного смешивания), а стадии от d) до e) выполняют в смесителе кольцевого слоя.
Другие конкретные варианты осуществления относятся к способу изобретения, в котором для доведения температуры на стадии d) используют прямой впрыск пара, а для высокосдвигового перемешивания на стадии e) используют смеситель кольцевого слоя.
Считают, что генерирование высокосдвиговых сил в процессе клейстеризации крахмала в присутствии жиров важно для обеспечения текстуры семолины в пищевом продукте, приготовленном способом настоящего изобретения.
Как указано выше, отмечено, что для обеспечения текстуры семолины в пищевом продукте необходимы условия высокосдвигового перемешивания. Как показано в примере 3, признак текстуры семолины в пищевом продукте не получают в отсутствие оборудования, на котором можно получить высокосдвиговое перемешивание в процессе выполнения стадии е) (например, смесителя кольцевого слоя).
Инкубация
Способ в соответствии с изобретением включает стадию f) инкубации смеси, полученной посредством высокосдвигового перемешивания со стадии e) так, чтобы достичь желаемой степени гидролиза.
Данная стадия инкубации относится к стадии, на которой смесь со стадии e) выдерживают при определенной температуре в течение определенного периода времени. Данная инкубация позволяет действовать ферментам, в частности по меньшей мере одному (дополнительному) амилолитическому ферменту со стадии b). В некоторых вариантах осуществления в период инкубации может также происходить перемешивание. Перемешивание предотвращает осаждение и/или способствует равномерному и стабильному температурному профилю. В конкретных вариантах осуществления перемешивание на стадии f) не является высокосдвиговым перемешиванием.
Температура может быть выбрана так, чтобы обеспечить оптимальную производительность по меньшей мере одного (дополнительного) амилолитического фермента, такого как амилаза, на стадии b). Выбор условий для указанной инкубации (температуры, времени, скоростей перемешивания) будет зависеть от желаемой степени гидролиза крахмала в смеси, и он находится в рамках средней квалификации специалиста в данной области. Требуемую степень гидролиза определяют, например, на основании требуемых характеристик пищевого продукта. Например, может отсутствовать необходимость в интенсивном гидролизе крахмала, если желательна более высокая вязкость.
Некоторые варианты осуществления относятся к способу в соответствии с изобретением, в котором инкубацию со стадии f) выполняют при температуре из диапазона, выбранной так, чтобы по меньшей мере один (дополнительный) амилолитический фермент стадии b) обладал оптимальной активностью.
Температура, при которой по меньшей мере один (дополнительный) амилолитический фермент со стадии b) обладает оптимальной активностью, может быть определена стандартным исследованием, но эту информацию, как правило, также предоставляет поставщик фермента. Дополнительное обсуждение выбора температуры также см. под заголовком «добавление амилолитических ферментов на стадии b)».
В некоторых вариантах осуществления инкубацию со стадии f) выполняют при температуре в диапазоне от 70 до 95 градусов C, например от 70 до 90 градусов C, например от 70 до 85 градусов C или например от 75 до 95 градусов C, например от 75 до 80 градусов C; в течение периода времени в диапазоне от 1 минуты до 24 часов, например от 1 минуты до 12 часов, например от 1 минуты до 10 часов, например от 1 минуты до 8 часов, например от 1 минуты до 7 часов, например от 1 минуты до 6 часов, например от 1 минуты до 5 часов, например от 1 минуты до 4,5 часа, например от 1 минуты до 4 часов, например от 1 минуты до 3,5 часа, например от 1 минуты до 3 часов, например от 1 минуты до 2,5 часа, например от 1 минуты до 120 минут, например от 2 минут до 80 минут, например от 10 минут до 80 минут, от 10 до 60 минут; или например от 1 минуты до 10 минут, от 1 до 8 минут, или от 1 до 5 минут, или например от 2 минут до 10 минут.
Сушка
Способ включает стадию сушки j), например вальцовой сушки, и размалывания с целью получения высушенного продукта, который может быть восстановлен перед применением.
Сушку определяют как применение нагрева в контролируемых условиях для удаления воды, присутствующей в жидких или полужидких пищевых продуктах, и получения твердых продуктов.
В одном варианте осуществления такой стадией j) является стадия вальцовой сушки. Принцип процесса вальцовой сушки (или барабанной сушки) заключается в том, что тонкую пленку материала наносят на гладкую поверхность непрерывно вращающегося, нагреваемого паром металлического барабана. Пленку высушиваемого материала непрерывно счищают неподвижным ножом, расположенным напротив точки нанесения жидкого или полужидкого материала. Сушилка состоит из одного барабана или пары барабанов с дублировочными роликами или без них.
Вальцовая сушка является стандартной методикой сушки в данной области. Специалист в данной области сможет выбрать соответствующую температуру и скорость вальцовой сушки для приготовления пищевых продуктов в соответствии со способом изобретения.
В таком варианте осуществления полученный продукт может представлять собой готовый продукт на зерновой основе для детей или для всей семьи для употребления в виде каши после восстановления, как описано выше.
Дополнительные стадии
Прочие дополнительные варианты осуществления относятся к способу в соответствии с изобретением, дополнительно включающему стадию g) дополнительной термической обработки смеси, полученной посредством высокосдвигового перемешивания в соответствии со стадиями от a) до f).
Цель термической обработки на стадии g) состоит в снижении микробиологической нагрузки продукта, а также в инактивации ферментов, включая по меньшей мере один (дополнительный) амилолитический фермент со стадии b). Таким образом, температура и период времени термической обработки со стадии g) будут выбраны с целью выполнения этих двух требований, и они могут быть выполнены при помощи любого подходящего средства. Выбор средства, а также соответствующих температуры и времени рассматривают в рамках квалификации специалистов в данной области. Термическую обработку со стадии g) можно выполнять, например, посредством доведения температуры гомогенизированной смеси до температуры в диапазоне от 90 до 170 градусов Цельсия в течение периода времени от 2 секунд до 5 минут.
В конкретных вариантах осуществления температуру на стадии g) доводят до температуры в диапазоне от 100 до 140 градусов C в течение периода времени от 4 секунд до 60 секунд.
В некоторых конкретных вариантах осуществления термическую обработку со стадии g) выполняют посредством прямого впрыска пара.
В одном варианте осуществления термическую обработку со стадии g) можно выполнять после стадии е), например непосредственно после стадии e). В таком варианте осуществления изобретения стадии от c) до по меньшей мере частично стадии f) включительно выполняют в смесителе кольцевого слоя.
Термическую обработку со стадии g) можно выполнять перед стадией j), например непосредственно перед стадией j).
Способ изобретения может дополнительно включать одну или более дополнительных стадий, в которых в смесь добавляют еще один или более дополнительных ингредиентов. Этими ингредиентами может быть любой подходящий ингредиент для производимого пищевого продукта. В частности, ингредиенты, которые желательно включать в готовый пищевой продукт, но которые могут быть подвергнуты отрицательному воздействию, например, нагревания и/или высокосдвигового перемешивания со стадий c) и d), могут быть преимущественно добавлены в момент после этих указанных стадий. Примеры ингредиентов, которые могут быть подвергнуты отрицательному воздействию, включают в себя термочувствительные питательные вещества, такие как термочувствительные витамины и/или пробиотики. Например, еще один или более дополнительных ингредиентов можно добавлять после стадии е), например, после стадии е) и перед стадией f), или, например, непосредственно после стадии e), или, например, непосредственно после стадии e) и перед стадией f). В некоторых вариантах осуществления еще один или более дополнительных ингредиентов можно добавлять после стадии f), например, непосредственно после стадии f) и перед любыми дополнительными стадиями. Специалист в данной области определит требования к традиционным ингредиентам, включая термочувствительные питательные вещества, и сможет определить, в какой момент их можно добавлять.
В некоторых вариантах осуществления способ изобретения дополнительно включает стадию h) охлаждения смеси, полученной на предшествующей стадии. Охлаждение может быть осуществлено посредством любого подходящего средства и может быть выполнено, например, до температуры в диапазоне от -20 градусов C до 18 градусов C, например от 0 до 10 градусов C, например от 0 до 5 градусов C.
Продукт, полученный способом
Во втором аспекте изобретение относится к пищевому продукту, полученному способом в соответствии с изобретением. В одном варианте осуществления данного аспекта изобретение относится к продукту, полученному способом в соответствии с изобретением.
Пищевой продукт в соответствии с изобретением может быть описан как содержащий гидролизованный крахмал и имеющий текстуру семолины в рамках значения настоящего изобретения.
В конкретных вариантах осуществления изобретение относится к продукту в соответствии с изобретением, в котором признак семолины, оцениваемый в баллах в соответствии с описанным способом, равен 1 или выше, в частности равен 2 или выше.
Готовый пищевой продукт означает пищевой продукт, продаваемый потребителю. Не имеющие ограничительного характера примеры готовых пищевых продуктов включают в себя композиции на зерновой основе, зерновые молочные напитки и т.п.
Следует отметить, что варианты осуществления и элементы, описанные в контексте одного из аспектов настоящего изобретения, также применимы к другим аспектам изобретения.
Все патентные и непатентные ссылки, цитируемые в настоящей заявке, настоящим полностью включены путем ссылки.
Изобретение будет дополнительно подробно описано в представленных ниже примерах, не имеющих ограничительного характера.
Примеры
Пример 1. Стандартная установка для внутрипоточного гидролиза
В данном примере стандартного внутрипоточного процесса гидролиза (в котором гидролиз выполняют параллельно с производством готового пищевого продукта) пшеничную муку, воду, жир и необязательно другие ингредиенты (например, сахарозу и т.д.) смешивают в резервуаре для приготовления. Впоследствии суспензию закачивают в трубки. Раствор амилазы подают во внутрипоточном режиме непосредственно перед статическим смесителем и при этом впрыскивают пар для достижения оптимальной температуры для активности фермента (например, выше 70 градусов C, например от 70 до 95 градусов C, например от 70 до 90 градусов C, например от 70 до 85 градусов C, например от 75–85 градусов C). Амилазу также можно добавлять в исходный резервуар для периодического смешивания и приготовления в жидком состоянии. Затем суспензию подвергают дальнейшей обработке при этой оптимальной температуре в течение продолжительности пребывания (соответствующей инкубации со стадии f) в зависимости от требуемой степени гидролиза (например, от 2 до 10 минут), после чего подвергают окончательной термической обработке из гигиенических соображений и с целью инактивации ферментов (стадия g), например: выше 120°C в течение 20 с). Впоследствии суспензию (содержащую около 45 мас.% твердых веществ) подвергают обработке вальцовой сушкой (соответствующей стадии j)) в соответствии со способом изобретения) для получения готового пищевого продукта. Обработку вальцовой сушкой выполняют в одноцилиндровой вальцовой сушилке при температуре, относящейся к диапазону от 185 до 190°C, и со скоростью, относящейся к диапазону от 4 до 5 об/мин. Впоследствии готовый пищевой продукт можно размалывать и упаковывать для коммерческого применения.
На фиг. 1 представлена упрощенная блок-схема установки для внутрипоточного гидролиза.
Пример 2. Способ изобретения для внутрипоточного гидролиза
Способ изобретения может быть включен в способ получения готового пищевого продукта в качестве внутрипоточного способа гидролиза.
В одном примере способа в соответствии с изобретением стандартные стадии «дозирование фермента–впрыск пара–статический смеситель», как описано в примере 1 выше, заменяют смесителем кольцевого слоя (RLM).
Использовали RLM с емкостью 10 литров со скоростью, установленной на 2000 об/мин. В RLM находились два входных канала, причем первый входной канал использовали для введения смеси ингредиентов и раствора фермента. Пар впрыскивали через второй входной канал. Пар перегревали и использовали для доведения температуры смеси муки и фермента в резервуаре до температуры от 75 до 80 градусов Цельсия, согласно измерениям датчика. Таким образом, смесь ингредиентов почти мгновенно и нагревали, и гомогенизировали. Полученную в результате обработанную смесь переносили из смесителя кольцевого слоя в трубчатый выдерживатель. Обработанную смесь инкубировали при 75 градусах C в течение более продолжительного времени, чем 2 минуты, для обеспечения дополнительного гидролиза под действием ферментов.
Ключевой характеристикой данного высокосдвигового смесителя является его способность осуществлять мгновенную и одновременную клейстеризацию муки и высокосдвиговое перемешивание с паром и другими добавленными ингредиентами, особенно жирами.
Впоследствии суспензию подвергают обработке вальцовой сушкой, как описано выше в примере 1. Впоследствии готовый продукт можно размалывать и упаковывать для коммерческого применения.
Упрощенную блок-схему способа см. на фиг. 2.
Пример 3. Сравнение органолептических и текстурных признаков каши на основе зернового продукта, приготовленного по способу изобретения или не по способу изобретения
Органолептические и текстурные признаки оценивали для каши, полученной посредством восстановления зерновых продуктов с одинаковой рецептурой (см. таблицу 1 ниже), но приготовленных на двух различных производственных установках (при наличии или в отсутствие смесителя кольцевого слоя, как описано выше в примере 2) или 1) соответственно)
Таблица 1. Рецептуры, испытываемые в примере 3
| Ингредиент | Количество (% мас./мас.) |
| Пшеничная мука | 44% |
| Сухое обезжиренное молоко | 33% |
| Жиры | 8% |
| Сахар | 2% |
| Альфа-амилаза | < 1% |
| Концентрированный фруктовый сок | 13% |
| Второстепенные ингредиенты | < 1% |
Оценку прототипов, высушенных вальцовой сушкой, восстановленных с получением зерновой каши, проводила внешняя группа из 12 подготовленных экспертов. Монадические профили составляли на основе внешнего вида продукта, вкуса/аромата и текстуры без повторения. Результаты представлены в таблице 2 (а также отображены в графическом виде на фиг. 3), и показано, что способ настоящего изобретения (в котором применяли RLM) имеет общие органолептические признаки продукта за исключением наблюдаемых различий в текстуре семолины, в которой по сравнению с продуктом, приготовленным в соответствии со способом изобретения (пример 2), оцененным в баллах на уровне 2 (количественно определяемый органолептический признак семолины: количество округлых частиц, ощущаемых во рту), при этом стандартный образец (приготовленный в соответствии с описанным в примере 1 способом) оценили баллом, равным 0 (количественно определяемый органолептический признак семолины: количество округлых частиц, ощущаемых во рту). В таком эксперименте балльная оценка > 0,5, как правило, имеет большое значение.
Таблица 2
Влияние на органолептический профиль образцов примера 3 (0 = отсутствие органолептической интенсивности; 10 = высокая органолептическая интенсивность).
| Оцениваемый показатель | 15514.010 Стандартная внутрипоточная установка |
15514.014 Внутрипоточная установка со смесителем кольцевого слоя |
| Общий запах_к | 5,90 | 5,96 |
| Запах зерна_к | 4,53 | 3,78 |
| Запах ванили_к | 0,14 | 0,14 |
| Запах бисквита_к | 1,59 | 1,28 |
| Запах карамели_к | 1,37 | 0,82 |
| Общий вкус | 6,33 | 6,55 |
| Зерновые в целом | 4,71 | 4,34 |
| Пшеница_хл | 3,74 | 3,91 |
| Поджаренные зерновые_хл | 0,95 | 0,86 |
| Бисквитные_хл | 1,51 | 1,16 |
| Ванильные_хл | 0,09 | 0,23 |
| Карамельные_хл | 0,96 | 0,54 |
| Фруктовые_хл в целом | 3,44 | 3,45 |
| Молочные_хл | 2,24 | 2,09 |
| Масляные_хл | 0,35 | 0,18 |
| Сладость | 2,95 | 2,23 |
| Коричневый сахар | 0,96 | 0,73 |
| Восприятие сладости | 2,99 | 1,82 |
| Горечь | 0,95 | 1,17 |
| Кислотность | 3,93 | 4,21 |
| Темный порошок_сухой | 3,44 | 3,42 |
| Легкость восстановления | 6,65 | 8,15 |
| Комковатость | 1,40 | 0,04 |
| Вязкость консистенции | 5,05 | 3,46 |
| Масса темного цвета | 4,00 | 4,10 |
| Воспринимаемость | 0,35 | 2,69 |
| Гладкая масса | 8,79 | 6,08 |
| Хлопьевидная | 0,09 | 1,05 |
| Семолина | 0,09 | 1,95 |
| Липкость | 1,43 | 0,09 |
| Мучнистость | 0,41 | 0,18 |
| Клейкость | 0,55 | 0,00 |
| Обволакивающее действие | 1,90 | 1,49 |
| Вязкость | 3,60 | 3,26 |
| Терпкость | 1,75 | 1,95 |
| Легкость проглатывания | 7,54 | 7,23 |
Сравнительный пример 4
Сравнение органолептических и текстурных признаков каши на основе зернового продукта, не содержащего жиров и приготовленного способом изобретения
Текстурные признаки оценивали для каши, полученной посредством восстановления зерновых продуктов с одинаковой рецептурой (см. таблицу 3 ниже), но приготовленных на двух различных производственных установках (при наличии или в отсутствие смесителя кольцевого слоя, как описано выше в примере 2) или 1) соответственно).
Таблица 3. Рецептуры, испытываемые в примере 4
| Ингредиент | Количество (% мас./мас.) |
| Пшеничная мука | 86% |
| Сахар | 13% |
| Альфа-амилаза | < 1% |
| Второстепенные ингредиенты | < 1% |
Оценку прототипов, высушенных вальцовой сушкой, восстановленных с получением зерновой каши, проводила внешняя группа из 12 подготовленных экспертов. Монадические профили составляли на основе внешнего вида продукта, вкуса/аромата и текстуры без повторения. В условиях, испытываемых в примере 4, текстуру семолины не наблюдали ни в одном из испытуемых образцов, что показывает, какую неожиданную и определяющую роль играет присутствие жиров в композиции при использовании способа изобретения.
Пример 5
Эксперимент по установлению корреляции между скоростью восстановления и восприятием признака семолины
Анализ проводили на оборудовании, представляющем собой экспресс-анализатор вязкости (RVA, Newport Scientific):
готовые продукты, высушенные вальцовой сушкой, приготовленные по рецептурам, подобным описанным в примере 3, и методикам, аналогичным соответственно описанным в примере 2 (продукты, полученные способом изобретения) и в примере 1 (стандартный образец), восстанавливали в воде при 50°C в емкости на 25 мл (50 г продукта в 150 мл воды).
Вязкость восстанавливаемого порошка измеряли при 50 об/мин (об/мин: число оборотов в минуту) в течение 10 минут.
Из каждой кривой RVA извлекали максимальную вязкость (ViscoMax, мПа.с) и время для достижения этой максимальной вязкости (Tvmax, мин). Максимальная вязкость представляет собой вязкость массы после полного восстановления. Tvmax представляет собой время, необходимое для полного восстановления порошка.
В графике на фиг. 4 показано относительное ранжирование восьми продуктов, в которых после восстановления, как описано выше, внутренняя группа дегустаторов проводила оценку органолептического признака семолины. Как можно видеть из результатов, 6 из 7 продуктов, приготовленных в соответствии со способом изобретения (как описано в примере 2), воспринимали как имеющие усиленную текстуру семолины по сравнению с продуктом, полученным стандартным способом (как описано в примере 1 — на графике обозначен как «стандартный образец»).
На основании результатов также можно наблюдать, что при более высоких значениях для Tvmax (которые, как считают, коррелируют с кинетикой восстановления), текстура семолины становится более выраженной. Соответственно, не желая быть связанными теорией, отмечают, что более медленное/более затруднительное пропитывание частиц жидкостью может быть связано с присутствием крупных частиц, обеспечивающих текстуру семолины в продукте.
1. Способ получения пищевого продукта, содержащего гидролизованный крахмал, причём указанный способ включает стадии:
a) обеспечения исходного материала, который содержит крахмал;
b) обеспечения в качестве ингредиентов: воды, жира, по меньшей мере одного амилолитического фермента и необязательно одного или более других ингредиентов, причём жир добавляют в количестве, составляющем от 1 до 40 мас.%, например от 2 до 25 мас.%, например от 5 до 20 мас.%, например от 5 до 18 мас.%, твёрдых веществ композиции;
c) смешивания исходного материала со стадии a) и ингредиентов со стадии b);
d) доведения температуры смеси со стадии c) до температуры, которая приводит к клейстеризации крахмала в указанной смеси; и
e) выполнения одновременно со стадией d) высокосдвигового перемешивания указанной смеси со стадии c), причём указанного высокосдвигового перемешивания достигают при помощи смесителя кольцевого слоя;
f) инкубации смеси со стадии e) таким образом, чтобы достичь желаемой степени гидролиза;
g) необязательно термообработки смеси, полученной на предшествующих стадиях;
h) необязательно охлаждения смеси, полученной на предшествующих стадиях;
j) сушки смеси, полученной на предшествующих стадиях;
в результате чего получают пищевой продукт, содержащий гидролизованный крахмал.
2. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере один амилолитический фермент, обеспеченный на стадии b), обладает активностью при температуре, до которой доводят смесь на стадии d), или выше.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором на стадии d) смесь со стадии c) доводят до температуры выше 55°C, например в диапазоне от 55°C до 95°C.
4. Способ по пп. 1, 2 или 3, в котором смешивание исходного материала со стадии a) и остальных ингредиентов со стадии b) выполняют перед обеспечением амилолитического фермента со стадии b).
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором стадию d) выполняют посредством прямого впрыска пара.
6. Способ по любому из пп. 1–5, в котором указанное высокосдвиговое перемешивание на стадии е) осуществляют так, чтобы гомогенизировать смесь за период времени от 1 секунды до 50 секунд.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором указанный исходный материал представляет собой препарат растительного происхождения.
8. Способ по п. 7, в котором исходный материал выбран из муки из одного или более видов зерна, такой как мука, выбранная из пшеничной муки, рисовой муки, кукурузной муки, ячменной муки, ржаной муки, овсяной муки, гречневой муки, просяной муки, муки киноа, муки сорго; муки, изготовленной из одного или более клубневых растений, таких как картофель, маниока; муки, изготовленной из бобовых растений, такой как гороховая мука; или их комбинаций.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором указанная смесь со стадии c) характеризуется содержанием твердых веществ в диапазоне от 20 до 70 мас.%.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором температуру на стадии d) доводят до температуры выше температуры клейстеризации крахмала, например выше 70°C.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором инкубацию со стадии f) выполняют при температуре в диапазоне от 70 до 95°C в течение периода времени в диапазоне от 1 минуты до 12 часов.
12. Применение способа по любому из пп. 1–11 для производства пищевого продукта, характеризующегося наличием текстуры семолины,
причём текстура семолины является органолептическим признаком после восстановления, который определяется ощущаемыми во рту количеством, размером и/или твёрдостью округлых частиц, и
при этом признак семолины равен 1 или выше.
13. Пищевой продукт, имеющий текстуру семолины, полученный способом по любому из предшествующих пп. 1–11,
причём текстура семолины является органолептическим признаком после восстановления, который определяется ощущаемыми во рту количеством, размером и/или твёрдостью округлых частиц, и
при этом признак семолины равен 1 или выше.
