Результат интеллектуальной деятельности: ДЕГИДРАТИРОВАННЫЙ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к новым дегидратированным пищевым продуктам в форме хлопьев, а также к способу производства этих продуктов. В частности, изобретение относится к хлопьям, которые могут быстро, по существу мгновенно, растворяться в горячей или холодной воде.

Уровень техники

Дегидратированные пищевые продукты в большинстве случаев имеют серьезный недостаток - они с трудом растворяются в горячей и холодной воде, так что приходится принимать особые меры предосторожности во избежание образования комков в восстановленном продукте или по удалению уже образовавшихся комков, например, путем пропускания через сито или с помощью электромиксера.

Типичные продукты имеют форму тонких порошков, гранул или прессованных таблеток. Однако в дополнение к трудностям с растворением в воде без образования комков указанные продукты имеют, как правило, внешний вид интенсивно обработанных продуктов, который может показаться пользователю искусственным или неестественным. Повара могут избегать использования таких продуктов, особенно в условиях широко распространенного желания поваров и потребителей готовить и потреблять пищу, которая является как можно более натуральной.

На многих кухнях в настоящее время стало меньше квалифицированного и опытного персонала. Часто не хватает времени или терпения ждать, пока вода, в которую необходимо добавить порошкообразный дегидратированный пищевой продукт, достигнет оптимальной температуры для растворения без образования комков. Поэтому обычно порошок добавляют в любое время в процессе нагревания воды, даже при закипании. Таким образом имеется потребность в дегидратированном пищевом продукте, который хорошо работает при различных температурах воды.

Существует также спрос на дегидратированные пищевые продукты, удобные для использования на кухне. Например, многие существующие продукты поставляются в виде спрессованного блока или таблетки. Повару приходится использовать сразу весь блок при приготовлении пищи или раздробить блок и использовать только то количество продукта, которое повар хочет использовать. Это может быть трудоемкая стадия и может часто приводить к тому, что для приготовления пищи будет использоваться слишком много или слишком мало продукта. Те же дегидратированные пищевые продукты, которые имеют форму сыпучего порошка, также неудобны в использовании на кухне. Их приходится взвешивать или замерять в небольших количествах, при этом обычным явлением является рассыпание порошка, а некоторые порошкообразные продукты склонны к комкованию в процессе хранения их до употребления в условиях высокой влажности.

Пример неоднородного порошкообразного дегидратированного соуса описан в EP 1709876. Соус готовится из смеси ингредиентов, некоторые из которых являются порошкообразными, некоторые могут быть в виде хлопьев, а еще другие могут быть чипсами или гранулами. Этот неоднородный внешний вид может не понравиться повару. Кроме того, возникает проблема разделения, когда ингредиенты размером с тонкие частицы показывают тенденцию к отделению от ингредиентов размером с крупные частицы в упаковке в процессе хранения и транспортировки. Это может приводить к несовместимости ингредиентов и ароматизаторов при переходе от приготовления одного вида пищи к следующему. Таким образом имеется потребность в дегидратированных пищевых продуктах, имеющих однородный состав, в котором не происходит разделения, обусловленного размером частиц.

Известно гранулирование дегидратированных пищевых продуктов. Однако гранулированные продукты имеют множество недостатков. Некоторые гранулированные продукты не способны быстро или легко растворяться в воде. Это можно объяснить низкой пористостью гранул или малой площадью поверхности, доступной для контакта с водой, по сравнению с порошками. К тому же гранулированные продукты имеют, как правило, ненатуральный внешний вид продукта, подвергнутого интенсивной обработке, который может не понравиться потребителю. В US 4060645 описан пример однородного дегидратированного соуса в виде зерен.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение нового однородного дегидратированного пищевого продукта, который, по меньшей мере частично, способен устранить один или более вышеуказанных недостатков существующих дегидратированных пищевых продуктов.

Сущность изобретения

В первом аспекте изобретения предлагается дегидратированный пищевой продукт однородного состава в виде хлопьев, имеющих пористость от 30% до 70%, предпочтительно - от 40% до 60%. Форма и размер хлопьев могут быть неправильными или правильными.

Дегидратированный пищевой продукт способен растворяться и/или диспергироваться более или менее мгновенно в воде при температуре выше 20°C, предпочтительно - выше 50°C, более предпочтительно - выше 80°C.

Типичные хлопья согласно изобретению имеют среднюю толщину примерно от 0,8 мм до 2,3 мм и площадь верхней и нижней поверхностей примерно от 10 мм² до 400 мм². Все хлопья данного объема могут быть разного размера или могут быть одинакового размера. Они могут иметь неправильную или правильную форму. Кроме того, хлопья предпочтительно имеют объемную плотность примерно от 100 г/л до 300 г/л.

Хлопья согласно изобретению могут быть получены любыми подходящими способами, но предпочтительно они изготавливаются экструзией термопластичного материала через экструдер с последующей разрезкой экструдированного материала. Экструзионная головка (с фильерами) экструдера может оказывать влияние на физический вид хлопьев. Головка экструдера предпочтительно имеет поперечный профиль с множеством щелей, которые могут быть взаимосвязанными или пересекающимися щелями.

Термопластичный материал, использующийся для изготовления хлопьев, в типичных случаях содержит по меньшей мере некоторое количество муки, крахмала, жира, соли, сахара, ароматизаторов и мальтодекстринов, но само собой разумеется, что может использоваться любой подходящий способный экструдироваться материал в зависимости от природы требуемого хлопьеобразного продукта.

Термопластичный материал может экструдироваться при любых пригодных для данной цели температуре и давлении, но обычно в диапазонах от 60°C до 125°C и от 15 до 150 бар.

Пищевой продукт, который может быть изготовлен с использованием хлопьев изобретения, не ограничивается каким-то конкретным видом пищевого продукта, но в типичных случаях это может быть соус, суп, фонд (основа для соусов, состоящая из смеси мясного сока и масла после жарения мяса или рыбы), подлива, бульон или консоме (крепкий бульон).

Во втором аспекте изобретения предлагается способ изготовления хлопьев дегидратированного пищевого продукта изобретения, включающий стадии экструзии термопластичного материала через экструзионную головку с получением жгута экструдата и разрезки жгута на куски для получения хлопьев.

Предпочтительно проводится способ, в котором термопластичный материал образуется при субатмосферном давлении (т.е. давлении ниже атмосферного) и температуре по меньшей мере 60°C.

Краткое описание фигур

Фиг.1 показывает дегидратированный пищевой продукт в виде хлопьев изобретения.

Фиг.2 показывает продольный разрез (6 мм×4,7 мм) хлопьев согласно изобретению.

Фиг.3 показывает поперечный разрез (6 мм×2 мм) хлопьев с фиг.2.

Фиг.4 показывает вертикальный разрез (4,7 мм×2 мм) хлопьев с фиг.2.

Фиг.5 показывает кинетику растворения хлопьев и гранул.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение предлагает дегидратированный пищевой продукт однородного состава в виде хлопьев, при этом хлопья быстро растворяются и/или диспергируются в воде. По характеристикам растворимости и диспергируемости хлопья относятся большей частью к хлопьям, имеющим пористость от 30% до 70%, предпочтительно - от 40% до 60%.

В контексте настоящего изобретения "хлопья" - это кусочки пищевого продукта, которые в большинстве случаев являются тонкими, так что их толщина меньше их ширины или длины (либо диаметра в случае кусков круглой формы), и имеют противоположные поверхности, которые могут рассматриваться как верхняя и нижняя поверхности (в зависимости от ориентации куска относительно горизонтали). В большинстве случаев хлопья могут быть, хотя и необязательно, плоскими или изогнутыми либо могут иметь ровные/правильные поверхности или неправильные поверхности. Периферическая форма таких хлопьев также может быть ровной/правильной или неправильной.

Термин "неправильный" применительно к хлопьям неправильной формы и размера означает "неединообразный, неоднородный и непостоянный", так что отдельные хлопья в общем объеме хлопьев могут иметь разную форму и/или размер, сравнимые с другими хлопьями в объеме.

Термин "однородный состав", употребляемый в формуле изобретения, означает состав, имеющий в основном равномерно или однородно диспергированные ингредиенты, который может включать один или более видов частиц в зависимости от количества и природы ингредиентов, использующихся для изготовления хлопьев.

Термин "дегидратированный" применительно к пищевому продукту настоящего изобретения означает, что продукт имеет общее влагосодержание менее 5 мас.%. Дегидратированный пищевой продукт может быть или не может быть изготовлен способом, включающим специфическую стадию, на которой влагосодержание продукта снижается, т.е. стадию дегидратации. Например, снижение влагосодержания пищевого продукта может происходить в процессе вакуумной экструзии, когда экструдат увеличивается в объеме при попадании в среду с пониженным давлением, что сопровождается испарением воды.

Термин "быстро" применительно к хлопьям, в основном растворяющимся в воде, означает "быстро" по сравнению с другими видами пищевых макрочастиц, таких как зерна, имеющими низкую пористость, и подразумевает в типичных случаях менее 2-3 минут, чаще - менее 30 секунд, в зависимости от температуры воды и соответствующих объемов хлопьев и воды.

Термин "пористость" означает относительную долю объема пустот в объеме хлопьев. Например, выражение "хлопья, имеющие пористость 20%", означает, что 20% объема хлопьев содержат пустоты (например, пустые пространства, отверстия, промежутки и др.).

В контексте настоящего изобретения "растворение" в воде означает растворение в смысле образования раствора в воде, а также диспергирование в воде, так что полученная жидкость является комбинацией или смесью растворенных в воде частиц и суспендированных в воде частиц.

Согласно изобретению дегидратированный пищевой продукт имеет форму хлопьев. Это обеспечивает желательную характеристику натурального внешнего вида. Хлопья имеют однородный состав, который означает, что все хлопья имеют один и тот же состав, а также то, что внутренний состав хлопьев является однородным. По существу, все хлопья изготовляются из одного и того же материала. Один пример хлопьев согласно изобретению показан на фиг.1.

Хлопья согласно изобретению являются пористыми. Пористость хлопьев составляет от 30% до 70%, но предпочтительно - от 40% до 60%. Это позволяет хлопьям быстро растворяться и/или диспергироваться в воде. Хлопья также предпочтительно имеют объемную плотность от 100 до 300 г/л.

В большинстве случаев хлопья изобретения имеют среднюю площадь верхней и/или нижней поверхности по меньшей мере 2 мм², но менее примерно 400 мм². Типичные хлопья имеют среднюю площадь верхней и/или нижней поверхности примерно от 8 до 100 мм².

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения дегидратированный пищевой продукт представляет собой дегидратированный соус, суп, фонд, подливу, бульон или консоме. Основу дегидратированного пищевого продукта могут составлять экстракты или порошки из мяса, овощей, фруктов, приправ и продуктов-носителей аромата.

Дегидратированный соус согласно изобретению обычно имеет влагосодержание до 5 мас.%.

Если дегидратированный пищевой продукт согласно изобретению является соусом, то он предпочтительно содержит по меньшей мере компоненты на мясной и/или овощной основе, вкусоароматические соединения, соль, сахар, гидроколлоиды (такие, как мальтодекстрин, крахмал или мука) и жир или растительное масло.

Продукты настоящего изобретения имеют то преимущество, что они хорошо растворяются в воде в отличие от дегидратированных пищевых продуктов в форме порошков или зерен, которые имеют более низкую пористость и, следовательно, не растворяются столь хорошо. Растворение хлопьев согласно изобретению происходит быстро и без образования комков даже в кипящей воде.

Изобретение предлагает также способ производства таких продуктов, который включает экструзию термопластичного материала в форме порошка или пасты при температуре от 60°C до 125°C и при давлении от 15 до 150 бар в камере, в которой поддерживается субатмосферное давление от 0,015 до 0,40 бар, предпочтительно - от 0,015 до 0,25 и наиболее предпочтительно - от 0,015 до 0,15 бар, и разрезку экструдированного продукта на фрагменты.

В контексте изобретения "термопластичный материал" - это материал в форме порошка или пасты, который является либо термопластичным сам по себе, либо содержит достаточно термопластичных компонентов, способных размягчаться под воздействием нагрева и необязательно давления и отверждаться при охлаждении. Понятие термопластичности легко реализуется в случае пасты. В случае порошка термопластичность означает, что составляющие порошок частицы способны под воздействием нагрева и необязательно давления сплавляться одна с другой с образованием мягкой более или менее пластичной массы.

Термопластичность материала предпочтительно обеспечивается присутствием жира или масла. Последние обусловливают размягчение пасты под воздействием нагрева или плавление порошка с образованием мягкой и пластичной массы. Количество жира или масла в пищевом продукте согласно изобретению обычно составляет не более 50 мас.%, предпочтительно - от 1% до 30 мас.%, в типичных случаях - от 5% до 15 мас.%.

Указанный исходный материал может выбираться из широкого перечня пищевых материалов, используемых по отдельности или в комбинации, которые, в частности, можно сгруппировать в две категории: материалы на основе полисахаридов и материалы на основе белков. Одна или другая из этих двух категорий охватывает, например, овощи, семена, крахмалы, преимущественно модифицированные крахмалы и декстрины, камеди, альгинаты, мясные и рыбные экстракты, белки микробного происхождения, главным образом дрожжевые экстракты и автолизаты, белковые гидролизаты и желатин. Исходный материал может также содержать другие ингредиенты, такие как специи, ароматизаторы, красители, жиры, сахара и соль.

В большинстве случаев предпочтительными исходными материалами являются экстракты овощей, декстрины, камеди, низкожирные или обезжиренные быстрорастворимые бульоны в форме порошков или смеси для приготовления таких бульонов, такие как смеси, которые, помимо овощных экстрактов, обычно содержат дрожжевые автолизаты, мясные экстракты, белковые гидролизаты, ароматизаторы, специи, сахар, соль и глутамат натрия.

Термопластичный исходный материал в форме порошка или пасты может содержать от 1,5% до 20 мас.% воды. Содержание воды в исходном материале является важным фактором, но не критическим, тем более что оно может колебаться в широких пределах, составляя максимум 20% в пересчете на сухую массу хлопьев. Оно оказывает прямое влияние на характеристики готового продукта и при приготовлении данного готового продукта может возникнуть необходимость изменения содержания воды в исходном материале.

Температура исходного материала в экструдере имеет важное значение для гарантирования пластичности исходного материала и для обеспечения его надлежащего прохождения через фильеры экструдера. Температура должна быть достаточно высокой для достижения этой пластичности, а именно 60°C, но не должна вызывать ухудшения обрабатываемого экстракта. Температура 125°C может рассматриваться как верхний предел, но обычно предпочитается, чтобы она не превышала 105°C. Однако температура вблизи фильер может быть выше указанного предела, поскольку пребывание исходного материала в этой зоне очень кратковременное. В отсутствие специального регулирования эта температура фактически выше температуры, преобладающей в действующем экструдере, поскольку сжимающие усилия, которые действуют на исходный материал по крайней мере тогда, когда он должен проходить через мелкие отверстия, составляющие фильеры, вызывают повышение температуры и установление давления перед фильерами, обычно составляющего от 15 до 150 бар (примерно от 1 до 15 атмосфер) при правильном режиме работы. Тем не менее, предпочитается избегать чрезмерного нагрева вблизи фильер.

Для того чтобы изготовить конечный продукт определенной формы, предпочитается использовать фильеры некруглого поперечного сечения. Вдобавок, на окончательную поверхностную отделку экструдированного продукта, т.е. хлопьев, можно влиять, используя охлажденные или подвергнутые щадящему нагреву фильеры либо фильеры, наружная часть которых охлаждена или подвергнута щадящему нагреву.

Важное значение имеет также субатмосферное давление или вакуум, преобладающий в камере, расположенной за фильерами. В отсутствие вакуума полученный экструзией исходного материала продукт, нагретый до довольно умеренной для операций такого рода температуры, не способен к формированию требуемой вспученной (увеличенной в объеме) текстуры. В противоположность этому наличие вакуума за фильерами вызывает, с одной стороны, неожиданное удаление по меньшей мере части воды в виде пара и газов, изначально присутствующих в экстракте, а с другой стороны, неожиданное понижение температуры, что обеспечивает экструдированный продукт с требуемой текстурой и прочностью. На практике субатмосферное давление в типичных случаях составляет от 0,015 до 0,400 бар (примерно от 0,015 до 0,400 атмосфер).

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения исходный материал в виде порошка или пасты загружается с помощью загрузочных средств любого типа при атмосферном давлении, под давлением или в условиях вакуума, а при необходимости и в среде инертного газа, в экструдер. В рабочем цилиндре экструдера температура составляет от 60°C до 100°C. Затем материал транспортируется в направлении экструзионной фильеры (фильер) с помощью таких устройств, как поршень (при периодическом режиме работы) или один либо два шнека (при непрерывном режиме работы), при фиксированном или переменном угле наклона и постепенно пластифицируется под воздействием тепла и прикладываемого давления. Нагретый материал проходит через экструзионные фильеры и поступает в камеру, в которой преобладает вакуум. Эту камеру можно считать расширительной камерой. Под влиянием стремительно происходящей декомпрессии некоторое количество воды (до 50%) и некоторое количество присутствующих газов удаляется. В это же время температура горячего экстракта падает на несколько десятков градусов. В результате получается увеличенный в объеме продукт в виде пористого относительно прочного жгута.

В первом варианте жгут выходит из экструдера полностью увеличенным в объеме и затем последовательно разрезается, например, с помощью вращающегося ножа на плоские правильной формы хлопья однородного размера.

Во втором предпочтительном варианте жгут разрезается в непосредственной близости к экструзионным фильерам и в вакууме еще до окончания процесса увеличения его в объеме. Полученные порции продолжают увеличиваться в объеме, давая в конечном итоге хлопья сравнимого размера.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения исходный материал, использующийся для экструзии, имеет форму пасты или порошка с любой гранулометрией и содержанием воды от 1,5% до 20%. Используемый экструдер представляет собой шнековый экструдер с обогревом, поддерживаемый при температуре от 60°C до 100°C и оборудованный экструзионными фильерами. Давление в расширительной камере составляет от 0,015 до 0,150 бар. Увеличенный в объеме жгут разрезается в вакууме сразу же после выхода его из экструзионных фильер. Затем полученные порции падают в лоток и по окончании процесса увеличения в объеме могут перемещаться за пределы расширительной камеры через воздушный затвор. Эти порции в большинстве случаев имеют видимую плотность от 100 до 300 г/л.

Типичными примерами продуктов могут служить быстрорастворимые фруктовые и овощные экстракты или быстрорастворимые нежирные бульоны. Они могут быть обработаны также различными веществами. В частности, хлопья могут быть пропитаны или покрыты жирами, предпочтительно в количестве от 8 до 18 мас.%, которые легко растворяются в горячей или холодной воде. Возможно также добавление других ингредиентов, таких как ароматизаторы и красители.

Преимуществом способа настоящего изобретения является то, что он обеспечивает дегидратированный пищевой продукт, имеющий цвет, очень схожий с цветом продукта, полученного повторной гидратацией, по сравнению с пищевым продуктом в виде порошка. Поэтому повар, скорее всего, почувствует себя более уверенным в приготовлении пищи из продукта согласно изобретению. Наблюдения также показали, что в продуктах настоящего изобретения обычно присутствует аромат, близкий к аромату повторно гидратированного продукта, по сравнению с продуктами в виде порошка, известными в уровне техники.

Примеры

Изобретение описывается далее со ссылкой на следующие примеры. Само собой разумеется, что изобретение, как оно заявлено, никоим образом не ограничивается этими примерами.

Пример 1

Настоящий пример описывает способ производства хлопьев согласно изобретению. Ингредиенты в виде порошка смешивали до получения однородной сухой смеси, имеющей следующий состав, мас.%:

Смесь обрабатывали в экструдере при температуре до 80°C с непрерывным врабатыванием 8% жира и 3% воды в экструдер. Давление повышали до 55-75 бар. Полученный термопластичный материал принудительно пропускали через экструзионную головку специальной формы и последовательно разрезали на хлопья желательных размеров.

Дегидратация хлопьев и пористость хлопьев достигались в результате мгновенного сброса давления продукта на выходе из экструдера.

Насыпную плотность хлопьев измеряли с тем, чтобы придать им желательную объемную плотность от 150 до 185 г/л. Растворимость в воде измеряли путем растворения 50 г хлопьев в 1 литре воды при 3 температурах - 100°C, 60°C и 35°C в условиях постоянного перемешивания ручной взбивалкой. Растворимость измеряли как время, необходимое для полного растворения всех хлопьев.

Результаты:

100°C=6 сек

60°C=6 сек

35°C=8 сек

Пример 2

Настоящий пример сравнивает пористость и скорость растворения дегидратированных пищевых продуктов в виде хлопьев с такими же показателями продуктов в виде гранул. Сравнивали две рецептуры, в одной из которых в качестве связующего вещества использовалась мука, а другая не включала муки, мас.%:

Рецептура А:

Рецептура В:

Рентгено-томографические сканирования и анализы 3D-изображений проводили на хлопьях, изготовленных по каждой из рецептур. Фиг.2-4 показывают структуру хлопьев, изготовленных по рецептуре A. Пористость хлопьев рассчитывали как отношение объема пустот в хлопьях к объему хлопьев.

Установлено, что пористость хлопьев по рецептуре A составила 39,8%.

Установлено, что пористость хлопьев по рецептуре B составила 52,6%.

Кинетику растворения хлопьев изучали с помощью кондуктометра Meterlab (Artsoft, Radiometer Analytical SAS). Хлопья (7 г) растворяли в деионизированной воде (400 мл) при 70°C. В воду хлопья добавляли одновременно с помощью насыпного устройства. Измерения частотной характеристики проводимости проводили с помощью 12 мм-датчика, работающего при 0,75 Гц. В ходе измерения хлопья перемешивали магнитной мешалкой при 500 об/мин и спиральной мешалкой при 100 об/мин. Фиг.5 показывает кинетику растворения хлопьев и гранул, изготовленных по рецептурам A и B. График показывает процентное содержание растворенного продукта (в мас.%) против времени. Можно четко видеть, что в обоих случаях (рецептура A и рецептура B) хлопья растворяются более быстро, чем гранулы.

Пример 3

Настоящий пример сравнивает степень образования комков при восстановлении хлопьев и гранул в воде для получения полностью гидратированного продукта. Тестировались те же самые две рецептуры из примера 2.

Дегидратированные гранулы или хлопья (50 г) добавляли в кипящую воду (1 л). Для восстановления продукта использовали механическую взбивалку, работающую при 120 об/мин. После перемешивания в течение 3 мин при температуре выше 80°C продукт пропускали через сито (с размером ячеек 1 мм). Оставшиеся комки промывали под холодной водой в течение десяти секунд. Затем комки дегидратировали в сушильной печи при 105°C и 20 мбар в течение четырех часов, после чего взвешивали. Результаты представлены в нижеследующей таблице.

Хлопья, изготовленные по рецептуре A, лучше растворялись, чем гранулы, изготовленные по рецептуре A, т.е. без образования комков, при восстановлении хлопьев в воде. Хлопья и гранулы, изготовленные по рецептуре B (которая не включала муки в качестве связующего агента), вели себя аналогично.

Понятно, что, хотя изобретение описано с ссылкой на конкретные варианты его осуществления, в него могут быть внесены дополнения и изменения, не выходящие за пределы объема изобретения, определяемые формулой изобретения. Кроме того, если существуют известные эквиваленты к конкретным отличительным признакам, то такие эквиваленты включены в настоящую заявку, как если бы они были конкретно оговорены.