Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ ТЕКСТУРЫ ПЕЧЕНЫХ ЗАКУСОЧНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу улучшения свойств текстуры печеных закусочных пищевых продуктов (baked snack foods).

Описание известного уровня техники

Жареные закусочные пищевые продукты (fried snack foods) пользуются большой популярностью среди потребителей. Жареные закусочные пищевые продукты часто имеют различимую текстуру и вкус. В последнее время с ростом внимания потребителей к вопросам здоровья разрабатываются печеные закусочные пищевые продукты в качестве более полезной для здоровья альтернативы жареным закусочным пищевым продуктам. Тем не менее, многие печеные закусочные пищевые продукты не способны имитировать текстуру и вкус, присущие традиционным жареным продуктам. Следовательно, желателен печеный продукт с низким содержанием жира, который больше напоминает традиционный жареный продукт.

Краткое описание чертежей

Элементы новизны, считающиеся характерными для изобретения, изложены в прилагаемой формуле изобретения. При этом само изобретение, а также предпочтительный способ его осуществления, дополнительные задачи и преимущества изобретения будут лучше поняты из следующего далее подробного описания наглядных вариантов осуществления со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

на фиг.1 показана блок-схема известного из уровня техники способа обжарки,

на фиг.2 показана блок-схема известного из уровня техники способа выпекания,

на фиг.3 показана блок-схема одного из вариантов осуществления настоящего изобретения,

на фиг.4 показано полученное методом компьютерной томографии изображение поперечного сечения жареного продукта,

на фиг.5 показано полученное методом компьютерной томографии изображение поперечного сечения гидратированной заготовки, выпеченной в конвекционной печи согласно одному из вариантов осуществления, и

на фиг.6 показано полученное методом компьютерной томографии изображение поперечного сечения гидратированной заготовки, выпеченной в печи с воздушной прошивкой согласно одному из вариантов осуществления.

Подробное описание

Далее со ссылкой на чертежи будет описано несколько вариантов осуществления изобретения. Если не указано иное, одинаковые элементы на всех чертежах обозначены одинаковыми позициями. Наглядно раскрытое в описание изобретение может быть осуществлено в отсутствии любого элемента, который конкретно не раскрыт в описании.

На фиг.1 показана блок-схема известного из уровня техники способа обжарки. На первой стадии 101 осуществляется перемешивание. Материал может представлять собой любой крахмал. Затем осуществляют стадию 102 экструзии продукта, чтобы сформировать заготовку. Затем экструдированную заготовку подвергают обжарке на стадии 103 до достижения желаемого содержания влаги. Обжарка обеспечивает быструю теплопередачу и быстрое удаление влаги. Часто заготовку обжаривают до достижения содержания влаги около 1,5%. После этого заготовку необязательно приправляют вкусовыми веществами на стадии 104.

На фиг.2 показана блок-схема известного из уровня техники способа выпекания. На первой стадии 205 осуществляют перемешивание, а затем экструзию на стадии 206. После этого выпекают экструдированную заготовку на стадии 207 до достижения желаемого содержания влаги. Заготовка может выпекаться при температуре от около 200°F до около 350°F. После этого выпеченную заготовку необязательно приправляют вкусовыми веществами на стадии 104.

На фиг.3 показана блок-схема одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. Сначала осуществляют стадию 309 перемешивания. На стадии 309 перемешивания могут перемешиваться разнообразные ингредиенты. Согласно одному из вариантов осуществления на стадии 309 перемешивания перемешивают продукт на основе кукурузной муки с целью формирования теста. На стадии 309 перемешивания может добавляться вода, эмульгаторы, поверхностно-активные вещества, кукуруза, кукурузные продукты, картофель, картофельные продукты и другие ингредиенты, используемые для изготовления закусочных пищевых продуктов.

Стадия 309 перемешивания может осуществляться отдельно или одновременно со стадией 310 экструзии. На стадии 310 экструзии может применяться любой известный из техники экструдер. Согласно одному из вариантов осуществления на стадии 310 экструзии может осуществляться экструзия с высокой скоростью сдвига и при высоких температурах. Согласно одному из вариантов осуществления температура в экструдере составляет от около 250°F до около 350°F. В другом варианте осуществления температура в экструдере составляет от около 275°F до около 290°F. После экструзии экструдированный материал может быть разрезан на заготовки. Содержание влаги в экструдированной заготовке зависит от исходных ингредиентов. В одном из вариантов осуществления с использованием кукурузной муки содержание влаги составляет от около 11 до около 12%. В других вариантах осуществления содержание влаги после экструзии составляет от около 5 до около 20%. Было обнаружено, что для получения соответствующей заготовки в одном из вариантов осуществления содержание влаги в экструдере должно составлять менее 20%. В одном из вариантов осуществления содержание влаги в экструдере должно составлять менее 16,5%.

После экструзии заготовку гидратируют на стадии 311 гидратирования. На стадии гидратирования повышают содержание влаги заготовки путем добавления гидратной текучей среды. Как было указано, поскольку содержание влаги в ингредиентах в экструдере является ограниченным, при необходимости добавления дополнительной влаги она должна добавляться после экструзии. Гидратная текучая среда означает текучую среду, содержащую воду, которую добавляют в экструдированную заготовку до выпекания, обжарки или другой обработки. Как подробнее описано далее, гидратная текучая среда может содержать воду, масло, добавки, поверхностно-активные вещества и т.д. На стадии гидратирования может применяться практически любой способ или устройство, в котором используется текучая среда. Например, согласно одному из вариантов осуществления заготовки окунают в гидратную текучую среду. В другом варианте осуществления гидратную текучую среду распыляют на заготовки. Гидратная текучая среда может иметь практически любую температуру. Согласно одному из вариантов осуществления гидратную текучую среду применяют при комнатной температуре, а в других вариантах осуществления гидратную текучую среду применяют при температурах до 212°F. Согласно одному из вариантов осуществления в качестве гидратной текучей среды применяют пар.

Степень гидратирования зависит от разнообразных факторов. Согласно одному из вариантов осуществления гидратную текучую среду добавляют в количестве от около 1 до около 60% по весу заготовки. В другом варианте осуществления гидратную текучую среду добавляют в количестве от около 1 до около 30% по весу заготовки, а в одном из дополнительных вариантов осуществления гидратную текучую среду добавляют в количестве от около 1 до около 15% по весу заготовки.

Авторами было обнаружено, что стадия 311 гидратирования оказывает неожиданное воздействие на текстуру печеного продукта. Авторами было обнаружено, что при повышении содержания влаги в заготовке до выпекания печеный продукт становится более хрустящим. Кроме того, согласно одному из вариантов осуществления при повышении содержания влаги в заготовке до выпекания уменьшается размер печеного продукта.

Далее в Таблице 1 проиллюстрированы данные сравнительного исследования, проведенного с целью определения влияния воды. В Таблице 1 проиллюстрированы три образца: контрольный образец, образец 1 и образец 2. Все три образца имели одинаковый исходный состав из кукурузной муки и воды. Соответственно, все образцы содержали одинаковые ингредиенты и были экструдированы в одинаковых условиях. Кроме того, все образцы выпекали при температуре 350°F до достижения содержания влаги около 1,5%. Контрольный образец не подвергали стадии гидратирования. После экструзии образца 1 в заготовку добавили воду в количестве 30 грамм на 100 грамм заготовки. Образец 2 гидратировали аналогичным образом путем добавления 60 грамм воды на 100 грамм заготовки.

Затем все три образца проанализировала группа экспертов. Было определено, что хруст и консистенция образца 1 больше всего походила на хруст и консистенцию жареного закусочного пищевого продукта. Кроме того, образец 1 был более хрустящим, чем контрольный образец. Образец 2 был самым хрустящим, но имел уменьшенный размер.

Вне связи с какой-либо теорией предполагается, что за счет высокой скорости сдвига и малого времени пребывания в экструдере не весь крахмал подвергается повреждению или тепловой обработке. Этот не поврежденный или частично поврежденный крахмал остается доступным и набухает под действием воды. Этот крахмал набухает еще больше во время выпекания. Теоретически считается, что некоторые молекулярные цепочки, которые выщелачиваются из поврежденного крахмала, могут упорядочиваться и образовывать более плотную клеточную структуру по сравнению с пенистой структурой, получаемой в экструдере. Результатом этого становится более хрустящий продукт.

Кроме того, для тепловой обработки крахмала требуется температура выше около 140°F (60°C) и избыток воды. Соответственно, при добавлении избытка влаги на стадии 311 гидратирования крахмал может более эффективно подвергаться тепловой обработке на последующей стадии выпекания. К тому же, при повышении содержания влаги в экструдированной заготовке увеличивается удельная теплоемкость материала заготовки и повышается эффективность теплопередачи.

Кроме того, предполагается, что при гидратировании пористая клеточная структура поверхности превращается в структуру с закрытыми порами. Вне связи с какой-либо теорией предполагается, что это объясняется тем, что поверхность заготовки становится гладкой в результате гидратирования, а также взаимного трения скольжения между частицами во время перемешивания. Предполагается, что это трение скольжения сглаживает поверхность и закупоривает поры, что предотвращает захват масла при последующем выпекании.

Стадия 311 гидратирования обеспечивает способ регулирования текстуры и размера экструдированного продукта из крахмала без оказания отрицательного влияния на питательную ценность продукта. Иными словами, стадия гидратирования позволяет обеспечивать большее сходство свойств текстуры печеного закусочного пищевого продукта со свойствами текстуры традиционного жареного продукта.

Было обнаружено, что в некоторых вариантах осуществления гидратированные заготовки обладают повышенной клейкостью. Эта повышенная клейкость обеспечивает ряд преимуществ. Одним из таких преимуществ является улучшение прилипания ингредиентов, таких как специи или приправы к поверхности заготовки. Повышенная клейкость также позволяет добавлять крахмалы, семена или другие ингредиенты, которые способны улучшать вкус или питательные свойства закусочного пищевого продукта.

После стадии 311 гидратирования на гидратированную заготовку необязательно наносят масло на стадии 312. Масло может представлять собой масло практически любого типа. Согласно одному из вариантов осуществления масло представляет собой кукурузное или растительное масло. Как было описано, в результате стадии 311 гидратирования часто повышается клейкость оболочек, что обеспечивает множество преимуществ. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления это приводит к тому, что гидратированные заготовки имеют тенденцию склеиваться или слипаться друг с другом. Это слипание может нежелательно сказываться после стадий тепловой обработки и приправления. Например, если продукты слипаются друг с другом, невозможно эффективно нанести приправы на всю площадь поверхности выпеченной заготовки. Для преодоления этой клейкости на заготовки может наноситься масло. Масло может наноситься любым известным из техники или ранее рассмотренным способом. Так, масло может распыляться на заготовки. Кроме того, масло может добавляться в гидратную текучую среду и наноситься одновременно с водой. Согласно одному из вариантов осуществления гидратная текучая среда представляет собой смесь, содержащую масло, воду и поверхностно-активное вещество. Гидратная текучая среда также может содержать крахмалистые материалы основы, такие как подвергнутая тепловой обработке или предварительной тепловой обработке мука, такая как кукурузная мука марки Maseca. Гидратная текучая среда также может содержать интенсификаторы вкуса и аромата, которые влияют на вкус и аромат готового продукта. Например, гидратная текучая среда также может содержать растворимые белковые фракции, такие как свободные аминокислоты для улучшения вкуса, аромата и питательных свойств продукта. Кроме того, если желательно, чтобы закусочный пищевой продукт имел вкус и аромат сыра, с гидратной текучей средой может быть смешано вещество, придающее вкус и аромат сыра. Также могут использоваться другие вкусовые и ароматические вещества, такие как чеснок, сливочное масло, салатная приправа "ранчо" и т.д. Соответственно, гидратная текучая среда, влияющая на текстуру печеного продукта, также может использоваться для регулирования вкуса, аромата и питательных свойств продукта.

Согласно одному из вариантов осуществления интенсификатор вкуса и аромата представляет собой интенсификатор вкуса и аромата соли в продукте. Таким образом, за счет применения интенсификатора вкуса и аромата соли в гидратной текучей среде можно уменьшить количество соли на стадии приправления после стадии выпекания. Согласно одному из вариантов осуществления уменьшение количества соли составляет от около 15 до около 30%. В другом варианте осуществления уменьшение количества соли составляет около 25%.

Согласно одному из вариантов осуществления гидратная текучая среда содержит около 10-100% по весу воды. В другом варианте осуществления гидратная текучая среда содержит от около 30 до около 60% по весу воды. Согласно одному из вариантов осуществления гидратная текучая среда содержит от около 0 до около 80% по весу масла. В другом варианте осуществления гидратная текучая среда содержит около 10-60% по весу масла. Согласно одному из вариантов осуществления на стадии 311 гидратирования добавляют воду в количестве около 10-25% по весу заготовки. Согласно одному из вариантов осуществления на стадии 311 гидратирования добавляют воду в количестве около 15% по весу заготовки. Согласно одному из вариантов осуществления на стадии 311 гидратирования добавляют воду в количестве около 17% по весу заготовки. Согласно одному из вариантов осуществления на стадии 311 гидратирования добавляют масло в количестве около 8-15% по весу заготовки, а в другом варианте осуществления добавляют масло в количестве около 11% по весу заготовки. Согласно одному из вариантов осуществления добавляют воду в количестве около 15% по весу заготовки и добавляют масло в количестве около 11% по весу заготовки. В другом варианте осуществления добавляют воду в количестве около 17% по весу заготовки и добавляют масло в количестве около 11% по весу заготовки.

Масло также влияет на вкус печеного продукта. Масло придает отличительный вкус и аромат заготовкам при обжарке. Аналогичным образом, при добавлении масла в заготовку до выпекания улучшаются характеристики вкуса и аромата печеной основы. Так, путем выпекания масла может быть получен вкус и аромат жареного масла. Согласно одному из вариантов осуществления масло содержит по меньшей мере один ингибитор окисления, который препятствует окислению масла на последующей стадии выпекания. Согласно одному из вариантов осуществления масло содержит натуральный ингибитор окисления.

Количество масла в заготовке влияет на количество жира и масла в готовом печеном продукте. Соответственно, окончательное содержание жира в печеном продукте может регулироваться путем регулирования количества масла в гидратной текучей среде. Согласно одному из вариантов осуществления окончательное содержание жира в печеном продукте до приправления составляет от около 0 до около 25%. В другом варианте осуществления окончательное содержание жира в печеном продукте составляет от около 0 до около 15%.

Следует отметить, что стадия 311 гидратирования осуществляется сразу после экструзии или через несколько дней или недель после экструзии. Экструдированные заготовки хранят в течение нескольких недель, гидратируют на стадии 311 и затем выпекают на стадии 313 с целью получения желаемого продукта. Соответственно, заготовки могут изготавливаться, храниться и доставляться в отдаленные пункты до гидратирования. За счет этого повышается гибкость производственного процесса.

После завершения стадии 311 гидратирования гидратированные заготовки выпекают на стадии 313. Стадия 313 выпекания может осуществляться в любой известной из техники печи. Как описано ранее, продукт может выпекаться при температуре от около 200°F до около 450°F до достижения желаемого содержания влаги. Согласно одному из вариантов осуществления гидратированные заготовки выпекают до достижения содержания влаги около 1,5%. Согласно одному из вариантов осуществления гидратированные заготовки выпекают в традиционной конвекционной печи в течение около 60-80 секунд. Согласно одному из вариантов осуществления гидратированные заготовки выпекают в печи с воздушной прошивкой в течение от около 40 до около 60 секунд.

Согласно одному из вариантов осуществления на стадии 313 выпекания используют печь с воздушной прошивкой. Печь с воздушной прошивкой лишена многих недостатков традиционных конвекционных печей. В традиционных печах тепловая обработка является медленной, поскольку до тепловой обработки продукта тепло сначала должно проникнуть в холодный воздух, окружающий продукт, и нагреть его. В конвекционных печах этот недостаток частично устранен за счет перемещения воздуха с целью усиления теплопередачи. Согласно одному из вариантов осуществления в печи с воздушной прошивкой в направлении продукта нагнетается высокоскоростной воздушный поток с целью удаления холодного воздуха, окружающего продукт. Соответственно, согласно одному из вариантов осуществления печь с воздушной прошивкой имеет в 2,5-3 раза более высокий коэффициент теплопередачи, чем традиционная печь. Тем самым обеспечивается быстрая теплопередача, более близкая к быстрой теплопередаче при обжарке.

Примеры

Проанализировали три образца. Все три образца содержали кукурузную муку и воду. Первый образец экструдировали и обжарили. Первый образец не подвергали гидратирования. Второй образец и экструдировали затем выпекли в конвекционной печи. Второй образец не подвергали гидратированию. Третий образец экструдировали, гидратировали и затем выпекли в печи с воздушной прошивкой. На стадии гидратирования добавили воду в количестве около 15% по весу заготовки и масло в количестве около 11% по весу заготовки. Все образцы дегидратировали до достижения содержания влаги около 2%. Затем проанализировали текстуру образцов. Поместили образцы в анализатор текстуры ТАХ-Т2 производства компании Texture Technologies Corp,, Скарсдейл, шт. Нью-Йорк, США. Для испытания использовали одномиллиметровый зонд для пункций, испытание проводили со скоростью 200 мм в секунду с расстояния 10 мм.

Результаты испытания приведены далее в Таблице 2.

Видно, что для разрушения образца, который был гидратирован, требовалось большее усилие, чем в случае печеного или жареного образца. Соответственно, гидратированный продукт был более хрустящим, чем жареный или печеный продукт, не подвергнутый гидратированию.

Образцы жареного, печеного и гидратированного продукта также подвергли исследованию методом компьютерной томографии. Как отмечено выше, все образцы содержали кукурузную муку и воду и экструдировались в одинаковых условиях. Первый образец обжарили. Второй образец гидратировали водой и маслом и затем выпекли в конвекционной печи. На стадии гидратирования добавили воду в количестве около 15% по весу заготовки и масло в количестве около 11% по весу заготовки. Третий образец гидратировали такой же гидратной текучей средой, как и второй образец, но затем выпекли в печи с воздушной прошивкой. Собрали образцы и с помощью КТ-сканера подвергли анализу очень небольшой поперечный срез.

На фиг.4 показано полученное методом компьютерной томографии изображение поперечного сечения жареного продукта. На фиг.4 проиллюстрированы расширенные поры в наружном слое. В этих порах находится множество воздушных карманов. В наружной части пор содержится масло, кукурузная мука и вода. Заштрихованные серые участки под поверхностью обозначают присутствие масла. Это иллюстрирует глубину проникновения масла в продукт. Светло-серыми участками обозначены масляные карманы.

На фиг.5 показано полученное методом компьютерной томографии изображение поперечного сечения гидратированной заготовки, выпеченной в конвекционной печи согласно одному из вариантов осуществления. На стадии гидратирования добавили воду в количестве около 15% по весу заготовки и масло в количестве около 11% по весу заготовки. На фиг.5 показано, что печеный продукт имеет сжатые поры в наружном слое по сравнению с порами жареного продукта на фиг.4.

На фиг.6 показано полученное методом компьютерной томографии изображение поперечного сечения заготовки, выпеченной в печи с воздушной прошивкой согласно одному из вариантов осуществления. На стадии гидратирования добавили воду в количестве около 15% по весу заготовки и масло в количестве около 11% по весу заготовки. На фиг.6 показаны сжатые и сморщенные поры в наружных слоях. Этот продукт имел более сжатые и сморщенные поры, чем жареный продукт и выпеченный в конвекционной печи продукт. Также показано несколько плотных наружных областей кукурузной муки и масла.

На фиг.5 и 6 показано, что в результате гидратирования кукурузная мука становится растворимой и на наружных участках продукта образуется слой текучего крахмала. Это приводит к обрушению пор и уплотнению наружного слоя. За счет этого более плотного наружного слоя гидратированный продукт является более хрустящим, чем печеный продукт.

Кроме того, из сравнения фиг.6 и 5 можно увидеть, что продукт, выпеченный в печи с воздушной прошивкой, имеет более сжатые и сморщенные поры, чем поры у продукта, выпеченного в конвекционной печи. Вне связи с какой-либо теорией предполагается, что интенсивность тепловой обработки в печи с воздушной прошивкой приводит к более быстрому обрушению пор, чем в конвекционной печи. Кроме того, предполагается, что обрушение пор вызывает воздух, устремляющийся на продукт в печи с воздушной прошивкой. При обрушении поры оседают на соседние поры и вызывают их обрушение. Соответственно, на фиг.5 и 6 проиллюстрировано, как печь с воздушной прошивкой влияет на заготовку.

Образцы подвергли анализу с целью определения распределения пор по размерам. Для анализа размера пор использовалось рентгеновская компьютерная томография. Как описано выше, все три продукта содержали кукурузную муку и воду, и были экструдированы в одинаковых условиях. Первый образец обжарили. Второй образец гидратировали путем добавления воды в количестве около 15% по весу заготовки и масла в количестве около 11% по весу заготовки, а затем выпекли в конвекционной печи. Третий образец повергли такому же гидратированию, но затем выпекли в печи с воздушной прошивкой. Результаты приведены далее в Таблице 3.

Как видно, оба печеных продукта имели меньший средний размер пор, чем у жареного продукта. Кроме того, оба печеных продукта имели меньший диапазон размеров пор, чем у жареного продукта. Помимо этого, продукт, выпеченный в печи с воздушной прошивкой, имел меньший средний размер пор и меньший диапазон размеров пор, чем у продукта, выпеченного в конвекционной печи. Как указано выше, предполагается, что причиной этого является интенсивность тепловой обработки в печи с воздушной прошивкой, а также усилие, создаваемое воздухом в печи с воздушной прошивкой. Как было отмечено, обрушение пор делает продукт более хрустящим.

В Таблице 3 также проиллюстрирована пористость в процентах. Ее вычислили путем деления общего объема пор на общий объем образца. Как можно видеть, выпекание в печи с воздушной прошивкой приводит к уменьшению пористости продукта по сравнению с выпеканием в конвекционной печи и обжаркой.

Хотя изобретение рассмотрено и описано на примере предпочтительного варианта осуществления, специалистам в данной области техники ясно, что в него могут быть внесены различные изменения по форме и подробному содержанию, не выходящие за пределы существа и объема изобретения.

Дополнительное описание

Раскрытое изобретение дополнительно описано в следующих пунктах.

1. Способ изготовления печеного закусочного пищевого продукта, включающий:

а) перемешивание ингредиентов,

б) экструзию ингредиентов с целью формирования заготовки,

в) гидратирование заготовки гидратной текучей средой с целью формирования гидратированной заготовки,

г) выпекание гидратированной заготовки.

2. Способ по любому предшествующему пункту, в котором гидратная текучая среда содержит воду.

3. Способ по любому предшествующему пункту, в котором гидратная текучая среда содержит масло.

4. Способ по п.3, в котором масло содержит по меньшей мере один ингибитор окисления.

5. Способ по любому предшествующему пункту, в котором гидратная текучая среда содержит поверхностно-активное вещество.

6. Способ по любому предшествующему пункту, в котором гидратирование на стадии в) включает распыление гидратной текучей среды.

7. Способ по любому предшествующему пункту, в котором стадия гидратирования включает добавление от около 1 до около 60% гидратной текучей среды по весу заготовки.

8. Способ по любому предшествующему пункту, в котором стадия гидратирования повышает содержание влаги в заготовке.

9. Способ по любому предшествующему пункту, в котором заготовка имеет содержание влаги от около 11 до около 13% после экструзии на стадии б) и до гидратирования на стадии в).

10. Способ по любому предшествующему пункту, в котором заготовка имеет содержание влаги около 10-60% после гидратирования на стадии в) и до выпекания на стадии г).

11. Способ по любому предшествующему пункту, в котором гидратная текучая среда содержит пар.

12. Способ по любому предшествующему пункту, в котором гидратная текучая среда содержит растворимую белковую фракцию.

13. Способ по любому предшествующему пункту, в котором на стадии г) выпекания используют печь с воздушной прошивкой.

14. Способ по любому предшествующему пункту, в котором на стадии г) выпекания используют конвекционную печь.

15. Способ по любому предшествующему пункту, в котором перемешивание на стадии а) включает смешивание кукурузной муки и воды.

16. Способ по любому предшествующему пункту, в котором перемешивание на стадии а) состоит из смешивания кукурузной муки и воды.

17. Закусочный пищевой продукт, изготовленный способом по п.1.