ПИЩЕВАЯ ЭМУЛЬСИЯ ИЗ МАСЛА И ВОДЫ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к пищевым эмульсиям из масла и воды, в частности к эмульсиям из масла и воды, стабилизированным посредством введения белка яичного желтка. Майонез и дрессинги являются типичными примерами эмульсий из масла и воды, охватываемых настоящим изобретением.

Уровень техники

Яичный желток широко используется в различных готовых продуктах питания. Яичный желток является очень эффективным эмульгатором и как таковой часто применяется для стабилизации эмульгированных пищевых продуктов, таких как майонезы, дрессинги, соусы, супы, содержащие жир смеси ингредиентов для кексов, взбиваемые сливки и мороженое.

Яичный желток содержит высокий уровень жира и сам является эмульсией, содержащей дисперсию капелек масла в непрерывной водной фазе. Желток куриного яйца имеет общее содержание сухого вещества приблизительно от 50 до 52%, представленное белком в количестве от 15,5 до 16,5%, от 31,5 до 34,5% липидов, от 0,5 до 1,5% углеводов и от 0,9 до 1,2% золы. Липиды яичного желтка в качестве основных компонентов содержат приблизительно 65% триглицерида, 29% фосфолипида и 5% холестерина. Белок яичного желтка состоит из около 68% липопротеинов низкой плотности (LDL), 16% липопротеинов высокой плотности (HDL), 10% ливетина и 4% фосвитина.

В дополнение к способности выступать в качестве эмульгатора высокий уровень содержания в яичном желтке самоэмульгирующихся фосфолипидов делает его очень устойчивой эмульсией. Помимо фосфолипидов яичный желток содержит другие эмульгаторы, в частности гидрофобные и гидрофильные белки и холестерин. Вышеупомянутые эмульгаторы, как полагают, взаимодействуют в процессе образования эмульсии, хотя природа таких взаимодействий полностью не объяснена.

Яичный желток может быть разделен на плазму и фракцию из гранул разведением желтка цельного яйца водой или разбавлением водным раствором хлорида натрия, сопровождаемым центрифугированием, с получением составленного плазменной фракцией (77-81 мас.% сухого вещества желтка) супернатанта и осажденной фазы, содержащей фракцию гранул (19-23 мас.% сухого вещества желтка). Плазменная фракция куриного яичного желтка содержит около 25% белков и около 73% липидов, оба компонента из расчета на массу сухого вещества. Белковый компонент плазменной фракции представляет около 80 мас.% белков желтка и содержит липопротеин малой плотности (±85 мас.%) и водорастворимый глобулярный белок ливетин (±15 мас.%). В курином яичном желтке фракция гранул представляет около 20 мас.% белков желтка и обычно содержит около 64% белков и 31% липидов. Белковый компонент фракции гранул содержит липопротеин высокой плотности (±72 мас.%), фосвитин (±16 мас.%) и липопротеин-g низкой плотности (±12 мас.%).

Согласно Anton и др. (J. Food Sc., volume 62, no. 3, 1997, 484-487), проводившим эксперименты с эмульсиями типа масло в воде (37,5 мас.% масла) в условиях нейтрального pH и при около 80% растворимости, желток, гранулы и плазма имели близкую эмульгирующую активность, но гранулы обладали наилучшей способностью к стабилизации эмульсий. Согласно авторам, результаты их экспериментов предполагают возможность применения гранул в качестве стабилизаторов в пищевых эмульсиях.

Традиционный майонез является эмульсией типа масло в воде, содержащей растительное масло (70-80%), яичный желток (5-8%), соль, уксус (для доведения pH водной фазы до величины ниже 4,2, чтобы рассматриваться в качестве пищевого продукта, устойчивого в кислой среде), горчицу и, возможно, сахар, перец и зелень. Масло обычно присутствует в майонезе в виде дисперсной фазы со средним размером капельки в 3-8 мкм. Благодаря размеру капельки и большому количеству дисперсной фазы капельки масла в майонезе образуют очень плотную упаковку. Плотная упаковка капелек масла в комбинации с очень тонким разделяющим указанные капельки слоем водной фазы является причиной того, что майонез демонстрирует весьма желательные реологические свойства, которые воспринимаются потребителями как кремообразная консистенция.

Существует постоянно возрастающий спрос на продукты типа майонеза, обладающие более низким содержанием масла, но демонстрирующие органолептические качества и вкусовое впечатление, аналогичные полножирному майонезу. Однако снижение содержания масла в продукте типа майонеза стандартной рецептуры приводит к менее плотной упаковке капелек масла в непрерывной водной фазе. В результате густота или вязкость эмульсии резко падает. Таким образом, получается маложирный майонез низкой сортности, например майонез, не достаточно густой для того, чтобы его можно было зачерпывать ложкой. Фактически при снижении доли масляной фазы ниже критического уровня плотности упаковки (~65 мас.%) обычный майонез становится текучим.

В данной области известны способы преодоления вышеупомянутого снижения вязкости добавлением к водной фазе загустителей, таких как камеди и/или крахмал. Применение таких загустителей, однако, неблагоприятным образом влияет на вкус и вкусовое впечатление майонеза. Применение крахмала, например, обычно приводит к липким, пастообразным продуктам.

Другое решение вышеупомянутой проблемы состоит в том, чтобы точно уменьшить размер капелек масла. Если капельки масла очень мелкие (например, менее 1 мкм) и количество масла не слишком мало, это может дать приемлемый результат. Однако такие очень мелкие капельки очень трудно получить, так как в процессе эмульгирования необходимо приложение исключительно высоких сдвиговых усилий, а также требуется применение добавок для стабилизации мелких капелек (обычного количества яичного желтка в 5-8% недостаточно).

Поэтому существует потребность в альтернативных решениях, делающих возможным приготовление устойчивых продуктов в виде майонеза, обладающих пригодной для зачерпывания ложкой густотой, имеющих сниженное содержание масла, представляющих вкусовое впечатление однородности и густоты, подобное полножирному майонезу.

Раскрытие изобретения

Авторы изобретения обнаружили, что для стабилизации кислых эмульсий из масла и воды с непрерывной водной фазой, таких как майонез и дрессинги, предпочтительно могут использоваться белки гранул яичного желтка. Кроме того, было обнаружено, что посредством использования белков гранул яичного желтка может готовиться обезжиренный майонез, обладающий реологическими свойствами, близкими к свойствам полножирного майонеза. Также неожиданно оказалось, что помимо маложирного майонеза белки гранул яичного желтка могут предпочтительно использоваться для стабилизации других состоящих из масла и воды эмульсий с непрерывной водной фазой.

Авторы изобретения неожиданно выяснили, что белки гранул яичного желтка являются намного более эффективным стабилизатором кислых эмульсий типа масло в воде, таких как майонез, чем желток цельного яйца. Хотя авторы изобретения не претендуют на теоретическую глубину, предполагается, что тогда как белки, содержащиеся во фракции гранул яичного желтка, способны стабилизировать подкисленные эмульсии типа масло в воде, белки, содержащиеся во фракции плазмы яичного желтка, в лучшем случае обладают ограниченным стабилизирующим действием на те же самые эмульсии.

Одним из предлагаемых настоящим изобретением преимуществ является то, что оно устраняет или по меньшей мере снижает необходимость в использовании таких стабилизаторов, как модифицированный крахмал и камеди, такие как ксантановая, геллановая или гуаровая камедь. В некоторых странах в продуктах, маркированных как «майонез», не допускается использование таких добавок, как искусственные стабилизаторы.

Осуществление изобретения

Соответственно, один объект изобретения относится к съедобной эмульсии из масла и воды с непрерывной водной фазой, имеющей pH в диапазоне 2,0-5,0, которая содержит:

- 5-90 мас.% масляной фазы;

- 10-95 мас.% водной фазы;

- 0,3-30 мас.% водной фазы одного или нескольких белков гранул яичного желтка, выбранных из липопротеина высокой плотности (HDL) и фосвитина; и

- от 0,05 вплоть до 10 мас.% водной фазы одного или нескольких белков плазмы яичного желтка, выбранных из липопротеина низкой плотности (LDL) и ливетина,

- в которой величина массового соотношения белков гранул яичного желтка к белкам плазмы яичного желтка превышает 1:1.

Термин «яичный желток» для целей настоящего изобретения относится к желтку, полученному из яиц птицы, наиболее предпочтительно из куриных яиц.

Термин «липопротеин высокой плотности» (HDL) для целей настоящего изобретения относится к белково-липидному комплексу, который обнаруживается в существенных концентрациях в желтке птичьих яиц. HDL содержит белок с гидрофобным карманом, который удерживает липидный компонент. HDL содержит 75-80% апопротеинов и 20-25% липидов. Эти липиды составлены 65% фосфолипидов, 30% триглицеридов и 5% холестерина. Ионной хроматографией могут быть выделены две подгруппы HDL: α- и β-HDL. α-HDL содержит в 6 раз больше сиаловой кислоты и в 2 раза больше фосфора, чем β-HDL. Вследствие этого α-HDL обладает более высокой кислотностью, чем β-HDL. За исключением этих различий HDL обоих типов имеют сходные химические составы. HDL имеет молекулярную массу приблизительно 400 кДа, диаметр около 7-20 нм и плотность приблизительно 1,12 г/мл. В отличие от LDL, HDL не обладает сферической структурой, но его псевдомолекулярная структура напоминает структуру глобулярных белков. Фосфолипиды вносят вклад в стабилизацию структуры HDL в воде.

Термин «липопротеин низкой плотности» (LDL) для целей настоящего изобретения относится к глобулярному комплексу, являющемуся главным компонентом яичного желтка птиц, при этом указанный глобулярный комплекс имеет диаметр 17-60 нм и плотность около 0,982 г/мл. LDL содержит внутреннее ядро, преимущественно состоящее из триглицеридов и эфиров холестерина, и поверхностный слой, который, главным образом, состоит из фосфолипидов, холестерина и апопротеинов. Апопротеины представляют 11-17 мас.% LDL, липидные компоненты - 83-89 мас.%. Эти липиды на около 69% составлены фосфолипидами, на 26% - триглицеридами и на 5% - холестерином. LDL состоят из двух подгрупп: LDL₁ (10*10⁶ Да) и LDL₂ (3*10⁶ Да). LDL₁ представляют 20% всех LDL и содержит вдвое большее количество белков по сравнению с LDL₂. Химические составы LDL обоих типов сходны. Белки LDL состоят из 6 апопротеинов. Доля главного апопротеина (130 кДа) составляет более 70% всех апопротеинов. Второй апопротеин представляет около 20% апопротеинов, а его молекулярная масса равняется 15 кДа. Их изоэлектрическая точка находится в диапазоне от 6,5 до 7,3. Апопротеины LDL содержат около 40% гидрофобных аминокислот и представлены структурой в виде случайной спирали или бета-складчатой конформацией. Соответственно, они являются высоко гидрофобными и гибкими молекулами. Апопротеины LDL являются гликозилированными по аспарагиновым остаткам и содержат 1,3% гексозы, 0,67% гексозамина и 0,38% сиаловой кислоты.

Термин «съедобный» для целей настоящего изобретения означает, что эмульсия может приниматься внутрь и употребляться в разумных количествах безо всякого токсического или другого выраженного отрицательного эффекта на здоровье. Поэтому подразумевается, что кислая эмульсия настоящего изобретения предпочтительно не содержит никаких непищевых добавок.

Как здесь пояснялось ранее, изобретение исходит из признания того, что белки содержащихся в желтке цельного яйца гранул особенно эффективны для стабилизации водно-масляных эмульсий с непрерывной водной фазой. В желтке цельного куриного яйца массовое соотношение гранулированных белков (HDL и фосвитин) к белкам плазмы (LDL и ливетин) обычно составляет около 1:4. Таким образом, настоящие эмульсии отличаются тем, что применяемые белки яичного желтка содержат по существу повышенные уровни содержания белков гранул. Согласно особенно предпочтительному воплощению, массовое соотношение содержания в эмульсии белков гранул яичного желтка к белкам плазмы яичного желтка превышает 2:1, более предпочтительно 4:1 и наиболее предпочтительно 9:1.

Преимущества настоящего изобретения особенно ярко проявляются в эмульсиях, содержащих от 30 до 90 мас.% масляной фазы и от 10 до 70 мас.% водной фазы. Еще более предпочтительно эмульсия содержит от 40 до 70 мас.% масляной фазы и от 30 до 60 мас.% водной фазы. Типичным представителем эмульсий последнего типа является обезжиренный майонез.

Содержащаяся в настоящей эмульсии масляная фаза может подходящим образом содержать различные липидные ингредиенты, такие как триглицериды, диглицериды, моноглицериды, фосфолипиды, а также жироподобные вещества, такие как полиэфиры сахарозы. Предпочтительно триглицериды представляют по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95 мас.% масляной фазы. Компоненты масляной фазы при комнатной температуре могут быть жидкостью или же в условиях окружающей среды они могут иметь кристаллическую форму. При 20°C масляная фаза настоящего изобретения предпочтительно содержит менее 20 мас.%, более предпочтительно менее 10 мас.% твердого жира. Наиболее предпочтительно при вышеупомянутой температуре масляная фаза вообще не содержит твердого жира.

Особенно предпочтительная кислая эмульсия включает майонез, дрессинги и пикантные соусы. Наиболее предпочтительно кислая эмульсия является майонезом. Здесь термин «майонез» также охватывает продукты, которые в строгом смысле этого слова майонезом не являются (например, вследствие того, что они не отвечают стандартизованному определению майонеза), но которые при этом демонстрируют свойства, являющиеся типичными для майонеза, особенно пригодность для зачерпывания ложкой и проявляемое в полости рта смазывающее (обволакивающее) действие.

Эмульсии согласно настоящему изобретению могут содержать дисперсную или непрерывную масляную фазу. Предпочтительно масляная фаза является дисперсной фазой, при этом настоящая эмульсия является эмульсией типа масло в воде или эмульсией типа вода-масло-вода.

Характерным образом настоящая кислая эмульсия содержит дисперсную масляную фазу, имеющую средний диаметр (d_3,2) в пределах 0,5-200 мкм. Как здесь пояснялось ранее, настоящее изобретение делает возможным приготовление устойчивой кислой эмульсии без необходимости в уменьшении размера капелек масла до очень низких величин, например, ниже 1 мкм. В то же самое время предпочтительно, чтобы размер капелек масла был настолько мал, чтобы препятствовать проявлению значительной коалесценции. Исходя из этого, согласно одному предпочтительному воплощению, эмульсия содержит дисперсную масляную фазу, имеющую средний диаметр (d_3,2) в диапазоне 1-50 мкм, более предпочтительно в диапазоне 2-20 мкм. Измерение гранулометрического распределения подходящим образом осуществляется с помощью установки, основывающейся на использовании метода лазерной дифракции (Mastersizer 2000). Образцы готовятся разбавлением 1 мл образца с 9 мл 1% раствора додецилсульфата натрия (SDS) (1:10) для дефлокуляции капелек масла.

Перед проведением измерений образец перемешивается в течение приблизительно 30 секунд и оставляется на 1 час. Измерения проводятся непосредственно после обработки. Величина среднего диаметра капли по Заутеру d_3,2 вычисляется следующим образом:

Особенно хорошие результаты были достигнуты авторами изобретения при использовании в качестве белков гранул яичного желтка фракции гранул яичного желтка, содержащей HDL и фосвитин в массовом соотношении, превышающем 1:1. Наиболее предпочтительно настоящая эмульсия содержит HDL и фосвитин в массовом соотношении в пределах диапазона от 2:1 до 30:1.

В зависимости от природы эмульсии количество белков гранул яичного желтка, необходимое для обеспечения достаточной стабилизации, может варьироваться в широких пределах. Предпочтительно настоящая эмульсия содержит из расчета по отношению к массе водной фазы 0,5-15%, наиболее предпочтительно 1-10% белков гранул яичного желтка. Как здесь указывалось ранее, предполагается, что белки плазмы яичного желтка неблагоприятно влияют на стабилизирующие свойства белков гранул. Вследствие этого, согласно одному предпочтительному воплощению, эмульсия содержит менее 3%, более предпочтительно менее 1% и наиболее предпочтительно менее 0,5% белков плазмы яичного желтка из расчета по отношению к массе водной фазы.

С другой стороны, для получения оптимальной текстуры и твердости эмульсии изобретения (в выражении показателя по Стивенсу и по вкусовому впечатлению) указанная эмульсия содержит по меньшей мере 0,05 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 0,1 мас.% водной фазы одного или нескольких белков плазмы яичного желтка, выбранных из липопротеина низкой плотности (LDL) и ливетина.

Преимущества настоящего изобретения становятся особенно очевидными в эмульсиях с pH в диапазоне 2,2-4,8, особенно в пределах диапазона 2,5-4,5. Низкая величина pH не только говорит о том, что эмульсия имеет кислый вкус, но также помогает предотвращать бактериальную порчу. Согласно одному предпочтительному воплощению, настоящая эмульсия является не содержащей консервантов (подкисляющие средства консервантами не считаются).

Стабилизирующее действие белков гранул яичного желтка особенно заметно проявляется в кислых эмульсиях, водная фаза которых содержит не более ограниченного количества растворенных солей. Соответственно, в одном предпочтительном воплощении ионная сила водной фазы настоящей эмульсии не превышает ионную силу водного раствора с 5 мас.% NaCl, более предпочтительно она не превышает ионную силу водного раствора NaCl концентрацией 2 мас.%.

Важное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что стабилизирующее действие белков гранул яичного желтка отражается в увеличении плотности эмульсии. Плотность эмульсии может быть оценена определением так называемого показателя по Стивенсу. Как правило, настоящая эмульсия имеет показатель Стивенса, превышающий 20 г, более предпочтительно - более 50 г. Обычно показатель Стивенса эмульсии не превышает 400 г. Выраженная в граммах плотность по Стивенсу определялась при 20°C на стандартной майонезной сетке с помощью анализатора текстуры Стивенса LFRA (производства Stevens Advanced Weighing Systems, Великобритания) с максимальной нагрузкой/диапазоном измерений в 1000 граммов и посредством проведения испытания на глубину проникания 20 мм при скорости проникновения 1 мм/с. Майонезная сетка имеет квадратные отверстия приблизительно 3×3 мм, изготовлена из проволоки толщиной приблизительно 1 мм и имеет форму, приведенную на чертеже.

Кислая эмульсия настоящего изобретения помимо масла, воды и белка яичного желтка может подходящим образом содержать ряд других ингредиентов, таких как пищевые кислоты, вкусоароматические вещества и красители. Эмульсия может также содержать и другие пищевые добавки, такие как ЭДТА. Примеры вкусоароматических веществ, которые могут предпочтительно вводиться в настоящую эмульсию, включают сахарозу, горчицу, зелень, специи, лимон и их смеси. Согласно особенно предпочтительному воплощению, эмульсия содержит по меньшей мере одно из сахарозы и горчицы.

Согласно особенно предпочтительному воплощению, настоящая эмульсия подкисляется одной или несколькими пищевыми кислотами, выбранными из группы, состоящей из уксусной кислоты, яблочной кислоты, молочной кислоты и лимонной кислоты. Наиболее предпочтительно эмульсия подкисляется уксусной кислотой и/или лимонной кислотой.

Кислая эмульсия согласно изобретению предпочтительно является по существу не содержащей искусственных стабилизаторов, выбираемых из камедей, модифицированных и немодифицированных крахмалов. Камеди включают геллан, ксантан, галактоманнан (например, гуаровую камедь и камедь бобов рожкового дерева), альгинат, каррагинан, конжак маннан, микрокристаллическую целлюлозу, желатин, агар-агар, аравийскую камедь, курдлан, хитозан и их смеси. «По существу не содержащий» в этом отношении означает содержащий менее 1 мас.%, предпочтительно менее 0,5 мас.%, более предпочтительно менее 0,1 мас.% и наиболее предпочтительно менее 0,01 мас.%.

Другой объект изобретения относится к способу производства описанной здесь ранее эмульсии, в котором вода, масло и белки гранул яичного желтка смешиваются и гомогенизируются, вслед за чем выполняется подкисление и, возможно, еще один этап гомогенизации. Более конкретно этот объект изобретения относится к способу, содержащему последовательные этапы:

- объединения воды, масла, белков гранул яичного желтка и, возможно, других компонентов пищевого продукта;

- гомогенизации объединенных ингредиентов для получения эмульсии из масла и воды с непрерывной водной фазой, предпочтительно эмульсии типа масло в воде; и

- добавления подкисляющего средства для снижения pH эмульсии, по меньшей мере, на одно деление шкалы.

Для осуществления гомогенизации эмульсии могут применяться любые известные специалисту в данной области устройства.

Предпочтительные устройства включают коллоидные мельницы (например, производства Ross), гомогенизаторы высокого давления и встроенные гомогенизаторы (например, производства Maelstrom IPM).

Настоящая эмульсия для увеличения продолжительности хранения может быть подходящим образом подвергнута тепловой обработке. Могут использоваться любые известные в данной области способы тепловой обработки, такие как пастеризация, стерилизация, сверхвысокое давление и их комбинации.

Далее изобретение иллюстрируется с помощью нижеследующих примеров.

Примеры

Пример 1

Три продукта, представляющих собой майонез с низким содержанием жиров, были получены на основе следующих рецептур:

Гранулы яичного желтка и плазма яичного желтка были выделены из того же неденатурированного куриного яичного желтка, который использовался в приготовлении одного из продуктов в виде майонеза. Яичный желток был получен согласно следующей методике:

- разбиваются свежие яйца,

- яичный желток катается по ткани до полного удаления всего яичного белка,

- мембрана яичного желтка прокалывается стеклянной пипеткой, чтобы выпустить яичный желток из «оболочки»,

- высвобожденный яичный желток собирается в лабораторный стакан.

Плазма и фракция гранул отделялись от полученного таким образом цельного желтка разведением желтка с равным количеством водного раствора NaCl (0,17М NaCl), сопровождаемым легким перемешиванием в течение одного часа. Затем суспензия яичного желтка центрифугировалась в течение 30 минут при 10°C и 8000 g. После аккуратного декантирования супернатанта супернатант еще раз центрифугировался при тех же условиях. Полученные таким образом осадки смешивались и четырежды промывались (по одному часу при перемешивании) раствором NaCl, каждый этап промывки сопровождался центрифугированием при вышеуказанных условиях. Полученные после центрифугирования объединенные осадки представляют фракцию гранул, а объединенный супернатант - фракцию плазмы.

Были приготовлены продукты в виде майонеза диспергированием в воде всех сухих ингредиентов, компонента яичного желтка и яичного белка, прибавлением масла и перемешиванием при умеренных сдвиговых усилиях для получения эмульсии. Проверялся показатель pH, и на данном этапе добавлялось надлежащее количество кислоты (уксус и концентрат лимонного сока). Затем эмульсия гомогенизировалась с помощью коллоидной мельницы (Prestomill™) на 6000 об/мин и величине зазора 0,25 (25°). Полученные после гомогенизации эмульсии помещались в стеклянные банки и хранились при температуре окружающей среды.

После нескольких дней хранения в условиях окружающей среды была проведена оценка качества этих продуктов в виде майонеза. Результаты оценки следующие:

Вышеописанные результаты были также получены, если вместо желтка свежего яйца в качестве исходного материала использовали предлагаемый в продаже пастеризованный куриный яичный желток.

Пример 2

На основе следующих рецептур и используя те же ингредиенты желтка, как и в Примере 1, были получены пять продуктов, представляющих собой майонез с низким содержанием жира:

Продукты в виде майонеза готовились таким же способом, как и в Примере 1, за исключением того, что на этот раз эмульсии гомогенизировались в гомогенизаторе высокого давления (Panda 2K, модель NS1001L производства Niro Soavi [максимальное давление 150 МПа, номинальный расход 10 л/час, внутренний объем камеры 12 см³, динамический напор - код 190015]) при 200 бар.

Также спустя несколько дней хранения в условиях окружающей среды была проведена оценка качества этих продуктов в виде майонеза. Результаты оценки следующие: