ВСПУЧЕННЫЙ ПИЩЕВОЙ КРАХМАЛЬНЫЙ ПРОДУКТ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭТОГО

Настоящее изобретение относится главным образом к усовершенствованным вспученным или "воздушным" пищевым крахмальным продуктам, приготовленным из зерен злаков или других источников пищевого крахмала, в различных формах, а также к способам их изготовления. В частности, настоящее изобретение относится к зернопродуктам, приготовленным из воздушного риса, с улучшенными рассыпчатостью, внешним видом и физической текстурой, а также к способам изготовления таких сухих зернопродуктов и к устройству для их изготовления.

Уже длительное время закуски являются основным домашним продуктом во всем мире, их используют в качестве угощения, а также диетических добавок. Однако не так давно появилась тенденция замены шоколада, конфет, мороженого и других природных и искусственно подслащенных кондитерских изделий, а также картофельных чипсов, посыпанных солью крендельков, кукурузных чипсов и т.п. более полезными для здоровья продуктами. Слова "низкое содержание жира", "обезжирено" и "легкий" стали ключевыми в девяностые годы. Отмечается устойчивая тенденция повышения спроса на вспученные или воздушные зернопродукты, приготовленные, в частности, из кукурузы и риса.

Большой успех получили изделия в виде лепешек из воздушной кукурузы и риса. Несмотря на то что эти изделия были более-менее рассыпчатыми, их текстура была неприятной обычно в сердцевине, приводящей к тому, что продукт прилипал к зубам. Эти изделия имели форму хоккейной шайбы (однородной во всех трех направлениях) и не имели визуальной привлекательности, присущей обычным закусочным изделиям. Размер таких закусочных лепешек также является относительно большим (приблизительно 3-4 дюйма (75-100 мм) для дискообразной лепешки). Такой размер одной порции может приводить к значительным отходам для некоторых потребителей, особенно детей. Для решения проблемы отходов стали изготавливать "минилепешку" или уменьшенный вариант первоначальной лепешки (приблизительно одно-двухдюймовая (25-50 мм) дискообразная лепешка или крекер). Однако при этом остались проблемы, связанные с внешним видом и текстурой.

Примеры способов изготовления традиционных изделий в виде зернистых лепешек изложены в патенте США №4888180. Формирующие такие лепешки устройства наиболее часто используют рис в качестве зерна, поскольку рис способен относительно легко расширяться в стабильную лепешку. Статистические исследования показывают, что доступность и универсальность риса делают его привлекательным не только для производства, но и для потребителя. Годовые урожаи риса в начале 1990 годов превысили 510 млн. т при увеличении среднего урожая в период 1979-81 гг. на 30%. Зерновой рис широко используется для питания людей, составляя основную часть источника пищи почти для половины человечества. Ведущими производителями риса являются Китай, в котором урожай риса в начале 90-х годов составил 30%, и Индия - 22% мирового урожая.

В США средний урожай приблизился к 7 млн. т, причем Арканзас, Калифорния, Луизиана и Техас были ведущими штатами по производству риса.

Способы вспучивания риса и вообще способы расширения зерновых продуктов хорошо известны из уровня техники. Эти способы главным образом основаны на влажности вспучиваемого зерна. Содержание влаги в зерне можно изменять различными способами, такими как сушка, тепловая обработка, пропаривание и кондиционирование. Примеры попыток усовершенствования способов обработки представлены в патентах США №№4281593 (Гевэрт), 4328741 (Йошикаши) и 4667588 (Хайа-ши).

На практике в основании используют три способа расширения или вспучивания зерен: (1) нагревание зерновых ядер, пока они не станут способными расширяться (т.е. до тех пор, пока крахмал не станет аморфным или текучим), и в этот момент дальнейший нагрев обеспечивает испарение влаги (а также выделение других газов, содержащихся в зерне в малых количествах), что вызывает расширение аморфного крахмала (с образованием пузырьков); (2) нагревание ядер зерен до текучего состояния при атмосферном давлении, а затем резкое снижение давления (частичный вакуум), снова обеспечивающее испарение и удаление газов, а также расширение (образование пузырьков) аморфного крахмала; (3) нагревание ядер зерен до текучего состояния в камере, в которой допускается или создается повышение давления, а затем резкое снижение давления до атмосферного, что вызывает испарение и удаление газов и снова обеспечивает расширение (образование пузырьков) аморфного крахмала.

Последний способ наиболее часто используют для изготовления рисовых лепешек как большого, так и "мини" размера. Его осуществляют на оборудовании, которое обычно называют "рисовспучивающими машинами". В этих машинах имеется камера, образованная нагреваемыми стенками. Подготовленное зерно помещают в камеру, после чего ее герметизируют. Пищевой крахмал нагревается при контактировании со стенками камеры. Количество пищевого крахмала, т.е. масса зерновых ядер, загруженных в камеру, относительно объема камеры, а также степень его расширения заставляют вспученный продукт в основном соответствовать форме камеры во всех трех измерениях.

Одна из проблем, связанных с известными способами расширения риса, состоит в том, что заполнение всего объема расширительной камеры при последующем расширении может ограничить размер пузырьков, или ограничить полное расширение массы крахмала, или может привести и к тому, и к другому. Этим можно объяснить то, что получается не полностью "хрустящий" продукт, а полученное рисовое пирожное прилипает к зубам. Конечно, от этого также зависит и форма продукта в виде хоккейной шайбы, которая считается желательной.

Другая проблема, которая возникает при использовании рисовспучивающего оборудования, состоит в том, чтобы обеспечить баланс между временем, достаточным для создания хороших условий для полного расширения пищевого крахмала, и минимальным по времени пребыванием продукта в камере, чтобы достичь высокой производительности. В настоящее время этот баланс позволяет производить обычные рисовые лепешки, рассмотренные выше.

Как известно, на степень и легкость расширения влияет множество факторов, таких как тип зерна, тип предварительной обработки (например, размол), состояние зерна (например, содержание влаги), а также тип крахмала, содержащегося в зерне. Другая технология расширения пищевого крахмала состоит в том, чтобы расширять крахмал, превращенный в муку, и экструдировать его в куски дискретных размеров и формы. Такие экструдированные куски охлаждают и высушивают до состояния с желаемым содержанием влаги и твердостью, приемлемого для манипулирования и хранения. До настоящего времени такое вспучивание было ограничено вспучиванием в печи или жаркой во фритюре. Однако полученные продукты оказываются относительно однородными по всему куску изделия и дают во рту ощущение монолитной текстуры. То же можно сказать относительно продуктов, полученных по более привычному способу экструзионного вспучивания.

Автору не известно, чтобы когда-нибудь пытались использовать для получения продукта типа лепешка гранулированное сырье. Кроме того, представляется, что до настоящего изобретения никогда не рассматривалось использование гранулированного сырья в рисовспучивающей машине или в соответствующем способе.

В целом, несмотря на усовершенствования в области производства вспученных закусок из пищевых крахмалов, в частности из зернового риса, недостаточно внимания было уделено улучшению внешнего вида и физической текстуры (например, рассыпчатости) продукта. Настоящее изобретение устраняет указанные недостатки, и не только устраняет обсуждавшиеся выше проблемы, но и обеспечивает другие преимущества, которые будут понятны специалисту после прочтения описания изобретения и его формулы.

Настоящее изобретение обеспечивает вспученные закуски на основе пищевого крахмала, имеющие улучшенную рассыпчатую текстуру и более эстетичный вид, а также способы их изготовления.

В общем, к этим продуктам относятся закуски типа чипсов, лепешек, крекеров и т.п., приготовленные из пищевого крахмала. Предпочтительно, крахмальный материал обеспечивают в основном в виде отдельных ядер или гранул из зерна злаков, таких как рис, кукуруза, пшеница, рожь, овес, просо, сорго, ячмень, гречиха или их смеси. Многие другие пищевые крахмалы также можно использовать в качестве компонента смеси или в качестве основного источника крахмального материала, например картофельный крахмал. Пищевой крахмал вспучивается (расширяется) таким образом, что получается продукт типа закуски с хорошей рассыпчатостью, легкий и с уникальной текстурой, приятной на вкус и на вид.

В соответствии с одним из объектов изобретения, вспученный закусочный продукт содержит корпус из вспученного крахмала, имеющий, по существу, правильную форму по периметру, а также противоположные верхнюю и нижнюю поверхности. По меньшей мере, одна из верхней и нижней поверхностей имеет волнистый профиль, который выглядит так, как будто отдельные ядра зерен соединены между собой. Предпочтительно, чтобы по существу волнистая поверхность крахмального корпуса имела возвышения и впадины, отмечаемые по повышению и понижению поверхности вдоль параллельной плоскости.

В предпочтительном варианте вспученный закусочный продукт содержит в основном рисовый крахмал, но он может дополнительно включать вспученный кукурузный крахмал, вспученный пшеничный крахмал, вспученный картофельный крахмал и т.п.

В других, в настоящее время предпочтительных вариантах вспученный продукт может в основном содержать, или в нем может преобладать вспученный кукурузный крахмал, вспученный пшеничный крахмал или вспученный картофельный крахмал с комбинациями других возможных видов зерна. В настоящее время предпочтительной формой периметра пищевого продукта является круглая форма, т.е. закругленная в двух измерениях лепешка. Как вариант, может быть предпочтительна другая форма периметра: треугольная, квадратная, прямоугольная или любая другая геометрическая или причудливая форма, которая может привлекать потребителя или обеспечить преимущества, связанные с производством, манипулированием или упаковкой.

Согласно другому объекту изобретения, продукт типа лепешки образован из некоторого количества пищевого крахмала в виде множества отдельных целых ядер зерна, вспученных вместе. По меньшей мере, часть этих целых ядер может быть ядрами риса, ядрами пшеницы или их смеси и может дополнительно включать кукурузную крупу.

В соответствии с другим объектом изобретения, корпус закусочного продукта образуется из массы пищевого крахмального материала из множества отдельных гранул (образованных из крахмальной муки), вспученных все вместе. Такие гранулы предпочтительно изготавливают из рисовой муки, пшеничной муки, кукурузной муки, картофельной муки и т.п., причем дополнительно они могут включать кукурузную крупу. В расширительной камере должно быть обеспечено достаточное количество гранул (и кукурузной крупы, если требуется), способных становиться аморфными, так чтобы все гранулы и частицы крупы контактировали, по меньшей мере, с одной другой гранулой или частицей крупы после того, как они станут аморфными.

В соответствии с другим объектом изобретения, расширительная камера имеет внутренние поверхности и определенный объем. Массу пищевого крахмального материала помещают в расширительную камеру. Вызывают объемное расширение массы пищевого крахмального материала. Расширяющийся материал сдерживают в его расширении, по меньшей мере, в первом измерении, допуская при этом расширение массы, по меньшей мере, во втором измерении.

Стадия сдерживания расширения может дополнительно включать также сдерживание расширения массы в третьем измерении. Это сдерживание может обеспечить определение общей формы конечного продукта в первом измерении или как в первом, так и в третьем измерениях. Определенная форма может быть обеспечена, в одном конкретном варианте, сдерживанием расширения с помощью определенных внутренних поверхностей расширительной камеры. Предпочтительно, для закусочного продукта в виде лепешки, раскрытого ниже в примере, не сдерживаемым вторым измерением является высота.

Другой способ по изобретению предусматривает предварительное определение количества массы пищевого крахмала для помещения в камеру. Это предварительное определение должно обеспечить достаточное количество целых ядер (или кукурузной крупы, если требуется), способных становиться аморфными, так, чтобы все ядра и частицы крупы касались, по меньшей мере, одного другого ядра или частицы крупы после того, как они станут аморфными.

Если используют гранулы, то данный способ может дополнительно включать формирование гранул, по существу, до размера ядра зерна, выбранного из группы, включающей рис, пшеницу, ячмень, овес, рожь и кукурузу.

В соответствии с другим объектом данного изобретения, для вспучивания пищевого крахмального материала, способного становиться аморфным, в соответствующий вспученный продукт, этот пищевой крахмальный материал сначала размалывают, а затем предварительно желатинируют в экструдере при давлении и температуре. Затем пищевой крахмал экструдируют и режут на гранулы. Гранулированный пищевой крахмал помещают в расширительную камеру, повышенные давление и температура в которой заставляют гранулированный пищевой крахмал становиться аморфным. Путем быстрого снижения давления в камере аморфные гранулы пищевого крахмала расширяются.

Гранулы могут обеспечить превосходное расширение (по крайней мере с учетом используемого на производстве промежутка времени и температурного цикла) всех ядер. По нашему мнению, преимущества заключаются в том, что: (1) гранулы являются предварительно желатинированными и могут обеспечить поступление большего количества тепловой энергии (в данном временном цикле или при данной величине тепловой энергии) для испарения воды и образования пузырьков (в противоположность обеспечиванию энергии на большее изменение кристаллической фазы) по сравнению с зерновым ядром; (2) гранулированный рис был предварительно размолот, следовательно, механические и физические границы клеточной структуры уже разрушены, что приводит к более равномерному расширению при меньшей (тепловой) энергии, требуемой для разрушения клеточной структуры; и (3) однородная структура гранулы характеризуется более равномерным распределением как крахмала, так и влаги, что улучшает рассыпчатость и расширяемость.

В соответствии с другим объектом изобретения, экструдированные крахмальные гранулы можно охлаждать при достаточно управляемых параметрах (т.е. медленно), уменьшая напряжение в гранулах (т.е. "отпуская" гранулы). Это должно снизить энергозатраты на возможный отпуск продукта в расширительной камере. Также медленная сушка должна увеличить устойчивость продукта при дальнейшем манипулировании без растрескивания. Экструдированные гранулы должны быть высушены в достаточной степени, чтобы увеличить их срок хранения на полке и при этом предотвратить их слипание друг с другом.

Возможно также, чтобы уже желатинированные гранулы охлаждались таким образом, чтобы уменьшить рекристаллизацию крахмала. Это также может способствовать при вспучивании тому, чтобы при фиксированном количестве энергии на входе она не терялась при отпуске в расширительной камере. Однако такое охлаждение может не соответствовать медленному охлаждению для уменьшения напряжений. Хотя один вариант охлаждения можно менять на другой, в настоящее время снижение напряжений выглядит более предпочтительной целью.

Еще один объект изобретения обеспечивает способ приготовления вспученного продукта, содержащего пищевой крахмал, путем вспучивания предшественника так, что он расширяется и образует указанный продукт, причем вспучивание предусматривает, что предшественнику позволяют свободно расширяться в первом измерении, в то время как его расширение во втором измерении сдерживают. Процесс расширения может также предусматривать сдерживание расширения предшественника во втором и третьем измерениях.

В примере, описывающем осуществление настоящего изобретения, предшественник подвергают воздействию повышенных температуры и давления. Затем давление снижают так, чтобы вспучить предшественник, и расширяющемуся предшественнику позволяют свободно расширяться в первом измерении, при этом сдерживая его расширение во втором и, возможно, также в третьем измерениях. Конкретные значения повышенных температуры и давления в данном варианте выполнения изобретения не являются фиксированными, но они таковы, чтобы при снижении давления происходило вспучивание предшественника, т.е. вспучивание вызывают изменением давления. Также можно вызвать вспучивание изменением давления от атмосферного до давления ниже атмосферного.

Кроме того, изобретение обеспечивает устройство, пригодное для изготовления вспученного крахмалосодержащего пищевого продукта по изобретению, причем такое устройство содержит расширительную камеру для вспучивания предшественника с образованием продукта, средство нагревания расширительной камеры, а также управляющее средство, выполненное для снижения давления, в расширительной камере так, чтобы предшественник мог расширяться в первом измерении и сдерживался во втором измерении. Например, если расширительная камера управляется компьютером, то управляющее средство может также включать программное обеспечение для осуществления последовательности таких операций: нагревание камеры для нагревания предшественника, повышение давления в расширительной камере, отдельно или одновременно, или в результате нагревания, а также снижение давления для вспучивания предшественника и формирования продукта, как описано.

Типичное устройство, которое работает таким образом, содержит расширительную камеру, содержащую верхнюю стенку, нижнюю стенку и боковые стенки. Верхняя и нижняя стенки подвижны относительно друг друга, а измерение, в котором может расширяться предшественник, так называемое первое измерение, является высотой, т.е. обычно направлено вверх от нижней стенки. Управляющее средство, связанное с данным устройством, обеспечивает перемещение верхней и нижней стенок друг от друга так, что вспучиваемый предшественник может расширяться свободно в этом первом измерении, причем расширение предшественника сдерживается во втором измерении боковыми стенками расширительной камеры. В частности, расширение предшественника можно сдерживать во втором и третьем измерениях боковыми стенками расширительной камеры.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

фиг.1 - вид сбоку с вырывом расширительной машины, используемой в настоящем изобретении, в полностью открытом положении,

фиг.2 - аналогичный вид расширительной машины по фиг.1, показывающий, как пищевой крахмал размещается в паре камер,

фиг.3 - аналогичный вид расширительной машины по фиг.1, показывающий герметизированные камеры,

фиг.4 - аналогичный вид расширительной машины по фиг.1 непосредственно после разгерметизации камер,

фиг.5 - аналогичный вид расширительной машины по фиг.1, показывающий верхнюю форму полностью втянутой,

фиг.6 - аналогичный вид расширительной машины по фиг.1, показывающий удаление конечного продукта из формы,

фиг.7 - вид сверху подающей плиты по настоящему изобретению,

фиг.8 - вид в перспективе вспученного крахмального продукта, изготовленного в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения,

фиг.9 - вид сверху вспученного крахмального продукта по фиг.8,

фиг.10 - вид снизу вспученного крахмального продукта по фиг.8,

фиг.11 - первый вид сбоку вспученного крахмального продукта по фиг.8,

фиг.12 - второй вид сбоку вспученного крахмального продукта по фиг.8,

фиг.13 - третий вид сбоку вспученного крахмального продукта по фиг.8,

фиг.14 - четвертый вид сбоку вспученного крахмального продукта по фиг.8,

фиг.15 - вид в перспективе другого вспученного крахмального продукта, изготовленного в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения,

фиг.16 - вид в перспективе другого вспученного крахмального продукта, изготовленного в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения,

фиг.17 - вид в перспективе другого вспученного крахмального продукта, изготовленного в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения,

фиг.18 - блок-схема варианта выполнения способа по изобретению для производства вспученного пищевого крахмального продукта,

фиг.19 - блок-схема другого варианта выполнения способа по изобретению для производства вспученного пищевого крахмального продукта, использующего пищевой крахмал в гранулах, и

фиг.20 - блок-схема, в общих чертах показывающая работу расширительной машины.

Поскольку изобретение может быть выполнено во многих разных формах, данное описание подробно раскрывает предпочтительные варианты изобретения, при этом следует понимать, что данное описание следует рассматривать только как пример осуществления принципов изобретения, и оно не предназначено для ограничения объема изобретения этими вариантами.

Продукт

Расширенные или вспученные пищевые крахмальные продукты по изобретению обладают рядом преимуществ по сравнению с известными воздушными лепешками или крекерами, изготовленными из пищевого крахмала. Мы полагаем, что эти продукты по изобретению легче, они более рассыпчатые и имеют более привлекательный вид и вкус. В некоторых случаях продукты по изобретению имеют более естественный необработанный вид, как это показано на фиг.8-17.

Однако волнистый натуральный внешний вид обеспечивает функциональные преимущества по сравнению с известными изделиями. Волнистая поверхность позволяет легче подхватывать или вычерпывать изделия, как это похоже на картофельные чипсы или кукурузные чипсы, по сравнению с лепешками с формой хоккейной шайбы. Вдобавок к этому во время изготовления настоящий продукт может быть облит вкусовым или ароматизирующим веществом, включая такие вкусовые вещества, как барбекю, сметана, сыр, лук с чесноком и множество других. Высокотекстурированная поверхность обеспечивает длительное удерживание гранулированных или кристаллических ароматизирующих или вкусовых покрытий. Вдобавок, поскольку площади верхней и нижней поверхностей каждого изделия больше площадей стандартных плоских поверхностей известных пирожных, то на них можно нанести больше вкусовых веществ. Большее количество вкусовых веществ может улучшить общий вкус продукта, уже получившего коммерческий успех.

Продукты по изобретению могут по форме напоминать ломтики с холодной закуской, лепешку или крекер. Они могут быть изготовлены из отдельных ядер в соответствии с определенными аспектами изобретения, а также из отдельных гранул из экструдированного пищевого крахмала в соответствии с другими аспектами данного изобретения. Описанные здесь лепешки изготовлены из зерновых злаков, таких как рис, кукуруза, пшеница, ячмень, овес, просо, сорго, рожь, гречиха или из их смесей. Определенное количество зерна вспучивают (расширяют) таким образом, что образуется закусочный продукт требуемой легкости и рассыпчатости по сравнению с известными закусками из расширенного зерна.

Вспучивание является результатом мгновенного расширения водяного пара, который образуется из влаги, удерживаемой в крахмале в грануле (а также от выхода газов). Вспученная частица фиксируется в своем расширенном состоянии за счет обезвоживания в результате быстрой диффузии водяного пара из нее. Уровень влажности считается существенным фактором при вспучивании зерна. Перед вспучиванием зерно или гранула предпочтительно должны иметь влажность не менее 3% для того, чтобы получить заданную степень расширения и рассыпчатости конечного продукта. В предпочтительном варианте содержание влаги составляет приблизительно 8-18% (по весу), приблизительно 8-13% (по весу) и наиболее предпочтительно приблизительно 10-12% (по весу). Содержание влаги за пределами диапазона 8-18% может вызвать уменьшение степени расширения, с одной стороны, и сжатие уже расширенного продукта, с другой стороны.

Зерновой рис предпочтителен по многим причинам, включая его способность расширяться, относительно легко переходя в самоподдерживающийся продукт в виде лепешки. На фиг.8-14 представлены различные виды одного варианта закусочного продукта по изобретению. Вспученный закусочный продукт по изобретению содержит вспученный крахмальный корпус 10, имеющий по существу правильную форму по периметру, а также противоположные верхнюю и нижнюю поверхности 12, 14. Форма корпуса 10 по периметру - круглая. Допускаются другие формы, например треугольная, квадратная, прямоугольная и т.п., а в некоторых случаях могут быть предпочтительны причудливые формы. На фиг.15-17 показаны крахмальные продукты с различными формами поверхности.

Как показано на фиг.8-14, верхняя поверхность 12 и нижняя поверхность 14 имеют по существу волнистый профиль, каждая поверхность 12, 14 имеет внешний вид, который позволяет визуально различить отдельные зерновые ядра 16, соединенные друг с другом. По существу волнистая поверхность крахмального корпуса 10 предпочтительно имеет выступающие части 17 и впадины 18, причем поверхности 12, 14 имеют нерегулярные возвышения и понижения.

Хотя предпочтительный крахмальный корпус 10 содержит в первую очередь рис, он также может содержать кукурузу, пшеницу, картофель, овес, рожь, ячмень, гречиху, сочетания их или других зерен в качестве соответствующих источников расширяющегося пищевого крахмала. Далее термины "материал" или "материалы" используются для описания доставляющих крахмал материалов, включая хлебное зерно, семена, клубни и т.п., которые применяются в настоящем способе для выработки пищевого крахмала для крахмальных корпусов, таких как корпус 10, или для выработки массы пищевого крахмального продукта, помещаемого в расширительную камеру. Если требуется, то эти материалы могут поставляться в виде муки, или целых ядер, или в виде гранул. Смеси материалов в виде муки, или смеси целых ядер, или смеси гранул также могут использоваться в соответствии с настоящим изобретением с получением при этом меняющихся результатов.

В отношении муки и целых ядер одиночные материалы или смеси материалов можно использовать для создания соответствующей расширяющейся композиции пищевого крахмала. Поскольку рис является предпочтительным источником пищевого крахмала в представленном варианте корпуса 10, понятно, что он будет преобладающим материалом, используемым в смесях для многих описываемых способов. Преимущественно смесь рисовой муки может содержать рисовую муку в количестве приблизительно 51-100 вес.%. Аналогично, смесь кукурузной муки будет содержать ее в количестве, например, по меньшей мере, 51 вес.%. Остальная часть до 49 вес.% может быть составлена из одного или более других мучных материалов. Это равным образом справедливо для смеси из преобладающего рисового зерна или из преобладающей кукурузной крупы (т.е. дробленого зерна кукурузы). Следует отметить, что содержание влаги в соответствующих крахмальных композициях подсчитывается в весовых процентах.

Гранулы допускают более широкую вариацию по сравнению как с мукой, так и с целыми зерновыми ядрами. Сами гранулы могут быть изготовлены из смеси материалов в форме муки, а вся композиция может включать гранулы различных типов. Например, гранулы "А" могут быть сформированы из смеси, содержащей 75 вес.% рисовой муки и 25 вес.% кукурузной муки, а гранулы "В" могут быть сформированы из смеси, содержащей 60 вес.% рисовой муки и 40 вес.% картофельной муки. По первому рецепту может быть 50 вес.% гранул "А" и 50 вес.% гранул "В", а по второму рецепту может быть 90 вес.% гранул "А" и только 10 вес.% гранул "В". Практически может быть бесконечное количество вариантов.

Из трех приведенных форм материалов гранулы являются предпочтительными в соответствии с отдельным объектом изобретения. Гранулы обеспечивают превосходные свойства текстуры (например, рассыпчатость, внешний профиль и т.п.), с их помощью можно производить высококачественный вспученный продукт, при этом обеспечивается более точный контроль содержания влаги. Хотя рис является предпочтительным материалом для гранулированной формы по настоящему изобретению, в других вариантах для производства вспученного закусочного продукта могут быть использованы, в первую очередь, кукурузный, пшеничный или вспученный картофельный крахмал в сочетании, а также другие виды зерна (или виды крахмалов, полученных не из зерна).

Часть того, что дает настоящее изобретение, заключается в уникальном профиле поверхности, который зависит от композиции пищевого крахмала. Различные материалы имеют разную расширительную способность, которая частично зависит от содержания влаги и частично от отличающихся параметров крахмала, композиции или от предварительной обработки (например, предварительного желатинирования). Путем собирания массы пищевого крахмального продукта в основном из риса (муки, целых ядер или гранул), который пересыпан, например, предпочтительно кукурузной крупой, можно получить вспученный продукт с естественной поверхностью и переменной текстурой из-за их разной расширительной способности. Следовательно, для содействия этому эффекту изобретения, по меньшей мере, часть сыпучего пищевого крахмального продукта в конкретных вариантах насыщают кукурузной крупой, которая расширяется в меньшей степени, чем рисовые гранулы или ядра.

Обращаясь снова к фиг.8-14, отметим, что независимо от материала или материалов или от используемой формы в соответствии с одним объектом изобретения, продукт имеет в основном определенную заранее форму периметра. Предпочтительно форма периметра пищевого продукта должна соответствовать запросам потребителей, а также подходить для использования в расширительной машине камерного типа. Заявитель обнаружил, что круглая форма отвечает обоим этим требованиям. Также считается, что круглая форма дает преимущества в отношении текстуры.

Для того, чтобы сформировать качественный продукт, что будет легче представить со ссылками на описанные способы, достаточное количество целых ядер или гранул (а также кукурузной крупы), которые способны становиться аморфными, должно быть подано таким образом, чтобы все целые ядра или гранулы (и частицы крупы) контактировали, по меньшей мере, с одним целым ядром или гранулой (или частицей крупы) после того, как они станут аморфными. Другими словами, масса пищевого крахмала способна расплавиться в единую текучую массу. Это значит, что количество пищевого крахмала, используемого для изготовления продукта по изобретению, является важным признаком, как обсуждается ниже.

Площадь контакта между двумя или более ядрами или гранулами после того, как они станут текучими, образует соединительную границу. Эта граница определяет область соединения ядер или гранул. Предпочтительный вспученный продукт легче всего разделяется на этих границах в противоположность разделению через расширенное ядро или гранулу. Это положительно влияет на внешний вид продукта по изобретению. Известные лепешки, изготовленные из зернового продукта, как правило, имели неразличимые или плохо различимые границы между расширенными ядрами, причем разделение проводилось вдоль визуально слабо определимых линий.

Другой отличительный признак текстуры продукта по изобретению по сравнению с известными решениями относится к толщине продукта. Предпочтительный продукт обычно является однослойным и имеет толщину приблизительно в одно зерно. Это способствует обеспечению того, чтобы контактирование отдельных ядер, гранул и частиц крупы происходило не более чем по двум измерениям (т.е. обеспечивая в основном соединение встык). Это, в свою очередь, позволяет ощутить во время еды текстуру отдельных ядер или гранул в каждом вспученном продукте. В противоположность этому, известные лепешки имеют толщину в несколько зерен, что обусловливает трехмерный контакт (т.е. соединение встык сверху и снизу). Такой трехмерный контакт исключает внешнюю привлекательность и рассыпчатость текстуры, а также не позволяет ощутить отдельные ядра или гранулы в лепешке. Это снова относится к количеству пищевого крахмала относительно величины объема расширительной камеры и площади опоры.

Способы

Во многих известных процессах некоторое количество пищевого крахмала (только в виде целых ядер) добавляют в расширительную камеру так, чтобы при расширении пищевой крахмал заполнил всю камеру. В результате получают вспученный продукт, который точно соответствует размеру и форме камеры, которая по существу имеет дисковую форму. В этом состоит существенное отличие по сравнению с настоящим изобретением.

В предпочтительном варианте способа изготовления вспученного крахмального продукта по изобретению, показанном на фиг.18, используют массу описанного выше пищевого крахмала. Раскрытый здесь способ начинается с обеспечения расширительной камеры, имеющей внутренние поверхности и объем, а затем помещают массу пищевого крахмала в расширительную камеру. В общих чертах, вызывают объемное расширение массы пищевого крахмала. Другими словами, масса вспучивается в несколько раз по сравнению с ее исходным размером.

Расширительные машины (каждая из которых имеет множество камер) хорошо известны и понятны для специалистов. Подходящая расширительная машина производится фирмой REAL FOODS PTY, LTD. ST. PETERS NSW, Новый Южный Уэльс, Австралия. Как показано на фиг.1-6, расширительная камера 20 в основном имеет отверстие 21 в кольцевой форме 22, верхнюю формующую вставку 24 (прикрепленную к верхнему основанию 25), а также нижнюю формующую вставку 26 (прикрепленную к нижнему основанию 27). Каждый из этих элементов может перемещаться по направляющим стержням 28, в то время как кольцевая форма 22 обычно зафиксирована. Вставки 24, 26 (через основания 25, 27) могут приводиться в движение гидравлически, пневматически или каким-либо другим подходящим образом. Как показано на фиг.2 и 3, вставки 24, 26 входят в отверстие 21, образуя внутренние поверхности расширительной камеры.

Представленный предпочтительный способ требует сдерживания расширения массы пищевого крахмала, по меньшей мере, в первом измерении, одновременно допуская расширение массы, по меньшей мере, во втором измерении. Другими словами, пищевой крахмал может расширяться до достижения своего полного объемного потенциала (принимая в расчет содержание влаги в пищевом крахмале, температуру камеры и силу тяжести), при этом препятствуя расширению в одном любом измерении: по высоте, ширине или глубине. Например, если высота вспученного продукта ограничивается, то ширина и глубина вспученного продукта пропорционально увеличиваются. Если ограничиваются два размера, то третий размер будет компенсировать это ограничение для обеспечения суммарного объемного расширения. Общее объемное расширение вспучиваемого продукта никак не сдерживается внутренними поверхностями расширительной камеры, при том что ограничивается размерное расширение продукта. Предпочтительно этого можно достичь путем определения подходящего количества пищевого крахмала, помещаемого в расширительную камеру, относительно общего объема камеры, когда она находится в негерметичнои (расширенном) положении. В известных способах делались попытки полностью заполнить камеру (по крайней мере, при расширении).

С помощью данной расширительной камеры можно обеспечить размерное ограничение путем определения основной формы продукта (как это было рассмотрено выше) в первом измерении или в двух: первом и третьем измерениях. Ограниченную форму можно получить в одном частном варианте путем сдерживания расширения внутренними поверхностями расширительной камеры.

С неограниченным увеличением объема по данному изобретению (т.е. правильным определением количества пищевого крахмала, помещаемого в расширительную камеру) сбалансирована необходимость производства единого однородного продукта, получаемого из расширительной камеры. Принимая во внимание эти конкурирующие обстоятельства, настоящий способ может также включать предварительное определение массы пищевого крахмала, которую следует поместить в камеру, чтобы было обеспечено достаточное количество целых ядер или гранул (или частиц кукурузной крупы), так чтобы все ядра или гранулы (и частицы крупы) касались, по меньшей мере, одного другого ядра или гранулы (или частицы крупы) после того, как они станут аморфными.

Хотя точный механизм объединения пищевого крахмала в расширительной камере не полностью изучен, обращаясь к фиг.20, отметим, что имеет место плавление или, по меньшей мере, размягчение или желатинирование пищевого крахмала. В предпочтительном варианте изобретения расширительную камеру 20 нагревают до температуры приблизительно 475°F (около 246°С).

Расширительные машины, а также отдельные расширительные камеры могут в значительной степени отличаться друг от друга. Из-за таких различий, а также при наличии других коренных условий, которые могут иметь место (например, количество и тип пищевого крахмала, а также его предварительная обработка), температура в камере может меняться в диапазоне приблизительно от 350°F (около 177°С) до приблизительно 550°F (около 288°С), включая любое сочетание или дополнительное назначение диапазонов в этом основной диапазоне. После герметизации камеры и нагревания пищевого крахмала давление внутри камеры повышается, хотя конечное давление не измерялось. Дополнительное давление не подводилось к камере в предпочтительном варианте, но оно может быть введено в альтернативных вариантах.

На фиг.7 показана подающая плита 30. Представленная подающая плита 30 имеет семь (7) отверстий 32, но она может иметь больше или меньше отверстий в зависимости от заданной производительности. Отверстия имеют диаметр приблизительно 0,563 дюйма (14,3 мм), глубину приблизительно 0,591 дюйма (15 мм), объем приблизительно 0,147 куб. дюймов (2400 мм³), пропуская достаточное количество массы пищевого крахмала, необходимого для расширения продукта толщиной приблизительно 2 дюйма (50,8 мм), но эти размеры могут меняться для получения более крупных или мелких изделий. Объем отверстия 32 определяет количество пищевого крахмала, вводимого в каждую камеру. Каждое отверстие 32 соответствует камере 20 расширительной машины. Когда подающая плита 30 перемещается поперек открытой кольцевой формы 22, она откладывает заданное количество материала, заполняющего каждый открытый объем в камере 20, опирающегося на нижнюю вставку 26. Затем подающую плиту 30 отводят назад.

Камеру закрывают, как это последовательно показано на фиг.2-5, а массу пищевого крахмала нагревают до аморфного или способного расширяться состояния. После истечения времени цикла нагрева приблизительно 5,25-6,75 с верхнюю вставку 24 поднимают для сброса давления в камере 20, как это показано на фиг.4. Затем верхнюю вставку 24 полностью поднимают, при этом нижняя вставка 26 поднимается, располагаясь заподлицо с верхней поверхностью кольцевой формы 22, как это показано на фиг.6. И наконец, подающую плиту 30 возвращают для выполнения следующего отложения массы, толкая расширенные изделия из пищевого крахмала на лоток выгрузки (который не показан) в данном процессе.

Количество пищевого крахмала, которое используется в настоящем изобретении, меньше, чем в известных способах. Существует соотношение между массой используемого пищевого крахмала и расширением конечного продукта, учитывая объем камеры (в изобретении приблизительно 0,79 куб. дюйма (12900 мм³)), время цикла и температуру в камере. В основном, расширенный пищевой крахмал не должен сдерживаться объемом камеры, как это было рассмотрено выше. Однако следует учесть расположение пищевого крахмала в камере. Если пищевой крахмал толстый или насыпан холмиком, то расширение пищевого крахмала целиком будет минимальным. Тонкий слой пищевого крахмала расширяется в большей степени.

Если используются гранулы в настоящем изобретении, то считается, что производство таких гранул известно. Фирма J.R.SHORT COMPANY, Чикаго, Иллинойс производит такие гранулы из риса. Как показано на фиг.19, процесс начинается с обеспечения муки из пищевого крахмала, крахмал желатинируют в экструдере при повышенных давлении и температуре. Затем пищевой крахмал экструдируют и нарезают, получая отдельные гранулы. Гранулы в предпочтительном варианте формируют в основном размером величиной с целое зерновое ядро. Размер зерна можно выбрать из группы зерен, включающей рис, пшеницу, ячмень, овес, рожь, кукурузу и т.п. Экструдированные гранулы пищевого крахмала можно охладить в достаточной степени (медленно) для значительного снижения напряжения в гранулах, обеспечивая достаточную сушку для длительного хранения и препятствуя слипанию экструдированных гранул пищевого крахмала во время хранения.

В другом предпочтительном варианте способа по изобретению были выявлены преимущества гранулирования пищевого крахмального материала, а затем помещения массы гранулированного пищевого крахмала в расширительную камеру. Количество гранул может быть минимальным до единственной гранулы или возможно большим в соответствии с размером камеры. После этого гранулы в камере заставляют расширяться в объеме, образуя соответствующую лепешку или тонкий ломтик.

Другое главное преимущество использования гранул над цельными зерновыми ядрами состоит в том, что гранулы нет необходимости кондиционировать перед расширением. Т.е. подвергать цельные зерновые ядра обработке в поворотном барабане в среде с высокой влажностью (часто для этого используется пар). Для гранул в этом нет необходимости. Содержание влаги в гранулах контролируется в процессе производства, наиболее предпочтительно поддерживая его приблизительно в диапазоне 10-12 вес.%. Вдобавок к этому процесс кондиционирования используют для увеличения способности расширения зерновых ядер, как это было описано выше. Гранулирование позволяет в достаточной степени увеличить расширительную способность, исключая необходимость кондиционирования.

Хотя были представлены и описаны конкретные варианты выполнения изобретения, тем не менее возможны различные модификации без отхода от существа изобретения, и объем защиты изобретения ограничивается только прилагаемой формулой.