Настоящее изобретение относится к гелям и к их использованию в пищевых продуктах.
В частности, изобретение относится к гелям, изготавливаемым с применением полианионных гелеобразующих гидроколлоидов, которые сообщают пищевым продуктам приятную консистенцию и при этом обеспечивают прозрачность, дрожание, прочность, минимальную липкость, хорошее высвобождение аромата и приятный вкус.
Кроме того, такие гели стабилизируют пены, эмульсии, суспензии и т.д.
Гели могут быть приготовлены различными способами и из различных веществ. Однако для контролируемого дозирования и формования обычно требуется сначала приготовить жидкий гидроколлоидный раствор, называемый золем, который требуется нагреть, поддерживать горячим и горячим же заливать в формы.
Обычно золь деградирует, если его поддерживать горячим длительное время. Такая деградация приводит к потере прочности у конечного геля и к появлению повышенной адгезии у готового продукта.
Кроме того, если золю позволяют остыть, то он застывает, что затрудняет как его обработку в ходе производства, так и ухудшает качество готовой продукции.
Для целей различных типов приготовления пищевых продуктов их компоненты сначала подвергают тепловой обработке каким-либо образом, например варят, пастеризуют и т.д., а затем выдерживают некоторый период времени до использования в процессе формования/отливки и т.п. При такой технологии тепло выполняет много функций, включая улучшение микробиологического состояния, а также превращение желирующих материалов в их жидкую форму ("золь"), т.е. в форму, в которой их легче обрабатывать.
В ходе производства даже при всей тщательности планирования всегда бывают случаи, когда термообработанный материал приходится хранить длительные периоды времени (например, свыше 24 ч). По соображениям микробиологических гигиенических требований, чтобы избежать порчи, такое хранение обычно осуществляют при охлаждении. Однако в этих условиях многие желирующие вещества (хотя и находящиеся первоначально в состоянии золя) неизбежно преждевременно застывают (желируют) до того, как они становятся частью готового продукта.
Если в результате охлаждения произошло преждевременное гелеобразование, то температуру приходится повышать значительно выше температуры застывания, чтобы гель превратить обратно в золь. Во многих случаях разница между температурами плавления и застывания геля столь велика, что такое превращение становится непрактичным или невозможным.
В течение более коротких периодов времени частично обработанные материалы (такие, как золь) можно поддерживать горячими (например, в течение 1-8 ч) для предотвращения их преждевременного желирования. К сожалению, в таких условиях, в большей или меньшей степени, неизбежно происходит тепловое разложение продукта. В худшем случае готовый продукт может просто не желироваться и принять клейкую, вязкую форму. В лучшем случае будут наблюдаться некоторые изменения прочности геля в зависимости от длительности и температуры хранения.
Таким образом, задачей изобретения является обеспечение изготовления традиционным способом продукта с новыми пищевыми качествами из геля, не подвергавшегося хранению и заполнению форм в горячем состоянии. С точки зрения эффективности процесса и возможного повреждения оборудования, особенно частей, соединенных сваркой, желательно ограничить или даже избежать заполнения форм в очень горячем состоянии, например при температурах выше приблизительно 50°С. Поддерживание золя в охлажденных условиях после пастеризации предоставляет определенную экономию энергии. Это обеспечивается тем, что тепло, выделенное пастеризатором, может быть затем отобрано у продукта в регенерационном теплообменнике для нагрева нового продукта, поступающего в пастеризатор.
Изобретение также предусматривает использование комбинаций полианионных гелеобразующих гидроколлоидов, предпочтительно, например, каррагенана с пектином, так как реологические свойства бинарных гидроколлоидных смесей оказывают влияние на микроструктуру.
Другие полианионные гелеобразующие гидроколлоиды могут включать главным образом экстракты из морских животных или водорослей, например агар, альгинат, фурцеллеран и т.д., а также некоторые микробные полисахариды, например геллан, ксантан, сукциногликан и т.д. Некоторые другие гидроколлоиды, такие как карбоксиметилцеллюлоза (КМК), могут быть отнесены к полианионным гидроколлоидам. Однако их нельзя отнести к «полианионным гелеобразующим гидроколлоидам», и поэтому они находятся вне объема изобретения.
В рецептуру также могут быть включены и другие гидроколлоиды.
Нейтральные гидроколлоиды, которые обычно сами не желируют, включены в рабочие примеры. Это сделано вследствие синергизма, наблюдавшегося у смесей камеди плодов рожкового дерева (КРД) и полианионных гидроколлоидов, которые продемонстрировали сильную зависимость от ионной среды.
Кроме того, КРД не повышали твердости или G' геля в условиях избытка катионов натрия. Действительно, в таких условиях КРД препятствует самоассоциированию полианионных гелеобразующих гидроколлоидов, воздействуя на надмолекулярную структуру.
Подобные нейтральные гидроколлоиды могут включать все незаряженные камеди, в частности галактоманнану, некоторые камеди из (растительных) экструдатов и даже некоторые полисахариды корневых клеток, например конжек.
JP 2000004793 касается замороженного десерта с желеобразной плотной сердцевиной, покрытой сливочным мороженым. Этот продукт подобен желе, но не является истинным гелем, поскольку желе получено с помощью нерастворимых пищевых волокон, таких как волокна сладкого картофеля.
JP 1118789 касается замороженного десерта, содержащего сахарные спирты и курдлан. Курдлан не является полианионным гидроколлоидом. Курдлан - неионный полисахарид, полученный из бактерий A.faecalis и имеющий линейную бета-1-3-глюкозную основу. Курдлан не является веществом, разрешенным для пищевых применений в США или Европе, а условия, в которых он образует гель, отличаются от условий, используемых во многих процессах в пищевой промышленности. Курдлан является нерастворимым в холодной воде и поддается гидратации с последующим гелеобразованием при нагревании выше 80°С.
JP 200050802 касается формирования изделия в виде кольца с использованием жидких ингредиентов разного цвета и не касается геля или способа приготовления геля.
JP 1999346659 касается пищевого продукта в форме завитка, получаемого формованием и шприцеванием. Но он не относится к гелю или к способу приготовления геля.
JP 197320313 касается использования альгинатов в качестве ингредиентов мороженого, сохраняющего форму. При оттаивании альгинаты поглощают воду, которая высвобождается из тающего мороженого. Заявка не касается отдельного геля или способа изготовления отдельного геля, хотя признается, что тающее мороженое само по себе имеет несколько гелеобразный характер.
DDR 19780152282 касается способа использования ферментов для получения гидролизованного кукурузного крахмала, который в нагретой водной суспензии образует декстринизированную массу (декстрозный эквивалент [DE]-15), желирующую при охлаждении. Заявка не касается полианионного геля или способа изготовления полианионного геля. Процесс использует температуру 95-100°С, чтобы инактивировать фермент. Такие температуры неприемлемы для полианионных гидроколлоидов при отсутствии замедлителя гелеобразования.
В патенте США 4985263 описан способ покрытия замороженного кондитерского продукта, содержащего ионы кальция, путем погружения замороженного кондитерского изделия в текучую водную среду, содержащую альгинат щелочного металла, для образования покрытия на нем и нанесения распылением на покрытый продукт водного раствора соли кальция. Авторы полагают, что кальций в замороженном кондитерском изделии реагирует с альгинатом щелочного металла в текучей водной среде с образованием геля на поверхности замороженного кондитерского изделия и что соль кальция в распыляемом веществе реагирует с альгинатом щелочного металла в покрытии с образованием геля на наружной поверхности замороженного кондитерского изделия.
Краткое описание изобретения
Пищевые продукты, охватываемые изобретением, содержат, в частности, или в комбинации с другими пищевыми веществами, гели, представляющие собой
- желеобразные продукты с высокопостоянной и управляемой прочностью геля - свыше 25 г по методу, описанному ниже,
- желеобразные продукты с относительно низкой адгезивностью - менее 5 г.с по методу, описанному ниже,
- продукты с постоянными свойствами геля, являющиеся не слишком мягкими и не слишком твердыми,
- продукты с управляемой адгезивностью в отношении геля,
- продукты, которые можно изготавливать на обычных предприятиях, используя существующее оборудование,
- необычные продукты, которые невозможно было изготовить ранее.
Изобретение, кроме того, касается способа, который можно использовать для приготовления таких изделий без изменения конечной природы геля (или без потери свойств геля). Этот способ использует механизм замедления гелеобразования во время приготовления и хранения золя, с последующей нейтрализацией упомянутого механизма замедления гелеобразования непосредственно перед дозированием, формованием, отливкой или другими процессами изготовления.
Настоящее изобретение решает четыре основные проблемы:
1. Исключает деградацию гидроколлоида, происходящую в результате хранения в горячем состоянии и приводящую к разжижению продуктов. Так как длительность хранения горячего золя бывает различной, это приводит к получению продуктов с разной консистенцией. Такие колебания свойств ведут к получению продуктов, которые ведут себя по-разному в процессе переработки. Это приводит к чрезмерному количеству бракованной продукции, а также к остановкам производственной линии. Очень важно то, что это также ведет к получению изделий непостоянного потребительского качества. Эти проблемы могут проявляться в различной степени, как от продукта к продукту, так и от партии к партии. Мягкая консистенция приводит к потере формы, что может проявиться очень быстро во время любого изменения температуры, воздействующей на продукт во время подготовки к потреблению и потребления. Эти колебания невозможно преодолеть простым повышением концентрации гидроколлоида. В альтернативном варианте твердая консистенция (получающаяся в результате использования избыточного количества гидроколлоида для преодоления теплового разложения) может приводить к потере дрожания, слабому выделению аромата и неприятной резиноподобности. Важно получать гель, имеющий постоянную прочность.
2. Избегает тепловой деградации, приводящей к тому, что большая часть продуктов полностью теряет способность к гелеобразованию. Продукты, не способные желировать, не обеспечивают требуемой потребительской текстуры. Они легче разваливаются и могут легко отделяться от других компонентов продукта. В замороженных продуктах они тают, приводя к излишнему капанию. Они не могут контролировать рост кристаллов льда, что приводит к получению продуктов, подверженных воздействию теплового удара в системах торговли. Они не могут контролировать выделение аромата, что ведет к чрезмерному и несбалансированному первоначальному резкому выделению аромата с последующим его исчезновением до состояния, когда во рту остается безвкусная масса.
3. Тепловая деградация гидроколлоидных золей приводит к повышению их адгезивности. Высокая адгезивность приводит к тому, что такие продукты сложно обрабатывать при выполнении таких операций, как извлечение из форм, снятие с конвейерных лент при упаковывании. С продукта трудно снять обертку, и он прилипает к зубам при откусывании. Чрезмерная тепловая деградация золей может даже привести к слизистой и липкой консистенции.
4. Четвертая проблема касается хранения золя при охлаждении. Такое хранение золя до формования и других процессов приводит сначала к развитию избыточной вязкости. Это замедляет операции подачи материала из-за повышенного обратного давления, а иногда ведет к отказу уплотнений в оборудовании. Это также приводит к «голоданию» насосов подающих установок. Начало преждевременного гелеобразования ведет к появлению кожицы на поверхности хранящихся золей; они осаждаются в виде колец на стенках емкости. Это приводит к потерям, а когда эти кольца ломаются, происходит частичное забивание сеток и т.д. Довольно быстро происходит полное преждевременное гелеобразование, приводящее к необходимости выключения из процесса технологических емкостей, демонтажу трубопроводов и насосов и т.д. Гелеобразование, произошедшее до формования продукта, также приводит к появлению разломов в геле. Такие поврежденные гели не восстанавливают свою целостность, и в результате приводят к вкусовому ощущению скорее жижи, чем желе.
Подробное описание предпочтительных вариантов исполнения изобретения
Предпочтительные продукты включают простые желе из одного гелеобразующего гидроколлоида, которые могут быть образованы, например, отливкой, укладкой в виде слоя, формованием ленты, покрыванием, погружением, ламинированием, совместным экструдированием или любым другим возможным способом формования.
Сами гели могут быть комбинацией гидроколлоидов, проявляющих синергетические свойства или имеющих уникальные свойства текстуры. Аналогичным образом могут быть приготовлены двух- или более фазные эмульсии типа «гель в геле».
Эти гели могут быть частичными компонентами двухфазных или многофазных комбинированных продуктов. Другие фазы могут включать другие гели, текучие массы, газы и твердые вещества, например липидные компоненты или включения или другие.
Примеры
Изобретение далее проиллюстрировано примерами, в которых подробно описаны способы по изобретению. Примеры служат для пояснения и не должны толковаться как ограничивающие объем настоящего изобретения. В примерах доли и проценты являются массовыми, если не указано иное. В примерах прочность и адгезивность геля определяли согласно описанным ниже методам.
Измерение прочности/адгезивности геля
Свойства геля определяли, используя анализатор текстуры ТАХТ/2, у предварительно замороженных образцов, выдержанных в течение 24 ч при температуре -16°С и оттаявших при комнатной температуре.
Тестирование проводили, когда температура поверхности образцов, измеренная инфракрасным термометром, достигала 25°С.
Для анализа профиля текстуры использовали зонд ТА-18, который представлял собой шарик диаметром 0,5 дюйма (12,7 мм) из нержавеющей стали. Зонд прикрепляли к двунаправленному тензодатчику.
Зонд был запрограммирован так, чтобы он проникал в образец на глубину 1 мм. Скорость его перемещения составляла 2 мм/с.
Результаты были представлены в виде кривой "усилие-время".
Прочность представляли как максимальное усилие (в граммах) во время проникновения, достигаемое на максимальном расстоянии проникновения.
Адгезивность представляли в виде негативной области под кривой «усилие-время» (г.с) при подъеме зонда. Другими словами, адгезивность измеряли как усилие при вытягивании зонда из образца.
Пример 1: Каррагенановая система
а) Золь приготавливали из ингредиентов, представленных в Таблице 1, используя способ приготовления, описанный ниже.
b) Гель приготавливали по рецептуре золя с добавлением ингредиентов, указанных в Таблице 2, используя способ приготовления, описанный ниже.
с) Способ приготовления
1. Воду нагревали до 60°С и перемешивали с высоким усилием сдвига (4000 об/м), используя диспергатор Сильверсона или подобное устройство, и вводили тринатрийфосфат.
2. Тонкой струей (для исключения комков) вливали гидроколлоид (каррагенан) по боковой стенке воронки. Продолжали перемешивание до полного растворения (с небольшим количеством видимых твердых частиц, прилипших к введенной в сосуд палочке).
3. Затем вливали сахарозу и кукурузный сироп.
4. Затем золь пастеризовали при температуре 85°С в установке типа HTST (в которой проводили обработку при высокой температуре в течение короткого периода времени).
5. Затем золь охлаждали до 4°С и хранили в емкостях при медленном перемешивании.
6. В течение 10 мин выполняли операцию формования, а предпочтительно - непосредственно перед этим золь нагревали до 50°С и вводили остальные ингредиенты геля в производственном смесителе или на эквивалентном оборудовании.
Длительность перемешивания в общем зависит от скорости миксера и вязкости продукта. Длительность перемешивания следует сократить до минимума, необходимого для обеспечения однородности продукта. Эта длительность может быть определена путем наблюдения за распределением красителя, добавленного в золь во время выполнения операции. Избыточное перемешивание, возможное при слишком медленном перемешивании, должно быть исключено, так как в этом случае может произойти сдвиговое повреждение геля.
7. Золь разливали в формы желаемого вида, возможно, в комбинации с другими веществами, затем его охлаждали для застывания, замораживали, обертывали и хранили при охлаждении до продажи.
В этом Примере гель имел прочность 57 г и адгезивность 0,1 г.с.
Пример 2: Каппа-Каррагенановая система
Продукт приготавливали по Примеру 1, за исключением того, что длительность выдерживания золя при 4°С варьировали для определения влияния на свойства готового геля. Результаты приведены в Таблице 3.
Кроме того, было подтверждено отсутствие изменения адгезивности продукта, которая оставалась на уровне 0,1 г.с.
Этот Пример показывает, что выдерживание золя в течение продолжительных периодов времени не оказывает вредного влияния на свойства готового геля. Этот Пример также показывает, что свойства продукта постоянно воспроизводились.
Пример 3: Каппа-Каррагенан/Пектиновая система
Золь приготавливали из ингредиентов, представленных в Таблице 4, используя способ приготовления по Примеру 1. Затем по Примеру 1 приготавливали гель.
Этот Пример иллюстрирует использование нескольких гелеобразующих гидроколлоидов в комбинации.
Пример 4: Каппа-Каррагенан/Пектиновая система
Продукт приготавливали по Примеру 3, за тем исключением того, что длительность выдерживания золя при 4°С варьировали для определения влияния на свойства готового геля. Результаты приведены в Таблице 5.
Также было подтверждено отсутствие изменения адгезивности продукта, которая оставалась на уровне 0,2 г.с.
Этот Пример показывает, что выдерживание золя в течение продолжительных периодов времени не оказало вредного влияния на свойства готового геля. Этот Пример также показывает, что свойства продукта имели хорошую воспроизводимость.
Сравнительные Примеры
Сравнительный Пример 1: Без средства регулирования/замедления гелеобразования
Продукт приготавливали с рецептурой по Примеру 1, за исключением того, что не вводили тринатрийфосфат.
Золь превращали в гель путем охлаждения. Гелеобразование начиналось при температуре 38-40°С.
Этот Пример подтвердил роль средства регулирования/замедления гелеобразования.
Сравнительный Пример 2: Выдерживание золя при повышенных температурах
Продукт приготавливали по Примеру 1, за исключением того, что золь выдерживали в жидком состоянии, поддерживая температуру 50°С.
Длительность выдерживания золя при 50°С варьировали для определения влияния на свойства готового геля. Результаты по прочности и адгезивности геля представлены в Таблицах 6 и 7.
Этот Пример подтверждает, что выдерживание золя при повышенной температуре приводит к изменению свойств полученного готового геля в зависимости от длительности выдерживания при повышенной температуре.
Сравнительный Пример 3: Выдерживание золя при повышенных температурах и повышение содержания анионных гидроколлоидов (с целью компенсировать тепловую деградацию)
Продукт приготавливали по сравнительному Примеру 1, за исключением того, что содержание каррагенана в золе было повышено до 0,6% (увеличение доли каррагенана на 0,25 части было скомпенсировано уменьшением содержания воды в рецептуре на те же 0,25 части). Из-за высокой вязкости этот золь пришлось выдерживать при температуре 60°С.
В продукте, полученном из этого золя, выдерживавшегося в течение 2 ч при указанной температуре, прочность геля снизилась на 15% по сравнению с прочностью продукта, полученного из свежеприготовленного золя. Продукт, полученный из золя, выдерживавшегося в течение 16 ч при этой температуре, не образовывал геля и оставался в виде липкой жидкости.
Пример 5: Сливочное мороженое в виде бруска, покрытого гелем
Золь приготавливали по Примеру 1, и его выдерживали в емкости с мешалкой при температуре 4-10°С. Непосредственно перед использованием золь нагревали приблизительно до 50°С в теплообменнике и требуемое количество раствора, включавшего краситель, ароматизатор, кислоту и стабилизирующую соль, как в Примере 1, дозировали на линии и смешивали с золем в стационарном миксере, а полученную смесь выдерживали в емкости с мешалкой при 50°С в ожидании использования для покрытия гелем продукта. Смесительная емкость была соединена с ванной для покрытия гелем, выдерживаемым при температуре 50°С, посредством впускной трубы, а излишек переливом возвращали в смесительный бак по нагреваемой выпускной трубе.
Брусок сливочного мороженого на палочке 100%-ной взбитости изготавливали путем экструзии и замораживали в туннельном морозильнике. Затем мороженое подвергали поверхностному охлаждению в ванне с жидким азотом в течение 2-5 с, с температурой поверхности -25°С.
Брусок с охлажденной поверхностью затем погружали в резервуар для покрытия гелем в течение приблизительно 50 сек, а затем 10-20 сек закаливали в жидком азоте, упаковывали в потоке и хранили при -30°С.
Пример 6: Брусок водного мороженого с оболочкой на палочке, с гелевой сердцевиной
Золь приготавливали по Примеру 1 и хранили в емкости с мешалкой при 4-10°С. Непосредственно перед использованием золь нагревали до около 50°С в теплообменнике и требуемое количество раствора, включающего краситель, ароматизатор, кислоту и стабилизирующую соль, как в Примере 1, дозировали на линии и смешивали с золем в стационарном миксере, а полученную смесь направляли в дозатор для нагретого до 50°С геля для непосредственного использования для формования при температуре 40-50°С.
Используя формовочную линию, оборудованную последовательно установленными стандартным средством подачи смеси для водного мороженого, вакуум-камерой и дозатором нагретого геля, формы, перемещаемые через ванну с охлажденным рассолом, наполняли водным мороженым, а когда на боковых стенках форм образовывался замороженный слой толщиной около 2 мм, из центров форм отсасывали жидкое содержимое. Пустоты в формах затем заполняли нагретым гелем, чтобы получить слоеное изделие, состоящее из оболочки и сердцевины. Изделия замораживали в неподвижном состоянии, вставляли палочки, мороженое извлекали из форм путем нагрева их поверхности, затем проводили поверхностное дозакаливание, упаковывали и хранили при -30°С.
Пример 7: «Крученое» составное водное мороженое в виде бруска на палочке с гелем
Составное водное мороженое в виде бруска на палочке с гелем изготавливали по Примеру 6 из окрашенной смеси для водного мороженого и геля. Для выполнения этих операций в двухстадийном процессе формования использовали форму для получения сердцевины спиральной конфигурации на первой стадии и наружную форму в виде усеченного конуса для геля. Полученное мороженое на палочке имело вид контрастно окрашенной двойной спирали.
Используя двойную линию с формами, оборудованную последовательно установленными стандартным средством подачи водного мороженого и дозатором нагретого геля, первый ряд спиральных форм для сердцевины и второй ряд форм в виде усеченных конусов для взаимного дополнения перемещали через ванну с охлажденным рассолом. После заполнения первого ряда форм водным мороженым сердцевину замораживали в неподвижном состоянии, вставляли палочки, затем сердцевины с палочками извлекали из форм путем поверхностного нагревания первых форм и помещали во второй ряд форм, которые были частично заполнены нагретым гелем. При этом жидкий гель заполнял пустоты форм второго ряда и всю комбинацию замораживали в неподвижном состоянии. После извлечения изделий из форм путем нагревания поверхности форм второго ряда их подвергали поверхностному закаливанию, упаковывали и хранили при -30°С.
Пример 8: Смешанное составное водное мороженое в виде бруска на палочке, с гелем
Золь приготавливали по Примеру 1 и выдерживали в емкости с мешалкой при 4-10°С. Окрашенное водное мороженое отдельно смешивали с необходимым количеством стабилизирующей соли при 4-10°С в емкости с мешалкой.
Золь и смесь для водного мороженого со стабилизирующей солью контрастных цветов дозировали из поршневых питателей и смешивали в стационарном миксере, а полученную смесь направляли в дозатор холодного геля для заполнения форм, перемещаемых через ванну с охлажденным рассолом. Соотношение геля и водного мороженого в изделии составляло от 50/50 до 70/30.
Вставляли палочки, изделия замораживали в неподвижном состоянии, извлекали из форм путем нагревания поверхности форм, подвергали поверхностному дозакаливанию, упаковывали и хранили при -30°С.
Составное мороженое в виде бруска на палочке, изготовленное таким образом, имело новый контрастный внешний вид и новую контрастную консистенцию мороженого и геля.
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к молочной. Замороженное кондитерское изделие в качестве обеспечивающих гель ингредиентов содержит полианионный гелеобразующий гидроколлоид и регулятор или замедлитель гелеобразования. При этом указанные ингредиенты обеспечивают или образуют гель прочностью 25-150 г и адгезивностью менее 5 г.с. Изобретение также касается составного замороженного кондитерского изделия, в котором, по меньшей мере, один из компонентов включает в качестве обеспечивающих гель ингредиентов полианионный гелеобразующий гидроколлоид и регулятор или замедлитель гелеобразования, при этом указанные ингредиенты обеспечивают или образуют гель прочностью 25-150 г и адгезивностью 5 г.с., и способа его изготовления (варианты). Изобретение позволяет улучшить органолептические свойства продукта и его структуру. 6 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 табл.
| Устройство для управления периодической подачей сверла | 1985 |
|
SU1284729A1 |
| Многочелюстной гидравлический грейфер | 1959 |
|
SU130175A1 |
| Устройство для имитации перемещения светового сигнала тренажера транспортных средств | 1976 |
|
SU619949A1 |
