ПЕРЕРАБОТКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2010 года по МПК A23L1/25 A23L1/214 

Настоящее изобретение относится к переработанным пищевым продуктам, а именно к растительным тканям с высоким содержанием крахмала (обычно более чем 5% крахмала), переработанным перед представлением на рынке и/или реализацией (как в виде целого корнеплода, так и виде растительных тканей, включая различные виды и размеры нарезки). Настоящее изобретение относится к различным вариантам, включая пищевые продукты, подвергшиеся переработке, и новым способам и устройству для переработки пищевых продуктов. В настоящем описании «высокое содержание» крахмала означает, что уровень содержания крахмала, по существу, составляет (обычно >5% вес.%), причем содержание крахмала таково, что оказывает воздействие в процессе переработки. Например, картофель имеет высокое содержание крахмала, обычно около 80% по сухому веществу (что составляет около 20% веса картофеля).

Приведенные в настоящем описании варианты переработки крахмалистых пищевых продуктов, таких как картофель, приведены только в целях иллюстрации, но не ограничивают настоящее изобретение, и описанные здесь новые подходы могут иметь более широкое трактование в отношении применения.

Пищевые продукты, подвергшиеся частичной или полной переработке, получают из различного пищевого сырья, и потребители, включая обычных потребителей и рестораны, приветствуют присутствие таких переработанных продуктов в форме, обеспечивающей быстрое приготовление для конечного потребления, обычно после короткого нагревания или другой обработки. Например, предприятия торговли заинтересованы в реализации картофеля фри как полуфабриката или продукта с минимальной переработкой перед употреблением, реализуемого в удобной для розничной продажи упаковке, аналогично пакетам для замороженных овощей, который может быть доведен до готовности в предсказуемой и привлекательной форме в течение короткого периода времени или с использованием технологии глубокой обжарки или технологии приготовления в духовке.

Таким образом, это является основным требованием на рынке многих стран для продуктов, таких как картофель фри, полученный нарезкой картофелин на тонкие ломтики, представляющие собой в поперечном сечении удлиненные прямоугольники, которые подвергают глубокой обжарке с получением аппетитного горячего продукта. Желаемый продукт имеет привлекательную окраску наружной поверхности, мягкий внутри с хрустящей поверхностью. Следовательно, это является основным требованием на рынке к замороженному обжаренному картофелю в ломтиках (известному как полуфабрикат картофеля фри), и такой подход облегчает хранение и инвентаризацию на предприятиях розничной торговли, гарантируя одинаковое качество партий. Помимо снижения временных затрат достигается снижение стоимости получения картофеля фри из сырого картофеля.

Типовой процесс приготовления замороженного картофеля фри с толщиной ломтика 10 мм представляет собой следующее.

(а) Картофель сначала промывают и затем необязательно сортируют по качеству и размерам для различных групп продуктов.

(b) Картофель очищают от кожуры паром при высоком давлении и высокой температуре около 200°С в течение около 14 с.

(c) Картофель нарезают на удлиненные ломтики, например с квадратным поперечным сечением с размером стороны около 10 мм, ножом для гидромеханической резки или аналогичным способом.

(d) Ломтики картофеля дополнительно обрабатывают для удаления дефектных ломтиков и глазков и затем промывают.

(e) Ломтики картофеля бланшируют в горячей воде, снижая этой стадией избыточное содержание свободных сахаров из поверхностного участка ломтиков и инактивируя ферменты. Иногда бланшируют в два стадии, а именно с высокотемпературной обработкой при температуре около 83°С в течение нескольких минут с последующим проведением стадии низкотемпературной обработки с температурой, обычно около 73°С в течение более длительного периода времени.

(f) Проводят сушку для снижения содержания влаги в бланшированных кусочках. В процессе сушки, обычно при температуре 60°С, происходит приблизительно 12 вес.% усушка.

(g) Обжарка картофеля проводится в горячем масле при температуре около 190°С в течение достаточного периода времени около 50 с.

(h) В заключение проводится заморозка для замораживания ломтиков картофеля при температуре вплоть до около минус 18°С с получением продукта, готового к упаковке, хранению и реализации.

Замороженные картофельные ломтики, полученные как описано выше, обычно подходят для конечной обжарки порциями в подходящем масле при температуре около 180°С в течение около 3 минут. Общеизвестно, что такие горячие ломтики производят на предприятиях розничной торговли партиями, но время выдержки после обжарки короткое, и, кроме того, становится еще меньше, когда нужно приготовить большее количество партий картофеля фри, и во многих случаях картофель фри бракуют из-за разрушенной текстуры. Такой горячий картофель фри постепенно становится жестким из-за миграции влаги из внутренней части продукта на поверхность.

Наряду с долгожданной возможностью обеспечения экономичной переработки и возможностью усиления привлекательности для потребителя, а также удовлетворенностью конечным продуктом, также это долгожданная возможность снизить значительную абсорбцию масла для приготовления крахмалом продуктов, таких как картофель фри, приготовленных обжаркой. Хорошо известны вредные для здоровья последствия от употребления пищевых продуктов с относительно высокими уровнями жира и, по меньшей мере, картофеля фри, полученного общепринятым способом с неизменно высоким содержанием жира в конечном продукте.

Несмотря на характеристики пищевого продукта, подвергшегося переработке способом по настоящему изобретению, переработка крахмалистых продуктов, таких как картофель, в продукты, такие как картофель фри, по существу, остается промышленной с небольшими изменениями и не требует чрезмерных временных затрат.

Настоящее изобретение относится к различным измененным способам переработки крахмалистых пищевых продуктов, которые обладают потенциально отличающимися и выгодными изменениями от способов, устройства и/или продуктов, принятых в пищевой промышленности.

Настоящее изобретение относится к пищевым продуктам, способам и устройству, при использовании которых для переработки, по существу, части поверхности элемента пищевого крахмалистого продукта, происходит модификация клеточной структуры поверхности, которая на последующих стадиях приобретает привлекательные для потребителя характеристики, по меньшей мере, текстуры и ощущения во рту, без изменений внутренней структуры продукта; пищевые элементы обрабатывают выбранным акустическим излучением в течение определенного периода, подходящего для конкретного применения в предпочтительных или оптимальных условиях, выведенных в результате соответствующих экспериментов с определенными типами и сортами пищевых материалов.

Варианты настоящего изобретения относятся к получению модифицированной клеточной структуры поверхности, состоящей из обогащенных компонентов клеточных стенок (пектин, гемицеллюлозы и тому подобное) в противовес поверхности с преобладанием гидратированного крахмала.

Авторы настоящего изобретения установили, что определенное ультразвуковое акустическое излучение является особенно эффективным и подходящим, по существу, для картофельных продуктов на стадии переработки пищевого продукта перед проведением любой тепловой обработки. Таким образом, в одном аспекте настоящее изобретение относится к способу переработки сырых пищевых элементов из растительной ткани с относительно высоким содержанием крахмала, предусматривающему приложение ультразвуковой энергии к пищевым элементам перед любой стадией приготовления с повышенной температурой.

Однако некоторые варианты настоящего изобретения могут относиться к продукту, уже подвергавшему воздействию повышенной температуры (например, в случае высокотемпературного бланширования).

Настоящее изобретение в одном аспекте относится к способу переработки пищевых элементов из растительных тканей, имеющих клеточную структуру, со значительным содержанием крахмала, предусматривающему помещение пищевых элементов в водную жидкость и приложение акустической энергии с выбранным частотным, энергетическим и временным профилем для модификации клеточной структуры поверхности пищевых элементов путем удаления компонентов из клеточной структуры и путем образования пектинового поверхностного участка, окружающего сердцевину и служащего в качестве барьера при последующем процессе высокотемпературного приготовления; модифицированная клеточная структура обеспечивает получение поверхности с относительно низким содержанием влаги и способствует, по существу, сохранению влаги в сердцевине после последующей тепловой обработки.

Температура продукта, подвергающегося воздействию акустической энергии, также может быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить предпочтительные результаты.

В одном варианте настоящее изобретение относится к способу переработки пищевых элементов из растительных тканей, имеющих клеточную структуру, со значительным содержанием крахмала, предусматривающему помещение пищевых элементов в водную среду (которая может быть водой или водной средой с растворенными в ней веществами) и приложению акустической энергии с выбранным частотным, энергетическим, временным и температурным профилем для модификации поверхности пищевых элементов, стимулируя ответы в тканях, что приводит в результате к одному или более деметилированию пектина, полимеризации фенольных соединений, синтезу воска и гидролизу крахмала и способствует внутриклеточной когезии поверхностной структуры.

В качестве альтернативы, настоящее изобретение может быть включено, по существу, в способ переработки сырых пищевых элементов из растительных тканей с относительно высоким содержанием крахмала, предусматривающий приложение ультразвуковой энергии к поверхности пищевых элементов, обычно перед любой стадией приготовления с повышенной температурой для облегчения удаления свободных сахаров, белков и крахмала с части поверхности пищевых элементов и получения такой концентрации полимеров клеточной стенки, при которой структура поверхности обеспечивает усиление хрустящей текстуры. Это усиление текстуры позволяет модифицировать процесс жарки.

В другом аспекте изобретение относится к способу, в котором водный раствор представляет собой водную баню при температуре от 5°С до 120°С.

Варианты настоящего изобретения могут быть применены для получения ломтиков картофеля для получения картофеля фри, где по существу сырые ломтики картофеля подвергают обработке ультразвуком при подходящих условиях. Одним из сочетаний, подходящих для приложения ультразвуковой энергии, являются пределы от около 100 Гц до 5 МГц, например высокочастотным компонентом от 170 кГц до 5 МГц и низкочастотным компонентом от 100 Гц до 270 кГц.

Обработку продукта ультразвуковой энергией проводят в течение от 10 секунд до около 30 минут при комнатной температуре или при повышенной температуре вплоть до 120°С, обычно подходящие и оптимальные условия могут отличаться для цельного картофеля или ломтиков картофеля с конкретно установленными размерами для конкретного процесса и конкретного сорта картофеля.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к конкретному технологическому устройству, обладающему признаками для осуществления новых способов, описанных здесь.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к крахмалистому пищевому продукту из растительных тканей с модифицированной клеточной структурой поверхности на основе пектина, по существу, не содержащей свободные сахара, крахмал и белки, и пищевой продукт получен способом в любой из форм, описанных здесь.

При переработке пищевых продуктов, таких как переработка ломтиков картофеля фри, предварительной стадией в некоторых способах переработки является бланширование. Крахмал составляет около 80% сухих веществ картофеля. Крахмал синтезирован биохимически и хранится отдельными группами, называемыми гранулами, которые расположены в клеточном матриксе. В случае картофеля крахмал содержит амилозу и амилопектин в соотношении около 1-3. Крахмал нерастворим в воде, но при нагревании до температуры около 65°С гранулы крахмала поглощают влагу и начинают набухать, что является причиной изменений структуры и формы клеточной стенки. Таким образом, нарушается внутренняя структура клетки, происходит отделение клетки, высвобождая захваченный изолированный газ и облегчая транспорт воды в капиллярах. Таким образом, во внутренней структуре развивается желатинизация крахмала. А именно, для картофеля фри требуется оптимальное бланширование, что представляет собой проблему, возникающую или во время бланширования или под воздействием бланширования. Желательно получать высококачественную рассыпчатую внутреннюю текстуру.

Должен быть подобран подходящий режим, принимая во внимание относительно высокую температуру и короткое время бланширования (обычно температура составляет около 83°С), что обеспечивает получение хорошей рассыпчатости, но происходит связывание только низших сахаров. Низкая температура и длительное время бланширования (обычно температура составляет около 73°С) не обеспечивает получение хорошей рассыпчатости, но происходит связывание высших сахаров.

Наконец, потребитель желает видеть такие продукты, как картофель фри, с проявлением цвета или зарумяненными. Было отмечено, что в процессе переработки картофеля высвобождаются редуцирующие сахара, но, если содержание сахаров превышает уровень, приемлемый для получения подходящего цвета конечного продукта, то может иметь место слишком сильное и неровное подрумянивание, что неприемлемо для потребителя. Это указывает на то, что картофель имеет варьирующую концентрацию сахара из-за ряда факторов, включающих генетику растения, условия роста и условия хранения. При бланшировании эти сахара высвобождаются и, следовательно, для качества продукта важен контроль бланширования.

Варианты настоящего изобретения предполагают интеграцию новых концепций обработки бланшированием, а именно, когда пищевой продукт представляет собой картофель для картофеля фри. В одном варианте настоящего изобретения прикладывают ультразвуковую энергию после очистки кожуры и нарезки картофеля на ломтики. Обработка может быть проведена в водной среде перед стадией бланширования, но другие варианты настоящего изобретения предусматривают проведение ультразвуковой обработки во время бланширования или даже после бланширования.

Варианты настоящего изобретения предусматривают приложение ультразвуковой энергии во время очистки картофеля от кожуры, например очистки от кожуры паром и/или во время нарезки картофеля на ломтики, так же как и в качестве альтернативы, приложение ультразвуковой энергии во время стадии обработки перед бланшированием. Ультразвуковая энергия может быть приложена на любом одном или более из этих стадий.

Исследования, проведенные авторами настоящего изобретения, в частности касаются картофеля фри, по сравнению с традиционными способами, варианты настоящего изобретения обладают потенциалом для достижения некоторых или всех из перечисленных пунктов:

- улучшение текстурных и функциональных свойств картофельных продуктов;

- выход продукта с более стабильной хрустящей текстурой и сохранение ее при хранении после приготовления при высокой и комнатной температуре;

- получение улучшенной текстуры, способной измениться при жарке и впитать меньше масла без ухудшения текстуры по сравнению с продуктами, подвергшимися традиционной переработке;

- увеличение извлечения продуктов переработки картофеля (крахмалов):

- возможность исключения стадии обжарки или уменьшение температуры и/или времени такой обработки;

- возможность использовать альтернативные сорта картофеля, включая сорта с низким содержанием сухих веществ (<18,5%);

- улучшенный массоперенос из поверхностного участка с увеличенной энергетической эффективностью;

- упрощение процесса бланширования с проведением обработки при одной температуре и уменьшением всего времени бланширования;

- улучшение качества текстуры низкокачественного картофеля (например, с низким тургором);

- усиление высвобождения эндогенных сахаров; и

- снижение ломкости полузамороженного и приготовленного картофеля фри перед конечным восстановлением и потреблением соответственно.

Ниже описан вариант изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 - блок-схема традиционного способа получения картофеля фри, в которую включена дополнительная стадия с получением варианта настоящего изобретения; и

фиг.2 - схематичный вид устройства для осуществления варианта способа по изобретению.

Слева на фиг.1 приведен традиционный способ получения картофеля фри, справа приведены модификации согласно варианту настоящего изобретения.

Могут быть использованы многие сорта картофеля. Некоторые могут храниться в течение многих месяцев, а другие должны быть использованы в течение нескольких недель. Во время хранения происходит накопление сахара. Традиционно стадии представляют собой:

(i) кондиционирование картофеля при температуре 14°С в течение 48 ч;

(ii) мытье, сортирование по качеству и размеру;

(iii) паровую очистку от кожуры в течение около 14 с при температуре 204°С и 16 бар;

(iv) нарезку на ломтики 7-15 мм в поперечном сечении ножом для гидромеханической резки;

(v) бланширование или при температуре 82-85°С в течение 2-6 мин, или при 70-75°С в течение 5-14 мин;

(vi) сушку при температуре 50-75°С с потерей 2-17 вес.% при содержании сухих веществ 30%;

(vii) покрытие жидким тестом (необязательная стадия);

(viii) обжарку в масле в течение 30-72 с при температуре 175-190°С; и

(ix) быстрое замораживание до температуры минус 18°С и хранение при этой температуре.

Дополнительной традиционной необязательной стадией после бланширования является стадия погружения в раствор, обычно посредством погружения ломтиков картофеля в слабый раствор декстрозы для единообразного покрытия кусочков картофеля сахаром для достижения выравнивания цвета и погружение в раствор секвестранта для предотвращения после приготовления потемнения и изменения окраски.

В первом варианте настоящего изобретения обработку ультразвуком ломтиков картофеля, находящихся в воде или другой среде, проводят после нарезки гидромеханическим ножом в течение 1-25 мин при температуре от 4°С до 70°С со смешанными частотами от 100 Гц до 5 МГц.

Во втором варианте настоящего изобретения, в качестве альтернативы или дополнительно, обработку ультразвуком проводят в процессе бланширования в течение от 5 с до 30 мин при температуре от 65°С до 95°С со смешанными частотами от 100 Гц до 5 МГц.

В третьем варианте настоящего изобретения необязательную дополнительную стадию проводят дополнительно после стадии сушки, а именно, радиационным обогревом и/или микроволновым обогревом в течение от 20 с до 4 мин при температуре 120-350°С для усиления сушки, образования поверхностного участка и образования корочки.

На фиг.2 приведен схематично вариант настоящего изобретения на одном из стадий способа получения картофеля фри, где нарезанные ломтики картофеля или чипсы 20 обработаны в усовершенствованной емкости 24, содержащей воду 22 в качестве транспортной среды. Ультразвуковые передатчики 26 и 28 расположены соответственно непосредственно на полу и со стороны емкости 24 и работают от подходящих источников ультразвука 30 А и 30 В.

В одном варианте режим технологического процесса предусматривает работу одного ультразвукового передатчика на частоте от 100 Гц до 5 МГц и другого при более высокой частоте, выше 170 кГц. Удельная мощность от 0,01 до 1000 Вт/см² указана для температуры обработки пищевого продукта 4-65°С (при увеличении пределов повышается температура) и времени от 1 до 30 мин. Конкретная подходящая обработка для ломтиков картофеля с размером стороны поперечного сечения 10 мм при применении стадии предварительного бланширования представляет собой следующее:

- ультразвуковой передатчик 28, работающий при 1 МГц в течение 10 мин при удельной мощности 16,7 Вт/л;

- ультразвуковой передатчик 26, работающий при 40 кГц в течение 10 мин при удельной мощности 53,3 Вт/л;

- температура воды 55°С.

Однако, предпочтительно, чтобы ультразвуковой передатчик 28 работал при 400 кГц при удельной мощности около 25 Вт/л.

Способ, приведенный на фиг.1, иллюстрирует проведение ультразвуковой обработки перед и/или во время процесса бланширования, но обработка также может проводиться и после бланширования. Эта обработка может быть проведена на одном или более из этих стадий.

Однако приложение ультразвуковой энергии во время мойки также предположительно может улучшить удаление посторонних материалов из поверхностного участка картофеля, и паровая очистка от кожуры также может быть улучшена определенной ультразвуковой обработкой с возможностью увеличения скорости процесса и снижения потенциального повреждения тепловым воздействием и потери сырья из-за вспучивания поверхности. Приложение ультразвука в процессе резки также может быть использовано для облегчения более чистой резки картофеля без разрыхления на ломтики и увеличения выхода продукта.

Для облегчения возможности объяснения и понимания настоящего изобретения приведены некоторые теории, которые являются только основой для объяснения и не связывают и не ограничивают настоящее изобретение. Считается, что ультразвуковая активация оказывает воздействие на поверхность, включая выталкивание крахмала, сахаров и белка из поверхностного участка для того, чтобы оставить слой, состоящий, по существу, из пектина и измененной клеточной структуры поверхности. Считается, что это является результатом воздействия на стенки клеток, которые представляют собой сложную структуру, и возникновения реакций между компонентами клеточных стенок и изменения их структурной конфигурации. В частности, считается, что достигается сильная, упроченная структура клеточных стенок, и могут быть инициированы гидроксильно-радикальные реакции с белковыми или фенольными соединениями клеточных стенок. Такая структура предполагается, в частности, для следующих конкретных вариантов настоящего изобретения с использованием смешанных ультразвуковых частот.

В одном варианте настоящего изобретения дополнительная ультразвуковая обработка может быть проведена во время процесса бланширования при повышенной температуре. Возможны широкие пределы времени обработки, то есть от 1 мин до 30 мин и широкие пределы частот, то есть от 100 Гц до 5 МГц, процесс получения картофеля фри в промышленном масштабе требует проведения двухстадийного бланширования при различных условиях, несмотря на это вариант настоящего изобретения предполагает одностадийное бланширование при температуре 80-95°С в течение от 1 до 30 мин, ультразвуковую энергию прикладывают с частотой от 20 кГц до 1 МГц.

Для снижения риска сильного повреждения поверхности и последующего появления больших пор желательны такие технологические условия, при которых можно избежать чрезвычайно высоких показателей испарения внутренней влаги. Варианты настоящего изобретения могут включать новую стадию инфракрасной или ультразвуковой сушки или их комбинации после того, как картофельные чипсы подвергнут сушке при температуре, обычно находящейся 121-320°С в течение от около 20 с до 4 мин. Считается, что это усиливает фиксирование поверхности бланшированных ломтиков картофеля.

Варианты настоящего изобретения имеют преимущественные изменения по сравнению с традиционными стадиями панирования или распыления масла и обжаркой перед стадией замораживания.

Варианты настоящего изобретения могут быть, по существу, выгодными при переработке картофеля с высоким содержанием сахаров. Высокое содержание сахаров в картофеле может приводить к недопустимому потемнению конечного картофеля фри, за исключением этого, эта переработка является приемлемой. При использовании картофеля с высоким содержанием сахаров может быть необходимо проведение интенсивного процесса обессахаривания для удаления достаточного количества сахара с получением требуемого конечного продукта, например стадии длительного низкотемпературного бланширования. Это может быть достигнуто путем удаления избыточного количества сахаров, но впоследствии может привести к нежелательному ухудшению других характеристик, включая вкус и текстуру.

Варианты настоящего изобретения предусматривают приложение ультразвуковой энергии в процессе бланширования для облегчения удаления сахаров с достаточно быстрой скоростью с достижением требуемой низкой концентрации сахаров. Считается, что ультразвуковая энергия может увеличивать скорость массопереноса сахара/полисахариды из поверхностного участка и слоев картофеля под поверхностью, при этом позволяя проводить бланширование простым способом и, предпочтительно, как одностадийный процесс с соответствующими экономическими преимуществами и с достижением требуемых качеств у полученных в результате картофельных чипсов. Конкретнее, бланширование может проводиться при более высокой температуре, чем при ином способе, таким образом происходит удаление с получением требуемой текстуры и инактивацией ферментов.

Обычно варианты настоящего изобретения предлагают заинтересованным потребителям владельцам промышленных установок регулирование входных данных ультразвуковой энергии на выбранных стадиих способа для регулирования широкого спектра качеств картофеля с учетом сортов для того, чтобы отвечать требованиям потребителя, в частности замороженного картофеля фри, готового к конечному обжариванию.

Примеры технологических условий вариантов настоящего изобретения приведены ниже.

Пример 1.

Сырой картофель сорта красный бербанкский промывают, очищают от кожуры и нарезают ломтиками со стороной поперечного сечения 10 мм. Ломтики погружают в водяную баню при температуре 25°С и в течение 2 мин обрабатывают ультразвуковым полем от передатчиков, работающих соответственно при 40 кГц и 1 МГц.

Затем ломтики бланшируют в два стадии, включая 4-минутную обработку при температуре 82,5°С и в течение 10 минут при температуре 70°С.

Затем ломтики подвергают традиционной сушке при температуре 65°С и 40% относительной влажности, с 10-12% усушкой.

Затем высушенные ломтики подвергают обжариванию при температуре 190°С в течение 50 с с последующим замораживанием при температуре минус 18°С.

Пример 2

Способ по Примеру 1, но ультразвуковую обработку проводят в течение 12 мин.

Пример 3

Способ по Примеру 1, но ультразвуковую обработку проводят в течение 6 мин и температуре водяной бани, увеличенной до 40°С.

Пример 4

Способ по Примеру 1, но ультразвуковую обработку проводят в течение 10 мин и температуре водяной бани, увеличенной до 55°С.

Пример 5

Способ по Примеру 1, но ультразвуковую обработку проводят в течение 20 мин, и температура водяной бани составляет 60°С.

Пример 6

Способ по Примеру 1, но ультразвуковую обработку проводят в течение 11 мин, и температура водяной бани составляет 65°С.

Пример 7

Способ по Примеру 1, но ультразвуковую обработку проводят с использованием ультразвуковых передатчиков, работающих при 40 кГц и 380 кГц. Кроме того, время ультразвуковой обработки составляет 9 мин, и температура водяной бани составляет 75°С.

Пример 8

Способ по Примеру 7, но ультразвуковую обработку проводят в течение 11 мин, и температура водяной бани составляет 55°С.

Пример 9

Способ по Примеру 8, но температура водяной бани составляет 65°С.

Пример 10

Способ по Примеру 3, но ультразвуковую обработку проводят с использованием только одного ультразвукового передатчика, работающего на 40 кГц.

В варианте настоящего примера повторяют способ, но только при более высокой температуре и коротком времени бланширования, а именно в течение 4 мин и температуре 82,5°С.

Пример 11

Способ по Примеру 10, но в этом случае ультразвуковую обработку проводят с использованием одного ультразвукового передатчика, работающего на 1 МГц.

Пример 12

Способ по Примеру 3, но в этом варианте ультразвуковую обработку проводят с использованием ультразвуковых передатчиков, работающих на 40 кГц и 270 кГц соответственно.

Пример 13

Способ по Примеру 9, но в этом варианте температура водяной бани составляет 60°С.

Пример 14

Способ по Примеру 13, но ультразвуковую обработку проводят в течение 11 мин с использованием ультразвуковых передатчиков, работающих на 80 кГц и 380 кГц соответственно.

Анализ результатов.

Картофель фри, полученный по всем выше указанным примерам, показал выгодные отличия по сравнению с продуктом, полученным традиционным способом, и продемонстрировал выгоды конечного продукта, полученного при различных технологических условиях, как приведено в Примерах выше.

Выбор предпочтительных технологических условий зависит от различных факторов, включая производительность устройства и сорт выбранного картофеля, размеры ломтиков картофеля и мощность приложенной ультразвуковой обработки. В вышеуказанных Примерах приложенная мощность соотносится с объемом ванны, и в соответствии с вариантом настоящего изобретения, как описано выше, а именно, 16,7 Вт на литр для ультразвукового передатчика, работающего на 1 МГц, и 53,3 Вт/л для ультразвукового передатчика, работающего на 40 кГц. Например, при использовании 380 кГц или 270 кГц мощность составляет соответственно 53,3 Вт/л и 53,3 Вт/л. Мощность может варьироваться, поскольку было продемонстрировано, что способ эффективен при различных диапазонах частот.

Все обработанные образцы были проанализированы на содержание жира и влаги с использованием стандартных способов. Немедленно после окончательной жарки определяли текстуру ломтиков картофеля с использованием аппарата для измерения текстуры Lloyd Texture модель LRX Plus 5kN. Инструмент снабжен камерой для определения сопротивления срезу с 5 ножами. Образцы подвергали сжатию с боков для получения данных по усилию и деформации.

Аппарат также связан с высокочувствительным микрофоном для получения акустического измерения, где звук разбивают на диапазон частот посредством быстрого преобразования Фурье при выбранном частотном диапазоне с получением измерения ломкости и хрусткости. Сенсорные свойства соответствующих образцов также оценивали с использованием технологии количественного описательного анализа квалифицированными специалистами. Специалисты оценивали образцы по различным органолептическим показателям, например цвету и однородности, ломкости и хрусткости, плотности, маслянистости, вкусу и аромату. Корреляция между результатами инструментального анализа и результатами сенсорной оценки была высокой.

Полимерную композицию поверхности чипсов определяли с использованием инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием (FTIR).

Вышеуказанные анализы проводили на типичных образцах в сравнении с традиционно обработанными чипсами такого же сорта и размера, и суммированные результаты приведены ниже.

Образец А

Результаты способа по Примеру 4 продемонстрировали 55% увеличение ломкости и хрусткости по данным акустического и сенсорного тестирования. Результаты FTIR анализа указывают на высокие уровни пектина в стенках клеток, низкое остаточное содержание белка и фактическое отсутствие на поверхности крахмала и сахара. В противоположность полимерная композиция поверхности ломтиков картофеля фри, полученного традиционным способом, продемонстрировала низкие уровни пектина, умеренное остаточное содержание белка и умеренное содержание крахмала и сахара.

Образец В

Картофель фри, полученный способом по Примеру 9, продемонстрировал 50% увеличение ломкости и хрусткости по данным акустического теста и 45% увеличение ломкости и хрусткости по данным сенсорного тестирования. Результаты FTIR анализа указывают на высокие уровни пектина в стенках клеток, низкое остаточное содержание белка и фактическое отсутствие на поверхности крахмала и сахара.

Образец С

Картофель фри, полученный способом по Примеру 10, продемонстрировал 35% увеличение ломкости и хрусткости по данным акустического и сенсорного тестирования, и результаты FTIR анализа указывают на высокие уровни пектина в стенках клеток, низкое остаточное содержание белка и фактическое отсутствие на поверхности крахмала и сахара по сравнению с традиционным продуктом.

Способ переработки пищевого продукта из растительных тканей, имеющих клеточную структуру, со значительным содержанием крахмала, предусматривающий помещение пищевых элементов в водную жидкость и приложение акустической энергии с выбранным частотным, энергетическим и временным профилем для модификации клеточной структуры поверхности пищевых элементов путем удаления компонентов из клеточной структуры и образования пектинового поверхностного участка, окружающего сердцевину и служащего в качестве барьера при последующем процессе высокотемпературного приготовления. Модифицированная клеточная структура обеспечивает получение поверхности с относительно низким содержанием влаги, способствующей по существу сохранению влаги в сердцевине после последующей тепловой обработки. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ переработки кусочков крахмалосодержащего пищевого продукта, предусматривающий помещение кусочков в водяную баню, приложение ультразвуковой энергии, имеющей частоту менее 5 МГц и удельную мощность от 0,01 до 1000 Вт/м² для модификации поверхностного участка каждого кусочка так, что модифицированный поверхностный участок служит в качестве барьера при последующем процессе высокотемпературного приготовления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что модифицированный поверхностный участок является по существу пектиновым.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная модификация поверхностного участка заключается в одном или более процессах, выбранных из ряда: диметилирование пектина, полимеризация фенольных соединений, синтез воска и гидролиз крахмала, что способствует внутриклеточной когезии в поверхностном участке.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что ультразвуковую энергию прикладывают в течение периода от 10 с до 30 мин.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что водяная баня содержит воду с растворенными веществами.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что водяная баня имеет температуру от 5 до 95°С.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что прилагаемая ультразвуковая энергия включает высокочастотный компонент в интервале от 170 кГц до менее 5 МГц и низкочастотный компонент в интервале от 100 Гц до 270 кГц.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что ультразвуковую энергию прикладывают в течение периода около 10 мин.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что приложенная мощность высокочастотного компонента составляет около 25 Вт/л.

10. Способ по п.7, отличающийся тем, что приложенная мощность низкочастотного компонента составляет около 15 Вт/л.

11. Способ по. п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает бланширование кусочков при температуре от около 65 до 95°С в течение периода от 1 до 30 мин.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно включает обжаривание кусочков.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно включает замораживание кусочков.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что ультразвуковую энергию прикладывают в течение периода около 10 мин.

15. Способ по п.7, отличающийся тем, что приложенная мощность низкочастотного компонента составляет около 50 Вт/л.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что водяная баня имеет температуру от 25 до 75°С.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает бланширование кусочков, которое осуществляется при температуре от около 65°С до около 95°С в течение периода от около 1 мин до около 30 мин, а обжаривание кусочков происходит в течение периода от около 15 с до около 4 мин при температуре 100-220°С.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что кусочки являются по существу сырыми.

19. Пищевой продукт, характеризующийся тем, что он получен способом по п.1.

20. Устройство, обеспечивающее обрабатывающую среду для приложения акустической энергии к кусочкам крахмалосодержащего пищевого продукта, содержащее
обрабатывающую емкость, выполненную с возможностью содержания в ней водяной бани, в которую помещают указанные кусочки;
один или более ультразвуковых передатчиков, оперативно связанных с водяной баней при работе устройства и выполненных для излучения ультразвуковой энергии с частотой ниже 5МГц и удельной мощностью от 0,01 до 1000 Вт/м², и
средство контролирования периода пребывания кусочков в обрабатывающем устройстве.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что выполнено с возможностью обеспечения в водяной бане температуры в интервале от около 25°С до около 75°С.

22. Устройство по п.20, отличающееся тем, что указанные ультразвуковые передатчики выполнены с возможностью излучения с разными частотами в указанном диапазоне.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что указанные ультразвуковые передатчики выполнены с возможностью обеспечения излучения с высокочастотным компонентом в интервале от 170 кГц до менее 5 МГц и низкочастотным компонентом в интервале от 100 Гц до 270 кГц.

24. Устройство по п.20, отличающееся тем, что один или более из указанных ультразвуковых передатчиков выполнен(ы) для обеспечения высокочастотного излучения в интервале от 170 кГц до менее 5 МГц.

25. Устройство по п.20, отличающееся тем, что один или более из указанных ультразвуковых передатчиков выполнен(ы) для обеспечения низкочастотного излучения в интервале от 100 Гц до 270 кГц.

26. Устройство по п.23, отличающее тем, что один или более передатчиков обеспечивают высокочастотный компонент излучения мощностью около 25 Вт/л.

27. Устройство по п.23, отличающееся тем, что один или более передатчиков обеспечивают низкочастотный компонент излучения мощностью около 50 Вт/л.