ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ ИЛИ НАПИТОК С АГЛОМЕРИРОВАННЫМ ГОРОХОВЫМ БЕЛКОМ Российский патент 2023 года по МПК A23C11/06 A23J3/14 A23L2/62 A23L23/00 

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к способу получения пищевого продукта или напитка, в частности, к способу образования агломерированных гороховых белков в композиции ингредиентов. Изобретение также относится к пищевым продуктам или напиткам, содержащим агломерированные гороховые белки.

Предпосылки создания изобретения

Все больше потребителей интересуются синтетическими или искусственными добавками в пищевых продуктах. Таким образом, существует потребность в обеспечении текстуры и вкусовых ощущений в пищевых продуктах и напитках без применения искусственных ингредиентов или ингредиентов, которые потребитель может считать искусственными. Существует также потребность в пищевых продуктах и напитках со сбалансированным сочетанием питательных макроэлементов, которые одновременно обеспечивают хороший вкус и текстуру.

Любую ссылку на документы предшествующего уровня техники в данном описании не следует рассматривать как признание того, что такой предшествующий уровень техники широко известен или составляет часть общеизвестных знаний в данной области. В данном описании слова «содержит», «содержащий» и аналогичные слова не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, под ними подразумевается «включая, без ограничений».

Изложение сущности изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы улучшить существующий уровень техники и предложить более совершенное решение или по меньшей мере предложить подходящий альтернативный вариант. Цели настоящего изобретения достигают с помощью объекта изобретения, представленного в независимых пунктах формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения идея настоящего изобретения получает дополнительное развитие.

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что при использовании определенных уровней содержания горохового белка и двухвалентных катионов с последующей термической обработкой можно получить их агломераты, которые обеспечивают повышенную вязкость с однородными вкусовыми ощущениями. Агломераты обеспечивают оптимальные органолептические свойства, при этом одновременно позволяют уменьшить общее содержание жиров в продукте. Кроме того, описанное изобретение позволяет составить рецептуру текстурированных продуктов без применения дополнительных стабилизаторов или гидроколлоидов.

Соответственно, в первом аспекте настоящего изобретения предлагается способ приготовления пищевого продукта или напитка, при этом такой способ включает: получение водной композиции ингредиентов, содержащей гороховый белок в концентрации от 1,0 до 6 мас.%; добавление к композиции ингредиентов 4,0–20 мМ двухвалентных катионов, которые могут образовать комплекс с гороховым белком; и последующую термическую обработку композиции ингредиентов при pH 6,6–7,3 для образования агломератов, содержащих гороховый белок, при этом такую термическую обработку выполняют при температуре от 80°C до 125°C в течение периода времени от 30 секунд до 20 минут или при температуре выше 125°C в течение 3–45 секунд.

Во втором аспекте изобретение относится к пищевому продукту или напитку, содержащему агломерированный гороховый белок, причем средний диаметр D[4,3] такого агломерированного белка, измеренный методом лазерной дифракции, составляет от 2 до 50 мкм, а диапазон распределения частиц по размерам (D_v0,9 - D_v0,1)/D_v0,5 составляет менее 10.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 представлены фотографии растворов горохового белка 3,5 мас.% в присутствии различных количеств Ca²⁺ после термической обработки.

На фиг. 2 приведен график, демонстрирующий влияние концентрации Ca²⁺ на содержание растворимого белка (SPC) в растворах горохового белка 3,5 мас.% после термической обработки.

На фиг. 3 показано влияние Ca²⁺ на распределение частиц по размерам в растворах горохового белка 3,5 мас.% после термической обработки, которое представлено значениями D[4,3] (столбцы) и диапазоном распределения (черные квадраты) для различных концентраций кальция.

На фиг. 4 приводится количество связанного Ca²⁺ для различных концентраций кальция, добавленного к растворам горохового белка 3,5 мас.%, после термической обработки.

На фиг. 5 представлены изображения растворов горохового белка 3,5 мас.% в присутствии различных количеств Ca²⁺ после термической обработки, полученные методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. В качестве метки для белка использовали краситель Fast Green FCF.

На фиг. 6 приводятся значения вязкости [мПа·с], измеренные при скорости сдвига 13,9 с^–1, в зависимости от концентрации Ca²⁺ для растворов горохового белка 3,5 мас.% после термической обработки.

Подробное описание изобретения

При проведении экспериментов по влиянию добавления двухвалентных катионов, в частности кальция, на агрегирование горохового белка и повышение вязкости неожиданно было обнаружено, что существует критический диапазон добавления двухвалентных катионов, который после нагревания приводит к оптимальному агрегированию белка без осаждения или гелеобразования полученных агрегатов и вызывает значительное повышение вязкости. При превышении такой оптимальной концентрации кальция в системе наблюдали чрезмерное агрегирование, сопровождающееся осаждением, гелеобразованием или снижением вязкости.

Соответственно, настоящее изобретение частично относится к способу приготовления пищевого продукта или напитка, при этом такой способ включает: получение водной композиции ингредиентов, содержащей гороховый белок в концентрации от 1,0 до 6 мас.% (например, от 1,5 до 5 мас.%, например от 2 до 4,5 мас.%, в дополнительном примере - от 3 до 4 мас.%); добавление к композиции ингредиентов 4,0–20 мМ двухвалентных катионов, которые могут образовать комплекс с гороховым белком (например, 5–15 мМ, например 5–12 мМ, например 6–10 мМ, например 7–9 мМ, в дополнительном примере - 7,5–8,5 мМ); и последующую термическую обработку композиции ингредиентов при pH 6,6–7,3 (например, 6,8–7,2) для образования агломератов, содержащих гороховый белок, при этом такую термическую обработку выполняют при температуре от 80°C до 125°C в течение периода времени от 30 секунд до 20 минут или при температуре выше 125°C в течение 3–45 секунд. Уровень содержания добавляемых двухвалентных катионов обеспечивает желаемое повышение вязкости и при этом не вызывает органолептических недостатков, таких как металлический или мыльный привкус.

К двухвалентным катионам, которые могут образовать комплекс с гороховым белком, относятся, например, двухвалентные катионы, не связанные в комплекс с другим компонентом водной композиции ингредиентов. Количество двухвалентных катионов, которые могут образовать комплекс с гороховым белком, можно определить, смешав все компоненты композиции ингредиентов, кроме горохового белка, и добавив отмеренное количество двухвалентных катионов, например, до концентрации 10 мМ. Затем измеряют концентрацию свободного двухвалентного катиона в композиции ингредиентов с помощью ион-селективного электрода, после чего можно рассчитать количество связанных двухвалентных катионов. При осуществлении способа изобретения количество двухвалентных катионов, которые могут образовать комплекс с гороховым белком, будет равно суммарному добавленному количеству за вычетом количества, которое по результатам измерений оказывается связанным в отсутствие горохового белка.

До или после добавления двухвалентных катионов к композиции ингредиентов можно проводить коррекцию рН. Если pH корректируют перед добавлением двухвалентных катионов, следует ожидать снижения pH из-за связывания двухвалентных катионов, в результате после добавления двухвалентных катионов pH композиции ингредиентов составит 6,6–7,3. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения способ включает: получение водной композиции ингредиентов, содержащей гороховый белок в концентрации от 1,0 до 6 мас.%; добавление к композиции ингредиентов 4,0–20 мМ двухвалентных катионов, которые могут образовать комплекс с гороховым белком; корректировку pH; и последующую термическую обработку композиции ингредиентов при pH 6,6–7,3 для образования агломератов, содержащих гороховый белок, при этом такую термическую обработку выполняют при температуре от 80°C до 125°C в течение периода времени от 30 секунд до 20 минут или при температуре выше 125°C в течение 3–45 секунд.

В настоящем контексте, если не указано иное, % компонента означает мас.% в расчете на массу композиции, т.е. мас./мас.%.

В одном варианте осуществления средний диаметр D[4,3] агломератов, измеренный методом лазерной дифракции, составляет от 2 до 50 мкм, например, средний диаметр D[4,3], измеренный методом лазерной дифракции, составляет 4 до 40 мкм, например от 5 до 30 мкм, например от 6 до 20 мкм, в дополнительном примере — от 8 до 12 мкм. Распределение частиц агломерата по размерам можно измерять, например, с помощью Mastersizer 3000 (Malvern Instruments, Великобритания) или эквивалентной системы измерения. Для измерений образец можно, например, диспергировать в измерительной кювете Hydro SM до получения степени затенения 9–10%, а затем проводить анализ образца с помощью Mastersizer. В настоящем изобретении термин D[4,3] обычно используется для обозначения средневзвешенного по объему диаметра распределения частиц, который иногда называют средним диаметром Де Брукера. Преимуществом способа настоящего изобретения является возможность получения относительно малых частиц, поскольку они существенно меньше влияют на вкусовые ощущения и, следовательно, обеспечивают повышение вязкости с однородными вкусовыми ощущениями без образования агрегатов, вызывающих ощущение зернистости.

Агломераты, полученные в соответствии со способом изобретения, отличаются узким диапазоном размеров. Наряду с малыми по размерам частицами за счет этого также достигается повышение вязкости с однородными вкусовыми ощущениями. В одном варианте осуществления диапазон распределения частиц агломератов по размерам составляет от 0,1 до 10, например от 0,5 до 5. Такой диапазон равен (D_v0,9 - D_v0,1)/D_v0,5. D_v0,5 представляет собой медианный размер частиц для распределения по объему, при этом 50% всего количества частиц оказывается ниже этого значения. D_v0,9 и D_v0,1 представляют собой значения, ниже которых оказывается 90% и 10% всего количества частиц соответственно.

В одном варианте осуществления композицию ингредиентов гомогенизируют, например, композицию ингредиентов, содержащую гороховый белок, можно гомогенизировать перед добавлением двухвалентных катионов, чтобы обеспечить полную солюбилизацию белка.

Гороховый белок в соответствии с изобретением может представлять собой гороховый белок, выделенный или экстрагированный из посевного гороха, желтого гороха или фиолетового гороха (Pisum sativum). Гороховый белок может представлять собой фракцию горохового белка. Гороховый белок может быть получен из семян посевного гороха. Например, гороховый белок может представлять собой растительный белковый материал, выделенный из гороха, с содержанием белка более 80 мас.% в пересчете на массу сухого вещества. В способе в соответствии с изобретением можно повысить растворимость горохового белка за счет физической обработки (например, нагревания, гомогенизации). В одном варианте осуществления гороховый белок представляет собой концентрат горохового белка или изолят горохового белка.

В одном варианте осуществления изобретения двухвалентные катионы выбраны из группы, состоящей из катионов кальция, катионов магния и их комбинаций. Такие двухвалентные катионы пригодны для применения в пищевой промышленности и не столь активно способствуют окислению жира. Например, двухвалентные катионы в соответствии с изобретением могут представлять собой катионы кальция.

Двухвалентные катионы можно добавлять в виде соли неорганической кислоты. В одном варианте осуществления двухвалентные катионы используют в виде соли с анионом, выбранным из группы, состоящей из хлорида, гидроксида, карбоната, бикарбоната, фосфата, стеарата, малата, глицерофосфата, лактата, ацетата, фумарата и глюконата. Например, двухвалентные катионы можно использовать в виде соли с анионом, выбранным из группы, состоящей из хлорида, лактата, карбоната, бикарбоната и их комбинаций. Соль может представлять собой хлорид кальция. Чтобы использовать кальций из того или иного природного источника, его можно получить из концентрата минеральных веществ молока после отделения белка, жира и лактозы, например, посредством мембранного фракционирования.

В одном варианте осуществления общее содержание твердых веществ в композиции ингредиентов после термической обработки составляет от 2 до 35%. Таким образом, масса всех неводных компонентов составляет от 2 до 35% от общей массы. Увеличение общего содержания твердых веществ способствует агрегированию. Например, общее содержание твердых веществ может составлять от 2 до 10%, в дополнительном примере — от 6 до 8%. Общее содержание твердых веществ не должно быть слишком высоким, в противном случае возможно гелеобразование и осаждение белка. Без ограничений, накладываемых какой-либо теорией, считается, что это связано с уменьшением расстояния между молекулами белка. Общее содержание твердых веществ можно увеличить, добавляя углеводы, такие как сахароза, лактоза, инулин, фруктоолигосахариды, крахмал или продукты гидролизованного крахмала, такие как мальтодекстрин и глюкозный сироп.

В одном варианте осуществления содержание растворимого белка в пищевом продукте или напитке меньше или равно 80 мас.% от общего содержания белка, например, меньше или равно 60, 40, 30 или 20 мас.% от общего содержания белка. Способ изобретения обеспечивает включение большей части белков в агрегированные/агломерированные структуры. Например, содержание растворимого горохового белка в пищевом продукте или напитке может быть меньше или равно 30 мас.% от общего содержания горохового белка. В одном варианте осуществления содержание растворимого белка в композиции ингредиентов после термической обработки может быть меньше или равно 30 мас.% от общего содержания белка в композиции ингредиентов после термической обработки. Например, содержание растворимого горохового белка в композиции ингредиентов после термической обработки может быть меньше или равно 30 мас.% от общего содержания горохового белка в композиции ингредиентов после термической обработки.

В одном варианте осуществления композицию ингредиентов после термической обработки сушат до порошка с помощью сублимационной сушки, распылительной сушки или вальцовой сушки. Преимуществом способа изобретения является возможность получать пищевые продукты или напитки в форме порошка, например, порошков для разведения водой (или другими водными жидкостями), чтобы получить продукт с хорошими текстурными свойствами, такими как вязкость, с однородными вкусовыми ощущениями.

В одном варианте осуществления изобретения композиция ингредиентов содержит от 0 до 36 мас.% жира, например от 1,0 до 20 мас.%, например 3,0–15 мас.%, в дополнительном примере - от 5 до 10 мас.% жира. Было обнаружено, что даже при низком содержании жиров текстура продукта является кремовой благодаря агломерации, создаваемой внутри продукта.

В контексте настоящего изобретения термин «жир» относится к материалам, в основном содержащим триглицериды. Жиры являются основным компонентом животной жировой ткани и семян многих растений. Жиры, которые обычно встречаются в жидкой форме, обычно называют маслами. В настоящем изобретении термины «масла» и «жиры» являются взаимозаменяемыми.

В одном варианте осуществления композиция ингредиентов может содержать жир, который выбран из группы, состоящей из пальмоядрового масла, масла канолы, масла соевых бобов, подсолнечного масла, сафлорового масла, хлопкового масла, пальмового масла, молочного жира, кукурузного масла, кокосового масла и их комбинаций.

В одном варианте осуществления изобретения в композицию ингредиентов добавляют дополнительные ингредиенты, подходящие для данного вида продукта. К таким дополнительным ингредиентам могут относиться гидроколлоиды, эмульгаторы, буферы, подсластители и/или вкусоароматические добавки, которые при перемешивании в воде могут гидратироваться (например, при температуре от 40°C до 90°C), с добавлением расплавленного жира при необходимости. Если способ изобретения включает гомогенизацию, такие дополнительные ингредиенты добавляют до гомогенизации. Добавление жидких жиров до гомогенизации позволяет сформировать эмульсию из масляных капель малого размера.

В одном аспекте изобретение относится к пищевому продукту или напитку, которые могут быть получены, например, с помощью способа настоящего изобретения.

В одном аспекте изобретения предлагается пищевой продукт или напиток, содержащий кальций или магний и агломерированный гороховый белок, при этом средний диаметр D[4,3] агломерированного горохового белка по результатам измерений лазерной дифракцией составляет от 2 до 50 мкм, например от 4 до 40 мкм, например от 5 до 30 мкм, например от 6 до 20 мкм, в дополнительном примере - от 8 до 12 мкм, с диапазоном распределения частиц по размерам от 0,1 до 10, например от 0,5 до 5.

В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток настоящего изобретения может подходить для вегетарианцев или веганов.

Продукт настоящего изобретения может дополнительно содержать один или более дополнительных ингредиентов, таких как вкусоароматические вещества, подсластители, пигменты, антиоксиданты (например, липидные антиоксиданты) или их комбинация.

В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток представляет собой жидкость и содержит гороховый белок в концентрации от 1,0 до 6 мас.% (например, от 1,5 до 5 мас.%, например, от 2 до 4,5 мас.%, в дополнительном примере - от 3 до 4 мас.%). Значение pH пищевого продукта или напитка может составлять 6,6–7,3, например 6,8–7,2.

В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток представляет собой жидкость и содержит двухвалентные катионы с содержанием на уровне 4,0–20 мМ (например, 5–15 мМ, например, 5–12 мМ, например, 6–10 мМ, например, 7–9 мМ, в дополнительном примере - от 7,5 до 8,5 мМ). Например, пищевой продукт или напиток может представлять собой жидкость и содержать двухвалентные катионы в комплексе с гороховым белком, при этом содержание двухвалентных катионов находится на уровне 4,0–20 мМ (например, 5–15 мМ, например, 5–12 мМ, например, 6–10 мМ, например, 7–9 мМ, в дополнительном примере - от 7,5 до 8,5 мМ).

В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток представляет собой порошок и содержит гороховый белок в концентрации на уровне от 0,5 до 70 мас.%, например от 1 до 50 мас.%, в дополнительном примере - от 2 до 20 мас.%.

Образование агломератов горохового белка в соответствии с изобретением улучшает текстуру/вкусовые ощущения пищевого продукта или напитка и обеспечивает приятный однородный кремообразный вкус даже в случае пищевых продуктов или напитков с пониженным содержанием сахара и/или пониженным содержанием жира. Недостатком гидроколлоидных загустителей в жидких напитках, которые хранят в холодных условиях или подают в холодном виде, является чрезмерное загущение гидроколлоидов при хранении в течение длительного времени при температуре холодильника, или же они обеспечивают надлежащую текстуру при комнатной температуре, но становятся слишком густыми при охлаждении перед подачей к столу. В отличие от многих гидроколлоидов агломераты в соответствии с изобретением более эффективно решают проблему обеспечения стабильной текстуры в условиях колебаний температуры. Для стабилизации напитков часто используют гидроколлоидные комплексы, и такие гидроколлоидные комплексы неизвестны потребителям, и, следовательно, их применение нежелательно. Пищевой продукт или напиток изобретения может содержать полисахаридные гидроколлоидные загустители, которые хорошо воспринимаются потребителями и выбраны из группы, состоящей из пектина, гуммиарабика, гуаровой камеди и их комбинаций, например, пектина. В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток содержит менее 0,001 мас.% полисахаридов, отличных от пектина, например, менее 0,001 мас.% полисахаридов. В контексте настоящего изобретения термин «полисахарид» относится к полимерам на основе сахаридов, содержащим более 10 моносахаридных звеньев.

Пищевой продукт или напиток изобретения может не содержать синтетических эмульгаторов. Например, продукт изобретения может не содержать добавленных моноацилглицеридов, диацилглицеридов, сложных эфиров диацетилвинной кислоты моноглицеридов, ацетилированных моноглицеридов, триолетата сорбитана, диолеата глицерина, тристеарата сорбитана, моностеарата пропиленгликоля, моноолеата и моностеарата глицерина, моноолеата сорбитана, монолаурата пропиленгликоля, моностеарата сорбитана, стеароиллактилата натрия, стеароиллактилата кальция, сорбитанмонопальмитата глицерина, сложных эфиров моноглицеридов и диглицеридов янтарной кислоты, сложных эфиров моноглицеридов и диглицеридов молочной кислоты и сложных эфиров сахарозы жирных кислот.

В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток изобретения содержит жир. Например, жир может быть выбран из группы, состоящей из кокосового масла, масла канолы с высоким содержанием олеиновой кислоты, масла соевых бобов с высоким содержанием олеиновой кислоты, подсолнечного масла с высоким содержанием олеиновой кислоты, сафлорового масла с высоким содержанием олеиновой кислоты и их комбинаций. Содержание твердых жиров в жире может составлять менее 1% при 4°C. За счет этого обеспечивается хорошая стабильность жидких продуктов при возможных температурах в холодильнике, поскольку затвердевание жира может приводить к осаждению. Содержание твердых жиров можно измерять методом импульсного ЯМР, например, в соответствии с методом IUPAC 2.150 (а), т.е. способом, не требующим специальной предварительной термической обработки [International Union of Pure and Applied Chemistry, Standard Methods for the Analysis of Oils, Fats and Derivatives, 7^th Revised and Enlarge Edition (1987)]. Жир может присутствовать в количестве не более приблизительно 20 мас.%, и количество жира в продукте изобретения может составлять, например, от приблизительно 0 мас.% до приблизительно 20 мас.%, например от 6 мас.% до 12 мас.%. В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток изобретения содержит менее 3 г жира на 100 г.

Пищевой продукт или напиток в соответствии с настоящим изобретением может содержать буферный агент. В случае таких продуктов, как забеливатели, буферный агент может предотвращать нежелательное отстаивание сливок или осаждение продукта при добавлении в горячую кислую среду, например кофе. В случае таких продуктов, как готовые к употреблению напитки, буферный агент препятствует изменениям кислотности в течение срока хранения продукта. Буферный агент может, например, представлять собой монофосфаты, дифосфаты, моно- и бикарбонаты натрия, моно- и бикарбонаты калия или их комбинацию. Содержание буферного агента может составлять от 0,1 до 3 мас.% пищевого продукта или напитка. Буферный агент, содержащийся в продукте изобретения, может представлять собой цитрат и бикарбонат, которые известны потребителям и, следовательно, отличаются высокими уровнями приемлемости. Жидкий продукт изобретения может содержать бикарбонат на уровне от 0,02 до 1 мас.%, например, от 0,05 до 0,5 мас.%, в дополнительном примере - от 0,07 до 0,15 мас.%. Жидкий продукт изобретения может содержать цитрат на уровне от 0,05 до 2,5 мас.%, например, от 0,13 до 1,25 мас.%, в дополнительном примере - от 0,18 до 0,38 мас.%. Порошок изобретения может содержать бикарбонат на уровне от 0,01 до 0,4 мас.%, например, от 0,02 до 0,2 мас.%, в дополнительном примере - от 0,03 до 0,06 мас.%. Порошок изобретения может содержать цитрат на уровне от 0,02 до 1 мас.%, например, от 0,05 до 0,5 мас.%, в дополнительном примере - от 0,07 до 0,15 мас.%. Цитрат может вводиться в виде соли, которая выбрана из группы, состоящей из цитрата калия, цитрата натрия, цитрата кальция, цитрата магния и их комбинаций. Цитрат может быть обеспечен в форме лимонной кислоты, например содержащейся в цитрусовом соке, таком как лимонный сок. Бикарбонат может быть обеспечен в форме соли, выбранной из группы, состоящей из бикарбоната калия, бикарбоната натрия и их комбинаций. Буферные агенты, содержащиеся в продукте изобретения, могут представлять собой, например, цитрат, вводимый в виде цитрата калия, и бикарбонат, вводимый в виде бикарбоната натрия (пищевая сода).

Жидкий напиток в соответствии с изобретением отличается физической стабильностью с менее выраженными проблемами разделения фаз (например, отстаивание сливок, гелеобразование или осаждение) во время хранения при температурах холодильника (например, приблизительно 4°C), при комнатной температуре (например, приблизительно 20°C) и при повышенных температурах (например, от приблизительно 30 до 38°C). Жидкий напиток может быть стабилен в течение определенного срока хранения, такого как по меньшей мере 6 месяцев при 4°C и/или при 20°C, 6 месяцев при 30°C и 1 месяц при 38°C. Стабильность можно оценивать при визуальном осмотре продукта после хранения.

В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток представляет собой забеливатель. Забеливатели широко используют в качестве забеливающих агентов с горячими и холодными напитками, такими как, например, кофе, какао и чай. Их обычно используют вместо молока и/или сливок. Поставляемые забеливатели могут отличаться разнообразными вкусоароматическими свойствами и обеспечивать вкусовые ощущения, консистенцию и более однородную текстуру. Забеливатель в соответствии с настоящим изобретением может быть представлен в форме жидкости или порошка. Жидкий забеливатель может быть рассчитан на хранение при комнатных температурах или при температурах охлаждения и должен сохранять стабильность во время хранения без разделения фаз, отстаивания сливок, гелеобразования и осаждения. Кроме того, вязкость забеливателя должна оставаться постоянной с течением времени. При добавлении в холодные или горячие напитки, такие как кофе или чай, забеливатель должен быстро диспергироваться, обеспечивать высокую забеливающую способность и сохранять стабильность без образования хлопьев и/или осадка, при этом обеспечивая превосходный вкус и вкусовые ощущения. Забеливатели также могут входить в состав кулинарных изделий, таких как суп.

Забеливатель в соответствии с изобретением может содержать сахарозу, эмульгаторы, стабилизаторы, буферные соли, подсластители и ароматические вещества. Дополнительно забеливатель может преимущественно содержать эмульгаторы, которые представляют собой белки не в форме агломератов.

В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток представляет собой готовый к употреблению напиток, например пригодный для длительного хранения готовый к употреблению напиток. Под готовым к употреблению напитком подразумевают напиток в жидком виде, готовый к употреблению без дополнительного добавления жидкости.

Готовый к употреблению напиток можно подвергать термической обработке для увеличения срока хранения продукта посредством ультравысокотемпературной обработки (УВТ), высокотемпературной кратковременной (HTST) пастеризации, периодической пастеризации или горячего заполнения.

Пищевой продукт или напиток в соответствии с изобретением (например, забеливатель или готовый к употреблению напиток) может содержать любые другие подходящие ингредиенты, известные в данной области, такие как ингредиенты, выбранные из группы, состоящей из подсластителей (включая не содержащие сахара подсластители), ароматизаторов/вкусоароматических добавок, молока, стабилизаторов, красителей и их комбинаций. Подсластители могут включать, например, сахарозу, фруктозу, декстрозу, мальтозу, декстрин, левулозу, тагатозу, галактозу, твердые вещества кукурузного сиропа и другие природные или искусственные подсластители. Не содержащие сахара подсластители могут включать сахарные спирты, такие как мальтит, ксилит, сорбит, эритрит, маннит, изомальт, лактит, гидрогенизированные гидролизаты крахмала и т.п., по отдельности или в комбинации. Подсластитель может содержаться в количестве 5–90 мас.% пищевого продукта или напитка, например, 20–90 мас.%, в дополнительно примере - 20–70 мас.%. В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток изобретения содержит менее 0,5 г сахаров на порцию. Пищевой продукт или напиток может, например, содержать менее 0,5 г сахаров на 100 г.

В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток представляет собой молочный продукт, такой как мороженое или замороженное кондитерское изделие, молочные концентраты или десерты. Пищевой продукт или напиток может представлять собой немолочный вариант продукта, который традиционно является молочным, например, немолочное мороженое с растительным белком, немолочное замороженное кондитерское изделие с растительным белком, подобный молочному концентрат с растительным белком или подобный молочному десерт с растительным белком.

В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток представляет собой немолочное растительное молоко.

В одном варианте осуществления пищевой продукт или напиток представляет собой кулинарный соус.

Специалистам в данной области будет понятно, что все описанные в настоящем документе признаки настоящего изобретения можно свободно комбинировать друг с другом. В частности, признаки, описанные по отношению к продукту настоящего изобретения, можно комбинировать со способом настоящего изобретения, и наоборот. Дополнительно можно комбинировать признаки, описанные для разных вариантов осуществления настоящего изобретения. Если существуют известные эквиваленты конкретных признаков, такие эквиваленты включены, как если бы они были непосредственно упомянуты в данном описании.

Дополнительные преимущества и признаки настоящего изобретения очевидны из фигур и примеров, не имеющих ограничительного характера.

Примеры

Материалы

Изолят горохового белка (NUTRALYS^® S85F; № партии: 620126) был приобретен у компании Roquette (коммуна Лестрем, Франция). Дигидрат хлорида кальция (CaCl₂) был приобретен у компании Sigma-Aldrich (г. Сент-Луис, штат Миссури, США). Растворы NaOH и HCl были приобретены у компании Merck KGaA (г. Дармштадт, Германия). Концентрат реагента красителя для анализа белка (кат. № 500-0006), использованный для анализа по Бредфорду, был приобретен у компании Bio-Rad Laboratories GmbH (г. Мюнхен, Германия).

Приготовление и термическая обработка дисперсии белка в присутствии CaCl₂

Исходные дисперсии белка готовили путем диспергирования порошка белка в воде Milli-Q (8 мас.%, белок) в течение 2 часов при перемешивании с магнитной мешалкой при 20°C. Затем исходную дисперсию гомогенизировали (двукратная обработка) с использованием гомогенизатора PandaPlus Homogenius 2000 (GEA Westfalia Separator Group GmbH, г. Эльде, Германия) при давлении на первой и второй стадиях 50 и 250 бар соответственно. Затем исходную дисперсию разделяли на аликвоты дисперсий, к которым добавляли различные количества воды Milli-Q и CaCl₂. Затем pH этих дисперсий доводили до 7,0 при необходимости, используя 0,1 M NaOH или HCl, и добавляли воду Milli-Q до достижения 3,5 мас.% белка и требуемого уровня CaCl₂ (0–10 мМ). Приготовленные дисперсии (250 мл) переносили в герметичные стеклянные емкости объемом 250 мл и помещали на водяную баню, где их нагревали при 95°C в течение 15 мин при перемешивании с магнитной мешалкой, после чего охлаждали на льду до 20°C.

Микроструктура по данным конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (CLSM)

Микроструктуру белковых дисперсий после термической обработки анализировали с помощью конфокального лазерного сканирующего микроскопа LSM 710 (CLSM) с усовершенствованным детектором Airyscan (Carl Zeiss, г. Оберкохен, Германия). В белки вводили флуоресцентную метку, добавляя 10 мкл 1% (мас/об) красителя Fast Green FCF (Sigma-Aldrich, г. Сент-Луис, штат Миссури, США) в этаноле, соответственно, к 1 мл дисперсии после нагревания. Образцы с флуоресцентной меткой (100 мкл) помещали в пластиковую камеру глубиной 1 мм, накрытую предметным стеклом, чтобы исключить проявление артефактов из-за сжатия и высыхания. Изображения белков получали при длине волны возбуждения 633 нм и длине волны испускания 645 нм (длинноволновой пропускающий фильтр). Сбор и обработку изображений проводили с использованием программного обеспечения Zen 2.1 (Carl Zeiss, г. Оберкохен, Германия).

Размер частиц по данным лазерной дифракции

Размер частиц белковых дисперсий после термической обработки анализировали методом статического светорассеяния с использованием Mastersizer 3000 (Malvern Instruments, г. Малверн, Вустершир, Великобритания), содержащего обратную Фурье-линзу с эффективным конфокальным расстоянием 300 мм, источник красного света He-Ne (633 нм) и источник синего света СИД (470 нм). Выбранные значения показателей преломления для частиц и диспергирующего вещества составляли 1,47 (подсолнечное масло) и 1,33 (вода) соответственно. Дисперсии по каплям добавляли в диспергирующий блок для образцов Hydro SM, содержащий воду Milli-Q, до достижения затемнения лазера на уровне 10% (±0,5%). Результаты рассчитывали по теории Ми и представляли в виде: D[4,3] и диапазона распределения, который представляет собой измеренный диапазон распределения, рассчитанный следующим образом:

Количественное определение содержания растворимого белка по Бредфорду.

Для определения содержания растворимого белка (SPC) в образцах после термической обработки проводили анализ белка по Бредфорду. Для этого аликвоту (2 мл) образцов переносили в пробирки Eppendorf объемом 2 мл (Eppendorf, г. Гамбург, Германия) и центрифугировали при 12 000 g в течение 20 мин. при комнатной температуре в центрифуге Centrifuge 5418 (Eppendorf, г. Гамбург, Германия). Для вычисления коэффициента пересчета (CF) распределения белка определяли массу образца и супернатанта. CF можно рассчитывать следующим образом:

где M_{супернатант} - масса супернатанта (г), а M_{образец} - общая масса образца в пробирке Eppendorf (г).

Супернатант белковых дисперсий после термической обработки разбавляли в различных соотношениях, чтобы добиться соответствия значений поглощения данным калибровочной кривой. Аликвоту (40 мкл) разбавленного супернатанта переносили в кюветы объемом 4 мл, содержащие 2 мл 5-кратно разбавленного концентрата реагента красителя для анализа белка (кат. № 500-0006, Bio-Rad Laboratories GmbH, г. Мюнхен, Германия), процедуру повторяли дважды для всех разбавленных супернатантов.

Стандартные растворы, используемые для построения калибровочных кривых, готовили следующим образом: исходный раствор получали посредством растворения горохового белка в воде Milli-Q до концентрации белка 0,25 мас.%, а полученный раствор разбавляли в различных соотношениях (т.е. 0,20, 0,15, 0,10 и 0,05 мас.% белка). Аликвоту (40 мкл) каждого из этих растворов переносили в кюветы объемом 4 мл, содержащие 2 мл 5-кратно разбавленного концентрата реагента красителя. Холостую пробу готовили при добавлении воды Milli-Q (40 мкл) в кювету объемом 4 мл, содержащую 2 мл 5-кратно разбавленного концентрата реагента красителя.

Перед анализом кюветы с образцами, стандартными растворами или холостой пробой закрывали крышкой и вручную встряхивали. Регистрацию всех спектрофотометрических параметров проводили при длине волны 595 нм относительно холостой пробы с использованием спектрофотометра УФ и видимого диапазона (Nicolet Evolution 100, Thermo Electron Corporation, г. Уолтем, штат Массачусетс, США) через 20 мин. после приготовления проб.

Для расчета калибровочной кривой использовали значения стандартного поглощения. Значения поглощения стандартных растворов использовали для построения калибровочной кривой, а на ее основании затем определяли содержание белка в супернатанте (PC_{супернатант}), выраженное в мас.%.

Содержание растворимого белка (PC_{растворимый}), выраженное в мас.%, рассчитывали следующим образом:

где PC_{образец} обозначает исходное содержание белка в образце перед центрифугированием [мас.%].

Определение свободного кальция

Активность ионов кальция или концентрацию свободных ионов кальция в белковых дисперсиях, прошедших термическую обработку, в присутствии кальция, измеряли при перемешивании на магнитной мешалке при 20°C помощью ион-селективного кальциевого электрода (692 pH/Ion Meter, Metrohm, г. Херизау, Швейцария) и рассчитывали по калибровочной кривой на основании растворов CaCl₂ в диапазоне 1–10 мМ. Влияние ионной силы, обусловленной солями, присутствующими в ингредиенте горохового белка, на концентрацию свободного кальция было пренебрежимо мало. Результаты представлены в виде связанного кальция, рассчитанного следующим образом: добавленный кальций — свободный ионный кальций.

Вязкость по данным реометрии с контролируемым сдвиговым напряжением

Измерения кривых текучести проводили с использованием реометра с контролируемым сдвиговым напряжением (Physica MCR 501, Anton Paar GmbH, г. Грац, Австрия) для белковых дисперсий после термической обработки. Для измерений использовали концентрическую цилиндрическую ячейку (CC27/S, Anton Paar GmbH, г. Грац, Австрия) с шероховатой (после пескоструйной обработки) поверхностью, чтобы исключить проскальзывание на поверхности стенки, и зазором с внешней поверхностью ячейки (C-CC27/T200/SS/S, Anton Paar GmbH, г. Грац, Австрия), составляющим 1,13 мм. Образцы (25 мл) встряхивали вручную, чтобы гомогенизировать, и выливали в ячейку. Чтобы поддерживать постоянную температуру 25°C в процессе измерения использовали элемент Пельтье (C-PTD200, Anton Paar GmbH, г. Грац, Австрия).

На дисперсии сначала воздействовали сдвиговой нагрузкой в течение 5 мин. со скоростью сдвига 100 с^–1, после чего проводили измерение. Для этого увеличивали скорость сдвига с 0,1 до 100 с^–1 и измеряли кажущуюся вязкость каждые 30 секунд в течение 7,5 мин., чтобы получить 15 точек данных. Для сравнения образцов их кажущуюся вязкость регистрировали при 13,9 с^–1. Каждое измерения проводили дважды.

Пример 1. Влияние добавления Ca²⁺ на термически индуцированное агрегирование

Исследовали влияние добавления Ca²⁺ на термически индуцированное агрегирование горохового белка, чтобы понять, как и в какой степени этот заряженный комплекс влияет на физико-химические и функциональные свойства образующихся белковых систем. Был проведен скрининг точки гелеобразования в зависимости от добавления Ca²⁺ (0–10 мМ) при концентрации белка 3,5 мас.% (фиг. 1). Критическая концентрация Ca²⁺, стимулирующая гелеобразование, составляла 10 мМ. В данной системе все добавленные ионы Ca²⁺ были в состоянии образовать комплекс с гороховым белком, поскольку отсутствуют какие-либо ингредиенты, конкурирующие за комплексообразование с Ca²⁺.

Следующая стадия включала изучение физико-химических свойств, таких как содержание растворимого белка (SPC) и распределение частиц по размерам (PSD) в системах на основе горохового белка ниже его порога гелеобразования. SPC позволяет получить информацию о количестве белка в агрегированном состоянии, например, образцы с высоким SPC отличаются низким количеством агрегатов белка, и наоборот. Чтобы получить информацию о влиянии Ca²⁺ на SPC, проводили анализ по Бредфорду для образцов горохового белка после термической обработки (фиг. 2). Добавление кальция не оказывало влияния на растворимость белка до концентрации 5 мМ, тогда как выше 5 мМ растворимость снижалась по мере увеличения концентрации Ca²⁺ до минимальной растворимости на уровне 9%.

Распределение частиц по размерам (PSD) в системах на основе горохового белка после термической обработки в присутствии кальция измеряли методом лазерной дифракции, и результаты представлены в форме D[4,3], что отражает размер частиц, составляющих основную часть объема образца, с большей чувствительностью к содержанию крупных частиц, и диапазона распределения, что позволяет получить представление о ширине распределения по размерам (фиг. 3). Добавление кальция не оказывало существенного влияния на D[4,3] (5–7 мкм) вплоть до концентрации кальция 7 мМ, тогда как при 8 и 9 мМ значение D[4,3] увеличивалось до 11 и 23 мкм соответственно, и при этом резко снижался диапазон распределения (< 3). Образцы с концентрацией до 7 мМ демонстрировали бимодальное распределение, тогда как для образцов с концентрацией 8 и 9 мМ наблюдалось одномодальное распределение частиц по размерам.

Количество свободного Ca²⁺ использовали для расчета количества связанного Ca²⁺. На фиг. 4 показано, что весь Ca²⁺ связывался до концентрации 7 мМ добавленного Ca²⁺, после чего оставалось некоторое количество свободного Ca²⁺, что указывает на полное насыщение поверхности белков ионами кальция и достижение нейтрализации заряда.

Изображения, полученные с помощью конфокальной лазерной микроскопии (фиг. 5), подтвердили наличие агрегатов в дисперсиях горохового белка, прошедших термическую обработку в присутствии 8 и 9 мМ добавленного Са²⁺, и, в частности, весьма однородное распределение в образцах, обработанных термически в присутствии 8 мМ Ca²⁺. Полученные результаты коррелируют с измерениями размера частиц.

Результаты измерения вязкости образцов при 13,9 с^–1 приводятся на фиг. 6. При концентрации белка 3,5 мас.% наблюдали значительное повышение вязкости в присутствии 8 мМ добавленного Ca²⁺, т.е. от 3 мПа·с до 43 мПа·с, но эта величина снижалась до 8 мПа·с в присутствии 9 мМ добавленного Ca²⁺.

По причине интересных свойств агрегатов, образованных при термической обработке 3,5 мас.% горохового белка в присутствии 8 мМ добавленного Ca²⁺, проводили испытание на стабильность, 3 недели. Результаты не свидетельствовали об изменении PSD и вязкости за время хранения при 4°C, что указывает на стабильность агрегатов во времени.

Полученные результаты неожиданно указывают на существование оптимального уровня добавления двухвалентного катиона, при котором можно добиться значительного увеличения вязкости. Агрегаты, образованные при таком оптимальном уровне, характеризуются относительно небольшим средним размером частиц и монодисперсным узким распределением. Приведенные физические параметры показывают, что агломераты являются превосходным средством загущения пищевых продуктов или напитков и при этом не приводят к распределению частиц по размерам, которое могло бы стать причиной зернистой текстуры.

Изобретение относится к пищевым продуктам и напиткам, содержащим агломерированные гороховые белки. Предложен пищевой продукт, содержащий кальций или магний и агломерированный гороховый белок, причём средний диаметр D[4,3] агломерированного горохового белка, измеренный методом лазерной дифракции, составляет от 2 до 50 мкм, а диапазон распределения частиц по размерам (D_v0,9 - D_v0,1)/ D_v0,5 составляет от 0,1 до 10, при этом пищевой продукт содержит гороховый белок в концентрации от 1,0 до 6 мас.%. Также предложен напиток, содержащий кальций или магний и агломерированный гороховый белок, причём средний диаметр D[4,3] агломерированного горохового белка, измеренный методом лазерной дифракции, составляет от 2 до 50 мкм, а диапазон распределения частиц по размерам (D_v0,9 - D_v0,1)/ D_v0,5 составляет от 0,1 до 10, при этом напиток содержит гороховый белок в концентрации от 1,0 до 6 мас.%. Изобретение позволяет в пищевых продуктах и напитках, при использовании агломератов горохового белка и двухвалентных катионов, обеспечить повышенную вязкость с однородными вкусовыми ощущениями, оптимальные органолептические свойства, уменьшить общее содержание жиров, без применения дополнительных стабилизаторов или гидроколлоидов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 пр.

1. Пищевой продукт, содержащий кальций или магний и агломерированный гороховый белок, причём средний диаметр D[4,3] агломерированного горохового белка, измеренный методом лазерной дифракции, составляет от 2 до 50 мкм, а диапазон распределения частиц по размерам (D_v0,9 - D_v0,1)/ D_v0,5 составляет от 0,1 до 10, при этом пищевой продукт содержит гороховый белок в концентрации от 1,0 до 6 мас.%.

2. Пищевой продукт по п. 1, причём пищевой продукт представляет собой жидкость.

3. Пищевой продукт по п. 1 или 2, причём пищевой продукт представляет собой забеливатель.

4. Пищевой продукт по п. 1 или 2, причём пищевой продукт представляет собой кулинарный соус.

5. Напиток, содержащий кальций или магний и агломерированный гороховый белок, причём средний диаметр D[4,3] агломерированного горохового белка, измеренный методом лазерной дифракции, составляет от 2 до 50 мкм, а диапазон распределения частиц по размерам (D_v0,9 - D_v0,1)/ D_v0,5 составляет от 0,1 до 10, при этом напиток содержит гороховый белок в концентрации от 1,0 до 6 мас.%.

6. Напиток по п. 5, причём напиток представляет собой жидкость.

7. Напиток по п. 5 или 6, причём напиток представляет собой готовый к употреблению напиток.