Способ уменьшения образования акриламида при производстве термически обработанных картофелепродуктов в виде картофельных чипсов или картофеля-фри Российский патент 2024 года по МПК A23L5/10 A23L5/20 A23L19/12 A23L19/18 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, способу производства картофелепродуктов, а именно - к способу уменьшения количества акриламида в термически обработанных пищевых продуктах.

В крахмалсодержащих продуктах, отличающихся значительным количеством углеводов (зерновые, картофель), под действием высокой температуры образуется акриламид. Это химически активное соединение, которому неоднократно приписывали нейротоксическое и канцерогенное действие. Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов -EFSA (European Food Safety Authority) опубликовало свою первую полную оценку токсичности акриламида в пищевых продуктах. Эксперты Группы EFSA по загрязняющим примесям в пищевой цепи (CONTAM) подтвердили предыдущие заключения о том, что акриламид в продуктах питания потенциально увеличивает риск развития рака для потребителей во всех возрастных группах.

Наиболее подверженная негативному воздействию акриламида возрастная группа - это дети, в силу небольшой массы тела.

Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицирует акриламид как «вероятный канцероген для человека».

Основным механизмом образования акриламида в пищевых продуктах является взаимодействие углеводов и белков при повышенной температуре (так называемая реакция Майяра), акриламид может образовываться в реакции между аспарагином и сахарами (фруктоза, глюкоза, и т.д.) при температурах выше 180°С. Присутствие других аминокислот может как увеличить, так и уменьшить количество образующегося акриламида.

На образование акриламида влияет реакционная способность Сахаров (наиболее высокая - у альдосахаров, пентоз); содержание и активность воды в пищевой матрице (акриламид лучше удаляется из продукта при высокой активности воды); рН среды (снижение рН приводит к уменьшению образование акриламида); температура и время обработки продукта. Снижения содержания акриламида в термически обработанных продуктах можно добиться путем инактивирования веществ - предшественников акриламида, преобразования акриламида или связывания веществ -предшественников с другим химическим продуктом, что препятствует образованию акриламида [DiliniN. Perera, GeethG. Hewavitharana, S.B. Navaratne. Comprehensive Study on the Acrylamide Content of High Thermally Processed Foods // BioMed Research International, vol. 2021, Article ID 6258508, 13 pages, 2021. https://doi.org/10.1155/2021/6258508].

В Европе Конфедерация производителей пищевых продуктов и напитков (CIAA) при участии компаний GMA и европейских регулирующих органов разработала руководство, освещающее возможные пути сокращения уровня акриламида в различных продуктах питания. Одна из таких рекомендаций - использовать для производства чипсов картофель с низким содержанием Сахаров.

Согласно существующим способам, в целях снижения концентрации акриламида в процессе промывки и бланширования картофелепродуктов может использоваться водный раствор хлористого кальция, разрешенного к применению в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки Е509. Использование хлористого кальция для блокирования аспарагиновой кислоты и подавления реакции образования акриламида рекомендовано Codex Alimentarius (Нормы и правила по снижению содержания акриламида в пищевых продуктах CAC/RCP 67-2009).

Кроме того, была разработана ферментная технология, способствующая снижению образования акриламида. Известен «Способ уменьшения образования акриламида» [патент RU 2423876 С2, авторы Будро Эрик, Десаи Правин Маганлал, Элдер Винсент Аллен и др.], предусматривающий ослабление клеточных стенок обрабатываемого продукта растительного происхождения путем введения в контакт клеточных стенок с одним или несколькими механизмами их ослабления, при этом упомянутый механизм ослабления клеточных стенок выбирают из группы, включающей: воздействие на упомянутый пищевой продукт растительного происхождения эффективным количеством энергии ультразвукового излучения, эффективным количеством энергии сверхвысокочастотного излучения, перепадом давлений, вымачивание упомянутого пищевого продукта растительного происхождения в растворе извести и/или в ослабляющем клеточные стенки ферментном растворе и извести с последующей термической обработкой продукта.

Ближайшим аналогом к предлагаемому способу (прототипом) является «Способ уменьшения образования акриламида в термически обработанных пищевых продуктах» [патент RU 2323598, авторы Элдер Винсент Аллен, Фулчер Джон Грегори, Леунг Генри Кин-Ханг, Топор Михаэль Грант и др.]. Для подавления образования акриламида во время термической обработки к рецептуре пищевого продукта добавляют один катион, выбранный из группы двухвалентных или трехвалентных катионов. Катион может происходить из группы, включающей соли кальция, магния, алюминия, меди и железа. Изобретение позволяет оптимизировать уровень катионов при уменьшении уровня акриламида.

Проблема заключается в том, что в настоящее время не существует надежного и эффективного способа полностью устранить акриламид из всего разнообразия пищевых продуктов. Даже для снижения уровня акриламида не выработано единого решения, применимого ко всем без исключения продуктам. Многие перспективные для решения данной проблемы способы, такие как RU 2323598 и 2335998, имеют некоторые сложности, связанные с тем, что предлагаемые добавки могут негативно отражаться на вкусовых качествах, цвете и текстуре продуктов.

Проблема может быть решена без использования каких-либо пищевых добавок и других ингредиентов.

Для уменьшения образования акриламида в термически обработанных картофелепродуктах предусматривают мойку картофеля, инспекцию, очистку, доочистку, резку, промывку резаного картофеля, бланширование, термическую обработку и фасовку. При этом промывку и бланширование осуществляют в концентрате солей жесткости, полученном методом обратного осмоса из водопроводной питьевой воды. Обратноосмотическая мембрана действует как барьер для всех растворимых солей, в результате чего получают слабоминерализованную воду (пермеат) и сильноминерализованную воду (концентрат). Рекомендации Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) для питьевой воды следующие: содержание кальция - 20-80 мг/л; магния - 10-30 мг/л. Для общей жесткости какой-либо рекомендуемой величины не предлагается, но она напрямую связана с содержанием этих элементов [Всемирная Организация Здравоохранения. Руководство по обеспечению качества питьевой воды: 4-е изд. Guidelines ford rinking-water quality - 4th ed.]. Российские нормативные документы (СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03) для питьевой воды регламентируют следующие показатели: магний - не более 50 мг/л; жесткость - не более 7°Ж. Содержание ионов кальция и магния в водопроводной воде значительно превышают концентрации других перечисленных ионов вместе взятых. Поэтому в России принято определять значение жесткости как сумму содержащихся в воде ионов кальция и магния, выраженную в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). 1 мг-экв/л соответствует содержанию в 1 литре воды 20,04 мг Са²⁺ или 12,16 мг Mg²⁺.

Для предотвращения образования акриламида используется вода жесткостью 8 или более мг-экв/л.

Пример.

Мытый картофель очищают от кожуры. Для приготовления чипсов нарезают ломтиками толщиной 1,0-1,5 мм или в виде стружки толщиной 0,8-1,0 мм. Для картофеля-фри нарезают брусочками 8^Х8 мм. Заготовки для чипсов поочередно промывают от крахмала в водопроводной питьевой воде жесткостью 3,7 мг-экв/л и в воде - концентрате солей жесткости, полученной на установке обратного осмоса, с жесткостью: 6,9 мг-экв/л; 8,1 мг-экв/л; 10,3 мг-экв/л; 12,0 мг-экв/л. Заготовки для картофеля-фри поочередно промывают, а затем бланшируют в водопроводной питьевой воде жесткостью 3,7 мг-экв/л и в воде - концентрате солей жесткости, полученной на установке обратного осмоса, с жесткостью: 6,9 мг-экв/л; 8,1 мг-экв/л; 10,3 мг-экв/л; 12,0 мг-экв/л. Полученные полуфабрикаты картофеля подсушивают, затем обжаривают во фритюре с подсолнечным маслом и приправами в течение 5 мин, или в поле СВЧ. Обработку в поле СВЧ осуществляют следующим образом. Для чипсов в виде ломтиков проводят просушку по 3 мин с каждой стороны, обработку маслом и приправами, либо без добавления масла, обжарку по 2,5 мин при мощности 630 Ватт. Для чипсов в виде стружки проводят просушку по 2 мин с каждой стороны с последующей обработкой маслом и приправами, либо без добавления масла, обжарку - по 2 мин с каждой стороны при мощности 450 Ватт.Для картофеля-фри проводят просушку 5 мин в поле СВЧ, смешение с маслом и специями и обработку в течение 10 мин при стандартном режиме и мощности 630 Ватт.

Параллельно осуществляют обработку заготовок картофелепродуктов по примеру прототипа (в 0,5%-ном растворе хлористого кальция).

Газохроматографическое определение содержания акриламида проводят с использованием системы ГХ Agilent 7890 (Agilent Technologies, США), оснащенной электронозахватным детектором с хроматографической колонкой HP-INNOWax 60 м.

Результаты сравнительного анализа приведены в таблицах 1-3.

По результатам, показанным в таблицах 1-3, промывка и бланширование в воде жесткостью 8 и более мг-экв/л, полученной как концентрат водопроводной питьевой воды на установке обратного осмоса, обеспечивает уменьшение образования акриламида, что сопоставимо с применением 0,5%-ного раствора хлористого кальция (по прототипу). При этом продукт, полученный по предлагаемому способу, обладает высокими потребительскими свойствами - улучшается цвет, вкус, текстура, а также не содержит пищевых добавок.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности производству картофелепродуктов, а именно к способу уменьшения количества акриламида в термически обработанных пищевых продуктах. Предложен способ уменьшения образования акриламида при производстве термически обработанных картофелепродуктов в виде картофельных чипсов или картофеля-фри, который предусматривает мойку картофеля, инспекцию, очистку, доочистку, резку, промывку заготовок из резаного картофеля, бланширование, термическую обработку и фасовку полученных картофелепродуктов, при этом промывку и бланширование заготовок из резаного картофеля осуществляют поочередно в водопроводной питьевой воде жесткостью 3,7 мг-экв/л и в концентрате жесткостью не менее 8 мг-экв/л и не более 12 мг-экв/л, полученном методом обратного осмоса из водопроводной питьевой воды. Изобретение позволяет получить продукты, обладающие высокими потребительскими свойствами, улучшенным цветом, вкусом, текстурой и не содержащие пищевых добавок. 3 табл., 1 пр.

Способ уменьшения образования акриламида при производстве термически обработанных картофелепродуктов в виде картофельных чипсов или картофеля-фри, характеризующийся тем, что предусматривает мойку картофеля, инспекцию, очистку, доочистку, резку, промывку заготовок из резаного картофеля, бланширование, термическую обработку и фасовку полученных картофелепродуктов, при этом промывку и бланширование заготовок из резаного картофеля осуществляют поочередно в водопроводной питьевой воде жесткостью 3,7 мг-экв/л и в концентрате жесткостью не менее 8 мг-экв/л и не более 12 мг-экв/л, полученном методом обратного осмоса из водопроводной питьевой воды.