Способ сушки жидких и водосодержащих пищевых продуктов Советский патент 1993 года по МПК A23L3/42 

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается защиты пищевых продуктов от денатурации при сушке при повышенных температурах.

Пищевые продукты, содержащие белки или относящиеся к белкам вещества, выделенные из клеточных оболочек, трудно предохранить путем сушки при температурах выше комнатной с сохранением их первоначального качества. Так например, цельное молоко содержит ряд белков, включающих осаждаемые кислотой фосфо-белки (казенны, иммуноглобулины, лактоглобулины и альбумин). Эти белки имеют тенденцию к денатурации при нагреве свежего молока, что приводит, например, к характерной пенке, образующейся в горячем молоке; Сушка распылением молочных концентратов разрушает эти белки, обеспечивая в результате порошкообразный продукт, который при восстановлении в нем влагосодержания далек от свежего молока. Он имеет худший запах, теряет свою способность отворажи- ваться с помощью сычужного фермента и имеет тенденцию коагулироваться в присутствии очень горячей воды.

При сушке распылением молока концентраты, подслащенные сахарозой, как известно, вызывают еще большие затруднения, поскольку чрезмерная вязкость и клейкость приводят к склеиванию концентрата с поверхностями сушилки.

Аналогичным образом яйца, особенно цельные яйца, содержат ряд липидов и ли- попротеинов, которые становятся денатури- рованными при нагревании. Одна из основных проблем, вызванных денатурацией яичного белка, это то, что яйцо с восстановленным влагосодержанием теряет способность взбиваться в устойчивую пену, Кроме того, разрушение белковой структуры приводит также к разрушению естественней эмульсии, и жир отделяется в виде дискретных капель. Таким образом, высушенное яйцо не может восстановить свое влагосодержание водой с образованием вещества типа естественного яйца. Были предложены различные добавки для того, чтобы сохранить взбивающий порошок восстановленного яйца, обычно это полифосфаты и поверхностно-активные вещества. Предлагалось также источник сахарозы или

(Л

С

со

«л

о

о ю

со

декстрозы, такой как кукурузная патрка или сухая кукурузная патока. Сахароза вводится в чрезвычайно высоком количестве. 10% которого обеспечивает чрезвычайно сладкое вещество. Это допустимо, если яйцо должно быть использовано для изготовления кексов и кондитерских изделий, но совершенно недопустимо в других случаях.

Следующая проблема разложения имеет место при изготовлении быстрорастворимого кофе, когда измельченное сухое кофе экстрагируется при высоких температурах (например, 120°С) водой с образованием экстракта, с содержанием твердых веществ обычно 30-60%, который затем подвергается сушке распылением с образованием сухого порошка. Содержание белка в конечном порошке составляет примерно 14%. Высокотемпературная экстракция и последующая сушка распылением неизбежно приводят к образованию продукта, который имеет неприятный горький аромат по сравнению со свежеизмельченным кофе, экстрагированным при температуре ниже 100°С. Эти неприятные ароматы особенно ощутимы, если кофе потребляется как черный кофе.

Следующая проблема сушки включает повидла и пюре из фруктов и овощных культуре характерной клеточной структурой, например томатное пюре. Если то;матнре пюре высушивается при повышенных температурах, то клеточная структура разрушается и данный продукт может быть восстановлен лишь как паста, в которой отсутствует характерная томатная консистенция. Кроме того, сушка приводит к обесцвечиванию и карамелизации твердых веществ томата.

Фруктовые соки также трудно эффективно высушивать, очень часто они теряют их характерную свежесть и аромат. Так например, быстро высушенный апельсиновый сок хуже свежего или заключенного в картонные коробки сока. ;

Автор изобретения обнаружил, что может быть введен один лишь сахар в белковые пищевые продукты до их обработки нагреванием и сушки, в результате чего белок будет в значительной степени защищен от денатурации, и ввиду этого восстановленный продукт будет значительно ближе к исходному продукту. Аналогичным образом этот сахар может быть введен во фруктовые и овощные пюре и соки и другие продукты с сохранением свежести и структуры исходного продукта.

В этом отношении вводимый сахар более эффективен, чем сахароза или глюкоза, и не придает продукту специфическую сладость.

Согласно настоящему изобретению предусматривается способ сушки водосо- держащего пищевого продукта или напитка при температуре выше комнатной,

путем ввода трёгалозы в данный пищевой продукт или напиток, который подвергается сушке.

Трегалоза, оН глюкопиранозил- -0- глюкопиранозид, представляет собой вещество естественного происхождения, не восстанавливающее дисахарид, который присутствует в некоторых организмах, как ; растительных, так и животных, который стоек при сушке. Эти организмы включают ар5 темии (Artemla Sailna), восстановленные растения (Selaglnella lepldophylla) и хлебопекарные дрожжи (Saccharomyces cerevlslae). Было установлено, что введение трёгалозы в белковые пищевые продукты

0 позволяет не только их высушивать, но и нагревать при достаточно высоких температурах без значительной денатурации. Обычно трегалоза должна вводиться в пищевые продукты в количестве, обеспечивающем

5 весовое отношение трегалоза : белок, со ставляющее, например, 1:2,5-1:15. Это весовое отношение Должно составлять предпочтительно от 1:2,5 до 1:7,5. Так, например, цельное молоко содержит 3,3%

0 белка и может быть эффективно стабилизировано путем ввода 0,5 вес. % трёгалозы, в весовом отношении 1:6,6. Цельной яйцо, содержащее 12,3% белка, может быть стабилизировано путем ввода 3-5 вес. %

5 трёгалозы, в весовом отношении примерно от1:2,5до 1:4. Могут быть получены экстракты кофе, включающие твердые вещества, с содержанием 1 или 2% трёгалозы: примерно в весовом отношении от 1:7 до 1:14 а

0 расчете от содержания белка.

В случае, когда содержание белка небольшое и/или трудно измеримо и/или, когда должна быть предохранена клеточная структура, например, в случае фруктового

5 пюре, трегалоза может быть введена в таком количестве, чтобы весовое отношение трегалоза ; нежировые твёрдые вещества составляло от 1:5 до 1:100, особенно от 1:5 до 1:3. Эти пределы действительны также

0 для пищевых продуктов, таких как яйца и молоко. В случае содержания 0,5% трёгалозы в цельном молоке с содержанием 3,3% белка, общее содержание нежировых твердых веществ составляет примерно 8%, что

5 дает весовое отношение трегалоза : нежировыетвердые вещества, равное 1:16. Трегалоза концентрацией 3% в цельном яйце с содержанием твердых веществ примерно 26% дает весовое отношение 1:8,7. Сухие твердые вещества кофе с содержанием 1

или 2% трегалозы имеют весовое отношение от 1:50 до 1:100. Соки и пюре могут содержать от 1 до 15 мае. % трегалозы.

Дополнительное преимущество ввода трегалозы заключается в том, что скорость повторной гидратации значительно увеличена по сравнению с контрольными образцами и образцами, содержащими сахарозу. Далее настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Цельное молоко. Свежепастеризованное цельное молоко может быть концентрировано и высушено распылением в присутствии трегалозы с содержанием ее 0,5% от массы цельного молока. Из этой же самой партии молока был приготовлен не подвергнутый обработке контрольный образец. .,

Трегалозу. вводили в молоко, осуществляя простое перемешивание. Образец концентрировался до промышленного стандарта с содержанием примерно 30% твердых сухих веществ молока, с использованием в данном случае вакуумного выпарного аппарата с поднимающейся пленкой раствора с температурным столбом 40- 80°С. .. .. . . . . - ... . ;/ -: : Полученный концентрат подавался в распылительную сушилку с температурой в камере 175-205°С. Температура на выходе составляла в пределах от 85 до 98°С.

Скапливаемый порошок вторично гид- ратировался путем ввода достаточно холод- ной воды до достижения состояния свежего молока. Отмечено, что образец, содержа- щий трегалозу, более легко повторно смачивается, чем контрольный образец. Образец трегалозы обладает органолептическими свойствами свежего молока. Он может быть описан как чистый молочный продукт. Его консиетенция более цельная и однородная. Контрольный образец был более близок к обычному восстановленному порошку.

Наблюдалось, что при нагревании содержащий трегалозу образец имел харак- терный. аромат нагреваемого свежего молока и происходило образование поверхностной пенки. Это является доказательством присутствия молочных белков лактальбумина и лактоглобулина. Эта пен- ка не обнаруживалась в контрольном образце, что говорит о том. что эти молочные белки были денатурированы.

Пример 2. Куриные яйца. Свежее цельное куриное яйцо особенно чувстви- тельно к высокотемпературной дегидратации, например, к сушке распылением. Полученный продукт по своему качеству и органолептичееким свойствам значительно хуже исходного сырого продукта.

В данном эксперименте в свежее цельное куриное яйцо вводили 3% (мае.) трегалозы. Это достигалось путем взбивания яйца и трегалозы с образованием однородной смеси.

Смесь наносилась на стеклянные сушильные пластины и высушивалась в сушильной печи с нагретым воздухом. Температура составляла 45-50°С. Приготавливались образцы яйца без трегалозы и высушивались аналогично испытательным образцам, и таким образом, получались контрольные образцы. Эти образцы высушивались до тех пор, пока не удалась вся влага и не оставались лишь твердые сухие вещества яйца. Конечные высушенные яичные хлопья измельчались с образованием тонкого порошка, который легко восстанавливался.

Эти порошки затем снова гидратирова- лисьхолодной водой с восстановлением теоретического весового отношения твердых веществ естественного яйца. Следует отметить, что образец, содержащий трегалозу, более легко превращается в однородную гомогенную дисперсию.

Яичные растворы испытывались двумя путями:

1. Приготовление омлета.

Образцы, содержащие 50 г яичного раствора, смешанные с 20 г свежего молока, помещались в микроволновое устройство (650 Вт) и подвергались в течение 2 минут тепловой обработке на полной мощности, при этом осуществлялось перемешивание образцов с интервалами через 30 секунд.

: Испытательный образец, содержащий трегалозу, имел аромат и консистенцию, близкие к аромату и консистенции свежего омлета. Белки легко коагулировались с образованием мягкой приятной консистенции с бледно-желтым цветом. Контрольный образец полностью не коагулировался, в результате чего получался серый продукт резйнообрэзной консистенции, который имел неприятные аромат и вкусовые качест- ,ва. . . . - . :

2. Приготовление взбитого теста Иорк- ширского пудинга.

Приготавливали взбитое тесто, содержащее 40 г яичного раствора, 40 г обыкновенной пшеничной муки, 100 г свежего молока и 2 г соли.

Взбитое тесто вливали в предварительно нагретый противень и выпекали в течение 20 минут при 200°С вместе с контрольным взбитым тестом, приготовленным из необработанного высушенного яйца. Необходимо тщательно следить за тем, чтобы условия выпекзния были одинаковыми для всех образцов.

Окончательно приготовленные пудинги исследовались на разрыхление, объемность и консистенцию. Образцы, содержащие трегалозу, имели повышенную объемность

-и более равномерную форму. Съедобное качество было лучше, чем у контрольного образца.

Данные результаты показывают, что белки, содержащиеся в контрольном образце, были в значительной степени денатурированы, в то время как активность белка образца трегалозы была значительно ближе к активности свежего яйца.

Пример 3. Кофе. Обжаренные кофейные зерна подвергали тонкому измельчению, добавляли горячую воду и трегалозу, затем всю эту смесь подвергали воздействию температуры 120°С для экстракции растворимых твердых веществ. Затем нерастворимые твердые вещества удалялись, и в результате оставался раствор, содержащий от 30 до 55% твердых веществ в зависимости от эффективности процесса экстракции.

Раствор наносили на стеклянные сушильные пластины и высушивали в сушильной печи нагретым воздухом. Температура составляла от 45 до 50°С. Приготавливали образцы кофе без трегалозы и высушивали их аналогично испытательным образцам, получая контрольные образцы.

Приготавливались образцы, содержащие трегалозу в количестве от 0,5 до 5 мае. % от веса измельченного кофе до процесса экстракции. Высушенные образцы затем восстанавливали по влажности с образованием пригодного для питья раствора кофе, и осуществляли их оценку вместе с контрольным образцом. Используемые процессы экстракции и сушки позволяли получить темный раствор с очень горьким вкусом у контрольного образца. Образцы, содержащие трегалозу, были светлее по цвету со

значительно более слабым остаточным привкусом с явно менее горьким вкусом. Хотя достаточно было содержание трегалозы 0,5%, образец с концентрацией 1% показывал очень хорошие качества и фактически был незначительно лучше образцов с более высокими концентрациями трегалозы.

Как в других экспериментах, образец трегалозы был значительно ближе к исход- . ному предварительно высушенному материалу в отношении общих вкусовых характеристик, чем контрольный образец, В данном испытании не было сделано никаких . попыток идентификации соединений, ответ- дтвенных за наблюдающийся горький вкус.

Приме р 4. Томаты; Высушенный распылением томатный порошок широко используется в пищевой промышленности. Он составляет основу для ряда продуктов в

форме сухих смесей, упакованных в мешки и картон - супов, соусов, запеканок из овощей и мяса, напитков и различных используемых для варки средств.: . Высушенный материал с восстановлен0 ной влажностью значительно хуже продуктов мокрого консервирования, например консервированных и замороженных концентратов, пастеризованных или асептически обработанных концентратов, соков или

5 паст.: .

Существующий высушенный продукт при восстановлении его влажности не восстанавливает клеточную структуру или цвет, типичные для продуктов мокрого консер0 вирования. Еще более видоизмененным .и дорогостоящим является продукт, полученный путем вакуумной сушки с замораживанием (подвергнутый лиофилизации).

В данном эксперименте использова5 лось томатное пюре из свежезамороженных итальянских помидор с содержанием твердых веществ (T.S.S.) 20 мае. %.

Томаты подвергались оттаиванию, и приготавливали образцы с содержанием

0 трегалозы в количестве 1-5 (мае.) %, при этом трегалозу легко вводили в сухой форме во взвешенный томатный образец, Пюре наносилось на стеклянные сушильные пластины и высушивалось в сушильной печи с

5 нагретым воздухом. Температура составляла 50-100°С. Приготавливались образцы томата без трегалозы и высушивались аналогично испытательным образцам, это были контрольные образцы. Высушенные

0 образцы восстанавливались до получения исходного содержания твердых веществ.

Жесткость режима используемого способа сушки приводила к тому, что данные продукты теряли свой цвет, большинство

5 образцов приобретали цвет от темно-красного до черного. Однако образец, содержащий 5% трегалозы, наилучшим образом сохранял цвет. Кроме того, при гидратации полностью восстанавливалась клеточная

0 или 3-мерная молекулярная структура исходного продукта. Аромат также сохранялся с меньшей карамелизацией, чем у контрольных образцов.

Контрольный образец при гидратации

5 образовывал темно-красную суспензию с явным карамелизированным ароматом. Он никак не напоминал исходный продукт.

П р и м е р 5. Куриные яйца (сравнительный пример). Преимущества, достигаемые при использовании трегалозы, сравнивали с

возможными для данного использования дисахаридом (сахарозой) и моносахаридом (декстрозой), ....

Приготавливались образцы из взболтанного куриного яйца с добавлением 5 мае, % сахарозы, декстрозы и трегалозы. Эти три отдельных образца наносились на стеклённые сушильные пластины и высушивались в сушильной печи с нагретым воздухом. Температура составляла 40-50°С. Приготавли- вались образцы яйца без указанных добавок и высушивались аналогично испытательным образцам, это были контрольные образцы. Эти образцы высушивались до тех пор, пока не оставалось 25% от первона- чального веса, теоретически с удалением всей влаги (свежее цельное куриное яйцо содержит 74,8% воды).

Каждый высушенный образец яйца после охлаждения измельчался в тонкий поро- шок и снова гидратировался холодной водой до получения исходного первоначального веса. Образцы гидратировались в течение одной минуты и затем слегка взбивались для проверки их пенообразую- щей способности.

Все три содержащих сахар образца легко образовали пену при их взбивании. Все они были более вязкими и имели более целостный вид, чем контрольный образец, и в этом отношении образец с трегалозой имея наилучшие качества.V ;

Контрольный образец по цвету был бледнее, имел неравномерные осаждения i/r совсем не образовывая пены.

Все образцы затем испытывались в .формеомлета. .. -;..:.....V; : :- 2 . : . ;V;

В образцы добавляли 10 мае. % свежего молока. Затем каждый образец подвергался теплово0 обработке в микроволновой уста- новке (650 Вт) при включений на половин- ну«о мощность, общей продолжится ьностью 90 секунд, с прерыванием для перемешива- ния образца 20, 45, 60, 70 и 80 с.

Контрольный образец не подвергался полной коагуляции и имел очень плотную неоднородную консистенции с сильным ароматом вареного яйца1 . Этот аромат был

типичен для переработанного яичного продукта.

Образцы, содержащие сахарозу и декстрозу, имели более мягкую консистенцию и были более равномерными по цвету. Однако оба эти образца все еще имели неприятный аромат вареного яйца и были чрезвычайно сладкими на вкус. Образец с трегалозой, характеристики которого самопроизвольно описывались с помощью дегустационного прибора, имел аромат естественного или свежего яйца. Общий аромат был слабым и приятным в противоположность сильному аромату вареного яйца контрольного образца или аромату вареного яйца других образцов,

Пример 6. Концентрат апельсинового сока с содержанием 7,5 мае. % твердых частиц апельсина и 15 вес, % трегалозы подвергался сушке распылением (температура .воздуха на входе Т70°С; температура воздуха на выходе 80-84°С; скорость распылителя 40000 об/мин). Для оценки высушенный порошок разбавляли водой 1 ч.на 6 ч. Содержащие трегаяозу образцы снова гидратировались значительно легче, чем контрольные образцы, содержащие мальтодекетрин в качестве носителя. Они имели лучший внешний вид и лучший запах.

Формула изобретения / 1. Способ сушки жидких и водосодержа- щих пищевых продуктов, заключающийся в воздействии на продукты температурой 45- 100°С или при распылительной сушке - температурой 170-205°С, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества, вкуса и предотвращения деградации протеина в продукте под воздействием тепла, перед сушкой в продукт вводят трегалозу в количестве 0,5-15 мае. %..

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что для белковых продуктов трегзлозу вводят при массовом соотношении трегало- ;за: белок в пределах 1:2.5-1:15.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что трегалозу вводят при массовом соотношении трегалоза : белок в пределах : 1:2,5-1:7,5.

Использование: пищевая промышленность, защита пищевых продуктов от денатурации в процессе сушки при повышенных температурах. Сущность изобретения: способ заключается в воздействии на продукт температурой 45-100°С, а при распылительной сушке температурой 170-205°С, при этом перед сушкой в продукт вводят трега- лозу в количестве 0,5-15 мае. %. 2 з.п. ф-лы.