СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕКСТУРИРОВАННОГО ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА И ТЕКСТУРИРОВАННЫЙ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ
METHOD FOR MANUFACTURE OF TEXTURED FOOD PRODUCT AND TEXTURED FOOD PRODUCT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способам изготовления текстурированных пищевых продуктов.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Богатые белками продукты растительного происхождения обладают множеством достоинств и преимуществ с точки зрения потребителей. Пищевой продукт растительного происхождения с высоким содержанием белка обеспечивает надежный способ удовлетворения суточной потребности в белках. Помимо белков растения содержат множество биологически активных соединений, таких как сложные углеводы, которые считаются полезными для здоровья. Преобладающее большинство европейских потребителей предпочли бы растительную диету, что объяснеятся ее благотворным влиянием и экологичностью. Однако многим потребителям сложно поддерживать свое суточное потребление белка на достаточном уровне из-за узкого и неудобного ассортимента белковых растительных продуктов.
Протеиновые (белковые) батончики для легкой закуски представляют собой удобный выбор, однако они ограничиваются только вкусовыми профилями на основе сиропов и имеют песчанистую консистенцию. Растительные белковые продукты для приготовления основного блюда часто продаются в сухом виде, и требуется время и определенные знания для их обработки до состояния, годного к употреблению в пищу. С точки зрения ингредиентов, коммерчески доступных как готовые к употреблению продукты, потребители, ориентированные на вегетарианство, также имеют лишь несколько альтернатив. Большинство готовых к употреблению продуктов, содержащих растительный белок, основаны на соевом или пшеничном глютене, который некоторые потребители стараются избегать в силу аллергических, экологических или этических причин или проблем, связанных с ГМО (англ. GMO, genetically modified organisms - генетически модифицированные организмы).
Одним из недостатков соевых продуктов, широко используемых в качестве продуктов растительного происхождения для приготовления основного блюда, является бобовый привкус таких продуктов, что заставляет некоторых потребителей искать альтернативы.
ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения является улучшение пищевой ценности текстурированного пищевого продукта, приготовленного с помощью кулинарной обработки и экструдирования белка бобовых культур. Данная задача может быть решена с помощью способов в соответствии с пунктами 1, 32, 34, 36 и с помощью текстурированного пищевого продукта по пункту 35.
Зависимые пункты формулы изобретения описывают предпочтительные варианты осуществления способа.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ изготовления текстурированного пищевого продукта включает следующие стадии:
- приготовление суспензии,
i) сухое вещество которой включает:
1) по меньшей мере 35 мас. % белка бобовых культур,
2) от 10 до 45 мас. % овсяных отрубей, цельнозерновой овсяной муки или их смеси, и
3) от 2 до 35 (или от 5 до 35) мас. % овсяного белка,
из которых пункты 2) и 3) в сумме всегда должны составлять не более 65 мас. %;
и
ii) суспензия дополнительно содержит воду в количестве от 20 до 80%, предпочтительно, от 30 до 40%, наиболее предпочтительно, от 35 до 40%, от массы сухого вещества; и
- кулинарной обработки суспензии в экструзионном варочном аппарате и экструдирования ее с получением текстурированного пищевого продукта.
Предпочтительно, чтобы доля овсяного белка была выбрана таким образом, чтобы компенсировать эффекты, приводящие к пастообразной текстуре, обусловленной долей овсяных отрубей или цельнозерновой овсяной муки или их смеси.
Результатом данного способа является текстурированный пищевой продукт, содержащий все аминокислоты, необходимые для ежесуточного потребления человеком, которые не могут быть синтезированы in novo. Кроме того, получаемый в результате текстурированный пищевой продукт является теплостойким, устойчивым к кипячению и пригодным для кулинарной обработки. Благодаря экструзии он также является готовым к употреблению и может употребляться в качестве продукта для легкой закуски или в качестве основного блюда.
Дополнительные преимущества способа заключаются в том, что можно избежать пористой текстуры, а скорость поглощения воды и уровень гидратации текстурированного пищевого продукта будут уменьшаться благодаря участию овсяного белка по сравнению с текстурированным пищевым продуктом, приготовленным с помощью кулинарной обработки и экструдирования суспензии, состоящей из белка бобовых культур, овсяных отрубей, цельнозерновой овсяной муки или их смеси, и воды.
Эти усовершенствования структуры текстурированного пищевого белка улучшают приемлемость текстурированного пищевого продукта для потребителей. Кроме того, приемлемость для потребителей будет дополнительно улучшена за счет того, что овсяные отруби, или цельнозерновая овсяная мука, или их смесь в большинстве случаев позволяют устранить слегка горьковатый привкус белка бобовых культур.
Тепловую обработку предпочтительно осуществляют при температуре от 130 до 180°С, предпочтительно, от 170 до 180°С и, наиболее предпочтительно, при температуре 175°С, чтобы улучшить структуру текстурированного пищевого продукта. Однако, как правило, кулинарная обработка может осуществляться даже при температуре в диапазоне от 130°С до 191°С.
Предпочтительно, доля овсяных отрубей и овсяного белка в суспензии составляет от 40 до 60 мас. % от содержания сухого вещества в суспензии и, предпочтительно, выбирается таким образом, чтобы текстурированный пищевой продукт имел консистенцию, для которой сила сопротивления образца высотой от 9,0 до 10,5 мм во время испытания на нажим с помощью лезвия ножа, необходимая для разрезания образца, составляет от 16 до 28 Н при глубине проникновения от 5,5 до 8,5 мм, предпочтительно, от 7,5 до 8,5 мм. Сила, необходимая для разрезания текстурированного пищевого продукта, соответствует создаваемому во рту ощущению вкуса и структуры (т.е. сопротивлению при надкусывании), которое является очень важным параметром приемлемости/качества текстурированного пищевого продукта. Текстурированный пищевой продукт в соответствии с настоящим изобретением создает во рту очень приемлемое ощущение вкуса и структуры, обеспечивает требуемые разжевываемость и сочность и оставляет ощущение настоящей еды в отличие от песчанистых или порошкообразных (дискретных) консистенций, которые предполагаются в случае нерастворимых белков.
Предпочтительно, текстурированный пищевой продукт дополнительно обрабатывают водой, солью, маслом и специями и варят (или, в качестве альтернативы или в дополнение к варке, гидратируют, смачивают или пропитывают) в течение от 2 до 12 часов перед дополнительными выпеканием, кулинарной обработкой или кулинарной обработкой при повышенном давлением. Такая стадия обработки повышает влажность и улучшает органолептические свойства текстурированного пищевого продукта. Предпочтительно, текстурированный пищевой продукт опрыскивают водой, маслом и специями и посыпают солью.
Предпочтительно, во время варки (или, в качестве альтернативы или в дополнение к варке, во время гидратирования, смачивания или пропитывания) доля воды в текстурированном пищевом продукте составляет от 1:1,0 до 1:1,5 по массе, поскольку меньшее содержание воды не обеспечит достаточной влажности, а более высокое содержание воды будет разрушать требуемую структуру текстурированного пищевого продукта.
Предпочтительно, после стадии экструзионной варки, но перед дополнительной кулинарной обработкой под высоким давлением в текстурированный пищевой продукт добавляют амилазу. Это улучшает органолептические свойства продукта.
Предпочтительно, стадию дополнительной кулинарной обработки под высоким давлением осуществляют в автоклаве или в устройстве для кулинарной обработки пищи под давлением, предпочтительно, позволяющем создавать давление по меньшей мере 1,9 бар (наиболее предпочтительно, от 1,9 до 2,1 бар), и предпочтительно, в течение от 20 до 60 минут, или, предпочтительно, в течение приблизительно 25 минут, или в течение от 30 до 60 минут, например, в течение от 35 до 45 минут. Кулинарная обработка пищи под высоким давлением дополнительно улучшает органолептические свойства продукта. Стадия кулинарной обработки под высоким давлением в автоклаве поддерживает влагу текстурированного пищевого продукта в равновесии и дополнительно связывает вместе волокна. Кулинарная обработка пищи под высоким давлением отличается от кулинарной обработки паром и кулинарной обработки паром в сверхкритическом состоянии, которые могут привести к разрушению требуемой структуры текстурированного пищевого продукта.
В качестве альтернативы стадии кулинарной обработки под высоким давлением дополнительную стадию выпекания или кулинарной обработки пищи можно осуществлять в печи или в печи с паровым обогревом при температуре в диапазоне от 110 до 130°С, наиболее предпочтительно, при температуре приблизительно 121°С.
Предпочтительно, овсяный белок вводят в суспензию в виде белковых фракций овса. Такая форма овсяного белка позволяет получить с помощью способа по изобретению текстурированный пищевой продукт очень высокого органолептического качества. По меньшей мере 35% белка бобовых культур, предпочтительно, рассчитывают из белковой фракции соответствующего белка бобовых культур / белков бобовых культур, вводимых в суспензию.
Предпочтительно, белок бобовых культур, вводимый в суспензию, выбирают из по меньшей мере одного из следующих: белкового концентрата гороха, белкового изолята гороха, белкового концентрата боба обыкновенного, белкового изолята боба обыкновенного, белкового концентрата арахиса и белкового изолята арахиса. Они широко доступны, обладают приемлемыми пищеварительными характеристиками и очень хорошо подходят для многих потребителей.
Предпочтительно, экструзию осуществляют как экструзию с текстурированием белка. В этом случае скорость подачи воды во время экструзии и другие параметры экструзии предпочтительно выбирают таким образом, чтобы текстурированный пищевой продукт имел в результате относительно толстые (например, в диапазоне от 15 до 20 мкм) совместно выровненные волокна, сгруппированные вместе.
На момент написания данной работы авторы изобретения проводят исследования, направленные на выяснение того, можно ли овес по меньшей мере частично (или даже полностью) заменить на рожь и/или ячмень. В этом случае а) овсяные отруби могут быть заменены (по меньшей мере частично или даже полностью) на ржаные отруби и/или ячменные отруби; b) цельнозерновая овсяная мука может быть заменена (по меньшей мере частично или даже полностью) на цельнозерновую ржаную муку и/или цельнозерновую ячменную муку; и, соответственно, с) смесь овсяных отрубей и цельнозерновой овсяной муки может быть заменена (по меньшей мере частично или даже полностью) на смесь ржаных отрубей и/или ячменных отрубей и цельнозерновой ржаной муки и/или цельнозерновой ячменной муки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Далее способ поясняется более подробно с помощью примеров вариантов осуществления и прилагаемых графических материалов с Фиг. 1 по Фиг. 9.
На рисунках:
На Фиг. 1 изображены скорости поглощения воды и уровни гидратации для экструдированных текстурированных пищевых продуктов, содержащих определенные белки бобовых культур, 20% или 30% овсяных отрубей (OO) и 10% овсяного белка (ОБ);
Фиг. 2 представляет собой диаграмму, показывающую результаты измерений силы сопротивления в зависимости от перемещения во время испытания на нажим, для трех образцов;
Фиг. 3 представляет собой фотоснимок, на котором изображена структура экструдированного текстурированного пищевого продукта, сухая масса которого содержит 60% определенных белков бобовых культур, 30% овсяных отрубей (OO) и 10% овсяного белка (ОБ). Содержание воды в образце составляет приблизительно 20%.
Фиг. 4 представляет собой фотоснимок, на котором изображена структура экструдированного текстурированного пищевого продукта, сухая масса которого содержит 70% определенных белков бобовых культур и 30% овсяных отрубей;
На Фиг. 5 изображена волокнистая структура экструдированного текстурированного пищевого продукта, содержащего гороховый белок и 20% овсяных отрубей, запечатленная с помощью электронного микроскопа;
На Фиг. 6 изображена волокнистая структура экструдированного текстурированного пищевого продукта, содержащего гороховый белок, 20% овсяных отрубей и 10% овсяного белка, запечатленная с помощью электронного микроскопа;
На Фиг. 7 изображена волокнистая структура экструдированного текстурированного пищевого продукта, содержащего только гороховый белок, запечатленная с помощью электронного микроскопа;
На Фиг. 8 изображена волокнистая структура экструдированного текстурированного пищевого продукта, содержащего гороховый белок, 20% овсяных отрубей и 10% овсяного белка, запечатленная с помощью микроскопа; и
На Фиг. 9 изображена порция готового к употреблению текстурированного пищевого продукта, содержащего белок бобовых культур (в частности, гороха), овсяные отруби и овсяный белок, размещенная на разделочной доске.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Овес обладает относительно мягким вкусом и является экологически не очень затратным. В действительности, овес является одним из наиболее экологически безопасных растений на земле из-за его способности связывать азот. Кроме того, он, в отличие от других зерновых, обычно хорошо переносится даже страдающими целиакией. Полезность овса для здоровья хорошо известна и доказана. Было доказано, что сложный углевод овса, растворимый волокнистый бета-глюкан, полезен для здоровья сердца и баланса сахара в крови. Овес также содержит большое количество растительных липидов, а именно, масел, которые считаются полезными для здоровья человека. Кроме того, овес содержит относительно большое количество белков с хорошим диапазоном аминокислот. В способе, описанном далее, используются наиболее питательные части зерна овса, такие как овсяные отруби и белковые фракции, обеспечивающие в высокой степени питательные свойства конечного продукта.
Помимо питательных свойств белковые фракции овса имеют относительно мягкий вкус по сравнению с некоторыми другими богатыми растительными белками мукой или порошками. Одной из самых больших проблем, возникающих при использовании растений семейства бобовых, является бобовый привкус, который, по мнению авторов настоящего изобретения, является нежелательным.
Хорошо известны продукты с волокнистой текстурой из соевого белка. Способ изготовления продуктов называют текстурированием, он основан на использовании метода экструзии. Метод экструзии в пищевой промышленности применяют для изготовления некоторых макаронных изделий, зерновых завтраков, полуфабрикатов из песочного теста, картофеля фри и готовых к употреблению закусочных продуктов. Как правило, высокотемпературную экструзию применяют для изготовления готовых к употреблению закусочных продуктов, тогда как холодную экструзию используют для изготовления макаронных изделий и родственных продуктов, предназначенных для последующей кулинарной обработки и потребления
Метод экструзии при производстве макаронных изделий обеспечивает перемещение, уплотнение, перемешивание, расслабление и экструзию. Лишь ограниченное количество тепла выделяется при трении, возникающем между тестом и металлическими поверхностями цилиндра экструдера и прессующего шнека. С помощью охлаждающей воды поддерживают температуру в диапазоне от 45°С до 50°С во избежание денатурации белка, которая может сделать макаронные изделия мягкими и липкими. Благодаря этому при таком процессе белки не денатурированы, а крахмал не полностью желатинизирован.
Экструзию крахмалсодержащих продуктов проводят при более высокой температуре (150°С-170°С) и давлении среза в последующих ячейках. В камерах (между цилиндром экструдера и шнеком) крахмал высвобождается и становится растворимым. Крахмал в камерах содержит воду с высоким уровнем энергии. При выходе материала из головки экструдера давление снижается, вода испаряется, образуется пена, структура увеличивается в объеме, и крахмал желатинизируется и стабилизирует структуру. Белок может мешать расширению крахмального геля. Скорость подачи воды лежит в диапазоне от 15 до 20%. В ходе этого процесса крахмал желатинизируется, частично разрушается, белки денатурируются, и возможно, образуются взаимодействия белок-крахмал и взаимодействия / комплексы липид-белок.
Экструзия с текстурированием белка отличается от экструзии крахмалсодержащих продуктов, несмотря на то, что температура экструзии (от 120°С до 180°С) аналогична таковой в случае экструзии крахмалсодержащих продуктов. Срезание путем экструзии приводит к формированию сетей белковых волокон или текстурированию [1]. Способ текстурирования белка отличается от экструзии крахмалсодержащих продуктов. Содержание белка является более высоким. Скорость подачи воды выше (предел: от 20 до 80%; предпочтительно, от 20 до 45%), чем скорость подачи воды при экструзии крахмалсодержащих продуктов. Отличается конструкция шнекового блока, поскольку различаются режимы потоков подаваемого материала. Реологические свойства богатого белками материала в цилиндре экструдера и шнеке отличаются от таковых при экструзии крахмалсодержащего материала. На конечной стадии перед формующей головкой и во время нахождения в ней необходима определенная конструкция шнекового блока для формирования структуры волокнистой сети белок-белок. В ходе этого процесса крахмал желатинизируется, белок становится несвернутым/денатурированным, распутывается, выравнивается,
структурируется/полимеризуется и стабилизируется. Также существует теория в поддержку того, что на определенной стадии экструзии в шнековом блоке белок плавится. Силы взаимодействия белок-белок остаются еще до конца не понятыми, однако они по меньшей мере включают гидрофобное взаимодействие, образование дисульфидов и окислительное сшивание между аминокислотами.
Поскольку белки овса являются более плотными, более теплоустойчивыми и гидрофобными, чем большинство белков зерновых, предполагается, что они не образуют волокнистые структуры во время экструзии, что, как известно, характерно для белков бобовых культур. Гибкие белки бобовых культур ориентируются во время среза при нагревании и вследствие этого утрачивают свою третичную структуру и ковалентные связи. При охлаждении ориентированных белков они находят новые места для образования ковалентных связей и формируют волокнистые необратимые структуры, которые были получены для обеспечения жевательных свойств, широко используемых в заменителях мяса.
Однако в случае, если материалы из овса, такие как цельнозерновая мука и овсяные отруби, являющиеся доказанными с научной точки зрения ингредиентами здоровой пищи, текстурируют вместе с белками бобовых культур в более высоких количествах (т.е. 20%), они нарушают образование волокнистой текстуры и приводят к тестообразным текстурам, в которых жевательная волокнистая структура утрачивается. Кроме того, тестообразная текстура легко покрывается слизью, что является общей проблемой продуктов из овса. Одной из проблем, вытекающих из добавления овсяных отрубей, является также повышенная гигроскопичность, что затрудняет регулирование содержания воды в конечном продукте.
Было отмечено, что при замене от 5 до 35 мас. % (сухого вещества суспензии) фракции белка бобовых культур на белковую фракцию овса, содержащую от 10 до 45 мас. % (сухого вещества суспензии) овсяных отрубей, цельнозерновой овсяной муки или их смесей, в текстурированных пищевых продуктах поглощение воды уменьшается, слизистость становится контролируемой, а целевая волокнистая текстура неожиданно не превращается в тестообразные текстуры.
*
Овсяный белок только из овсяных отрубей (OO), когда он менее доступен из-за структуры клеточной стенки и углеводов, покрывающих ее;
**
6,9% белка происходит из овсяных отрубей, а остальная часть - из белковой фракции овса (ОБ).
В Таблице 1 показаны концентрации белка овса и белка бобовых культур в пересчете на сухое вещество продуктов, использованных на Фиг. 1 и 2.
На Фиг. 1 показаны скорости поглощения воды и уровни гидратации экструдированного текстурированного пищевого продукта, содержащего белок бобовых культур (в частности, гороха), 20% или 30% овсяных отрубей (OO) и 10% овсяного белка (ОБ). Поглощение воды и уровень гидратации водой используют для определения количества воды, поглощаемой пищевым продуктом. Как можно видеть на Фиг. 1, при использовании в экструдированном текстурированном пищевом продукте 30% овсяных отрубей скорость поглощения воды достигает уровня более 80% воды менее чем за 30 минут. Кроме того, в экструдированном текстурированном пищевом продукте, содержащем 20% овсяных отрубей, скорость поглощения воды достигает уровня более 80% воды в течение 2 часов. Однако добавление 10% овсяного белка в экструдированный текстурированный пищевой продукт, содержащий 30% овсяных отрубей, неожиданно привело к уменьшению поглощения воды и снижению уровня гидратации, поскольку скорость поглощения воды остается менее 70% уровня воды. Эффект уменьшенного поглощения воды и снижения уровня гидратации продукта, содержащего овсяный белок, отчетливо виден на Фиг. 1.
На Фиг. 2 показаны результаты измерения, выполненного для трех образцов текстурированного пищевого продукта, с помощью анализатора текстуры СТЗ технических лабораторий Brookfield Engineering Laboratories, Inc. Анализатор текстуры СТЗ был оборудован промышленным лезвием толщиной 0,23 мм.
Первый образец содержал гороховый белок (горох) и 30% овсяных отрубей (OO), второй образец содержал гороховый белок и 20% овсяных отрубей, а третий образец содержал гороховый белок, 30% овсяных отрубей и 10% овсяного белка.
В ходе измерений была определена сила сопротивления образцов при испытании на нажим с помощью лезвия ножа. Во время проведения измерений анализатор текстуры СТЗ был оборудован весовым датчиком 294,2 Н (30 кг) и острым лезвием ножа. Высота образцов составляла от 9,0 до 10,5 мм. Образцы стабилизировали и размещали горизонтально на пластине, при этом направление образца регулировали таким образом, чтобы позволить лезвию нажимать (т.е. резать) в направлений поперечного сечения растянутого волокна (по направлению длины волокна). Скорость опускания перед тем, как лезвие коснется волокна, составляла 1,5 мм/с (предварительная скорость). Скорость нажима, когда лезвие касалось волокна, составляла 1,0 мм/с (скорость при испытании), и нажим осуществляли до разрезания на глубину, составляющую 99% от высоты образца.
Сила сопротивления F (Н) всех образцов возрастала после того, как лезвие касалось поверхности волокна. Увеличение сил F (Н) было медленным при проникновении на глубину d в диапазоне от 4 до 7 мм для всех образцов. После проникновения на глубину d 7 мм сила F (Н) увеличивалась наиболее быстро в третьем образце. Третий образец также разрушался быстрее, чем другие образцы.
При достижении лезвием глубины проникновения 7,5-8,5 мм с силой в 16-28 Н третий образец достигал основного пика Р, представляющего собой острый основной пик, и продукт разрезался. Для других образцов глубина проникновения d в обоих случаях превышала 8,5 мм, прежде чем был достигнут основной пик Р. Для первого и второго образцов основной пик не имел острой формы, однако демонстрировал множество меньших пиков, что указывает на тестообразную текстуру.
Конечная точка каждого измерения обозначена буквой Е. Когда нажим достигал напряжения 99%, погружение (нажим) прекращали и оттягивали назад, чтобы сила сопротивления упала до 0.
Сила сопротивления F (Н) и глубина проникновения соответствуют сопротивлению при надкусывании, которое требуется, чтобы разрушить структуру текстурированного пищевого продукта, и являются чрезвычайно важными параметрами приемлемости / качества текстурированного пищевого продукта, при этом существует диапазон текстуры, соотносимый потребителями с различными белковыми продуктами. Например, скорость, с которой продукт разрушается при жевании, количество пережевываний, требующееся для того, чтобы материал можно было проглотить, текстуры, контактирующие с зубами и языком во время пережевывания являются очень важными при определении приемлемости продукта, в особенности в случае настоящего изобретения, где текстурированный пищевой продукт используют в виде готового к употреблению продукта, который может употребляться в качестве продукта для легкой закуски, или в виде устойчивого к нагреванию или кипячению основного блюда, подвергающегося кулинарной обработке. Волокнистая структура текстурированного пищевого продукта создает во рту достаточно приятное ощущение вкуса и структуры, обеспечивает требуемые разжевываемость и сочность и оставляет ощущение настоящей еды при потреблении в качестве продукта для легкой закуски или при приготовлении основного блюда.
Глубина проникновения (мм), необходимая для разрушения текстурированной структуры, значительно уменьшалась при добавлении в структуру овсяного белка.
Фиг. 3 представляет собой фотоснимок, на котором изображена структура образца 3. Как можно видеть на Фиг. 3, структура является твердой и не содержит значительных или хорошо заметных пор или пузырьков воздуха.
Фиг. 4 представляет собой фотоснимок, на котором изображена структура образца 1. Как можно видеть на Фиг. 4, структура является пористой; это является следствием присутствия в суспензии овсяных отрубей. Такая особенность хорошо известна и используется в промышленности и обуславливается крахмалом, содержащимся в овсяных отрубях. Эта особенность часто является необходимой для того, чтобы прослаивать продукт и модифицировать создаваемое во рту ощущение вкуса и структуры, и в некоторых коммерчески доступных соевых текстуратах используют крахмал на уровне 5%. Овсяные отруби содержат 50% крахмала, что хорошо объясняет данное явление.
Когда крахмал добавляют в относительно больших количествах, как в настоящем способе, и в особенности, вместе с другими интерферирующими компонентами, такими как волокнистые (приблизительно 14% в овсяных отрубях) и масляные консистенции (приблизительно 8% в овсяных отрубях), требуемые волокнистая текстура и сопротивление при надкусывании утрачиваются (см. описание измерений, результаты которых представлены на Фиг. 2 и обсуждались выше).
Это полностью соответствует измерениям, результаты которых представлены на Фиг. 2. В случае образца 3 пористая текстура является более умеренной, а сопротивление при надкусывании значительно большим, чем в случае образца 1.
Не желая быть связанными какой-либо теорией, есть основания полагать, что это может объясняться тем, что гидрофобная природа белков овса противоположна белкам бобовых культур, которые являются очень хорошими эмульгаторами и вспенивающими агентами. Белки овса разрушают пузырчатую текстуру, обусловленную быстрым желатинизированием крахмала на стадии охлаждения, снижают уровень желатинизирования, испарение воды индуцирует расширение массы и выделение растворимых волокон овса, и то и другое может обуславливать нежелательные слизистые поверхности в текстуре. Когда пузырьки газа не мешают связям белок-белок, текстура является менее пористой, сила, требующаяся для разрушения текстурированного пищевого продукта, возрастает, а скорости поглощения воды и уровни гидратации снижаются.
На Фиг. 5 изображена микроструктура экструдированного текстурированного пищевого продукта второго образца, запечатленная с помощью электронного микроскопа. Волокнистая структура состоит из толстых (от 20 до 30 мкм) волокон, сгруппированных вместе и ориентированных многонаправленно. Волокнистая текстура является мягкой, слизистой и оставляет во рту ощущение вкуса и структуры теста.
На Фиг. 6 показана микроскопическая волокнистая структура четвертого образца, который представлял собой экструдированный текстурированный пищевой продукт, содержащий гороховый белок, 20% овсяных отрубей и 10% овсяного белка, запечатленная с помощью электронного микроскопа. Волокнистая структура состоит из относительно толстых (от 15 до 20 мкм) волокон, совместно выровненных и сгруппированных. Структура сравнима с мясом и оставляет во рту приятное и мягкое ощущение вкуса и структуры мяса.
На Фиг. 7 показана микроструктура пятого образца, который представлял собой экструдированный текстурированный пищевой продукт, содержавший только гороховый белок, запечатленная с помощью электронного микроскопа. Структура состоит из очень длинных, похожих на волос, разветвленных и очень тонких пучков или волокон. Было отмечено, что структуру такого рода нелегко глотать, и она оставляет во рту ощущение вкуса и структуры волос.
На Фиг. 8 изображена волокнистая структура шестого образца, который представлял собой экструдированный гидратированный текстурированный пищевой продукт, содержащий гороховый белок, 20% овсяных отрубей и 10% овсяного белка, запечатленная с помощью микроскопа. Волокна шестого образца были в 10 толще, чем волокна седьмого образца, представлявшего собой экструдированный текстурированный пищевой продукт, содержащий только белок бобовых культур.
Фиг. 9 представляет собой фотоснимок, на котором изображена порция готового к употреблению текстурированного пищевого продукта 92, содержащего белок бобовых культур (в частности, гороха), овсяные отруби и овсяный белок, размещенная на разделочной доске 91. Для иллюстрации размеров также показаны стручки и семена 93 боба обыкновенного и высушенное растение овса 94.
Мягкая, но волокнистая структура текстурированного пищевого продукта 92 создает во рту очень приемлемое ощущение вкуса и структуры, обеспечивает требуемые разжевываемость и сочность и оставляет ощущение настоящей еды при потреблении его в качестве продукта для легкой закуски или в качестве приготовленного основного блюда.
Что касается слизистости второго образца, был проведен анализ вязкости второго образца и седьмого образца (сухое вещество суспензии содержало гороховый белок, 20 мас. % овсяных отрубей и 20 мас. % овсяного белка) с помощью устройств Thermohaake Rheostress 600 (оба товарных знака Thermo Electron GmbH, Драйайх, Германия). Реологическая кривая, полученная с использованием геометрии конуса и плоскости (60 мм, 1° в диапазоне скорости сдвига 0,3-300 1/с при температуре 21°С), показала существенное различие между образцом 2 и образцом 3. Кажущаяся вязкость при 10 1/с составляла от 10 до 20 мПа⋅с для седьмого образца и от 100 до 130 для второго образца. Замена части белка гороха на овсяный белок приводит к значительному снижению вязкости. Это является показателем того, что ощущаемая слизистость также уменьшается.
Белки бобовых культур, используемые в способе, могут включать любые белки, получаемые из бобовых растений. Бобовое растение представляет собой растение семейства бобовых (Fabaceae) (или стручковых (Leguminosae)), либо плод или семена такого растения. Хорошо известные бобовые растения включают люцерну, клевер, горох, фасоль, боб обыкновенный, чечевицу, люпин, мескитовое дерево, рожковое дерево, сою, арахис и тамаринд. Были проведены испытания белков бобовых культур на основе гороха, белков бобовых культур на основе арахиса, белков бобовых культур на основе боба обыкновенного и их комбинации. Однако можно предположить, что любой из других упоминавшихся белков также может быть использован для приготовления текстурированного пищевого продукта по настоящему изобретению и в способе, соответственно.
Не только структура текстурированного пищевого продукта, приготовленного с помощью настоящего способа, значительно отличается от каш, печенья, хлеба, хлопьев для завтрака, злаковых батончиков, гранолы, лапши, рисо-овсяных смесей и мюсли, в которых ранее использовался овес, но также отличается и пищевая ценность.
Овес содержит от 12 до 23 мас. % белка, что по содержанию белка сопоставимо с киноа или другими растениями, известными в качестве хороших источников белка. Аминокислотный состав является лучшим, чем у других зерновых, вследствие чего содержание лизина также является высоким в ряду зерновых. Кроме того, овес содержит высокие уровни - даже больше, чем в яйце или других животных белках - серосодержащей кислоты (главным образом, цистина) на белок, что имеет отношение к хорошему здоровью костей. Содержание лизина, ограничивающее использование белков зерновых в текстурированных пищевых продуктах, в овсе также является относительно высоким. Однако при этом оно достаточно низкое по сравнению с бобовыми культурами, и вследствие этого может потребоваться белок с высоким содержанием лизина из бобовых растений для того, чтобы сбалансировать относительно низкую концентрацию лизина в овсяном белке.
Текстурированный пищевой продукт в соответствии с настоящим изобретением будет источником всех незаменимых аминокислот изолейцина, лейцина, лизина, метионина, фенилаланина, треонина, триптофана, валина и гистидина.
В Таблице 2 показаны измеренные аминокислотные составы текстурированного пищевого продукта, изготовленного с помощью настоящего способа, в сравнении с литературными данными [2] для киноа, яйца (цельного куриного яйца), говядины (сырого мяса без жира) и увлажненной текстурированной сои. Содержание аминокислот (в миллиграммах) приведено в расчете на 100 г каждого продукта. Данные в колонке ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения, англ. - WHO, от World Health Organisation) соответствуют суточным потребностям в незаменимых аминокислотах (количество аминокислоты в мг, которое человек весом 70 кг должен употреблять ежедневно). Как можно видеть, текстурированный пищевой продукт, изготовленный в соответствии со способом по настоящему изобретению (содержащий 37% овса, 33% гороха, 25% боба обыкновенного, масла и специи), имеет относительно высокое содержание незаменимых аминокислот.
Содержание растворимых волокон в текстурированных пищевых продуктах, изготовленных с помощью настоящего способа, будет высоким: количественная порция (80-120 г) будет содержать по меньшей мере 1 г бета-глюкана. Такое количество удовлетворяет медицинским требованиям относительно поддержания уровней холестерина, снижения уровней холестерина в крови и, посредством этого, улучшения состояния здоровья сердца [3] [4].
Помимо очень хорошего аминокислотного состава и содержания растворимых волокон текстурированные пищевые продукты по настоящему изобретению содержат масла (от 1 до 10%), которые поступают из овса. Овес содержит достаточно большое количество липидов и имеет наилучший жирнокислотный состав среди зерновых. Он содержит относительно высокие количества масляной кислоты и незаменимой линолевой кислоты.
Согласно настоящему способу, для приготовления суспензии используют по меньшей мере 10 мас. % овсяного белка. Такая доля овсяного белка является достаточной для того, чтобы обеспечить приемлемое содержание серосодержащих аминоксилот в количественной порции (от 80 до 120 г). Если бы текстурированный пищевой продукт содержал только овсяные отруби или овсяную муку, доля овсяных отрубей или овсяной муки должна была бы в общей сложности составлять >55% всех ингредиентов для количественной порции пищевого продукта (от 80 до 120 г). Это уменьшило бы содержание лизина в продукте, а также привело бы к неприемлемой тестообразной структуре.
Одной из проблем, связанных с текстурированными продуктами на основе сои, широко используемыми в качестве продуктов растительного происхождения для приготовления основного блюда, является бобовый привкус продуктов, заставляющий потребителя искать альтернативы. Овес, используемый в настоящем изобретении, представляет такую обладающую мягким вкусом и высоко экологичную альтернативу. В соответствии с проведенными авторами настоящего изобретения исследованиями, мягкий зернистый вкус овса эффективно подавляет бобовый привкус бобовых культур (в особенности, боба обыкновенного и/или гороха). Замена 10% концентрата белка бобовых культур концентратом овсяного белка является существенной. Бобовый привкус исчезает или является очень умеренным в продукте, содержащем 40% овсяных материалов и 60% белкового концентрата гороха. "Овсяный" вкус продукта также является очень умеренным или полностью отсутствует.
Способ изготовления экструдированного текстурированного пищевого продукта, содержащего белок бобовых культур, включающего овсяные отруби и овсяный белок
Способ изготовления текстурированного пищевого продукта, включающего по меньшей мере один белок бобовых культур, овсяные отруби и овсяный белок, может быть проиллюстрировано с помощью следующих примеров, хотя следует понимать, что эти примеры включены исключительно в целях иллюстрации и не предназначены для ограничения объема изобретения.
Пример 1
Изготовление экструдированного текстурированного содержащего белок бобовых культур, овсяные отруби и овсяный белок, готового к употреблению продукта, который может употребляться в качестве легкой закуски с содержанием 50% овса
Тонкоизмельченный порошок (средний размер частиц 320 мкм) из овсяных отрубей 20%, белковой фракции овса 20%, цельной овсяной муки 10%, белкового концентрата боба обыкновенного 25% и белкового изолята гороха 25% смешивают с водой для получения содержания воды 30%. Смесь подают в двухшнековый экструдер вместимостью 40 кг со скоростью 25 кг/ч. Устанавливают скорость вращения шнеков 300 об./мин и используют профиль температур 600С->175°С->130°С в шести температурных секциях. Спустя некоторое время массу остужают, пропуская через головку экструдера длиной 10 см. После экструзии нарезанные волокнистые кусочки смачивают и приправляют специями в барабане путем опрыскивания приправленной специями водой. Влажность доводят до 40%, поверх опрыскивают рапсовым или другим высококачественным маслом и посыпают солью с последующим нагреванием кусочков в печи в течение 15 минут (180°С) для обеспечения цвета и хрустящей поверхности с жевательной сердцевиной.
Пример 2
Изготовление экструдированного текстурированного содержащего белок бобовых культур, овсяные отруби и овсяный белок продукта для основного блюда
Тонкоизмельченный порошок (средний размер частиц 320 мкм) овсяных отрубей 20%, белковой фракции овса 20%, белкового концентрата боба обыкновенного 30% и белкового изолята гороха 30% смешивают с водой для получения 30% содержания воды. Смесь подают в двухшнековый экструдер емкостью 40 кг со скоростью 25 кг/ч. Устанавливают скорость вращения шнеков 300 об./мин и используют профиль температур 60°С->175°С->130°С в шести температурных секциях. Спустя некоторое время массу остужают, пропуская через головку экструдера длиной 10 см.
2
2
Нарезанные волокнистые кусочки увлажняют до содержания влаги 54% при перемешивании с водой, солью и специями. Увлажненные волокна перемешивают с помощью высокоскоростного перемешивающего устройства для получения кусочков органической формы, в массу добавляют горох и овсяный белок в концентрации 6%. При перемешивании в течение 15 минут добавляют рапсовое масло и гидрофобные специи. После перемешивания кусочки необязательно нагревают под воздействием пара и давления (1 бар) при температуре 120°С в течение 15 минут. Добавляют сухие специи, и продукты упаковывают в атмосфере 80% СO и 20% N. Потребитель разогревает продукты на сковородке или в печи.
Пример 3
Изготовление экструдированного текстурированного содержащего белок бобовых культур, овсяные отруби и овсяный белок продукта с дополнительной пост-экструзионной обработкой
Тонкоизмельченный порошок (средний размер частиц 320 мкм) овсяных отрубей 20%, белковой фракции овса 20%, белкового концентрата боба обыкновенного 30% и белкового изолята гороха 30% смешивают с водой для получения содержания воды 30%. Смесь подают в двухшнековый экструдер емкостью 40 кг со скоростью 25 кг/ч. Устанавливают скорость вращения шнеков 300 об./мин и используют профиль температур 60°С->175°С->130°С в шести температурных секциях. Спустя некоторое время массу остужают, пропуская через головку экструдера длиной 10 см.
После экструзионной обработки осуществляют пост-экструзионную обработку путем смачивания текстурированного пищевого продукта водой, приправленной специями, где доля воды в сухом материале составляет от 1:1,0 до 1:1,5, и варят (или, в качестве альтернативы, гидратируют, смачивают или пропитывают) в течение от 2 до 14 часов перед дальнейшей обработкой. Отваренный (или, в качестве альтернативы, гидратированный, смоченный или пропитанный) продукт дополнительно обрабатывают амилазой и подвергают высокоскоростному перемешиванию в течение от 1 до 60 минут. После этого осуществляют стадию дополнительной кулинарной обработки под высоким давлением в автоклаве или в устройстве для приготовления пищи под давлением, предпочтительно, позволяющем создавать давление по меньшей мере 1,9 бар, и предпочтительно, в течение от 20 до 60 минут (еще более предпочтительно, в течение приблизительно 25 минут или от 30 до 60 минут), например, в течение от 35 до 45 минут. Вместо стадии кулинарной обработки под высоким давлением, обработанный продукт может выпекаться или подвергаться кулинарной обработке на стадии выпекания или кулинарной обработки, предпочтительно, в печи или в печи с паровым обогревом, при температуре в диапазоне от 110 до 130°С, наиболее предпочтительно, при температуре приблизительно 121°С.
Неожиданно было обнаружено, что такая пост-экструзионная обработка дополнительно улучшает приятные органолептические свойства текстурированных пищевых продуктов.
На момент написания работы авторы подвергали испытаниям продукт, в котором доля воды в сухом материале составляла по существу приблизительно 1:3.
Хотя в приведенных выше примерах продемонстрировано использование двухшнекового экструдера, следует понимать, что процессы экструзии являются очень многообразными, и изготовление экструдированного текстурированного продукта, содержащего белок бобовых культур, овсяные отруби и овсяный белок, может быть осуществлено с использованием любой приемлемой модели экструдера для обработки пищевых продуктов, как одношнекового, так и двухшнекового типов.
На момент написания работы авторы изобретения проводят исследования, посвященные тому, может ли овес по меньшей мере частично (или даже полностью) быть заменен на рожь и/или ячмень. В этом случае а) овсяные отруби могут быть заменены (по меньшей мере частично или даже полностью) на ржаные отруби и/или ячменные отруби; b) цельнозерновая овсяная мука может быть заменена (по меньшей мере частично или даже полностью) на цельнозерновую ржаную муку и/или цельнозерновую ячменную муку; и, соответственно, с) смесь овсяных отрубей и цельнозерновой овсяной муки может быть заменена (по меньшей мере частично или даже полностью) на смесь ржаных отрубей и/или ячменных отрубей и цельнозерновой ржаной муки и/или цельнозерновой ячменной муки.
Соответственно, авторами настоящего изобретения проводится исследовательская работа на предмет того, могут ли белковые фракции овса быть заменены по меньшей мере частично (или даже полностью) на белковые фракции ржи и/или белковые фракции ячменя.
Первый иллюстративный вариант осуществления способа заключается в следующем: экструдирование -> варка/гидратирование/смачивание/пропитывание (при этом соотношение воды и текстурированного пищевого продукта лежит в диапазоне от 1:1,0 до 1:1,5) -> перемешивание и добавление специй -> обработка в автоклаве (например, в течение 30 минут и, предпочтительно, при давлении приблизительно 2 бар).
Второй иллюстративный вариант осуществления способа заключается в следующем: экструдирование -> варка/гидратирование/смачивание/пропитывание (при этом соотношение воды и текстурированного пищевого продукта составляет приблизительно 1:1,3), предпочтительно, со специями, сушка (предпочтительно, в печи), опрыскивание пищевым растительным маслом, добавление соли (предпочтительно, путем посыпания).
После первого или второго иллюстративных вариантов осуществления способа обработанный таким образом текстурированный пищевой продукт может быть упакован.
На момент написания работы авторы настоящего изобретения проводят испытания на предмет того, можно ли добавлять пищевое растительное масло уже на стадии варки/гидратированиия/смачивания/пропитывания. Вследствие этого опрыскивание пищевым растительным маслом следует рассматривать как необязательную стадию.
Для специалиста в данной области техники очевидно, что в комплексе с техническим прогрессом основная идея изобретения может быть осуществлена различными способами. Таким образом, изобретение и варианты его осуществления не ограничиваются примерами, описанными выше, но они могут варьироваться в пределах содержания формулы изобретения и их правовых эквивалентов.
ССЫЛКИ:
[1] Harper, J.M. 1979. Extruder not prerequisite for texture formation. J Food Sci 44: ii.
[2] Danish Food Composition Databank - ed. 7.01
(http://www. foodcom p.dk/v7/fcdb_search.asp)
[3] EFSA Journal 2011; 9(6): 2207
[4] EFSA Journal 2010; 8(12): 1885
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙ:
91 - разделочная доска
92 - порция текстурированного пищевого продукта
93 - семена боба обыкновенного
94 - высушенное растение овса