ОБРАЗОВАНИЕ ВКУСА И АРОМАТА ПРИ МИКРОВОЛНОВОМ НАГРЕВАНИИ
FORMATION OF FLAVOUR AND AROMA DURING MICROWAVE HEATING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к образованию вкусов и ароматов при микроволновой тепловой обработке продуктов питания. В частности, изобретение относится к приготовлению суспензии порошка в масле, где порошок содержит некоторые предшественники реакции Майяра и карамелизации, и имеет активность воды, оптимизированную для обеспечения эффективности этих реакций образования вкуса и аромата при воздействии микроволнового нагревания.
Уровень техники
Микроволновые печи применяются в течение десятилетий для нагревания приготовленных блюд продуктов питания. Молекулы воды возбуждаются микроволнами, приводящими к высвобождению энергии, и таким образом индуцируя нагревание. В то время как микроволновое нагревание обладает важными полезными эффектами на кухне, одним существенным недостатком является то, что условия нагревания не способствуют формированию вкуса и аромата. Это в первую очередь обусловлено тем, что продукт обычно находится в микроволновой печи только в течение короткого времени, где среда является относительно слабой по отношению к растворителям (воде, маслам и т.д.) и предшественникам реакции создания вкуса и аромата, и температуры термической обработки часто являются относительно низкими, по сравнению с обычными способами термической обработки.
Отсутствие образования вкуса и аромата в микроволновой печи часто ведет к необходимости предварительной ароматизации готовых к употреблению блюд коммерческими вкусоароматическими ингредиентами. Это может увеличить стоимость, а также может привести к негативному ощущению у потребителя, что добавленные ингредиенты не являются натуральными.
Реакции образования вкуса и аромата, такие как реакции Майяра, происходят в широком ряду пищевых матриксов, и даже при очень низких температурах. Кинетики (время) реакции определяются различными факторами, такими как температура, активность воды в пищевом матриксе, и тип и реактивность соединений-предшественников реакции, рН и давление.
Были предприняты некоторые попытки для преодоления проблемы образования вкуса и аромата при микроволновой тепловой обработке. Однако они имеют тенденцию к концентрации на реакциях Майяра в водной среде с относительно высокими уровнями соединений-предшественников (восстанавливающих сахаров и соединений, несущих аминогруппы).
В одном примере US 5053236 описаны реакции Майяра (восстанавливающих сахаров и соединений, несущих аминогруппы) и реакции карамелизации (только сахаров) в микроволновой печи. Однако раскрытый способ включает комбинации специфических предшественников реакции для материалов, воспринимающих микроволновое излучение (например, слоев металла или жидкостей). Необходимость в материале, воспринимающем излучение, например, в глицерине или другом полиоле, является существенным недостатком данной методологии. Это увеличивает список ингредиентов, повышая сложность и затраты. Далее, такие соединения, как глицерин, воспринимаются потребителями, как ненатуральные добавки, и таким образом, нарушают образ продукта высокого качества.
US 4992284 описывает образование или высвобождение ароматов из источника ароматов при микроволновом нагревании, но этот подход применяет ароматические масла или вкусоароматические ингредиенты, полученные коммерческим путем от производителей ароматизаторов. Нет упоминания об образовании вкусоароматических веществ путем реакции Майяра или реакции карамелизации.
US 4857340 описывает систему высвобождения для применения при микроволновой тепловой обработке. Система включает масляную фазу или эмульсию, которая используется в качестве носителя для источника вкуса или аромата (например, ароматизированного масла или вкусоароматической верхней ноты, полученной коммерческим способом), которая при нагревании высвобождает ароматы во время микроволновой тепловой обработки. Эта система также применяет воспринимающий материал, без которого высвобождение аромата из вкусоароматического источника ограничивается.
Автором настоящего изобретения установлено, что микроволновое нагревание суспензии порошка в масле, где порошок содержит некоторые предшественники реакций Майяра и карамелизации и имеет оптимизированную активность воды, эффективно для образования необходимых вкусов и ароматов.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение способа образования вкуса и аромата при микроволновом нагревании, который по меньшей мере отчасти преодолевает один или несколько из вышеуказанных недостатков, или по меньшей мере обеспечивает полезную альтернативу существующим способам.
Сущность изобретения
В первом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ образования вкусов и ароматов при микроволновом нагреве продукта питания, включающий:
(a) приготовление суспензии в масле порошка, включающего одно или несколько соединений, имеющих карбонильные и аминогруппы, способные подвергаться реакции Майяра и/или реакции карамелизации, где порошок имеет активность воды в диапазоне от 0,25 до 0,8; и
(b) нагревание суспензии порошка в масле в микроволновой печи в течение времени, достаточного для образования вкусов и ароматов.
Во втором аспекте изобретение обеспечивает композицию для образования вкусов и ароматов при микроволновом нагревании продукта питания, включающую суспензию в масле порошка, содержащего одно или несколько соединений, имеющих карбонильные и аминогруппы, способные подвергаться реакции Майяра и/или реакции карамелизации, где порошок имеет активность воды в диапазоне от 0,25 до 0,8.
Краткое описание чертежей
На Фигуре 1 показано формирование окраски при реакциях Майяра и карамелизации во время микроволнового нагревания молочного порошка.
На Фигуре 2 показано формирование окраски при реакциях Майяра и карамелизации во время микроволнового нагревания комплексного вкусоароматического порошка.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение относится к способу образования вкуса и аромата при микроволновом нагреве продукта питания. Способ включает этапы приготовления суспензии в масле порошка, содержащего одно или несколько соединений, имеющих карбонильные и аминогруппы, способные подвергаться реакции Майяра и/или реакции карамелизации, и нагревание суспензии в микроволновой печи в течение времени, достаточного для образования вкусов и ароматов.
Реакции Майяра, происходящие между восстанавливающими сахарами и молекулами, несущими аминогруппы, или реакции карамелизации сахаров, приводят к образованию сложных нелетучих и летучих вкусоароматических молекул, а также красящих соединений. Изобретение относится к системе, где целевые реакции Майяра и/или карамелизации достигаются в микроволновой печи с применением матриксов суспензий. Матриксы суспензий готовят путем суспендирования порошка в масле.
Порошок содержит соединения-предшественники (например, восстанавливающие сахара и соединения, несущие аминогруппы). Порошок может быть комплексным порошком, таким как молочный порошок, или может быть простой смесью порошковых соединений-предшественников, такой как смесь ксилозы и аминокислоты (например, цистеина). Предпочтительно, порошок включает восстанавливающие сахара, такие как ксилоза, глюкоза, лактоза или мальтодекстрин, и белки, пептиды или аминокислоты. Кроме того, порошок может содержать мясной экстракт или растительный экстракт.
Активность воды порошка находится в диапазоне от 0,25 до 0,8, предпочтительно от 0,5 до 0,8. Содержание воды в порошке может быть отрегулировано путем добавления или удаления воды, для оптимизации реакций образования вкуса и аромата при микроволновом нагреве. Активность воды является важной, поскольку реакции Майяра происходят наиболее быстро при промежуточных значениях Aw (от 0,5 до 0,8). Это происходит потому, что вода образуется при реакциях Майяра, и поэтому продукты с высокой активностью воды (Aw>0,8) имеют тенденцию к ингибированию прогресса реакции. Однако при очень низких значениях активности воды (Aw<0,25) подвижность реагентов ограничивается, и реакции Майяра затрудняются. Таким образом, предпочтительным является промежуточное значение Aw. Далее, активность воды может быть оптимизирована (путем добавления или удаления воды) для любой специфической комбинации соединений-предшественников реакции в порошке для обеспечения наилучших условий получения вкусоароматического соединения.
Суспензию можно нагревать в течение любого времени, подходящего для образования необходимых вкусоароматических соединений и для тепловой обработки продукта питания, но, как правило, в течение 2-5 минут.
Суспензию предпочтительно нагревают до температуры по меньшей мере 100°С, более предпочтительно, до температуры в диапазоне от 120°С до 150°С.
Масло может быть любым подходящим маслом пищевого качества или растительного происхождения, включая масла, выбранные из группы, включающей подсолнечное масло, рапсовое масло, пальмовое масло, хлопковое масло, кунжутное масло, соевое масло, арахисовое масло, оливковое масло, кукурузное масло и сафлоровое масло, но не ограничиваясь ими.
Любые соединения можно выбрать для получения необходимого вкуса и аромата в нагретом или подвергнутом тепловой обработке продукте питания. В одном варианте осуществления настоящего изобретения порошок включает цистеин для образования вкуса и аромата курятины.
Микроволновое нагревание индуцирует реакцию образования вкуса и аромата в порошковых частицах (которые можно считать «мини-реакторами»). При воздействии микроволн (как правило, 2-5 минут) молекулы воды возбуждаются, генерируется тепло, и температура в микроструктуре частиц порошка быстро возрастает. Предшественники реакции частично гидратированы и солюбилизированы водой в частицах порошка. Оптимизированная активность воды в порошке обеспечивает ускорение реакций между соединениями-предшественниками. Предполагается, что вкусоароматические соединения, в частности гидрофобные молекулы, вызывают разделение между гидрофильной фазой порошка и гидрофобной липидной фазой. Это сдвигает кинетику реакции по направлению к продукту в уравнении реакции, дополнительно ускоряя реакцию. Образуются летучие и нелетучие соединения, обеспечивающие вкус.
Настоящее изобретение также относится к композиции для образования вкусов и ароматов при микроволновом нагревании продукта питания, включающей суспензию в масле порошка, содержащего одно или несколько соединений, имеющих карбонильные и аминогруппы, способные подвергаться реакции Майяра и/или карамелизации, где порошок имеет активность воды в диапазоне 0,25-0,8.
Как применяется в настоящем описании, слова «содержит», «содержащий», и подобные выражения не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Другими словами, их нужно понимать, как «включая, но не ограничиваясь».
Далее, любая ссылка в данном описании на документы из предшествующего уровня техники не означает, что они широко известны или формируют часть общеизвестных знаний в данной области техники.
Примеры
Настоящее изобретение далее описано со ссылкой на следующие примеры. Необходимо понять, что настоящее изобретение, как оно заявлено, не ограничивается каким-либо образом этими примерами.
Пример 1. Общий способ
Субстрат реакции в порошковой форме вначале уравновешивали в климатической камере для установки активности воды 0,2 в порошке. Порошок (0,5 г) смешивали вручную с подсолнечным маслом (49,5 г) при энергичном перемешивании для получения суспензии. Затем суспензию переносили в полиэтиленовую чашку и помещали в предварительно нагретую коммерческую микроволновую печь. Суспензию нагревали в микроволновой печи в течение определенного времени при 1000 Вт. Температуру суспензии измеряли немедленно после микроволнового нагревания. Измеренные температуры находились в диапазоне от 120°С до 150°С после нагревания в течение 3-5 минут. Оценивали ароматические ноты и образование окраски.
Пример 2. Молочный порошок
Молочный порошок, использованный в этом примере, был высушенным распылением молочным порошком, содержащим 17% жира. Проводили несколько испытаний, следуя процедуре из Примера 1. Температура образца после различного времени нагревания указана в Таблице 1. Цвет каждого образца после нагревания показан на Фигуре 1.
Отмечался эффект реакций Майяра и карамелизации для образцов при нагревании в микроволновой печи, где повышенные температуры приводили к образованию более интенсивного темного цвета и развитию карамель-подобных ароматических нот.
Пример 3. Порошок для реакции образования вкуса и аромата
Порошок для реакции образования вкуса и аромата, использованный в данном примере, имел состав, %:
Дрожжевой экстракт
31,0
Гидролизованная пшеничная клейковина
22,0
Цистеин
2,0
Декстроза
2,25
Фруктоза
2,25
Крахмал
20,5
Мальтодекстрин
20,0
Проводили несколько испытаний, следуя процедуре из Примера 1. Температура образца после различного времени нагревания показана в Таблице 2. Цвет каждого образца после нагревания показан на Фигуре 2.
Отмечался эффект реакций Майяра для образцов при нагревании в микроволновой печи, где повышенные температуры приводили к образованию более интенсивного темного цвета и развитию мясо-подобных ароматических нот.
Необходимо понять, что хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на определенные варианты осуществления, возможны вариации и модификации, без отделения от объема изобретения, определенного в формуле изобретения. Далее, если существуют хорошо известные эквиваленты для определенных признаков, такие эквиваленты включены, как если бы специально упоминались в настоящем описании.