ГЕЛЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
GEL COMPOSITION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к гелевой композиции для приготовления продукта питания и к способу приготовления продукта питания. В частности, изобретение относится к термообратимой гелевой композиции, содержащей пектин, в частности низкометоксилированный пектин, предпочтительно амидированный, в качестве желирующего агента для приготовления соленых продуктов питания.
Уровень техники
Концентрированные продукты питания, такие как бульонные кубики, известны в течение многих лет. В поисках альтернативных типов продуктов, обладающих отличающимися характеристиками и преимуществами по сравнению с традиционными пищевыми концентратами, были разработаны пищевые композиции, концентрированные в форме геля. В настоящее время известен ряд таких продуктов. Они обычно основаны на присутствии желирующего агента или комбинации двух или более желирующих агентов.
Те продукты, которые основаны на простом гидроколлоидном желирующем агенте, обычно не проявляют всех характеристик, необходимых для простоты применения в качестве пищевого концентрата. Таким образом, были разработаны гелевые системы на основе двухкомпонентного гидроколлоида. Они обладают характеристиками, которые делают их пригодными в некоторых пищевых применениях, но не в других.
Например, WO 2007/068484, WO 2008/151850, WO 2008/151851 и WO 2008/151852 описывают комбинацию ксантана и различных галактоманнанов (камеди плодов рожкового дерева, камеди тары, гуаровой камеди или камеди кассии) в качестве желирующего агента. Температура желирования обычно составляет около 60°C, и гель быстро затвердевает при охлаждении. Однако быстрое затвердевание геля при охлаждении может приводить к нежелательной текстуре при приготовлении потребителем. Время растворения этих гелей обычно составляет от 2 до 3 минут.
Комбинация желатина и крахмала описана в WO 2007/068402 и WO 2007/068483. Продукт растворяется примерно за 100 секунд, но основная проблема для этой комбинации заключается в том, что требуется очень высокая дозировка желирующего агента (более 10%). Кроме того, присутствие крахмала (3-6% картофельного или кукурузного крахмала) существенно повышает вязкость при обработке из-за желатинизации крахмала. Далее, желатин не популярен в качестве пищевого ингредиента у тех, кто предпочитает вегетарианскую диету.
Пектины традиционно применяют в качестве желирующего агента для сладких продуктов (например, джемов). Известно, что низкометоксилированные пектины, особенно амидированные, образуют термообратимые гели. Хорошо известно, что образование геля низкометоксилированными пектинами в основном индуцируется в присутствии двухвалентных катионов, таких как ионы кальция. Ионы кальция формируют зоны соединения между двумя карбоксильными группами галактуроновой кислоты, расположенных на двух пектиновых молекулах. Когда пектин амидирован, формирование геля также индуцируется посредством водородной связи между амидными группами. Однако мало известно о поведении пектина в присутствии высоких количеств соли (NaCl). Литературные данные позволяют предположить, что одновалентные ионы, такие как ионы натрия, имеют тенденцию к экранированию карбоксильных групп на молекулах пектина. Это предотвращает образование зон соединения и, следовательно, формирование геля. В случае если гель все еще может формироваться посредством гидрофобных взаимодействий, этот тип геля вряд ли является термообратимым, что означает, что гель не будет плавиться при повторном нагревании.
Было установлено, что при определенных условиях обработки можно применять низкометоксилированный пектин, особенно амидированный низкометоксилированный пектин, для получения соленых продуктов в виде геля. Применение пектина обеспечивает некоторые необходимые характеристики по сравнению с известными гелевыми композициями. Также было установлено, что добавление ксантана к композиции дополнительно улучшает свойства продукта и обеспечивает некоторые удивительные характеристики.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение гелевой композиции, по меньшей мере, отчасти преодолевающей один или несколько из вышеуказанных недостатков существующих гелевых композиций, или, по меньшей мере, обеспечивающей полезную альтернативу.
Сущность изобретения
В первом аспекте изобретения обеспечивается композиция в форме геля для приготовления продукта питания, включающая:
a) воду в количестве от 30 до 70% к массе общей композиции;
b) вкусоароматические агенты в количестве от 1 до 40% к массе общей композиции;
c) соль в количестве от 10 до 25% к массе общей композиции и
d) желирующие агенты в количестве от 0,6 до 7% к массе общей композиции, содержащие по меньшей мере низкометоксилированный пектин, предпочтительно амидированный низкометоксилированный пектин, и
e) ионы кальция в количестве от 1,0 до 10% к массе пектина.
В предпочтительных вариантах осуществления, желирующие агенты содержат дополнительный гидроколлоид, такой как ксантан, камедь плодов рожкового дерева, камедь тары, камедь кассии или крахмал.
Источником кальция в композиции может быть один или несколько других ингредиентов композиции или может быть добавлен источник кальция, такой как добавленный хлорид кальция, лактат кальция или цитрат кальция, с обеспечением общего количества доступных ионов кальция в композиции от 1,0 до 10% к массе пектина. Секвестрирующие агенты, такие как цитрат натрия, пирофосфат натрия и ортофосфат натрия, можно добавить для контроля доступности ионов кальция.
Количество желирующих агентов в композиции предпочтительно составляет от 0,8 до 2,5%.
Композиция может также содержать жир, предпочтительно в количестве от 1 до 105. Также может быть включен мальтодекстрин или глюкозный сироп в количестве до 40%. Количество воды предпочтительно находится в диапазоне от 40 до 60%, более предпочтительно от 45 до 60%. Вкусоароматические агенты добавляют в композицию обычно в количестве от 1 до 40%, предпочтительно от 5 до 15%.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения композиция приспособлена, чтобы быть термообратимой, что означает, что она плавится при повторном нагревании до температуры свыше 70°C и растворяется менее чем за 2 минуты при добавлении в кипящую воду.
Композицию из настоящего изобретения можно применять для приготовления любого подходящего продукта питания, особенно соусов, супов, концентрированных бульонов, бульонов или подливок.
Во втором аспекте изобретения обеспечивается способ приготовления композиции в форме геля для получения продукта питания, включающий стадии:
a) смешивания желирующих агентов, включающих по меньшей мере низкометоксилированный пектин, предпочтительно амидированный низкометоксилированный пектин, в воде;
b) нагревания до температуры по меньшей мере 75°C, предпочтительно по меньшей мере 80°C;
c) добавления источника кальция вместе с солью и вкусоароматическими агентами, и смешивания;
d) нагревания до температуры по меньшей мере 75°C, предпочтительно по меньшей мере 80°C, для пастеризации;
e) розлива в контейнеры; и
f) охлаждения до комнатной температуры за менее чем 30 минут, предпочтительно менее чем 15 минут, до получения геля.
Способ может дополнительно включать приготовление премикса из желирующих агентов с мальтодекстрином, или глюкозным сиропом, и/или крахмалом. Способ может также включать добавление жира после смешивания желирующих агентов.
В другом аспекте изобретения обеспечено применение композиции в соответствии с настоящим изобретением для приготовления продукта питания, такого как соус, суп, концентрированный бульон, бульон или подливка.
Раскрытие изобретения
Имеется потребность в композиции для приготовления продукта питания, имеющего текстуру геля и способного выдерживать высокое содержание соли. Гелеобразующая композиция должна быть способна формировать гель и обратимо плавиться. Температура плавления должна находиться в диапазоне, позволяющем композиции быстро плавиться во время стандартной стадии нагревания или позволяющем разбавлять гелевую композицию в горячей воде. Кроме того, имеется потребность в гелевой композиции для приготовления продукта питания, устойчивого при транспортировке и хранении и демонстрирующего низкий синерезис при хранении, обычно в течение нескольких недель или даже нескольких месяцев.
Было установлено, что эти полезные эффекты могут быть обеспечены по меньшей мере отчасти гелевой композицией для приготовления продукта питания, содержащей: от 30 до 70% воды, от 10 до 25% соли и от 0,6 до 7% желирующих агентов, где желирующие агенты содержат по меньшей мере низкометоксилированный пектин, предпочтительно амидированный низкометоксилированный пектин. Кроме того, композиция содержит ионы кальция в количестве от 1,0 до 10% к массе пектина, что эквивалентно 10-100 мг кальция на 1 грамм пектина. Кальций может быть получен из других ингредиентов в композиции или из добавленного источника кальция, такого как хлорид кальция, лактат кальция, цитрат кальция, или их комбинация. Могут быть добавлены комплексообразующие соединения, такие как цитрат натрия, пирофосфат натрия или ортофосфат натрия, для контроля доступности ионов кальция. Кроме того, композиция содержит от 1 до 40% других ингредиентов, обычно добавленных в соленые продукты, такие как вкусоароматические агенты (например, ароматизирующие агенты; ингредиенты, усиливающие вкус; травы, специи; овощные, мясные и рыбные компоненты в жидкой или порошковой форме), липиды и углеводы или их смеси. Все проценты выражены в масс.% к общей массе композиции.
Термин «гель» в контексте настоящего изобретения означает твердый или полутвердый матрикс, образованный путем взаимодействия одного или нескольких полисахаридов и воды, свободно сохраняющий форму в течение по меньшей мере нескольких минут и частично деформирующийся эластичным образом при воздействии деформирующего усилия.
Термин «прочность на разрыв» используется для обозначения прочности геля и относится к деформирующему усилию, необходимому для разрушения геля. Прочность геля на разрыв должна составлять по меньшей мере 20 г, предпочтительно больше 35 г, при измерении с помощью анализатора текстуры.
Термин «термообратимый» указывает на композицию желирующего агента, жидкую при повышенных температурах, образующую гель при охлаждении до комнатной температуры и вновь плавящуюся при повторном нагревании.
«Соль» означает любую подходящую соль щелочного металла или ее смесь. Соль, используемая в композиции в соответствии с настоящим изобретением, обычно является хлоридом натрия, но не ограничивается им. Например, можно применять хлорид калия или любой продукт с низким содержанием натрия, обладающий вкусовым впечатлением хлорида натрия, если его вкус в готовой рецептуре является приемлемым.
Термин «пектин» относится к полисахаридам, в целом имеющим каркас, состоящий из линейного полимера галактуроновой кислоты и нескольких ветвей из нейтральных сахаров. Коммерческие пектины получают из множества фруктовых или овощных источников, главным образом из яблок и цитрусовых фруктов. Карбоксильные группы из полигалактуроновой кислоты частично этерифицированы метанолом. Отношение метил-этерифицированных групп галактуроновой кислоты ко всем группам галактуроновой кислоты называется степенью этерификации.
Термин «низкометоксилированный пектин» относится к типу пектина, который частично деэтерифицирован. Обычно степень этерификации (СЭ) составляет менее 50%.
Термин «амидированный низкометоксилированный пектин» относится к типу низкометоксилированного пектина, в котором некоторые из метил-эфирных групп превращены в амидные группы. Степень амидирования (СА) определяется как отношение амидированных групп галактуроновой кислоты ко всем группам галактуроновой кислоты. Обычно степень амидирования составляет менее 25%. Вместо термина «низкометоксилированный пектин» часто применяют термины «низкоэтерифицированный пектин», «низкоэфирный пектин» или «обычный пектин». Термин «амидированный низкометоксилированный пектин» может заменяться термином «амидированный пектин». Коммерческие пектины часто стандартизированы с сахарами. В контексте настоящего изобретения, концентрация пектина должна означать количество пектина, включенного в рецептуру, т.е. не как количество стандартизованного пектина.
Термин «ксантан» относится к гетерополисахариду с высокой молекулярной массой, обычно используемому в качестве загустителя (например, в заправках для салатов) и в качестве стабилизатора (например, в косметических продуктах). Его основная цепь состоит из глюкозных единиц, а его боковая цепь является трисахаридом, состоящим из альфа-D-маннозы, содержащей ацетильную группу, бета-D-глюкуроновой кислоты и терминальной бета-D-маннозной единицы, связанной с пируватной группой.
Термин «вкусоароматические агенты», как применяется в данном описании, включает вкусоароматические соединения; ингредиенты, усиливающие вкус; травы, специи, овощи, фрукты, мясо, рыбу, ракообразных или их частицы.
Композиция может также содержать дополнительные ингредиенты, выбранные из углеводов, липидов, или их смесей. Липиды могут быть обеспечены маслами, забеливателем, растительными или животными жирами, сливками и любыми традиционными ингредиентами, используемыми при производстве соленых пищевых композиций. Углеводы могут быть обеспечены сахарами, крахмалами, мукой, мальтодекстринами, глюкозным сиропом и т.д.
Как применяется в настоящем описании, слова «включает», «включающий» и подобные выражения не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Другими словами, их нужно понимать как «включает, но не ограничивается».
Далее, любая ссылка в данном описании на документы из предшествующего уровня техники не является признанием того, что сведения, содержащиеся в нем, широко известны, или относятся к общеизвестным знаниям в данной области техники.
Авторы настоящего изобретения неожиданно установили, что термообратимый гель на основе пектина может быть образован в присутствии больших количеств соли. Далее, температура желирования композиции является неожиданной более низкой, чем у подобных известных гелевых композиций. Кроме того, время растворения геля при добавлении в горячую воду, к удивлению, гораздо ниже, чем у существующих гелевых композиций, несмотря на сопоставимую температуру плавления. Также было установлено, что объединение ксантана с амидированным низкометоксилированным пектином модулирует текстуру образующегося геля, обеспечивая большую эластичность, а также снижая его синерезис.
Диапазон концентрации желирующего агента в гелевой композиции из настоящего изобретения составляет от 0,6 до 7%, предпочтительно от 0,8% до 2,5% к общей массе композиции.
Желирующие агенты могут содержать только низкометоксилированный пектин, предпочтительно амидированный низкометоксилированный пектин, или может дополнительно содержать ксантан или другие агенты. В случае, если присутствуют только пектин и ксантан, соотношение пектина к ксантану предпочтительно находится в диапазоне от 60:40 к 95:05, более предпочтительно от 70:30 до 90:05, и еще более предпочтительно от 70:30 до 90:10.
В дополнение к амидированному низкометоксилированному пектину, может быть добавлен крахмал в качестве загустителя или желирующего агента, в нативной или модифицированной форме. В дополнение к амидированному низкометоксилированному пектину, может быть добавлен такой загуститель, как камедь плодов рожкового дерева.
Количество воды в гелевой композиции находится в диапазоне от 30% до 70%, предпочтительно от 40% до 60%, более предпочтительно от 45% до 60%.
Количество вкусоароматических агентов в гелевой композиции находится в диапазоне от 1 до 40%, предпочтительно от 5 до 15%.
Количество соли в гелевой композиции находится в диапазоне от 10 до 25%. Когда концентрация соли возрастает, то дозировка желирующего агента должна быть увеличена, обычно при 25% содержании соли минимальная концентрация желирующих агентов, необходимая для формирования геля, составляет 0,9%.
Количество ионов кальция в гелевой композиции находится в диапазоне от 1,0 до 10% к массе пектина.
Композиция в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать жир в количестве от 1 до 10%, например, такой как эмульгированное или диспергированное масло и/или жир. Далее, композиция может содержать до 40% мальтодекстринов и/или глюкозного сиропа.
Далее, настоящее изобретение относится к способу приготовления гелевой композиции из настоящего изобретения.
Способ включает стадии нагревания воды, добавления ингредиентов в воду, и применение по меньшей мере одного дополнительной стадии нагревания смеси в процессе добавления ингредиентов.
В частности, способ предпочтительно включает стадии нагревания воды до 50°C и приготовления премикса из гидроколлоидов с глюкозным сиропом или мальтодекстринами. Премикс, содержащий гидроколлоиды, добавляют в воду при перемешивании и нагревают при температуре около 80°C (по меньшей мере 75°C) для надлежащей гидратации камедей. Затем добавляют дополнительные сухие ингредиенты, предварительно смешанные перед добавлением, включая соль, вкусоароматические агенты и тому подобное. Любой добавленный кальций нужно внести вместе с сухими ингредиентами. Наконец, добавляют жировой компонент, и полную композицию нагревают и пастеризуют. Композицию можно также разлить в подходящие контейнеры и охладить до комнатной температуры менее чем за 30 минут, в идеале меньше чем за 15 минут. Контейнеры, а затем и охлажденная композиция, могут иметь любую возможную форму, предпочтительно форму кубика, таблетки, сферы, яйца или тому подобную.
Полученный продукт является гелевой композицией, устойчивой при комнатной температуре и плавящейся при повторном нагревании до температуры выше 70°C, и растворяющейся при добавлении в кипящую воду менее чем за 2 минуты, наиболее предпочтительно менее чем за 1 минуту, с проведением дополнительной стадии нагревания или без нее.
Кроме того, изобретение относится к применению гелевой композиции для приготовления продукта питания, такого как суп, соус, бульон, концентрированный бульон, суповая основа или подливка, путем плавления или разбавления композиции в горячей или кипящей воде. Обычно количество используемой гелевой композиции должно составлять 25-50 г/л воды, или 25-50 г/кг, например, риса или овощей, если ее применяют напрямую с твердыми продуктами питания, а не добавляют в воду.
Продукт из настоящего изобретения обладает некоторыми преимуществами по сравнению с известными гелевыми композициями. Одним преимуществом является то, что температура желирования ниже, чем у известных гелевых композиций, обычно ниже 45°C, а также то, что процесс желирования во время и после охлаждения является медленным, особенно когда в композиции присутствует ксантан. Обычно он занимает несколько часов до надлежащего формирования геля, например 12-48 часов или еще больше. Напротив, многие известные гелевые композиции формируют гель уже при температуре ниже 60-50°C, что может приводить к текстуре, нежелательной при употреблении продукта. Если время между приготовлением продукта питания с применением гелевой композиции и употреблением является слишком большим, то суп или соус вновь формируют гелевую текстуру. Гелевая композиция из настоящего изобретения позволяет сохранить нежелеобразную текстуру для употребления продукта.
Другим преимуществом является то, что при использовании пектина по отдельности в качестве желирующего агента вязкость при обработке ниже, чем для известной гелевой композиции, из-за низкой молекулярной массы пектинов. Другим преимуществом является то, что время растворения при добавлении продукта в горячую воду гораздо меньше, обычно меньше 1 минуты, в то время как известные гелевые композиции растворяются за 2-3 минуты.
Чистый состав пектинов по сравнению с другими известными желирующими агентами, используемыми для приготовления соленых концентратов, также является значимым преимуществом для гелевых композиций из настоящего изобретения.
Примеры
Изобретение далее описано со ссылкой на следующие примеры. Необходимо понять, что заявленное изобретение не ограничивается каким-либо образом этими примерами.
Пример 1. Соленый гель с амидированным низкометоксилированным пектином (степень этерификации = 31%, степень амидирования = 19%)
Ингредиент
Количество (%)
Вода
51,0
Соль
12,8
Глюкозный сироп
7,8
Куриный жир
5,6
Пектин
1,4
CaCl<sub>2</sub>
0,33
Другие ингредиенты
до 100
Синерезис определяли как количество отделенной воды, разделенное на количество отделенной воды + масса геля.
Прочность на разрыв измеряли с применением анализатора текстуры TAXT2 (Microstable systems) при следующих условиях:
- Нагрузка ячейки: 5 кг.
- Анализ пенетрации с применением цилиндрического зонда радиусом 1 дюйм.
- Образец загружали сразу после нагревания в контейнер диаметром 50 мм, до достижения высоты 55 мм. Образец оставляли для остывания и желирования при комнатной температуре на одни сутки. Перед проведением измерений образец помещали в водяную баню с 20°C для уравновешивания температуры.
- Условия анализа: скорость перед анализом - 1 мм/с, скорость при анализе - 0.5 мм/с, последующая скорость - 10 мм/с. Измерения прекращали при глубине пенетрации 25 мм.
- Прочность на разрыв регистрировали на пике силы изгиба по сравнению с глубиной пенетрации.
Полученный продукт был гелем с температурой желирования в диапазоне 40-45°C, прочностью на разрыв 155 г, который растворялся при добавлении в горячую воду примерно за 80 секунд и демонстрировал синерезис меньше 5% спустя 2 месяца.
Пример 2: Гель с амидированным низкометоксилированным пектином (СЭ=31%, СА=19%), без добавления кальция
Ингредиент
Количество (%)
Вода
44,8
Соль
12,6
Глюкозный сироп
15,4
Куриный жир
5,6
Пектин
1,4
Вкусоароматические агенты в порошковой форме
7,0
Другие ингредиенты
до 100
Полученный продукт является гелем, имеющим прочность на разрыв 35 г.
Пример 3: Гель с амидированным низкометоксилированным пектином (СЭ=35%, СА=15%)
Ингредиент
Количество (%)
Вода
44,8
Соль
13,5
Глюкозный сироп
15,1
Куриный жир
5,5
Частицы, например, травы
0,2
Амидированный низкометоксилированный пектин
1,4
CaCl<sub>2</sub>
0,22
Другие ингредиенты
до 100
Полученный продукт является гелем, имеющим прочность на разрыв 78 г.
Пример 4: Гель с амидированным низкометоксилированным пектином (СЭ=31%, СА=19%) и ксантаном
Ингредиент
Количество (%)
Вода
51,0
Соль
21,9
Глюкозный сироп
7,3
Куриный жир
5,6
Экстракт дрожжей
4,6
Пектин
1,4
Ксантан
0,5
CaCl<sub>2</sub>
0,33
Другие ингредиенты
до 100
Полученный продукт является гелем, имеющим прочность на разрыв 65 г, и растворяется при добавлении в горячую воду примерно за 70 секунд.
Пример 5: Гель с амидированным низкометоксилированным пектином (СЭ=31%, СА=19%) и крахмалом
Ингредиент
Количество (%)
Вода
51,0
Соль
16,6
Мононатрия глутамат
5,0
I+G
0,2
Сахар
4,0
Масло
7,0
Пектин
0,9
CaCl<sub>2</sub>
0,29
Крахмал воскового риса
2,0
Другие ингредиенты
до 100
Пример 6: Способ
Общая процедура приготовления гелевых композиций из вышеуказанных примеров является следующей:
- добавление воды в сосуд для смешивания;
- добавление желирующих агентов (предпочтительно, предварительно смешанных с мальтодекстрином или глюкозным сиропом);
- перемешивание до получения однородной композиции и нагревание до температуры 80°C;
- добавление всех оставшихся ингредиентов в сосуд (источников соли и кальция);
- перемешивание и гомогенизация до отсутствия видимых кусков;
- нагревание до температуры 80°C и пастеризация;
- розлив в подходящий контейнер и герметизация;
- охлаждение до комнатной температуры менее чем за 15 минут.
Необходимо понять, что хотя изобретение описано со ссылкой на определенные варианты осуществления, могут быть выполнены различные варианты и модификации, без отделения от объема изобретения, определенного в формуле изобретения. Далее, если существуют известные эквиваленты для конкретных характеристик, такие эквиваленты включены, как если бы они специально упоминались в настоящем описании.