РИФЛЕНЫЙ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ С БОЛЬШИМ РАЗМАХОМ ГРЕБНЕЙ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
HIGH-AMPLITUDE CORRUGATED FOOD PRODUCT AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к пищевым продуктам, более точно, к рифленому пищевому продукту с большим размахом гребней и уникальными характеристиками текстуры и способу его изготовления.
Предпосылки создания изобретения
Рифленые пищевые продукты, такие как картофельные чипсы марки Ruffles пользуются большим спросом на рынке. На фиг. 1 показан увеличенный вид сбоку в поперечном разрезе известного рифленого закусочного пищевого продукта 10 с параллельными рифлениями, образованными гребнями 12 и желобками 14 с одной стороны и гребнями 16 и желобками 18 с другой стороны. Эти рифления на противоположных поверхностях продукта 10 "совпадают по фазе", то есть гребни 12 с одной стороны продукта расположены непосредственно напротив желобков 18 с другой стороны, и продукт 20 продукт имеет преимущественно равномерную толщину на протяжении поперечного сечения, показанного на фиг. 1.
Также хорошо известны примеры рифленых пищевых продуктов с не совпадающими по фазе или имеющими неодинаковую периодичность рифлениями на противоположных сторонах. Такие продукты имеют изменяющуюся через определенные промежутки толщину, и в процессе дегидратации, такой как обжаривание, с различными скоростями подвергаются тепловой обработке. В патентах US 2769714 и 2769715 описано несколько примеров рифленых пищевых продуктов как с совпадающими, так и не совпадающими по фазе рифлениями. Тем не менее, чтобы должным образом подвергнуть продукт тепловой обработке, требуется ряд перфораций, проходящих от первой поверхности продукта до второй поверхности. Перфорации создают значительное количество отходов, а для их формирования требуется дополнительная технология, время и оборудование. Сохраняется потребность в рифленых пищевых продуктах с текстурой, которую потребители находят привлекательной, и при этом также с равномерным конечным содержанием влаги после дегидратации, чтобы закусочные пищевые продукты были пригодны для длительного хранения. Рифленые закусочные пищевые продукты также должны являться достаточно прочными для обмакивания в соус и не разламываться.
Краткое изложение сущности изобретения
-8
3
-8
3
Согласно одной из особенностей настоящего изобретения предложен рифленый пищевой продукт с большим размахом гребней с новым объемом и текстурой, в котором преимущественно преодолены или уменьшены недостатки известных рифленых пищевых продуктов. В одном из вариантов осуществления предложен рифленый пищевой продукт, имеющий первую сторону и вторую сторону, при этом первая сторона содержит первую рифленую структуру, вторая сторона содержит вторую рифленую структуру, первая и вторая рифленые структуры содержат множество гребней, а пищевой продукт имеет момент инерции от около 20×10 м до около 160×10 м и показатель дегидратации менее около 1,7. В некоторых вариантах осуществления гребни рифленого пищевого продукта имеют размах от около 2,54 мм до около 8,64 мм. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления рифленые пищевые продукты имеют соотношение твердости при испытании под углами 90° и 0° по меньшей мере около 2,6 и соотношение рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0° по меньшей мере около 2,75.
Согласно другой особенности настоящего изобретения предложен рифленый пищевой продукт, имеющий первую сторону и вторую сторону, при этом первая сторона содержит первую рифленую структуру, вторая сторона содержит вторую рифленую структуру, первая и вторая рифленые структуры содержат множество гребней, а пищевой продукт имеет соотношение твердости при испытании под углами 90° и 0° по меньшей мере около 2,6.
Согласно другой особенности настоящего изобретения предложен рифленый пищевой продукт, имеющий первую сторону и вторую сторону, при этом первая сторона содержит первую рифленую структуру, вторая сторона содержит вторую рифленую структуру, первая и вторая рифленые структуры содержат множество гребней, а пищевой продукт имеет соотношение рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0° по меньшей мере около 2,75.
Получаемые рифленые закусочные пищевые продукты с большим размахом гребней могут изготавливаться без ущерба для длительности их хранения и без значительного увеличения времени тепловой обработки. Рифленый пищевой продукт с большим размахом гребней содержит рифления преимущественно с одинаковым размахом, шагом и радиусом закругления с противоположных сторон и при этом имеет высокий момент инерции площади и низкий показатель дегидратации. Дегидратированный рифленый пищевой продукт с большим размахом гребней может безопасно храниться в герметичной упаковке при комнатной температуре в течение длительного времени.
Одной из задач изобретения является экономичное изготовление рифленого пищевого продукта с крупными рифлениями, обеспечивающими уникальную текстуру после тепловой обработки.
Другой задачей изобретения является изготовление в целом более толстого рифленого пищевого продукта, с более аппетитной текстурой и богатым вкусом.
Другой задачей изобретения является изготовление привлекательного рифленого пищевого продукта с обеспечением равномерного или однородного содержания влаги во всем продукте по завершении стадии дегидратации.
Другой задачей изобретения является изготовление рифленого пищевого продукта с равномерным низким содержанием влаги без значительного увеличения времени, необходимого для его дегидратации, и без необходимости его перфорирования до тепловой обработки и изготовления закусочного пищевого продукта длительного хранения.
Другой задачей изобретения является изготовление рифленого пищевого продукта с отличающейся текстурой, но остающегося хрустящим, твердым, утоляющим голод и насыщенным вкусом.
Другой задачей изобретения является экономичное изготовление обладающего перечисленными преимуществами рифленого пищевого продукта с использованием существующего оборудования и оснастки с минимальными модификациями или без модификаций.
Некоторые варианты осуществления могут обеспечивать часть, все или ни одно из этих преимуществ. Другие задачи, технические преимущества и признаки могут быть поняты из следующего далее описания в сочетании с сопровождающими его чертежами.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет понято из следующего далее подробного описания в сочетании с сопровождающими его чертежами, приведенными лишь в качестве иллюстрации, а не с целью ограничения изобретения, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые элементы, и на которых:
на фиг. 1 показан увеличенный фрагмент вида в поперечном разрезе известного рифленого пищевого продукта в плоскости, перпендикулярной рифлениям,
на фиг. 2 показан вид в поперечном разрезе рифленого пищевого продукта согласно одному из вариантов осуществления в плоскости, перпендикулярной рифлениям,
на фиг. 3А показан вид сбоку поверхности рифленого пищевого продукта согласно одному из вариантов осуществления,
на фиг. 3Б показан вид в перспективе проиллюстрированного на фиг. 3А рифленого пищевого продукта согласно одному из вариантов осуществления,
на фиг. 4А и 4Б показана центральная ось, относительно которой вычисляется момент инерции площади рифленого пищевого продукта согласно одному из вариантов осуществления.
на фиг. 5А показан вид в поперечном разрезе известного рифленого пищевого продукта в плоскости, перпендикулярной рифлениям,
на фиг. 5Б показан вид в поперечном разрезе образца рифленого пищевого продукта в плоскости, перпендикулярной рифлениям,
на фиг. 5В показан вид в поперечном разрезе образца рифленого пищевого продукта в плоскости, перпендикулярной рифлениям,
на фиг. 6А показано наглядное представление зависимости между моментом инерции площади и показателем дегидратации рифленых пищевых продуктов, проиллюстрированных на фиг. 2, 5А, 5Б и 5В,
на фиг. 6Б показано наглядное представление зависимости между нормализованным моментом инерции площади и показателем дегидратации рифленых продуктов, проиллюстрированных на фиг. 2, 5А, 5Б и 5В,
на фиг. 7А показан вид в перспективе способа определения твердости под углом 0° согласно одному из вариантов осуществления,
на фиг. 7Б показан вид в перспективе способа определения твердости под углом 90° согласно одному из вариантов осуществления,
на фиг. 7В показан вид в перспективе твердомера согласно одному из вариантов осуществления.
на фиг. 8 показано наглядное представление результатов определения твердости под углом 90° и 0° согласно одному из вариантов осуществления.
на фиг. 9А показано наглядное представление зависимости между результатами испытания твердости под углами 90° и 0° у рифленого пищевого продукта согласно трем вариантам осуществления и предлагаемых на рынке рифленых пищевых продуктов,
на фиг. 9Б показано наглядное представление соотношений твердости при испытании под углами 90° и 0° у рифленого пищевого продукта согласно трем вариантам осуществления в сравнении с предлагаемыми на рынке рифлеными пищевыми продуктами,
на фиг. 10А показано наглядное представление зависимости между результатами испытания рассыпчатости под углами 90° и 0° у рифленого пищевого продукта согласно трем вариантам осуществления и предлагаемых на рынке рифленых пищевых продуктов,
на фиг. 10Б показано наглядное представление соотношения рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0° у рифленого пищевого продукта согласно трем вариантам осуществления в сравнении с предлагаемыми на рынке рифлеными пищевыми продуктами,
на фиг. 11А показано наглядное представление линейной регрессии нормализованного момента инерции площади относительно соотношения твердости при испытании под углами 90° и 0°,
на фиг. 11Б показано наглядное представление линейной регрессии нормализованного момента инерции площади относительно соотношения рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0°.
Подробное описание
В изобретении предложен усовершенствованный рифленый пищевой продукт с большим размахом гребней рифленых поверхностей и способ его изготовления. Используемый термин "рифленая поверхность" означает волнистую поверхность с гребнями и желобками. На фиг. 2 показан фрагмент вида в поперечном разрезе рифленого пищевого продукта 100 согласно одному из вариантов осуществления, содержащего гребни 102 и желобки 104, образующие первую рифленую поверхность с одной стороны, и гребни 106 и желобки 108, образующие вторую рифленую поверхность с противоположной стороны. Первая рифленая поверхность и вторая рифленая поверхностью в целом совпадают по фазе и образуют рифленый продукт, у которого гребни 102 с первой стороны расположены непосредственно напротив желобков 108 с противоположной (второй) стороны при рассматривании невооруженным глазом. В некоторых вариантах осуществления рифленые пищевые продукты не имеют намеренного или значительного сдвига рифлений по фазе. В других вариантах осуществления первая и вторая рифленые поверхности не совпадают по фазе. Первая рифленая поверхность преимущественно аналогична и преимущественно параллельна второй рифленой поверхности, и волнистость первой рифленой поверхности в каждой ее точки преимущественно параллельна противоположной волнистости второй рифленой поверхности в каждой соответствующей точке. Используемый термин "преимущественно" параллельный означает, что волнистости являются параллельными при рассматривании невооруженным глазом. В одном из вариантов осуществления вторая рифленая структура согласно настоящему изобретению преимущественно идентична первой рифленой структуре закусочного пищевого продукта, при этом обе структуры преимущественно совпадают по фазе друг с другом и имеют одинаковый размах, шаг и радиус закругления. Специалисты в данной технике поймут, что описанные изобретении продукты могут содержать выпуклости и впадины и/или другие неровности, которые придают поверхности изменчивость с точки зрения гладкости и физической формы. Соответственно, хотя на представленных чертежах изображены поперечные сечения в простейшей форме, когда поверхности являются гладкими и однородными, продукты могут иметь как гладкие, однородные поверхности, так и шероховатые, менее однородные поверхности. В некоторых вариантах осуществления гребни 102, 106 являются несимметричными, если сравнивать один гребень с соседним гребнем или последующими гребнями. Между гребнем 102 и примыкающим к нему желобком 104 (или между гребнем 108 и желобком 106, если смотреть со стороны второй рифленой поверхности) расположена соединительная область 110, образованная преимущественно параллельными линиями первой рифленой поверхности и второй рифленой поверхности. Минимальная толщина 112 соединительной области соответствует минимальному расстоянию между двумя противоположными поверхностями рифленого пищевого продукта или, иначе говоря, минимальному перпендикулярно измеренному расстоянию между двумя противоположными поверхностями (т.е. первой и второй рифлеными поверхностями).
Когда рифленый пищевой продукт 100 подвергается дегидратации путем тепловой обработки (например, обжаривается или выпекается), она начинается с обеих наружных сторон продукта 100 (первой и второй рифленых поверхностей) и продолжается вглубь с течение времени. Дегидратация сначала достигает центра продукта в месте наименьшего поперечного сечения. Оно считается минимальной толщиной 112 соединительной области, а расстояние до центра этого поперечного сечения составляет половинную толщину 114, то есть половину минимальной толщины 112 соединительной области. Толщина подвергнутой тепловой обработке области преимущественно равно половинной толщине 114 соединительной области 110. Тем не менее, существуют влажные зоны 150, в которых расстояние между первой до второй рифлеными поверхностями обычно увеличено в местах гребней 102, 106. Влажная зона означает область рифленого пищевого продукта 100, в которой после дегидратации рифленой поверхности в месте наименьшего поперечного сечения сохраняется более высокое содержание влаги. Влажные зоны 150 обычно находятся в местах гребней 102, 106 между двумя слоями подвергнутых тепловой обработке областей примерно на глубине половинной толщины 114. Область 152 сосредоточения влажной зоны означает область, в которой влажная зона 150 имеет наибольшую концентрацию. Она находится внутри наибольшей возможной окружности, которая может быть вписана во влажную зону 150 (смотри, например, фиг. 2 и 6А-6В). Диаметр области сосредоточения влажной зоны означает диаметр окружности, ограничивающей область 152 сосредоточения влажной зоны.
На фиг. 3А и 3Б лучше проиллюстрированы размеры рифлений согласно одному из вариантов осуществления. На фиг. 3А показан вид сбоку рифленой поверхности продукта 100. Радиус 120 закругления означает радиус кривизны закругленного гребня рифленого пищевого продукта. В вариантах осуществления, в которых гребень является заостренным, а не закругленным, радиус закругления равен нулю. Прилежащий угол 122 означает угол между наклонными линиями, образующими гребень. Размах 130 означает расстояние по вертикали от вершины гребня до низа соседнего желобка. Шаг 140 означает расстояние между вершинами двух соседних гребней на одной и той же поверхности рифленого пищевого продукта. Ширина 145 закругления означает ширину кривизны гребня 102, 106 или желобка 104, 108. На фиг. 3Б показан вид в перспективе рифленого пищевого продукта 100 согласно одному из вариантов осуществления. Размах 130, шаг 140 и радиус 120 закругления показаны применительно ко всему рифленому пищевому продукту 100. Гребни рифленой (верхней или нижней) поверхности имеют ребра 160, представляющие собой тонкую линию или узкую поверхность. Как показано на фиг. 3Б, в некоторых вариантах осуществления ребра 160 представляют собой гладкие, дугообразные волны. В других вариантах осуществления гребни имеют остроугольные вершины (не показанные). Общая толщина 170 рифленого пищевого продукта 100 означает расстояния от вершины гребня на первой рифленой поверхности до вершины гребня на второй рифленой поверхности. В одном из вариантов осуществления рифленого пищевого продукта первая рифленая поверхность преимущественно идентична второй рифленой поверхности, при этом обе поверхности имеют преимущественно идентичные радиус 120 закругления, размах 130 и шаг 140.
Рифленый пищевой продукт 100 может быть охарактеризован этими геометрическими параметрами рифлений. В одном из вариантов осуществления рифленый пищевой продукт 100 имеет переменную толщину соединительной области на протяжении поперечного сечения, перпендикулярного множеству параллельных рифлений с обеих сторон продукта, при этом толщина является относительно большей ниже вершины гребня. Продукт 100 не имеет перфораций или отверстий. В одном из вариантов осуществления каждый из гребней с каждой стороны продукта 100 имеет симметричную форму, ось симметрии которой проходит через вершину гребня и делит ребро на две половины, преимущественно представляющие собой зеркальное отображение друг друга при рассматривании невооруженным глазом. Соответственно, каждая сторона оси симметрии гребня имеет преимущественно одинаковую длину при рассматривании невооруженным глазом. В других вариантах осуществления рифленые поверхности имеют гребни 102, 106 с несимметричными половинами. В одном из вариантов осуществления размах 130 и шаг 140 рифленых поверхностей на каждой стороне продукта 100 являются преимущественно одинаковыми и параллельными. В других вариантах осуществления гребни 102, 106 имеют сходные размах 130 и шаг 140, но изменяющиеся от гребня к гребню. В некоторых вариантах осуществления форма рифлений является несинусоидальной, такой как квадратная, прямоугольная, треугольная, заостренная, трапециевидная или пилообразная. Это может достигаться путем варьирования ширины 145 закругления и/или прилежащего угла 122 или любыми другими способами, известными из техники.
В одном из вариантов осуществления гребни 102, 106 имеют размах 130 от около 0,100 дюйма (2,54 мм) до около 0,340 дюйма (8,64 мм), шаг 140 около 0,100 дюйма (2,54 мм) и не более 1,50 дюйма (38,1 мм), радиус 120 закругления не более 0,300 дюйма (7,62 мм) и минимальную толщину 112 соединительной области по меньшей мере от 0,020 дюйма (0,508 мм) до около 0,080 дюйма (2,03 мм). В одном из вариантов осуществления ширина 145 закругления составляет от около 0 до около 0,500 дюйма (12,7 мм). Прилежащий угол 122 составляет от около 0 градусов (например, параллельных соединительных областей 110 рифлений квадратной или прямоугольной формы) до менее 90 градусов. В одном из вариантов осуществления диаметр области 152 сосредоточения влажной зоны составляет от около 0,015 дюйма (0,38 мм) до около 0,095 дюйма (2,4 мм).
Как описано выше, обычно рифления первой и второй поверхностей содержат множество шагов 140, каждый из которых составляет от около 0,100 дюйма (2,54 мм) до около 1,5 дюйма (38,1 мм). При величинах шага более около 1,5 дюйма (38,1 мм) происходит потеря волнистости, а при величинах шага менее около 0,1 дюйма (2,54 мм) продукт становится слишком плотным. В одном из вариантов осуществления рифления как первой, так и второй поверхностей имеют множество шагов, каждый из которых составляет от около 0,200 дюйма (5,08 мм) до около 0,600 дюйма (15,2 мм). В другом варианте осуществления рифления как первой, так и второй поверхностей имеют множество шагов, каждый из которых составляет от около 0,300 дюйма (7,62 мм) до около 0,500 дюйма (12,7 мм).
Кроме того, рифления как первой, так и второй поверхностей имеют множество радиусов закругления 120, каждый из которых составляет от нуля до около 0,300 дюйма (7,62 мм). В одном из вариантов осуществления рифления как первой, так и второй поверхностей имеют множество радиусов закругления, каждый из которых составляет от около 0,040 дюйма (1,02 мм) до около 0,150 дюйма (3,81 мм). В другом варианте осуществления рифления как первой, так и второй поверхностей имеют множество радиусов закругления, каждый из которых составляет от около 0,030 дюйма (0,76 мм) до около 0,070 дюйма (1,78 мм).
Кроме того, рифленый закусочный пищевой продукт в целом может иметь минимальную толщину 112 соединительной области от около 0,020 дюйма (0,51 мм) до около 0,080 дюйма (2,03 мм). В одном из вариантов осуществления рифленый закусочный пищевой продукт может иметь минимальную толщину 112 соединительной области от около 0,030 дюйма (0,76 мм) до около 0,070 дюйма (1,78 мм). В другом варианте осуществления рифленый закусочный пищевой продукт может иметь минимальную толщину 112 соединительной области от около 0,040 дюйма (1,02 мм) до около 0,060 дюйма (1,52 мм). В целом, общая толщина закусочных пищевых продуктов составляет от около 0,230 дюйма (5,84 мм) до около 0,470 дюйма (11,94 мм). При значительном отклонении от этого интервала продукт может оказаться недостаточно большим для обеспечения желаемой текстуры или чрезмерно большим с точки зрения удобства для потребителей.
Помимо этого, рифленые пищевые продукты могут иметь первую и вторую рифленые поверхности с множеством гребней, каждый из которых имеет размах 130 от около 0,100 дюйма (2,54 мм) до около 0,300 дюйма (7,62 мм). Как дополнительно описано далее, при меньшем размахе продукт является не таким твердым, как продукт с большим размахом. В одном из вариантов осуществления рифленые поверхности содержат множество гребней, каждый из которых имеет размах от около 0,125 дюйма (3,17 мм) до около 0,280 дюйма (7,11 мм). В другом варианте осуществления рифленые поверхности содержат множество гребней, каждый из которых имеет размах от около 0,100 дюйма (2,54 мм) до около 0,220 дюйма (5,59 мм).
На фиг. 3Б также показана линия А, которая проходит вдоль ребра 160 (или под углом 0° к ребру 160), и линия В, которая проходит поперечно или перпендикулярно ребру 160 (или под углом 90° к ребру 160). Как дополнительно пояснено далее, характеристики прочности рифленого пищевого продукта 100 различаются под углом 0° и 90°. Это имеет отношение к задаче придания уникальной текстуры, поскольку продукт разламывается вдоль ребер 160, но его сложнее разломить поперек ребер. Используемый термин разламывание означает отсутствие структурной целостности готового продукта. Иначе говоря, разламывание означает неспособность продукта сохранять целостность при столкновении с какой-либо поверхностью или приложении к нему какого-либо усилия, такого как усилие откусывания. Эта характеристика рифленого пищевого продукта 100 может количественно определяться частично путем измерения момента инерции площади. Момент инерции площади рифленой структуры продукта 100 может вычисляться посредством оси вращения.
На фиг. 4А и 4Б показана линия Х центральной оси, используемой для определения момента инерции площади. Момент инерции площади (также известный как второй момент инерции) зависит от положения используемой линии отсчета или оси. Путем использования линии отсчета, которая проходит через центр тяжести или геометрический центр площади, вычисляют наименьший момент инерции. Как показано на фиг. 4А и 4Б, линией Х отсчета является линия центральной оси, рассекающая рифленую структуру посередине между множеством ребер 160. Линия Х центральной оси может являться относительно прямой и проходить через центр тяжести рифления, как показано на фиг. 4А; или может являться криволинейной, как показано, например на фиг. 4Б, при условии, что она проходит через центр тяжести. Соответственно, в целях вычисления линия Х может считаться криволинейной, а получаемый момент инерции площади будет отображать характерную рифленую форму без различных искривлений, которые могут возникать в результате различных процессов тепловой обработки. Момент инерции площади является одним из свойств поперечного сечения, которое может использоваться для прогнозирования сопротивления изгибу и отклонению. Чем больше момент инерции площади, тем труднее изогнуть продукт. Предполагается, что у таких продуктов, как картофельные чипсы, которые являются хрустящими в готовом виде, это свойство связано с усилием разламывания продукта. Более высокий момент инерции площади заданного продукта соответствует большему усилию, которое требуется, чтобы разломить продукт.
Для вычисления момента инерции площади могут использоваться следующее математическое уравнение:
x
в котором I означает момент инерции площади относительно линии Х отсчета, которой является "центральная ось", dA означает площадь бесконечно узкой полоски рифленой поверхности, а у означает расстояние по вертикали от линии Х отсчета до центра тяжести или геометрического центра элемента dA. Нормализованным моментом инерции площади является момент инерции площади, деленный на минимальную толщину 112 соединительной области. Нормализованный момент инерции площади позволяет точнее сравнивать рифленую структуру пищевых продуктов с переменной общей толщиной, поскольку изменения общей толщины влияют как на минимальную толщину 112 соединительной области, так и на момент инерции площади заданного образца. Путем нормализации относительно минимальной толщины 112 соединительной области можно более непосредственно оценивать влияние изменений рифленой структуры.
Другой характеристикой рифленого пищевого продукта 100, которая влияет на его прочность, является показатель дегидратации. Используемый термин "показатель дегидратации" означает соотношение диаметра области сосредоточения влажной зоны и минимальной толщины 112 соединительной области рифленого пищевого продукта 100. Показатель дегидратации связан с равномерностью содержания влаги в дегидратированном продукте 100. Как упоминалось выше, области вблизи гребней 102, 106 имеют более высокое содержание влаги. Тем не менее, заявителями было обнаружено, что при показателе дегидратации менее около 1,25 продукт можно равномерно дегидратировать, например, путем обжаривания при атмосферном давлении. Заявителями также было обнаружено, что при показателе дегидратации от около 1,25 до около 1,7 происходит равномерная дегидратация, например, в условиях обжаривания при неатмосферном давлении (например, обжаривания в вакууме). Заявителями также было обнаружено, что за счет сочетания геометрии, обеспечивающей низкий показатель дегидратации, и высокого момента инерции площади может достигаться равномерная дегидратация, уникальная текстура и хорошая рассыпчатость. Используемый термин "рассыпчатость" означает тенденцию продукта иметь преимущественно одинаковое содержание влаги на протяжении его поперечного сечения при дегидратации, такой как обжаривание. Хотя в настоящем изобретении описано обжаривание как один из способов дегидратации рифленого пищевого продукта 100, могут применяться любые другие способы дегидратации, известные из техники. Такие способы дегидратации включают сублимационную сушку, сушку на открытом воздухе или нагрев (например, кондуктивный, конвекционный или радиационный).
x
x-norm
В Таблице 1 приведены размеры продукта и результаты вычисления показателя дегидратации, моментов I инерции площади и нормализованного момента инерции площади I при указанных выше интервалах размаха, шага и радиуса закругления. Образцы с 1 по 6 представляют собой образцы предлагаемых на рынке известных продуктов, подвергнутые испытаниям в целях сравнения, а образцы с 7 по 21 представляют собой образцы рифленого пищевого продукта 100 согласно различным описанным вариантам осуществления. Образец 22 представляет собой плоские чипсы без рифления, подвергнутые испытаниям в целях сравнения. Численные значения момента инерции площади вычислены для стандартного продукта и затем скорректированы для рифленого пищевого продукта 100 номинальной шириной 2,5 дюйма. Буквами А, В и С после номера образца обозначены три категории толщины (применительно как к минимальной толщине 112 соединительной области, так и к общей толщине 170), при этом А, В и С обозначают номинальную, малую и большую толщину, соответственно. "А" означает номинальную минимальную толщину 112 соединительной области около 1,397 мм (0,055 дюйма). "В" означает малую минимальную толщину 112 соединительной области от около 0,889 мм (0,035 дюйма) до около 1,016 мм (0,04 дюйма). "С" означает большую минимальную толщину 112 соединительной области от около 1,778 мм (0,07 дюйма) до около 1,905 мм (0,075 дюйма). Так, например, с помощью ножа (назовем его ножом для получения "образца 2") был вырезан образец 2 предлагаемого на рынке продукта с заданной величиной размаха 130, шага 140 и радиуса 120 закругления. С помощью ножа для получения "образца 2" были вырезаны образцы 2А, 2 В и 2С различной толщины. Соответственно, хотя все три образца, вырезанные одним и тем же ножом, имеют общую форму, у них различаются величины общей толщины и минимальной толщины 112 соединительной области, диаметра области сосредоточения влажной зоны и вычисленные значения показателя дегидратации, момента инерции площади и нормализованного момента инерции площади. Хотя в описании предыдущего примера образец вырезают ножом, рифленый пищевой продукт может быть сформирован любыми другими известными из техники средствами, включая экструзию, позволяющую получать продукты преимущественно одинаковой формы.
Таблица 1
Размеры продукта, вычисленные моменты инерции площади и показатели дегидратации
Образец
Общая толщина (мм)
Минимальная толщина соединительной области (мм)
Размах (мм)
Шаг (мм)
Радиус закругления (мм)
Диаметр области сосредоточения влажной зоны (мм)
Показатель дегидратации
I<sub>x</sub> (×10<sup>-11</sup> м<sup>4</sup>)
Норм. I<sub>x-norm</sub> (×10<sup>-8</sup> м<sup>3</sup>)
1А
3,200
1,397
1,270
3,175
0,3302
0,333
0,24
5,96
4,27
2А
3,658
1,397
1,727
4,318
0,4572
0,376
0,27
7,79
5,57
2В
2,972
0,889
1,727
4,318
0,4572
0,305
0,34
3,61
4,06
2С
4,369
1,905
1,727
4,318
0,4572
0,457
0,24
15,26
8,01
3А
4,039
1,397
2,108
5,385
0,5842
0,408
0,29
9,73
6,97
3B
3,505
1,016
2,108
5,385
0,5842
0,356
0,35
5,77
5,68
3C
4,547
1,778
2,108
5,385
0,5842
0,457
0,26
15,32
8,62
4А
4,039
1,397
2,108
7,620
2,286
0,525
0,38
9,85
7,05
5А
4,877
1,397
2,159
4,445
1,016
1,001
0,72
23,48
16,81
5В
4,166
0,889
2,159
4,445
1,016
1,143
1,29
13,66
15,37
5С
5,537
1,905
2,159
4,445
1,016
0,838
0,44
35,85
18,82
6А
3,632
1,397
1,930
12,192
4,6228
0,272
0,19
8,20
5,87
6В
3,023
0,889
1,930
12,192
4,6228
0,203
0,23
4,03
4,54
6С
4,216
1,905
1,930
12,192
4,6228
0,381
0,20
13,32
6,99
7А
6,629
1,397
4,648
11,303
1,27
0,686
0,49
34,26
24,52
7В
5,893
0,889
4,648
11,303
1,27
0,368
0,41
20,26
22,79
7С
7,341
1,905
4,648
11,303
1,27
0,762
0,40
51,50
27,03
8А
7,061
1,397
4,877
10,566
1,27
0,779
0,56
44,16
31,61
9А
7,493
1,397
5,055
9,703
1,27
1,043
0,75
56,74
40,61
10А
7,899
1,397
5,080
8,788
1,27
1,319
0,94
73,88
52,88
11А
9,042
1,397
6,604
12,700
1,651
1,038
0,74
90,98
65,13
12А
9,398
1,397
6,604
9,677
0,889
1,058
0,76
102,25
73,19
12В
8,382
0,889
6,604
9,677
0,889
0,889
1,00
60,70
68,28
12С
9,906
1,905
6,604
9,677
0,889
1,143
0,60
126,62
66,47
13А
9,779
1,397
6,985
11,887
1,651
1,395
1,00
122,43
87,64
13В
8,763
0,889
6,985
11,887
1,651
0,889
1,00
73,54
82,72
13С
10,795
1,905
6,985
11,887
1,651
1,727
0,91
180,48
94,74
14А
9,347
1,397
5,385
8,179
1,524
2,162
1,55
146,11
104,59
15А
10,719
1,397
7,264
11,328
1,8796
2,055
1,47
188,97
135,27
15В
9,449
0,889
7,264
11,328
1,8796
1,295
1,46
112,28
126,30
15С
11,963
1,905
7,264
11,328
1,8796
2,413
1,27
283,68
148,91
16А
9,474
1,397
5,385
5,334
0,508
1,184
0,85
130,22
93,21
Образец
Общая толщина (мм)
Минимальная толщина соединительной области (мм)
Размах (мм)
Шаг (мм)
Радиус закругления (мм)
Диаметр области сосредоточения влажной зоны (мм)
Показатель дегидратации
I<sub>x</sub> (×10<sup>-11</sup> м<sup>4</sup>)
Норм. I<sub>x-norm</sub> (×10<sup>-8</sup> м<sup>3</sup>)
17А
6,604
1,397
3,810
8,204
1,651
1,399
1,00
48,49
34,71
17В
5,588
0,889
3,810
8,204
1,651
0,889
1,00
26,49
29,80
17С
7,518
1,905
3,810
8,204
1,651
1,702
0,89
76,22
40,01
18А
12,725
1,397
8,636
10,566
1,524
2,178
1,56
311,21
222,77
19А
7,569
1,397
5,385
9,982
0,508
0,526
0,38
45,04
32,24
20А
5,639
1,397
3,810
13,513
3,048
0,428
0,31
25,41
18,19
21А
12,725
1,397
8,636
7,722
0,508
1,183
0,85
257,99
184,67
21В
11,227
0,889
8,636
7,722
0,508
0,940
1,06
148,20
166,70
21С
14,199
1,905
8,636
7,722
0,508
1,448
0,76
389,10
204,25
22А
1,35
1,35
N/A
N/A
N/A
0
0
1,296
0,96
Как показано в Таблице 1, при известных из техники меньших размахах от около 1,270 мм (образец 1) до около 2,159 мм (образец 5) уменьшается момент инерции площади. В результате, продукты с небольшим размахом не являются такими твердыми, как рифленые пищевые продукты с большими размахами по меньшей мере в направлении, параллельном центральной оси Х (например, по линии В на фиг. 3Б или под углом 90°). Напротив, при слишком большом размахе текстура может становиться нежелательной, то есть слишком твердой (например, как у образца 21). Соответственно, в вариантах осуществления, которых важна текстура, размах должен составлять менее около 0,340 дюйма (8,636 мм). В другом варианте осуществления размах составляет около 0,286 дюйма (7,62 мм) или менее. Кроме того, при показателе дегидратации более около 1,7, дегидратация продукта является неравномерной, что затрудняет получение пригодного для длительного хранения, хрустящего, рассыпчатого продукта с желаемой окраской и текстурой.
Чтобы дополнительно облегчить наглядное представление образцов из Таблицы 1, на фиг. 2, 5А, 5Б и 5В проиллюстрированы некоторые примеры осуществления настоящего изобретения и известные из техники образцы. На фиг. 2 проиллюстрирован рифленый продукт 100, представленный образцом 10. На фиг. 5А проиллюстрирован известный из техники продукт 500, представленный образцом 6. На фиг. 5Б проиллюстрирован рифленый пищевой продукт 510, представленный образцом 15. На фиг. 5В проиллюстрирован рифленый пищевой продукт 520, представленный образцом 21.
-11
4
-11
4
-11
4
-11
4
На фиг. 6А проиллюстрирована диаграмма зависимости моментов инерции площади 21 образца (толщиной А) и показателя дегидратации. Образцы 1-6 известного из техники продукта обозначены обведенной кругом буквой X. Для наглядности на фиг. 6А соответствующим образом обозначены измерительные точки, соответствующие проиллюстрированному на фиг. 2 рифленому пищевому продукту 100 (образец 10), известному из техники продукту 500 (образец 6), рифленому пищевому продукту 510 (образец 15) и 520 (образец 21). Известный из техники продукт 500 (образец 6) имеет влажную зону 150 и область 152 сосредоточения влажной зоны, показанные на фиг. 5А. Хотя известный из техники продукт 500 имеет приемлемый показатель дегидратации около 0,19 (при толщине А), он также имеет меньший момент инерции площади около 8,20×10 м. Рифленый пищевой продукт 510 (образец 15) также имеет влажную зону 150 и область 152 сосредоточения влажной зоны, показанные на фиг. 5Б. Хотя продукт 510 имеет приемлемый момент инерции площади около 188,68×10 м, его показатель дегидратации составляет около 1,47, что значительно превышает считающийся желательным показатель дегидратации. При слишком высоком показателе дегидратации сложно получить пригодный для длительного хранения продукт. Рифленый пищевой продукт 520 (образец 21) также имеет влажную зону 150 и область 152 сосредоточения влажной зоны, показанные на фиг. 5 В. Хотя продукт 520 имеет приемлемый показатель дегидратации около 0,85 (при толщине А), его момент инерции площади составляет около 257,99×10 м, что значительно превышает желательный момент инерции площади и в свою очередь делает продукт и его текстуру менее желательными. Для сравнения проиллюстрированный на фиг. 2 рифленый продукт 100 согласно одному из вариантов осуществления (образец 10) имеет как момент инерции площади (73,88×10 м), так и показатель дегидратации (0,94) в приемлемом интервале. Соответственно, как показатель дегидратации, так и момент инерции площади согласно изобретению способствуют улучшению текстуры, которая, как было обнаружено, становится более аппетитной, рассыпчатой и в целом более желательной, чем у других ранее известных рифленых пищевых продуктов.
-11
4
-11
4
-11
4
-11
4
-11
4
-11
4
В целом, рифленый пищевой продукт 100 согласно различным вариантам осуществления имеет момент инерции площади от около 25×10 м до около 200×10 м и показатель дегидратации менее около 1,25. Как показано на фиг. 6А, при показателе дегидратации более около 1,25 страдает равномерность дегидратации, и процесс тепловой обработки должен продолжаться дольше, пока во всем продукте не будет достигнуто низкое содержание влаги с целью обеспечения длительного хранения или стабильности при хранении. При переменных скоростях тепловой обработки обычно образуются пересушенные области, появляются выраженные тона подгорания, и продукты выглядят менее привлекательными после дегидратации. В одном из вариантов осуществления рифленый пищевой продукт 100 имеет момент инерции площади от около 28×10 м до около 100×10 м. В другом варианте осуществления рифленый пищевой продукт 100 имеет момент инерции площади от около 30×10 м до около 50×10 м. В одном из вариантов осуществления рифленый пищевой продукт 100 имеет показатель дегидратации менее около 0,90. В другом варианте осуществления рифленый пищевой продукт 100 имеет показатель дегидратации менее около 0,60.
-8
3
-8
3
-8
3
-8
3
-8
3
-8
3
На фиг. 6Б проиллюстрирована диаграмма разброса нормализованных моментов инерции площади в зависимости от показателя дегидратации у 21 образца при различной толщине (А, В и С). Она имеет целью продемонстрировать влияние изменения толщины рифленого пищевого продукта на нормализованный момент инерции площади, что трансформируется в зависимость между толщиной продукта и его прочностью (или ломкостью). К удивлению, увеличение или уменьшение толщины известных из техники продуктов (образцы 1-6) не приводило к значительному увеличению нормализованного момента инерции площади. Например, при увеличении минимальной толщины 112 соединительной области известного из техники продукта 500 (образец 6) с 1,397 мм (образец 6А) до 1,905 мм (образцы 6С) нормализованный момент инерции площади увеличился с 5,87×10 м до 4,54×10 м. Даже при более высоком нормализованном моменте инерции площади у образца 6 известного из техники продукта не достигается желаемого уровня нормализованного момента инерции площади, в результате чего продукты являются недостаточно аппетитными или рассыпчатыми. С другой стороны, рифленый продукт 520 (образец 21) имеет слишком высокий уровень нормализованного момента инерции площади, что делает текстуру чрезмерно выраженной. В одном из вариантов осуществления рифленый пищевой продукт 100 имеет нормализованный момент инерции площади от около 20×10 м до около 160×10 м. В другом варианте осуществления рифленый пищевой продукт 100 имеет нормализованный момент инерции площади от около 20×10 м до около 80×10 м. Как показано на фиг. 6А и отмечено в сопровождающем ее тексте, в одном из вариантов осуществления показатель дегидратации составляет менее около 1,7. В другом варианте осуществления рифленый пищевой продукт 100 имеет показатель дегидратации менее около 0,90. В других вариантах осуществления рифленый пищевой продукт 100 имеет показатель дегидратации менее около 0,60. Рифленый продукт 510 (образец 15) имеет показатель дегидратации от 1,27 до 1,46 в зависимости от толщины. Как пояснено выше, этот показатель дегидратации является слишком высоким. Соответственно, рифленый пищевой продукт 100 согласно предпочтительным вариантам осуществления в целом имеет нормализованный момент инерции площади и показатель дегидратации на уровнях в области внутри прямоугольника, обозначенной на фиг. 6Б как "желаемый момент инерции".
-8
3
-8
3
Согласно одной из особенностей настоящего изобретения предложен способ изготовления рифленого закусочного пищевого продукта. Способ изготовления рифленого закусочного пищевого продукта включает стадии изготовления пищевого продукта; формирования первой рифленой поверхности на первой стороне продукта и второй рифленой поверхности на второй стороне продукта, при этом первая и вторая рифленые поверхности преимущественно параллельны и содержат множество гребней; и тепловой обработки продукта с получением рифленого закусочного пищевого продукта с гребнями, имеющими размах около 0,100 дюйма (2,54 мм), нормализованным моментом инерции площади от около 20×10 м до около 160×10 м и показателем дегидратации менее 1,7.
На стадию изготовления осуществляют одно и несколько из следующего: формование, выдавливание, прессование, профилирование, резку, экструзию или получение у третьей стороны рифленых пищевых продуктов с описанными принципами и характеристиками. В одном из вариантов осуществления формирование рифленого пищевого продукта с большим размахом гребней, высоким нормализованным моментом инерции площади и низким показателем дегидратации включает стадии формирования листов липкого теста из тестообразной массы; выдавливания рифленой конфигурации на обеих поверхностях листа теста; и резку рифленого листа теста на куски, которым придана соответствующая форма. Резка может осуществляться до или после выдавливания рифленой конфигурации в тесте, которое может быть получено путем смешивания любого числа сухих ингредиентов с жидким раствором. Например, применимые сухие ингредиенты могут быть получены из любого числа плодов или овощей и могут включать без ограничения продукты дегидратации картофеля, кукурузу, злаки, пшеницу, ячмень или муку. Формирование рифленой конфигурации может осуществляться, например, путем сжатия теста между парой рифленых листопрокатных валков или путем экструзии теста через рифленые каналы матрицы. В одном из вариантов осуществления формирование может включать стадию прессования. В другом варианте осуществления формирование может включать нарезание пищевого продукта по желаемой форме. Формирование также может осуществляться путем увеличения в объем одной или нескольких гранул. Применимые пищевые продукты включают без ограничения турнепс, морковь, коренья, клубни, плоды, овощи или картофель, такой как, например, сладкий картофель, красный картофель или картофель для чипсов любого сорта. Картофелем для чипсов является картофель, который обычно используется для обжаривания, включая, например, сорта Сатурна, Леди Розетта, Леди Клэр, Гермес, Марис Пайпер, Эрнтестольц, Агриа, Атлантик, Монома, Норчип, Сноуден, Кеннебек, Онейда и Тобик. Разумеется, что такие пищевые продукты перечислены в качестве иллюстрации, а не в целях ограничения. Как описано выше, рифления с одной стороны продукта должны преимущественно совпадать по фазе с рифлениями с противоположной стороны продукта, иметь преимущественно одинаковые шаг и размах и состоять из множества симметричных гребней с преимущественно одинакового размаха. В других вариантах осуществления шаг 140 рифлений первой и второй рифленых поверхностей имеет фазовый сдвиг до около 25%.
После стадии изготовления продукт может подвергаться тепловой обработке с целью снижения содержания влаги. На стадиях тепловой обработки продукт может заготавливаться для последующей тепловой обработки, или содержание влаги в нем может снижаться до конечной величины от около 0,8% до около 3% по весу готового продукта. В одном из вариантов осуществления продукт может подвергаться частичной тепловой обработке и затем сохраняться для последующей тепловой обработки. Обычно содержание влаги должно снижаться по меньшей мере до около 50%. В вариантах осуществления, в которых путем тепловой обработки продукт сохраняется для замораживания, на стадии тепловой обработки содержание влаги снижается до уровня от около 0,8% до около 50%. В некоторых вариантах осуществления содержание влаги до замораживания может снижаться до уровня от около 12% до 50%. Затем способ может дополнительно включать стадию замораживания, на которой продукт замораживают до температур менее около 32°F до пор, пока не потребуется его последующая тепловая обработка с целью употребления. Также возможны продукты, требующие охлаждения. В таких вариантах осуществления на стадии тепловой обработки содержание влаги снижается до уровня от около 0,8% до около 12%. В некоторых вариантах осуществления содержание влаги на стадии тепловой обработки может снижаться до уровня от около 3,5% до около 12%. После этого способ может включать стадию охлаждения, на которой продукт может охлаждаться до температур от около температур от около 32°F до около 40°F, пока не потребуется его последующая тепловая обработка с целью употребления.
Для изготовления пригодных для длительного хранения закусочных продуктов согласно настоящему изобретению могут применяться традиционные средства тепловой обработки, такие как выпекание или обжаривание. Другие процессы дегидратации включают без ограничения сушку на открытом воздухе, электромеханическую сушку, сушку токами высокой частоты (ВЧ), токами сверхвысокой частоты, вакуумную сушку или сушку под давлением или любое их сочетание. Обычно температура тепловой обработки продукта может составлять от около 150°F до около 550°F в зависимости от используемого процесса. В одном из вариантов осуществления температура тепловой обработки продукта должна составлять менее около 550°F. В другом варианте осуществления температура тепловой обработки продукта должна составлять менее около 450°F. В другом варианте осуществления температура тепловой обработки продукта должна составлять менее около 350°F. В еще одном варианте осуществления температура тепловой обработки продукта должна составлять менее около 250°F. В одном из вариантов осуществления рифленый продукт обжаривают в жидкой среде для тепловой обработки, такой как масло при температуре менее около 400°F. В одном из вариантов осуществления продукт обжаривают в жидкой среде для тепловой обработки, такой как масло при температуре от менее около 365°F до около 300°F. В другом варианте осуществления продукт обжаривают в жидкой среде для тепловой обработки, такой как масло при температуре от менее около 320°F до около 250°F. В одном из вариантов осуществления продолжительность тепловой обработки составляет менее 12 минут. В другом варианте осуществления продолжительность тепловой обработки составляет менее 4 минут. Продолжительность тепловой обработки обжариваемых в чане чипсов составляет от около от около 8 до 11 минут при температуре от менее около 320°F до около 250°F. Продолжительность тепловой обработки при непрерывном обжаривании составляет от около 2,4 до около 4 минут при более высокой температуре от около 300°F до около 370°F. При тепловой обработке в печи ее продолжительность может составлять от около 4 до около 15 минут при температуре от около 300°F до около 500°F в зависимости от степени переноса теплоты. В другом варианте осуществления рифленый продукт выпекают любыми известными из техники способами.
Примеры продуктов, которые могут изготавливаться описанным способом, включают без ограничения формованные картофельные чипсы, кукурузные чипсы, пшеничные чипсы, мультизлаковые чипсы, крекер и т.п. Готовые продукты длительного хранения имеют уникальную конструкционную прочность и высокую устойчивость к разламыванию. Другие показатели, применимые для описания характеристик готового продукта, включают долговечность при хранении, содержание влаги, твердость, разрушающее усилие, цвет (L-значения и в формате RGB), различные акустические показатели, аромат и содержание летучих и нелетучих соединений. Например, ломкость рифленого пищевого продукта может измеряться с использованием шарикового тестера для испытания на сжатие/излом, когда образец помещают на цилиндр и опускают на него шариковый тестер, пока образец не изогнется и затем не сломается. Анализ механических свойств может осуществляться путем измерения усилия, времени, расстояния и работы. Может осуществляться анализ следующих механических свойств: 1) начального наклона диаграммы зависимости усилия и времени в качестве показателя сопротивления изгибу; 2) диаграммы зависимости усилия и расстояния при первом изломе; 3) максимального усилия и расстояния в качестве показателя твердости образца; 4) работы, требуемой для полного разрыва образца; 5) общего числа гребней (различающихся на 5 грамм-сила), которое связано с общим числом изломов; и 6) общего линейного расстояния в качестве показателя "зазубренности", которая часто связана с рассыпчатостью продукта.
Также могут анализироваться звуковые или акустические характеристики рифленого пищевого продукта. Путем записи звуков, сопровождающих разламывание продукта под действием шарикового тестера для испытания на сжатие/излом, может определять любое число свойств. Например, может анализироваться следующее: 1) частотный звуковой спектр, который может быть связан с тембром и с тем, является ли образец рассыпчатым, хрустящим или растрескивающимся; 2) число всплесков звука, которое связано с числом изломов; и 3) общая звуковая энергия, которая связана с уровнем шумов, создаваемых продуктом. С целью определения дополнительных характеристик продукта применительно к каждому из упомянутых отдельных механических свойств могут оцениваться исходные данные нескольких образцов с использованием математических методов, таких как дисперсионный анализ (ANOVA) или анализ наименьшей значимой разности (LSD). Кроме того, с целью определения уникальных характеристик текстуры описанных рифленых продуктов с большим размахом гребней многомерный характер текстуры этих пищевых продуктов (плоской, волнистой и волнистой с большим размахом) может исследоваться путем объединении всех упомянутых механических свойств методами анализа многомерных данных, такими как РСА (анализ главных компонентов), PLS (метод частичных наименьших квадратов), PLS-DA (PLS-дискриминантный анализ) и PCA-DA (РСА-дискриминантный анализ).
Поскольку рифленый пищевой продукт 100 с большим размахом гребней обладает уникальными механическими характеристиками (например, высоким нормализованным моментом инерции площади и высокой устойчивостью к разламыванию), а также текстурой, заявители создали способ объективного испытания и представления в количественной форме характеристик текстуры. На фиг. 7 А, 7Б и 7В проиллюстрирован один из вариантов осуществления устройства для испытаний на трехточечное сжатие или изгиб. С учетом уникальной формы рифленого пищевого продукта 100 испытание на сжатие осуществляется в двух различных направлениях. Сначала, как показано на фиг. 7А, осуществляется испытание на трехточечный изгиб под углом 0° к ребру 160 параллельно линии А на фиг. 3Б. Затем, как показано на фиг. 7Б, осуществляется другое испытание на трехточечный изгиб под углом 90° к ребру 160 параллельно линии В на фиг. 3Б. Как отмечено выше и дополнительно пояснено далее, рифленый пищевой продукт 100 обладает различными характеристиками прочности при испытаниях под углами 0° и 90°. Как показано на фиг. 3В, три точки сжатия, находятся на планке, опускающейся на рифленый пищевой продукт 100, и на краях двух опор для испытания на изгиб. Когда рифленый пищевой продукт 100 опирается на две опоры для испытания на изгиб, на него с известной скоростью и известным усилием опускают планку. В одном из вариантов осуществления используется анализатор текстуру ТА.ХТ2 производства компании Texture Technologies Corp. В другом варианте осуществления используется любая система, способная выполнять описанный способ испытания. В одном из вариантов осуществления опускающаяся планка имеет толщину 3 мм и скругленные концы, а расстояние между двумя опорами для испытания на изгиб составляет 14,5 мм. В одном из вариантов осуществления планка воздействует на участок рифленого продукта одинаковой длины под углом как 0, так и 90 градусов. В одном из альтернативных вариантов осуществления планка воздействует на участки различной длины под углами 0 и 90 градусов, соразмерные длине и ширине продукта. Например, при испытании продукта продолговатой формы длиной 2 дюйма и шириной 1 дюйм под углами 0 и 90 градусов с использованием планки шириной 2 дюйма испытанию подвергаются различные пропорциональные доли продукта. В таких вариантах осуществления результаты могут соответствующим образом масштабироваться (например, из расчета усилия относительно длины). В одном из вариантов осуществления в качестве сжимающей нагрузки используется 50-кг динамометрический элемент. В одном из вариантов осуществления планка опускается со скоростью 20,00 мм в секунду, что имитирует челюсти человека при откусывании пищевого продукта. В одном из вариантов осуществления глубина проникновения составляет 8.00 мм, и используется усилие срабатывания 5,0 г. Используемый термин "усилие срабатывания" означает пороговую величину, необходимую для индикации момента t=0.
Испытание на трехточечный изгиб обеспечивает объективную количественную оценку уникальной текстуры рифленого пищевого продукта 100. Испытываемыми характеристиками текстуры являются твердость и рассыпчатость. На фиг. 8 показано наглядное представление 800 результатов испытания на твердость и рассыпчатость согласно одному из вариантов осуществления. Используемый термин "твердость" означает максимальное усилие сжатия (например, 802, 804), необходимое для разламывания рифленого пищевого продукта 100. Оно аналогично первому раскусыванию рифленого пищевого продукта. Поскольку в описанном выше устройстве для испытания на трехточечный изгиб используется постоянные скорость и ускорение, величины усилия могут выражаться просто в пересчете на вес (например, граммы). Используемый термин "рассыпчатость" представлен градиентом или наклоном (например, 812, 814) линии, прочерченной между точкой усилия предварительного сжатия при t=0 и точкой максимального усилия при t=x, при x означает момент, в который измерено максимальное усилие сжатия (например, 802, 804). Этот градиент отображает модуль жесткости или деформируемости. Отложенный по осям диаграммы зависимости напряжения и деформации этот градиент отображает модуль упругости. На диаграмме 800 представлена твердость 802 и рассыпчатость 812 при испытании под углом 0°. На ней также показано, что при испытании под углом 90° твердость 804 и рассыпчатость 814 значительно увеличиваются.
Заявители трехточечным методом определили твердость описанного рифленого пищевого продукта 100 согласно трем вариантам осуществления и для сравнения восьми сортов предлагаемых на рынке картофельных чипсов. Рифленый пищевой продукт 100 согласно трем вариантам осуществления А, В и С преимущественно аналогичен образцам 11А, 12А и 7А, соответственно, из Таблицы 1. Хотя испытанные образцы представляли собой два сорта плоских картофельных чипсов, шесть сортов рифленых (или волнистых) картофельных чипсов и рифленый пищевой продукт 100 в виде картофельных чипсов согласно трем вариантам осуществления, в объем настоящего изобретения входит любой рифленый пищевой продукт, а не только картофельные чипсы. В Таблице 2 представлены результаты определения твердости, в Таблице 3 представлены результаты определения рассыпчатости испытанных чипсов. Для испытаний под углом 0° и 90 использовали по 30 штук чипсов каждого типа.
Таблица 2
Результаты определения твердости
Образец
90°
0°
Результат
σ (стандарт. отклонение)
Результат
σ (стандарт. отклонение)
Вариант А (образец 11А)
4850
1338
578
146
Вариант В (образец 12А)
7375
1877
1459
455
Вариант С (образец 7А)
1803
476
521
165
Рифленые 1
897
242
464
130
Рифленые 2
934
275
617
143
Рифленые 3
645
300
457
148
Рифленые 4
1017
294
828
246
Рифленые 5
889
246
702
192
Рифленые 6
1151
298
1083
254
Плоские 1
1668
473
1545
398
Плоские 2
350
104
395
108
Таблица 3
Результаты определения рассыпчатости
Образец
90°
0°
Результат
σ (стандарт. отклонение)
Результат
σ (стандарт. отклонение)
Вариант А (образец 11А)
28879
9680
3046
1891
Вариант В (образец 12А)
29440
13562
7048
3733
Вариант С (образец 7А)
13728
4624
3764
1496
Рифленые 1
5892
2758
4153
1670
Рифленые 2
7173
3164
5294
2134
Рифленые 3
4196
2589
3531
1953
Рифленые 4
11122
4323
7348
2529
Образец
90°
0°
Результат
σ (стандарт. отклонение)
Результат
σ (стандарт. отклонение)
Рифленые 5
4852
3063
4913
2176
Рифленые 6
10276
3732
8799
3514
Плоские 1
3087
1547
2580
875
Плоские 2
2345
1226
2238
1278
На фиг. 9А проиллюстрированы результаты определения твердости испытанных образцов. Различия между результатами испытаний под углами 90° и 0° всех образцов предлагаемых на рынке продуктов являлись пренебрежимо малыми. Тем не менее, образцы рифленого продукта 100 согласно трем испытанным вариантам осуществления имели значительно более высокую твердость при испытании под углом 90°, чем под углом 0°. Чтобы лучше проиллюстрировать и пояснить уникальные характеристики твердости рифленого продукта 100, были вычислены соотношения твердости при испытании под углами 90° и 0° согласно Уравнению 2:
Величины соотношения твердости образцов, испытанных под углами 90° и 0°, в виде диаграммы представлены на фиг. 9Б. Рифленый пищевой продукт 100 согласно вариантам осуществления имел статически значимое более высокое соотношение твердости при испытании под углами 90° и 0° по сравнению с предлагаемыми на рынке картофельными чипсами.
Аналогичными образом были вычислены показатели рассыпчатости, которые в виде диаграммы представлены на фиг. 10А. Различие между рифленым пищевым продуктом 100 и предлагаемыми на рынке картофельными чипсами лучше всего видны при сравнении величин соотношения рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0°. Соотношение рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0° вычисляется согласно Уравнению 3:
Величины соотношения рассыпчатости образцов, испытанных под углами 90° и 0°, в виде диаграммы представлены на фиг. 10Б. Предлагаемые на рынке рифленые картофельные чипсы имели величины соотношения рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0° сходные с величинами плоских картофельных чипсов. Рифленый пищевой продукт 100 имел соотношение рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0° от почти 2 до 10 раз выше, чем у испытанных предлагаемых на рынке продуктов.
Рифленый пищевой продукт 100 обладает отличающейся характерной текстурой с точки зрения как твердости, так и рассыпчатости, в особенности, при сравнении соотношений величин, измеренных под углами 90° и 0°. В качестве способов различения описанного рифленого пищевого продукта 100 и предлагаемого на рынке рифленого пищевого продукта использовали различные статистические модели. Например, для анализа рифленого пищевого продукта 100 и предлагаемых на рынке продуктов из Таблиц 2 и 3 заявители использовали дисперсионный анализ (ANOVA), анализ наименьшей значимой разности (LDA) и обыкновенную линейную регрессию. Результаты ANOVA показали, что между средними величинами соотношения твердости при испытании под углами 90° и 0° (от около 1,252 до около 3,086) и соотношения рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0° (от около 2,362 до около 8,133) рифленого пищевого продукта 100 и средними величинами соотношения твердости при испытании под углами 90° и 0° (от около 0,418 до около 0,824) и соотношения рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0° (от около 2,362 до около 8,133) предлагаемых на рынке продуктов имеются статистически значимые различия. Был осуществлен дискриминантный линейный анализ с использованием следующих предикторов: твердость под углом 0°; твердость под углом 90°; соотношение твердости под углами 90° и 0°; рассыпчатость под углом 0°; рассыпчатость под углом 90°; и соотношение рассыпчатости под углами 90° и 0°. При использовании шести предикторов LDA позволяла приблизительно в 73-97% случаях отличать три варианта (варианты А, В и С) рифленого пищевого продукта 100 от любого из испытанных предлагаемых на рынке рифленых пищевых продуктов. Кроме того, анализ методом линейной регрессии позволяет прогнозировать, является ли заданный рифленый пищевой продукт рифленым пищевым продуктом 100 с большим размахом гребней (и, следовательно, высоким нормализованным моментом инерции площади) согласно настоящему изобретению. Например, на фиг. 11А и 11Б показаны результаты сравнительного анализа методом линейной регрессии соотношений твердости и рассыпчатости под углами 90° и 0°, соответственно, и нормализованного момента инерции площади. На фиг. 11А представлена линейная диаграмма, подобранная с использованием линейной регрессии применительно к соотношению твердости образцов при испытаниях под углами 90° и 0° (результаты которых приведены выше в Таблице 2). Линия подобрана согласно следующему уравнению:
h
2
-8
3
-8
3
-8
3
-8
3
в котором y означает нормализованный момент инерции площади, a x означает соотношение твердости при испытании под углами 90° и 0°. Скорректированный коэффициент детерминации (величина R) этой линии составляет 0,801. В одном из вариантов осуществления, в котором нормализованный момент инерции площади составляет от около 20×10 м до около 160×10 м, соответствующий интервал величин соотношения твердости при испытании под углами 90° и 0° составляет от около 2,78 до около 14,97. Он обозначен заштрихованной областью на фиг. 11А. В другом варианте осуществления, в котором нормализованный момент инерции площади составляет от около 20×10 м до около 80×10 м, соответствующий интервал величин соотношения твердости при испытании под углами 90° и 0° составляет от около 2,78 до около 8,02.
Аналогичным образом, на фиг. 11Б представлена линейная диаграмма, подобранная с использованием линейной регрессии применительно к соотношению рассыпчатости образцов при испытаниях под углами 90° и 0°. Линия подобрана согласно следующему уравнению:
c
2
-8
3
-8
3
-8
3
-8
3
в котором y означает нормализованный момент инерции площади, а x означает соотношение рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0°. Скорректированная величина R для этой линии составляет 0,613. В одном из вариантов осуществления, в котором нормализованный момент инерции площади составляет от около 20×10 мдо около 160×10 м, соответствующий интервал величин соотношения рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0° составляет от около 3,14 до около 22,69. Он обозначен заштрихованной областью на фиг. 11Б. В другом варианте осуществления, в котором нормализованный момент инерции площади составляет от около 20×10 м до около 80×10 м, соответствующий интервал величин соотношения рассыпчатости при испытании под углами 90° и 0° составляет от около 3,14 до около 11,52. Подразумевается, что эти результаты статистического анализа приведены, чтобы показать, что отличительные характеристики текстуры рифленого пищевого продукта 100 с большим размахом гребней служат статистически различимыми методами объективного тестирования текстуры. Статистическая достоверность приведенных величин не имеет целью ограничить или охарактеризовать рифленый пищевой продукт 100 с большим размахом гребней.
Изложенное выше описание настоящего изобретения имеет целью иллюстрацию и раскрытие изобретения, а не его исчерпывающее описание или ограничение раскрытой формой. Описанные варианты осуществления выбраны с целью наилучшего пояснения принципов изобретения и его практического применения, чтобы позволить специалистам в данной области техники понять различные варианты осуществления с различными модификациями, применимыми для конкретного предусмотренного использования. Специалисты в данной области техники поймут, что раскрытые варианты осуществления допускают множество разновидностей, не выходящих за пределы объема изобретения согласно формуле изобретения.