УЛУЧШЕНИЕ ВКУСА И ТЕКСТУРЫ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ОТРУБЕЙ И ЗАРОДЫШЕЙ
IMPROVEMENT OF TASTE AND TEXTURE OF PRODUCTS FROM BRAN AND GERMS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к непрерывным способам улучшения вкуса и текстуры компонентов или ингредиентов из отрубей и зародышей, которые могут быть использованы для изготовления стабилизированной цельнозерновой муки. Настоящее изобретение также относится к пищевым продуктам, например, хлебобулочным изделиям, изготовленным из улучшенных отрубей и цельнозерновой муки и имеющим превосходную текстуру и вкус.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Пищевые продукты, содержащие повышенные уровни цельного зерна, рекомендованы согласно диетическим принципам 2010, опубликованным USDA, потому что цельное зерно является хорошим источником необходимых полезных веществ. Для взрослых эти полезные вещества включают кальций, калий, волокно, магний, и витамины А (в виде каротиноидов), С и Е. Однако потребление продуктов из цельного зерна отстает в основном за счет определенных качеств продуктов из цельного зерна, таких как грубый, зернистый внешний вид и текстура ингредиентов из цельнозерновой муки, которые, как правило, доступны для использования. Совсем недавно на рынок была выпущена промышленная пшеничная цельнозерновая мука с уменьшенным размером частиц. Тем не менее, хлебобулочные изделия, изготовленные из цельнозерновой муки все еще кажутся на вкус грубоватыми и зернистыми, а также имеют запах и привкус пшеницы, крупы или сена. Также им не хватает особого вкуса пропеченной карамелизованной выпечки.
Для инактивации в цельных зернах ферментов, таких как липаза и липоксигеназа, используется пар или другие источники тепла. Инактивация липазы или липоксигеназы может быть также достигнута путем нагревания фракции или компонента отрубей для получения стабилизированного компонента отрубей, а затем объединения стабилизированного компонента отрубей с фракцией или компонентом эндосперма с получением стабилизированной цельнозерновой муки. Тем не менее, нагревание фракций или компонентов из цельного зерна или отрубей для инактивации ферментов не гарантирует устранение пшеничного, крупяного вкуса и получения улучшенной текстуры и вкуса выпечки. Кроме того, нагрев цельного зерна для инактивации ферментов для получения стабилизированной цельнозерновой муки может привести к чрезмерной клейстеризации крахмала или возможной денатурации белков, что негативно влияет на развитие клейковинного каркаса. Чрезмерная клейстеризация или прерывание производства клейковинного каркаса может отрицательно повлиять на обрабатываемость теста и функциональности муки в выпечке, такой как печенье и крекеры, а конкретно - на способность удержания растворителя и на поднятие теста в духовке.
Соответственно, существует давно испытываемая потребность в создании способа получения компонентов отрубей и зародышей, а также цельнозерновой муки, которые не придают выпечке пшеничного или сырого привкуса, или прогорклого вкуса или запаха, но которые характеризуются маслянистым, ореховым карамельным вкусом и не зернистой текстурой, а также отличной обрабатываемостью теста и функциональностью при выпекании, без существенного нарушения производства клейковинного каркаса, а также стабилизации против ферментативной деградации.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В варианте, вкус и структура из компонента или фракции молотых отрубей и зародышей улучшается при условии нагревания компонента молотых отрубей и зародышей во время подачи и смешивания компонентов молотых отрубей и зародышей в устройстве для подачи и смешивания. Компонент или фракция молотых отрубей и зародышей, содержащая подлежащие обработке отруби и зародыши, может иметь по меньшей мере 50% по весу отрубей и содержание влаги от приблизительно 5% по весу до приблизительно 25% по весу в пересчете на вес компонента или фракции молотых отрубей или зародышей. Нагревание, например, путем прямой или косвенной инжекции пара, может быть проведено для нагрева компонента или фракции отрубей или зародышей до температуры от приблизительно 141°C до приблизительно 210°C (приблизительно 285°F до приблизительно 410°F) до улетучивания пшеничных летучих компонентов вкуса и влаги в компоненте молотых отрубей и зародышей и проявления маслянистого, орехового, карамельного вкуса в компоненте отрубей. Пшеничные вкусовые компоненты и влага удаляются из устройства смешивания и подачи во время термической обработки для уменьшения содержание влаги в компоненте отрубей и зародышей от приблизительно на 30% по весу до приблизительно 75% по весу и для получения сухого компонента молотых отрубей, имеющих содержание влаги от приблизительно 1,5% по весу до приблизительно 10% по весу. Высушенный компонент молотых отрубей удаляется из устройства смешивания и подачи для получения не расширяющегося компонента молотых отрубей и зародышей, имеющего не пшеничный, ореховый, карамельный вкус и не зернистую текстуру. Использование значительного понижения влажности с высокой температурой нагрева при низком содержании влаги обеспечивает развитие вкуса при одновременном снижении пшеничного привкуса, зернистости или сырости, а также обеспечивает ингибирование липазы и стабилизации против прогорклости от выделения свободной жирной кислоты.
В одном варианте содержание влаги, температура, время обработки и сдвиг могут быть использованы для управления клейстеризацией крахмала и функциональностью при выпекании компонентов отрубей и зародышей или фракций, которые содержат крахмал или эндосперм.
В одном аспекте, нагревание компонента отрубей и зародышей может быть проведено для избежания значительной клейстеризации крахмала, содержащегося в компоненте отрубей и зародышей, путем подачи и смешивания при низком давлении и нагрева при низком влагосодержании В таких вариантах осуществления компонент молотых отрубей и зародышей подвергают нагреванию при влажности от приблизительно 5% по весу до приблизительно 12% по весу, предпочтительно от приблизительно 7% по весу до приблизительно 9% по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 7,5% по весу до приблизительно 8,5% по весу в пересчете на вес компонента молотых отрубей и зародышей, нагрев может быть до температуры от приблизительно 143°C до приблизительно 177°C (приблизительно 290°F до приблизительно 350°F), предпочтительно от приблизительно 154°C до приблизительно 166°C (приблизительно 310°F до приблизительно 330°F) для испарения пшеничных летучих компонентов вкуса и влаги в компоненте молотых отрубей и зародышей, и проявления маслянистого, орехового, карамельного вкуса в компоненте отрубей. Кроме того, содержание влаги в компоненте отрубей и зародышей может быть уменьшено приблизительно на 30% по весу до приблизительно 75% по весу для получения высушенного компонента молотых отрубей, имеющего содержание влаги от приблизительно 1,5% по весу до приблизительно 4,5% по весу, предпочтительно от приблизительно 2,5% по весу до приблизительно 3,5% по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 2,8% по весу до приблизительно 3,2% по весу, и нагрев может быть проведен в течение времени от приблизительно 1 минуты до приблизительно 6 минут, предпочтительно от приблизительно 2 минут до приблизительно 4 мин, наиболее предпочтительно от приблизительно 2,5 минут до приблизительно 3,5 минут.
В другом аспекте, нагревание компонента отрубей и зародышей может быть проведено для достижения значительной клейстеризации крахмала, содержащегося в компоненте отрубей и зародышей, путем подачи и смешивания при высоком давлении и высокой скорости сдвига в котле-экструдере при низком влагосодержании для проявления карамелизованного вкуса без сжигания компонента. В таких вариантах осуществления, вкус и структура компонента отрубей и зародышей улучшается при условии нагревания компонента молотых отрубей и зародышей, который имеет содержание влаги от приблизительно 10% по весу до приблизительно 25% по весу, предпочтительно от приблизительно 12% по весу до приблизительно 18% по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 14% по весу до приблизительно 16% по весу в пересчете на вес компонента молотых отрубей и зародышей, нагрев может быть до температуры приблизительно 141°C до приблизительно 210°C (приблизительно 285°F до приблизительно 410°F), предпочтительно от приблизительно 149°C до приблизительно 202°C (приблизительно 300°F до приблизительно 395°F), более предпочтительно от приблизительно 154 до приблизительно 166°C (приблизительно 310°F до 330°F) для испарения пшеничных летучих компонентов вкуса и влаги в компоненте молотых отрубей и зародышей, и проявления маслянистого, орехового, карамельного вкуса в компоненте отрубей. Кроме того, содержание влаги в компоненте отрубей и зародышей может быть уменьшено приблизительно на 30% по весу до приблизительно 75% по весу для получения высушенного компонента молотых отрубей, имеющего содержание влаги от приблизительно 4% по весу до приблизительно 10% по весу, предпочтительно от приблизительно 5% по весу до приблизительно 8% по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 6% по весу до приблизительно 7% по весу, и нагрев может быть проведен в течение времени менее 1 минуты. Входные параметры котла-экструдера или удельная механическая энергия (УМЭ) может составлять от приблизительно 20 Вт⋅ч/кг до приблизительно 120 Вт⋅ч/кг, предпочтительно от приблизительно 20 Вт⋅ч/кг до 120 Вт⋅ч/кг, предпочтительно 30 Вт⋅ч/кг до приблизительно 60 Вт⋅ч/кг, наиболее предпочтительно от приблизительно 35 Вт ч/кг до приблизительно 55 Вт ч/кг.
В еще одном аспекте, компонент отрубей и зародышей, имеющий не пшеничный, ореховый, карамельный вкус и не зернистую текстуру получен и может быть смешан с фракцией эндосперма для получения цельнозерновой муки, имеющей не пшеничный, ореховый, карамельный вкус и не зернистую текстуру. Компонент отрубей и зародышей и цельнозерновая мука проявляют существенно сниженную активность липазы, стабилизацию против прогорклости от производства свободной жирной кислоты и превосходную функциональность для выпекания.
В другом варианте, цельнозерновая мука с улучшенными вкусом и текстурой может быть получена путем нагревания компонента молотых отрубей и зародышей во время подачи и смешивания компонента молотых отрубей и зародышей в устройстве для подачи и смешивания, данный компонент молотых отрубей и зародышей содержащий отруби и зародыши, имеющий по меньшей мере 50% по весу отрубей, с содержанием влаги от приблизительно 5% по весу до приблизительно 25% по весу в пересчете на вес компонента молотых отрубей и зародышей, которые нагревают до температуры от о 141°C до приблизительно 210°C (приблизительно 285°F до приблизительно 410°F) для испарения пшеничных летучих компонентов вкуса и влаги в компоненте молотых отрубей и зародышей, и проявления маслянистого, орехового, карамельного вкуса в компоненте отрубей. Пшеничные вкусовые компоненты и влага удаляются из устройства смешивания и подачи во время нагревания для уменьшения содержание влаги в компоненте отрубей и зародышей от приблизительно на 30% по весу до приблизительно 75% по весу и для получения сухого компонента молотых отрубей, имеющих содержание влаги от приблизительно 1,5% по весу до приблизительно 10% по весу. Высушенный компонент молотых отрубей удаляется из устройства смешивания и подачи для получения не расширяющегося компонента молотых отрубей и зародышей, имеющего не пшеничный, ореховый, карамельный вкус и не зернистую текстуру, а после смешивается с фракцией эндосперма для получения цельнозерновой муки.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения представлены компоненты отрубей и зародышей, цельнозерновая мука разных сортов и хлебобулочные изделия, содержащие компонент отрубей и зародышей с повышенным проявлением положительных сенсорных свойств маслянистого, орехового, карамельного вкуса и не шероховатой текстуры и пониженным проявлением отрицательных сенсорных свойств: пшеничного, крупяного или сырого вкуса, или прогорклого вкуса или запаха, по сравнению с контролем, произведенным без обработки нагреванием компонента отрубей и зародышей, по меньшей мере, на 3% по подсчетам сенсорной оценки, данной группой экспертов дегустационной комиссии по шкале от 1 до 100, где оценка 1 имеет самую низкую интенсивность и рейтинг 100 имеет наибольшую интенсивность сенсорного свойства.
На чертеже показан график уровней выбранных соединений с похожим на ореховый вкусом, найденных в подвергнутых термической обработке при низком давлении образцах отрубей и зародышей, обработанных при различных температурах и влажности, и необработанной контрольной пробе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обратимся теперь к некоторым подробным аспектам различных вариантов осуществления изобретения. Следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются просто примерами воплощения изобретения, которое может быть воплощено в многочисленных и альтернативных формах. Таким образом, конкретные детали, описанные здесь, не должны толковаться как ограничивающие, а только как основа любого аспекта изобретения и/или в качестве репрезентативной основы для обучения специалистов в данной области техники разному использованию настоящего изобретения.
За исключением примеров или пунктов, где не указано иное, все численные величины в этом описании, указывающие количества материала и/или использование, следует понимать как модифицированные словом «приблизительно» в описании самого широкого объема изобретения. Предпочтительно не превышать указанных численных пределов.
Также следует понимать, что данное изобретение не ограничивается конкретными вариантами осуществления и способами, описанными ниже, так как конкретные компоненты и/или условия могут, конечно, варьироваться. Кроме того, использованная здесь терминология используется только для целей описания конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения и не предназначена для ограничения каким-либо образом.
Следует также отметить, что, как используется в настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа включают ссылки на множественное число, если из контекста явно не следует иное. Например, ссылка на компонент в единственном числе, по сути, является ссылкой на множество компонентов.
В данной заявке при ссылках на публикации, в описание включено раскрытие этих публикаций путем ссылки в данной заявке, раскрытие дано во всей их полноте для более полного описания состояния области техники, к которой относится данное изобретение.
Термин «цельное зерно» включает зерно в полном объеме, например, ядро пшеничного зерна до какой-либо обработки. Как указано в проекте руководства Администрации США по пищевым продуктам и лекарственным веществам (FDA) от 15 февраля 2006 года, и как используется здесь, термин «цельное зерно» включает в себя злаковые зерна, которые состоят из неповрежденного, молотого, дробленого или превращенного в хлопья зерна, основные компоненты которого - крахмалистый эндосперм, зародыш и отруби - присутствуют в тех же относительных количествах, в которых они присутствуют и в цельном зерне. В проекте FDA уточнено, что такие зерна могут включать ячмень, гречиху, кукурузу, булгур, просо, фрике, рожь, овес, сорго, пшеницу и дикий рис.
Термин «продукт из очищенной пшеничной муки» означает пшеничную муку, соответствующую стандартам FDA для продукта из очищенной пшеничной муки с размером частиц, в которых не менее 98% проходит через проволочное сито 70 (210 мкм).
Термин «помол», используемый здесь, включает в себя этапы прокатки, дробления, просеивания и сортировки цельного зерно для разделения его на составные части, что также может привести к некоторому снижению размера частиц составных частей.
Термин «шлифование», используемый здесь, включает любой процесс, направленный на снижение размера частиц, в том числе, но не ограничиваясь, сталкиванием частиц друг с другом или механическим уменьшением размера частиц.
Термин «темперирование», используемый здесь, представляет собой процесс добавления воды к пшенице до помола для ужесточения отрубей и смягчения эндосперма ядра и тем самым повышения эффективности разделения муки.
Термин «гидратация» или «пост-гидратация», используемый здесь, относится к шагу регулировки гидратации после шлифования или после измельчения для регулирования содержания влаги в индивидуальной составляющей и/или для регулирования содержания влаги в конечной муке.
Кроме того, как используется здесь, «ингибирование» липазы или фермента означает, что липаза или фермент больше не производит ферментный продукт или существенно снизили производство ферментного продукта. Термин «ингибирование», используемый здесь, кроме того, включает инактивацию липазы, при которой липаза или фермент становятся инактивными или по существу инактивными. Например, ингибирование липазы означает, что фермент липаза не гидролизует триглицериды и не освобождает свободные жирные кислоты в муке. Ингибирование или способность фермента производить ферментный продукт могут быть обратимыми или необратимыми. Например, нагревание фермента до денатурации фермента может необратимо инактивировать фермент. Обработка ингибитором фермента может обратимо или необратимо инактивировать фермент. Например, обработка кислотой для ингибирования липазы уменьшает выработку ферментного продукта, т.е. образование свободных жирных кислот. Тем не менее, при обратимом ингибировании сохраняется способность фермента к экстрагированию или измеримая активность липазы. При извлечении фермента для измерения его активности, ингибирование его активности может быть обращено путем помещения фермента в условия с более высоким показателем рН, в которых его активность будет восстановлена или обращена. Кроме того, обработка кислотой может снизить рН до такой степени, что ингибирование липазы или инактивация липазы окажется необратимым, так что одновременно уменьшается образование ферментного продукта и снижается экстрактивная активность фермента.
Было обнаружено, что стабилизация цельнозерновой муки путем тепловой обработки компонента или фракции отрубей и зародышей для снижения активности липазы не исключает вкусовые ноты пшеницы или зернистость и не проявляет карамелизованный, маслянистый, вкус и гладкую, менее зернистую текстуру компонента или фракции отрубей и зародышей, а также цельнозерновой муки, изготовленной из компонента. Готовые выпеченные изделия, содержащие цельнозерновую муку, воспринимаются потребителем как имеющие более незрелые, жирные, кисловато-травяные нотки вкуса (пшеничный вкус) по сравнению с изделиями из белой муки. Окисляющие соединения, такие как соединения, связанные с окислением липидов линолевой и линоленовой кислот (свободных жирных кислот, FFA), образующихся в процессе разложения липидов, насыщенных альдегидов и ненасыщенных альдегидов, как считается, ответственны за пшеничный вкус изделий, выпеченных из цельнозерновой муки. Летучие соединения, которые считаются ответственным за пшеничный вкус и которые удаляются при обработке компонента молотых отрубей и зародышей настоящего изобретения включают в себя гексаналь, гептадиеналь, нонаналь, деканаль, ноненаль, гептаналь, 1-октен-3-он, 3,5-октадиен-2-он, декадиеналь, нонадиеналь, октеналь и их комбинации или смеси.
Температуры, используемые во время стабилизации, как правило, слишком низкие, или применяются на протяжении слишком малого времени, а влажность слишком высока для проявления значительного улучшение вкусов: сладкого, маслянистого, подрумяненного, карамельного, выпеченного, и для удаления химических компонентов которые придают пшеничный, сенной или сырой вкус и зернистость. Относительно компонента отрубей и зародышей, цельнозерновая мука содержит компонент, и хлебобулочные изделия содержат компонент или цельнозерновую муку. В вариантах осуществления изобретения, применяются начальная влажность, удаления влаги или вентиляции и температурах обработки, которые имеют решающее значение для обеспечения улучшения вкуса и текстуры с устранением пшеничного, крупяного вкуса компонента или фракции отрубей и зародышей, стабилизированной цельнозерновой муки, содержащей компонент или фракции отрубей или зародышей, и выпечку, содержащую компонент или фракции отрубей или зародышей или стабилизированную цельнозерновую муку. Обработанные компонент или фракции отрубей или зародышей, стабилизированная цельнозерновая мука и хлебобулочные изделия, их содержащие, проявляют коричневый, карамельный сладкий, маслянистый пропеченный вкус и гладкую текстуру без зернистости. Кроме того, активность липазы уменьшается, чтобы обеспечить стабилизированный компонент отрубей и зародышей и стабилизированную цельнозерновую муку без потери функциональности выпечки или вредных эффектов, вызванных чрезмерным приготовлением пищи или клейстеризацией, поглощением растворителя или потерей прочности клейковины.
В вариантах осуществления изобретения, аромат и структура из компонента пли фракции молотых отрубей и зародышей улучшается при условии нагревания молотых отрубей и зародышей компонент во время подачи и смешивания компонентов молотых отрубей и зародышей в устройстве для подачи и смешивания. Компонент или фракция молотых отрубей и зародышей может быть получена путем помола из цельного зерна в производстве цельнозерновой муки. Целые зерна могут быть темперированными или не темперированными. Помол и шлифование цельного зерна, а также фракции отрубей и зародышей, для получения желаемого распределения частиц по размерам в целом снижает содержание влаги во фракции отрубей и зародышей, в частности, при уменьшении размера частиц, что создает большую площадь поверхности для испарения влаги. Термообработка при низком содержании влаги способствует потемнению и карамелизации. Тем не менее, в вариантах осуществления изобретения, где клейстеризации крахмала может быть желательна, или где желательно повышение ингибирования липазы для стабилизации, содержание влаги во фракции отрубей и зародышей может быть увеличено темперированием или гидратацией. Кроме того, в вариантах осуществления, содержание влаги может быть повышено для облегчения удаления нежелательных летучих компонентов вкуса.
Компонент или фракция молотых отрубей и зародышей, содержащая подлежащие обработке отруби и зародыши, введенная в аппарат для подачи и смешивания и предназначенная для тепловой обработки, может иметь по меньшей мере 50% по весу отрубей и содержание влаги от приблизительно 5% по весу до приблизительно 25% по весу в пересчете на вес компонента или фракции молотых отрубей или зародышей. Начальная температура или температура на входе компонента или фракции молотых отрубей и зародышей на входе в устройство подачи и смешивания может быть менее чем приблизительно 49°C (приблизительно 120°F), как правило, от комнатной до приблизительно 49°C (приблизительно 120°F), например, от приблизительно 21°C до приблизительно 38°C (приблизительно 70°F до приблизительно 100°F). В устройстве подачи и смешивания, нагревание, может быть проведено для нагревания компонента или фракции отрубей или зародышей до температуры от приблизительно 141°C до приблизительно 210°C (приблизительно 285°F до приблизительно 410°F) при выходе из устройства или на выходной матрице. Нагревание должно быть достаточным для испарения пшеничных летучих компонентов вкуса, а также влаги в компоненте молотых отрубей и зародышей и проявления маслянистого, орехового, карамельного вкуса в компоненте или фракции отрубей и зародышей. Пшеничные вкусовые компоненты и влага удаляются из устройства смешивания и подачи во время термической обработки для уменьшения содержание влаги в компоненте отрубей и зародышей от приблизительно на 30% по весу до приблизительно 75% по весу и для получения сухого компонента молотых отрубей, имеющих содержание влаги от приблизительно 1,5% по весу до приблизительно 10% по весу. Летучие компоненты и влага могут быть удалены путем продувки через вентиляционные отверстия или открытые барабаны в устройстве подачи и смешивания. Для удаления пшеничных летучих компонентов вкуса и влаги могут использоваться отсасывающие устройства. Высушенный компонент молотых отрубей удаляется из устройства смешивания и подачи через выходное отверстие для получения не расширяющегося компонента молотых отрубей и зародышей, имеющего не пшеничный, ореховый, карамельный вкус и не зернистую текстуру. Использование значительного понижения влажности с высокой температурой нагрева при низком содержании влаги обеспечивает развитие вкуса при одновременном снижении пшеничного и вяжущего привкуса, зернистости или сырости, а также обеспечивает ингибирование липазы и стабилизации против прогорклости от выделения свободной жирной кислоты. Нагрев может быть достигнут путем косвенного нагрева в барабане с кожухом и/или полых шнеках смешивания и подачи, которые нагреваются от нагревающей среды, такой как пар или другая известная теплообменная среда или жидкость. В предпочтительных вариантах осуществления могут быть использованы устройства с непосредственным впрыском пара, например, с помощью полого шнека с элементами, содержащими отверстия для прохождения пара непосредственно в компонент отрубей и зародышей во время смешивания и подачи. Как правило, количество влаги, добавляемой прямым впрыском пара, составляет менее, чем приблизительно 5% по весу, например от приблизительно 1% по весу до приблизительно 3% по весу в пересчете на вес компонента или фракции молотых отрубей и зародышей.
Более высокое содержание влаги для ввода в компонент или фракции отрубей и зародышей может быть использовано в случае, когда желательны более высокие степени клейстеризации, например, для производства хлебобулочных изделий с высоким содержанием влаги, таких как торты и хлеб. Тем не менее, пониженное содержание влаги на входе используются там, где следует избегать значительной клейстеризации крахмала для функциональность выпечки в производстве хлебобулочных изделий с низким содержанием влаги, таких как крекеры печенье и снэки.
В вариантах осуществления, в которых нагрев компонента отрубей и зародышей проводится с целью избежать значительной клейстеризации крахмала, содержащегося в компоненте отрубей и зародышей, например, для производства хлебобулочных изделий с низким содержанием влаги, таких как печенье, крекеры и снэки, подача и смешивания может происходить при низком давлении с нагреванием при низком влагосодержании. В таких вариантах осуществления компонент молотых отрубей и зародышей подвергают нагреванию при содержании влаги от приблизительно 5% по весу до приблизительно 12% по весу, предпочтительно от приблизительно 7% по весу до приблизительно 9% по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 7,5% по весу до приблизительно 8,5% по весу в пересчете на вес компонента отрубей и зародышей. Нагрев компонента или фракции молотых отрубей и зародышей может начинаться от начальной температуры или температуры на входе менее чем приблизительно 49°C (приблизительно 12G°F) с температурой на выходе из устройства от приблизительно 143°C до приблизительно 177°C (от приблизительно 290°F до приблизительно 350°F), предпочтительно от приблизительно 154°C до приблизительно 166°C (приблизительно 310°F до приблизительно 330°F), достаточной для испарения пшеничных летучих компонентов вкуса или вяжущих компонентов и влаги в компоненте молотых отрубей и зародышей и проявления маслянистого, орехового, карамельного вкуса в компоненте отрубей. Подогрев и вентиляция выполнены в достаточной мере для снижения содержания влаги в компоненте отрубей и зародышей приблизительно на 30% по весу до приблизительно 75% по весу для получения высушенного компонента молотых отрубей с содержанием влаги от приблизительно 1,5% по весу до приблизительно 4,5% по весу, предпочтительно от приблизительно 2,5% по весу до приблизительно 3,5% по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 2,8% по весу до приблизительно 3,2% по весу, что очень важно для проявления вкуса карамели. Нагрев может быть проведен в течение периода времени от приблизительно 1 мин до приблизительно 6 минут, предпочтительно от приблизительно 2 минут до приблизительно 4 мин, наиболее предпочтительно от приблизительно 2,5 мин до приблизительно 3,5 минут для уменьшения содержание влаги и развития желательных вкусовых нот. Устройство подачи и смешивания низкого давления может работать при атмосферном давлении с впрыском пара под высоким давлением, используя давление пара от 0,1 МПа до 1 МПа (приблизительно 20 фунтов на квадратный дюйм до приблизительно 200 фунтов на квадратный дюйм), предпочтительно от приблизительно 0,3 МПа до приблизительно 1,0 МПа (приблизительно 50 фунтов на квадратный дюйм до приблизительно 150 фунтов на квадратный дюйм), наиболее предпочтительно от приблизительно 0,6 МПа до приблизительно 0,8 МПа (приблизительно 80 фунтов на квадратный дюйм до приблизительно 120 фунтов на квадратный дюйм).
Примерами устройства подачи и смешивания низкого давления и относительно низкой скорости сдвига для использования, в варианте осуществления настоящего изобретения при низком давлении и низкой клейстеризации используется высокоскоростной лопастный смеситель непрерывного действия Turbulizer, производимый Верех International LLC, 333 NE Taft Street, Minneapolis, MN 55413, США. Лопасти позволяют регулировать угол и зазор корпуса. Эта особенность лопастных смесителей, в сочетании с высокой скоростью окончания лопасти, до 3962 м/мин. (13000 футов/мин.), обеспечивает вариабельность управления временем пребывания и интенсивностью смешивания или сдвига материала. Время пребывания можно контролировать, и оно может быть очень коротким, в диапазоне 2-30 секунд. Тонкий рабочий слой материала в лопастных смесителях способствует отличной косвенной эффективности теплопередачи в моделях с кожухом, а также эффекту самоочистки, что исключает потерю продукт на старте и остановке.
Другое устройство подачи и смешивания низкого давления, которое может быть использовано - это система сушки Solidaire, производимая Верех International LLC, 333 NE Taft Street, Minneapolis, MN 55413, США. Такие системы могут включать в себя покрытый кожухом цилиндр с высокоскоростным лопастным ротором, что создает эффективно смешивающийся, плотный, тонкий слой материала около стенки с кожухом для повышения коэффициента переноса тепла, с настраиваемым временем пребывания материалом в диапазоне от одной минуты до приблизительно 15 минут. Улучшенный контакт газа может привести к стабилизации температуры материала по влажному термометру при работе сушки на постоянной скорости, устраняя необходимость в вакууме. Отвод может быть достигнут благодаря мелким частицам с низкой плотностью, которые в противном случае могли быть псевдоожиженным в механическом или пневматическом оборудовании для смешивания. Может быть использована косвенная передача тепла, при которой тепло проходит через цилиндрический корпус, или может быть использована прямая передача тепла, в которой тепло передается посредством конвекции с использованием большого объема газа. Прямая передача тепла может быть применена с использованием однонаправленных потоков материала и газа. Два компонента могут быть разделены на выходе в циклонном сепараторе или рукавном фильтре. Сочетание косвенного и прямого теплообмена может быть использовано для оптимизации эффективности использования энергии, а также для снижения температуры материала. Конструкция струйного ротора позволяет направлять поток газа или жидкости, такой как водяной пар, через лопасти в тонкий слой материала, движущегося по спирали вдоль цилиндрической стенки устройства.
Еще одно устройство, которое может быть использовано - это барабан Верех Thermascrew, обеспечивающий косвенный теплообмен через полый шнек и покрытый кожухом корпус. Продукт подается вращением одиночного или двойных шнеков. Время пребывания контролируется скоростью вращения ротора и составляет от нескольких минут до одного часа. Продукт обычно входит один конец и перемещается при вращении шнека до точки сброса на другом конце. Тепло передается, когда он вступает в контакт с полым шнеком, валом и поверхностью кожуха. Теплоноситель входит во вращающееся соединение, движется через полый шнек и движется обратно. Среда также входит в кожух вблизи точки выхода продукта, выходя на противоположном конце желоба. Расположение перегородок в кожухе обеспечивает положительный поток. Скорость вращения шнека контролирует время удерживания и выпускную температуру продукта. Повороты шнека с укороченным шагом способствуют равномерности и эффективности теплообмена. Типы корпусов включают в себя желоб, не покрытый кожухом, желоб, покрытый кожухом, трубу, покрытую кожухом и желоб с множеством шнеков. Дополнительные паровые отверстия вдоль желоба обеспечивают прямой и кондуктивный нагрев, что делает устройство полезным для нагрева острым паром. Также возможна продувка газом или воздухом. Thermascrew может работать при любом давлении или вакууме, любые газы, полученные в процессе, могут быть восстановлены. Виды ротора включают полый шнек того же диаметра, что и желоб, и полый шнек с меньшим диаметром, чем желоб. В случае первого типа, дополнительные выступы, устанавливаемые между шнеками, улучшают смешивание продукта в барабане. В другом виде непрерывные ленты или выступы, которые монтируются между наружным краем шнека и заподлицо с внутренней поверхности желоба, обеспечивают более тщательное смешивание продукта я требуют более высоких вращательных скоростей, повышая коэффициенты теплоотдачи.
Другое устройство подачи и смешивания низкого давления, которое может быть использовано - барабан Верех Continuator, который имеет покрытый кожухом желоб, обеспечивающий косвенный теплообмен. При добавлении газа через специально, разработанные сопла в нижней части желоба, сушилка увеличивает до максимума контакт газа с продуктом. Это повышает массоперенос летучих веществ, что делает сушилку Continuator идеальной для удаления плотно захваченных летучих веществ из материалов с очень мелким размером частиц или плохой текучестью. Это система косвенной теплоотдачи с длинным, низким профилем может быть использована на втором этапе после сушилки Solidaire. Чаны могут быть предназначены для периодического или непрерывного действия или в соответствии с требованиями давления или вакуума.
В вариантах осуществления изобретения, устройство подачи и смешивания низкого давления может иметь конфигурацию шнека, которая включает от верхнего или входного конца к нижнему или выходному концу, несколько двойных линий шнековой подачи, ряд замешивающих блоков, блокирующий элемент, одинарную линию шнековой подачи, серию замешивающих блоков, одинарную линию шнековой подачи и выпускающую двойную линию шнековой подачи.
В вариантах осуществления изобретения, время и температура обработки и содержание влаги в устройстве подачи и смешивания низкого давления могут быть настроены таким образом, чтобы клейстеризация крахмала, произошедшая в результате термообработки для проявления вкуса и стабилизации в термообработанных стабилизированных компонентах или фракциях молотых отрубей и зародышей, составляла менее чем приблизительно 25%, предпочтительно менее чем приблизительно 10%, наиболее предпочтительно менее приблизительно 5%, согласно измерениям с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Примерами низкой степени клейстеризации крахмала и низкой степени повреждения крахмала, достигнутых в настоящем изобретении, является, например, энтальпия плавления крахмала более чем приблизительно 4000 Гр (приблизительно 4 Дж/г), предпочтительно больше чем приблизительно 5000 Гр (приблизительно 5 Дж/г), в пересчете на вес крахмала в термообработанных, стабилизированных компонентах или фракциях молотых отрубей и зародышей, измеренная методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). при пиковой температуре от приблизительно 65°C до приблизительно 70°C. В вариантах осуществления, энтальпия плавления крахмала теплообработанных, стабилизированных компонентов или фракций молотых отрубей и зародышей может быть более чем приблизительно 2000 Гр (приблизительно 2 Дж/г), в пересчете на вес подвергнутых термической обработке, стабилизированных компонентов или фракций молотых отрубей и зародышей, что измерено методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), при пиковой температуре от приблизительно 60°C до приблизительно 65°C. Вообще, клейстеризация крахмала происходит, когда: а) вода в достаточном количестве, обычно по меньшей мере приблизительно 30% по весу в пересчете на вес крахмала, добавляется и смешивается с крахмалом и, б) температура крахмала повышается до по меньшей мере приблизительно 80°C (176°F), предпочтительно 100°C (212°F) или более. Температура клейстеризации зависит от количества воды, доступной для взаимодействия с крахмалом. Чем ниже количество доступной воды в целом, чем выше температура клейстеризации. Клейстеризация может быть определена как распад (разрушение) молекулярных структур внутри крахмальной гранулы, что проявляется в необратимом изменении свойств, таких как набухание гранул, естественное плавление кристаллических структур, потеря двойного лучепреломления и солюбилизация крахмала. Температура начальной стадии клейстеризации и диапазон температур, при которых это происходит, регулируются концентрациями крахмала, методами наблюдения, типами гранул и наблюдаемых неоднородностей в совокупности гранул. Склеивание является явлением второго этапа после первого этапа клейстеризации при растворении крахмала. Он включает в себя повышенное набухание гранул, экссудацию из гранул молекулярных компонентов (т.е. амилозы, а после - амилопектина), и, в конечном итоге, общее нарушение гранул. См. Atwell с соавторами, «The Terminology And Methodology Associated With Basic Starch Phenomena», Cereal Foods World, том. 33, №. 3, стр. 306-311 (март 1988).
Термообработанная, стабилизированная цельнозерновая мука, содержащая зародыши, отруби и эндосперм, получена с помощью методов по настоящему изобретению, проявляет превосходную белковую функциональность и функциональность выпечки, что показано способностью удержания растворителя у молочной кислоты (СУР молочной кислоты), большей или равной 65%, предпочтительно более 70%, а отношение СУР молочной кислоты к способности удержания растворителя (воды) у соды (СУР соды) больше 1, предпочтительно больше чем 1,1.
В вариантах осуществления, где нагрев компонента отрубей и зародышей проводится для достижения существенной клейстеризации крахмала, содержащегося в компоненте отрубей и зародышей, например, для получения хлебобулочных изделий с высоким содержанием влаги, таких как торты и хлеб, подача и смешивание может проводиться при высоком давлении и относительно высокой скорости сдвига в котле-экструдере, с нагреванием при более высоком содержании влаги, но все еще достаточно низком для достижения сладкий карамельный вкус и прохождения реакции Майяра, без пригорания. В таких вариантах осуществления компонент молотых отрубей и зародышей подвергают нагреванию при содержании влаги от приблизительно 10% по весу до приблизительно 25% по весу, предпочтительно от приблизительно 12% по весу до приблизительно 18% по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 14% по весу до приблизительно 16% по весу в пересчете на вес компонента отрубей и зародышей. Нагрев компонента или фракции молотых отрубей и зародышей может начинаться от начальной температуры или температуры на входе менее чем приблизительно 49°C (приблизительно 120°F) с температурой на выходе из устройства от приблизительно от 141°C до приблизительно 210°C (приблизительно 285°F до приблизительно 410°F), предпочтительно от приблизительно 149°C до приблизительно 202°C (приблизительно 300°F до приблизительно 395°F), более предпочтительно от приблизительно 154°C до приблизительно 166°C (приблизительно 310°F до 330°F, достаточной для испарения пшеничных летучих компонентов вкуса или вяжущих компонентов и влаги в компоненте молотых отрубей и зародышей и проявления маслянистого, орехового, карамельного вкуса в компоненте отрубей. Подогрев и вентиляция выполнены, чтобы быть достаточным для снижения содержания влаги в компоненте отрубей и зародышей приблизительно на 30% по весу до приблизительно 75% по весу для получения высушенного компонента молотых отрубей и зародышей с содержанием влаги при выходе из котла-экструдера или на выходной матрице от приблизительно 4% по весу до приблизительно 10% по весу, предпочтительно от приблизительно 5% по весу до приблизительно 8% по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 6% по весу до приблизительно 7% по весу, что очень важно для проявления вкуса карамели. Нагрев может быть проведена в течение периода времени менее чем приблизительно 1 минута, например от приблизительно 10 секунд до приблизительно 35 секунд в котле-экструдере.
Входные параметры котла-экструдера или удельная механическая энергия (УМЭ) может составлять от приблизительно 20 Вт⋅ч/кг до приблизительно 120 Вт⋅ч/кг, предпочтительно от приблизительно 20 Вт⋅ч/кг до 120 Вт⋅ч/кг, предпочтительно 30 Вт⋅ч/кг до приблизительно 60 Вт⋅ч/кг, наиболее предпочтительно от приблизительно 35 Вт⋅ч/кг до приблизительно 55 Вт⋅ч/кг. УМЭ может быть рассчитана как (фактическая скорость вращения шнека/номинальная скорость вращения шнека) * % крутящего момента (номинальная мощность двигателя/скорость подачи (кг/ч) = кВтч/кг. Скорость сдвига может составлять от приблизительно 2000 об/мин до 6000 об/мин, предпочтительно от приблизительно 3000 об/мин до 5000 об/мин, наиболее предпочтительно от приблизительно 3500 об/мин до 4500 об/мин. Давление на выходной матрице котла-экструдера может составлять приблизительно от 0,1 МПа до 1 МПа (приблизительно 20 фунтов на квадратный дюйм до приблизительно 200 фунтов на квадратный дюйм), предпочтительно от приблизительно 0,3 МПа до приблизительно 1,0 МПа (приблизительно 50 фунтов на квадратный дюйм до приблизительно 150 фунтов на квадратный дюйм), наиболее предпочтительно от приблизительно 0,6 МПа до приблизительно 0,8 МПа (приблизительно 80 фунтов на квадратный дюйм до приблизительно 120 фунтов на квадратный дюйм).
Примерами котлов-экструдеров, которые могут быть использованы в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут быть котлы, изготовленные компаниями Buehler, Baker Perkins, или Werner & Pfleiderer, такие как котел-экструдер Вернер & Pfleiderer ZSK-57, содержащий двенадцать барабанов, каждый из которых содержит нагревательный элемент, средства для охлаждения и двойные шнеки для введения, смешивания и подачи, замешивание, блокирования и выпуска компонента или фракции молотых отрубей и зародышей. Один или более барабанов экструдера может быть снабжен вентиляционными отверстиями для удаления пшеничных летучих компонентов и влаги. Экструдер может быть спроектирован для прямой или косвенной инжекции пара.
В вариантах осуществления изобретения, время и температура обработки и содержание влаги в устройстве подачи и смешивания или котла-экструдера высокого давления и высокой скорости сдвига могут быть настроены таким образом, чтобы клейстеризация крахмала, произошедшая в результате термообработки для проявления вкуса и стабилизации в термообработанных стабилизированных компонентах или фракциях молотых отрубей и зародышей, составляла более чем 25%, например от приблизительно 50% до приблизительно 85%, или по сути полные 100% клейстеризации, согласно измерениям с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Примерами высокой степени клейстеризации крахмала и повышенной степени повреждения крахмала, является, например, энтальпия плавления крахмала менее чем приблизительно 4000 Гр (приблизительно 4 Дж/г), например, менее чем приблизительно 3000 Гр (приблизительно 3 Дж/г), в пересчете на вес крахмала в термообработанных, стабилизированных компонентах или фракциях молотых отрубей и зародышей, измеренная методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), при пиковой температуре от приблизительно 65°C до приблизительно 70°C. В вариантах осуществления, энтальпия плавления крахмала теплообработанных, стабилизированных компонентов или фракций молотых отрубей и зародышей может быть менее чем приблизительно 2000 Гр (приблизительно 2 Дж/г), в пересчете на вес подвергнутых термической обработке, стабилизированных компонентов или фракций молотых отрубей и зародышей, что измерено методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), при пиковой температуре от приблизительно 60°C до приблизительно 65°C.
Термообработка компонента или фракции молотых отрубей и зародышей летучих пшеничных вкусовые компоненты, которая включают одно или несколько соединений окисления липидов, насыщенных альдегидов и ненасыщенных альдегидов, такие как гексаналь, гептадиеналь, нонаналь, деканаль, ноненаль, гептаналь, 1-октен-3'-он, 3,5-октадиен-2-он, декадиеналь, нонадиеналь, октеналь и их комбинации или смеси, которые удаляются из устройства в результате продувки или без применения отсасывания, отгонкой с паром или удаления влаги испарением. Термообработка также приводит к выработке вкусовых компонентов с ореховым, сладким, маслянистым, карамелизированным вкусом или вкусового компонента, полученного в результате реакции Майяра, которые включают пиразины и диметилпиразины, которые в условиях эксплуатации являются менее летучими или не летучими, и сохраняются при термообработке компонента или фракции молотых отрубей и зародышей. Вентиляция летучих компонентов во время термической обработки компонента или фракции отрубей и зародышей снижает количество летучих соединений, связанных с пшеничным вкусом, и развивает тип соединений, обладающих ореховым вкусом, которые благоприятно сказывается на общем вкусе выпечки, приготовленной из цельнозерновой муки содержащей термически обработанный компонент или фракцию отрубей и зародышей. Более низкие уровни связанных с пшеницей соединений по сравнению, с нестабилизированными, не подвергнутыми термической обработке отрубями и зародышами означает, что вентиляция летучих соединений во время тепловой обработки уменьшает потенциальный перенос летучих соединений в цельнозерновую муку, изготовленную из термически обработанного компонента или фракции отрубей и зародышей. Содержание вязанных с пшеницей соединений (гексаналь, гептадиеналь, нонаналь, деканал, ноненаль, гептаналь, 1-октен-3-он, 3,5-октадиен-2-он, декадиеналь, нонадиеналь, октеналь и их комбинации или смеси) оказывается ниже в термически обработанных, стабилизированных компонентах или фракциях отрубей или зародышей по сравнению с необработанными компонентами или фракциями молотых отрубей и зародышей. В крекерах, гексаналь, гептадиеналь, нонаналь, деканаль, гептаналь, 1-октен-3-она, 3,5-октадиен-2-он и октеналь воспринимаются как прогорклый вкус, ноненаль в низких количествах (в частях на миллиард) воспринимается как травяной и незрелый, а нонадиеналь и декадиеналь в низких количествах (в миллионных долях) воспринимаются как жирный, прогорклый и картонный вкус, и их уровни уменьшаются в продуктах из термически обработанных, стабилизированных компонентов отрубей и зародышей. В вариантах осуществления, количества или уровни одного или более из этих летучих соединений в термообработанных компонентах или фракциях отрубей и зародышей можно контролировать или анализировать с использованием парофазного анализа ГХ-МС, и уровни могут быть сравнены с уровнями у контрольных необработанных компонентов или фракций отрубей и зародышей, и на основе анализа можно регулировать условия термической обработки, такие как температура, влажность, время обработки и/или УМЭ для повышения уровня их удаления для уменьшения пшеничного вкуса и улучшения общего вкуса, что может быть определено с помощью сенсорной оценки экспертной дегустационной комиссии. В других вариантах осуществления, количество или уровни одного или более из этих летучих соединений в выведенных газах можно контролировать или анализировать периодически или непрерывно с использованием парофазного анализа ГХ-МС, и условия термообработки, такие как температура, влажность, время обработки, и/или УМЭ, могут быть скорректированы, для повышения уровня их удаление для уменьшения пшеничного вкуса и улучшения общего вкуса, что может быть определено с помощью сенсорной оценки экспертной дегустационной комиссии.
Компонент или фракция молотых отрубей и зародышей, обработанные в соответствии с правилами термообработки для проявления вкуса согласно настоящему изобретению, могут быть получены при измельчении цельного зерна с использованием известных операций помола и/или шлифования для получения фракции отрубей и зародышей или компонента отрубей и фракции эндосперма, и для получения муки и фракций и компонентов, имеющих распределение размера частиц, как описано в публикации заявки на патент США № US 2005/0136173 А1, Корольчук, публикации заявки на патент США № US 2006/0073258 А1, Корольчук, публикации заявки на патент США 20070292583, в патенте США 8133527, патенте США №8173193, и международной заявке на патент WO/2007/149320, каждая за авторством Haynes с соавторами, заявке на патент США №2007/0269579, Dreese с соавторами, и в патенте США 7258888, Dreese с соавторами, раскрытие которых включено сюда путем ссылки во всей их полноте. В предпочтительных вариантах осуществления помол и/или шлифование для получения фракции отрубей и зародышей или компонента отрубей и фракции эндосперма, и для получения муки и фракций и компонентов, имеющих распределение размера частиц, как описано в публикации заявки на патент США №20070292583, патенте США №8133527, патент США 8173193 и международной заявке на патент WO/2007/149320 каждая за авторством Haynes с соавторами, и предварительной заявке США №61/457315, поданной 24 февраля 2011, и международной заявке № PCT/US12/26490, поданной 24 февраля 2012, опубликованной как WO 2012/148543 А1, каждая за авторством Derwin G. Hawley c соавторами, раскрытие которых включено сюда путем ссылки во всей их полноте. В вариантах осуществления изобретения, стабилизация путем обработки ингибитором липазы, как описано в международной патентной публикации WO/2012/142399 на имя Bin Zhao с соавторами, раскрытие которой включено здесь в качестве ссылки в полном объеме, может быть использована с термообработкой настоящей заявки для уменьшения пшеничного вкуса и повышения карамельный вкуса продуктов, полученных способами, описанными здесь.
Например, в вариантах осуществления изобретения, операции помола и шлифования, как описано в находящейся на рассмотрении указанной предварительной заявке США 61/457315, поданной 24 февраля 2011, и международной патентной заявке PCT/US12/26490, поданной 24 февраля 2012, опубликованной как WO 2012/148543 А1. каждая за авторством Derwin G. Hawley с соавторами, могут быть использованы для получения стабилизированной цельнозерновой муки, имеющей распределение размеров частиц 0% по весу в расчете на сито №35 по стандартам США (500 мкм), и менее чем или равно приблизительно 20% по весу, предпочтительно менее чем или равно приблизительно 10% по весу в расчете на сито №70 по стандартам США (210 мкм), и стабилизированной цельнозерновой муки, имеющей распределение частиц по размерам до приблизительно 100% по весу в расчете на сито №70 по стандартам США (210 мкм), и стабилизированной цельнозерновой муки, имеющей распределение частиц по размерам но меньшей мере 75% по весу, предпочтительно по меньшей мере 85% по весу менее или равных 149 мкм и меньше или равных 5% по весу более чем 250 микрон. В вариантах осуществления изобретения, компонент или фракция молотых отрубей и зародышей может иметь распределение частиц по размерам меньше или равно 15% по весу, предпочтительно меньше или равно 12% по весу, наиболее предпочтительно от 0% в расчете на сито №35 по стандартам США (500 мкм), и менее чем или равно приблизительно 40% по весу, например, меньшей или равно приблизительно 35% по весу, предпочтительно менее чем или равно приблизительно 20% по весу, наиболее предпочтительно меньше или равно приблизительно 10% по весу в расчете на сито №70 по стандартам США (210 мкм). Кроме того, в вариантах осуществления компонент или фракция молотых отрубей и зародышей может иметь распределение частиц по размерам по меньшей мере приблизительно 65% по весу, например по меньшей мере приблизительно 75% по весу, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 85% по весу частиц размером меньше или равно 149 мкм, и менее чем или равно приблизительно 15% по весу, например, меньше или равно приблизительно 10% по весу, предпочтительно меньше или равно приблизительно 5% по весу частиц размером больше чем 250 мкм, и до приблизительно 40% по весу, например, вплоть до приблизительно 25% по весу частиц размером больше чем 149 мкм, но меньше или равно 250 мкм. В вариантах, компонент или фракция молотых отрубей и зародышей может иметь, в пересчете на сухое вещество, содержание крахмала от приблизительно 10% по весу до приблизительно 60% по весу, например от приблизительно 10% по весу до приблизительно 45% по весу, в пересчете на массу основного компонента или фракции отрубей и зародышей. Количество компонента или фракции молотых отрубей и зародышей может быть от приблизительно 20% по весу до приблизительно 40% по весу, обычно от приблизительно 25% по весу до приблизительно 40% по весу, предпочтительно от приблизительно 31% по весу до приблизительно 40% по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 32% по весу до приблизительно 35% по весу в расчете на общую массу цельного зерна.
В других вариантах осуществления изобретения, операции помола и шлифования, как описано в указанной заявке на патент США №20070292583, в патенте США 8133527, патенте США №8173193 и международной заявке на патент WO/2007/149320 каждая за авторством Haynes с соавторами, могут быть использованы для получения стабилизированной цельнозерновой муки, имеющей распределение размера частиц менее чем приблизительно 10% по весу, предпочтительно менее чем приблизительно 5% по весу в расчете на сито №35 по стандартам США (500 мкм), приблизительно 20% по весу до приблизительно 40% по весу в расчете на сито №60 по стандартам США (250 мкм), приблизительно 10% по весу до приблизительно 60% по весу, предпочтительно от приблизительно 20% по весу до приблизительно 40% по весу в расчете на сито №100 по стандартам США (149 мкм), и менее чем приблизительно 70% по весу, например, от приблизительно 15% по весу до приблизительно 55% по весу в расчете на сито №100 по стандартам США (149 мкм). Используемый молотый или измельченный компонент или фракция отрубей и зародышей может содержать отруби в количестве, по меньшей мере, приблизительно 50% по весу в пересчете на вес крупномолотой фракции. Количество зародышей в крупномолотой фракции или компоненте отрубей может быть приблизительно таким же, как и количество отрубей в цельном зерне. Количество крахмала или эндосперма в крупномолотой фракции может быть менее чем приблизительно 40% по весу, но, как правило, по меньшей мере приблизительно 10% по весу крахмала или эндосперма, например, от приблизительно 15% по весу до приблизительно 35% по весу крахмала, предпочтительно менее чем или равно приблизительно 30% по весу в пересчете на вес крупномолотой фракции. В предпочтительных вариантах осуществления, крупномолотая фракция может содержать по меньшей мере приблизительно 60% по весу отрубей, и по меньшей мере приблизительно 10% по весу зародышей, в пересчете на вес крупномолотой фракции. Молотый или измельченный компонент или фракция отрубей и зародышей может иметь распределение частиц по размерам по крайней мере приблизительно 40% по весу фракции или компонента частиц, имеющих размер больше или равно 149 мкм, и менее чем или равно приблизительно 35% по весу частиц, имеющих размер больше или равно 500 мкм. В других вариантах осуществления, молотая или измельченная грубая фракция или компонент отрубей может иметь распределение частиц по размерам от приблизительно 0,5% по весу до приблизительно 5% по весу частиц, размером больше или равно 841 мкм, приблизительно 10% по весу до приблизительно 30% по весу частиц, размером менее 841 мкм, но больше или равно 500 мкм, от приблизительно 25% по весу до приблизительно 70% по весу частиц, размером больше или равно 149 мкм, но менее 500 мкм и менее чем или равно приблизительно 60% по весу частиц, размером менее 149 мкм, при этом проценты добавляются до общего количества 100% по весу. Более предпочтительно, молотая или измельченная грубая фракция или компонент отрубей может иметь распределение частиц по размерам от приблизительно 0,5% по весу до приблизительно 5% по весу частиц, размером больше или равно 841 мкм, приблизительно 15% по весу до приблизительно 25% по весу частиц, размером менее 841 мкм, но больше или равно 500 мкм, от приблизительно 45% по весу до приблизительно 60% по весу частиц, размером больше или равно 149 мкм, но менее 500 мкм и от приблизительно 10% по весу до приблизительно 30% по весу частиц, размером менее 149 мкм, при этом проценты добавляются до общего количества 100% по весу.
Могут быть использованы цельные злаковые зерна с содержанием влаги от приблизительно 8% до приблизительно 15% по весу, зерна с содержанием влаги приблизительно 10% по весу до приблизительно 14,5% по весу является предпочтительным для помола или шлифования, особенно предпочтительными являются зерна с содержанием влаги приблизительно 12,5% по весу до приблизительно 13,5% по весу. Если в зернах слишком мало влаги, зерно может нежелательно разрушаться и создавать поврежденный крахмал. Слишком высокое количество влаги может привести к повышению клейстеризации крахмала в зернах и к тому, что зерно будет сложнее измельчать или молоть. По этим причинам, непосредственно перед помолом предпочтительное содержание влаги в зерне составляет от приблизительно 10% по весу до приблизительно 14,5% по весу. Если содержание влаги в зерне слишком низкое, влага может быть добавлена в сухие зерна перед измельчением для повышения содержание влаги до приемлемого уровня для помола. Добавление влаги может быть достигнуто путем темперирования зерна в водном растворе или распыления на поверхность зерна водного раствора для впитывания в течение достаточного количества времени, чтобы позволить поглощение и распределение воды в отрубях и зародышах.
Цельное зерно содержит в первую очередь эндосперм, отруби и зародыш в убывающей пропорции соответственно. В цельных зернах пшеницы, например, при содержании влаги от приблизительно 13% по весу, эндосперм или крахмал составляет приблизительно 83% по весу, отруби 14,5% по весу, а зародыш составляет приблизительно 2,5% по весу в расчете на вес цельного зерна. Эндосперм содержит крахмал и содержит меньше белка, чем зародыш и отруби. Также он содержит меньше сырого жира и зольных элементов. Отруби (околоплодник или оболочка) является стенками зрелых завязей, которая находится под серозной оболочкой и включает в себя все внешние слои клеток вплоть до кожуры. В отрубях имеется высокое содержание некрахмальных полисахаридов, таких как целлюлоза и пентозаны. Отруби или околоплодник, как правило, очень твердые из-за высокого содержания клетчатки, и они вызывают сухие, песчаные ощущения во рту, особенно если присутствуют в виде частиц больших размеров. Они также содержит наибольшую часть липазы и липоксигеназы зерна и должны быть стабилизированы. При увеличении степени измельчения или помола, размер частиц отрубей приближается к размерам частиц крахмала, из-за чего отруби и крахмал труднее разделить. Кроме того, повреждение крахмала увеличивается за счет повышения механической энергии и абразивности отрубей по сравнению с эндоспермом, что приводит к разрыву гранул крахмала. Кроме того, механически поврежденный крахмал, как правило, более восприимчив к клейстеризации. Зародыш характеризуется высоким содержанием жирных масел. Он также богат сырым белком, сахарами и зольными элементами.
В вариантах осуществления изобретения, содержание влаги в отрубях фракции можно регулировать путем темперирования цельного зерна таким образом, что наружные участки ядер или зерен увлажнены без существенного увлажнения их внутренних частей. Такая обработка позволяет избежать или существенно уменьшает необходимость высушивания тонкой фракции, полученной из внутренних частей или эндосперма ядра или зерна, в то же время, увлажняя отруби и зародыши зерна для стабилизирующей обработки. Темперирующие методы, которые могут быть использованы для достижения увлажнения поверхности или отрубей, включают, например, замачивание цельного зерна на непродолжительное время в ванне или чане. В других вариантах осуществления поверхность цельного зерна опрыскивают водой и оставляют для темперирования. Время темперирования, используемое в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, может составлять от приблизительно 10 минут до приблизительно 24 часов Замачивание зерна в течение длительного периода времени нежелательно, потому что это может привести к глубокому проникновению воды в зерно, увлажнению внутренней части зерна, и, в результате, чрезмерной клейстеризации крахмала.
В других вариантах осуществления, может быть увлажнена одна или более фракций отрубей и зародышей, или компонента отрубей, отдельно или в дополнение к цельному зерну для достижения таким образом желаемого содержания влаги во фракции отрубей и зародышей или компоненте отрубей. В вариантах осуществления изобретения, фракции отрубей и зародышей или компонент отрубей может быть гидратирован водным раствором до такой степени, что гидратированный компонент или фракция отрубей и зародышей будет иметь желаемое содержание влаги до тепловой обработки для проявления вкуса и стабилизации.
В вариантах осуществления изобретения, может быть допущена термическая обработка компонента или фракции отрубей и зародышей для охлаждения в атмосферном воздухе. В других вариантах осуществления, охлаждения после термообработки может быть необязательно контролируемо с помощью обычного охлаждающего оборудования для дальнейшей минимизации нежелательной клейстеризации крахмала. Как правило, не происходит никакой существенной клейстеризации в термообработанном компоненте или фракции отрубей и зародышей при температуре ниже, чем приблизительно 60°C.Затем термообработанный компонент или фракция отрубей и зародышей может быть охлаждена до комнатной температуры или приблизительно 25°C.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения, термически обработанный, стабилизированный компонент или фракция отрубей и зародышей могут быть объединены с фракцией эндосперма с получением стабилизированной цельнозерновой муки, такой как стабилизированной цельнозерновой пшеничной муки настоящего изобретения. Стабилизированная цельнозерновая мука, например, стабилизированного цельнозерновая пшеничная мука, включает в себя отруби, зародыш и эндосперм. Термообработанный компонент или фракция отрубей и зародышей предпочтительно получают из того же цельного зерна, из которого получают фракцию эндосперма. Тем не менее, в других вариантах осуществления, термически обработанный компонент или фракция отрубей и зародышей может быть соединен или смешан с фракцией эндосперма, полученного или извлеченного из другого источника зерен. В каждом варианте, однако, термообработанный стабилизированный компонент или фракция отрубей и зародышей и фракция эндосперма объединены или смешаны таким образом, чтобы обеспечить стабилизированную цельнозерновую муку, которая содержит эндосперм, отруби и зародыши в тех же или по существу в тех же относительных пропорциях, в каких они существуют в цельном зерне.
Термообработанный стабилизированный компонент или фракция молотых отрубей и зародышей могут быть смешаны или иным образом соединены с фракцией эндосперма с использованием обычного устройства дозирования и смешивания, известного в данной области, для получения по меньшей мере, по существу гомогенной стабилизированной цельнозерновой муки со значительно сниженным или отсутствующим пшеничным вкусом, но с ореховым маслянистым, сладким, карамельным, пропеченным вкусом. Примеры устройств смешивания, которые могут быть использованы, включают смесители порционной загрузки, вращающиеся барабаны, непрерывные смесители и экструдеры.
Содержание влаги в стабилизированной цельнозерновой муке, такой как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука, может находиться в диапазоне от приблизительно 10% по весу до приблизительно 14,5% по весу в пересчете на вес стабилизированной цельнозерновой муки, и активность воды может быть менее чем приблизительно 0,7. В вариантах, стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука может иметь содержание белка от приблизительно 10% по весу до приблизительно 14% по весу, например, приблизительно 12% по весу, содержание жира от приблизительно 1% по весу до приблизительно 3% по весу, например, приблизительно 2% по весу, и содержание золы от приблизительно 1,2% по весу до приблизительно 1,7% по весу, например, приблизительно 1,5% по весу, каждое процентное соотношение основано на массе стабилизированной цельнозерновой муки.
Стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука, содержащая термообработанный компонент или фракцию молотых отрубей и зародышей, имеющих низкую степень клейстеризации крахмала, полученных с использованием устройства подачи и смешивания низкого давления, такого как высокоскоростной лопастный смеситель непрерывного действия Верех Turbulizer, обладает отличной функциональностью выпечки, где подъем печенья при выпечке может быть по меньшей мере приблизительно 130% от исходного диаметра теста до выпечки, что измерено согласно настольному методу ААСС 10-53.
Описанные варианты применимы к любым типам пшеницы. Хотя это и не ограничивается, пшеничные ядра могут быть выбраны из мягких/мягких и мягких/твердых ядер пшеницы. Они могут содержать белые или красные ядра пшеницы, ядра сильной пшеницы, ядра пшеницы мягких сортов, ядра озимой пшеницы, ядра яровой пшеницы, ядра пшеницы твердых сортов или их комбинации. Примеры другого цельного зерна, которое может быть обработано в соответствии с различными или некоторыми вариантами осуществления или аспектами настоящего изобретения, включают, например, овес, кукурузу, рис, дикий рис, рожь, ячмень, гречиху, булгур, просо, сорго и т.п., и цельнозерновые смеси.
Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают улучшенную стабильность и вкус сырого материала, и срок годности больше чем один месяц, например 2 или более месяцев, в ускоренных условиях хранения, для стабилизированного компонента или фракции или ингредиента отрубей и зародышей и стабилизированной цельнозерновой муки, такой как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука. Более стабильный пищевой продукт можно хранить в аналогичных условиях в течение более длительного периода времени, чем менее стабильный пищевого продукта, прежде чем он прогоркнет. Наличие прогорклости можно контролировать и измерять множеством различных способов, в том числе сенсорным тестированием (например, анализом вкуса и/или запаха), измерением уровня липоксигеназы или активности липазы, измерением уровня свободных жирных кислот, и/или измерением уровня гексаналя.
В других вариантах осуществления изобретения, термически обработанные компоненты или фракции молотых отрубей и зародышей или стабилизированная цельнозерновая муку, такую как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука, могут быть смешаны или иным образом объединены с очищенной пшеничной мукой для получения обогащенной муки, продукта или компонента, например, обогащенной пшеничной муки. Обогащенный пшеничный мучной продукт может содержать термообработанный, стабилизированный компонент или фракцию отрубей и зародышей или стабилизированную цельнозерновую муку, такую как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука, в количестве от приблизительно 14% по весу до приблизительно 40% по весу, например, от приблизительно 20% по весу до приблизительно 30% по весу, в расчете на общую массу обогащенного мучного продукта, такого как обогащенный пшеничный мучной продукт.
Стабилизированная цельнозерновая мука, такая как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука, может быть использована для частичной или полной замены очищенной пшеничной муки или других видов муки в различных пищевых продуктах. Например, в вариантах осуществления изобретения, по меньшей мере, от приблизительно 10% по весу, не более 100% по весу, например, от приблизительно 30% по весу до приблизительно 50% по весу очищенной муки пшеницы, может быть заменено стабилизированной цельнозерновой пшеничной мукой для увеличения питательной ценности изделий из очищенной муки, с малым, вплоть до отсутствующего, ущербом для внешнего вида изделия, текстуры, вкуса или привкуса.
Термообработанный стабилизированный компонент или фракция отрубей или зародышей и стабилизированные продукты из цельного зерна, такие как стабилизированные продукты из цельного зерна пшеницы, полученные в одном из вариантов осуществления изобретения, могут быть упакованы, устойчиво сохранены, а затем сразу же или в дальнейшем использованы в производстве пищевых продуктов. Стабилизированные продукты из отрубей и мучные изделия готовы к дальнейшему приготовлению в готовые пищевые продукты путем добавления воды и других применимых пищевых ингредиентов, смешивания, формирования и выпечки или жарки и т.д. Тесто, содержащее термообработанный стабилизированный компонент или фракцию отрубей или зародышей и цельнозерновую муку, такую как цельнозерновую муку пшеницы, может непрерывно производится и обрабатываться, например, может быть раскатано, уложено в несколько слоев, сформировано, экструдировано или соэкструдировано, и вырезано, на основе массового производства. Готовая продукция из цельного зерна (например, бисквиты, печенье, крекеры, снэки и т.д.) имеет приятную, не зернистую структуру и обладает ореховым, сладким, пропеченным, карамельным вкусом.
Термообработанный стабилизированный компонент или фракция отрубей или зародышей и изделия из стабилизированной цельнозерновой муки, такой как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука, в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы в широком разнообразии пищевых продуктов. Пищевые продукты включают в себя мучные продукты питания и продукты типа печенья, в частности, макаронные изделия, готовые к употреблению зерновые изделия и кондитерские изделия. В одном варианте осуществления пищевыми продуктами могут быть хлебобулочные изделия или снэки. Хлебобулочные изделия могут включать в себя печенье, крекеры, основы для пиццы, пироги, хлеб, рогалики, крендели, брауни, кексы, вафли, пирожные, торты, хлеб быстрой выпечки, сладкие булочки, пончики, фруктовые и зерновые батончики, лепешки и замороженные полуфабрикаты выпечки. Снэки могут включать чипсы и экструдированные зерновые подушечки или палочки. Пищевой продукт в частности может быть выбран из печенья, крекеров, и зерновых хрустящих батончиков. Печенье может быть в виде батончиков, экструдированное, соэкструдированное, раскатанное и вырезанное, ротационно сформованное, вырезанное проволокой, или печеньем с прослойкой. Примеры печенья, которое может быть получено, включают сахарные вафли, печенье с фруктовым наполнителем, шоколадное печенье, сахарное печенье и подобное. Крекеры может быть дрожжевыми, не дрожжевыми крекеры типа и крекерами из муки грубого помола. Выпеченные продукты могут быть крекерами или печеньем, имеющими полное содержание жира, или они могут быть с пониженным содержанием жира, с низким содержанием жира, или обезжиренными.
В дополнение к воде, ингредиенты печенья, крекеров и снэков которые могут быть смешаны со стабилизированной цельнозерновой мукой, такой как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука, также могут включать обогащенную пшеничную муку, растительные шортенинги, сахар, соль, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, разрыхлители, ароматизаторы и красители. Обогащенная мука пшеницы, которая может быть использована, включает пшеничную муку, обогащенную ниацином, восстановленным железом, тиамина мононитратом и рибофлавином. Растительные шортенинги, которые могут быть использованы, включают изготовленные из частично гидрированного соевого масла. Разрыхлители, которые могут быть использованы, включают фосфат кальция и пищевую соду. Окрашивающие агенты, которые могут быть использованы, включают растительные красители, такие как экстракт аннато и живицу куркумы.
В некоторых вариантах осуществления, тесто может включать тесто содержащее различные комбинации вышеуказанных ингредиентов печенья, крекера и снэков. Согласно некоторым вариантам осуществления, все из вышеуказанных ингредиентов гомогенно смешивают и количество воды регулируют для получения теста желаемой консистенции. Тесто может быть разделено на куски и выпечено или обжарено для изготовления продуктов, имеющие отличные атрибуты влаги, формы, внешнего вида, текстуры и вкуса.
В вариантах осуществления изобретения, общее количество компонента муки, такого как стабилизированная цельнозерновая мука и другой необязательной муки, которые могут быть использованы композициях выпечки, таких как печенье, крекеры и бисквиты, в соответствии с настоящим изобретением может находиться в диапазоне, например, от приблизительно 20% по весу до приблизительно 80% по весу, предпочтительно от приблизительно 45% по весу до приблизительно 75% по весу в пересчете на вес теста, не считая веса включений. Если не указано иное, все массовые проценты основаны на общей массе всех компонентов, образующих тесто или состав для включения, таких как кондитерские или вкусовые добавки, орехи, изюм и т.п. Таким образом, «вес теста» не включает вес включений, в то время как «общий вес теста» напротив включает в себя вес включений.
Процесс-совместимые ингредиенты, которые могут быть использованы для изменения текстуры полученных продуктов, включают сахара, такие как сахароза, фруктоза, лактоза, декстроза, галактоза, мальтодекстрины, сухую кукурузную патоку, гидрированные гидролизаты крахмала, белковые гидролизаты, сироп глюкозы, их смеси и тому подобное. Восстанавливающие сахара, такие как фруктоза, мальтоза, лактоза, декстроза, или смеси редуцирующих сахаров могут быть использованы, чтобы способствовать потемнению. Примеры источников фруктозы включают инвертный сироп с высоким содержанием фруктозы, кукурузный сироп, патоку, коричневый сахар, кленовый сироп, их смеси и тому подобное.
Текстурирующий ингредиент, такой как сахар, может быть смешан с другими ингредиентами в твердой или кристаллической форме, например, с кристаллической или гранулированной сахарозой, коричневым сахаром, гранулированный или кристаллической фруктозой, или в жидкой форме, например с сахарным сиропом или кукурузным сиропом с высоким содержанием фруктозы. В вариантах осуществления изобретения, для содействия разжевыванию хлебобулочного изделия в качестве влагоудерживающих компонентов могут быть использованы виды сахара, такие как кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, мальтоза, сорбоза, галактоза, кукурузный сироп, глюкозный сироп, инвертный сироп, мед, меласса, фруктоза, лактоза, декстроза и их смеси.
В дополнение к сахарам как влагоудерживающим компонентам, в тесте или жидком тесте могут быть использованы и другие влагоудерживающие компоненты или водные растворы влагоудерживающих компонентов, которые не являются сахарами или обладают более низкой степенью сладости относительно сахарозы. Например, в качестве влагоудерживающих компонентов могут быть использованы глицерин, сахарные спирты, такие как маннит, мальтит, ксилит и сорбит, а также другие полиолы. Дополнительные примеры полиолов (т.е. многоатомных спиртов) как влагоудерживающих компонентов содержат гликоли, например, пропиленгликоль, и гидрогенизированные сиропы глюкозы. Другие влагоудерживающие компоненты содержат сахарные эфиры, декстрины, гидрированные гидролизаты крахмала и других продуктов гидролиза крахмала.
В вариантах осуществления общее содержание твердых веществ сахара, или содержание ингредиента текстурирования, такие как из теста, полученных, может находиться в диапазоне от нуля до приблизительно 50% по весу в пересчете на вес теста, не считая веса включений.
Сахарные твердые вещества могут быть заменены полностью или частично обычным сахарозаменителем или обычным наполнителем, таким как полидекстроза, целлюлоза, микрокристаллическая целлюлоза, их смеси и тому подобное. Полидекстроза является предпочтительным сахарозаменителем или наполнителем для изготовления выпечки с пониженной калорийностью. Примерные количества замены могут быть по меньшей мере приблизительно 25% по весу, например, по меньшей мере, приблизительно 40% по весу, предпочтительно от приблизительно 50% по весу до приблизительно 75% по весу, от исходного содержания твердых сахаров.
В вариантах осуществления изобретения количество обычного сахарозаменителя, обычного наполнителя или обычного заменителя муки, такой как полидекстроза, может составлять от приблизительно 10% по весу до приблизительно 35% по весу, например от приблизительно 15% по весу до приблизительно 25% по весу в пересчете на вес теста, не считая веса включений.
Содержание влаги в тесте должно быть достаточным, чтобы обеспечить нужную консистенцию, чтобы обеспечить правильное формирования, обработки и резку теста. Общее содержание влаги в тесте будет включать в себя любое водное включение как отдельно добавленный ингредиент, а также влагу из муки (которая обычно содержит от приблизительно 12% до приблизительно 14% по весу влаги), содержание влаги в любом наполнителе или заменителе муки, таких как ингредиенты типа III с устойчивым крахмалом, и содержание влаги в других добавках теста, которые включены в композицию, таких как кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, инвертный сироп или другие жидкие увлажнители.
Принимая во внимание все источники влаги в тесте или жидком тесте, в том числе отдельно добавленную воду, общее возможное содержание влаги теста или жидкого теста, как правило, составляет менее чем приблизительно 50% по весу, предпочтительно менее чем приблизительно 35% по весу, в пересчете на массу теста или жидкого теста, не считая веса включений. Например, используемое тесто для печенья, может иметь содержание влаги менее чем приблизительно 30% по весу, обычно от приблизительно 10% по весу до приблизительно 20% по весу в пересчете на вес теста, не считая веса включений.
Маслянистые композиции, которые могут быть использованы для получения теста и выпечки по настоящему изобретению, могут включать любой известный шортенинг или жировые смеси или композиции, полезные для выпеченных изделий, такие как масло, и они могут содержать обычные пищевые эмульгаторы. Растительные масла, лярд, рыбий жир и их смеси, фракционированные, частично гидрогенизированные, и/или переэтерифицированные, являются примерами шортенингов или жиров, которые могут быть использованы в настоящем изобретении. Также могут быть использованы съедобные пониженно- или низкокалорийные, частично усваиваемые или не усваиваемые жиры, жир-заменители или синтетические жиры, такие как полиэфиры сахарозы или ТАГ, совместимые с процессом. Смеси твердых и мягких жиров или шортенингов и растительные масла могут быть использованы для достижения желаемой консистенции или профиля плавления масляной композиции. Примеры съедобных триглицеридов, которые могут быть использованы для получения маслянистой композиции для применения в настоящем изобретении, включают природные триглицериды, полученные из растительных источников, такие как соевое масло, пальмоядровое масло, пальмовое масло, рапсовое масло, сафлоровое масло, кунжутное масло, подсолнечное масло и их смеси. Также могут быть использованы рыбьи жиры и животные масла, такие как жир сардины жир менхадена, жир бабассу, лярд и животный жир. Синтетические триглицериды, а также природные триглицериды жирных кислот также могут быть использованы для получения маслянистой композиции. Жирные кислоты могут иметь длину цепи от 8 до 24 атомов углерода. Могут быть использованы твердые или полутвердые при комнатных температурах шортенинги или жиры, например, приблизительно от 24°C до приблизительно 35°C (приблизительно 75°F до приблизительно 95°F). Предпочтительные масляные композиции включают соевое масло. В вариантах, тесто может включать до приблизительно 30% по весу, например от приблизительно 5% по весу до приблизительно 25% по весу по меньшей мере одного масла или жира, в пересчете на массу теста.
Выпечка, которая может быть получена в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, включает хлебобулочные изделия с пониженной калорийностью, которые также являются изделиями с пониженным содержанием жира, низким содержанием жира или вообще обезжиренными продуктами. Как используется здесь, пищевой продукт с пониженным содержанием жира - это продукт, имеющий содержание жира по меньшей мере на 25% по весу ниже, чем стандартный или обычный продукт. Продукт с низким содержанием жира имеет содержание жира менее чем или равное трем граммам жира по ориентировочному количеству или согласно указанному на этикетке. Тем не менее, при небольших ориентировочных количествах (то есть ориентировочных количествах 30 г или менее, или две столовые ложки или меньше), продукт с низким содержанием жира имеет содержание жира менее чем или равно 3 г на 50 г продукта. Обезжиренный продукт имеет содержание жира менее чем 0,5 г жира по ориентировочному количеству или согласно указанному на этикетке. Для бутербродных крекеров, таких как соленые крекеры, ориентировочное количество составляет 15 г. Для закусочных крекеров и печенья ориентировочное количество составляет 30 г. Таким образом, содержание жира в крекерах или печенье с низким содержанием жира меньше или равно 3 грамма жира на 50 грамм или меньше или равно приблизительно 6% жира в пересчете на общий вес конечного продукта. Обезжиренные бутербродные крекеры будут иметь содержание жира менее 0,5 г на 15 г или менее чем приблизительно 3,33%, в пересчете на вес конечного продукта.
В дополнение к вышеизложенному, тесто может содержать другие добавки, обычно используемые в крекерах и печенье. Такие добавки могут включать, например, молочные и яичные субпродукты, яйца, какао, ваниль или другие вкусовые добавки в обычных количествах.
Источник белка, который является подходящим для включения в хлебобулочные изделия, может быть включен в тесто для стимулирования потемнения Майяра. Источник белка может включать обезжиренное сухое молоко, сухие яйца или яичный порошок, их смеси и тому подобное. Количество источника белка может быть, например, в диапазоне до приблизительно 5% по весу в пересчете на вес теста, не считая веса включений.
Тестовые композиции могут содержать приблизительно до 5% по весу разрыхлителей в пересчете на вес теста, не считая включений. Примерами разрыхлителей или регулирующих рН агентов, которые могут быть использованы, включают щелочные материалы и кислотные вещества, такие как бикарбонат натрия, бикарбонат аммония, кислый фосфат кальция, кислый пирофосфат натрия, диаммонийфосфат, винную кислоту, их смеси и тому подобное. Дрожжи могут быть использованы отдельно или в сочетании с химическими разрыхлителями.
Используемое тесто может включать в себя антимикотик или консерванты, такие как пропионат кальция, сорбат калия, сорбиновая кислота и тому подобное. Примерные количества для обеспечения микробной стабильности хранении, могут находиться в интервале приблизительно до 1% от массы теста, не считая веса включений.
Эмульгаторы могут быть включены в тесто в эффективных, эмульгирующих количествах. Примеры эмульгаторов, которые могут быть использованы, включают моно- и диглицериды, сложные эфиры полиоксиэтиленсорбитана и жирных кислот, лецитин, стеароил лактилаты и их смеси. Примерами сложных эфиров полиоксиэтиленсорбитана и жирной кислоты, которые могут быть использованы, являются водорастворимые полисорбаты, такие как полиоксиэтилен (20) сорбитан моностеарат (полисорбат 60), полиоксиэтилен (20) сорбитан моноолеат (полисорбат 80), а также их смеси. Примеры природных лецитинов, которые могут быть использованы, включают полученные из растений, таких как соя, рапс, подсолнечник, кукуруза, а также те, которые получены из животных источников, таких как яичный желток. Предпочтителен лецитин, полученный из соевого масла. Примерами стеароил лактилатов являются щелочные и щелочноземельные стеароил лактилаты, такие как стеароиллактилат натрия, кальция стеароил лактилат и их смеси. Примерные количества эмульгатора, который можно использовать, находятся в диапазоне до приблизительно 3% по весу теста, не считая веса включений.
Производство теста может быть выполнено с использованием традиционных тестомесильных методов и оборудования, используемые в производстве теста для печенья и крекеров.
В то время как время и температура выпечка будет изменяться для различных видов теста или жидкого теста, типов печей, и т.д., в общем, коммерческое время выпечки печенья, пирожных и тортов может варьироваться от приблизительно 2,5 минут до приблизительно 15 минут, и температура выпечки может составлять приблизительно от 121°С (250°F) до приблизительно 315°C (600°F).
Хлебобулочные изделия могут иметь относительное давление пара («активность воды») менее чем приблизительно 0,7, предпочтительно менее чем приблизительно 0,6; для микробной стабильности без консервантов при хранении. Печенье, брауни и торты обычно имеют содержание влаги менее чем приблизительно 20% по весу, например, от приблизительно 2% по весу до приблизительно 9% по весу для печенья, на основе веса готового продукта, без учета включений.
Например, в вариантах осуществления изобретения, тесто для изготовления пригодных для длительного хранения крекеров или печенья, такие как крекер из муки грубого помола, может включать в себя от приблизительно 40% по весу до приблизительно 65% по весу стабилизированной цельнозерновой пшеничной муки, от приблизительно 15% по весу до приблизительно 25% по весу по меньшей мере одного сахара, такого как сахароза, от приблизительно 5% по весу до приблизительно 25% по весу по меньшей мере одного масла или жира, такого как растительное масло или шортенинг, от приблизительно 0% по весу до приблизительно 10% по весу по крайней мере, одного сахара в качестве увлажнителя, такого как кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и мед, от приблизительно 0% по весу до приблизительно 1% по весу источника белка, такого как обезжиренное сухое молок, от приблизительно 0% по весу до приблизительно 1% по весу вкусовой добавки, например, соли, от приблизительно 0,5% по весу до приблизительно 1,5% по весу разрыхлителя, такого как бикарбонат аммония и бикарбоната натрия и от приблизительно 8% по весу до приблизительно 20% от массы добавленной воды, где каждый массовый процент дан в расчете на вес теста, при этом проценты добавляются до общего количества 100% по весу.
Компоненты отрубей и зародышей и свойства муки
Термообработка компонента или фракции молотых отрубей и зародышей в производстве цельнозерновой стабилизированной муки обеспечивает стабилизированные компоненты или фракции молотых отрубей или зародышей и цельнозерновую муку с:
а) повышенной превосходной свежестью как измерено с помощью свободных жирных кислот (СЖК) и/или гексаналя, образованного в компонентах или фракциях молотых отрубей и зародышей или муки при хранении,
б) улучшенными сенсорными свойствами, такими как снижение пшеничного и сенного вкуса, снижение зернистости и повышение сладкого, маслянистого, орехового, карамелизированного, пропеченного вкуса, и
в) повышенной микробной устойчивостью, что измерено количеством спор,
каждый пункт взят в сравнении с компонентами или фракциями молотых отрубей и зародышей и цельнозерновой муки, произведенных без высокой температуры, низкой влажной термической обработке и вентиляции.
В вариантах, стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука может проявлять неожиданно низкое содержание гексаналя менее чем приблизительно 200 м.д., предпочтительно менее чем приблизительно 100 м.д., наиболее предпочтительно менее чем приблизительно 10 м.д. после 1 мес ускоренного хранения при 95°C, в пересчете на вес стабилизированной цельнозерновой муки.
Кроме того, в вариантах осуществления, пшеничный вкус и зернистая текстурой могут быть уменьшены, и сладкий, маслянистый, ореховый, пропеченный, карамельный вкус может быть увеличен по сравнению с контролем, произведенным без высокой температуры, термообработки при низкой влажности и продувки, по меньшей мере 3%, например по меньшей мере 5%, предпочтительно по меньшей мере 7%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 10%, в расчете на основании сенсорной оценки экспертной дегустационной комиссии с использованием оценки или шкалы от 1 до 100. где оценка 1 имеет самую низкую интенсивность, и оценка 100 имеет наибольшую интенсивность пшеничного вкуса или зернистой текстуры, или сладкого орехового, маслянистого, пропеченного или карамельного вкуса. Процент снижения или процент увеличения или оценка может зависеть от условий обработки, таких как исходная влажность компонента отрубей и зародышей, температура термообработки и степень удаления влаги и вентиляции.
Сенсорные свойства выпеченной продукции
Кроме того, хлебобулочные изделия, такие, как печенье, полученные с использованием термообработанного компонента или фракции отрубей или зародышей и содержащей их стабилизированной цельнозерновой муки, показали значительное продолжающееся снижение пшеничного вкуса и зернистой структуры, и значительно повышенное проявления сладкого, орехового, маслянистого, пропеченного или карамельный вкуса и сохранение и других сенсорных свойств, такие как послевкусие, по сравнению хлебобулочными изделиями или контрольными образцами, содержащими тот же самый состав, но сделанными из цельнозерновой муки, полученной без тепловой обработки при высокой температуре и низкой влажности и вентиляции.
Например, в вариантах, сенсорные свойства выпечки, такие как положительные сенсорные свойства сладкого, орехового, маслянистого, пропеченного или карамельного вкуса для печенья или крекеров из муки грубого помола, могут быть повышены, и негативные сенсорные свойства пшеничного вкуса и зернистой текстуры могут быть понижены, по сравнению с контролем, полученным без тепловой обработки при высокой температуре и низкой влажности, по меньшей мере на 3%, например, по меньшей мере 5%, предпочтительно по меньшей мере 7%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 10% в пересчете на сенсорной оценки экспертной дегустационной комиссии с использованием шкалы от 1 до 100, где оценка 1 имеет самую низкую интенсивность, и оценка 100 имеет наибольшую интенсивность пшеничного вкуса или зернистой текстуры, или сладкого орехового, маслянистого, пропеченного или карамельного вкуса и т.д. Процент снижения или процент увеличения или оценка может зависеть от условий обработки, таких как исходная влажность компонента отрубей и зародышей, температура термообработки и степень удаления влаги и вентиляции летучих компонентов.
Кроме того, в вариантах осуществления, хлебобулочные изделия, такие как печенье, произведенные их термообработанного компонента или фракции молотых отрубей и зародышей и содержащей их стабилизированной цельнозерновой муки, может иметь оценку, превышающую 29,5 для положительного свойства орехового привкуса, на основании шкалы от 1 до 100, в зависимости от условий обработки, таких как содержание влаги и температуры, по сравнению с контрольной оценкой менее 29 для контрольного образца из цельнозерновой муки, полученного без стабилизирующей обработки или с помощью только стабилизации, без тепловой обработки при высокой температуре и низкой влажности и без вентиляции. Кроме того, на основе шкалы от 1 до 100, выпеченные изделия могут иметь оценку положительных сенсорных свойств маслянистого вкуса больше 20, пропеченного вкуса больше 38, сладкого вкуса больше 22,5, и коричневого цвет больше чем 37, и оценку отрицательных сенсорных свойств пшеничного вкуса менее 34 и сухости менее 56,5.
Примерные сенсорные свойства, которые могут быть оценены для демонстрации аналогичных усовершенствований включают в себя такие категории как вкус, внешний вид, прикосновения руки, текстуры/ощущения во рту, вкус, послевкусие/постэффект. Примеры конкретных сенсорных свойств в пределах этих категорий, которые могут быть оценены, следующие:
а) вкус: сладкий, ореховый, масляный, пшеничный, выпеченный, кукурузный;
б) Внешний вид: Коричневый цвет, цвет края, и противоположные контрастные свойства;
в) Прикосновение: Крошки, шероховатость поверхности, и маслянистость;
d) Текстура/Ощущения во рту: Твердость первого укуса, рассыпчатость, сухость, хруст, скорость растворения, заметные частицы, прилипает к зубам, обволакивает рот;
e) Вкус: Общий, соленый, сладкий, пшеничный, ореховый, масляный, кукурузный, выпеченный и масляно-сладкий; и
е) Послевкусие/постэффект: масляный, пшеничный, прилипает к зубам, сушит рот, сладкий, горький, кукурузный, обволакивает рот, слюнотечение, и протяженность вкуса.
Настоящее изобретение будет проиллюстрировано следующими не ограничивающими примерами, где все части, проценты и соотношения приведены по весу, все температуры даны в °C, а все температуры атмосферны, если не указано иное:
Пример 1
Часть А. Получение обработанных теплом при низком давлении и вентиляции компонентов отрубей и зародышей
В данном примере компоненты или фракции молотых отрубей и зародышей подвергали различным уровням гидратирования и подвергают тепловой обработке при различных температурах при низком давлении в подающем и смешивающем устройстве с вентиляцией, и определяли содержание влаги после термообработки. Обработанные компоненты или фракции отрубей или зародышей смешивали с фракцией эндосперма для получения цельнозерновой муки и содержание влаги и липазы деятельности определяли по сравнению с контролем.
Компоненты и фракции молотых отрубей и зародышей, имеющие начальное содержание влаги приблизительно 8,29% по весу, гидратируют до 16,29% по весу и приблизительно 26,29% по весу влажности в смесителе Hobart (200-Т, Трой, штат Огайо) путем распыления воды в смеситель во время смешивания при малой скорости. После завершения добавления воды, смешивание продолжают в течение приблизительно 5 минут.
Объемный питатель Acrison с лентой шнека 5 см (2ʺ) (питатель Acrison модели 10152-Н) использовали для поддержания средней номинальной скорости подачи материала в Верех Turbulizer (Turbulizer Модель TCJS-8) в 6,71 кг/ч. Конфигурация лопастей Turbulizer была настроена так: первые 12 лопастей вперед на 45°, следующие 20 лопастей назад на 45°, а последние 8 лопастей были плоскими или горизонтальными, как показано в таблице 1:
Скорость вращения ротора Turbulizer была установлена до 1420 оборотов в минуту. Отруби и зародыши могли иметь 4-минутное удерживание в Turbulizer согласно приведенной выше настройке.
Пар впрыскивается непосредственно в Turbulizer через полый вал с тремя полыми лопастями. Пар генерируется путем нагревания воды с согревающим паром в кожухе под давлением 0,4 МПа (60 фунтов на квадратный дюйм), расход воды 2,15 кг/ч при давлении в баке для воды 0,3 МПа (50 фунтов на квадратный дюйм), а обратное давление пара составляло 0,1 МПа (20 фунтов на квадратный дюйм). Turbulizer нагревали с согревающим горячим маслом, которое было предоставлено через насос Mokon, работающий со скоростью 35 оборотов в минуту и давлением горячего масла 0,128 МПа (18,5 фунтов на квадратный дюйм). Во время тестирования температуры согревания находились в диапазоне от 179°C до 221°C (355°F до 430°F).
Обработанные в Turbulizer отруби и зародыши был перемещены в запечатанное пластмассовое ведро 45 кг (100 фунтов), имеющее соединенную с верхней частью ведра вакуумную трубу. Это помогло извлечь летучий пшеничный привкус и часть конденсата.
Часть В: Характеристики цельнозерновой муки и отрубей и зародышей
После тепловой обработки при низком давлении в Верех Turbulizer, термообработанные компоненты или фракции отрубей и зародышей объединяют с остальными фракциями муки (мука драных систем + мука размольных систем) или эндоспермом в соотношении 32/68 для образования цельнозерновой муки.
Содержание влаги цельнозерновой муки и компонентов или фракций термообработанный отрубей и зародышей были определены в соответствии с методом ААСС 44-15А. Активность извлекаемой липазы определяли для каждой муки. В таблице 2 приведены характеристики цельнозерновой муки: (1) Содержание влаги компонента или фракции отрубей и зародышей, (2) содержание влаги в цельнозерновой муке, (3) общая активность липазы в пшеничной муке, и (4) температура обработки:
Как показано в таблице 2, содержание влаги в теплообработанных в аппарате Верех компонентов или фракций отрубей или зародышей на пробегах от 1 до 4 (отруби и зародыши гидратируют до приблизительно 16% или 26% от содержания влаги по весу до процесса термообработки Верех) было значительно снижено, и значительно ниже (конечное содержание влаги в пределах от приблизительно 2 до приблизительно 4% по весу) по сравнению с содержанием влаги в необработанных отрубях и зародышах (8,29% по весу). Тем не менее, у полученной муки из цельного зерна содержание влаги по-прежнему близко к содержанию влаги в необработанной цельнозерновой муке и коммерческой цельнозерновой муке. Самый высокий уровень гидратации составлял 22.87% по весу до 24,19% по весу влаги при вентиляции в зависимости от температуры кожуха, в то время как нижний уровень гидратации составлял 13,21% по весу до 14.11% по весу влаги при вентиляции.
Обработка отрубей и зародышей на аппарате Верех приводит к уменьшению рекомбинированной активности липазы у муки из цельного зерна (от 471,44 ед/г до 80,89 ед/г до 180,41 ед/г), с самой высокой температурой кожуха(221°C) ((430°F)), что снижает активность липазы до 80,89 ед/г. По сравнению с активностью липазы коммерческой муки из цельного зерна (164,40 ед/г), процесс тепловой обработки компонентов или фракций отрубей и зародышей в данном примере может привести к снижению активности липазы, стабилизируя цельнозерновую муку.
Метод, используемый для определения липазы, следующий:
Метод определения активности липазы:
Активность извлекаемой липазы определяли для каждой муки. Метод, используемый для определения липазы состоит в следующем.
A. Аппарат
1.1 TD-700 Флуорометр (Turner Design) с фильтрами Em 442 и Ех 300 нм
1.2 Аналитические весы (±0,0001)
1.3 Пипетки Pipetman, 10 мкл, 50 мкл и 5000 мкл и наконечники для каждой
1.4 20 мл стеклянные сцинтилляционные флаконы с крышками (VWR №66022-060)
1.5 мл 50 центрифужные пробирки (VWR №20170-170)
1.6 Холодильная центрифуга (Beckman Allegra X15R)
1,7 25 и 1000 мл мерная колба с пробкой
1.8 1500 мл стакан
1.9 Якоря магнитной мешалки
1.10 Вихревая мешалка
1.11 Одноразовые кюветы, 4,5 мл (VWR №58017-875)
1.12 Крышки для одноразовых кювет (VWR №24775-083)
1.13 Изолированный охладитель на льду (VWR №35751-046)
1.14 Шейкер/рокер (VWR №14003-580)
1.15 Таймер
B. Реагенты
1. Деионизированная вода
2. 4-метилумбеллиферилгептаноат (4-MUH) (Sigma №М2514)
3. 2-метоксиэтанол (Fluka №64719)
4. Гидрохлорид Trizma (Sigma №Т-5941)
5. 1 N гидроксид натрия (Fisher №SS266)
6. Лед
C. Растворы
1. Аналитический буфер (0,2 М трис-HCl, рН 7,4)
- Взвесить 31,52 г Trizma гидрохлорида (В-5) в 1500-мл стакан (А-8)
- Добавить приблизительно 900 мл деионизированной воды, добавить мешалку, растворить
- Отрегулировать рН до 7,4 с помощью 1 н гидроксида натрия
- Перелить в 1000 мл мерную колбу (А-7) и довести до объема деионизированной водой
2. Субстрат маточного раствора (0,5% 4-СГА в 2-метоксиэтанол, вес/объем)
- Взвесить от 0,0720 до 0,0725 г 4-метилумбеллиферилгептаноата (В-2) в 20 мл флакон (А-4)
- Добавить 15 мл 2-метоксиэтанола (В-3) во флакон
- Смешать, чтобы растворился порошок
- Хранить при комнатной температуре и выбросить после одной недели
3. Рабочий раствор субстрата (0,03% 4-СГА (вес/объем) в 6% 2-метоксиэтаноле (об/об) водный раствор)
- Взять 1,5 мл аликвоты от маточного раствора субстрата (С-2) и перенести пипеткой в 25 мл мерную колбу (А-7)
- Развести до объема дистиллированной водой
- Тщательно перемешать.
- Смешать свежий субстрат рабочего раствора из заготовки для субстрата (С-2) для каждого теста.
4. Смесь лед/вода (ледяная баня)
Поместить лед в изолированный охладитель (А-13) и добавить приблизительно половину объема холодной воды
5. Раствор образца муки
- Предварительного охладить буфер для анализа (С-1) на ледяной бане (С-4)
- Взвесить 0,1 г образца (как можно ближе к 0,1000 г) в 50 мл центрифужную пробирку (А-5)
- Добавить 20 мл охлажденного буфера для анализа (С-1)
- Смешать до растворения
- Поместить трубку горизонтально на ледяной бане и медленно встряхивать на шейкере (А-14) (установка скорости №2, 16 ход/мин) в течение 30 мин
- Центрифугировать образцы при 4750 оборотах в минуту (А-6), 5°C в течение 10 минут
- Использовать супернатант для анализа
D. Калибровка Флуорометр (См. Руководство по калибровке TD-700, раздел «Multi-Optional, Raw Fluorescence Procedure)))
- Включить флуорометр (ждать, пока не появится главный экран)
- Нажать кнопку <ENT> на экране «НОМЕ» для перехода на вкладку «Setup&Cal»
- Выбрать №2 для калибровки
- Поместить кювету, содержащую 3000 мкл буфера для анализа (С-1, комнатная температура) в пробоотборную камеру
- Нажать кнопку <ENT>
- Нажать кнопку №1 для ОК для «Set Sample» = 100 (установка по умолчанию 100, следует подождать, пока фактор чувствительности не будет установлен, показания должны быть приблизительно 100)
- Нажать кнопку <ENT>
- Нажать №9 для выбора опции «No Subtract Blank« (возвращение к главному экрану)
Е. Тестирование образца
- Предварительно пометить кюветы (А-11) соответствующими ID образцов
- Добавить 10 мкл рабочего раствора субстрата (С-3) в кювету, ранее использованную для калибровки прибора (D-3) в качестве настроечной
- Закрыть (А-12) и перевернуть 5 раз для перемешивания
- Поместить кювету в отделении проб флуорометра (А-1)
- Включить таймер сразу же после закрытия крышки на флуорометра и записать
- показания интенсивности флуоресценции (FI) в следующих интервалах: 0,5, 1, 2, 3, 4, и 5 мин Удалить кювету из отделения для образцов флуорометра
- Переместить пипеткой 2950 мкл буфера для анализа (С-1, при комнатной температуре) в первую заранее помеченную кювету с образцом (Е-1)
- Переместить пипеткой 50 мкл раствор супернатанта первого извлеченного образца муки (С-5)
- Добавить 10 мкл субстрата рабочего раствора (С-3)
- Повторить шаги Е-3 через Е-6 для всех последующих образцов немедленно
F. Расчеты
- Построить график значений FI относительно времени инкубации для каждого образца в виде реакционной кривой
- Определить уклон (ΔFI/мин), используя наименьший регресс в таблице Excel на кривой реакции
- Нормализовать ΔFI/мин по весу образца для 0,1000 г следующим образом:
- Нормированная ΔFI/мин = Наклон × (0,1000 г/вес образца г)
- Составить отчет активность липазы, как ΔFI/мин/0,1 г
Пример 2
Функция выпечки цельнозерновой муки после тепловой, влагоизвлекающей и вентилирующей обработки на аппарате Верех
В этом примере функция выпечки из цельнозерновой муки, полученной после термообработки при низком давлении с использованием термообработанных с помощью аппарата Верех Turbulizer компонентов или фракций отрубей и зародышей, подвергнутых вентиляции, как в примере I, сравнивается с функцией выпечки из неочищенной цельнозерновой муки. Виды цельнозерновой муки с натуральными пропорциями отрубей, зародыша и эндосперма, приведены в таблице 2 примера 1. Тест-способ выпечки печенья, который используется для оценки функциональности выпечки из цельнозерновой муки - это тест-способ выпечки печенья ААСС 10-53.
Способность удержания растворителя (СУР) служит в качестве практического теста для контроля функции специфических компонентов муки, таких как количество поврежденного крахмала. Метод анализа СУР является методом ААСС 56-10, адаптированным и измененным в соответствии со следующей процедурой:
Материалы:
- 50 мл центрифужные пробирки + колпачки
- 5% по весу растворитель соды
- Центрифуга (IEC, Centra GP8, 269 ротор, 2130 оборотов в минуту)
Процедура:
1. Взвесить 50 мл центрифужные пробирки + колпачки (для специальных пробирок взвесить кольцевые уплотнения)
2. Взвесить и добавить 5,00 г отрубно-зародышевой смеси в каждую пробирку (определить содержание влаги в смеси)
3. Добавить 25 г растворителя (предварительно взвешенных аликвот растворителя) в каждую пробирку
4. Позволить пропитываться в течение 20 мин, встряхивая каждые 5 мин (5, 10, 15, 20)
5. Центрифугировать в течение 15 мин при 1000xg
6. Слить супернатант и сушить 5 мин под углом 45 и 5 мин под углом 90
7. Вернуть крышку и взвесить осадок
8. Рассчитать:
Тест-способ выпечки печенья ААКК 10-53
Тест-способ выпечки печенья ААКК 10-53 был разработан в компании Nabisco Biscuit для оценки функциональности ингредиентов и прогнозируемой корреляции между сенсорным и механическим анализами текстуры (механические анализы текстуры являются трехточечным анализом гибкости и анализом на пробой, которые проводятся на анализаторе текстуры ТАХТ2). Данный тест является улучшенным тестом ААСС 10-52 («Sugar-Snap Cookie Test Baking Method»), подтвержденным в лаборатории USDA Soft Wheat Quality Lab (Вустер, штат Огайо). Тест ААКК 10-53 был принят в качестве официального метода Американской ассоциации специалистов по химии зерна после совместного тестирования Комиссией по качеству мягкой пшеницы в 1992 году. Состав оборудования, состав теста печенья, процедура смешивания, процедура выпечки, процедуры измерения и т.д., используемые в тесте:
Оборудование
Анализатор влажности, одноразовые емкости для образцов для определения влажности муки.
Цифровой термометр (Омега модель 872А) с термопарой
Смеситель С-100 Hobart с емкостью для смешивания на три кварты и лопастями.
Стандартная духовка для тест-выпечки.
Алюминиевые противни для выпечки 26 см ширины × 30 см длины с двумя калибровочными разделителями 12 мм ширины × 30 см длины × 7 мм высоты
Тесторезка для формования печенья(60 мм внутренний диаметр).
Скалка с покрытием (линии покрытия проходят по длине скалки).
Шпатели, пергамент для выпечки, алюминиевая фольга, пластиковые стаканы
ТА-ХТ2 анализатор текстуры ** Дополнительный тест на реологические свойства теста ** - специальные размеры поддона: ширина 10 см, длина 10,5 см, высота 3,2 см
Одна партия стандартной основы ААКК 10-53 для изготовления четырех тест-печений
Этап 1
Обезжиренное сухое молоко
2,25 г
Соль
2,81 г
Бикарбонат натрия
2,25 г
Растительный шортенинг (Sans Trans 39, Cargill)
90,00 г
Этап-2
Бикарбонат аммония
1,13 г
Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы; 42% фруктозы, 71% сухого вещества
3,38 г
Вода*
49,50 г
Этап-3
Мука (13% влажности)
225,00 г
Измерить содержание влаги в муке на каждый день выпечки; регулировать уровни муки и воды, чтобы компенсировать отклонения от 13% влажности
Записать содержание влаги в муке и вставить в FM в уравнение для расчета фактического веса муки в партии
 Фактический муки вес (г) = 87/(100-ФМ) * 225 г
Записать фактический вес муки в партии и вставить как AFW в уравнение для расчета фактического веса добавленной воды на замес
 Фактическое добавление воды (г) = 49,5 г + 225 - AFW * 225 г
Общая процедура смешивания:
Этап-1: смешать сухие ингредиенты (сухое обезжиренное молоко, соль, бикарбонат, сахар)
Добавить жир
Смешать в миксере Хобарта 3 минуты на низкой скорости; очистить лопасть и стороны чаши после каждой минуты смешивания.
Стадия 2: растворить бикарбонат аммония в воде; добавить кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы.
Добавить к общему раствору, полученному на этапе-1;
Смешать 1 мин при низкой скорости, очищая чашу и лопасть после каждых 30 сек.
Смешать 2 мин при средней скорости, очищая чашу и лопасть после каждых 30 сек.
Этап-3: Добавить муку в жидкую смесь за 3 раза. Смешать 2 минуты при низкой скорости, очищая чашу и лопасть после каждых 30 сек.
Определение времени выпекания:
Время выпекания определяется как время, необходимое для получения потери веса 13,85% при выпекании композиции при 204°C (400°F).
Для измерения времени выпекания:
Выпечь основу при 204°C (400°F) в течение 10, 11, 12, 13 мин, для некоторых образцов цельнозерновой муки до 16 минут, взвесить противень + печенье после каждого минутного интервала.
Построить график % потери веса во время выпекания от времени выпекания в минутах.
Интерполировать время выпекания, необходимое для достижения 13,58% потери веса.
Технические характеристики выпечки:
Предварительно нагреть духовку до 202°C (400°F).
Записать вес холодного противня с печеньем.
Поместить противень с печеньем в духовку на стандартное время выпекания; записать вес горячего противня.
Процедура подготовки 4 заготовок теста для выпекания тест-печенья:
Подготовить четыре кусочка теста по 60 г и разместить их на противне с минимальной деформацией. Разместить скалку поперек калибровочных разделителей противня, позволяя весу скалки прижать куски теста без применения дополнительной сжимающей силы. Поднять скалку, поместить на калибровочные разделители в конце противня к прокатить один раз от себя. Вырезать печенье 60 мм резаком и осторожно убрать остатки теста небольшой лопаткой. Держать резак прямо, чтобы избежать искажений но горизонтали.
Записать вес заготовки теста и противня.
Поместить заготовки теста и противень в духовку в направлении раскатывания на противень. Выпекать печенье при 400°F в течение заданного времени выпекания.
Взвесить противень с выпечкой на нем сразу же после удаления из духовки. Осторожно снять печенье с листа с плоской лопаточкой и выложить на пергамент в том же направлении, в котором они были раскатаны и выпечены.
Геометрические размеры (снятые после охлаждения печенья по меньшей мере в течение 30 минут):
Ширина диаметра перпендикулярно направлению раскатывания: Положите 4 печенья в один ряд так, чтобы линии от скалки были параллельны измерительной линейке. Запишите размер в см.
Длина диаметра параллельно раскатыванию: Поверните печенье на 90° так, чтобы линии от скалки были перпендикулярны измерительной линейке. Запишите размер в см.
Высота столбика: Сложите 4 печенья в столбик и поместите столбик боком между плоскими направляющими. Запишите высоту.
В таблице 3 показаны СУР и результаты выпекания для контроля и термообработанной при низком давлении с вентиляцией на аппарате Верех муки (с повторами) В таблице 3: (1) способность удержания мукой растворителя для следующих растворителей: воды, сахарозы, карбоната натрия и молочной кислоты, (2) ширина печенья, длина печенья и высота стопки, и 3) содержание влаги в печенье:
Как показано в таблице 3, цельнозерновая мука, содержащая обработанный при низком давлении и вентиляции на аппарате Верех компонент или фракцию отрубей или зародышей, демонстрируют хлебопекарные качества, аналогичные необработанной цельнозерновой муке. Термообработанная цельнозерновая мука имеет немного более высокие показатели поврежденного крахмала и поглощения воды, что измерено с помощью карбоната натрия СУР и СУР воды, по сравнению с необработанной цельнозерновой мукой. Неожиданно, увеличение в размерах печенья из цельнозерновой муки, содержащей обработанные отруби и зародыши, оказалось больше (от 31,73 см до 32,8 см в ширину и от 33,27 см до 32,37 см в длину), чем у контроля (31,05 см ширина и 31,7 см длина).
Пример 3
Сенсорная оценка и анализ вкуса 100% цельнозернового печенья, изготовленного из компонентов или фракций отрубей и зародышей, обработанных с помощью Верех Turbulizer низким давлением и вентилируемым нагревом
В данном примере целями являются: 1) оценка вкуса 100% цельнозернового печенья (Часть 1), изготовленного с помощью Верех Turbulizer низкого давления, компонентов или фракций отрубей и зародышей, обработанных горячим воздухом, как в примерах 1 и 2, и 2) проанализировать пшеничный привкус компонентов или фракций отрубей и зародышей пшеницы обработанных горячим воздухом в аппарате Верех Turbulizer низкого давления, как в примере 1 (Часть 2).
Часть 1 Сенсорный описательный анализ 100% цельнозернового печенья
Цельнозерновые продукты в целом обладают пшеничными или незрелыми, жирными, оксидированными травяными нотами вкуса, и зернистый вкус, и в целом меньше предпочитаются потребителями по сравнению с продуктами, изготовленными из белой муки. Сенсорная оценка используется для измерения разницы в вкусе и текстуре, полученной путем обработки низким давлением, горячим воздухом фракций к компонентов дробленых отрубей и зародышей пшеницы в цельнозерновой муке. Сенсорная оценка ищет положительное развитие вкуса и улучшенных текстурных свойств продукта. Объем влаги и температура процесса протестированы с целью показать эффекты, которые они оказывают на характеристики восприятия финального продукта, такого как тестовое печенье, приготовленное в примере 2. Печенья, изготовленные из цельнозерновой муки, из компонентов или фракций обработанных высокой температурой отрубей и зародышей, протестированы в сравнении с базовым печеньем, изготовленным из необработанной цельнозерновой смеси, в качестве контроля, так же как и образец, изготовленный в соответствии со стабилизированной цельнозерновой мукой, соответствующей коммерческому стандарту.
Цели потребительского научного теста:
Целями изучения были:
- профилировать воспринимаемые различия между печеньями, изготовленными из цельных зерен, которые варьируют по температуре и уровню влажности в процессе вентиляции Верех, и сравнить их с образцами, изготовленными из необработанной цельнозерновой муки и коммерческой, стабилизированной цельнозерновой муки.
Итоговые Результаты:
Из 39 атрибутов, использованных для описания образцов по всем модальностям (аромат, внешний вид, тактильные ощущения, наполнитель, текстура, послевкусие/постэффект), набор образцов демонстрировал статистические важные различия по 8 атрибутам: ореховый, ароматы выпечки и масла, коричневый цвет, жесткость первоначального укуса, хрусткость, сухая текстура и выделение слюны в послевкусии.
Тестированные образцы идентифицированы в таблице 4:
Тест:
Продукты были 4-недельного возраста.
Методология:
Описательная панель (n=8), обученная с помощью методологии Tragon QDA™, была использована для оценки сенсорных характеристик продуктов. Участники оценки были отобраны на основе остроты их сенсорного восприятия и описательной способности. Они разработали словарный запас для описания аромата, внешнего вида, вкуса, текстуры и послевкусия образцов после серии модерированных дискуссионных сессий.
Образцы были оценены участниками оценки индивидуально, с применением созданного ими словаря. Образцы были представлены слепым образом и со сбалансированным дизайном, с целью минимизации отклонения из-за порядка презентации. Каждый участник группы оценил все продукты по всем атрибутом четыре раза.
Данные были собраны с помощью веб-системы сбора данных Compusense (Compusense at Hand, Канада) и проанализированы с помощью программного обеспечения Tragon QDA™. Неструктурированная линейная шкала, использованная для оценки, была преобразована электронным путем в 100-балльную шкалу для анализа. Анализ вариантности (ANOVA) был применен к данным для каждого атрибута, чтобы определить, существуют ли статистически значимые различия между образцами. Если это так, минимальное значимое различие апостериорного теста Дункана было рассчитано и применено к конкретному параметру с целью определить, между какими образцами существовали различия (р<0,05).
Параметры и определения, используемые для оценки набора образцов
Сенсорные параметры, определение параметров и инструкции для судьи или участника оценки по осуществлению оценки сенсорных параметров приведены в Таблице 5:
Значения сенсорных параметров бисквитных образцов показаны в Таблице 6:
Результаты:
Было обнаружено несколько существенных различий между образцами во вкусе, внешнем виде и текстуре. С точки зрения запаха, образцы отличались в параметрах орехового, маслянистого вкуса и вкуса выпечки. Тестовые образцы с низкой влажностью/высокой температурой имели самые высокие значения параметров орехов и выпечки, значительно выше, чем низкотемпературные образцы и образец G3SWS в ореховом параметре, и выше, чем образцы с высокой влажностью/низкой температурой, восстановленный ЦЗ и G3SWS в параметре выпечки.
Все обработанные образцы имели повышенный масляный аромат, который участники оценки обозначили как вкус несвежего масла в лежалом печении, и он был значительно выше, чем у образца G3SWS.
С точки зрения внешнего вида, оба образца, обработанных высокой температурой были значительно темнее в коричневом цвете, чем все другие образцы.
С точки зрения текстуры, цельнозерновые образцы жестче, суше и плотнее. Эти образцы показали различия в жесткости первоначального укуса, хрусткости и сухости. С точки зрения жесткости первоначального укуса, образцы с высокой влажностью/низкой температурой и G3SWS были значительно жестче, чем образцы с высокой влажностью/высокой температурой, низкой влажностью/высокой температурой и восстановленный ЦЗ. Образцы, обработанные низкой температурой и образцы G3SWS оказались более хрустящими, чем ЦЗ восстановленный образец.
Три параметра хруста, жесткости первоначального укуса и сухости, были в значительной степени зависимы от температуры. Хруст снизился, когда температура возросла, жесткость первоначального укуса снизилась, когда температура возросла, и сухость возросла, когда температура возросла. Уровень Влажности не оказал значительного воздействия на эти три параметра. Как ореховый аромат, так и коричневый цвет во внешнем виде возрастали по мере роста температуры, и уровень влажности не оказал значительного воздействия на эти параметры. Количество заметных частиц возрастало по мере возрастания уровня влажности и температура не оказала заметного влияния на этот параметр.
Часть II: Анализ Вкуса 100% Цельнозернового печенья, Изготовленного из Компонентов или Фракций Обработанных с Помощью Верех Turbulizer Низким Давлением и Вентилируемым Нагревом Отрубей и Зародышей
Образец необработанных отрубей и зародышей (контрольный) и компонентов обработанных низким давлением и вентилируемым нагревом с помощью Верех Turbulizer отрубей и зародышей (Тест # 1, # 2, # 3 и # 4) были проанализированы с помощью динамического парофазного анализа GC-MS. Составные композиции были идентифицированы совпадениями MS библиотеки и уровни были нормализованы с помощью внутреннего стандарта.
Вентиляция летучих веществ во время стабилизации компонентов или фракций отрубей и зародышей снизило объем летучих компонентов, связанных с пшеничным вкусом. Обработка компонентов или фракций отрубей и зародышей при высокой температуре (177°C) ((350°F)), как правило, развивает тип соединений орехового вкуса тип соединений, которые могут исказить общий вкус ЦЗ хлебобулочных изделий. Развитие этих соединений орехового вкуса не зависело от условий стабилизации уровня влажности (8% и 18%).
Образцы компонентов обработанных с помощью Верех Turbulizer низким давлением и вентилируемым нагревом отрубей и зародышей показали самый низкий уровень связанных с пшеничным вкусом соединений, по сравнению с контрольным образцом нестабилизированных отрубей и зародышей. Уровни отклика для связанных с пшеничным вкусом соединений в диапазоне от приблизительно 50000 до приблизительно 125000 для образца # 1, от приблизительно 75000 до приблизительно 100000 для образца # 2, от приблизительно 50000 до приблизительно 140000 для образца # 3, от приблизительно 100000 до приблизительно 345000 для образца # 4, и от приблизительно 400000 до приблизительно 1300000 для контрольного образца. Это указывает на то, что вентиляция летучих соединений во время процесса нагрева при низком давлении с помощью Верех Turbulizer будет неожиданно снижать потенциальный перенос летучих соединений в цельнозерновую муку по сравнению с переносом летучих соединений для контрольного образца.
Связанные с пшеничным вкусом соединения оказались неожиданно ниже во всех образцах компонентов стабилизированных отрубей и зародышей по сравнению с контрольным образцом компонентов отрубей и зародышей (нестабилизированные отруби и зародышей). Уровень соединений, связанных с пшеничным вкусом, воспринимаемым на низком уровне как травянистый и зеленый, и жирный, прогорклый и картонный в крекерах снижается в компонентах или фракциях стабилизированных отрубей и зародышей.
Компоненты или фракции отрубей и зародышей в условиях обработки при высокой температуре (температура кожуха 221°C (430°F)) может исказить общий профиль вкуса выпечки из-за генерирования соединений, связанных с ореховым вкусом, таких как пиразин и диметилпиразин, в образцах # 2 и # 4.
Как показано на единственной фигуре, было обнаружено, что компоненты или фракции отрубей и зародышей в образцах # 1 и # 3, обработанных при температуре 179°C (355°F) (температура кожуха) способны генерировать меньше связанных с ореховым вкусом соединений по сравнению с компонентами или фракциями отрубей и зародышей 6 Образцах # 2 и # 4, обработанных при 221°C (430°F) (температура кожуха), но генсрация соединений орехового вкуса (пиразиновые в левой колонке, и диметил-пиразиновые в правой колонке) для каждого из образцов 1, 2, 3, 4 неожиданно превышает генерацию в необработанном контрольном образце.
Температура обработки отрубей и зародышей имеет значительное влияние на ореховый вкус и коричневый цвет печенья из 100% цельнозерновой муки. Уровень Влажности не оказывают существенного влияния на эти параметры. Вентиляция летучих соединений во время стабилизации отрубей и зародышей (В & G), снизила количество летучих соединений, связанных с пшеничным вкусом.
Пример 4
Часть А. Производство экструдированного термообработанного компонента отрубей и зародышей (б & G)
В этом примере, компонент или фракция молотых отрубей и зародышей подвергается экструзии при различных условиях процесса для получения экструдированного термообработанного компонента или фракции отрубей и зародышей с целью снижения потерь питательности цельнозерновой муки, снижения нарушение функция цельнозерновой муки и улучшения сенсорных параметров выпечки из цельнозерновой муки, изготовленной с экструдированным термообработанным компонентом или фракцией отрубей и зародышей. Варьирующие условия процесса включают уровень влажности в компоненте или фракции отрубей и зародышей, режим подачи компонента или фракции отрубей и зародышей, и скорость вращения винта, как показано в таблице 7.
Объемный питатель Acrison с лентой шнека 5 см (2ʺ) используется для получения другой скорость подачи (от 61,87 кг/ч до 150,57 кг/ч.) компонента отрубей или зародышей (12% влаги) в двухшнековый котел-экструдер (MPF-50 Mark II L/D 25:1), изготовленный Baker Perkins (Модель №7-1988)
Скорость подачи воды в барабан варьируется от 0,71 кг/ч до 11,48 кг/ч с прессованием водяным насосом (Bran Lubbe N-P31)). Шнеки вращаются с рабочей скоростью от 350 до 500 оборотов в минуту. После рабочего этапа, компонент отрубей и зародышей продавливают через головки экструдера для формирования экструдата отрубей и зародышей с помощью цепной экструзионной головки (Haensel Processing 2812). Экструдат нарезают и охлаждают в двух зонах по 3 м (10 футов) длинного сушильного шкафа (Radiations Systems). Во время каждого запуска записывается крутящий момент экструдера. Скорость сдвига и удельная механическая энергия (УМЭ) рассчитываются на основании условий конфигурации экструдера и условий процесса, как показано в таблице 8:
* УМЭ = (фактическая скорость вращения шнека/номинальная скорость вращения шнека)
* % крутящего момента (номинальная мощность двигателя/скорость подачи (кг/ч) = кВтч/кг.
* Скорость сдвига=((PI) * (диаметр ствола/диаметр шнека) * мин))/((диаметр шнека - диаметр основания)/2)
* Мощность двигателя экструдера: 40 HP * 0,746 = 30 кВт, диаметр барабана = 5 см (2ʺ); диаметр шнека = 4,78 см (1,880ʺ); диаметр основания = 2,858 см (1,125ʺ).
Часть В: Характеристики цельнозерновой муки и отрубей и зародышей
После экструзии при термической обработке, каждый экструдат отрубей и зародышей измельчали в мелкий порошок (85% через сито №70 по стандартам США) с помощью мельницы Bauermeister Gap Mill Model GM 40. Молотые отруби и зародыши рекомбинировали с остальными фракциями муки (мука драных систем + мука размольных систем) для образования цельнозерновой муки.
Всего распределение частиц по размерам зерен муки было определено с использованием аппарата Roto Тар. Метод применим к широкому разнообразию продуктов и ингредиентов, где необходимо применение равномерного механического воздействия для обеспечения точных и надежных результаты. Шейкер воспроизводит круговое движение и постукивание, используемые при просеве вручную. Метод был адаптирован из метода ACTA 10.0 Rotap Shaker со следующими изменениями и приспособлениями:
Метод распределения частиц по размеру в цельнозерновой муке
Используемые устройства:
1. Электрическое сито-шейкер Tyler RoTap для тестирования (Fisher Scientific) с автоматическим таймером.
2. Стандартные сита США №20, №35, №40, №50, №60, №80, №100, нижний сепараторный поддон и крышка
3. Весы с точностью до 0,1 г.
4. Щетки для чистки экранов.
5. Кремниевый агент для повышения текучести (Syloid №244, W.R. Grace & Co.)
Методику осуществления:
1. Использовать чистые, тщательно высушенные, тарированные сита.
2. Точно взвесить назначенный размер образца (+-0,1 г) в 250 мл или 400 мл стакан.
3. Тарировать соответствующие сита и нижний поддон по отдельности
4. Установить сита одно на другое и на шейкер, сито с самыми большими отверстиями должно находится сверху, и далее размещать их по ходу уменьшения отверстий, самое мелкое должно быть нижним. Поместить поддон под сита.
5. Поместить соответствующее количество образца из стакана в верхнее сито.
6. Накрыть сито крышкой, позиционировать плиту шейкера и оправу и опустить нажимную ручку.
7. Установить таймер на 5 минут
8. После завершения встряхивания, удалить сита из RoTap и тщательно взвесить каждое сито и поддон отдельно.
Используются следующие расчеты:
1. Использование одного сита
а. % От = (вес сита + материала) - Вес. сит X 100
мас. образца
б. % прошедшего = 100-% от
2. Использование трех сит или больше
a
Сито A (S), грубое, верх
b
Сито В (S), среднее, центр
c
Сито С (S), мелкое, низ
и т.д.
а
a
a
а. % От = (вес S + материала) - вес S × 100%
мас. образца
b
b
b
b % От = (вес S + материала) - вес S × 100%
мас. образца
с
c
c
с. % От = (вес S + материала) - вес S × 100%»
мас. образца
3. Количество добавленного к образцу кремниевого агента для повышения текучести должно быть вычтено из массы поддона до проведения расчетов.
4. Сумма процентных на всех экранах (плюс поддон) должна быть разно или приблизительно равна 100%
Содержание влаги в цельнозерновой муке и компоненте или фракции отрубей и зародышей определяют в соответствии со способом ААСС 44-15А. Зола определяется в соответствии с официальным способом АОАС 923.03 для измерения золы в муке, отрубях и зародышах. Активность экстрагируемой липазы в отрубях и зародышах определяли как в примере 1.
В таблице 9 приведены характеристики цельнозерновой муки: (1) влажность цельнозерновой муки, (2) содержание золы в цельнозерновой муке (3) влажность компонента или фракции отрубей и зародышей, (4) содержание золы в компоненте или фракции отрубей и зародышей (5) активность липазы в компоненте или фракции отрубей и зародышей, и (6) распределение частиц по размерам в компоненте или фракции отрубей и зародышей.
Таблица 9: Характеристики компонентов отрубей и зародышей и цельнозерновой муки после экструзии
Заключение и выводы
Содержание влаги в подвергшихся экструзионной обработке компонентах или фракциях отрубей и зародышей является высоким, когда скорость подачи воды высока (пробег №1, 2). Общее количество влаги в компонентах или фракциях отрубей и зародышей составило 24-26% для пробегов №1 и №2. Компоненты отрубей и зародышей пробегов №1 и №2 также имеют немного меньший размер частиц, чем контрольный компонент отрубей и зародышей G3SWS. Когда скорость подачи воды ниже (пробеги №3-6), содержание влаги в отрубях и зародышах перед процессом экструзии было значительно ниже (приблизительно на 3%-5%), по сравнению с содержанием влаги необработанных отрубей и зародышей (11,78%). Тем не менее, у полученной муки из цельного зерна содержание влаги по-прежнему близко к содержанию влаги в необработанной цельнозерновой муке и коммерческой цельнозерновой муке.
Экструзионная термообработка может уменьшить активность липазы (от 662 ед/г до отрицательного) для всех пробегов по сравнению с активностью липазы в коммерчески доступной цельнозерновой муке (164 Ед/г), что указывает на то, что экструзионная термообработка существенно стабилизирует компонент или фракцию отрубей и зародышей, и цельнозерновую муку, содержащую компонент или фракцию отрубей и зародышей.
Пример 5
Влияние экструзии на функциональность и питательных вещества цельнозерновой муки
В этом примере эффект экструзии цельнозерновой муки из экструдированного термообработанной компонента или фракции отрубей и зародышей из примера 4, определяется в терминах функциональности муки, содержания диетического волокна и витаминов Е, В1 и В2. Функциональность цельнозерновой пшеничной муки была протестирована с помощью теста способности удержания растворителя, описанного в примере 2, и метода модифицированной альвеографии. Применяемый метод модифицированной альвеографии:
Альфеография цельнозерновой муки
Назначение и область применения:
Этот метод используется для характеристики общего двухосного расширения цельнозерновой муки. Эта процедура применима только к цельнозерновой пшеничной муке.
Резюме:
Рассчитанное количество цельнозерновой муки смешивают с расчетным объемом 2,5% раствора хлорида натрия. Полученное тесто затем экструдируют, режут на небольшие заготовки и выдерживают при стабильной температуре. Заготовки затем сжимают, а потом накачивают воздухом до образования пузыря. Потом создается графическое представление необходимого для раздутия заготовок давления
Аппарат:
A. Водяная баня; предназначенная как для охлаждения, так и для нагревания е диапазоне 0,1 градус по Цельсию
B. Альвеограф компании Chopin
C. RCV4 калькулятор компании Chopin
D. Epson LX 810 принтер
E. Карты альвеографа
F. Флакон-капельница
G. Бутыль на 16 л
Реагенты:
A. 2,5% раствор хлорида натрия: 400 г NaCl/16000 мл деминерализованной H2O
B. Легкое минеральное масло (Fisher 0121-4)
Процедура:
Проверьте и запишите следующее:
1. Температура муки должна быть между 18-25°C.
2. Температура камеры смешивания должна быть 24,0+0,2°C
3. Температура камеры отдыха должна быть 25,0+0,2°C
4. Температура водяной бани должна быть между 19-22°C.
5. Температура в помещении: 21+/-1,4°C (70+/-2,5°F)
6. соленость воды: Должна быть между 2,4-2,6% NaCl.
7. Относительная влажность: Диапазон 65+15%
Процедура:
Б. Добавление воды:
1. Определить процент влаги в образце муки до 0,1%.
2. Адаптировать сигналы альвеографа следующим образом:
Замес: 14 мин
Замес + отдых: 34 мин.
3. Рассчитать муку и раствор хлорида натрия с использованием соответствующей таблицы Excel (прилагается), на основе % влаги в муке и желаемого % гидратации.
Примечание: Для предварительных экспериментов, можно использовать как 55%, так и 60% гидратацию для определения лучших условий испытания.
4. Заполните бюретки альфеографа до расчетного объема 2,5% раствором NaCl. Если бюретки переполнены, можно открыть кран и дать части раствора стечь. Для удаления остатков жидкости с кончика бюретки можно использовать салфетки Kimwipe. Раствор должен полностью вылиться из бюретки за приблизительно 20 секунд. Если объем раствора NaCl превышает вместимость бюретки альвеографа, объем должен быть точно измерен с помощью мерного цилиндра.
5. Взвесить рассчитанное количество муки (+/-0,5 г) и переложить в миску.
6. Запустить смеситель и таймер обратного отсчета. Добавить воду из бюретки в смесительную камеру с мукой.
7. В конце одной минуты (показания таймера 33 мин) остановить миксер и очистить миску, гарантируя, что вся мука пойдет в тесто. Нельзя тратить больше минуты на завершение этого шага. В конце одной минуты (показания таймера 32 мин), перезапустить миксер.
8. В это время при желании можно добавить масло (см. следующий раздел).
C. Добавление масла:
В течение 12 минут, оставшихся в период смешивания, все масло должно быть добавлено. Все капли должны сами вытечь из наконечника аппликатора, не касаясь поверхности. Бутылка масла должна удерживаться вертикально к поверхности добавления масла. Все масло должно быть распределено стальной лопаткой, кроме масла на ролике, нажимной крышке и пресс-пластине, масло на которых оператор должен нанести пластиковой лопаткой или пальцем. Используются следующие количества:
Экструзионный лист:
4 изначально; 2 между профилей
Лист отдыха:
5 капель на каждый лист
Защитный лист:
8 капель на область для каждой заготовки
Ролик:
5 капель равномерно
Пресс-пластина:
4 изначально; 2 между заготовками равномерно
Пресс-крышка:
2 изначально; 1 между заготовками равномерно
D. Экструзия:
1. После того как образец смешивают дополнительные 12 минут (показания таймера 20 мин), остановить миксер, изменить его направление, полностью открыть ворота экструзии и снова запустить двигатель. Направление смесительной лопасти теперь повернуто так, что тесто можно экструдировать через экструзионные ворота.
2. Очистить стенки смесителя, чтобы избежать прилипания теста к стенкам. После окончания закрыть крышку и продолжить.
3. Поместить смазанные листы экструзии под шнек в передней части зазора экструзии и позволить тесту вытекать на пластину.
4. Выдавить и отрезать первый 1 см (половина дюйма) теста. Эта часть может быть отброшена.
5. Выдавить тесто на экструзионную пластину. При этом подбирать бок заготовки так. чтобы очистить головки шнеков и держать переднюю часть теста перевернутой вверх. Избегать чрезмерного манипулирования тестом. Необходимо чтобы тесто выталкивалось естественно и не сбивалось комками.
6. Когда лист теста достигнет длины приблизительно 4,45 см (1 3/4ʺ), отрезать заготовку и перенести ее на лист раскатки. Вырезать и выдавить в общей сложности пять заготовок этой длины. Поместить по два на каждый сборный лист кроме третьего листа, на котором будет только одна заготовка из теста
E. Нарезка:
1. Нанесите тонкий слой минерального масла на резак, чтобы избежать прилипания теста к нему.
2. Используйте резак, чтобы вырезать куски теста. Вырезать их в том же порядке, в каком они были экструдированы.
3. Вырезанный кусок теста сразу перемещать на лист для отдыха. Затем поместить лист отдыха в камеру отдыха. Необходима особая осторожность, чтобы форма и толщина заготовок не изменялась во время переноса.
4. Оставить куски теста в покое до полного истечения 34 минут с момента начала приготовления теста.
F. Растяжение тестовых заготовок:
1. Перед использованием альвеографа он должен быть откалиброван. Используйте калибровальный наконечник, который поставляется вместе с машиной.
2. Поместите кусок теста в середине пресс-плиты, шнек на пресс-крышки, и поверните сборный пресс вниз. Необходимо сделать 2 полных оборота от начала до конца, для этого необходимо в общей сложности 20 секунд (10 секунд на оборот).
3. После того как пресс опустится вниз, снимите пресс-крышку. Поверните ручку альвеографа от 1 до 3 (позиция на 6:00), затем нажмите кнопку запуска на калькуляторе. При появлении первого пузыря следует нажать стоп на RCV4 калькуляторе. Повторить эту процедуру для всех 5 кусков теста.
4. Для получения результатов по окончанию следует нажать кнопку AVG, потом кнопку завершения. После этого будет рассчитан средний результат и построен и распечатан график.
5. После печати графика, но до завершения принтером печати, следует дважды нажать кнопку отмены. Светодиодные считывания должны показать значение «PRET»
6. Теперь необходимо получить отдельные результаты. Нажать кнопку Test, затем кнопку №1, затем кнопку ввода. Это даст доступ к отдельным результатам испытаний для первой заготовки. Затем нажать сканирование, это даст доступ к каждому параметру первого испытания альвеографа. Повторите эти действия для испытаний 1-5.
G. Оценка кривой:
1. RCV4 автоматически рассчитает результаты. Нет необходимости сообщать W при результатах L=«100».
А. Влияние процесса экструзии отрубей и зародышей на функциональность цельнозерновой пшеничной муки, измеренной по СУР
С помощью метода СУР, описанного в примере 2, были измерены изменения функциональных характеристик цельнозерновой муки.
Таблица 10 показывает переменные процесса экструзии: (1) скорость подачи компонент отрубей и зародышей, (2) скорость подачи воды (3) скорость сдвига экструзии, (4) значения емкости хранения растворителя для четырех растворителей; вода, сахароза, карбонат натрия и молочная кислота:
Как показано в таблице 10, экстрударованные отруби, при восстановлении до цельнозерновой муке, влияют на сорбционные свойства муки, в частности на впитывание растворителя. Повреждения крахмала, измеренные по СУР карбоната натрия, были высокими (165% +/-8), для всех комбинации переменных, по сравнению с контролем (79%).
В. Влияние процесса экструзии отрубей и зародышей на функциональность цельнозерновой пшеничной муки, измеренной с помощью альвеографа
Используя метод альвеографа, описанный выше, были измерены изменения функциональных характеристик цельнозерновой муки. Таблица 11 показывает переменные процесса экструзии: (1) скорость подачи компонентов отрубей и зародышей, (2) скорость подачи воды (3) скорость сдвига экструзии, (4) параметры альвеографа, где Р - вязкость, L - расширяемость, W - хлебопекарная способность, и P/L - отношение конфигурации кривой:
Как показано в таблице 11, все экструдированные образцы имеют очень небольшой пузырь, никакой расширяемости, и очень липкие. При низкой скорости подачи компонентов отрубей и зародышей и высокой скорости подачи воды (Пробег №2) функциональность теста немного лучше по сравнению с другими пробегами экструзии.
С. Влияние экструзионных процессов на содержание витамина Е, В1, и В2 компоненте отрубей и зародышей
Витамин В1 (тиамин) в компоненте или фракции отрубей и зародышей определяли в соответствии с АОАС 942,23, 970,65 и 981,15. АОАС 942,23, 970,65 и 981,15 были использован для измерения содержания витамина В2 (рибофлавина) в компоненте или фракции отрубей и зародышей. Витамин Е в компоненте или фракции отрубей и зародышей определяли в соответствии с ААСС 86-06. Результаты измерений степени сохранения витаминов приведены в таблице 12:
Таблица 12 показывает, что витамины Е и В2 имеют высокие показатели сохранения для всех пробегов. Тем не менее, есть некоторые потери витамина Е при высокой скорости подачи воды (пробеги №1 и №2). Значительные потери витамина В1 видны при пробегах 3-6 (уровень сохранения 2,33-16,77%) при низкой скорости подачи компонентов отрубей и зародышей (ОиЗ) и скорости подачи воды. Однако потерь витамина В1 нет при пробегах №1 и №2.
D. Влияние экструзионных процессов на общее содержание пищевых волокон отрубей и зародышей
Общее содержание пищевых волокон в компонентах или фракциях отрубей и зародышей определяли в соответствии с АОАС 2009.01, и результаты приведены в таблице 13:
Как показано в таблице 13, процесс экструзии незначительно изменяет общее содержание пищевых волокон в компонентах или фракциях отрубей и зародышей.
Резюме
Экструдированные компонент отрубей и зародышей, после восстановления до цельнозерновой муки, влияют на сорбционные свойства муки, в частности на впитывание растворителя, и на пригодность теста для обработки. Сорбционные свойства муки, в частности, впитывание растворителя, являются очень высоким по сравнению с контролем, что будет иметь негативное влияние на обрабатываемость теста и производительность выпечки но что хорошо для производства выпечки с высоким содержанием влаги, такой как торты и хлеб. Результаты альвеографа также показывают, что тесто из цельнозерновой муки липкое и не обладает расширяемостью. В процессе экструзии сохраняется все содержание пищевого волокна в компонентах отрубей и зародышей. Тем не менее, процесс экструзии может влиять на содержание витаминов в компонентах или фракциях отрубей и зародышей. Чтобы получить высокую скорость восстановления витаминов, условия процесса экструзии следует тщательно выбирать, например, пробеги №1 и №2 обеспечат высокий уровень сохранения витаминов.
Пример 6
Функциональность для выпекания муки из цельного зерна и сенсорная оценка изготовленных с применением химического разрыхлителя крекеров, приготовленных из экструдированного, термообработанного компонента отрубей и зародышей
В этом примере в первой части, оценивается хлебопекарная функциональность цельнозерновой муки, изготовленной из экструдированного, термообработанного компонента отрубей и зародышей из примеров 4 и 5. Во второй части этого примера оценивается вкус и текстура крекеров из 100% цельного зерна крекеры, изготовленных экструдированного, термообработанного компонента отрубей и зародышей из примеров 4 и 5.
Часть I. Функциональность выпечки
В этом примере, функциональность выпечки из цельнозерновой муки из экструдированного компонента отрубей и зародышей из примеров 4 и 5 сравнивается с пищевой функциональностью необработанной цельнозерновой муки. Экструдированные компонент или фракции отрубей или зародышей и цельнозерновая мука из натуральных пропорций отрубей, зародыша и эндосперма описаны в примерах 4 и 5, пробегах 2 и 4 и контролях, например, в таблицах 7-13. Метод выпечки крекеров с использованием химического разрыхлителя используется для оценки функциональности выпечки из цельнозерновой муки с помощью метода крекеров согласно Kweon с соавторами, Cereal Chemistry 88 (1): 19-24 (2011). Компоненты теста, используемого в выпечке, перечислены в таблице 14:
Результаты выпечки
Таблица 15 показывает результаты выпечки для 100% цельнозерновых крекеров, приготовленных из контроля цельнозерновой муки G3SWS, а также крекеров, приготовленных из цельнозерновой муки, содержащей экструдированные термообработанные компоненты или фракции отрубей или зародышей из пробегов №2 и №4:
Как показано в таблице 15, необработанный крекеры из контроля G3SWS показывают большую высоту стопки и большую длину, чем крекер, сделанный из экструдированных компонентов отрубей и зародышей из пробегов №2 и №4. Крекер, сделанный из экструдированных компонентов отрубей и зародышей из пробега №4 темнее, чем необработанные крекеры из контроля G3SWS и крекер, сделанный из экструдированных компонентов отрубей и зародышей из пробега №2.
Часть II. Сенсорная оценка
В этом примере, вкус, запах и текстура цельнозерновых крекеров, изготовленных из цельнозерновой муки, содержащей подвергавшиеся экструзионной обработке компоненты отрубей и зародышей по примерам 4 и 5, пробег №2 будет сравниваться с текстурой цельнозерновых крекеров, изготовленных из необработанной цельнозерновой муки контроля G3SWS.
Методология сенсорной оценки
Продукты оценивались экспертной дегустационной комиссией в количественной форме; исследование было слепым, изделия были помечены 3-значными кодами. Данные были собраны и проанализированы с помощью Senpaq v. 4.3 (р<0,1).
Результаты:
По сравнению с контрольными G3SWS, крекеры, сделанные из цельнозерновой муки, содержащего экструдированные компоненты отрубей и зародышей по пробегу№2 были оценены как более твердые, рассыпчатые, влажный, более жирно обволакивающие, более выпеченные, менее сырые, с меньшим уровнем пшеничного, отрубного и древесного вкуса, с более высоким уровнем карамелизации, более четким привкусом нагретого масла, и имеющие меньшее количество грубых и мелких вкраплений.
В целом, экструзия снижает пшеничные характеристики (вкус, частицы, сухость), но делает продукты тверже и не улучшает слоение.
Резюме
Крекеры из 100% зерна, изготовленные из цельнозерновой муки из экструдированных компонентов отрубей и зародышей показали более низкую высоту стопки и рассыпчатость при укусе. Сенсорные описательные результаты показали, что экструзия снижает пшеничные характеристики (вкус, частицы, сухость), но делает продукты тверже и не улучшает слоение.