ПЕРЕРАБОТКА ЦЕЛЬНЫХ ФРУКТОВ И ОВОЩЕЙ, ПЕРЕРАБОТКА ПОБОЧНЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ ИЗ ОВОЩЕЙ И ФРУКТОВ И ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРЕРАБОТАННЫХ ФРУКТОВ И ОВОЩЕЙ В НАПИТКОВЫХ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
PROCESSING WHOLE FRUIT AND VEGETABLES, PROCESSING SECONDARY FRUIT AND VEGETABLE INGREDIENTS AND APPLICATION OF PROCESSED FRUIT AND VEGETABLES IN BEVERAGE AND FOOD PRODUCTS

Настоящая заявка имеет приоритет заявки США Сер.№ 61/390,720 от 7 октября 2010 года, включенной сюда путем ссылки в полном объеме.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к переработке и применению цельных фруктов и овощей и переработке побочных продуктов экстракции сока и получения пасты. В частности, настоящее изобретение относится к способам уменьшения размера частиц цельных фруктов и овощей или побочных продуктов от них. Дополнительно настоящее изобретение относится к применению переработанных фруктов и овощей и применению переработанных побочных ингредиентов в пищевых продуктах и напитках.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Цельные овощи и фрукты обычно не используют в напитках, поскольку они содержат кожуру, стебли, корни и подобные материалы, которые могут оказать негативное воздействие на вкус и ощущение во рту при потреблении напитка. Вместо этого из овощей и фруктов получают соки и/или пульпу, а кожуру, семена, корни и подобные материалы выбрасывают. Эти выбрасываемые ингредиенты часто находятся в форме выжимок.
Выжимки (или «жом») представляют собой влажный побочный продукт, остающийся после процесса прессования для получения фруктового или овощного сока, операций дробления при производстве вина, процесса получения пюре и концентрата, процессов консервирования и других процессов получения пищевых продуктов. Выжимки могут включать, например, кожуру, пульпу, семена и съедобные части стеблей фруктов и овощей, таких как яблоки или морковь. В некоторых случаях выжимки могут быть получены или могут содержать другие части фруктов и овощей, такие как стручок, ножка, цветок, корень, листья и клубень. В процессе экстракции сока выжимки обычно находятся в форме части фильтр-прессного осадка. Побочные продукты процессов получения пасты и пюре, такие как кожура и семена томатов, при получении томатного кетчупа и пасты также входят в объем понятия выжимки, даже если они не являются побочными продуктами экстракции сока. Кожура фруктов с консервных заводов также является пищевым побочным продуктом. Здесь и далее в описании настоящей патентной заявки выжимки включают все пищевые побочные продукты с процессов получения фруктовых и овощных соков, паст, пюре и консервирования.
Выжимки, например, используют в качестве удобрения и субстратов для роста микроорганизмов, а сухие выжимки ограниченно используют в пищевых продуктах, таких как супы и снэки, и также используют в области получения пищевых добавок. Однако обычно не используют из-за их зернистой текстуры, седиментации, волокнистой природы, высокого содержания нерастворимых волокон, интенсивного вкуса и аромата и отсутствия крахмала и белка. Таким образом, обычно выжимки считаются побочным продуктом при промышленной переработке фруктов и овощей.
Например, клюквенные выжимки остаются после прессования сока для клюквенных коктейлей, соков и концентратов. Было обнаружено, что эти материалы клюквенных выжимок содержат от 70% до 75% волокон с соотношением нерастворимых волокон к растворимым волокнам от 9 или 10 к 1 (по влажному веществу) менее 5%-10% белка и менее 5% сахаров и крахмалов. Таким образом, побочные продукты обычно удаляют с процесса получения сока из-за проблем с их текстурой и вкусом и ароматом при создании сокового напитка.
Продолжает существовать необходимость в переработке выжимок, наряду с целыми фруктами и овощами, с получением полезного пищевого ингредиента во избежание таких отходов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте настоящее изобретение относится к цельным фруктам и овощам, переработанным с получением продукта с размером частиц и размером волокон менее 250 микрон и их применению в напитковых и пищевых продуктах.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу переработки цельных фруктов и овощей с получением продукта с размером частиц и размером волокон менее 250 микрон для улучшения текстуры и дисперсионных свойств.
В одном аспекте настоящее изобретение относится к побочным ингредиентам (выжимки) с размером частиц или размером волокон менее 250 микрон и их применению в напитковых и пищевых продуктах.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу уменьшения размера частиц и размера волокон выжимок до менее 250 микрон для улучшения текстуры и дисперсионных свойств.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу уменьшения размера частиц и размера волокон выжимок, в котором выжимки гидратируют и замораживают перед микроизмельчением.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к предварительной обработке овощей и фруктов или выжимок теплом перед проведением AOAC анализа на волокна для максимизации определения волокон.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Побочные ингредиенты (здесь и далее в описании настоящей патентной заявки «выжимки») обычно имеют высокое общее содержание пищевых волокон (50 вес.% или более), низкое содержание сахаров обычно менее 5%, но чаще менее 2 вес.% влажных выжимок и варьирующие количества жизненно важных витаминов, минеральных веществ и фитонутриентов (в зависимости от типов применяемой переработки фруктов/овощей). Кроме того, цельные фрукты и овощи также имеют более высокое содержание волокон и нутриентов по сравнению с экстрагированными соковыми продуктами и, таким образом, более здоровые.
Цельные фрукты и овощи
Цельные овощи и фрукты включают соки, пульпу, кожуру, семена, корни и тому подобное.
В аспектах настоящего изобретения используют весь овощ или фрукт для получения продукта для потребления или одного или в комбинации с другими ингредиентами. В соответствии с настоящим изобретением заданный продукт имеет уменьшенный размер частиц менее 250 микрон. Цельные фрукты и овощи подвергают предварительной обработке перед уменьшением размера частиц, например, дроблением, резкой, очень тонким измельчением или гомогенизацией с получением промежуточного продукта. Затем этот промежуточный продукт подвергают уменьшению размера частиц (включая волокна), как описано более детально ниже.
Перед уменьшением размера частиц промежуточный продукт может быть подкислен до более низкого pH. Как правило, продукт подкисляют до pH 4,5 для микробиологической стабильности. В продукт для снижения его pH до заданного pH может быть добавлено достаточное количество органических кислот, таких как лимонная кислота, молочная кислота, уксусная кислота, яблочная кислота, янтарная кислота или соки, такие как лимонный сок и/или концентрат кислого сока.
Любые цельные фрукты и овощи являются любыми подходящими фруктами и овощами, такими как без ограничения морковь, клюква, апельсин, черника, томат, яблоко и любая их комбинация. Лимоны, лаймы, виноград, клубника, грейпфруты, танжерины, мандарины, танжело, помело, сельдерей, свекла, латук, шпинат, белокочанная капуста, артишок, брокколи, брюсельская капуста, цветная капуста, кресс водяной, горошек, бобы, чечевица, спаржа, лук, лук-порей, кольраби, редис, турнепс, брюква, корень ревеня, морковь, огурец, цукини, баклажан, ананас, персик, банан, груша, гуава, абрикос, арбуз, ирга ольхолистная, голубика, равнинные ягоды, степные ягоды, тутовник, бузина, барбадосская вишня (мальпигия), карликовая черемуха, финики, кокосы, оливки, малина, клубника, черника, логанова ягода, смородина, ежевика сизая, бойзенова ягода, киви, вишня, ежевика, айва, крушина, маракуя, терн, рябина, крыжовник, гранат, хурма, манго, папайя, личи, слива, чернослив, инжир или их комбинация.
Выжимки (побочные ингредиенты)
Выжимки представляют натуральный побочный продукт экстракции соков из фруктов и овощей и других типов переработки. Выжимки содержат натуральные нутриенты (такие как витамин A, витамин C, витамин E, антоцианины и антиоксиданты), ароматизаторы и/или красители оригинальных фруктов и овощей. Также выжимки имеют высокое содержание натуральных (не переработанных)волокон. Подавляющая часть выжимок содержит более 50% (по сухому веществу) пищевых волокон, главным образом нерастворимых волокон. Применение выжимок в пищевых продуктах позволяет обогащать волокнами и натуральными нутриентами, такими как витамины и антиоксиданты. Таким образом, применение выжимок обеспечивает превосходный, натуральный путь, позволяющий продукту иметь чистую этикетку, повышение качества пищевых продуктов, включая, например, напитки, супы, спрэды, пудинги, смузи и снэки. Дополнительно, выжимки обычно являются дешевым ингредиентом, поскольку они мало используются и считаются отходами соковой индустрии.
Выжимки могут быть получены из любых подходящих фруктов и овощей, таких как без ограничения морковь, клюква, апельсин, черника, томат, яблоко и любая их комбинация. Лимоны, лаймы, виноград, клубника, грейпфруты, танжерины, мандарины, танжело, помело, сельдерей, свекла, латук, шпинат, белокочанная капуста, артишок, брокколи, брюсельская капуста, цветная капуста, кресс водяной, горошек, бобы, чечевица, спаржа, лук, лук-порей, кольраби, редис, турнепс, брюква, корень ревеня, морковь, огурец, цукини, баклажан, ананас, персик, банан, груша, гуава, абрикос, арбуз, ирга ольхолистная, голубика, равнинные ягоды, степные ягоды, тутовник, бузина, барбадосская вишня (мальпигия), карликовая черемуха, финики, кокосы, оливки, малина, клубника, черника, логанова ягода, смородина, ежевика сизая, бойзенова ягода, киви, вишня, ежевика, айва, крушина, маракуя, терн, рябина, крыжовник, гранат, хурма, манго, папайя, личи, слива, чернослив, инжир или их комбинация. В частности, выжимки получают из апельсинов, клюквы и моркови, обеспечивая ценные нутриенты и волокна.
Выжимки могут быть получены с любого способа переработки, при которой возникают побочные ингредиенты. Например, выжимки могут быть получены и использованы как таковые из фильтр-прессного осадка после процесса экстракции сока; однако такие выжимки обычно имеют широкие пределы размеров частиц и волокон со значительным количеством крупных частиц. Например, размер частиц или волокон выжимок может составлять в пределах от 100 микрон до 5 см в зависимости от конкретного типа экстрагированного фрукта или овоща. Выжимки, содержащие более крупные частицы и волокна, и/или имеющие широкое распределение размеров частиц или волокон, не имеют гладкой текстуры. Следовательно, смешивание таких выжимок с композициями напитков и снэков придает грубую, песчанистую и зернистую текстуру. Такие выжимки также приводят к негомогенной дисперсии в продуктах на основе жидкости. Для простоты описания используемый в описании настоящей патентной заявки термин «размер частиц» относится к обоим, и к размеру частиц и к размеру волокон.
Используемый в описании настоящей патентной заявки термин выжимки также включает «слизь (goo)» или ретентат, полученный со стадии фильтрации процесса экстракции, например, когда осветляют сок. Этот фильтрационный ретентат может быть получен как побочный продукт, например, из любого подходящего фруктового или овощного сока, такого как морковный сок или клюквенный сок. Этот ретентат или слизь может быть добавлен к выжимкам, полученным из фильтр-прессного осадка, например, которые далее будут указаны под общим термином выжимки. Выжимки (включая фильтрационный ретентат) «как таковые» обеспечивают волокна, цвет, нутриенты, ощущение во рту при потреблении, вкус и аромат.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что выжимки могут быть обработаны для уменьшения размера частиц (включая, волокна) с получением в результате улучшенной текстуры и дисперсионных свойств выжимок в продукте. Дополнительно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что при уменьшении размера частиц соотношение частей растворимых выжимок к нерастворимым увеличилось, выделилось больше ароматизаторов и красителей, и текстура частиц ощущается более гладкой.
Для получения заданного продукта может быть использована любая подходящая форма выжимок, такая как влажные выжимки, замороженные выжимки или сухие выжимки. Влажные или замороженные выжимки не требуют регидратации. Сухие выжимки более легкие, и их легче хранить. Влажные выжимки могут быть получены непосредственно как фильтр-прессный осадок. Содержание влаги в выжимках зависит от фруктов или овощей, и оно может варьировать. Если требуется, существуют различные способы сушки выжимок, например, может быть использована промышленная печь с закрытым огнем с непрерывной принудительной продувкой воздухом.
pH выжимок может составлять в пределах от 2 до 7. Перед уменьшением размера частиц выжимки могут быть подкислены до более низкого pH. Как правило, выжимки подкисляют до pH 4,5 для микробиологической стабильности. В выжимки для снижения их pH до заданного pH может быть добавлено достаточное количество органических кислот, таких как лимонная кислота, молочная кислота, уксусная кислота, яблочная кислота, янтарная кислота, или соки, такие как лимонный сок и/или концентрат кислого сока.
Переработка цельных фруктов и овощей и/или выжимок
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения промежуточный продукт, полученный из цельных фруктов или овощей, проведением предварительной обработки цельных фруктов или овощей, как указано выше, или материал выжимок подвергают процессу уменьшения размера частиц. Уменьшение размера может быть достигнуто при использовании любого подходящего механического или химического процесса, такого как микроизмельчение, рубка, дробление, резка, измельчение, приложением сдвигового усилия, экструдирование, гомогенизация, очень тонкое измельчение, тонкое измельчение или обработка ультразвуком. В одном из аспектов настоящего изобретения уменьшение размера достигается микроизмельчением.
Процесс микроизмельчения обычно используют для переработки в пюре частей фруктов и овощей, таких как фрукты и овощи, в которых удаляют кожуру, семена и тому подобное, но до этого момента не было известно уменьшение размера цельных фруктов и овощей или выжимок.
Этот процесс включает подачу, измельчение и процессы ситования или фильтрации в рабочей установке. Таким образом, достигается более контролируемое и гомогенное распределение размера частиц, чем при случайном измельчении без процесса ситования. Процесс микрофильтрации позволяет получить продукт, который очень подходит для добавления в пищевые продукты и, в частности напитковые продукты, для обеспечения высокой питательной ценности. Для дальнейшего уменьшения размера прошедший микроизмельчение продукт необязательно пропускают через гомогенизаторы под давлением, такие как гомогенизаторы для молочных продуктов или соусов. Прошедший микроизмельчение продукт может быть введен во влажной форме или дегидратирован до подходящего содержания влаги перед использованием его в рецептуре продукта.
В идеале размер частиц цельных фруктов и овощей или выжимок уменьшен по меньшей мере до менее 250 микрон с получением прошедшего микроизмельчение продукта с гладкой текстурой и хорошей диспергируемостью, при этом для более высокого сенсорного результата рекомендован размер менее 125 микрон. В некоторых примерах размер частиц может быть уменьшен до менее 75 микрон или менее 38 микрон. Пределы от 38 микрон до 125 микрон, в частности, улучшают обе характеристики напитка, и диспергируемость, и ощущение во рту при потреблении напитка. Также микроизмельчение повышает: (1) общее содержание волокон; и (2) соотношения растворимых волокон к нерастворимым волокнам. Это указывает на то, что способ механического измельчения позволяет частично преобразовать: (1) неопределяемые волокна в определяемые волокна при использовании метода AOAC; и (2) нерастворимые волокна в растворимые. Смотрите, Пример 2, ниже.
В другом аспекте настоящего изобретения получают выжимки для замораживания с приложением сдвигового усилия добавлением воды в выжимки. Количество воды зависит от типа выжимок. Например, для клюквенных выжимок требуется соотношение 20:1 вода: выжимки, в то время как для черничных выжимок требуется соотношение 10:1 вода к выжимкам. Количество воды, необходимое для получения выжимок для замораживания с приложением сдвигового усилия, легко определить при использовании следующего приведенного ниже в Примерах процесса. По существу добавляют количество воды, достаточное для создания и поддержания воронки в Vitamix или другом подходящем блендере в течение около 5 минут. В замороженном состоянии такие гидратированные выжимки обеспечивают идеальный субстрат для замораживания с приложением сдвигового усилия.
Затем смесь замораживают при температуре от 0 до -20°C, например -9°C, до момента подходящей заморозки обычно 12-20 часов. Затем замороженное пюре подвергают по меньшей мере одному циклу приложения сдвигового усилия, такого как процесс приложения сдвигового усилия при использовании Pacojet. Результатом является гладкое замороженное пюре, которое при потреблении демонстрирует слабую зернистость или не демонстрирует зернистости, ощущаемой у необработанного пюре/суспензии.
При оттаивании при комнатной температуре может быть получено гладкое, густое пюре с консистенцией молочного пудинга. Непрерывная гидратация и приложение сдвигового усилия к выжимкам повышает вязкость и пленкообразующую способность. Неожиданный результат указывает на то, что сдвиговое усилие и гидратация могут быть использованы для незначительной модификации волокон фруктов с получением полезного пищевого ингредиента.
Перед или после уменьшения размера компоненты, которые придают послевкусие, могут быть удалены из промежуточного фруктового или овощного продукта или из выжимок. Компоненты (например, горькие нутриенты, такие как, например, определенные фитонутриенты), могут быть оставлены во фруктах и овощах или выжимках или могут быть удалены перед или после уменьшения размера частиц отгонкой водяным паром или отбеливанием, или при использовании некоторых типов фильтрации, такой как микро-, ультра-, нанофильтрация или обратный осмос, и затем восстановлены (например, после инкапсуляции в типовую оболочку и ядро или даже восстановлены в эмульсионную систему или некоторые другие процессы для решения проблемы с послевкусием). Отгонка водяным паром или отбеливание также позволяет прекратить нежелательные ферментативные реакции, включая ферментативное покоричневение, и также обсеменение микроорганизмами.
Если перед процессом не проводят регулирование pH (перед уменьшением размера частиц), то достаточное количество органических кислот, таких как лимонная кислота, молочная кислота, уксусная кислота, яблочная кислота, янтарная кислота или соки, такие как лимонный сок и/или концентрат кислого сока, могут быть добавлены в продукт с уменьшенным размером частиц для снижения pH до требуемого.
Затем фруктовый или овощной продукт или выжимки с уменьшенным размером частиц могут быть использованы для получения напиткового или пищевого продукта. Если требуется, прошедший микроизмельчение продукт может быть подвергнут частично дегидратации для удаления некоторого количества влаги. Полученные в результате продукты комбинируют с базовыми соками с получением рецептурного состава напитка, который необязательно может быть гомогенизирован и затем пастеризован.
Фруктовый или овощной продукт или выжимки с уменьшенным размером частиц могут быть использованы, как основной ингредиент фруктового или овощного пищевого продукта или могут быть включены в различные пищевые продукты с получением питательно обогащенных продуктов или продуктов с улучшением других характеристик, таких как цвет, вкус и аромат и ощущение во рту при потреблении. Подходящие пищевые продукты включают без ограничения напитки, супы, спрэды, пудинги, снэковые продукты, йогурты и злаковые продукты.
Фруктовый или овощной продукт или выжимки с уменьшенным размером частиц могут быть добавлены в продукты, которые обычно содержат малое количество или не содержат реальных фруктов, такие как мармеладные снэки, содержащие менее 2% фруктов, или мультифазные снэки с джемовым наполнителем, которые, главным образом, являются не фруктовыми ингредиентами, такие как наполнители для тостов, пирогов и тому подобное. Фруктовый или овощной продукт или выжимки с уменьшенным размером частиц могут быть использованы в качестве заменителя для комбинации фруктового сока или концентрата фруктового сока с загустителем (камедь), поскольку позволяют обеспечить оба, и положительное воздействие фруктов, и вязкость.
Фруктовый или овощной продукт или выжимки с уменьшенным размером частиц могут быть добавлены в различные типы напитков, такие как фруктовые и/или овощные соки, фруктовые смузи, фруктовые напитки и фруктовые коктейли. Это позволяет повысить содержание натуральных волокон и фитохимических веществ и повысить вязкость, гладкость и насыщенность вкуса во рту при потреблении.
Следующая таблица демонстрирует положительное воздействие добавления выжимок (или слизи) в различные базовые соки.
Базовый сок
Нутриенты с повышенным содержанием
Выжимки/Слизь
pH конечного продукта
100% апельсиновый сок
2,5 г волокон/порцию
Апельсиновые выжимки 38 микрон
3,8
Апельсиновый сокМорковный сок
100% витамина A/порцию
Морковная слизь
3,8
Апельсиновый сокМорковный сок
2,5 г волокон/порцию +100% витамина A/порцию
Морковные выжимки 125 микрон (подкисленные смесью вода/концентрированный лимонный сок)
3,8
Красные плоды/яблоко
2,5 г волокон/порцию
Клюквенная слизь
3,5
Красные плоды/яблоко
2,5 г волокон/порцию
Кожура клюквы 125 микрон
3,4
Красные плоды/яблоко
2,5 г волокон/порцию
Кожура клюквы 38 микрон
3,0
Как видно из следующей Таблицы, ингредиенты выжимок (без обработки) обычно имеют более высокую молекулярную массу и меньше растворимы и диспергируемы в воде, чем FIBERSOL-2- модифицированный кукурузный крахмал от ADM или другой общеизвестный источник волокон. Однако обработка выжимок по настоящему изобретению для уменьшения размера частиц позволяет получить выжимки с повышенной растворимостью и повышенной питательной ценностью.
Название
Химическая композиция
Растворимые к нерастворимым
Общее содержание волокон
Другие нутриенты
FIBERSOL
Резистентный мальтодекстрин α-и β-гликозидные связи
2:1
100%
Инулин
β-(2-1)фруктозил-фруктозные связи
Растворимые
100%
Пектин из цитрусовых
α-(1-4)связанный D- галактуроновая кислота
Растворимые
100%
β-глюкан
D-глюкоза связанный β-гликозидными связями
Короткие: растворимыеДлинные:нерастворимые
75,1% (овес)
Клюквенные выжимки
Главным образом β-(1-4) глюкозид
1:10
72,4%
Проанто-цианины
Клюквенная слизь
Главным образом β-(1-4) глюкозид
1:5
43%
Антоцианины
Морковные выжимки
β-(1-4) глюкозид, α-(1-4) галактуроновая кислота
1:1
52,8%
Каротеноиды Минеральные вещества
Апельсиновые выжимки
α-(1-4) галактуроновая кислота, β-(1-4) глюкозид
1:2
54%
Каротеноиды,сапонины, лимонин
Пищевые волокна включают остатки клеток пищевых растений, полисахариды, лигнин и соответствующие вещества (углеводы), устойчивые к (гидролизу) перевариванию пищевыми ферментами человека.
Для определения количества волокон в пищевом ингредиенте используют AOAC анализ на волокна. Это важно, поскольку, таким образом, может быть точно указано количество пищевых волокон, содержащихся в ингредиенте/питательной композиции. В другом аспекте настоящего изобретения выжимки подвергают предварительной тепловой обработке для инактивации натуральных ферментов, присутствующих во фруктовых или овощных ингредиентах, или в выжимках. Выжимки подвергают предварительной тепловой обработке при температуре по меньшей мере от около 70°C до около 100°C. Предварительную тепловую обработку проводят перед AOAC анализом на волокна для максимизации определения волокон. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что такая предварительная тепловая обработка в результате приводит к повышению измеренного содержания волокон в материале и модификации структуры волокон. Тепловая обработка может быть проведена перед уменьшением размера частиц, после нее, одновременно или не проводится.
ПРИМЕР 1
Для получения сокового продукта комбинировали апельсиновый сок (200 г), морковные выжимки, прошедшие обработку для уменьшения размера частиц (43 г), лимонный сок (2 г) и морковную слизь (1 г). Полученный в результате соковый продукт имел следующие нутритивные характеристики на порцию 8 унций (~227 г). Калорийность: 100; общий жир: 0 г; холестерин: 0 мг; общие углеводы: 25 г (пищевые волокна 3 г; сахара 20 г); витамин A: 220%; витамин C: 100%.
ПРИМЕР 2
Для сравнения содержания волокон в различных формах использовали влажные апельсиновые выжимки. Метод AOAC 991.43; все результаты приведены по сухому веществу.
Образец
Общие волокна (%)
Растворимые волокна (%)
Нерастворимые волокна (%)
Влажные выжимки
Сырье
15
6,9
7,7
Микроизмельченные выжимки
125 микрон
27
12,1
14,7
75 микрон
28
12,5
15,7
38 микрон
37
21,7
15,1
Сухие выжимки
Прошедшие тепловую обработку +прошедшие лиофильную сушку
54
35,5
18,4
ПРИМЕР 3
Два образца апельсиновых выжимок подвергли анализу AOAC. Апельсины очистили от кожуры и затем выжали сок в электрической соковыжималке. Полученные в результате выжимки промыли водой. Первый образец не подвергли тепловой обработке (контроль). Второй образец подвергли тепловой обработке в течение 5 минут в кипящей воде и затем дренировали. Затем оба образца подвергли лиофильной сушке. Анализ волокон и пектина проводили на сухих веществах образца.
Был сделан вывод, что инактивация природно присутствующих ферментов (включая пектиназу) нагреванием повысила содержание волокон.
ПРИМЕР 4
Смешивали четыре галлона (~15, 1 литра) тонких клюквенных выжимок с клюквенным соком. Одну часть этого материала смешали с четырьмя частями концентрированного сока и водой (16 галлонов (60,5 л)). Полученную в результате суспензию подвергли обработке для уменьшения в три стадии. На стадии один использовали режущую головку 212084-1 с получением 125-микронного продукта, на этой стадии было получено около 4" «пены» на поверхности клюквенной жидкости. Результаты показали хорошее уменьшение размеров тонкой клюквенной пульпы с «кожурой» клюквы.
На стадии два провели дальнейшую переработку продукта со стадии один при использовании микрорежущей головки 21608-1 с получением 75-микронного продукта. На стадии два не наблюдалось образования пены. Результат указал на хорошее последующее уменьшение размера клюквенной пульпы, проведенное на этой стадии.
На стадии три провели дальнейшую переработку продукта со стадии два при использовании микрорежущей головки 216084 с получением 35-микронного продукта. На последней стадии почти не наблюдалось образование пены. Результат указал на хорошее последующее уменьшение размера клюквенной пульпы, проведенное на этой стадии. Полученный результат указал на хорошее конечное уменьшение размера клюквенной пульпы в клюквенном соке/воде.
ПРИМЕР 5
Фруктовые и овощные выжимки подвергли уменьшению до максимально малого размера без добавления дополнительного сока. Затем апельсиновую пульпу нарезали на 2" кусочки, таким образом, что кусочки могут быть поданы в режущую головку для дальнейшего уменьшения. Наблюдалось очень хорошее уменьшение размера 2" кубиков апельсиновой пульпы в свободно текучие “090” кусочки апельсиновой пульпы. Этот материал был легко подан в лопастную мешалку для микроизмельчения с микрорежущей головкой 212084-1. Полученную в результате апельсиновую пульпу с уменьшенным размером тщательно перемешали с водой.
Морковная пульпа была слишком густой изначально. Одну весовую часть морковного сока добавили в одну часть морковной пульпы и тщательно перемешали с получением, таким образом, материала, который может быть подан в микрорежущую головку 216084-1 35 микрон. Содержание влаги (M.C.) составило 87,15%. Наблюдалось очень хорошее дополнительное уменьшение размера морковной суспензии с получением тонкого пюре, которое флотирует в воде.
ПРИМЕР 6
Клюквенную пульпу (кожура и семена), смешанную с 1 частью клюквенного сока, тщательно смешали с 1 частью пульпы. Содержание влаги составило 55,11%. Суспензию клюквенной пульпы 1:1 подвергли уменьшению размера в микрорежущей головке 200084-2° с получением сухой полосы из пульпы. Экструдат полосы был получен благодаря уменьшению размера семян клюквы. В этот продукт добавили больше жидкости или больше сока для подачи на следующую стадию уменьшения в размере. Для получения вводимого материала 3:1 или 62,9% содержания влаги добавили три части сока.
На второй стадии успешно провели уменьшение размера клюквенной суспензии 3:1. Во избежание паузы при подаче суспензии клюквенной пульпы, что в результате приведет к повышению температуры в зоне нарезки устройства для микронарезки и выделению пара из нарезаемого материала, необходима подача дополнительной тонкой струйки воды.
Поскольку материал, подаваемый в микрорежущую головку 216084, должен быть текучим, для получения суспензии 5:1 с содержанием сухих веществ 76,66% в суспензию клюквенной пульпы добавляли воду. 5 частей жидкости к 1 части клюквенной пульпы достаточно для уменьшения размера клюквенной пульпы для получения максимально тонкого размера. Некоторая часть пульпы флотирует, а некоторая осаждается на дно контейнера.
ПРИМЕР 7
Для улучшения негативной текстуры пищевых продуктов и напитков получали пищевые волокна с тонким размером частиц при использовании сухого измельчения. Около 200 грамм каждых выжимок - клюквенных и черничных - измельчали в течение около 5 минут в миксере с приложением высокого сдвигового усилия «Vitamix». Далее материалы просеивали при использовании машины ROTAP с получением около 50 грамм материала, пропущенного через сито с размером ячейки US 120.
Сухое измельчение и ситование позволило получить порошок, способный проходить через сито с размером ячейки 120. Порошок имел значительно более низкое ощущение зернистости при растирании пальцами.
ПРИМЕР 8
Проводили оценку процесса «замораживания с приложением высокого сдвигового усилия» для уменьшения размера частиц и функциональных свойств клюквенных и черничных выжимок. В кулинарном мире процесс иногда называют «Paco-Tizing», его используют шефы для создания гладких пищевых пюре. Способ включает варку различных пищевых продуктов, добавление жидкости в смесь пищевых продуктов, замораживание смеси, последующую ее «Paco-tizing» обработку. Нож используют для механического срезания тонкого слоя льда с замороженного пищевого продукта - водная матрица. Как правило, в результате получают гладкое пюре, которое не может быть получено при иных различных кулинарных обработках. Консистенцию полученного в результате пюре обычно указывают, как «детское питание».
Авторы настоящего изобретения установили, что применение этого процесса замораживания с приложением сдвигового усилия/срезания тонкого слоя к материалу с высоким содержанием волокон позволяет получить модифицированное волокно с улучшенной сорбцией воды, текстурой и пищевого ингредиента с полезными свойствами.
Пятьдесят (50) грамм выжимок клюквы (Cran Chile) или выжимок черники (Givaudan) непрерывно гидратируют водой с получением суспензии или пасты, которая может быть заморожена.
Проба №1: 50г холодной воды добавили в 50г клюквенных выжимок и смешали в чаше (нержавеющая сталь) стандартным резиновым шпателем. Выжимки сразу же адсорбировали воду полностью, но суспензии не получилось. Воду добавляли с шагом 50 г для того, чтобы понять, сколько воды необходимо добавить для получения суспензии.
Холодная вода H<sub>2</sub>O в выжимки
Наблюдения
0:1
Сухие выжимки ~ сито с размером ячеек 70. Зернистые и волокнистые.
1:1
Быстрая абсорбция воды, выжимки не ощущаются влажными.
2:1
Выжимки начали увеличиваться в объеме, но на ощупь все еще сухие.
3:1
Крупинчатая текстура поверхности.
4:1
Все еще крупинчатая.
5:1
Только начинает формироваться мягкая масса, но все еще слишком густая для блендера.
Перемещение в Vitamix
7:1
Смесь густой суспензии, но блендер Vitamix не может непрерывно смешивать (нет воронки).
8:1
Чем больше добавляют воды в смесь, тем гуще становится смесь → указывает на увеличение волокон в объеме и сорбцию влаги
10:1
Смесь все еще густая для Vitamix, невозможно образование воронки.
15:1
Так же, как при соотношение 10:1, за исключением того, что воронка образуется периодически.
20:1
Образуется воронка и проводится непрерывное приложение усилия в течение 5 минут. Смесь довольно густая, но стабилизируется через 2-3 минуты непрерывного приложения сдвигового усилия.
Проба №2: использовали горячую воду (кипящую) по процедуре Пробы №1, фактически с тем же результатом.
Проба №3a: для получения заданной консистенции 10:1 вода:выжимки требуется только 50г черничных выжимок и холодная вода.
Проба №3b: получили партию для замораживания с приложением сдвигового усилия с соотношением 20: 1 вода к клюквенным выжимкам. В частности, 50г клюквенных выжимок добавили в 500 г холодной воды (20°C) в блендере Vitamix (соотношение 10:1). При смешивании на высокой скорости не образуется/не сохраняется воронка. Добавили дополнительные 100 г холодной воды (12:1), при этом воронка все еще отсутствовала. Другие 100 г холодной воды (14:1) добавили, образовалась воронка и установилась вертикально. Дополнительные 100 г холодной воды (16:1) добавили, когда начала образовываться воронка, но через минуту ее образование прекратилось из-за повышения вязкости. Добавили следующие 100 г холодной воды (18:1) с тем же результатом, как при соотношение 16:1 - воронка образовалась через от около 1-1½ минуты, но затем остановилась, и вязкость смеси вновь оказалась слишком высокой. Добавили последние 100 г холодной воды (20:1), в это время образовалась воронка и сохранилась на 5 минут при высокой скорости. Через 5 минут смесь стала похожей на «сухой лимонад» («dry pop») или «сплэш» («splash»), поскольку вязкость смеси все еще повышается. Смешивание прекратили.
Небольшое количество смеси распределили на стандартном кулинарном резиновом коврике и высушили в печи с низкой температурой (около 170°F(76°C)). Через час образовалась пленка из волокон, что указывало на то, что волокна были достаточно модифицированы переработкой в Vitamix с образованием когезивной матрицы. Не прошедший сдвиговую обработку материал не образует пленку.
Остальную смесь заморозили в 1 л канистрах из нержавеющей стали (для дальнейшего замораживания с приложением сдвигового усилия) при температуре 16°F(-8,8°C). На следующий день, через ~16 часов замороженное пюре подвергли двум циклам процесса нарезки тонкими пластинами Paoject. В результате сразу же было получено гладкое замороженное пюре. При потреблении пюре демонстрировало слабую зернистость или отсутствие зернистости, ощущаемую у не прошедшего обработку пюре/суспензии.
При оттаивании при комнатной температуре получили гладкое, густое пюре с консистенцией молочного пудинга. Пудинг имел только слабую степень зернистости на языке и немного кислое/едкое и вяжущее послевкусие (из-за кислот и полифенольных соединений, содержащихся в клюквенных выжимках).
Непрерывная гидратация и приложение сдвигового усилия к клюквенным и черничным выжимкам повысили вязкость и позволили сформировать пленку. Необходимо около 20 частей воды к 1 части клюквенных выжимок или 10 частей воды к 1 части черничных выжимок для получения текучей жидкости, которая может быть подвергнута непрерывному приложению сдвигового усилия в миксере/блендере с высоким сдвиговым усилием Vitamix. Неожиданный результат показал, что приложение сдвигового усилия и гидратация могут быть применены для легкой модификации фруктовых волокон с получением потенциально полезных пищевых ингредиентов. Последующая обработка «замораживанием с приложением сдвигового усилия» позволяет получить относительно гладкий пудингоподобный продукт. Применение только переработки Vitamix или замораживания с приложением сдвигового усилия не оказывают такого воздействия, как комбинация двух типов переработки.
ПРИМЕР 9
Полученные образцы:
2
A. Naked Juice blue machine (название формы), обогащенный волокнами. Смешали 15,2 г черничных выжимок, которые были подвергнуты замораживанию с приложением сдвигового усилия после гидратации Vitamix и нарезки тонкими пластинами 1/6=n%s, и содержащий 5 частей HO на 1 часть выжимок (12% общих волокон при расчете), 186,4 г смузи Naked Juice Blue machine и 38,4 г водопроводной воды. Следовательно, 15,2 г×0,12 или 1,8 г волокон из смеси выжимок, полученных встряхиванием в течение 10 секунд в бутылке Naked Juice. Полученный в результате напиток имел текстуру от недостаточной до зернистой.
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mtable><mtr><mtd><mn>1</mn></mtd><mtd><mi>г</mi></mtd><mtd><mrow><mi>в</mi><mi>ы</mi><mi>ж</mi><mi>и</mi><mi>м</mi><mi>о</mi><mi>к</mi></mrow></mtd><mtd><mrow /></mtd></mtr></mtable></mrow><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><mn>21</mn></mrow></mtd><mtd><mi>г</mi></mtd><mtd><mrow><mi>с</mi><mi>у</mi><mi>с</mi><mi>п</mi><mi>е</mi><mi>н</mi><mi>з</mi><mi>и</mi><mi>и</mi></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow></mfrac><mo>×</mo><mn>150</mn><mo>×</mo><mfrac><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><mn>72</mn></mrow></mtd><mtd><mi>г</mi></mtd><mtd><mrow><mi>в</mi><mi>о</mi><mi>л</mi><mi>о</mi><mi>к</mi><mi>о</mi><mi>н</mi></mrow></mtd><mtd><mrow /></mtd></mtr></mtable></mrow><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow /></mtd><mtd><mi>г</mi></mtd><mtd><mrow><mi>в</mi><mi>ы</mi><mi>ж</mi><mi>и</mi><mi>м</mi><mi>о</mi><mi>к</mi></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
B. Смесь Naked juice blue machine с клюквенными выжимками. 150 г клюквенных выжимок 20:1
= 5 г волокон, 25 г сахарозы (гранулированной), 0,34 г лимонной кислоты и 0,16 г яблочной кислоты. Полученная в результате смесь имела текстуру от низкой до зернистой с низкой сладостью и сильной едкостью. Проиллюстрирована возможность добавления превосходного источника волокон в напиток.
C. Указанный выше состав A получали с двойного количества (2×) черничных выжимок. Смесь обеспечила хороший источник волокон и некоторую зернистость текстуры.
D. Смешали 6 унций (170 г) черничного йогурта Yoplait с 21 г 5:1 черничных выжимок с получением хорошего источника волокон (2,5 г волокон/порцию). При добавлении в коммерческий продукт не была нарушена прекрасная и гладкая текстура, отсутствовала зернистость, хотя был нарушен баланс вкуса и аромата.
E. Получили «пудинг»/густой смузи с клюквенными волокнами комбинированием 116 г (20:1) «пудинга» клюквенных выжимок, 33 г сахарозы, 0,5 г лимонной кислоты, 0,3 г яблочной кислоты и 0,2 аспартама. Полученный в результате смузи имел минимальную зернистость. Кислота и сладость сбалансированы для более оптимального вкуса.
Несмотря на то что настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные примеры, включая приведенные в настоящее время предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения, специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, следует понимать, что существуют многочисленные варианты и изменения указанных выше систем и технологий, которые входят в объем притязаний настоящего изобретения, изложенный в приложенной формуле изобретения.