ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ВОСКОВОЙ КРАХМАЛ КАССАВЫ
FOOD PRODUCTS CONTAINING MODIFIED CASSAVA WAX STARCH

Предшествующий уровень техники
Настоящее изобретение относится к пищевым продуктам и к способам их получения. Более конкретно, настоящее изобретение относится к пищевым продуктам, включающим молочные продукты, особенно к культивированным или ферментированным молочным продуктам, таким как йогурт, и к способам их получения.
Йогурт представляет собой питательный молочный продукт, который в последнее время стал достаточно популярным. В розничной торговле йогурт в настоящее время доступен в широком ассортименте видов текстуры, содержания жира и вкуса наряду с другими качествами. Кроме случаев стерильно упакованного йогурта, йогурт традиционно распространяется и потребляется с живой культурой, для которой требуется распространение в охлажденном виде.
С позиции процесса производства йогурта, все йогурты, содержащие фрукты, попадают в один из двух типов; а именно, 1) неперемешиваемые йогурты и 2) перемешиваемый тип. В пределах этих двух широких классификаций существуют многочисленные разновидности йогуртов.
in situ
При неперемешиваемом типе "йогурт" загружают в контейнер и позволяют настояться или повысить вязкость и/или позволяют ферментироваться. Обычно инокулированную молочную основу загружают в контейнер и позволяют ферментироваться  при теплых температурах от примерно 40ºC до примерно 50ºC. После искомого времени созревания продукт охлаждают, что останавливает активность культивирования и, кроме того, позволяет основе настояться с образованием желеобразной текстуры. Йогурты неперемешиваемого типа имеют относительно низкую исходную вязкость (т.e., при наполнении в пищевой упаковочный контейнер) и более высокую температуру («температура наполнения») по сравнению с вязкостями перемешиваемых типов йогуртных продуктов. Продукт охлаждается и ферментируется, его вязкость повышается до конечного значения вязкости. Неперемешиваемый тип йогурта отличается более твердой, желеобразной консистенцией и более высокой конечной вязкостью, чем у большинства йогуртов перемешиваемого типа. Дополнительно к эффекту натурального сгущения раскрыт широкий спектр загустителей и стабилизаторов для применения в качестве дополнения характеристик желе йогурта.
Разумеется, для данного неперемешиваемого типа существует большое разнообразие твердости консистенции. Большинство продуктов неперемешиваемого кремового типа имеют достаточно твердые желе, при этом некоторые другие гораздо более мягкие. Одна из разновидностей неперемешиваемого типа йогурта представляет собой йогурт в стиле «кустард». Более мягкие желеобразные продукты могут различаться потребителями как более тонкие, чем даже продукты перемешиваемого типа.
Один популярный тип йогрутов типа "кустард" представляет собой йогурт с фруктами на дне, также в разговорной речи называемый йогурт в стиле «sundae» (сливочное мороженое с фруктами, сиропом, орехами и т.д.), в котором дискретный слой плодово-ягодного варенья находится на дне контейнера йогурта, и йогурт "кустард" заполняет оставшееся пространство контейнера. Плодово-ягодное варенье имеет более высокую плотность, чем йогурт. Так как йогурт в продуктах неперемешиваемого типа остается жидким при загрузке в контейнер, относительно более плотное плодово-ягодное варенье, таким образом, первым загружается в контейнер на дно, а более легкий жидкий йогурт добавляется потом. Йогурту затем позволяют ферментироваться, охладиться и настояться сверху плодово-ягодного варенья. Фрукты на "top style" продуктах готовят также, за исключением того, что контейнеры обычно инвертируют после того, как они настаиваются. Обычно йогуртная фаза без вкуса, хотя изредка подслащена и имеет белый или естественный цвет. Этот белый цвет контрастирует с отдельным слоем плодово-ягодного варенья, который часто содержит окрашивающие добавки, дополняющие цвет, который обеспечивается ингредиентами. За исключением случая уравновешивания влажности, йогуртный слой и слой плодово-ягодного варенья обычно не перемешиваются с течением времени из-за специфичного различия роста и эффекта связывания пектина в плодово-ягодном варенье.
Еще одним вариантом йогурта типа "кустард" является йогурт, который в разговорной речи называется "западный" или "Калифорния", и который обычно представляет собой йогурт типа "кустард" с дискретным слоем плодово-ягодного варенья на дне, где йогурт "кустард" дополнительно содержит водорастворимый, натуральный краситель, соответствующий цвету плодово-ягодного варенья. Таким образом, продукт, содержащий на дне слой клубничного варенья, слой или фазу йогурта "кустард", может дополнительно содержать средний уровень красного цвета, достаточный для получения йогуртной фазы розового цвета, комплементарной слою красного плодово-ягодного варенья. Часто, обе фазы содержат дополнительные водорастворимые красители.
Во второй основной категории йогуртных продуктов йогурт относится к перемешиваемому типу. В йогуртах перемешиваемого типа вся масса йогурта ферментируется перед наполнением индивидуальных упаковочных контейнеров. Таким образом, йогурт перемешиваемого типа при наполнении имеет более высокую вязкость, чем йогурты неперемешиваемого типа, благодаря более низкой температуре и эффекту сгущения йогуртной культуры. Тем не менее, йогурт перемешиваемого типа обычно формирует или существенно повышает вязкость после заполнения с течением времени до достижения конечной назначенной вязкости. Конечно, перемешиваемые йогурты также имеются в виде различных типов и вариантов продуктов.
Обычно плодово-ягодное варенье или пюре перемешиваются в перемешиваемом йогурте. Такие йогурты перемешиваемого типа, перемешанные с плодово-ягодные пюре, иногда обозначаются наиболее часто как йогурты "швейцарского" типа или менее часто, но эквивалентно как йогурты "континентального" или "французского" типа. Изредка йогурты швейцарского типа включают избыточное количество стабилизаторов, в результате чего после хранения в холодильнике в течение 48 часов йогурт будет обладать твердо-подобной консистенцией, что немного напоминает йогурт типа "кустард". Такие текстурно похожие продукты, как правило, получают, когда один производитель (чьи производства спроектированы для получения одного типа йогурта) хочет получать продукт, конкурирующий с другим производителем (чье производство спроектировано под получение йогурта другого типа).
В последнее время продавался сорт швейцарского типа, который дополнительно содержал добавку орехов и/или частично очищенное зерно хлебных злаков, однородно диспергированные в йогурте. Эта йогуртная смесь иногда обозначается как "хлебный" тип йогурта. Частично очищенные зерна и кусочки орехов дают привлекательную смешанную органолептическую текстуру, которая одновременно поддается жеванию и является хрустящей, в дополнение к сливочному вкусу перемешиваемого йогурта.
Несмотря на приведенные выше описания типов, такие характеристики являются исключительно обобщенными. Таким образом, порой предыдущий уровень техники содержит описание, например, "западного" типа йогурта, чье описание не может быть в точности таким, как описано выше. Однако, названия различных типов будут относиться к вариантам, описанным выше.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте, данное изобретение относится к композиции пищевого продукта, содержащей молочный ингредиент и водную фазу, включающую ацетил-замещенный адипат-сшитый крахмал восковой кассавы в количестве, эффективном для сгущения указанной водной фазы, где указанный ацетил-замещенный адипат-сшитый крахмал восковой кассавы содержит более чем около 0,09 масс.% адипатных групп относительно массы крахмала.
В другом аспекте изобретение относится к способу получения композиции пищевого продукта, включающей молочный ингредиент и водную фазу, причем способ включает смешивание с молочным ингредиентом ацетил-замещенного адипат-сшитого крахмала восковой кассавы в количестве, эффективном для сгущения указанной водной фазы, где указанный ацетил-замещенный адипат-сшитый крахмал восковой кассавы содержит более чем около 0,09 масс.% адипатных групп относительно массы крахмала.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Продукты по настоящему изобретению, как правило, содержат материал на основе казеина с высоким влагосодержанием или высокой водной активностью в виде сгущеной жидкости, особенно йогурта. Йогурт, разумеется, хорошо известен, и уровень техники наполнен раскрытиями применяемых йогуртных композиций и способов получения. Специалисту в данной области не составит труда выбрать подходящие йогуртные композиции и способы получения для использования в настоящем изобретении. Хорошее обобщенное описание йогуртного производства представлено в Патенте США No. 4797289 (10 января 1989 года, Reddy), который включен в данный документ ссылкой.
В наиболее общем смысле, однако, йогурт содержит культивированный молочный продукт, получаемый путем культивирования одного или нескольких молочных ингредиентов, которые объединяются с образованием йогуртной основы с характерной бактериальной культурой, содержащей Lactobacillus bulgaricus, молочнокислые палочковидные бактерии, и Streptococcus thermophilus, кокки, способные расти и продуцировать молочную кислоту при высоких температурах. Культура необязательно может содержать дополнительные виды культур, известных в данной области, такие как Lactobacillus acidophilus и/или bifidus.
Йогуртные продукты дополнительно описаны в тех из текущих стандартов идентичности Управления по продовольствию и лекарствам США для охлажденных йогуртов, которые были изданы в Сентябре 1982 года, вступили в силу 1 июля 1985 года, конкретно 21 Кодекс федеральных правил ст.131.200, 0.203 и 0.206.
Молочные ингредиенты, которые обобщенно содержат йогуртную основу, сначала перемешивают с образованием йогуртной основы и затем необязательно деаэрируют, нагревают и гомогенизируют. Йогуртную основу затем существенно пастеризуют при высоких температурах и затем охлаждают до температур культивирования, составляющих от около 40ºC до около 50ºC (около 110ºF). В дальнейшем пастеризованная охлажденная йогуртная основа, полученная таким образом, инокулируется культурой и затем ферментируется до целевого содержания кислоты или общей кислотности и pH, например, 4,1-4,7, при которых происходит свертывание или коагуляция, которые образуют йогурт. Выработку кислоты и бактериальный рост затем прекращают путем охлаждения смеси, как правило, до температур заполнения, составляющих от около 0ºC до около 15ºC, как правило, 0ºC-5ºC, и хранения при данных низких температурах.
Из обобщенного описания выше понятно, что способ получения йогурта перемешиваемого типа отличается от получения типа "кустард" в том, что стадия ферментации осуществляется перед упаковкой, как правило, в больших сосудах с очень мягким перемешиванием.
Состав йогуртной основы
Первая стадия одного конкретного воплощения получения йогуртного продукта представляет собой составление конкретной «стандартизованной» йогуртной основы. Конечный йогурт может варьировать в известной мере по содержанию жира, а йогуртная основа необязательно может включать специфические составы для получения безжировых (т.e., менее, чем 0,5% молочного жира), низкожировых (т.e., примерно 1,5% жира), с уменьшенным содержанием жира (примерно, 2% жира), или полножирных (примерно 3,5% жира) йогуртов. Йогуртная основа, таким образом, может включать такие молочные ингредиенты, как цельное молоко, частично обезжиренное молоко, обезжиренное сухое молоко и так далее. Йогуртная основа, перед массовым добавлением вкусовых агентов и/или подсластителей содержит примерно 0,1% - 4% молочного жира и не менее чем 12% сухого молочного нежирового остатка ("MSNF"), и имеет общую кислотность не менее чем 0,9%, выраженную в отношении молочной кислоты.
В различных частях света для получения йогурта используется молоко различных млекопитающих. Однако большинство промышленных производств йогурта использует коровье молоко. Обогащение фракции сухого нежирового молочного остатка до концентрации примерно 12% от уровня нативного молока обычно осуществляется путем добавления обезжиренного сухого молока или конденсированного обезжиренного молока. Йогуртная основа также может содержать другие типы молока, такие ингредиенты как частично обезжиренное молоко, конденсированное обезжиренное молоко, сливки и обезжиренное сухое молоко. Редко молоко может быть частично сконцентрировано путем удаления 15%-20% воды в вакуум-аппарате или другими физическими средствами. Добавление сухого нежирового молочного остатка с обезжиренным сухим молоком представляет собой обычную промышленную процедуру. Повышение содержания белка в смеси приводит к более густой консистенции после периода ферментации.
Необязательно, йогуртная основа может содержать, а также требуемый уровень MSNF может включать, такие другие фракции ингредиентов, как пахта, сыворотка, лактоза, лактальбумины, лактоглобулины или сыворотка, модифицированная с помощью частичного или полного удаления лактозы и/или минералов для повышения содержания нежирового твердого вещества при условии, что соотношение белка к суммарному количеству нежирового твердого вещества пищевого продукта и коэффициент эффективности белка всех присутствующих белков не будет уменьшаться в результате добавления таких ингредиентов.
Йогурт содержит количество загустителя в виде ацетил-замещенного ингибированного крахмала восковой кассавы, например ацетил-замещенного дикрахмаладипата восковой кассавы (“ASDA восковой кассавы”) в виде существенного компонента системы стабилизаторов. Йогуртная основа обычно содержит примерно от 1 масс.% примерно до 4 масс.%, более часто примерно от 1,5 масс.% примерно до 3% крахмала, и еще более часто примерно от 2 масс.% примерно до 2,5 масс.%.
Способы получения ASDA восковой кассавы, который применяется в способе и в композициях по изобретению, подробно описаны в EP 1314743A2 (Jeffcoat et al.), описание которого включено в данный документ ссылкой. Крахмалы восковой кассавы, также известные как крахмалы низкоамилозной тапиоки (в зависимости от региона кассава и тапиока также могут быть известны как маниок, маниока, юкка или мандиок), могут быть получены способом Патентов США No. 7022836; 6551827; и 6982327 (Visser et al.), включенных в данный документ ссылкой в полном объеме. Также в данное изобретение включены крахмалы низкоамилозной тапиоки, полученные из растений низкоамилозной кассавы, которые могут в данной время встречаться в природе, могут быть получены методами стандартного скрещивания и кроссбридинга (т.e. не-ГМО), или получены путем транслокации, инверсии, трансформации или любым другим способом генной или хромосомной инженерии, включая их вариации, посредством чего получают свойства крахмала по настоящему изобретению. Кроме того, крахмал, экстрагированный из растения, выращенного с искусственными мутациями и вариациями вышеописанной общей композиции, которая может быть получена известными стандартными способами мутационной селекции, также применим в данном документе. Под «восковой кассавой» понимают крахмал, который имеет содержание амилозы, существенно ниже, чем содержание обычного тапиокового крахмала, предпочтительно, менее чем примерно 10%, более предпочтительно, менее чем примерно 5%, и наиболее предпочтительно, менее чем примерно 3% амилозы по массе.
Нативный крахмал восковой кассавы может быть поперечно сшит с использованием реагентов смешанного ангидрида адипиновой и уксусной кислоты. Такие реагенты и реакция сшивки хорошо известны в данной области для получения дикрахмаладипатов с использованием других нативных крахмалов. Дикрахмаладипаты, полученные путем сшивки с использованием реагентов смешанного ангидрида адипиновой и уксусной кислот, а также способы их получения хорошо известны в данной области. Используемый реагент смешанного ангидрида, создает органические эфирные связи, которые относительно стабильны при условиях многих типичных процессов. Смотри, например, Патент США No. 2461139 (Caldwell).
Например, дикрахмаладипаты восковой кассавы могут быть получены путем реакции крахмала в водной суспензии с реагентом смешанного ангидрида адипиновой/уксусной кислоты. Связанный ацетил полученного в результате крахмала может быть доведен специалистом в данной области до любого уровня, необходимого для величины искомой стабильности, предпочтительно в интервале примерно до 2,5% связанного ацетила ингибированного крахмала восковой кассавы. Количество смешанного ангидрида адипиновой/уксусной кислот, используемое в реакции, также может регулироваться специалистом в данной области с получением целевого ингибирующего эффекта (степень сшивок) в полученном в результате крахмале. Как правило, используемое количество смешанного ангидрида составляет выше, чем примерно 1%. Для стабилизации может использоваться до 4% уксусного ангидрида (моно-замещение) для получения максимальной стабильности. Это, как правило, приводит к получению примерно 2,5% связанного ацетила. Специалист в данной области будет способен стандартно отрегулировать эффективность применяемой реакции процесса ацетилирования на основе используемого количества уксусного ангидрида. Связанный ацетил ингибированного крахмала восковой кассавы будет, как правило, находиться в интервале от 0,1%, более часто от 0,25% до чуть менее, чем около 2,5% по массе, более часто, примерно от 0,5% до около 2%, и еще более часто примерно от 1% до чуть менее чем около 2%.
Количество адипатных сшивок будет выше чем 0,09 масс.% адипата в пересчете на массу крахмала восковой кассавы и, как правило, будет составлять, по меньшей мере, примерно 0,1 масс.%. Как правило, количество адипатных сшивок будет составлять примерно от 0,1 примерно до 0,18 масс.%, и более часто примерно от 0,12 примерно до 0,16 масс.% адипата на основе массы крахмала восковой кассавы.
В качестве альтернативы адипатных сшивок могут использоваться другие пищевые приемлемые химические кросс-линкеры. Примеры других химических кросс-линкеров включают другие неразветвленные ангидриды дикарбоновых кислот, лимонная кислота, оксихлорид фосфора и триметафосфатные соли. Количество кросс-линкерного агента, необходимого для получения подходящего продукта, будет зависеть от целевой функциональности крахмала. Способы получения такой функциональности с помощью сшивок хорошо известны в данной области и будут варьировать в зависимости среди прочего от типа применяемого кросс-линкерного агента, концентрации кросс-линкерного агента, условий реакции и необходимости получения поперечно сшитого крахмала. Как правило, данное количество будет находиться в интервале примерно от 0,001 примерно до 10% по массе крахмала. Типичный интервал для адипатных сшивок отмечен выше. На основе этих интервалов специалистами в данной области могут быть определены соответствующие количества других кросс-линкерных агентов для получения равных уровней ингибирования без излишних экспериментов на основе фактической и наблюдаемой эффективности поперечных сшивок.
В качестве альтернативы химическим сшивкам или дополнительно к химическим сшивкам ацетил-замещенные крахмалы восковой кассавы могут быть физически (например, термически) ингибированы перед или после ацетилирования и/или поперечной сшивки. Пример способов термического ингибирования, которые будут использоваться, представлен в Патенте США No. 6261376 (Jeffcoat, et al.), описание которого включено в данный документ ссылкой в полном объеме.
Процесс термического ингибирования патента ‘376 включает стадии (a) необязательного регулирования pH гранулированного крахмала до pH примерно 7 или выше; (b) дегидратации крахмала до его безводного или по существу безводного состояния; и (c) тепловой обработки дегидратированного крахмала или муки при температуре и в течение периода времени, которых достаточно для ингибирования крахмала или муки и, предпочтительно, придания им рыхлости. При использовании в данном документе, «по существу безводный» означает содержащий менее чем 1% влаги по массе.
Как правило, гранулированный крахмал суспендируется в воде, необязательно pH регулируется до нейтрального значения или выше путем добавления основания, и крахмал сушат примерно до 2-15% влаги. Высушенный гранулированный крахмал затем термически ингибируют с помощью дегидратации крахмала до безводного или по существу безводного состояния и затем подвергают тепловой обработке дегидратированный крахмал. Период времени и температура нагревания будут регулироваться для получения крахмала, имеющего степень ингибирования, сходную с адипат-сшитыми крахмалами восковой кассавы, описанными выше. Полученный в результате гранулированный термически ингибированный крахмал затем ацетилируют, как описано в данном документе, необязательно с дополнительным ингибированием с помощью поперечной сшивки.
Дегидратация может представлять собой термическую дегидратацию или не термическую дегидратацию. Термическую дегидратацию проводят путем нагревания крахмала в конвекционной печи или в микроволновой печи или в любом другом нагревательном устройстве в течение периода времени и при температуре, достаточных для уменьшения содержания влаги до менее чем 1%, предпочтительно, 0%. Примеры способов нетермической дегидратации включают экстрагирование воды из гранулированного крахмала с использованием гидрофильного растворителя, такого как спирт (например, этанол), или лиофилизация крахмала.
Типичное pH составляет, по меньшей мере, 7, наиболее часто, более чем pH 8, более часто pH 7,5-10,5, и еще более часто 8-9,5. При pH выше 12, желатинизация проводится легче; таким образом, регуляция pH ниже 12 более эффективна.
Буферы, такие как натрий фосфатный, могут использоваться для поддержания pH, если необходимо. Альтернативный метод повышения pH состоит в распылении раствора основания на гранулированный или прежелатинизированный крахмал до тех пор, пока крахмал не получит искомое значение pH, или во время или перед стадиями термического ингибирования. Если крахмал не будет использоваться в пищу, то любое подходящее неорганическое или органическое основание может быть использовано для увеличения pH крахмала. Другой способ включает настаивание и пр. Следует заметить, что польза по части текстуры и вязкости от процесса термического ингибирования имеет тенденцию усиливаться по мере повышения pH, хотя при более высоких значениях pH имеется тенденция к усилению потемнения крахмала во время стадии тепловой обработки.
В одном воплощении, йогурт, получаемый с использованием ASDA восковой кассавы в качестве единственного загустителя, будет демонстрировать стабильность в течение, по меньшей мере, 6 недель созревания, как в том тесте, который подробно описан ниже.
Необязательно, йогуртная основа может дополнительно содержать умеренные количества дополнительных стабилизаторов. Применяемые необязательные стабилизаторы могут включать желатин, гуммиарабик, каррагенан, камедь карайи, пектин, трагакантовая камедь, ксантан и их смеси. Точный уровень использования камедей будет зависеть от множества факторов. Наиболее важно, что выбор дополнительных стабилизаторов и уровень использования зависит от интервала вязкости заполнения для йогурта, как подробно описано ниже. Хорошие результаты могут быть получены, когда дополнительные стабилизаторы применяются при суммарном уровне в интервале примерно от 0,1% до 2%.
Эти дополнительные стабилизаторы представляют собой хорошо известные пищевые ингредиенты, и коммерчески доступны. Хорошее описание стабилизаторов можно найти в "Industrial Gums, Polysaccharides and Their Derivatives," 2nd Ed., ed by Roy L. Whistler et al., 1973 Academic Press. (См. также "Gums and Stabilizers for the Food Industry," edited by Glyn O. Phillips et al., 1988 IRL Press.
Йогуртная основа необязательно может дополнительно содержать пищевые углеводные подсластители. Типичные применяемые пищевые углеводные подсластители включают, в частности, сахарозу, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, декстрозу, кукурузный сироп с различными DE, сахар свеклы или сахарного тростника, инвертированный сахар (в форме пасты или сиропа); коричневый сахар, рафинадный сахар; меласса (отличная от густой тростниковой мелассы); фруктоза; фруктозный сироп; мальтоза; мальтозный сироп, сухой мальтозный сироп; солодовый экстракт, сухой солодовый экстракт; солодовый сироп, сухой солодовый сироп, мед; кленовый сахар, кроме столового сиропа, и их смеси.
Эти пищевые подсластители вызывают осмотическое давление в системе, приводящее к прогрессирующему ингибированию и уменьшению степени выработки кислоты культурой. Будучи суммарным свойством ингибирующий эффект на основе осмотического давления будет прямо пропорционален концентрации подсластителя и обратно пропорционален молекулярной массе раствора. В этом отношении, растворы, присутствующие по определению в сухом молочном безжировом остатке йогуртной смеси, которые извлекаются из исходного молока, и добавленные сухие молочные вещества и продукты сыворотки также будут способствовать общему потенциальному ингибирующему эффекту в отношении роста йогуртной культуры.
Йогуртная основа необязательно дополнительно содержит умеренный уровень концентрата сывороточных белков ("WPC"). Особенно применяются в данном документе такие WPC, которые имеют низкое содержание лактозы, т.е. потенциальное содержание выше, чем 34% и обычно выше, чем 50% по массе. Если они присутствуют, то WPC могут быть включены на уровне в интервале примерно от 0,1% до 5% по массе.
Хорошие результаты по показателю равновесия искомой сладости против ингибирующих эффектов роста йогуртной культуры получают, когда уровень добавляемых пищевых углеводных подслащивающих агентов составляет от около 8% до 14%, часто от около 10% до 12% и, чаще около 12% от суммарного подслащенного йогурта.
Различные сухие ингредиенты, часто предварительно смешанные, и влажные ингредиенты смешивают вместе с образованием гомогенно смешанной йогуртной основы.
Йогуртная основа затем может необязательно деаэрироваться и гомогенизироваться. Некоторые особенно типичные воплощения способов данного документа не требуют деаэрации. В особенно типичных воплощениях, йогуртную основу нагревают примерно до 150ºF-160ºF перед гомогенизацией для улучшения эффективности стадии гомогенизации.
Пастеризация и охлаждение
Далее, деаэрированные или недеаэрированные, нагретые и гомогенизированные как при типичном осуществлении на практике, способы получения йогурта по настоящему изобретению дополнительно включают типичную стадию пастеризации йогурта. Как хорошо известно, пастеризация представляет собой процесс двух параметров - температуры и времени. Типичные условия в данном документе для пастеризации йогуртной основы представляют собой нагревание йогуртной основы примерно до 190ºF в течение примерно пяти минут, хотя другие условия пастеризации и другое время также могут применяться. Далее пастеризованную йогуртную основу быстро охлаждают до температур культивирования в препарате для получения йогурта.
Инокуляция и ферментация
Следующая типичная стадия получения йогурта по настоящему изобретению представляет собой культивирование пастеризованной йогуртной основы. Стадия культивирования включает две субстадии инокуляции или добавления живой йогуртной культуры с образованием инокулированной йогуртной основы и последующей ферментации или инкубации инокулированной йогрутной основы. Для хороших результатов для образования йогурта добавляют примерно 2%-6%, часто примерно 3%-5% йогуртной культуры.
Среда для получения производственной закваски на большинстве йогуртных производств не содержит антибиотиков, а безжировое сухое молоко, восстановленное в воде, содержит твердые вещества на уровне 10% - 12%. Заквасочная среда, как правило, не обогащается активаторами роста типа дрожжевого экстракта, мясного экстракта, белковыми гидролизатами, так как они имеют тенденцию к приданию нежелательного вкуса закваске и в конечном счете - йогурту. После восстановления обезжиренного сухого молока в воде среду нагревают до 90°-95°C (194° - 203°F) и поддерживали в течение 30-60 минут. Затем среду охлаждают до 43ºC+/-2º (110ºF) в чане. Замороженное вещество может размораживаться путем помещения балки в холодную или прохладную воду, содержащую низкий уровень дезинфицирующих средств до тех пор, пока содержимое частично не растает.
Инокулированную йогуртную основу (например, 95% йогуртной основы, 5% добавленной культуры) затем инкубируют, чтобы позволить живой йогуртной культуре ферментироваться с образованием йогурта. Период инкубации находится в интервале от 4 до 6 часов и температуры 100º-115ºF (около 43ºC). Ферментация должна быть статичной (без перемешивания и вибрации) во избежание разделения фаз в йогуртной основе после инкубации. Прогресс ферментации отслеживается путем измерения титруемой кислотности («titratable acidity, T.A.») с постоянными интервалами до момента получения искомой конечной кислотности.
Смешивание
Далее йогурт затем обычно смешивают с образованием йогурта перемешиваемого типа. Смешивание может осуществляться или частично или полностью, или перед или после конечной стадии охлаждения. Стадия смешивания предназначена для смешивания йогурта для придания ему гладкой текстуры и ощущения вкуса и структуры йогуртной консистенции. В этих типичных воплощениях, применяющих высоко эффективные подсластители, данная стадия часто дополнительно по существу включает субстадию добавления высокоэффективного подсластителя перед охлаждением. Путем добавления высокоэффективного подсластителя (например, аспартама, ацетилсульфама K, сукралозы, сахарина, цикламата и их смесей в форме их растворимых солей) к теплому йогурту получают более гомогенно подслащенный конечный продукт в особенности при использовании аспартама в качестве высокоэффективного подсластителя. Аспартам плохо растворяется в охлажденных водных продуктах. Кроме того, когда используется стадия охлаждения, применяющая кожухотрубный теплообменник, то стадия охлаждения обеспечивает гомогенное смешивание подсластителя.
Охлаждение для прекращения культивирования
В способе настоящего изобретения, после того как йогурт достиг искомого уровня кислотности, типичной стадией является прекращения роста йогуртной культуры путем охлаждения йогурта. Если титруемая кислотность ("T.A.") составляет 0,85% - 0,9%, то ферментацию терминируют стадией охлаждения.
Хорошие результаты получают, когда йогурт охлаждают до температуры около 2º - 4ºC (35º-40º F), часто около 38ºF - 42ºF и, для наилучших результатов, около 40ºF.
Образование перемешанного йогурта или йогурта с «Фруктами на дне»
Способ по настоящему изобретению необязательно дополнительно включает стадию смешивания йогурта сразу после охлаждения (т.e., без состояния покоя) с добавками, такими как фрукты и/или фруктовое пюре, красители, вкусовые агенты, высокоэффективные подсластители (например, аспартам, ацетилсульфам, сукралоза, сахарин, цикламат и их смеси в виде солей), витамины, минералы, особенно соли кальция (например, трикальцийфосфат и/или диспергируемые соли кальция) с образованием йогуртной фазы с целью усиления признания продукта потребителем. Эти добавки часто добавляются после того, как стадия ферментации остановлена охлаждением. Необязательно, но менее часто, на данной стадии добавляют высокоэффективный подсластитель.
Альтернативно, фрукты или фруктовое пюре или варенье могут быть добавлены в контейнер до йогурта для приготовления продукта, содержащего фрукты на дне.
3
Обычно йогурт не аэрируют. То есть, йогуртная(ые) фаза(ы) может иметь плотность примерно от 0,9 до 1,2 г/см.
В некоторых воплощениях настоящего изобретения йогуртная фаза перемешиваемого типа может дополнительно содержать примерно от 0,1% до 25% продукта или плодово-ягодного варенья, диспергированного во всей йогуртной фазе. Термин «йогуртная фаза» широко используется в данном документе для включения как йогурта индивидуально (т.e., без фруктовых добавок, диспергированных или растворенных в йогурте), так и йогурта (с другими добавками), смешанного с фруктовым пюре.
Дополнительно к йогуртам может использоваться ASDA восковой кассавы для сгущения множества пищевых продуктов, особенно, салатных заправок, особенно сливочных салатных заправок, сливочных соусов, супов-пюре, а также ферментированных или нейтральных молочных продуктов, таких как мягкий сыр низкой жирности, Панна-котта, сметана, пудинги, наполнители паштетов, сливочных фруктовых начинок, кустардов, круглых открытых пирогов с фруктовой или ягодной начинкой, имитационных сыров или сырных продуктов или т.п.
ПРИМЕРЫ
Приготовление гидроксипропилированного дикрахмалфосфата и дикрахмалфосфата.
3
2
4
3
2
4
Экспериментальные образцы гидроксипропилированного дикрахмалфосфата (HPDP) были получены с помощью основы природного крахмала восковой кассавы. Крахмальные основы обрабатывали пропиленоксидом (PO) и фосфор оксихлоридом (POCl) в представленных ниже реакционных условиях. Реакционную смесь готовили объединением 100 частей природного крахмала (основа как таковая) и 175 частей воды. К 18% реакционной взвеси по массе крахмала, добавляли соль сульфат натрия (NaSO). Затем поднимали щелочность реакционной смеси с помощью 3% раствора гидроксида натрия (NаOH) до того, как 50 мл аликвота была нейтрализована 64 мл 0,1н соляной кислоты (HCl). Взвесь затем переносили в 1 галлоновую пластиковую бутыль с уплотнительным кольцом. Искомое количество пропилен оксида добавляли в взвесь в пересчете на массовый процент крахмала. Эту бутыль затем помещали в нагретую барабанную сушилку, которую затем вращалась в течение шестнадцати чесов до достижения температуры барабанной сушилки 40°C. Затем взвесь удаляли из барабанной сушилки в реакционный сосуд, оборудованный верхнеприводной мешалкой и лопастной мешалкой. Давали взвеси остыть до ~30ºC. Искомое количество оксихлорида фосфора (POCl) добавляли к реакционной смеси по объему с помощью автоматической пипетки и давали прореагировать в течение тридцати минут. pH корректировали до 3,0-3,5 с помощью 25% серной кислоты (HSO) и давали перемешаться в течение одного часа, для обеспечения нейтрализации любого остаточного пропилен оксида в пропилен гликоль. pH реакционной смеси затем доводили до 5,0-6,0 с помощью 3% NaOH. Крахмал извлекали вакуумной фильтрацией, отмывали водой, и сушили в печи в течение ночи при 105ºF.
Экспериментальные образцы дикрахмалфосфата получали с помощью основного природного крахмала восковой кассавы. Крахмал обрабатывали с помощью оксихлорида фосфора в следующих реакционных условиях. Реакционную взвесь получали путем объединения 100 частей природного крахмала (основа как таковая) и 175 частей воды для восковой кассавы, 150 частей воды для восковой кукурузы, и 125 частей воды для обычной тапиоки. К реакционной смеси добавляли 0,5%, от массы крахмала, хлорида натрия (NaCl). Щелочность реакционной смеси поднимали с помощью 3% раствора NaOH до того, как 50 мл аликвота была нейтрализована 0,1н HCl. Искомое количество оксихлорида фосфора добавляли к реакционной смеси по объему с помощью автоматической пипетки и давали прореагировать в течение тридцати минут. pH реакционной смеси затем доводили до 5,0-6,0 с помощью 25% раствора HCl. Крахмал извлекали вакуумной фильтрацией, отмывали водой, и сушили в печи в течение ночи при 105°F.
Серии экспериментальных образцов дикрахмалфосфата получали по вышеуказанной процедуре для образцов гидроксипропилированного дикрахмалфосфата (HPDP), но без добавления пропилен оксида к реакционной взвеси. Набор экспериментальных образцов использовали в качестве контроля для определения влияния условий реакции гидроксипропилирования на функциональную эффективность крахмала.
3
План эксперимента (design of experiment , DOE) показанный в Таблице 1, был осуществлен для получения образцов PO/POCl модифицированного крахмала восковой кассавы.
<b>Таблица 1</b>
<b>Крахмал No.</b>
<b>Пропилен оксид</b><b>(масс.%)</b>
<b>Оксихлорид фосфора</b><b>(масс.%)</b>
1
0
0,012
2
0
0,020
3
0
0,030
4
2
0,012
5
2
0,020
6
2
0,030
7
4
0,012
8
4
0,020
9
4
0,030
Получение ацитилированного дикрахмаладипата и дикрахмаладипата
Экспериментальные образцы ацитилированного дикрахмаладипата (ASDA) получали из основы природного крахмала восковой кассавы. Крахмальную основу обрабатывали уксусным ангидридом и адипиновым уксусным смешанным ангидридом в следующих условиях реакции. Адипиновый уксусный смешанный ангидрид, также известный по его историческому шифру даты изготовления и других данных 902-21, получали в лаборатории. В 500 мл колбе Эрленмейера, объединяли 20 г адипиновой кислоты с 180 г уксусного ангидрида. Смесь нагревали постепенно в течение часа до 90ºC, в бане с кипящей водой. После достижения смесью 90ºC, смесь выдерживали при этой температуре в течение дополнительного часа. Смешанный ангидрид (реактив 902-21) затем охлаждали до комнатной температуры. Реакционную взвесь получали объединением 100 частей природного крахмала (основа как таковая) и 175 частей воды. pH взвеси корректировали до 7,8-8,2 с помощью 3% раствора NaOH. Искомое количество уксусного ангидрида и реактива 902-21 затем добавляли к реакционной смеси очень медленно, с продолжительностью примерно один час. В ходе добавления уксусного ангидрида pH реакции поддерживали в диапазоне 7,8-8,2 с помощью 3% раствора NaOH. После окончания добавления уксусного ангидрида pH реакции поддерживали в диапазоне 7,8-8,2 в течение пятнадцати минут или до стабилизации pH. Реакционную смесь затем доводили до pH 5,0-6,0 с помощью 25% раствора HCl. Крахмал извлекали вакуумной фильтрацией, отмывали водой и сушили в печи в течение ночи при 105ºF.
Экспериментальные образцы дикрахмаладипата получали с помощью основного природного крахмала восковой кассавы. Крахмальную основу обрабатывали реактивом 902-21 в реакционных условиях, описанных выше, без добавления уксусного ангидрида.
План эксперимента (DOE) показанный в Таблице 2, был осуществлен для получения образцов AA/адипинового крахмала восковой кассавы.
<b>Таблица 2</b>
<b>Крахмал No.</b>
<b>Уксусный ангидрид</b><b>(масс.%)</b>
<b>Смешанный ангидрид</b><b>(масс.%)</b>
10
0
0,4
11
0
0,875
12
0
1,39
13
2
0,4
14
2
0,875
15
2
1,39
Крахмалы под номерами 10-15 подвергали кулинарной обработке в модельной системе (90ºC в течение 20 минут и 85ºC в течение 10 минут) и анализировали на предмет кулинарного качества визуальным наблюдением в микроскоп. На приемлемые степени кулинарной обработки указывали среднее разбухание гранул. Только Крахмалы под номерами 12 и 15 имели приемлемую степень кулинарной обработки. Крахмал под номером 14, например, имел много сильно разбухших гранул, так что он не перенес бы усилие сдвига при гомогенизации йогурта.
Крем-Соус:
Приготовление образцов и оценку осуществил в лаборатории пикантных блюд L. Drew. Крем-суп получали по следующей формуле, рассматриваемой в таблице ниже.
Состав крем-супа:
Ингредиент
%
г
Вода
78,3
1114,5
Сливки для взбивания
15
225
Крахмал
4,6
67,5
Сахар
0,71
10,65
Соль
0,7
10,5
Луковый порошок
0,25
3,75
Лецитин (Solec F, Solae Co)
0,5
7,5
Белый перец
0,04
0,6
Всего
100
1500
Воду и сливки взвешивали в лабораторном стакане. С помощью погружного блендера эмульгатор (лецитин) дисперировали в воде и сливках. Сухие ингредиенты взвешивали и смешивали руками вместе. Сухие ингредиенты суспендировали в смеси воды и сливок. Взвесь затем выливали в миксер THERMOMIX (Thermomix, 1964 Corporate Square, Лонгвуд, Флорида, США). Образцы доводили до температуры 190-195ºF, на 1 скорости, и выдерживали при этой температуре до достаточной кулинарной обработки. Достаточная кулинарная обработка определялась микроскопически.
Примеры йогуртов:
Модифицированные крахмалы восковой кассавы оценивали в вышестоящем способе перемешанного йогурта с помощью:
1) Экспериментальные крахмалы прогоняли по экспериментальному плану из 7 пунктов, включающему 3 различные температуры подогрева (122, 140, и 158ºF) и 3 различных давлений гомогенизации (725 psi, 2175 psi, и 3625 psi).
2) Цельные йогурты были изготовлены из каждого из экспериментальных крахмалов при предварительном нагревании 140°F и давлении гомогенизации 725 psi и 2175 psi. Эти йогурты оценивали по вязкости и прочности геля в динамике по времени, измеренные через 24 часа, 1 неделю, 3 недели и 6 недель.
Йогурты готовили по следующей формуле, представленной в таблице ниже.
Формула йогурта:
Ингредиенты
%
Обезжиренное молоко
95,71
NFDM-Low Heat
1,34
Желатин
0,3
Крахмал
2,65
Всего
100
Первая стадия заключалась в подготовке предварительной смеси сухих ингредиентов, полученной перед обработкой. Сухую предварительную смесь затем добавляли к обезжиренному молоку в разжижителе BREDDO, Corbion Caravan, 1230 Taney, Норт Канзас Сити, Миссури, США, и смешивали в течение 20-30 минут примерно при 500 об./мин. Смесь затем переносили в бак для хранения и затем обрабатывали с помощью оборудования для кратковременной обработки при высокой температуре (HVHW), MicroThermics, Inc., 3216-B Wellington Ct., Роли, NC 27615, США, с помощью вышеуказанного процесса. Предварительное нагревание корректировали до 122, 140 и 1158 ºF, в зависимости от партии, и затем гомогенизировали при 725, 2175 или 3625 psi в зависимости от партии. Смесь затем пастеризовали при 208ºF и выдерживали в течение 6 минут. Пастеризованную йогуртную смесь затем охлаждали до примерно 110ºF. Три образца пастеризованной смеси предварительной культуры собирали в контейнеры на 4 унции и использовали для микроскопии, оценки объема набухания и вязкости предварительной культуры. В некоторые партии добавляли 0,02% YoFast 16 (Chr. Hansen, Bøge Allé 10-12, DK-2970 Хёрсхольм, Дания) и подвергали ферментации.
В образцах, которые были ферментированы, pH корректировали до 4,6 с помощью культур. Йогурт охлаждали с помощью гликолевой охлаждающей трубки MicroThermics до примерно 45-55ºF со встроенным экраном в 60 меш. Йогурт, упакованный в чашки на 4 унции, использовали для проведения измерения вязкости по Брукфильду, TAXT2,и неформального органолептического анализа.
Йогурты анализировали с помощью следующих способов:
1) Измерение по Брукфильду (DV-II + Вискозиметр): С использованием малого адаптера для образцов: Вязкость 12 г материала измеряли через один, семь, двадцать один и сорок два дня после обработки. Образец измеряли с помощью Spindle #28 при 30 об./мин., в течение двадцати секунд. Образцы должны измеряться при температуре образца, наиболее близкой к температуре холодильника. Записанные данные являются средним двух измерений.
2) Испытание на продавливание TAXT2: Устройство вначале калибровали для применения способа испытания на продавливание йогурта и акрилового зонда с диаметром 3,2” × 1”. Зонд вдавливали в йогурт со скоростью 0,2 мм/сек на глубину 15 мм. При достижении 15 мм, зонд выдерживали в образце в течение 200 секунд. Зонд вынимали из йогурта со скоростью 2 мм/сек. Пиковое значение силы, записанное в ходе сжатия (определенное как сила геля), было измерено и записано. Образцы измеряли через один, семь, двадцать один, и сорок два дня после обработки.
Практические результаты по йогуртам
Для приготовления йогуртов использовали Крахмал No. 5, Крахмал No. 9, и Крахмал No. 15, как описано выше, результаты показаны в Таблице 3, ниже.
<b>Таблица 3</b>
Крах-мал No.
Гомог. давление(фунт/кв. дюйм)
Показана вязкость (сПз) через несколько дней
Показана прочность желе (г) через несколько дней
1
7
21
42
1
7
21
42
5
725
8616,5
10045
9374,5
10356,5
32,4
47,51
45,98
51,31
5
2175
9150
10021,5
10046,5
10945
39,75
44,48
47,27
52,89
9
725
9575
9558
9906,5
10910
33,64
40,18
42,68
47,26
9
2175
9483
9724,5
9981,5
11780
36,45
45,48
50,43
52,06
15
725
8649,5
9749,5
9441,5
10115
48,34
42,84
55,14
58
15
2175
8774,5
10346,5
10610
9674,5
48,47
53,98
55,12
55,4
Кроме того, ни один из йогуртов не демонстрирует синерезис или привкусы и все демонстрируют рыхлую, вязкую текстуру.
Вышеуказанное описание предназначено для информирования специалиста в данной области, о том, как на практике осуществить данное изобретение, и не предназначено для подробного описаниях всех его очевидных модификаций и вариаций, которые будут очевидны специалисту при чтении описания. Описание предназначено, однако, для того, чтобы включить все такие очевидные модификации и вариации в рамки настоящего изобретения, которые определены следующей формулой изобретения.