СТАБИЛЬНЫЕ АЭРИРОВАННЫЕ ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ МАСЛО И ЦИКЛОДЕКСТРИН
STABLE AERATED FOOD PRODUCTS, CONTAINING OIL AND CYCLODEXTRIN

Изобретение относится к стабильным аэрированным пищевым продуктам, содержащим масла и циклодекстрин.
Аэрированные пищевые продукты являются коммерчески важными, поскольку изготовители пищевых продуктов стремятся использовать уникальность и многосторонность газовых пузырьков в качестве компонентов пищевого продукта. Преимущества аэрированных пищевых продуктов относятся к улучшенной структуре (то есть, более мягкой, однородной), улучшенному высвобождению аромата, более легкому пережевыванию и/или измененной реологии. Последнее упомянутое преимущество позволяет формовать изначально жидкие ингредиенты и переводить в более желательные или удобные формы для упаковки, продажи, комплексного пищевого использования, потребления или подобного. Конкретный способ использования аэрированных пищевых продуктов может быть характерным для одного или более типов пищевых продуктов. Аэрированные жидкие пищевые продукты, такие как пищевые пены и эмульсии, являются стабилизированными белками и в общем случае получены барботированием, взбиванием, взбалтываем или различными другими методами включения газа. Например, взбивание или взбалтывание жидкостей с низкой вязкостью для захвата воздуха используются для приготовления взбитых сливок, взбитых яичных белков, взбитого теста для тортов, молочных коктейлей, замороженных десертов и подобных. Инжекция газа (например, воздуха, азота или инжекция оксида азота) также используется в производстве взбитых сливок быстрого приготовления. Аэрированные пищевые продукты, такие как вспененные формы, являются результатом быстрой диффузии белка к поверхности раздела воздух-вода, которая уменьшает поверхностное натяжение, что необходимо для пенообразования. Затем белок частично разворачивается, инкапсулирует воздушные пузырьки и создает ассоциацию молекул белка, ведущую к межмолекулярной когезионной пленке с некоторой степенью упругости.
После получения аэрированных пищевых продуктов необходимо стабилизировать пузырьки, поскольку пенная система имеет тенденцию дестабилизироваться. Если поверхность раздела пузырьков чрезмерно утончается, пузырьки могут разрываться или коалесцировать. Для стабилизации аэрированных пищевых продуктов используют поверхностно-активные агенты. Эмульгаторы и белки являются поверхностно-активными, понижают поверхностное натяжение на поверхности раздела и таким образом уменьшают термодинамическую тенденцию минимизировать межфазную площадь. Однако они имеют различные химические структуры и различные механизмы стабилизации аэрированных пищевых продуктов. Стабилизация пузырьков эмульгаторами происходит за счет явления Гиббса-Марангони, в соответствии с чем, если происходит местное утончение, то поверхностно-активное вещество быстро диффундирует в обедненную область, вводя с собой жидкость для загущения утонченной области. См., например, McClements, Food Emulsions: Principles, Practice, and Techniques (1999). Белки, как известно, уменьшают поверхностное натяжение на поверхности раздела воздух-вода и стабилизирует слой/тонкую пленку пены. Белки имеют низкие показатели поверхностной боковой диффузии и стабилизируют пузырьки, в основном образуя жесткий слой межграничных белков на поверхности раздела. Другой обычный способ стабилизации аэрированных пищевых продуктов заключается в увеличении вязкости дисперсионной среды. Вязкость может быть увеличена добавлением гидроколлоидов, сахара, волокон или других загущающих агентов. Увеличение вязкости дисперсионной среды уменьшает скорость разрушения пузырька сверху, а также коэффициент дренажа тонкой пленки, таким образом увеличивая устойчивости пены.
В частности, взбитые сливки представляют собой аэрированный пищевой продукт, который производится в больших объемах изготовителями пищевых продуктов. Взбитые сливки и подобные аэрированные пищевые продукты, такие как муссы, имеют приятную структурную однородность и ощущение во рту. Взбитые сливки включают дисперсию газовых пузырьков, которые окружены частично коалесцированным жиром на поверхности раздела воздух/сыворотка и поддерживаются за счет высокой вязкости сывороточной фазы. Взбитые сливки приготовляют с использованием процесса регулируемой частичной коалесценции эмульсий сливок при взбивании и насыщения воздухом для формирования сложных структур, которые являются как эмульсиями, стабилизированными белком, так и пеной, стабилизированной жирами. При достаточной аэрации сливки обычно только удваиваются в объеме, который является меньшим, чем у других пищевых продуктов, таких как пена яичного белка. В зависимости от условий, особенно температуры, сливки трудно взбить во вспененный продукт и они могут остаться жидкими или разделиться на смесь масла и пахты. Как вообще известно, жировые глобулы в креме могут помочь сохранению пены. Белки, растворенные в жидкой фазе, стабилизируют взбитые сливки. Жировые глобулы действуют как загущающий агент и эффективно взаимодействуют со стенками пузырьков. На структурные свойства взбитых сливок влияют, помимо жирности, несколько других факторов, включая условия обработки и добавление стабилизаторов и эмульгаторов. Неустойчивость пены может возникать из-за множества механизмов, таких как термодинамическая неустойчивость (чрезмерно интенсивный процесс, хранение и/или температурная обработка); коалесценция (уменьшения числа и увеличение размера отдельных глобул); флокуляция (образование скоплений отдельных глобул в агрегированную частицу, в которой размер и индивидуальностьь отдельных глобул сохраняется); уменьшение размеров жировых глобул до точки, при которой они устойчивы к частичной коалесценции и замедляют интенсивное пенообразование и т.д. Взбивание крема в устойчивую пену зависит от комбинации механизмов дестабилизации и образования структуры. Дестабилизация может произойти, когда мембраны глобулы молочного жира нарушены в присутствии сдвигающего усилия, и последствием является частичная коалесценция.
Ранее для стабилизации взбитых сливок и подобных аэрированных жидких пищевых продуктов использовались твердые кристаллы жира. Вообще считалось, что структурная стабильность жиросодержащих аэрированных пищевых продуктов, включая не только взбитые сливки, но также и другие пищевые продукты, такие как мороженое, хлеба, выпечка, немолочные взбитые кондитерские изделия и т.п., зависит от общего содержания липидов и присутствия липидов, имеющих некоторые характеристики твердости (то есть, жирные кристаллы, которые являются по меньшей мере частично твердым при температуре аэрирования/взбивания). Таким образом, как сообщалось ранее, аэрированный/вспененный продукт менее стабилен, и продолжительность существования воздушных пузырьков уменьшалась в присутствии жидкого масла (Walstra et al, "Dispersed Systems: Basic Considerations," Fennema, Food Chemistry (1996); Walstra, Physical Chemistry of Foods (2003); Damodaran et al, Food Proteins and Their Applications (1997)). Множество коммерчески доступных продуктов содержат смеси моно-, ди- и/или триглицеридов, которые продаются как противовспениватели или ингредиенты для подавления пены (например, пеногаситель E 100 conc., Bayer Chemicals/LanXess Co.). В качестве пеногасителей также использовались растительные масла (Brandt, "Emulsifiers in Baked Goods" in Food Product Design (Feb. 1996)).
Было бы желательно обеспечить аэрированные пищевые продукты, которые могут быть стабильными без применения твердых жиров, так как такие жиры имеют тенденцию быть насыщенными жирными кислотами с высокой точкой плавления или транс-жирными кислотами. Жиры состоят в основном из триглицеридов, содержащих остатки жирной кислоты, связанные со скелетом глицерина. Эти жирные кислоты относятся к трем категориям: насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные. В общем случае, с диетической точки зрения, насыщенные жирные кислоты не желательны в качестве пищевого продукта. Подобным образом в общем случае транс-жирные кислоты не столь желательны как их ненасыщенные аналоги. Однако проблемой является обеспечение приемлемой функциональности (особенно устойчивость пены), способность к переработке и сенсорных показателей в аэрированных пищевых продуктах, если бы были сделаны попытки, чтобы заменить твердые жиры другими системами стабилизации.
Ранее циклодекстрины использовались в способах для уменьшения содержания целевых соединений (например, жирных кислот в свободном состоянии, холестерина или триглицеридов) в пищевых продуктах. В таких способах циклодекстрин смешивают с пищевыми продуктами для образования комплекса или другого взаимодействия с целевыми соединениями; циклодекстрин, включая комплексные целевые соединения, затем удаляют (обычно используя методы центрифугирования). Полученные продукты, по существу без циклодекстрина, имеют уменьшенное содержание жирных кислот в свободном состоянии, холестерина, и триглицеридов по сравнению с подобными необработанными пищевыми продуктами. Патент США 2004/0120984 (публикация от 24 июня 2004) раскрывает способ снижения биодоступности жира в пищевых продуктах с использованием альфа-циклодекстрина при весовом соотношении альфа-циклодекстрина к жиру от около 1:20 до около 1:3 (эквивалент от около 0,05:1 до около 0,33:1).
Циклодекстрины представляют собой семейство циклических полимеров глюкозы, полученных ферментативным гидролизом кукурузного крахмала циклодекстринглюкозилтрансферазой. Циклодекстрины представляют собой циклические, невосстанавливающие олигосахариды, состоящие из шести, семи или восьми глюкопиранозных звеньев, соответствующих альфа-, бета- и гамма-циклодекстрину соответственно, и в водном растворе принимают конформацию тороида или усеченного конуса. Молекулы имеют гидрофобную внутреннюю и гидрофильную внешнюю часть, формирующие внутреннюю пору. Различные полимерные длины дают различные размеры пор. Циклодекстрины имеют различную растворимость в воде; например при около 25°C растворимость составляет около 14,5 г/100 мл воды для альфа-циклодекстрина; около 1,85 г/100 мл воды для бета-циклодекстрина; и около 23,2 г/100 мл воды для гамма-циклодекстрина (Szejtli. Cyclodextrins and Their Inclusion Complexes (1982)). Растворы циклодекстринов, однако, не увеличивают вязкость водной фазы. Циклодекстрины обычно промышленно производят конверсией амилозы ферментом циклодекстринглюкотрансферазой и затем отделяют и очищают методами осаждения. Свойства бета- и гамма-циклодекстринов используют в нескольких областях. Например, патент США 6025510 описывает стабилизацию растительных масел смешиванием гамма-циклодекстрина с растительным маслом для образования комплекса циклодекстрин/растительное масло, и свидетельствует, что такая стабилизация лучше, чем стабилизация, полученная при применении альфа- или бета-циклодекстрина. Chemical Abstract CA:108:192767y описывает стабилизацию гамма-линоленовой кислоты в масле вечерней примулы включением бета-циклодекстрина. Chemical Abstract CA:107:133049x описывает молоко или сухое молоко, содержащее комплексы бета-циклодекстрина с триацилглицерином в соотношении с 70% гамма-линоленовой кислоты.
Краткое описание изобретения
Изобретение обеспечивает аэрированную пищевую композицию, содержащую белок, масло и циклодекстрин в количестве, эффективном для обеспечения стабильного аэрированного пищевого материала. Компонент циклодекстрина облегчает включение жидких масел в аэрированные пищевые продукты. Это обеспечивает образование более стабильной и с большей взбитостью пены, стабилизированной белком, при наличии жидких масел, по сравнению с подобными маслосодержищими аэрированными пищевыми продуктами без циклодекстрина. Циклодекстрины для целей по этому изобретению включают альфа-циклодекстрин, бета-циклодекстрин и гамма-циклодекстрин.
В одном воплощении, содержащееся масло стабильной аэрированной пищевой композиции может включать полностью насыщенные липиды или смесь насыщенных и ненасыщенных липидов. В конкретном воплощении, применение циклодекстрина для стабилизации аэрированных пищевых продуктов предусматривает увеличенное или исключительное применение ненасыщенных жирных кислот (в свободном состоянии и/или как остатков глицерида) в качестве масляного компонента при замене твердых жиров, которые обычно состоят из насыщенных жирных кислот, с высокой точкой плавления, и/или транс-жирных кислот, а также улучшают окислительную устойчивость конечного продукта. Возможность использования жидких масел вместо твердых жиров благодаря пенной и окислительной стабильности, которую придает циклодекстрин аэрированному продукту, обеспечивает улучшенный аэрированный пищевой продукт, а также расширяет возможность применения обычных и специальных масел в новых видах вспененных пищевых продуктов.
В одном воплощении, аэрированная пищевая композиция содержит молярное отношение циклодекстрина к маслу, составляющее по меньшей мере 0,65:1, в частности молярное отношение циклодекстрина к маслу, составляющее от 0,9:1 до около 5:1, и более конкретно молярное отношение циклодекстрина к маслу, составляющее от 0,9:1 до около 4:1. Масляный компонент аэрированной пищевой композиции может выбираться из группы, состоящей из глицерида, стерина и жироподобного вещества. В одном воплощении, масляный компонент аэрированной пищевой композиции представляет собой глицерид, выбранный из группы, состоящей из триацилглицеридов, диацилглицеридов и их смесей. В общем случае, как показано в примерах 7 и 8, моноацилглицериды, как оказалось, не являются исключительными для применения по настоящему изобретению в качестве единственного источника масла; однако если требуется, моноацилглицериды могут быть использованы в комбинации с подходящими маслами. В конкретном воплощении, масляный компонент аэрированной пищевой композиции выбран из группы, состоящей из ненасыщенной жидкой жирной кислоты, жидкого глицерида с по меньшей мере одним остатком ненасыщенной жирной кислоты или их комбинацией. Масло может включать ненасыщенный жидкий липид и в частности по меньшей мере 50% ненасыщенных масел, и более конкретно по меньшей мере около 75% ненасыщенных масел.
В одном конкретном воплощении, стабильная аэрированная пищевая композиция обеспечивается как эмульсия типа "масло-в- воде", содержащая от около 0,5 до около 5% белка, от около 2 до около 6,5% масла, от около 80 до около 97% воды (всего), и от около 2 до около 15% циклодекстрина. Предпочтительно, стабильная аэрированная пищевая композиция обеспечивается как эмульсия типа "масло-в-воде", содержащая от около 2 до около 4% белка, от около 2 до около 3,5% масла, от около 82,5 до около 94% воды (всего), и от около 2 до около 10% циклодекстрина. Вес газа в аэрированных композициях является чрезвычайно незначительным. Настоящее изобретение также касается взбиваемых композиций, содержащих компоненты в вышеуказанных соответствующих количествах.
Аэрированная пищевая композиция может включать, например, молочный продукт, такой как взбитые сливки, мусс, йогурт, сливочный сыр и мороженое, приправа к салату, майонез, кондитерские изделия, напитки (например, кофе со взбитыми сливками и латте) и т.п. В одном воплощении, аэрированный пищевой продукт представляет собой взбитые сливки, которые стабильны в диапазоне температур от около 35 до около 70°F (от около 1,6 до около 21°C).
Подробное описание изобретения
Обеспечиваются аэрированные пищевые композиции, которые предусматривают образование стабилизированных продуктов на основе пены в присутствии жидких масел/липидов. Аэрированные пищевые композиции в общем случае содержат белок, масло и циклодекстрин в количестве, эффективном для обеспечения стабильного аэрированного пищевого материала. Эти композиции образуют пищевую пену, которая имеет большую взбитость и устойчивость пены в присутствии жидких масел, чем пенные продукты без циклодекстрина. Пенные продукты имеют хорошую жесткость в течение их времени хранения. Изобретение особенно полезно в применении для пищевых продуктов, которые аэрируются при производстве и требуют стабилизации для предотвращения образования пены от разрушения во время распространения и торговли. Это изобретение также особенно полезно при подготовке порошковой смеси, которую потребитель будет использовать для приготовления взбитого продукта.
Следующие термины, использующиеся здесь, имеют следующие значения. "Липиды" относятся к жирам, стеринам и жироподобным веществам. "Жиры" представляют собой глицериды, жирные кислоты в свободном состоянии или их комбинация. "Глицериды" могут быть триацилглицеридами ("триглицериды"), диацилглицеридами ("диглицериды"), их производными или их смесями друг с другом или в комбинации с моноацилглицеридами ("моноглицериды"). Остатки жирной кислоты могут быть насыщенными или ненасыщенными, или оба типа могут быть связанными со скелетом глицерина. Жирные кислоты или кислотные остатки глицеридов могут включать насыщенные или ненасыщенные от C5 до C25 жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты или кислотные остатки глицеридов могут быть мононенасыщенными, полиненасыщенными или их комбинациями. "Жироподобные вещества" относятся к пищевым, но не обязательно усвояемым соединениям, имеющим подобные функциональные признаки жиров в аэрированных пищевых продуктах, и могут включать жидкие полиэфиры жирной кислоты многоатомного спирта, такие как описанные в патенте США 4005195. "Стерины" относятся к ненасыщенным стероидам с большей частью скелета холестана, содержащие 3-бетагидроксильных группы и алифатическую боковую цепь с 8 или более атомами углерода, присоединенную в положении 17. Они представляют собой липиды, устойчивые к омылению, и находятся в значительном количестве во всех животных и растительных тканях. Такие неомыляемые липиды могут включать один или более видов молекул, принадлежащих к 3-гидроксистероидам, они представляют собой от C27 до C30 кристаллические спирты. Эти липиды могут классифицироваться как тритерпены, поскольку они являются производными сквалена, который получается напрямую циклизацией, ненасыщением (элиминированием) и 3-бета-гидроксилированием ланостерина у животных или циклоартенола у растений. Стерины включают, например, фитостерины и фитостанолы.
"Масла" относятся к "жидким липидам", включая жидкие жиры, жидкие стерины и жидкие жироподобные вещества. Масла, включенные в пищевые продукты, обработанные согласно указанным здесь воплощениям, в общем случае представляют собой текучие и некристаллические при температуре(ах), при которых проводится аэрирование/вспенивание пищевой композиции. Эти температуры предпочтительно более чем по меньшей мере около 0°C (32°F). Масла могут быть природно-полученными или синтезированными химически. Натуральные масла могут быть получены из растительных или животных источников. "Устойчивость пены" относится к устойчивости аэрированного пищевого продукта к распаду или дезинтеграции пены. Пена может разрушиться незначительно (ясно выраженная стабильность), постепенно или быстро (ясно выраженная нестабильность), в зависимости от обстоятельств. Используют произвольные стандарты для оценки постепенно уменьшающейся пены. Для целей по этому изобретению стабильность пены может быть оценена коэффициентом дренажа пены. Чем меньше коэффициент дренажа, тем больше относительная стабильность пены, и наоборот. Коэффициент дренажа, дифференцирующего стабильную и нестабильную пену, также может изменяться от различных типов аэрированных пищевых продуктов. Для целей, используемых здесь, 100 г образца "стабильного" взбитого молочного продукта, такого как взбитые сливки, содержащего от около 2 до около 4% белка и от около 20 до около 30% жиров, должен иметь коэффициент дренажа меньше, чем около 25 мл после выдерживания в течение 2 часов при 24°C; нестабильная пена будет иметь более высокий коэффициент дренажа и пена начнет укрупняться.
"Взбитость" относится к объему газа, добавленного к аэрированному продукту, и также называется пенообразующей способностью. Она измеряется согласно следующему уравнению: (вес 100 мл пищевой смеси - вес 100 мл вспененного пищевого продукта)×100/(вес 100 мл вспененного пищевого продукта). Она выражается в процентном значении. "Аэрированный" относится к включению газа в пищевой материал. Для целей, используемых здесь, газ, в частности, не ограничен и может представлять собой воздух, азот, диоксид углерода, оксид азота, комбинации газов и т.д. "Жесткость" относится к свойствам сохранения прочности вспененного пищевого продукта.
Аэрированные пищевые продукты по этому изобретения в частности включают взбиваемые масло-в-воде эмульсионные системы, содержащие источник белка, источник масла (например, жидкое масло), и циклодекстрин в количестве, эффективном для обеспечения стабильности полученного вспененного продукта. Относительные количества этих ингредиентов могут широко варьироваться в зависимости от конечного применения, стабильности продукта, степени взбивания и ощущений во рту желательного продукта. Однако относительные количества различных ингредиентов, чтобы обеспечить стабильную аэрированную пищевую композицию, в общем случае находятся в пределах следующих диапазонов: от около 0,5 до около 5% белка, от около 2 до около 6,5% масла, от около 80 до около 97% воды (всего) и от около 2 до около 15% циклодекстрина, и более конкретно от около 2 до около 4% белка, от около 2 до около 3,5% масла, от около 82,5 до около 97% воды (всего) и от около 2 до около 10% циклодекстрина. Способы определения или вычисления количество белка и жира в пищевых продуктах являются известными в данной области. Вес газа, содержащегося в аэрированных композициях, является по существу незначительным. Настоящее изобретение также относится к взбиваемым композициям, содержащим компоненты в вышеуказанных соответствующих количествах.
Ряд дополнительных добавок может быть включен в аэрированные пищевые композиции в такой степени, чтобы они не дестабилизировали вспененный продукт. Необязательно, могут быть добавлены углеводы, такие как подсластители. Эмульгаторы и дополнительные стабилизаторы не обязаны обеспечивать стабильный вспененный продукт, но, необязательно, могут быть добавлены. Другие ингредиенты, известные специалистам, квалифицированным в данной области, можно также необязательно использовать, чтобы передать их характерные эффекты взбитым композициям по настоящему изобретению. Типичными такими ингредиентами являются ароматизаторы, красители, витамины, минералы, консерванты и т.п. Подходящие ароматизаторы можно использовать, чтобы придать аромат ванили, сливок, шоколада, кофе, клена, специй, мяты, масла, карамели, фруктов и других ароматов. Дополнительно, применение некоторых полиолов, таких как сорбит и манит, можно использовать для модифицирования ощущений во рту от кондитерских изделий. Кроме того, другие добавки, такие как фосфаты и т.п., можно использовать в соответствии с их известными функциями.
Обеспеченный аэрированный пищевой продукт может представлять собой аэрированный молочный продукт, например взбитые сливки, сливочный сыр, мусс, йогурт, мороженое, приправку к салату, майонез, кондитерские изделия и т.п. Взбитый продукт остается мягким, его можно зачерпывать лопаткой или ложкой, и пахта или другая присутствующая жидкость не отделяется от остальных компонентов. Аэрированный пищевой продукт по этому изобретению может быть подан сразу же или упакован для потребления позже. Упаковка включает включение в пластмассу, бумагу, картон или металл. Аэрированный пищевой продукт может быть упакован в большом объеме во много- или однопорционные упаковки.
Компонент циклодекстрина в аэрированной пищевой композиции позволяет стабильно включать жидкие масла в аэрированные пищевые продукты. Даже если пищевые аэрированные пищевые продукты по этому изобретению содержат циклодекстрин, они не имеют уменьшенного содержания жирных кислот, холестерина или триглицеридов по сравнению с подобным аэрированным пищевым продуктом без циклодекстрина. При исследовании с помощью калориметрической бомбы аэрированные продукты, полученные способами по настоящему изобретению, не будут иметь сниженную калорийность по сравнению с подобным аэрированным пищевым продуктом без добавления циклодекстрина.
Циклодекстрины коммерчески доступны в смесях или выделенных формах из альфа-, бета- и гамма- циклодекстрина. Аэрированные пищевые продукты по этому изобретению также содержат масло. Количество масла в общем случае будет достаточно для обеспечения устойчивой пены, которая дает хорошее ощущение во рту, и, кроме того, после плавления не оставляет нежелательную пленку на небе. В одном воплощении, аэрированная пищевая композиция содержит молярное отношение циклодекстрина к маслу, составляющее 0,65:1, в частности молярное отношение циклодекстрина к маслу, составляющее от 0,9:1 до около 5:1, и более конкретно молярное отношение циклодекстрина к маслу, составляющее от 0,9:1 до около
4:1. В конкретном воплощении, аэрированная пищевая композиция содержит молярное отношение циклодекстрина к растительному маслу (например, масло канола), составляющее 0,65:1, в частности молярное отношение циклодекстрина к растительному маслу, составляющее от 0,9:1 до около 5:1, и более конкретно молярное отношение циклодекстрина к растительному маслу, составляющее от 0,9:1 до около 4:1. Более низкие значения отношений (то есть, более низкие количества циклодекстрина относительно содержания масла), как было найдено, приводят к неустойчивой пене.
Масляный компонент аэрированной пищевой композиции может быть выбран из группы, состоящей из глицерида, стерина и жироподобного вещества. В одном воплощении, содержание масла в устойчивой аэрированной пищевой композиции может включать полностью насыщенные липиды и/или ненасыщенные липиды. В одном воплощении, масляный компонент аэрированной пищевой композиции представляет собой глицерид, выбранный из группы, состоящей из триацилглицерида, диацилглицерида и их комбинаций. Эти глицериды могут быть использованы в комбинации с моноацилглицеридом. Моноацилглицерид сам по себе не может обеспечить стабильность пены в композициях изобретения, как указано в последующих примерах. В конкретном воплощении, применение циклодекстрина для стабилизации аэрированных пищевых продуктов обеспечивает увеличенное или исключительное применение ненасыщенных жирных кислот (в свободном состоянии и/или как остатков глицерида) в качестве масляного компонента вместо твердых жиров, которые обычно состоят из насыщенных жирных кислот, с высокой точкой плавления, и/или транс-жирных кислот, также улучшая окислительную устойчивость конечного продукта. Возможность использования жидких масел вместо твердых жиров благодаря пенной и окислительной стабильности, которую придает циклодекстрин аэрированному продукту, расширяет возможность применения обычных и особых масел в новых видах вспененных пищевых продуктов. Аэрированные продукты также могут более быстро приготовляться, поскольку технология, использованная для включения жидкого липидного компонента, значительно более проста, чем таковая, необходимая для твердых жирных аналогов. В конкретном воплощении, масляный компонент аэрированной пищевой композиции выбран из группы, состоящей из ненасыщенной жидкой жирной кислоты, жидкого глицерида с по меньшей мере одним остатком ненасыщенной жирной кислоты и их комбинациями. Масло может включать ненасыщенный жидкий липид и, в частности, по меньшей мере 50% ненасыщенных масел, и более конкретно по меньшей мере около 75% ненасыщенных масел.
Масло также может включать жироподобные вещества, такие как пищевые, но не обязательно перевариваемые, соединения, имеющие сходные функциональные признаки жиров в аэрированных пищевых продуктах, и может включать жидкие полиэфиры жирнокислотных полиолов, такие как описанные в патенте США 4005195. Если масло включает глицериды, то следует учесть, что диацилглицерид и его производные также могут быть полезны в использовании вместо или в комбинации с триглицеридами, такими как пищевой диацилглицерид (ATM), или коммерчески доступные продукты, такие как масло марки ENOVA™ (ADM Kao LLC, Decatur, IL).
Настоящее изобретение категорически не исключает присутствие твердых жиров или кристаллов жира в аэрированных пищевых композициях, но при этом должно быть учтено, что они не должны присутствовать для формирования устойчивых аэрированных продуктов, содержащих масло. Предпочтительно, содержание таких твердых жиров или кристаллов жира минимально (например, менее чем около 10%) и более предпочтительно являются по существу нулевыми.
Материалы источника белка включают, например, казеин, казеинат натрия, соевый белок, белок яичного белка, белок яичного желтка, молочный сывороточный белок, белок рыбы, белок семени хлопчатника, кунжутный белок, белок мяса и т.п., а также их комбинации и т.п. Нежирное сухое молоко представляет собой предпочтительный источник белка.
Должно быть учтено, что содержание воды композиций может быть получено от различных ингредиентов (например, молочные источники, такие как молоко, снятое молоко и т.п.) и/или может быть добавлено как отдельный ингредиент.
Углеводы, если используют, в общем случае используют в композиции в количестве, обеспечивающем желательную сладость. Таким образом, могут использоваться сахара, такие как сахароза, декстроза, глюкоза, лактоза, мальтоза, инвертный сахар и их смеси. Некоторые углеводы, такие как декстроза, можно также использовать из-за их свойств связывать воду. Если требуется, могут быть добавлены другие углеводы, такие как крахмал, для модифицирования консистенции.
Эмульгаторы представляют собой дополнительные ингредиенты аэрированных композиций по настоящему изобретению и могут быть добавлены в количествах по назначениям, известным из уровня техники эмульсии типа "масло-в-воде". Могут быт использованы различные эмульгаторы. Наиболее подходящими являются гидроксилированный лецитин; моно- или диглицериды жирных кислот, такие как моностеарин и монотрипальмитин; полиоксиэтиленовые простые эфиры жирных сложных эфиров полиолов, такие как полиоксиэтиленовый простой эфир сорбитана моностеарата; жирные сложные эфиры полиолов, такие как моностеарат сорбитана; моно- и диэфиры гликолей и жирных кислот, такие как моностеарат пропиленгликоля, монопальмитат пропиленгликоля, сукциноилированные моноглицериды; и сложные эфиры карбоновых кислот, такие как молочная, лимонная и винная кислоты с моно- и диглицеридами жирных кислот, такие как пальмитат лактоглицерина и стеарат лактоглицерина. Жирные кислоты, которые используют при приготовлении эмульгаторов, включают выделенные из говяжьего сала, кокосового ореха, семени хлопчатника, пальмы, арахиса, сои и жиров из морепродуктов. Предпочтительно используют комбинацию эмульгаторов; например, могут быть использованы комбинации сорбитана полиоксиэтиленмоностеарата и моностеарата сорбитана. Преимуществом настоящего изобретения является то, что количество этих необходимых эмульгаторов может быть сокращено частично или полностью по сравнению с количествами, необходимыми во взбитых сливках, известных из уровня техники.
Взбитые композиции по настоящему изобретению, необязательно, также могут включать один или более небелковых стабилизаторов. Эти стабилизаторы предпочтительно представляют собой природные (то есть, растительные) или синтетические камеди, и могут представлять собой, например, каррагенан, гуаровую камедь, альгинат, карбоксиметилцеллюлозу, эфир этилцеллюлозы и т.п., а также их смеси. Как правило, камедь или комбинацию камедей используют с сахарным носителем (например, декстрозой). Преимуществом настоящего изобретения является то, что количество этих необходимых стабилизаторов может быть сокращено частично или полностью по сравнению с количествами, необходимыми во взбитых сливках, известных из уровня техники.
Стабильная, аэрированная структура пищевого продукта создается распределением пузырьков газа в дисперсионной водной фазе. В частности при приготовлении взбитой эмульсионной системы типа масло-в-воде по настоящему изобретению, масляную часть объединяли с водой, белком, эффективным количеством циклодекстрина и любыми дополнительными ингредиентами. Эту эмульсию охлаждали и пропускали через взбивальную машину для включения воздуха или инертного газа, такого как азот, диоксид углерода, оксид азота или подобного. Взбивальная машина может иметь обычную конструкцию, такую как мешалка Хоббарта или теплообменник-вотатор, в котором эмульсия охлаждается до температур от около 5 до около 15°C, предпочтительно около 10°C, при взбивании. Эмульсия может быть взбита с взбитостью от около 75 до около 1000%, в частности от около 100 до около 750%, более конкретно от около 100 до около 500%, упакована и заморожена, если требуется.
Взбитые молочные продукты, такие как взбитые сливки и т.п., предпочтительно должны взбиваться при или немного выше температуры замораживания (в общем случае от около 2˚C (35°F) до около 7°C (45°F)). Фактически, пекари советуют использовать металлическую камеру и взбиватели и охлаждать их перед взбиванием сливок. Это происходит из-за присутствия молочного жира, который изменяет свое состояние в узком диапазоне колебания температур. Во время взбивания, если жировые глобулы, покрывающие изнутри стенки пузырьков, слишком мягкие, то вес пены деформирует их и структура ослабляется. И, если малое количество жира просачивается как жидкость из глобулы, это разрушает упорядоченную систему, препятствуя формированию пены. В общем случае, жировые глобулы сливок лучше группируются при низких температурах. При более низких температурах жидкость становится более вязкой и медленнее просачивается из пены. Сливки не должны быть заморожены до взбивания, поскольку замораживание вызывает образование льда из воды, и такая сегрегация фаз мешает повторно распределить жировые глобулы равномерно во время взбивания. При более чем около 21°C (70°F) даже тяжелые кремы (40% жира) могут разжижаться и их глобулы могут быть слишком мягки для образования устойчивой пены. При аэрировании в технологической установке используют высокую турбулентность для объединения газа с водной фазой и растворенным/рассеянным стабилизатором циклодекстрином. Мешалка механически измельчает большие газовые пузырьки в очень малые пузырьки и загустевающий каркас, образованный эмульгаторами и стабилизаторами, обеспечивает гомогенное распространение газовых пузырьков при низкой температуре взбивания. Незамороженные аэрированные продукты готовы к употреблению. Если заморозить взбитый продукт, приготовленный таким способом, то он остается однородным после нескольких циклов замораживания-размораживания и не створаживается при длительном хранении в холодильнике. Чтобы использовать замороженные взбитые продукты, продукт просто размораживают, например, вынимая на ночь из холодильника.
Следующие примеры предназначены для дополнительного иллюстрирования и не ограничивают воплощения по настоящему изобретению. Все публикации и патентные документы, цитированные в этом описании, включены сюда ссылкой.
Пример 1. Мороженое с маслом канола.
Используя Cuisinart Frozen Yogurt-Ice Cream и Sorbet Maker (CIM-20), следующие композиции смешивали в мешалке Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой на скорости 2 в течение 2 минут до обработки в Cuisinart в течение 25 минут. Масло канола использовали в том же количестве, как количество молочного жира в цельном молоке и жирных сливках. Образцы помещали в пластмассовые контейнеры и помещали в морозильную камеру на ночь.
Таблица 1.Контроль А
Компонент
Количество (г)
жирные сливки
494,1
цельное молоко
243,2
сахар
170,0
ванильный экстракт
4,0
Результат: Образование в продукте стабильной пены с обычной взбитостью
Таблица 2.Контроль B
Компонент
Количество (г)
снятое молоко
546,6
масло канола
190,7
сахар
170,0
ванильный экстракт
4,0
Результат: Присутствовало немного пены, но продукт был в основном жидким. Образцы помещали в пластмассовые контейнеры и помещали в морозильную камеру на ночь. После замораживания в течение ночи образец представлял собой твердое тело, подобное кубику льда, по существу, без включенного воздуха.
Таблица 3.Образец 1 (Мороженое №1)
Компонент
Количество (г)
снятое молоко
546,6
масло канола
190,7
сахар
170,0
ванильный экстракт
4,0
альфа-циклодекстрин
95,4
Результат: Образование устойчивой пены. Верхняя половина слоя содержала пузырьки меньшего размера, чем нижний слой в устройстве для приготовления мороженого. Продукт был немного зернист или имел порошкованность.
Таблица 4.Образец 2 (Мороженое №2)
Компонент
Количество (г)
снятое молоко
546,6
масло канола
190,7
сахар
170,0
ванильный экстракт
4,0
альфа-циклодекстрин
63,6
Образовалась устойчивая пена подобно опытному образцу Мороженое №1, но с больше жидкостью на дне в устройстве для приготовления мороженого. К тому же оно не было таким же зернистым или имело порошкованность, как Мороженое *1.
Пример 2
Используя мешалку Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой, следующие композиции были смешаны на скорости 2 в течение 4 минут и затем на скорости 3 в течение 3 минут. Контроль и образцы изобретения были собраны и помещены в стеклянные мензурки на 250 мл для оценки стабильности. В Таблице 5 снятое молоко обозначено как "СМ", масло канола обозначено как "КМ" и альфа-циклодекстрин обозначен как "αЦД". Молекулярные массы КМ и αЦД составляли около 874 и 973 г/моль соответственно.
Таблица 5.
Партия
Ингредиенты
αЦД:КМ
Взбитость (%)
молярное
весовое
Контроль
200 г СМ
-
-
730
Контроль 1
200 г СМ+4 г КМ
-
-
164
Контроль 2
200 г СМ+5 г КМ
-
-
133
Контроль 3
200 г СМ+10 г КМ
-
-
146
Изобретение 1
200 г СМ+4 г КМ+4 г αЦД
0,9:1
1:1
521
Изобретение 2
200 г СМ+10 г КМ+10 г αЦД
0,9:1
1:1
506
Контрольные пены снятого молока (Контроль 1-3) полностью разрушались через 30 минут. Через 1 час пена изобретения 1 сохранилась в мензурке на 250 мл, но при этом собралось около 30 мл жидкость на дне мензурки; пена изобретения 2 сохранилась, но при этом собралось около 20 мл жидкости на дне (то есть дренаж). После 2 часов пена изобретения 1 начала укрупняться и приблизительно половина пены разрушилась; пенная стабильность пены изобретения 1 достаточна для использования в продуктах (например, напитках, таких как кофе со взбитыми сливками и латте, где не требуется более продолжительная устойчивость пены). Пена изобретения 2 была фактически неизменна по сравнению с образцом, оцененным через 1 час.
Пример 3
Используя мешалку Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой, следующие композиции были смешаны на скорости 2 в течение 4 минут и затем на скорости 3 в течение 3 минут.
Таблица 6.
Партия
Ингредиенты
αЦД:КМ
Взбитость (%)
молярное
весовое
Контроль
200 г СМ+6,5 г КМ
-
-
171
1
200 г СМ+6,5 г КМ+6,5 г αЦД
0,9:1
1:1
610
2
200 г СМ+6,5 г КМ+4,875 г αЦД
0,67:1
0,75:1
540
3
200 г СМ+6,5 г КМ+3,25 г αЦД
0,45:1
0,5:1
272
4
200 г СМ+6,5 г КМ+2,145 г αЦД
0,3:1
0,33:1
233
5
200 г СМ+6,5 г КМ+0,65 г αЦД
0,09:1
0,1:1
234
Образцы 1 и 2 имели самый большой показатель взбитости по сравнению с образцами, содержащими относительно большие количества масла, чем αЦД.
Пример 4
Для исследования потенциальных эффектов при гомогенизации аэрированных пен по этому изобретению композиции были смешаны вручную с электрической взбивалкой, без гомогенизации или с последующей гомогенизацией при 1000 фунтов на дюйм с использованием лабораторного гомогенизатора AVP. Все образцы затем обрабатывали в мешалке Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой на скорости 2 в течение 4 минут и затем на скорости 3 в течение 3 минут. Были получены следующие результаты.
Таблица 7.
Партия
Ингредиенты
αЦД:CO
Гомоге-низация
Взбитость (%)
Молярное
Весо-вое
Контроль А
200 г СМ+6,5 г КМ
-
-
нет
48
Контроль B
200 г СМ+6,5 г КМ
-
-
да
59
Образец 1A
200 г СМ+6,5 г КМ+6,5 г αЦД
0,9:1
1:1
нет
378
Образец 1B
200 г СМ+6,5 г КМ+6,5 г αЦД
0,9:1
1:1
да
309
Уменьшение размера частиц в контрольных образцах или образцах изобретения посредством гомогенизации не улучшало способности пенообразования. Улучшение результатов способности пенообразования было достигнуто за счет добавление αЦД.
Пример 5
Используя мешалку Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой, следующие композиции были смешаны на скорости 2 в течение 4 минут и затем на скорости 3 в течение 3 минут.
Таблица 8.
Партия
Ингредиенты
αЦД:КМ
Взбитость (%)
молярное
весовое
Контроль
200 г СМ+6,5 г КМ
-
-
50
1
200 г СМ+6,5 г КМ+6,5 г αЦД
0,9:1
1:1
340
2
200 г СМ+6,5 г КМ+13 г αЦД
1,8:1
2:1
803
3
200 г СМ+6,5 г КМ+26 г αЦД
3,6:1
4:1
1000
Пенообразующая способность увеличивается с увеличением соотношения αЦД к маслу канола. Емкость пены увеличивается аналогично. Добавление αЦД, однако, значительно не увеличивало вязкость раствора.
Пример 6
Используя мешалку Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой, следующие композиции были смешаны на скорости 2 в течение 4 минут и затем на скорости 3 в течение 3 минут. Кроме контроля, композиции содержат снятое молоко, триглицериды со средней длиной цепи ("MCT") и αЦД. MCT состоят из C6, C8, C10 и C12 C5 остатков жирных кислот и имеют оцениваемую молекулярную массу около 210 г/моль (M-5 от Stephan Chemical).
Таблица 9.
Партия
Ингредиенты
αЦД:КМ
Взбитость (%)
молярное
весовое
Контроль
200 г СМ+6,5 г MCT
-
-
18
1
200г СМ+6,5 г MCT+30,1 г αЦД
1:1
4.6:1
275
2
200 г СМ+6,5 г MCT+6,5 г αЦД
0,22:1
1:1
40
3
200 г СМ+6,5 г MCT+4,875 г αЦД
0,16:1
0,75:1
19
4
200 г СМ+6,5 г MCT+2,145 г αЦД
0,07:1
0,33:1
20
Только один образец, который показал значительную степень взбитости, был образцом, содержащим 4,6:1 весового соотношения αЦД к MCT (то есть, молярного отношение αЦД:MCT 1:1).
Пример 7
Этот пример иллюстрирует, что применение моноглицеридов в качестве единственного источника жира не обеспечивает приемлемого вспененного продукта. Используя мешалку Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой, следующие композиции были смешаны на скорости 2 в течение 4 минут и затем на скорости 3 в течение 3 минут. Ацетилированные моноглицериды ("ACG", Acetem 95-50 (Dansico); средняя молекулярная масса около 342 г/моль) были включены в испытуемый образец без αЦД и с различными отношениями αЦД в другие образцы для оценки пенообразующей способности αЦД в их присутствии.
Таблица 10.
Партия
Ингредиенты
αЦД:КМ
Взбитость(%)
молярное
Весовое
Контроль
200 г СМ+6,5 г ACG
-
-
18
1
200 г СМ+6,5 г ACG+6,5 г αЦД
0,35:1
1:1
18
2
200 г СМ+6,5 г ACG+21,6 г αЦД
1,6:1
4,6:1
21
Как показывают результаты, все образцы с ацетилированными моноглицеридами в комбинации с αЦД в различных отношениях, не давали какую-либо значительную взбитость по сравнению с контролем.
Пример 8
Этот пример также иллюстрирует, что применение моноглицеридов в качестве единственного источника жира не обеспечивает приемлемого вспененного продукта. Используя мешалку Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой, следующие композиции были смешаны на скорости 2 в течение 4 минут и затем на скорости 3 в течение 3 минут. Другой источник ацетилированного моноглицерида ("AMG*", Myvacet 9-45K (Quest) с молекулярной массой около 342 г/моль) был включен в образец для испытаний без αЦД и с различными отношениями αЦД в другие образцы для оценки пенообразующей способности αЦД в его присутствии.
Управляемые ингредиенты αЦД: молярный ACG вес
Таблица 11.
Партия
Ингредиенты
αЦД:КМ
молярное
весовое
1
200 г СМ+6,5 г AMG*+6,5 г αЦД
0,35:1
1:1
2
200 г СМ+6,5 г AMG*+21,6 г αЦД
1,6:1
4,6:1
Результаты: Как и в Примере 7, ни один из трех образцов не был вспененным или образовал какое-либо значительное количество пены.
Пример 9
Используя мешалку Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой, следующие композиции были смешаны на скорости 2 в течение 4 минут и затем на скорости 3 в течение 3 минут. Порошок яичного белка (EWP) и масло канола были включены в испытуемые образцы без αЦД и с различными отношениями αЦД в другие образцы для оценки пенообразующей способности αЦД в их присутствии.
таблица 12.
Партия
Ингредиенты
αЦД:КМ
Взбитость(%)
Молярное
Весовое
Контроль
3 г EGP+187 г воды+6,5 г КМ
-
-
42
1
13 г EGP+187 г воды+6,5 г КМ+6,5 г αЦД
0,35:1
1:1
18
Подобно применению снятого молока/молочных белков этот пример показывает, что αЦД может помочь стабилизировать другие пенные системы, стабилизированные белками, такими как яичные белки, которые, как известно, являются очень чувствительными к пеноудалению в присутствии липидов.
Пример 10
Используя мешалку Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой, следующие композиции были смешаны на скорости 2 в течение 4 минут и затем на скорости 3 в течение 3 минут. Снятое молоко (СМ) и диацилглицерин (DAG; Enova™ масло от ADM Kao LLC, Decatur IL; средняя молекулярная масса около 607 г/моль) было включено в контрольный образец без αЦД и в образцы с различными количествами αЦД.
Таблица 13.
Партия
Ингредиенты
αЦД:КМ
Взбитость(%)
молярное
весовое
Контроль
200 г СМ+6,5 г DAG
-
-
0
1
200 г СМ+6,5 г DAG+10,5 г αЦД
1:1
1,615:1
385
2
200 г СМ+6,5 г DAG+6,5 г αЦД
0,6:1
1:1
41
3
200 г СМ+6,5 г DAG+4,88 г αЦД
0,47:1
0,75:1
28
4
200 г СМ+6,5 г DAG+2,15 г αЦД
0,2:1
0,33:1
0
Только образец 2 (молярное отношение αЦД:DAG 1:1) показал значительную взбитость.
Пример 11
Используя мешалку Хоббарта на 5 кварт с электрической взбивалкой, следующие композиции были смешаны на скорости 2 в течение 4 минут и затем на скорости 3 в течение 3 минут. Снятое молоко (СМ) и масло канола (КМ) были включены в контрольный образец без αЦД и в образцы с различными количествами αЦД, бета-циклодекстрина (βCD) и гамма-циклодекстрина (γCD). Средние молекулярные массы альфа-циклодекстрина, бета-циклодекстрина и гамма-циклодекстрина составляли 973, 1135 и 1297 г/моль соответственно.
Таблица 14.
Партия
Ингредиенты
αЦД:КМ
Взбитость(%)
молярное
весовое
Контроль
200 г СМ+6,5 г КМ
-
-
0
1
200 г СМ+6,5 г КМ+6,5 г βСD
0,77:1
1:1
402
2
200 г СМ+6,5 г КМ+9 г βСD
1,06:1
1,38:1
381
3
200 г СМ+6,5 г КМ+6,5 г γCD
0,67:1
1:1
276
4
200 г СМ+6,5 г КМ+10 г γCD
1,06:1
1,58:1
288
5
200 г СМ+6,5 г КМ+6,5 г αЦД
0,9:1
1:1
340
Альфа-циклодекстрин, бета-циклодекстрин и гамма-циклодекстрин обеспечивали значительные показатели взбитости.
Поскольку изобретение в частности описано конкретными ссылками на конкретный способ и варианты выполнения продукта, понятно, что различные варианты, модификации и адаптации, основанные на данном описании, находятся в объеме настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.