СПОСОБЫ НАГРЕВАНИЯ КОМПОЗИЦИЙ, СОДЕРЖАЩИХ СЪЕДОБНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ
METHODS FOR HEATING COMPOSITIONS CONTAINING EDIBLE INCLUSIONS

Область техники настоящего изобретения
Настоящее изобретение принадлежит к области техники обработки пищевых продуктов. Более конкретно, настоящее изобретение относится к композициям, содержащим индивидуально различимые съедобные включения, такие как фруктовые продукты, и к способам нагревания таких композиций.
Уровень техники настоящего изобретения
В настоящее время пищевая промышленность предлагает все больше новых пищевых продуктов, имеющих новые текстуры и/или функциональные свойства, такие как термическая устойчивость. Что касается текстуры, одна из основных проблем заключается в том, как сохранить целостность и свежесть съедобных включений (например, кусочков фруктов) в течение и после текстурирующей и термической обработки пищевого продукта, содержащего такие съедобные включения, например, в загущенной матрице, такой как матрица на основе крахмала. Примеры текстурированных пищевых продуктов представляют собой продукты, содержащие кусочки фруктов, растений, мяса или рыбы, тефтели, готовые пищевые продукты и т. д. До настоящего времени способы обработки пищевых продуктов были основаны, главным образом, на традиционных процессах термической обработки, которые могут наносить серьезные повреждения съедобным включениям.
Современные технологии приготовления и/или консервирования пищевых продуктов, содержащих съедобные включения, включают периодическую обработку, которую обычно осуществляют в нагреваемых паром скребковых котлах, и непрерывную обработку, которую обычно осуществляют в скребковых теплообменниках. В случае периодической обработки обычно требуется нагревание в течение продолжительного времени для достижения требуемой температуры пищевого продукта. Это может вызывать переварку продукта. Последствия такой обработки представляют собой изменения структуры, цвета и вкуса пищевого продукта, а также образование нежелательных веществ (таких как, например, фураны, гидроксиметилфурфураль и т. д.) в пищевом продукте. Кроме того, в течение периодической обработки может происходить неоднородное приготовление пищевого продукта. Несмотря на более высокую скорость нагревания, сохраняется значительное воздействие варки за счет непрерывной очистки скребком поверхности теплообменника на целостность кусочков пищевых продуктов, что приводит к повреждению этих кусочков.
Омическое нагревание (или прямое резистивное нагревание) представляет собой процесс, в котором жидкие и твердые пищевые продукты нагреваются одновременно посредством пропускания через них электрического тока. В отличие от того, что происходит в течение периодической обработки или в течение микроволнового нагревания, омическое нагревание равномерно нагревает пищевые продукты. Кроме того, вследствие отсутствия горячей стенки, а также за счет уменьшения загрязнения поверхности обрабатываемого пищевого продукта в течение обработки, омическое нагревание предотвращает разложение термочувствительных соединений в процессе чрезмерного нагревания. Дополнительные преимущества заключаются в том, что омическое нагревание может улучшать качество пищевых продуктов, а также экономит расходы средств и энергии на обработку. В отношении сроков хранения обработанные омическим нагреванием продукты являются сопоставимыми с консервированными и стерильными продуктами, подвергнутыми асептической обработке.
Современные способы, включающие омическое нагревание для приготовления пищевых продуктов, содержащих крахмал и частицы, не позволяют получать однородное распределение проводимости в пищевом продукте и в результате этого приводят к проблемам качества, таким как образование неприготовленных частей продукта.
Таким образом, требуются улучшенные способы для получения высококачественных пищевых продуктов, содержащий крахмал и частицы.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что (i) нагревание композиции, содержащей крахмал и по меньшей мере 20% индивидуально различимых съедобных включений, до температуры в диапазоне от 60°C до 95°C посредством омического нагревания, (ii) выдерживание композиции (при отсутствии омического нагревания) при температуре, которая является не более чем на 5°C ниже по сравнению с температурой композиции в конце первой омической термической обработки, (iii) нагревание композиции в течение второго периода времени посредством омического нагревания до температуры в диапазоне от 75°C до 110°C, причем температура композиции является по меньшей мере на 5°C выше по сравнению с температурой композиции в конце первой омической термической обработки, и (iv) выдерживание композиции (при отсутствии омического нагревания) при температуре, которая является не более чем на 5°C ниже по сравнению с температурой композиции после второй омической термической обработки, причем все стадии осуществляют в непрерывном режиме, обеспечивает получение в течение относительно короткого периода времени равномерно нагретой и/или приготовленной композиции (например, отсутствуют неприготовленные части), которая имеет превосходную текстуру (например, является равномерно текстурированной и/или загущенной), вкус и/или цвет. Кроме того, композиция, получаемая способом нагревания, который описан в настоящем документе, имеет однородные уровни стерильности и/или качества продукта. Кроме того, способ нагревания, который описан в настоящем документе, обеспечивает получение композиции с очень малыми повреждениями и/или потерями съедобных включений, что приводит к более высокому содержанию (неповрежденных) съедобных включений по сравнению с композициями, содержащими по меньшей мере 20% индивидуально различимых съедобных включений и нагреваемыми с применением других (традиционных) способов.
Согласно первому аспекту предложен способ нагревания перекачиваемой композиции, содержащей индивидуально различимые съедобные включения, включающий следующие стадии:
a) получение перекачиваемой композиции, содержащей крахмал, по меньшей мере 20% (мас./мас.) индивидуально различимых съедобных включений и необязательно сахар или заменитель сахара;
b) применение первой омической термической обработки к композиции в непрерывном омическом нагревателе, причем композиция имеет в конце первой омической термической обработки температуру в диапазоне от 60°C до 95°C;
c) применение первой стадии выдерживания к композиции при отсутствии омического нагревания, причем температура композиции в конце первой стадии выдерживания является не более чем на 5°C ниже по сравнению с температурой композиции в конце первой омической термической обработки;
d) применение второй омической термической обработки к композиции в непрерывном омическом нагревателе, причем композиция имеет в конце второй омической термической обработки температуру в диапазоне от 75°C до 110°C, и при этом температура композиции в конце второй омической термической обработки является по меньшей мере на 5°C выше по сравнению с температурой композиции в конце первой омической термической обработки;
e) применение второй стадии выдерживания к композиции при отсутствии омического нагревания, причем температура композиции в конце второй стадии выдерживания является не более чем на 5°C ниже по сравнению с температурой композиции в конце второй омической термической обработки;
f) необязательное охлаждение композиции до температуры в диапазоне от 4°C до 45°C; и
g) необязательная упаковка композиции;
причем стадии (a)-(e) осуществляют как непрерывный процесс, предпочтительно с начальным противодавлением, составляющим по меньшей мере 4 бар.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция содержит от 20% до 88% (мас./мас.) индивидуально различимых съедобных включений; от 10% до 40% (мас./мас.) сахара или заменителя сахара; и/или от 2% до 7% (мас./мас.) крахмала.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция имеет удельную электрическую проводимость по меньшей мере 0,014 См/м при 20°C перед применением первой омической термической обработки.
Согласно конкретным вариантам осуществления средний размер индивидуально различимых съедобных включений находится в диапазоне от 5 мм до 50 мм.
Согласно конкретным вариантам осуществления первую стадию выдерживания применяют в течение периода времени от 0,2 мин до 10 мин, и/или вторую стадию выдерживания применяют в течение периода времени от 0,25 мин до 5 мин.
Согласно конкретным вариантам осуществления композицию не подвергают термической обработке на первой и/или второй стадиях выдерживания.
Согласно конкретным вариантам осуществления каждая из первой и второй стадий выдерживания включает пропускание композиции через один или несколько теплоизолированных трубопроводов.
Согласно конкретным вариантам осуществления съедобные включения представляют собой одно или несколько съедобных включений, выбранных из группы, которую составляют свежие, замороженные или высушенные цельные фрукты, свежие, замороженные или высушенные кусочки фруктов, (цельные) зерна, (цельные) семена, орехи или дробленые орехи, цельные растения или кусочки растений, рыба или кусочки рыбы, и мясо или кусочки мяса, или их комбинации.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция дополнительно содержит одно или несколько веществ, представляющих собой текстурирующие вещества, регуляторы кислотности, пряности, вкусовые вещества, красящие вещества и/или ароматизирующие вещества.
Согласно конкретным вариантам осуществления охлаждение композиции осуществляют при скорости охлаждения, составляющей по меньшей мере 5°C/мин.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
Настоящее изобретение будет описано по отношению к конкретным вариантам осуществления, но настоящее изобретение ограничено не ими, но только формулой изобретения. Никакие условные обозначения в формуле изобретения не следует истолковывать как ограничивающие объем настоящего изобретения.
При использовании в настоящем документе грамматические формы единственного числа означают как единственное, так и множественное число, если иное условие четко не продиктовано контекстом.
Термины «содержащий», «содержит» и «содержащийся» при использовании в настоящем документе представляют собой синонимы терминов «включающий», «включает» или «включенный», имеют включительный или неограничительный смысл и не исключают дополнительные, не перечисленные компоненты, элементы или технологические стадии. Термины «содержащий», «содержит» и «содержащийся», которые относятся к перечисленным компонентам, элементам или технологическим стадиям, также включают варианты осуществления, которые «состоят из» этих перечисленных компонентов, элементов или технологических стадий.
Кроме того, термины «первый», «второй», «третий» и т. д. в описании и в формуле настоящего изобретения использованы для различия между аналогичными элементами и не должны быть обязательно предназначены для описания последовательного или хронологического порядка, если не указаны другие условия. Следует понимать, что термины, используемые таким образом, являются взаимозаменяемыми в соответствующих обстоятельствах, и что варианты осуществления настоящего изобретения, описанные в настоящем документе, являются работоспособными в других последовательностях, которые не описаны и не проиллюстрированы в настоящем документе.
Термин «приблизительно» при использовании в настоящем документе, когда он относится к измеряемой величине, такой как параметр, количество, продолжительность времени и т. д., предназначен для распространения на отклонения, составляющие +/-10% или менее, предпочтительно +/-5% или менее, предпочтительнее +/-1% или менее и еще предпочтительнее +/-0,1% или менее по отношению к указанной величине, при том условии, что такие отклонения являются допустимыми для осуществления настоящего изобретения. Следует понимать, что величина, к которой относится признак «приблизительно», сама считается конкретно и предпочтительно раскрытой.
Представление численных диапазонов посредством конечных точек включает все целые и дробные числа, находящиеся в пределах соответствующих диапазонов, а также представленные конечные точки.
Все документы, процитированные в настоящем описании, во всей своей полноте включены в него посредством ссылки.
Если не определены другие условия, все термины, используемые в раскрытии настоящего изобретения, включая технические и научные термины, имеют значения, которые, как правило, понимает обычный специалист в области техники, к которой принадлежит настоящее изобретение. В качестве дополнительного разъяснения, определения терминов, используемых в описании, включены для лучшего понимания настоящего изобретения. Термины или определения, используемые в настоящем документе, предназначены исключительно для содействия пониманию настоящего изобретения.
На протяжении текста настоящего описания выражения «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретные признаки, структуры или характеристики, описанные в отношении варианта осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, выражения «согласно одному варианту осуществления» или «согласно варианту осуществления», которые присутствуют в различных местах на протяжении текста настоящего описания, не должны обязательно, но могут относиться к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, конкретные признаки, структуры или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом, который является очевидным для специалиста в данной области техники из настоящего раскрытия, в одном или нескольких вариантах осуществления. Кроме того, хотя некоторые варианты осуществления, описанные в настоящем документе, включают некоторые, но не все признаки, включенные в другие варианты осуществления, то комбинации признаков различных вариантов осуществления считаются находящимися в пределах объема настоящего изобретения и образующими различные варианты осуществления, как должны понимать специалисты в данной области техники. Например, в следующей формуле изобретения любые из заявленных вариантов осуществления могут быть использованы в любой комбинации.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что (i) нагревание композиции, содержащей крахмал и по меньшей мере 20% индивидуально различимых съедобных включений, до температуры в диапазоне от 60°C до 95°C посредством омического нагревания, (ii) выдерживание композиции (при отсутствии омического нагревания) при температуре, которая является не более чем на 5°C ниже по сравнению с температурой композиции в конце первой омической термической обработки, (iii) нагревание композиции в течение второго периода времени посредством омического нагревания до температуры в диапазоне от 75°C до 110°C, причем температура композиции является по меньшей мере на 5°C выше по сравнению с температурой композиции в конце первой омической термической обработки, и (iv) выдерживание композиции (при отсутствии омического нагревания) при температуре, которая является не более чем на 5°C ниже по сравнению с температурой композиции после второй омической термической обработки, причем все стадии осуществляют в непрерывном режиме, обеспечивают получение в течение относительно короткого периода времени равномерно нагретой и/или приготовленной композиции (в которой, например, отсутствуют неприготовленные части), которая имеет превосходную текстуру (например, является равномерно текстурированной и/или загущенной), вкус и/или цвет. Кроме того, композиция, получаемая способом нагревания, который описан в настоящем документе, имеет однородные уровни стерильности и/или качества продукта. Кроме того, способ нагревания, который описан в настоящем документе, обеспечивает получение композиции с очень малыми повреждениями и/или потерями съедобных включений, что приводит к более высокому содержанию (неповрежденных) съедобных включений по сравнению с композициями, содержащими по меньшей мере 20% индивидуально различимых съедобных включений и нагреваемыми с применением других (традиционных) способов. Более конкретно, после применения способа нагревания, который описан в настоящем документе, основная масса (например по меньшей мере 65%) индивидуально различимых съедобных включений может быть извлечена из композиции, и/или основная масса (например по меньшей мере 65%) индивидуально различимых съедобных включений остается неповрежденной в течение процесса нагревания. Кроме того, способ нагревания, который описан в настоящем документе, предотвращает блокирование трубопроводов нагревательного устройства вследствие неконтролируемого загущения и/или текстурирования перекачиваемой композиции. Соответственно, композиция, получаемая способом нагревания, который описан в настоящем документе (т. е. включает две стадии омического нагревания), имеет лучшие характеристики, чем композиция, получаемая способами нагревания, известными в технике, например, способами нагревания, включающими только одну стадию омического нагревания.
Соответственно, согласно первому аспекту предложен способ нагревания перекачиваемой композиции, содержащей индивидуально различимые съедобные включения, включающий следующие стадии:
a) получение перекачиваемой композиции, содержащей крахмал, по меньшей мере 20% (мас./мас.) индивидуально различимых съедобных включений и необязательно сахар или заменитель сахара;
b) применение первой омической термической обработки к композиции в непрерывном омическом нагревателе, причем композиция имеет в конце первой омической термической обработки температуру в диапазоне от 60°C до 95°C;
c) применение первой стадии выдерживания к композиции при отсутствии омического нагревания, причем температура композиции в конце первой стадии выдерживания является не более чем на 5°C ниже по сравнению с температурой композиции в конце первой омической термической обработки;
d) применение второй омической термической обработки к композиции в непрерывном омическом нагревателе, причем композиция имеет в конце второй омической термической обработки температуру в диапазоне от 75°C до 110°C, и при этом температура композиции в конце второй омической термической обработки является по меньшей мере на 5°C выше по сравнению с температурой композиции в конце первой омической термической обработки;
e) применение второй стадии выдерживания к композиции при отсутствии омического нагревания, причем температура композиции в конце второй стадии выдерживания является не более чем на 5°C ниже по сравнению с температурой композиции в конце второй омической термической обработки;
f) необязательное охлаждение композиции до температуры в диапазоне от 4°C до 45°C; и
g) необязательная упаковка композиции;
причем стадии (a)-(e), необязательно стадии (a)-(g) осуществляют как непрерывный процесс, предпочтительно с начальным противодавлением, составляющим по меньшей мере 4 бар.
Термин «перекачиваемая композиция» при использовании в настоящем документе означает способность композиции к поступательному течению или перемещению под действием давления, производимого с помощью насоса. Например, композиция может быть способной преодолевать трение о стенки и/или сопротивление, создаваемое на изгибах и/или сужениях трубопровода, через который перемещается композиция.
Выражение «индивидуально различимые съедобные включения» при использовании в настоящем документе означает способность глаза человека воспринимать съедобные включения в качестве отдельных частиц. Включения предпочтительно являются индивидуально различимыми в каждый момент времени в течение и непосредственно после процесса нагревания, который описан в настоящем документе, и/или более чем 60% съедобных включений и предпочтительно более чем 65% съедобных включений могут быть извлечены после процесса нагревания. Индивидуально различимые съедобные включения могут представлять собой неповрежденные или цельные пищевые продукты, нарезанные кусочки, стружки, свежие кусочки, обезвоженные кусочки или замороженные кусочки (например, индивидуально подвергнутые быстрому замораживанию). Если съедобные включения представляют собой замороженные кусочки, эти кусочки предпочтительно следует полностью размораживать перед началом процесса нагревания, который описан в настоящем документе. Съедобные включения могут представлять собой зерна, семена, орехи, кусочки растений, мяса, рыбы и/или фрукты, или их комбинации. Предпочтительно кусочки пищевых продуктов представляют собой цельные фрукты или кусочки фруктов, такие как кубики или ломтики.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может содержать от 20% до 90%, от 20% до 88% (мас./мас.), от 30% до 88% (мас./мас.), от 40% до 88% (мас./мас.), от 50% до 88% (мас./мас.), от 60% до 82% (мас./мас.), от 70% до 88% (мас./мас.), или от 80% до 88% (мас./мас.) индивидуально различимых съедобных включений. Предпочтительно перекачиваемая композиция содержит от 60% до 82% (мас./мас.) индивидуально различимых съедобных включений. Например, перекачиваемая композиция может содержать 70% (мас./мас.) индивидуально различимых съедобных включений.
Согласно конкретным вариантам осуществления по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80% или по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 65% индивидуально различимых съедобных включений могут быть извлечены после процесса нагревания, который описан в настоящем документе. Степень извлечения съедобных включений может быть вычислена как соотношение массы (г) включений после просеивания и/или промывания композиции, содержащей съедобные включения и начальной массы (г) включений, умноженное на начальную массовую процентную долю включений.
Согласно конкретным вариантам осуществления по меньшей мере 60%, по меньшей мере 65%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80%, или по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 65% индивидуально различимых съедобных включений сохраняют свою целостность в процессе нагревания, который описан в настоящем документе. Целостность съедобных включений может быть вычислена как соотношение массы (г) неповрежденных индивидуально различимых съедобные включений перед введением в процесс нагревания, который описан в настоящем документе и массы (г) индивидуально различимых съедобных включений после просеивания и/или промывания композиции, содержащей съедобные включения, которая была подвергнута процессу нагревания, который описан в настоящем документе. Целостность может быть определена посредством промывания определенного количества перекачиваемой композиции, которая была подвергнута процессу нагревания, который описан в настоящем документе, с применением холодной воды и сита с размером отверстий от 1 до 2 мм и вычисления процентной доли (мас./мас.) неповрежденных съедобных включений в составе оставшихся съедобных включений.
Согласно конкретным вариантам осуществления не более чем 30%, не более чем 25% или не более чем 20%, предпочтительно не более чем 25% индивидуально различимых съедобных включений получают повреждения в процессе нагревания, который описан в настоящем документе.
Повреждение съедобных включений может быть определено любым способом, известным специалисту в данной области техники. Например, группа специалистов может оценивать внешний вид съедобных включений, включая содержащиеся в составе или извлеченные из перекачиваемой композиции, содержащей индивидуально различимые съедобные включения, и специалисты будут считать съедобные включения поврежденными, если они содержат какие-либо видимые признаки повреждения.
Специалист в данной области техники должен понимать, что целостность съедобного включения может считаться сохраненной, когда съедобное включение может быть извлечено из композиции после того, как она была подвергнута процессу нагревания, который описан в настоящем документе, и сохраняет по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95% своей исходной формы (существовавшей до того, как композиция была подвергнута процессу нагревания, который описан в настоящем документе). Например, если съедобные включения имели исходную кубическую форму, целостность съедобных включений может считаться сохраненной, когда форма съедобного включения, которое извлекают из композиции после того, как она была подвергнута процессу нагревания, который описан в настоящем документе, по-прежнему представляет собой кубическую форму.
Согласно конкретным вариантам осуществления, когда съедобные включения представляют собой цельные плоды, такие как вишня и клубника, целостность съедобного включения может считаться сохраненной, когда цельный плод может быть извлечен в виде одного непрерывного предмета, и/или когда наружная оболочка или кожура плода остается непрерывной (т. е. не содержащей разрывов и отверстий). Согласно конкретным вариантам осуществления массовая процентная доля съедобных включений в композиции после термической обработки, которая описана в настоящем документе, может составлять по меньшей мере 40%, по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60% или по меньшей мере 70%, предпочтительно по меньшей мере 50% массовой процентной доли съедобных включений в начальной композиции (т. е. до термической обработки). Указанное соотношение может быть измерено посредством промывания одинаковой массы композиции, полученной до и после обработки, с применением холодной воды и сита с размером отверстий от 1 до 2 мм и взвешивания промытых съедобных включений.
Согласно конкретным вариантам осуществления индивидуально различимые съедобные включения могут иметь средний размер, составляющий от 3 мм до 100 мм, от 5 мм до 90 мм, от 5 мм до 80 мм, от 10 мм до 80 мм, от 15 мм до 80 мм, от 5 мм до 70 мм, от 5 мм до 60 мм, от 5 мм до 50 мм или от 10 мм до 50 мм. Предпочтительно индивидуально различимые съедобные включения могут иметь средний размер от 5 мм до 80 мм. Предпочтительнее индивидуально различимые съедобные включения могут иметь средний размер от 5 мм до 50 мм.
1/3
Термин «средний размер» при использовании в настоящем документе означает средний диаметр, если включения являются сферическими, и средний размер частиц на основе объема, если включения, содержащиеся в составе композиции, не являются сферическими. Размер частицы на основе объема представляет собой диаметр шара, который имеет такой же объем, как данная частица. Размер частиц на основе объема может быть определен любыми известными в технике способами определения размера частиц на основе объема в случае несферических частиц, например, с применением формулы D = 2•(3V/4π), в которой D представляет собой диаметр эквивалентной по объему сферы, и V представляет собой объем частицы.
Согласно конкретным вариантам осуществления максимальный диаметр индивидуально различимых съедобных включений может составлять не более чем 100 мм, не более чем 90 мм, не более чем 80 мм, не более чем 70 мм, не более чем 60 мм, или не более чем 50 мм. Предпочтительно максимальный диаметр индивидуально различимых съедобных включений может составлять не более чем 80 мм. Предпочтительнее максимальный диаметр индивидуально различимых съедобных включений может составлять не более чем 50 мм.
Согласно конкретным вариантам осуществления съедобные включения могут представлять собой одно или несколько съедобных включений, выбранных из группы, которую составляют свежие, замороженные или высушенные цельные фрукты, свежие, замороженные или высушенные кусочки фруктов, (цельные) зерна, (цельные) семена, орехи или дробленые орехи, цельные растения или кусочки растений, рыба или кусочки рыбы и мясо или кусочки мяса, или их комбинации. Предпочтительно они представляют собой свежие, замороженные или высушенные цельные фрукты или кусочки фруктов. Предпочтительнее вышеупомянутые съедобные включения представляют собой свежие, замороженные или высушенные цельные фрукты или кусочки фруктов, выбранных, из группы, которую составляют клубника, ягоды, вишня, абрикос, персик, манго, изюм, инжир, финик, киви, ананас, пассифлора и чернослив или их кусочки.
Согласно конкретным вариантам осуществления съедобные включения могут представлять собой один или несколько съедобных включений, выбранных из группы, которую составляют цельные ягоды, цельная вишня, цельная клубника, половинки абрикосов, ломтики яблока, ломтики персика или кубики манго.
Термин «крахмал» или «модифицированный крахмал» при использовании в настоящем документе может означать любой крахмал или комбинацию одного или нескольких типов крахмала, хорошо известных специалисту в данной области техники, для изготовления композиции, содержащей съедобные включения. Крахмал, который описан в настоящем документе, может представлять собой модифицированный крахмал. Примеры модификаций крахмала представляют собой физические (например, высушивание в барабане, экструзия с пропариванием, высушивание распылением, получение мелких крахмальных гранул, отжиг, влажная термическая обработка, обработка высоким гидростатическим давлением), ферментативные и химические модификации. Неограничительные примеры типов крахмала представляют собой крахмал маранты, кукурузный крахмал, крахмал восковой кукурузы, крахмал кандыка, картофельный крахмал, саго, тапиока, гидроксипропилдикрахмалфосфат (E1442), ацетилированный дикрахмаладипат (E1422) и физически модифицированные типы крахмала.
Согласно конкретным вариантам осуществления крахмал в композиции, которая описана в настоящем документе, может представлять собой один или несколько типов крахмала, выбранных из группы, которую составляют крахмал восковой кукурузы, гидроксипропилдикрахмалфосфат, ацетилированный дикрахмаладипат и физически модифицированные типы крахмала.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может содержать от 1% до 10% (мас./мас.), от 2% до 8% (мас./мас.), от 2% до 7% (мас./мас.), или от 3% до 6% (мас./мас.) крахмала. Предпочтительно перекачиваемая композиция содержит от 2% до 7% (мас./мас.) крахмала. Например, перекачиваемая композиция может содержать 5% (мас./мас.) крахмала.
Выражение «сахар или заменитель сахара» при использовании в настоящем документе означает вещество пищевого качества, имеющее сладкий вкус. Сахар или заменитель сахара может представлять собой любой сахар, заменитель сахара или их комбинацию, которые являются подходящими для применения в изготовлении перекачиваемой композиции, содержащей индивидуально различимые съедобные включения. Заменители сахара могут представлять собой искусственные подсластители. Неограничительные примеры сахара или заменителя сахара представляют собой моносахариды (например, фруктоза, глюкоза, декстроза и галактоза), дисахариды (например, сахароза, такая как сахароза из сахарной свеклы или сахарного тростника), лактоза и мальтоза), олигосахариды (например, олигофруктоза, мальтодекстрин, раффиноза и стахиоза), полисахариды, нектар агавы, мед, сукралоза, экстракт листьев стевии, ацесульфам калия (Ace-K), адвантам, неотам, сукралоза и сахароспирты (например, сорбит, ксилит и маннит).
Согласно конкретным вариантам осуществления сахар или заменитель сахара может присутствовать в форме порошка или сиропа.
Согласно конкретным вариантам осуществления сахар или заменитель сахара может представлять собой один или несколько сахаров или заменителей сахара, выбранных из группы, которую составляют сахароза, глюкоза, фруктоза, сироп глюкозы, мальтодекстрины, сорбит, мальтит и глицерин.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может содержать от 5% до 50% (мас./мас.), от 10% до 40% (мас./мас.), от 10% до 30% (мас./мас.), или от 15% до 20% (мас./мас.) сахара или заменителя сахара. Предпочтительно перекачиваемая композиция содержит от 10% до 40% (мас./мас.) сахара или заменителя сахара.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может содержать от 20% до 88% (мас./мас.) индивидуально различимых съедобных включений; от 10% до 40% (мас./мас.) сахара или заменителя сахара; и/или от 2% до 7% (мас./мас.) крахмала.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может содержать от 60% до 82% (мас./мас.) индивидуально различимых съедобных включений; от 15% до 20% (мас./мас.) сахара или заменителя сахара; и/или от 3% до 6% (мас./мас.) крахмала.
Согласно конкретным вариантам осуществления в перекачиваемой композиции могут дополнительно содержаться одно или несколько текстурирующих веществ (например, пектины, ксантановые камеди, агар-агар и гидроколлоиды), регуляторы кислотности (таких как, например, винная кислота, яблочная кислота, лимонная кислота, и соответствующие соли), пряности, вкусовые вещества, жиры, масла, красящие вещества и/или ароматизирующие вещества.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может содержать от 0,1% до 5% (мас./мас.) текстурирующих веществ, предпочтительно от 0,3% до 3% (мас./мас.) текстурирующих веществ.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может содержать от 0,1% до 2% (мас./мас.) регуляторов кислотности, предпочтительно от 0,5% до 1,5 мас.% регуляторов кислотности.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может представлять собой пищевой продукт, такой как джем, овощной суп минестроне, соус, паста, жидкое тесто, компот, начинка или покрытие для хлебобулочных изделий (например, начинка для пирогов, начинка для тортов, глазурь для тортов). Предпочтительно перекачиваемая композиция представляет собой начинку или покрытие для хлебобулочных изделий (например, начинку для пирогов, начинку для тортов, глазурь для тортов).
Согласно конкретным вариантам осуществления стадия (a) способа нагревания, который описан в настоящем документе, может включать получение перекачиваемой композиции. Перекачиваемая композиция может быть изготовлена посредством начального диспергирования крахмала в воде (при содержании, например, от 5 до 10% (мас./мас.) воды в перекачиваемой композиции) и нагревания раствора до температуры от 45°C до 65°C; и последующего добавления в раствор крахмала других ингредиентов композиции (таких как, например, съедобные включения, сахар, текстурирующие вещества, регуляторы кислотности). Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может быть изготовлена посредством начального диспергирования крахмала вместе с частью (например, 50%) или всем количеством сахара в воде и последующего добавления других ингредиентов в раствор крахмала/сахара.
Согласно конкретным вариантам осуществления стадия (a) способа нагревания, который описан в настоящем документе, может включать получение перекачиваемой композиции, содержащей крахмал, по меньшей мере 20% (мас./мас.) индивидуально различимых съедобных включений и необязательно сахар или заменитель сахара, причем температура перекачиваемой композиции составляет от 10°C до 50°C, от 15°C до 50°C, от 20°C до 50°C, или от 20°C до 40°C, предпочтительно от 20°C до 50°C.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция, содержащая крахмал, по меньшей мере 20% (мас./мас.) индивидуально различимых съедобных включений и необязательно сахар или заменитель сахара, может быть полностью разморожена на стадии (a) способа нагревания, который описан в настоящем документе. Более конкретно, температура жидкой фазы и съедобных включений в составе перекачиваемой композиции предпочтительно является хорошо сбалансированной или однородной.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может иметь удельную электрическую проводимость, составляющую по меньшей мере 0,014 См/м, по меньшей мере 0,050 См/м, по меньшей мере 0,1 См/м, по меньшей мере 0,2 См/м или по меньшей мере 0,25 См/м при 20°C перед применением первой омической термической обработки. Предпочтительно перекачиваемая композиция имеет удельную электрическую проводимость, составляющую по меньшей мере 0,014 См/м при 20°C перед применением первой омической термической обработки.
Термин «удельная электрическая проводимость» при использовании в настоящем документе означает способность материала проводить или пропускать электрический ток. В системе единиц СИ удельная электрическая проводимость выражена в сименсах на метр (См/м). Специалист в данной области техники должен понимать, что такие материалы, как металлы и плазма, как правило, имеют высокую удельную электрическую проводимость, в то время как электрические изоляторы, такие как стекло и чистая вода, имеют низкую удельную электрическую проводимость. Кроме того, специалист в данной области техники должен также понимать, что температура влияет на удельную электрическую проводимость материала. Например, при нагревании удельная электрическая проводимость металла будет уменьшаться. Удельная электрическая проводимость может быть определена любым известным специалисту в данной области техники способом измерения удельной электрической проводимости композиций, содержащих индивидуально различимые съедобные включения. Например, проводимость фиксированного количества (например, 500 г) перекачиваемой композиции может быть определена в полипропиленовом контейнере с применением двух титановых электродов с фиксированным промежутком (например, 20 см) при напряжении 50 В и температуре 25°C.
Проводимость перекачиваемой композиции, которая описана в настоящем документе, означает проводимость перекачиваемой композиции в целом, т. е. жидкой фазы, а также индивидуально различимых съедобных включений. Специалист в данной области техники должен понимать, что проводимость жидкой фазы и индивидуально различимых съедобных включений предпочтительно является одинаковой.
Термин «омический нагреватель» или «джоулевый нагреватель» при использовании в настоящем документе означает электрическое нагревательное устройство, в котором использовано электрическое сопротивление перекачиваемой или текучей композиции для производства тепла, которое производят непосредственно внутри самой композиции за счет эффекта Джоуля, когда переменный электрический ток проходит через проводящий материал. Это приводит к преобразованию энергии, вызывая повышение температуры. В омических нагревателях, как правило, используют два или более электродов для пропускания тока через перекачиваемую или текучую композицию. Омический нагреватель может быть установлен как статическая система в резервуаре контейнер или с непрерывным потоком через него (т. е. представляет собой непрерывный или проточный омический нагреватель). Омическая термическая обработка, которая описана в настоящем документе, может быть осуществлена с применением любого подходящего оборудования для непрерывного омического нагревания композиций, содержащих включения. В проточной ситуации электроды омического нагревателя могут быть расположены в одной из следующих конфигураций: параллельные пластины, коллинеарные, расположенные в шахматном порядке стержни или параллельные стержни. Таким образом, электроды омического нагревателя могут быть изготовлены из любых подходящих электропроводных материалов, таких как нержавеющая сталь. Специалист в данной области техники должен понимать, что омический нагреватель может содержать один или несколько омических нагревательных блоков или ступеней, расположенных последовательно. Согласно конкретным вариантам осуществления один или несколько омических нагревательных блоков соединены друг с другом посредством одного или нескольких ненагревательных блоков, таких как сегменты для выдерживания, которые описаны в различных разделах настоящего документа. Термин «омический нагревательный блок» или «омическая нагревательная ступень» при использовании в настоящем документе означает нагревательную секцию между двумя непрерывными электродами, которые расположены параллельно по отношению друг к другу, и которые расположены параллельно или перпендикулярно по отношению к потоку композиции. Предпочтительно омические нагревательные блоки являются трубчатыми, и/или электроды представляют собой кольцевые электроды из нержавеющей стали.
Термин «омическая термическая обработка» при использовании в настоящем документе, означает период обработки или воздействия на перекачиваемую или текучую композицию омического нагревания, которое производят один или несколько омических нагревательных блоков (например, два или более омических нагревательных блоков, расположенных последовательно), в течение которого перекачиваемая или текучая композиция находится в непрерывном движении. Такая омическая термическая обработка может включать такие стадии, как перемещение вышеупомянутой перекачиваемой или текучей композиции в один или несколько омических нагревательных блоков и перекачивание композиции через один или несколько омических нагревательных блоков с одновременным пропусканием электрического тока через вышеупомянутую композицию.
Согласно конкретным вариантам осуществления композиция может иметь в конце первой омической термической обработки температуру, составляющую от 60°C до 95°C, от 65°C до 85°C или от 65°C до 75°C. Предпочтительно композиция имеет в конце первой омической термической обработки температуру от 60°C до 85°C. Предпочтительнее композиция имеет в конце первой омической термической обработки температуру от 60°C до 75°C.
Специалист в данной области техники должен понимать, что в течение первой омической термической обработки температура композиции, как правило, постепенно повышается до желательной температуры и достигает желательной температуры в конце обработки. То же самое применяется для второй омической термической обработки.
Согласно конкретным вариантам осуществления композиция может иметь в конце второй омической термической обработки температуру, составляющую от 75°C до 110°C, от 80°C до 100°C, от 85°C до 100°C или от 90°C до 100°C, предпочтительно от 85°C до 100°C; причем температура композиции в конце второй омической термической обработки является по меньшей мере на 5°C, по меньшей мере на 6°C, по меньшей мере на 7°C, по меньшей мере на 8°C, по меньшей мере на 9°C или по меньшей мере на 10°C, предпочтительно по меньшей мере на 10°C выше по сравнению с температурой композиции в конце первой омической термической обработки.
Согласно конкретным вариантам осуществления внутренний диаметр проточных каналов одного или нескольких омических нагревательных блоков составляет по меньшей мере 30 мм, по меньшей мере 40 мм, по меньшей мере 50 мм, по меньшей мере 60 мм, по меньшей мере 70 мм, по меньшей мере 80 мм, по меньшей мере 90 мм или по меньшей мере 100 мм, предпочтительно по меньшей мере 50 мм.
Согласно конкретным вариантам осуществления внутренний диаметр проточных каналов одного или нескольких омических нагревательных блоков и внутренний диаметр трубопроводов для выдерживания являются равными и/или находятся в соотношении 1:1.
Согласно конкретным вариантам осуществления внутренний диаметр проточных каналов одного или нескольких омических нагревательных блоков и внутренний диаметр трубопроводов для выдерживания
Согласно конкретным вариантам осуществления первая омическая термическая обработка может быть осуществлена в течение периода времени, составляющего от 0,1 до 5 мин, от 0,15 до 4 мин, от 0,15 до 3 мин или от 0,15 до 2 мин. Предпочтительно первую омическую термическую обработку осуществляют в течение периода времени от 0,15 до 2 мин.
Согласно конкретным вариантам осуществления вторая омическая термическая обработка может быть осуществлена в течение периода времени, составляющего от 0,10 до 10 мин, от 0,15 до 7,5 мин, от 0,20 до 5 мин или от 0,25 до 5 мин. Предпочтительно вторую омическую термическую обработку осуществляют в течение периода времени от 0,25 до 5 мин.
Согласно конкретным вариантам осуществления приложенная электрическая мощность для первой омической термической обработки составляет по меньшей мере 10 кВт, по меньшей мере 11 кВт, по меньшей мере 12 кВт, по меньшей мере 13 кВт, по меньшей мере 14 кВт, по меньшей мере 15 кВт, по меньшей мере 16 кВт, по меньшей мере 17 кВт, по меньшей мере 18 кВт, по меньшей мере 19 кВт или по меньшей мере 20 кВт. Предпочтительно приложенная электрическая мощность для первой омической термической обработки составляет по меньшей мере 15 кВт.
Согласно конкретным вариантам осуществления для достижения желательной температуры требуются один или несколько омических нагревательных блоков. Например, два или более непрерывных омических нагревательных блоков могут быть расположены последовательно.
Согласно конкретным вариантам осуществления первую омическую термическую обработку осуществляют с применением одного омического нагревательного блока омического нагревателя, и вторую омическую термическую обработку осуществляют с применением двух омических нагревательных блоков омического нагревателя. Омический нагревательный блок, используемый для первой омической термической обработки, отличается от двух омических нагревательных блоков второй омической термической обработки для обеспечения непрерывного потока перекачиваемой композиции.
Согласно конкретным вариантам осуществления один или каждый из нескольких непрерывных омических нагревательных блоков омического нагревателя может содержать трубопровод для пропускания через него перекачиваемой композиции с одновременным пропусканием тока через композицию, причем трубопровод каждого нагревательного блока может иметь длину, составляющую по меньшей мере 70 см, по меньшей мере 80 см, по меньшей мере 90 см, по меньшей мере 100 см, по меньшей мере 110 см, по меньшей мере 120 см, по меньшей мере 130, предпочтительно по меньшей мере 100 см.
Согласно конкретным вариантам осуществления трубопровод каждого нагревательного блока состоит, в основном, из стекла.
Термин «стадия выдерживания» при использовании в настоящем документе означает выдерживание перекачиваемой композиции при температуре, находящейся в определенном диапазоне и, насколько это возможно, максимально приближенной к определенной температуре, в течение определенного периода времени, и/или предотвращение охлаждения перекачиваемой композиции; и при этом перекачиваемая композиция находится в непрерывном движении. Как описано в настоящем документе, стадию выдерживания, как правило, осуществляют после омической термической обработки. Температура композиции в течение стадии выдерживания, которая описана в настоящем документе, может составлять не более чем не более чем на 5°C ниже по сравнению с температурой композиции после омической термической обработки, которая была применена к композиции непосредственно перед определенной стадией выдерживания.
Согласно конкретным вариантам осуществления композицию не подвергают термической обработке на первой и/или второй стадиях выдерживания.
Согласно конкретным вариантам осуществления за первой стадией омического нагревания следует первая стадия выдерживания при отсутствии омического нагревания, причем температура композиции в конце первой стадии выдерживания является не более чем на 5°C, не более чем на 4°C, не более чем на 3°C, не более чем на 2°C, не более чем на 1°C, предпочтительно не более чем на 2°C ниже по сравнению с температурой композиции в конце первой омической термической обработки. Предпочтительно температуру композиции поддерживают на стационарном уровне.
Согласно конкретным вариантам осуществления первая стадия выдерживания может быть применена в течение периода времени, составляющего от 0,05 мин до 15 мин, от 0,10 мин до 12,5 мин, от 0,15 мин до 10 мин или от 0,2 мин до 10 мин. Предпочтительно первую стадию выдерживания применяют в течение периода времени от 0,2 мин до 10 мин.
Согласно конкретным вариантам осуществления за второй стадией омического нагревания следует вторая стадия выдерживания при отсутствии омического нагревания, причем температура композиции в конце второй стадии выдерживания составляет не более чем на 5°C, не более чем на 4°C, не более чем на 3°C, не более чем на 2°C, не более чем на 1°C, предпочтительно не более чем на 2°C ниже по сравнению с температурой композиции в конце второй омической термической обработки. Предпочтительно температуру композиции поддерживают на стационарном уровне.
Согласно конкретным вариантам осуществления вторая стадия выдерживания может быть применена в течение периода времени, составляющего от 0,05 мин до 15 мин, от 0,10 мин до 12,5 мин, от 0,15 мин до 10 мин, или от 0,2 мин до 10 мин. Предпочтительно вторую стадию выдерживания применяют в течение периода времени от 0,2 мин до 10 мин.
Согласно конкретным вариантам осуществления первая стадия выдерживания может быть применена в течение периода времени, который является более продолжительным, чем период времени, в течение которого применяют вторую стадию выдерживания.
Согласно конкретным вариантам осуществления первую стадию выдерживания применяют в течение периода времени от 0,2 мин до 1 мин, и вторую стадию выдерживания применяют в течение периода времени от 0,75 мин до 5 мин.
Термины «трубопровод», «труба», «проток» или «канал» при использовании в настоящем документе означают замкнутый полый проход, через который может быть перемещена перекачиваемая текучая композиция. Неограничительные примеры форм трубопроводов представляют собой прямоугольная, трубчатая, треугольная и трапецеидальная формы.
Согласно конкретным вариантам осуществления теплоизолированный трубопровод является трубчатым. Трубчатая форма может способствовать потоку перекачиваемой композиции через трубопровод и/или может предотвращать повреждение индивидуально различимого съедобного включения, содержащегося в составе композиции.
Согласно конкретным вариантам осуществления теплоизолированный трубопровод является линейным на протяжении по меньшей мере 50%, по меньшей мере 60%, по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80% или по меньшей мере 90% своей длины.
Термин «трубчатый» при использовании в настоящем документе означает форму цилиндра, более конкретно, продолговатую круглую полую форму.
Термин «теплоизолированный» при использовании в настоящем документе означает предмет, содержащий, состоящий в основном (например, по меньшей мере на 75% (мас./мас.)), изготовленный, покрытый и/или футерованный с применением материала, который предотвращает и/или уменьшает пропускание, перенос и/или утечку тепла в окружающую среду. Специалист в данной области техники должен понимать, что теплоизоляция может быть достигнута с применением специально разработанных способов или процессов, а также предметов, имеющих подходящие формы и материалы. Теплоизоляционную способность материала, как правило, определяет его теплопроводность (k). Низкая теплопроводность, как правило, является эквивалентной высокой теплоизоляционной способности (значение R). В системе единиц СИ теплопроводность измеряют в ваттах на метр-кельвин (Вт/(м•K)), где ватт представляет собой единицу мощности, метр представляет собой единицу расстояния, и кельвин представляет собой единицу температуры.
Теплоизолированный трубопровод, который упомянут в настоящем документе, также может представлять собой два или более трубопроводов, расположенных последовательно, причем два или более вышеупомянутых трубопроводов могут содержать, состоять в основном (например, по меньшей мере на 75% (мас./мас.)), быть изготовленными, покрытыми и/или футерованными с применением различных теплоизоляционных материалов.
Согласно конкретным вариантам осуществления теплоизолированный трубопровод может содержать или состоять в основном (например, по меньшей мере на 75% (мас./мас.)), быть изготовленным, покрытым и/или футерованным с применением материала, имеющего теплопроводность от 0,025 Вт/(м•K) до 0,075 Вт/(м•K), от 0,030 Вт/(м•K) до 0,050 Вт/(м•K) или от 0,034 Вт/(м•K) до 0,042 Вт/(м•K). Предпочтительно теплоизолированный трубопровод содержит, состоит в основном (например, по меньшей мере на 75% (мас./мас.)), изготовлен, покрыт и/или футерован с применением материала, имеющего теплопроводность от 0,034 Вт/(м•K) до 0,042 Вт/(м•K).
Согласно конкретным вариантам осуществления теплоизолированный трубопровод может содержать или состоять в основном (например, по меньшей мере на 75% (мас./мас.)), быть изготовленным, покрытым и/или футерованным с применением одного или нескольких синтетических пеноматериалов (таких как, например, пенополистирол, пенополиуретан, твердый пеноматериал на основе фенолокислоты, пенополивинилхлорид (PVC) или аналогичный материал), стекловолоконных листов, каучука, неподвижного воздуха, гелия или каменной ваты, предпочтительно каменной ваты.
Согласно конкретным вариантам осуществления первая и/или вторая стадии выдерживания могут включать пропускание перекачиваемой композиции через теплоизолированный трубопровод, имеющий (внутренний) диаметр, составляющий по меньшей мере 30 мм, по меньшей мере 40 мм, по меньшей мере 50 мм, по меньшей мере 60 мм, по меньшей мере 70 мм, по меньшей мере 80 мм, по меньшей мере 90 мм или по меньшей мере 100 мм, предпочтительно по меньшей мере 50 мм. Например, теплоизолированный трубопровод может иметь (внутренний) диаметр, составляющий 50 мм. Специалист в данной области техники должен понимать, что (внутренний) диаметр теплоизолированного трубопровода предпочтительно является таким же, как или превышает средний размер индивидуально различимых съедобных включений.
Согласно конкретным вариантам осуществления первая и/или вторая стадии выдерживания могут включать пропускание композиции через один или несколько теплоизолированных трубопроводов, причем каждый трубопровод имеет длину, составляющую по меньшей мере 100 см, по меньшей мере 110 см, по меньшей мере 120 см, по меньшей мере 130 см, по меньшей мере 140 см, по меньшей мере 150 см, по меньшей мере 160 см, по меньшей мере 170 см или по меньшей мере 180 см, предпочтительно по меньшей мере 150 см. Например, теплоизолированный трубопровод может иметь длину, составляющую 160 см.
Согласно конкретным вариантам осуществления длина одного или нескольких теплоизолированных трубопроводов второй стадии выдерживания составляет более чем длина одного или нескольких теплоизолированных трубопроводов первой стадии выдерживания. Например, длина одного или нескольких теплоизолированных трубопроводов первой стадии выдерживания может составлять по меньшей мере 100 см, и длина одного или нескольких теплоизолированных трубопроводов второй стадии выдерживания может составлять по меньшей мере 300 см.
Согласно конкретным вариантам осуществления способ нагревания перекачиваемой композиции, которая описана в настоящем документе, может дополнительно включать стадию охлаждения перекачиваемой композиции до температуры в диапазоне от 4°C до 45°C после второй стадии выдерживания.
Термин «охлаждение» при использовании в настоящем документе означает уменьшение температуры перекачиваемой композиции. Например, перекачиваемая композиция может передавать тепловую энергию посредством теплового излучения, теплопроводности или конвекции. Охлаждение может быть осуществлено с применением любого известный в технике способа и/или средства для охлаждения перекачиваемой композиции, содержащей индивидуально различимые съедобные включения, причем композицию предпочтительно охлаждают с применением средств активного охлаждения. Неограничительные примеры способов охлаждения представляют собой воздушное охлаждение, воздушное кондиционирование, испарительное охлаждение, термоэлектрическое охлаждение, контактное охлаждение, жидкостное охлаждение и/или замораживание. Например, перекачиваемая композиция может быть пропущена через теплообменник, такой как трубчатый теплообменник.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может быть охлаждена при скорости охлаждения, составляющей по меньшей мере 5°C/мин, по меньшей мере 6°C/мин, по меньшей мере 7°C/мин, по меньшей мере 8°C/мин, по меньшей мере 9°C/мин или по меньшей мере 10°C мин, предпочтительно по меньшей мере 8°C/мин. Например, перекачиваемая композиция может быть охлаждена при скорости охлаждения, составляющей 8,3°C/мин. Охлаждение перекачиваемой композиция после второй стадии выдерживания при скорости охлаждения, составляющей по меньшей мере 5°C/мин, улучшает цвет и текстуру перекачиваемой композиции.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может быть охлаждена до температуры, составляющей не более чем 45°C, не более чем 40°C, не более чем 35°C, не более чем 30°C, не более чем 25°C, не более чем 20°C, не более чем 15°C, не более чем 10°C или не более чем 5°C. Предпочтительно перекачиваемую композицию охлаждают до температуры, составляющей не более чем 45°C.
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция может быть охлаждена до температуры, составляющей от 0°C до 50°C, от 4°C до 45°C, от 4°C до 40°C, от 4°C до 35°C, от 4°C до 30°C, от 4°C до 25°C, от 4°C до 20°C, от 4°C до 15°C или от 4°C до 10°C. Предпочтительно перекачиваемую композицию охлаждают до температуры, составляющей от 4°C до 45°C.
Согласно конкретным вариантам осуществления способ нагревания перекачиваемой композиции, содержащей индивидуально различимые съедобные включения, которая описана в настоящем документе, может включать стадию упаковки композиции после второй стадии выдерживания и необязательно после стадии охлаждения.
Термин «упаковка» при использовании в настоящем документе означает обертывание или помещение перекачиваемой композиции в один или несколько материалов в целях защиты, разделения и/или хранения перекачиваемой композиции. Неограничительные примеры упаковок для перекачиваемой композиции, подвергаемой процессу нагревания, который описан в настоящем документе, представляют собой асептические пакеты, герметизированные емкости и контейнеры из нержавеющей стали.
Как описано выше, стадии способа нагревания перекачиваемой композиции, содержащей индивидуально различимые съедобные включения, которая описана в настоящем документе, осуществляют как непрерывный процесс и предпочтительно осуществляют последовательно.
Термин «непрерывный» при использовании в настоящем документе означает процесс, осуществляемый без перерыва (например, процесс, обозначенный непрерывным течением времени).
Согласно конкретным вариантам осуществления стадии (a)-(e) способа нагревания перекачиваемой композиции, содержащей индивидуально различимые съедобные включения, которая описана в настоящем документе, предпочтительнее стадии (a)-(g) способа нагревания перекачиваемой композиции, содержащей индивидуально различимые съедобные включения, которая описана в настоящем документе, осуществляют последовательно и как непрерывный процесс.
Непрерывность процесса гарантирована взаимным физическим соединением одного или нескольких омических нагревательных блоков, используемых на первой и второй стадиях омического нагревания, и одного или нескольких теплоизолированных трубопроводов, используемых на первой и второй стадиях выдерживания.
Соответственно, согласно конкретным вариантам осуществления один или несколько теплоизолированных трубопроводов и один или несколько омических нагревательных блоков находятся во взаимном физическом соединении. Предпочтительно один или несколько омических нагревательных блоков, используемых на первой и второй стадиях омического нагревания, и один или несколько теплоизолированных трубопроводов, используемых на первой и второй стадиях выдерживания, имеют одинаковую форму и/или диаметр. Предпочтительно один или несколько омических нагревательных блоков, используемых на первой и второй стадиях омического нагревания, и один или несколько теплоизолированных трубопроводов, используемых на первой и второй стадиях выдерживания, являются трубчатыми.
Кроме того, к перекачиваемой композиции может быть приложено давление в целях перемещения перекачиваемой композиции в непрерывном режиме через один или несколько взаимно соединенных омических нагревательных блоков и один или несколько теплоизолированных трубопроводов. Согласно конкретным вариантам осуществления непрерывное давление, прилагаемое к перекачиваемой композиции для преодоления противодавления, может составлять по меньшей мере 4 бар, по меньшей мере 5 бар, по меньшей мере 6 бар, по меньшей мере 7 бар, по меньшей мере 8 бар, по меньшей мере 9 бар, или по меньшей мере 10 бар, предпочтительно по меньшей мере 4 бар. Согласно конкретным вариантам осуществления рабочее давление в начале линии (т. е. непосредственно после генератора давления (например, насоса) и перед омическими нагревательными блоками и теплоизолированными трубопроводами) может составлять по меньшей мере 4 бар, по меньшей мере 5 бар, по меньшей мере 6 бар, по меньшей мере 7 бар, по меньшей мере 8 бар, по меньшей мере 9 бар или по меньшей мере 10 бар, предпочтительно по меньшей мере 4 бар.
Термин «противодавление» при использовании в настоящем документе означает давление, которое производят по меньшей мере омические нагревательные блоки, теплоизолированные трубопроводы и перекачиваемая композиция, и которое должен преодолевать насос, чтобы обеспечить поступательный поток перекачиваемой композиции через по меньшей мере омические нагревательные блоки и теплоизолированные трубопроводы. Начальное противодавление представляет собой давление в начале линии, когда линия является пустой (т. е. перед началом заполнения линии композицией). Начальное противодавление обычно задает принимающий напорный резервуар, который, как правило, расположен в конце линии (т. е. после омических нагревательных блоков и теплоизолированных трубопроводов). Согласно конкретным вариантам осуществления начальное противодавление в начале линии (т. е. непосредственно после генератора давления (например, насоса) и перед омическими нагревательными блоками и теплоизолированными трубопроводами) может составлять по меньшей мере 4 бар, по меньшей мере 5 бар, по меньшей мере 6 бар, по меньшей мере 7 бар, по меньшей мере 8 бар, по меньшей мере 9 бар или по меньшей мере 10 бар, предпочтительно по меньшей мере 4 бар. Противодавление будет постепенно уменьшаться по мере заполнения линии перекачиваемой композицией. Однако поскольку вязкость перекачиваемой композиции будет увеличиваться в результате прилагаемого к ней омического нагревания, давление, которое должен будет преодолевать насос, чтобы сохранять поток перекачиваемой композиции, также будет снова увеличиваться. Термин «линия» при использовании в настоящем документе, означает трубопроводы (т. е. включает омические нагревательные блоки и теплоизолированные трубопроводы), последовательно расположенные в устройство для нагревания перекачиваемой композиции, через которые перекачиваемая композиция может протекать в непрерывном режиме.
Согласно конкретным вариантам осуществления способ нагревания перекачиваемой композиции, содержащей индивидуально различимые съедобные включения, которая описана в настоящем документе, может быть осуществлен в асептической среде. Более конкретно, посредством взаимного соединения по меньшей мере одного или нескольких омических нагревательных блоков второй стадии омического нагревания и одного или нескольких теплоизолированных трубопроводов, используемых на второй стадии выдерживания, может быть сохранена стерильность перекачиваемой композиции.
Согласно конкретным вариантам осуществления способ нагревания, который описан в настоящем документе, не включает смешивание, перемешивание, замешивание и/или встряхивание перекачиваемой композиции на какой-либо из стадий (b)-(e), предпочтительно на какой-либо из стадий (b)-(g), предпочтительнее на какой-либо из стадий (a)-(g).
Согласно конкретным вариантам осуществления перекачиваемая композиция имеет скорость потока, составляющую по меньшей мере 200 л/ч, по меньшей мере л/ч, по меньшей мере 250 л/ч, по меньшей мере 300 л/ч, по меньшей мере 350 л/ч, по меньшей мере 400 л/ч, по меньшей мере 450 л/ч, или по меньшей мере 500 л/ч, предпочтительно по меньшей мере 400 л/ч на любой из стадий (b)-(e), предпочтительно на любой из стадий (b)-(g) способа нагревания, который описан в настоящем документе.
Следующий аспект может относиться к перекачиваемой композиции, получаемой способом нагревания, который описан в настоящем документе. Композиция, получаемая способом нагревания, который описан в настоящем документе, может быть устойчивой при 4°C или при комнатной температуре (т. е. при температуре окружающей среды) в течение периода времени, составляющего по меньшей мере 3 месяцев, по меньшей мере 6 месяцев, по меньшей мере 9 месяцев, по меньшей мере 12 месяцев, по меньшей мере 18 месяцев, по меньшей мере 24 месяцев или по меньшей мере 30 месяцев, предпочтительно по меньшей мере 18 месяцев, при отсутствии какого-либо консерванта, предпочтительно при отсутствии какого-либо неприродного консерванта, такого как сорбат калия, бензоат натрия или диоксид серы.
Хотя настоящее изобретение было описано в отношении конкретных вариантов его осуществления, понятно, что многочисленные альтернативы, модификации и вариации станут очевидными для специалистов в данной области техники в свете приведенного выше описания. Соответственно, оно предназначено для охвата всех таких альтернатив, модификаций и вариаций, которые следуют из идеи и широкого объема прилагаемой формулы изобретения.
Описанные в настоящем документе аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения далее подтверждены следующими неограничительными примерами.
Примеры
Пример 1: пищевой продукт, содержащий вишню
Таблица 1:
список ингредиентов (% мас./мас.):
Вишня садовая (венгерский сорт панди)
70
Сахар (сахароза)
10
Вода
7
Сироп глюкозы
6
Красящее вещество
1
Модифицированный крахмал восковой кукурузы
5
Дигидрат трехзамещенного цитрата натрия
0,25
Раствор хлорида кальция (36%)
0,25
Раствор лимонной кислоты (50%)
0,25
Вкусоароматическая добавка
0,25
Изготовление композиции
- Смешивают крахмал с холодной водой и сиропом глюкозы при высокой скорости сдвига.
- Переносят в очищаемый скребком нагреваемый котел и нагревают до 65°C.
- Добавляют сахар и красящее вещество и перемешивают.
- Добавляют вишню и увеличивают температуру до 40°C при медленном чередующемся перемешивании (1 мин перемешивание, 1 мин выдерживание; 1 мин по часовой стрелке, 1 мин против часовой стрелки).
- Добавляют буферные соли и кислоты.
Свойства композиции:
- Содержание сахарозы по ареометру Брикса = 32,5°B
- pH = 3,37
- Удельная электрическая проводимость: 0,235 См/м
Способ нагревания согласно настоящему изобретению
i) Первая стадия омического нагревания
Композицию перекачивают поршневым насосом (Bertolli) через первую ступень или блок линии экспериментального омического нагревателя (Catelli Food Technology), изготовленного из двух стеклянных трубок, имеющих внутренний диаметр 50 мм и оборудованных электродами из нержавеющей стали. Используют следующие технологические параметры:
- Скорость потока композиции: 400 л/ч
- Начальное противодавление: 4 бар
- Целевая температура нагревания: 69°C
- Прилагаемая мощность: 16 кВт
ii) Первая стадия выдерживания
Содержащий три ступени/блока экспериментальный омический нагреватель получают модификацией посредством вставки изолированной трубки, имеющей длину 160 см и диаметр 50 мм, между первой и второй ступенями/блоками омического нагревателя.
Продолжительность пребывания композиции на первой стадии выдерживания составляет приблизительно 0,5 мин (0,47 мин).
Температура композиции на выходе изолированной трубки составляет 67°C.
iii) Вторая стадия омического нагревания
После первой стадии выдерживания композицию возвращают в экспериментальный омический нагреватель для пропускания через вторую и третью ступени/блоки омического нагревательного устройства. Используют следующие технологические параметры:
- Достигаемая температура: 96°C
- Скорость потока композиции: 400 л/ч
- Целевая температура: 96°C
iv) Вторая стадия выдерживания
После второй стадии омического нагревания композицию пропускают через изолированную трубку, имеющую длину 400 см и диаметр 50 мм.
Степень пастеризации (P0) составляет 1,48 мин.
Продолжительность пребывания композиции на второй стадии выдерживания составляет приблизительно 1,2 мин (1,18 мин).
Температура композиции на выходе изолированной трубки составляет 94°C.
v) Стадия охлаждения
Пищевой продукт пропускают через трубчатый теплообменник при скорости охлаждения 8,3°C/мин до тех пор, пока температура пищевого продукта не станет ниже 40°C.
vi) Упаковка
Продукт упаковывают в пакеты-мешки, содержащие приблизительно 5 кг, используя асептическое устройство для наполнения пакетов с выпускным отверстием диаметром 2 дюйма (Labopack от компании Catelli Food Technology).
Образцы для оценки отбирают с регулярными интервалами в течение всего процесса.
Сравнительный способ нагревания 1: традиционная периодическая варка
- В котле смешивают крахмал с холодной водой и сиропом глюкозы при высокой скорости сдвига.
- Добавляют вишню в горизонтальный смеситель (нагреваемый паром и очищаемый скребком) и начинают медленное нагревание при медленном чередующемся перемешивании (1 мин перемешивание, 1 мин выдерживание; 1 мин по часовой стрелке, 1 мин против часовой стрелки).
- Переносят смесь крахмала и глюкозы в горизонтальный смеситель, содержащий вишню.
- Добавляют сахар и красящее вещество и перемешивают.
- Увеличивают температуру до 40°C при медленном чередующемся перемешивании (1 мин перемешивание, 1 мин выдерживание; 1 мин по часовой стрелке, 1 мин против часовой стрелки).
- Выдерживают в покое в течение 15 минут.
- Добавляют буферные соли и кислоты.
- Начинают нагревание, используя паровую рубашку и очищая поверхность скребком при перемешивании (от 20 до 60 об/мин) до 75-80°C.
- Охлаждают, используя охлаждающую рубашку и очищая поверхность скребком при перемешивании (от 20 до 60 об/мин) до 65-70°C.
- Упаковывают продукт, как описано выше.
Свойства пищевого продукта:
- Содержание сахарозы по ареометру Брикса = 32,5°B
- pH = 3,37
Сравнительный способ нагревания 2: процесс нагревания с единственной стадией омического нагревания
Такую же композицию, содержащую вишню, обрабатывали таким же способом, как способ согласно настоящему изобретению, за исключением того, что отсутствовала первая стадия выдерживания.
Целевая температура в конце стадии омического нагревания составляет 96°C.
В течение стадии омического нагревания наблюдали неконтролируемое загущение крахмала, приводящее к кипению пищевой композиции в трубках и к образованию неоднородного продукта.
В конце процесса оказалось невозможным извлечение пищевого продукта.
Сравнительный процесс нагревания 3: процесс нагревания с иным начальным противодавлением
Такую же композицию, содержащую вишню, обрабатывали таким же способом, как способ согласно настоящему изобретению, за исключением того, что начальное противодавление составляло 3 бар.
В начале процесса наблюдали неконтролируемое кипение пищевого продукта. Полное осуществление процесса оказалось невозможным.
Извлечение пищевого продукта также оказалось невозможным.
Оценка продукта: степень извлечения фруктов и целостность фруктов
- Взвешивают приблизительно 0,5 кг фруктового продукта (начальная масса).
- Взвешивают сито (масса сита).
- Помещают фруктовый продукт на сито и промывают до тех пор, пока не будет удален весь гель, окружающий фрукты.
- Высушивают дно сила и взвешивают оставшийся продукт (масса кусочков после промывания = масса остатка - масса сита).
- Сортируют кусочки фруктов на две группы (неповрежденные фрукты и поврежденные фрукты) и взвешивают их отдельно, определяя массу неповрежденных фруктов и массу поврежденных фруктов.
Степень извлечения фруктов (%) = [масса кусочков после промывания (г)] / [начальная масса (г) • начальное содержание фруктов (%)] • 100
Целостность фруктов = [масса неповрежденных фруктов (г)] / [масса кусочков после промывания (г)] • 100
Степень повреждения фруктов = [масса поврежденных фруктов (г)] / [масса кусочков после промывания (г)] • 100
Сумма процентной целостности фруктов и процентной доли поврежденных фруктов может составлять менее чем 100 вследствие присутствия в продукте некоторого количества инородных веществ во фруктах и остатков промывочной воды.
Результаты оценки представлены в таблице 2.
Таблица 2
Степень извлечения фруктов (%)
Целостность фруктов (%)
Степень повреждения фруктов (%)
Способ нагревания согласно настоящему изобретению
75-85%
70%
20-25%
Сравнительный способ нагревания 1
50-60%
60%
30%
Сравнительный способ нагревания 2
Не применяется
Не применяется
Не применяется
Сравнительный способ нагревания 3
Не применяется
Не применяется
Не применяется
Результаты показывают, что с применением способа согласно настоящему изобретению увеличивается степень извлечения фруктов, а степень их повреждения уменьшается по сравнению с традиционной технологией.