НЕПОСРЕДСТВЕННО УВЕЛИЧИВАЮЩИЙСЯ В ОБЪЕМЕ ЗАКУСОЧНЫЙ ПРОДУКТ ИЗ АРАХИСОВОЙ МУКИ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
IMMEDIATELY SWELLING PEANUT MEAL SNACK PRODUCT, ITS PRODUCTION METHOD

Предпосылки создания изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу изготовления усовершенствованного непосредственно увеличивающегося в объеме закусочного продукта, более точно, к способу изготовления непосредственно увеличивающегося в объеме или вздутого экструдата с высоким содержанием белка и полезных для здоровья масел, обладающего вкусом, формой и консистенцией натурального арахиса, как у изготавливаемых обычным способом вздутых закусочных продуктов.
Описание известного уровня техники
Вздутые закусочные пищевые продукты являются популярными потребительскими товарами, которые пользуются большим спросом. Закусочные продукты также способны играть важную роль в пищевом рационе потребителей, в связи с чем резко повышается потребительский спрос на полезные для здоровья закусочные продукты. Арахис и орехи других видов являются предпочтительным пищевым компонентом с точки зрения питательности благодаря высокому содержанию белка и полезных для здоровья масел. Многие орехи также могут иметь высокое содержание клетчатки, что, как считается, снижает риск возникновения некоторых видов рака, диабета, нарушений пищеварения и заболеваний сердца, а также помогает контролировать вес. Как показывают исследования, те, кто регулярно потребляют орехи, в меньшей степени подвержены заболеванию коронарной болезнью, и у них может снижаться уровень содержания холестерина липопротеидов низкой плотности, вероятно, вследствие преобладания жирных кислот в орехах.
Полезный для здоровья питательный закусочный продукт в идеале должен отвечать ряду критериев, которые включают ограничения на содержание жира, включая насыщенные и трансжирные кислоты, холестерина, натрия и добавленного сахара. Предпочтительно также должны быть установлены критерии полезности продуктов для здоровья. В частности, питательный закусочный продукт в пересчете на порцию в одну унцию может содержать не более 5 граммов жира, 1 грамм или менее насыщенного жира, не содержать трансжирных кислот, иметь менее 25% калорийности за счет добавленного сахара и содержать не более 240 мг натрия.
Хотя арахис может употребляться в пищу сырым или подвергнутым кулинарной обработке в натуральном виде, некоторые люди считают нежелательным употребление в пищу цельного арахиса из-за его грубой, вязкой при жевании консистенции. В связи с этим создание закусочного пищевого продукта на основе арахиса с более нежной, хрустящей консистенцией, чем у цельных орехов, стало бы усовершенствованием в отрасли закусочных продуктов.
Известные из уровня техники непосредственно увеличивающиеся в объеме продукты, такие как закусочные продукты, производимые и предлагаемые на рынке под фирменным наименованием Cheetos™, обычно изготавливают путем экструдирования кукурузной муки и/или других сырьевых материалов через матрицу с небольшим каналом в условиях высокой температуры и давления. Под действием давления водяного пара, содержащегося в горячем экструдате, происходит раздувание или увеличение экструдата в объеме по мере его выхода из небольшого канала. Как описано в патенте US 6607772, правопреемником которого является правопреемник настоящего изобретения, типичные ингредиенты исходного сырьевого материала включают кукурузную муку и воду, а типичный экструдат имеет формы цилиндрического "стержня", поскольку типичный канал имеет отверстие круглой формы. В патенте US 6607772 также указано, что форма и внешний вид продукта являются важным фактором, который учитывают потребители закусочных продуктов.
Таким образом, прессованный вздутый закусочный продукт на основе арахиса, обладающий высокой пищевой ценностью, имеющий форму, как у арахиса, и имитирующий органолептические свойства изготавливаемого обычным способом вздутого закусочного продукта, включая его консистенцию, стал бы усовершенствованием по сравнению с известным уровнем техники.
Краткое изложение сущности изобретения
В настоящем изобретении предложен обладающий отличным вкусом, полезный для здоровья прессованный вздутый закусочный продукт, имеющий высокое содержание сухого вещества арахиса и нежную, хрустящую консистенцию. Сухое вещество арахиса включают в вздутый закусочный продукт путем использования арахисовой муки в качестве одного из ингредиентов. Согласно одной из особенностей изобретения в качестве полезного для здоровья ингредиента прессованного вздутого закусочного продукта согласно настоящему изобретению используют частично обезжиренную арахисовую муку (предпочтительно содержащую менее около 15% жира и свыше около 45% по весу белка). Арахисовая мука обеспечивает хороший вкус, консистенцию и питательную ценность для потребителя. Согласно другой особенности изобретения с арахисовой мукой сочетают дополнительные ингредиенты, чтобы получить тесто, достаточно увеличивающееся в объеме для обеспечения желаемой консистенции, вкуса и питательной ценности продукта. Дополнительные ингредиенты включают рисовую муку, кукурузную муку, кукурузное масло, овсяные отруби, изолят соевого белка и воду.
Согласно другой особенности изобретения выбирают свойства экструдера, обеспечивающие получение вздутого закусочного продукта, имеющего форму, как у арахиса. Эти свойства включают число оборотов в минуту шнека экструдера, температуры цилиндров и форму канала. Эти, а также дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут ясны из следующего далее подробного описания.
Краткое описание чертежей
В прилагаемой формуле изобретения содержатся элементы новизны, считающиеся отличительными признаками изобретения. Вместе с тем, само изобретение, а также предпочтительный вариант его осуществления, его дополнительные задачи и преимущества будут лучше всего поняты из следующего далее подробного описания пояснительных вариантов осуществления в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:
на фиг.1 схематически показано устройство для изготовления вздутого закусочного продукта согласно настоящему изобретению,
на фиг.2 - схематический вид в поперечном разрезе матрицы в сборе, установленной на конце двухшнекового экструдера,
на фиг.3 - вид в перспективе имеющего форму, как у арахиса, вздутого закусочного продукта согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.4А - вид в перспективе матричного вкладыша согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.4Б - вид спереди матричного вкладыша согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.4В - схематический вид в поперечном разрезе матричного вкладыша согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,
на фиг.4Г - схематический вид в поперечном разрезе матричного вкладыша, имеющего диффузорный лист, согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
Вздутый закусочный продукт согласно настоящему изобретению представляет собой прессованный закусочный продукт на основе орехов, который имеет форму, как у арахиса, содержит арахисовую муку и имеет легкую хрустящую консистенцию. В одном из вариантов осуществления закусочный продукт согласно настоящему изобретению в пересчете на порцию в одну унцию содержит не более 5 граммов жира, 1 грамм или менее насыщенного жира, не содержит трансжирных кислот, имеет менее 25% калорийности за счет добавленного сахара, содержит не более 240 мг натрия и по меньшей мере 5 граммов белка.
Закусочные чипсы согласно настоящему изобретению предпочтительно изготавливают из ингредиентов, включающих рисовую муку, размолотое кукурузное сырье, такое как кукурузная мука, арахисовая мука, изолят соевого белка и овсяные отруби (овсяная клетчатка). Может использоваться размолотое кукурузное сырье, такое как мука из желтой кукурузы с удаленным зародышем производства компании Bungee Milling (Данвилл, штат Иллинойс, США). В контексте настоящего описания размолотое кукурузное сырье означает преимущественно размолотые зерна кукурузы и включает без ограничения тонкоразмолотую непросеянную кукурузную муку, кукурузную муку, кукурузный крахмал и их смеси. Изолят соевого белка получают путем удаления из шелушенных и обезжиренных соевых бобов большей части растворимых в воде, не содержащих белок составляющих, при этом он обычно содержит около 90% белка. Может использоваться изолят соевого белка, такой как ProFam 880 производства компании ADM (Декейтер, штат Иллинойс, США). В контексте настоящего описания изолят соевого белка означает смесь белков, полученную из соевых бобов и содержащую по меньшей мере 90% по весу белка в пересчете на влажное вещество. Рисовая мука представляет собой рис, который размолот, превращен в порошок или иначе переработан с целью получения мелких частиц риса. Используемой в настоящем изобретении рисовой мукой предпочтительно является нативная рисовая мука. Может использоваться рисовая мука, такая как RF-L00080 производства компании Sage V Foods (Лос-Анджелес, штат Калифорния, США). Овсяные отруби получают из грубого наружного слоя зерен овса, при этом они имеют высокое содержание клетчатки. В контексте настоящего описания овсяные отруби или овсяная клетчатка означает куски грубого наружного слоя зерен овса. Овсяной клетчаткой, которая может использоваться в настоящем изобретении, являются овсяные отруби Opta-780 производства компании Canadian Harvest (Кембридж, штат Миннесота, США).
Частично обезжиренную арахисовую муку обычно получают путем размалывания и просеивания арахисовых хлопьев до или после удаления арахисового масла. Размолотый арахис может представлять собой сырой, слегка обжаренный или обжаренный арахис, предпочтительно слегка обжаренный арахис. Частично обезжиренная арахисовая мука, используемая в настоящем изобретении, предпочтительно содержит по меньшей мере около 45% белка и менее около 15% жира. В контексте настоящего описания арахисовая мука означает смесь частиц, орехов, в которой почти все частицы орехов проходят через сито номер 40 согласно принятой в США шкале сит. Сито номер 40 имеет ячейки размером приблизительно 0,42 миллиметра. Далее приведен предпочтительный гранулометрический состав ореховой муки: около 0,3% частиц остаются на сите номер 40, около 1,8% частиц остаются на сите номер 60, около 4,1% частиц остаются на сите номер 80, около 4,4% частиц остаются на сите номер 100 и около 95,6% частиц проходят через сито номер 100. Все используемые в описании размеры сит соответствуют принятой в США шкале сит, а размеры ячеек каждого сита приведены в следующей далее таблице:
Номер сита по шкале США
Размер ячеек
Миллиметры
Дюймы
40
0,420
0,0165
60
0,250
0,0098
80
0,177
0,0070
100
0,149
0,0059
В одном из вариантов осуществления, чтобы получить смесь сухих ингредиентов, смешивают ингредиенты, содержащие от около 15% до около 25% арахисовой муки, от около 35% до около 50% рисовой муки, от около 25% до около 35% размолотого кукурузного сырья и от около 1% до около 3% овсяной клетчатки. В другом варианте осуществления чтобы получить смесь сухих ингредиентов смешивают ингредиенты, содержащие от около 15% до около 25% арахисовой муки, от около 35% до около 45% рисовой муки, от около 25% до около 35% размолотого кукурузного сырья, от около 5% до около 10% изолята соевого белка и от около 1% до около 3% овсяной клетчатки. Специалистам в данной области техники ясно, что смесь сухих ингредиентов может иметь определенное собственное содержание влаги.
На фиг.1 схематически показано устройство для изготовления вздутого закусочного продукта согласно настоящему изобретению. В одном из вариантов осуществления смесь сухих ингредиентов непрерывно дозируют в экструдер 140. Ингредиенты могут быть предварительно смешаны или могут добавляться по отдельности и перемешиваться внутри двухшнекового экструдера. В другом варианте осуществления используют одношнековый экструдер.
Ингредиенты могут быть гидратированы до поступления в двухшнековый экструдер 140 или во время нахождения в нем. В одном из вариантов осуществления шнек экструдера 140 вращается со скоростью от около 200 до около 450 оборотов в минуту, при этом в ингредиенты, находящиеся внутри экструдера, добавляют воду, пока общее содержание влаги не достигнет уровня от около 15% до около 30%. При содержании влаги ниже 15% обычно повышается температура экструдата, в результате чего впоследствии может возникать нежелательный несвойственный вкус. Может использоваться двухшнековый экструдер ВС-45 производства компании Clextral Inc (Тампа, штат Флорида, США).
На фиг.2 показан вид в поперечном разрезе матрицы в сборе 200, установленной на конце двухшнекового экструдера. Находящиеся внутри матрицы в сборе 200 ингредиенты выходят из рабочих каналов 215 экструдера в виде вязкого расплава, который собирается в центральном канале 220, поступает в радиальный канал 225 и выходит через выходную часть 205 канала матрицы. Вязкий расплав, поступающий через матрицу в сборе 200, имеет температуру от около 320°F до около 410°F, более предпочтительно от около 330°F до около 400°F.
Вязкий расплав вытесняется из рабочих каналов 215 экструдера через центральный канал 220 и радиальный канал 225 в направлении выходной части 205 канала матрицы под давлением на матрицу от около 500 до около 2000 фунтов на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм), более предпочтительно от около 600 фунт/кв. дюйм до около 1500 фунт/кв. дюйм.
В контексте настоящего описания давление на матрицу означает давление вязкого расплава после выхода из шнеков экструдера, но до достижения атмосферного давления, при этом оно может быть измерено в центральном питающем канале 220 с помощью приборов, помещающихся в отверстии 240 для датчиков температуры/давления. В контексте настоящего описания температура экструдата означает температуру сырьевых материалов сразу после выхода из шнеков экструдера, которая также может быть измерена в центральном питающем канале 220 с помощью приборов, помещающихся в отверстии 240 для датчиков температуры/давления. Затем сырьевые материалы выходят через выходную часть 205 канала матрицы в пластине 250 с отверстием и поступают в среду с атмосферным давлением и температурой. После прохождения через выходную часть 205 канала матрицы происходит увеличение экструдата в объеме, мгновенное паровыделение, остывание и очень быстрый переход от стадии текучего пластичного расплава к стадии относительно жесткой стекловатой структуры, типичной для вздутого закусочного продукта.
На фиг.3 показан вид в перспективе имеющего форму, как у арахиса, вздутого закусочного продукта согласно настоящему изобретению. "Форма, как у арахиса" вздутого закусочного продукта в значении, в котором этот термин используется в описании, обычно сходна с формой цельного стручка арахиса до того, как его расщепили, чтобы извлечь находящиеся внутри орехи. Чтобы получить экструдат, который может быть нарезан на имеющие форму, как у арахиса, изделия, показанные на фиг.3, используют показанный на фиг.4А матричный вкладыш 400 с каналом новой формы в сочетании с выходной частью 205 канала матрицы в пластине 250 с отверстием, показанной на фиг.2. Известные из уровня техники матричные вкладыши (не показаны) обычно имеют канал с круглым поперечным сечением. Поскольку круглый канал не позволяет получать имеющий форму арахиса закусочный продукт, в матричном вкладыше 400 согласно настоящему изобретению используется канал 405 индивидуальной формы, позволяющий получать экструдат, из которого изготавливают имеющий форму, как у арахиса, закусочный продукт, когда экструдат разрезают после его прохождения через канал 405. Предложенный в настоящем изобретении канал новой формы может использоваться в различных экструдерах и матрицах для изготовления имеющих форму, как у арахиса, закусочных продуктов согласно настоящему изобретению. Могут выбираться различные экструдеры, матрицы и условия обработки с целью уравновешивания потока через канал в различной степени и изготовления вздутого закусочного продукта с более гладкой, шероховатой, округлой или плоской поверхностью в зависимости от желаемых характеристик конкретного изделия.
Как показано на фиг.4Б, поперечное сечение канала имеет профиль индивидуальной формы, в целом образованный двумя приблизительно параллельными линейными участками 410, расположенными между двумя круговыми участками 415 и 420. Каждый круговой участок 415 и 420 профиля канала имеет диаметр 425 и 440. Линейные участки 410 профиля отстоят друг от друга на ширину 435 и имеют длину 430. Длиной 430 линейных участков 410 является расстояние от одного кругового участка 415 до другого кругового участка 420. Ширина 435, на которую отстоят друг от друга линейные участки 410, предпочтительно меньше диаметров 425 и 440 круговых участков 415 и 420. В одном из вариантов осуществления ширина 435, на которую отстоят друг от друга линейные участки, составляет от около 5 до около 12 миллиметров. В другом варианте осуществления линейные участки 410 имеют длину от около 9 до около 14 миллиметров. В еще одном варианте осуществления каждый из круговых участков 415 и 420 имеет диаметр от около 12 до около 18 миллиметров.
В одном из вариантов осуществления круговые участки 415 и 420 имеют приблизительно одинаковые диаметры 425 и 440. За счет этого поперечное сечение канала 405 напоминает гантель в продольном разрезе. В другом варианте осуществления один из круговых участков 415 имеет диаметр 440, который на величину от около 5% до около 15% меньше диаметра 425 другого кругового участка 420, что в некоторых случаях помогает уравновесить поток через канал 405. В еще одном варианте осуществления вместо одного из круговых участков 415 может использоваться эллиптический участок, большая ось которого приблизительно параллельна длине 430 линейных участков 410, за счет чего посредством канала 405 можно изготавливать вздутый закусочный продукт, имеющий более правдоподобную форму, как у арахиса.
Форма поперечного сечения канала является не единственным свойством канала, которое влияет на форму вздутого закусочного продукта. Как показано на фиг.4В, также обнаружено, что для изготовления вздутого закусочного продукта, закругленного в области, в которой экструдат разрезают при выходе из канала 405, важно использование канала 405 с конкретной длиной 450 оформляющей части. На фиг.4В показаны вид в поперечном разрезе матричного вкладыша 400 согласно настоящему изобретению и длина 450 оформляющей части канала 405. В контексте настоящего описания длина оформляющей части канала означает длину, на протяжении которой канал сохраняет постоянную площадь поперечного сечения. Длина оформляющей части канала влияет на округлость формы вздутого закусочного продукта в местах резки экструдата. Предпочтительная длина 450 оформляющей части канала составляет от около 1/8 дюйма до около 1/2 дюйма, наиболее предпочтительно длина 450 оформляющей части канала составляет около 1/4 дюйма. При использовании канала 405 с длиной 450 оформляющей части канала в 1/4 дюйма получают вздутый закусочный продукт с соответствующим образом закругленными участками в местах резки экструдата, достаточными для придания желаемой формы, как у арахиса.
Помимо канала 405 индивидуальной формы в матричном вкладыше согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения (показанному на фиг.4Г) используется диффузорный лист 455 (иногда называемый в технике распределительной решеткой) с целью оптимизации потока экструдата по каналу 405. Исходные ингредиенты обтекают диффузорный лист 455 прежде, чем поступить в канал 405, что помогает уравновешивать и регулировать поток по каналу 405.
Как показано на фиг.1, немедленно после выхода экструдата из матрицы в сборе 200 ротационное резальное устройство 150 может разрезать его на куски размером с арахис. Резальное устройство 150 предпочтительно осуществляет резку поперек канала по кратчайшему возможному расстоянию. Иными словами, как показано на фиг.4Б, с целью придания более правдоподобной формы, как у арахиса, режущий нож (не показан) предпочтительно осуществляет резку поперек обоих круговых участков приблизительно в одно время.
Содержание влаги в воздушном закусочном продукте после выхода из экструдера составляет от около 4% до около 12%, что может быть чрезмерным для поддержания желаемой хрустящей консистенции на протяжении длительного времени. В одном из вариантов осуществления воздушный закусочный продукт может быть направлен на транспортеры и дегидратирован до содержания влаги от около 0,8% до около 2,0%, более предпочтительно от около 0,8% до около 1,2% по весу продукта. Как показано на фиг.1, вздутый закусочный продукт может быть дегидратирован, например, в сушильной печи 160 при температуре от около 250°F до около 325°F в течение от около 5 до 12 минут. Следует не допускать более высоких температур во избежание появления нежелательного несвойственного вкуса. В одном из альтернативных вариантов осуществления после выхода из экструзионной матрицы вздутый закусочный продукт может быть высушен на воздухе или обжарен, а затем при необходимости приправлен вкусовыми веществами. В другом варианте осуществления после выхода из экструзионной матрицы вздутый закусочный продукт может быть направлен непосредственно в устройство для приправления вкусовыми веществами до осуществления дегидратации до содержания влаги от около 0,8 до около 1,2% по весу продукта. Устройство 170 для приправления вкусовыми веществами способно придавать различные вкусы, включая без ограничения вкус арахиса или арахисового масла. Эти вкусы могут придаваться путем включения арахисовой муки в добавляемые вкусовые вещества. Для усиления внешней привлекательности вздутого закусочного продукта в добавляемые вкусовые вещества могут быть включены видимые кусочки арахиса. Кроме того, добавляемые вкусовые вещества могут содержать питательные вещества, включая без ограничения витамины и минералы. Устройство 170 для приправления вкусовыми веществами может представлять собой любое известное из техники устройство для приправления вкусовыми веществами, например устройство типа вращающегося барабана 180 для приправления вкусовыми веществами, обычно применяемого для промышленного приправления вкусовыми веществами закусочных продуктов.
Вздутый закусочный продукт согласно настоящему изобретению имеет множество вкрапленных в него воздушных полостей или пустых пространств, придающих ему высокую пористость. В зависимости от конкретных выбранных условий обработки в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения изготавливают не приправленные вкусовыми веществами сухие воздушные закусочные продукты, имеющие плотность заполнения объема упаковки от около 0,05 граммов на кубический сантиметр до около 0,20 граммов на кубический сантиметр. Чтобы определить плотность заполнения объема упаковки, заполняют емкость известного объема воздушным закусочным продуктом, измеряют массу воздушного закусочного продукта, заполняющую емкость, и делят массу воздушного закусочного продукта на объем емкости.
Приправленный вздутый закусочный продукт может быть охлажден на транспортерах 190 в процессе его доставки на расфасовку 195. В одном из вариантов осуществления вздутый закусочный продукт содержит от около 10% до около 18% вкусовых веществ по весу сухого продукта.
Таким образом, в настоящем изобретении предложен непосредственно увеличивающийся в объеме или вздутый закусочный продукт и способ изготовления имеющего форму, как у арахиса, вздутого закусочного пищевого продукта с высоким содержанием арахисовой муки и белка, обладающего вкусом, как у арахиса, и консистенцией изготавливаемых обычным способом вздутых закусочных продуктов. Кроме того, описанный вздутый закусочный продукт соответствует другим рассмотренным выше предпочтительным требованиям к питательной ценности или превосходит их. В частности, описанный вздутый закусочный продукт в пересчете на порцию в одну унцию содержит менее 5 граммов жира, 1 грамм или менее насыщенного жира, не содержит трансжирных кислот, имеет менее 25% калорийности за счет добавленного сахара и содержит не более 240 мг натрия.
Хотя настоящее изобретение конкретно рассмотрено и описано применительно к предпочтительному варианту осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что в него могут быть внесены различные изменения по форме и в деталях, не выходящие за пределы существа и объема изобретения.