АЭРИРОВАННЫЕ ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ С УЛУЧШЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ ПЕНЫ
AERATED FOOD PRODUCTS WITH IMPROVED FOAM STABILITY

Область техники
Настоящее изобретение относится к аэрированным пищевым продуктам с улучшенной устойчивостью пены. Продукты изобретения отличаются наличием агрегатов белка в форме смесей агрегатов различных типов. В частности, такие белковые агрегаты содержат фибриллы наряду с агрегатами белка другой структуры, предпочтительно червеобразными агрегатами, сферическими агрегатами или их смесями. Применение таких смесей агрегатов для улучшения устойчивости пены, а также способ приготовления таких аэрированных пищевых продуктов также являются частью настоящего изобретения.
Уровень техники
Стабильность против огрубления структуры, стекания формы и разделения фаз является главной задачей в случае многих аэрированных пищевых продуктов, например замороженных аэрированных пищевых продуктов, таких как мороженое, в частности, когда желательно избежать применения синтетических эмульгаторов.
Белки применяются в качестве агентов для стабилизации аэрированных пищевых продуктов, в которых для стабилизации эмульсий и пен они могут выступать как эмульгаторы, поверхностно-активные агенты и/или наполнители. При использовании белков в качестве стабилизаторов проблема состоит в том, чтобы получить продукты, которые объединяют питательную ценность, достаточную устойчивость пены и хорошую текстуру.
Модификация белка, приводящая к некоторому уровню его агрегирования, была также описана в качестве способа улучшения функциональности белков во вспененных продуктах. В этой связи в известном уровне техники могут быть найдены многочисленные способы, приводящие к различным типам и уровням агрегирования.
ЕР 1839492 описывает, например, приготовление мицелл сывороточного белка или сферических агломератов денатурированного сывороточного белка, а также их применение в приготовлении пищевых продуктов. Данный документ описывает энергетически благоприятную конфигурацию этих агрегатов, которая обеспечивает хорошую стабильность этих структур в гидрофильной окружающей среде. Однако пенообразующие свойства этих агрегатов ограничены.
Другая форма белковых агрегатов описана в WO 2004/049819, который относится к способу улучшения функциональных свойств глобулярных белков, обеспечивающему по меньшей мере частичное агрегирование белков в форме фибрилл. Также описано применение таких фибрилл белка в приготовлении продуктов питания, таких как молочные продукты, например (аэрированные) десерты, йогурты, пироги с фруктовыми начинками, в хлебобулочных или кондитерских изделиях, таких как фраппе, меренги/безе, пастила/маршмалоу, в сливочных ликерах или в пенообразующих добавках для напитков, таких как вспениватели для кофе-капуччино. Описано применение фибрилл в качестве загущающего, пенообразующего, увеличивающего вязкость агента и/или гелеобразующего агента.
Однако производство таких фибрилл энергозатратно и недешево из-за необходимости в повышенных температурах и длительного времени нагревания.
Поэтому все еще имеется потребность в обеспечении аэрированных продуктов с хорошей устойчивостью пены по приемлемой цене без ухудшения качества продукта.
Задача изобретения
Настоящее изобретение предлагает решение, заключающееся в применении смесей белковых агрегатов, содержащих фибриллы, связанные с белковыми агрегатами другой структуры, предпочтительно червеобразными агрегатами и/или сферическими агрегатами, для улучшения устойчивости/стабильности пены в аэрированных пищевых продуктах.
Сущность изобретения
В первом объекте настоящее изобретение относится к аэрированному пищевому продукту, содержащему от 0,5 до 10 масс. %, предпочтительно от 2 до 6 масс. % по меньшей мере частично агрегированных белков, в котором агрегированные белки содержат фибриллы и агрегаты по меньшей мере одной другой формы, предпочтительно выбранные из червеобразных агрегатов, сферических агрегатов и их смесей.
Настоящее изобретение, кроме того, относится к применению смесей белковых агрегатов, содержащих фибриллы, с белковыми агрегатами по меньшей мере одной другой формы, предпочтительно выбранными из червеобразных агрегатов, сферических агрегатов и их смесей, для повышения устойчивости пены аэрированных пищевых продуктов.
Также объектом настоящего изобретения является способ приготовления аэрированного пищевого продукта, включающий стадии приготовления смеси ингредиентов и взаимодействия ее со смесью содержащих фибриллы белковых агрегатов, связанных с агрегатами другой формы, предпочтительно червеобразными агрегатами и/или сферическими агрегатами, введения затем в смесь воздуха для получения аэрированной пены со степенью взбитости между 20 и 600% и, наконец, проведения при необходимости обработки указанной пены с получением готового к употреблению конечного продукта.
Также объектом изобретения является альтернативный способ, содержащий стадии приготовления смеси содержащих фибриллы белковых агрегатов, связанных с агрегатами другой формы, предпочтительно червеобразными агрегатами и/или сферическими агрегатами, аэрирования указанной смеси и затем взаимодействия ее со смесью ингредиентов перед выполняемой при необходимости стадией переработки полученной пены в готовый к употреблению продукт.
Раскрытие изобретения
Если не определяется как-либо иначе, представленные в настоящем описании проценты соответствуют массовым процентам от массы конечного продукта.
В настоящее время заявителем неожиданно было обнаружено, что смеси, объединяющие различные типы белковых агрегатов и, более конкретно, связывающие фибриллы с белковыми агрегатами по меньшей мере одной другой формы, выбранными предпочтительно из червеобразных агрегатов и/или сферических агрегатов, проявляют синергетическое действие, приводя к превосходной устойчивости пены в аэрированных продуктах. Преимуществом предлагаемого в соответствии с данным изобретением решения является то, что оно позволяет применять небольшие количества фибрилл, которые являются дорогим исходным материалом, с частичной их заменой другими типами агрегатов, не ухудшая при этом качество продукта. При этом обнаружена возможность применения более низких количеств белковых фибрилл по сравнению с известными ранее количествами и их объединение с другими белковыми агрегатами с обеспечением при этом подобных или даже лучших свойств аэрированных продуктов, содержащих их.
Таким образом, согласно первому объекту, изобретение относится к аэрированному пищевому продукту, содержащему от 0,5 до 10 масс. %, предпочтительно от 2 до 6 масс. % по меньшей мере частично агрегированных белков, в котором агрегированные белки содержат фибриллы и по меньшей мере одну другую форму белковых агрегатов, предпочтительно выбранную из группы, состоящей из червеобразных агрегатов, сферических агрегатов и их смесей.
В рамках настоящего изобретения «белки с фибриллярной структурой» предназначаются для обозначения агрегатов, получаемых нагреванием белкового раствора, содержащего от 0,1 до 5% глобулярного белка, в течение времени от 30 мин до 48 час при температуре от 60°С до 120°С и рН ниже 2,5. Согласно одному предпочтительному воплощению, после охлаждения рН полученного раствора фибрилл доводится до величины между 6 и 7, чтобы способствовать дальнейшей обработке раствора смесью ингредиентов.
Предпочтительно белки с фибриллярной структурой пригодны к получению нагреванием белкового раствора, содержащего от 2 до 4% глобулярного белка. Предпочтительно белковый раствор нагревается от 1 до 10 часов.
Например, белковый раствор нагревается при температуре от 80°С до 98°С.
В частности, белковый раствор нагревается при рН ниже 2. Предпочтительно величина рН превышает 1.
При обращении в настоящем тексте к рН, это относится к величине, измеренной при комнатной температуре.
Белки с фибриллярной структурой представляют собой полугибкие агрегаты, которые могут также отличаться контурной длиной или общей длиной от 500 нм до 10 мкм непосредственно после тепловой обработки или от 50 нм до нескольких микрон в конечном продукте после подвергания фибрилл сдвиговому усилию и нарезанию на более короткие. Белки с фибриллярной структурой могут также отличаться поперечным сечением, составляющим около 4-10 нм. С другой стороны, отношение длины к диаметру коротких волокон (длина/поперечное сечение) зависит от контурной длины (поперечное сечение, являющееся более или менее монодисперсным). Для самых длинных белков с фибриллярной структурой оно может составлять более 2500, для самых коротких - около 10.
2+
В рамках настоящего изобретения «белки в виде сферических агрегатов» предназначаются для обозначения агрегатов, доступных для получения нагреванием белкового раствора, содержащего от 0,5 до 12 масс. % глобулярных белков, в течение 1 мин до 2 часов при температуре от 70 до 98°С и рН от 5,8 до 6,2 при отсутствии в дисперсии двухвалентных катионов, таких как Са. Такие агрегаты описаны, например, в ЕР 1839492, содержание которого включено здесь посредством ссылки. Белки в виде сферических агрегатов могут, кроме того, отличаться их средним диаметром, который может быть определен с помощью электронной просвечивающей микроскопии (ТЕМ). Средний диаметр сферических агрегатов обычно составляет менее 1 мкм, предпочтительно между 100 нм и 900 нм, более предпочтительно между 100 и 770 нм, наиболее предпочтительно между 200 и 400 нм.
В рамках настоящего изобретения «белки в виде червеобразных агрегатов» предназначаются для обозначения агрегатов, доступных для получения нагреванием белкового раствора, содержащего от 0,5 до 12 масс. % глобулярных белков, в течение 1 мин до 2 часов температуре от 70 до 98°С и рН от 6,6 до 7,5, предпочтительно, 7 при отсутствии в дисперсии соли. Эти типы агрегатов были описаны в публикации Mahmoudi и др. 2007, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55, 3104-3111, содержание которой включено здесь посредством ссылки.
Различные типы агрегатов, описанных в настоящем изобретении, являются идентифицируемыми и однозначно опознаваемыми в конечных продуктах на сделанных с помощью микроскопа снимках. Фигуры 1a), 1b) и 1c) демонстрируют ТЕМ-микрофотографии различных структур.
В аэрированном пищевом продукте согласно изобретению предпочтительно по меньшей мере 75% добавленного белка присутствует в виде смесей указанных выше агрегатов. Согласно одному предпочтительному воплощению, продукт содержит от 0,1 до 4 масс. % смесей указанных выше белковых агрегатов.
Предпочтительно смеси агрегатов включают 25% фибрилл белка, более предпочтительно 50%.
Согласно одному предпочтительному воплощению, аэрированный продукт согласно изобретению содержит смесь фибрилл белка и сферических агрегатов.
Согласно другому воплощению, аэрированный продукт согласно изобретению содержит смесь фибрилл белка и червеобразных агрегатов.
Согласно третьему воплощению, аэрированный продукт согласно изобретению содержит смесь фибрилл белка, сферических агрегатов и червеобразных агрегатов.
Белковые агрегаты из продуктов согласно изобретению предпочтительно готовят из глобулярного белка, выбранного из сывороточных белков, яичных альбуминов, белков крови, соевых белков, пшеничных белков, белков картофеля, белков гороха, белков люпина и белков канолы. Более предпочтительно белковые агрегаты изготавливаются из бета-лактоглобулина.
Пищевые продукты согласно изобретению характеризуются степенью их аэрирования или взбитостью, обычно составляющей 20%-600%. Взбитость определяется следующим образом:
В зависимости от конкретного пищевого продукта предпочтительными являются определенные диапазоны взбитости, известные специалистам в настоящей области. Например, для замороженного кондитерского продукта взбитость обычно составляет между 20% и 250%, предпочтительно между 50% и 150%.
Примеры аэрированных пищевых продуктов согласно изобретению представляют замороженные кондитерские продукты, десертные муссы, молочные продукты, ферментированные молочные продукты, супы, соусы, майонез и напитки, дрессинги, жидкие молочные продукты, сливки, заменители сливок, сгущенное молоко, конденсированное молоко, немолочные сливки, топпинги, охлажденные молочные продукты, кондитерские начинки, конфеты, тесто, жидкое тесто для блинов/вафель, корм для домашних животных и молочную пену.
Аэрированный пищевой продукт согласно изобретению предпочтительно выбирается из лакомств на основе молочной пены, таких как десерты в виде муссов, аэрированных кондитерских продуктов, таких как безе, и замороженных кондитерских изделий, таких как мороженое, щербет, мелорин, замороженный йогурт, молочный лед, слаш (фруктовый десерт на основе тонко измельченного льда), замороженный напиток, молочный коктейль или замороженный десерт.
Объединение белковых агрегатов в этих изделиях не только обеспечивает хорошее вспенивание и устойчивость пены, но также предпочтительно позволяет оптимизировать внешний вид и текстуру конечного пищевого продукта, как показано в приведенных далее примерах.
В конкретном случае замороженных кондитерских изделий было обнаружено, что в дополнение к вышеупомянутым преимуществам комбинация различных типов белковых агрегатов также компенсирует небольшое количество фибрилл, не допуская или снижая огрубление воздушной микроструктуры замороженных кондитерских изделий, обычно наблюдаемое после теплового шока и ответственное за ухудшение текстуры указанных продуктов. Поэтому замороженные кондитерские изделия, содержащие смеси согласно изобретению, обладают высокой устойчивостью к температурному шоку. Под устойчивостью к температурным шокам подразумевается способность продукта, подвергнутого нескольким циклам изменений температуры, поддерживать его микроструктуру, то есть избегать огрубления воздушной микроструктуры. Заявитель обнаружил, что после подвергания температурному шоку замороженные кондитерские изделия, содержащие комбинацию описанных выше агрегатов, проявляют огрубление, сниженное по сравнению с мороженым, не содержащим вышеупомянутых белковых агрегатов, и, кроме того, демонстрируют замедление процессов огрубления воздушной микроструктуры, одинаковое со случаем использования одних фибрилл белка. Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что большая часть (вплоть до 70%) фибрилл белка может быть заменена другими, с экономической точки зрения более привлекательными белковыми агрегатами, сохраняя при этом все другие преимущества.
Этот эффект может быть описан с помощью, например, рентгеновской томографии (R. Mousavi и др., Imaging food freezing using X-ray microtomography («Визуализация замораживания пищевых продуктов с помощью рентгеновской микротомографии») International Journal of Food Science and Technology 2007, 42, 714-727).
Согласно одному предпочтительному воплощению, аэрированный продукт согласно изобретению представлен замороженным кондитерским продуктом, содержащим от 1,5 до 15% сухого обезжиренного молочного остатка (COMO), вплоть до 20% жира, от 5 до 30% подсластителя, вплоть до 3% стабилизирующей системы и от 0,1 до 4% фибрилл белка в виде смеси стержневидных белков, связанных с другой формой белковых агрегатов, предпочтительно червеобразных белков и/или сферических белков.
Сухой обезжиренный молочный остаток, используемый в замороженных кондитерских изделиях согласно изобретению, может быть, например, порошкообразным или же концентрированной обезжиренной сладкой сывороткой. Также может вноситься сухое или концентрированное обезжиренное молоко. COMO может также быть получен из коммерческой смеси сухого молока и модифицированных сывороточных белков.
Предпочтительно продукт согласно изобретению содержит от 0,5 до 20% жира и предпочтительно от 6% жира. Жир может быть получен из растительного источника, такого как, например, пальмовое, кокосовое, соевое, рапсовое, оливковое, пальмоядровое масло, гидрогенизированное кокосовое масло, гидрогенизированное соевое масло, пальмовый олеин и их смеси. Жир может также быть получен из животного источника, предпочтительно молочного (сливочного) масла и/или его фракций.
Кроме того, продукт содержит от 5 до 30% подслащивающего вещества. Под «подслащивающим веществом» следует понимать смесь ингредиентов, которая придает конечному продукту сладость. Оно включает сахарозу, глюкозу, фруктозу, натуральные сахара, такие как тростниковый сахар, свекловичный сахар, патока, другие получаемые из растений пищевые подслащивающие вещества, и не имеющие пищевого значения высокоинтенсивные подслащивающие вещества.
Данный продукт содержит стабилизирующую систему в предпочтительном количестве от 0,1 до 3%. Под стабилизирующей системой подразумевается по меньшей мере один эмульгатор и/или стабилизатор. Подходящие стабилизаторы включают муку из плодов рожкового дерева, гуаровую муку, альгинаты, карбоксиметилцеллюлозу, ксантан, каррагинан, камедь рожкового дерева, желатин и крахмалы. Может применяться любой эмульгатор пищевой категории качества, обычно используемый при изготовлении замороженных кондитерских изделий. Предпочтительными являются природные эмульгаторы, включающие, например, яичный желток.
Согласно другому воплощению, аэрированный пищевой продукт согласно изобретению представлен мягкой молочной пеной, такой как мусс.
Согласно еще одному воплощению, аэрированный пищевой продукт согласно изобретению представлен таким аэрированным кондитерским продуктом, как меренги/безе или кондитерская начинка.
В другом объекте изобретение относится к способу приготовления аэрированного пищевого продукта, который включает в качестве первой стадии взаимодействия смеси ингредиентов, обычно используемой для приготовления пищевого продукта, со смесью белковых агрегатов, содержащих фибриллы вместе с другой формой агрегатов, предпочтительно червеобразными агрегатами и/или сферическими агрегатами. Затем в смесь вводится воздух для обеспечения взбитости пены, составляющей между 20 и 600%. В заключение пена при необходимости подвергается обработке для получения готового к употреблению пищевого продукта.
Также объектом изобретения является альтернативный способ, включающий стадии приготовления смеси содержащих фибриллы белковых агрегатов, связанных с агрегатами другой формы, предпочтительно червеобразными агрегатами и/или сферическими агрегатами, аэрирования указанной смеси и затем взаимодействия ее со смесью ингредиентов перед выполняемой при необходимости стадией переработки полученной пены в готовый к употреблению продукт.
Например, в случае десертной мягкой пены, такой как мусс, может быть сформирована водная пена нагреванием смеси ингредиентов, обычно содержащей жир, сухой обезжиренный молочный остаток, подслащивающее вещество и стабилизаторы, с от 0,5 до 2% смесей агрегатов согласно изобретению, и нагреванием указанной смеси до температуры в диапазоне от 60 до 100°С, охлаждением смеси до температуры в диапазоне от 0 до 30°С и аэрированием смеси.
Когда продукт согласно изобретению представляет собой безе, способ включает объединение и смешивание от 2 до 10% смеси агрегатов, предпочтительно яичного белка или порошка яичного белка, сахарозы, предпочтительно сахарной пудры, по меньшей мере одного моносахарида и при необходимости какао-порошка и соли с водой в количестве, достаточном для образования смеси, имеющей содержание влаги между около 18 масс. % и около 30 масс. %; аэрирование смеси до плотности между около 0,20 и 0,40 кг/л и экструдирование аэрированной смеси.
Согласно одному предпочтительному воплощению, когда аэрированный пищевой продукт представлен замороженным кондитерским продуктом, способ согласно изобретению состоит в смешивании от 1,5 до 15% сухого обезжиренного молочного остатка, вплоть до 20% жира, от 5 до 30% подслащивающего вещества и вплоть до 3% стабилизирующей системы. Смесь затем гомогенизируется и пастеризуется. На третьей стадии к смеси добавляется от 0,1 до 4%, предпочтительно от 0,1 до 1,5% смеси фибрилл с агрегатами другой формы, которая после этого замораживается при аэрировании.
Согласно другому воплощению, смесь агрегатов добавляется к исходной смеси перед гомогенизацией и пастеризацией.
Гомогенизация и пастеризация могут выполняться в любом порядке в соответствии с обычными условиями, известными специалистам в настоящей области. Например, пастеризация выполняется при температуре от около 80 до 90°С в течение времени от 10 до 60 с. Смесь затем может быть охлаждена до температуры от около 2 до 8°С известными способами и оставлена для вызревания.
Согласно одному воплощению, смесь далее замораживается при температуре от около -3 до -10°С с регулированием впрыскивания газа для получения степени взбитости, например, порядка 20-150%. Полученная смесь может быть затем дополнительно охлаждена экструзией при температуре ниже -11°С в охлаждаемом одно- или двухшнековом экструдере и отверждена замораживанием при температуре от около -20 до -40°С.
Согласно еще одному воплощению, смесь является статически замороженной смесью. Под статическим замораживанием подразумевается подвергание продукта действию отрицательных температур в морозильной камере домашнего холодильника, или в туннельной закалочной на фабрике, или в других устройствах, где продукт сохраняется в состоянии покоя при температурах, например, между -12° и -24°С без какого-либо перемешивания или вмешательства.
Согласно одному конкретному воплощению, способ согласно изобретению включает асептическую упаковку размороженной смеси, содержащей смесь агрегатов, чтобы сделать возможным дальнейшее статическое замораживанию, например, потребителем в морозильной камере домашнего холодильника.
Белковые агрегаты, применяемые в способе согласно изобретению, являются такими, как определено выше и далее в настоящем документе.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение описывается с обращением к некоторым воплощениям, иллюстрируемым сопровождающими фигурами, среди которых:
Фигура 1 представляет полученные с помощью ТЕМ микрофотографии агрегатов бета-лактоглобулина, образовавшихся при тепловой обработке при различных величинах pH и обеспечивающих, соответственно, фибриллы белка (а), сферические агрегаты (b) и червеобразные агрегаты (с) (негативное окрашивание).
Фигура 2 отображает пенообразующие свойства и долговременную устойчивость пены из водного раствора, содержащего смесь фибрилл бета-лактоглобулина со сферическими агрегатами бета-лактоглобулина, по сравнению с агрегатами, взятыми по отдельности.
Фигура 3 отображает пенообразующие свойства и долговременную устойчивость пены из водного раствора, содержащего смесь фибрилл бета-лактоглобулина с червеобразными агрегатами бета-лактоглобулина, по сравнению с агрегатами, взятыми по отдельности.
Фигура 4 отображает пенообразующие свойства и долговременную устойчивость пены из водного раствора, содержащего смесь фибрилл бета-лактоглобулина со сферическими агрегатами бета-лактоглобулина и червеобразными агрегатами бета-лактоглобулина, по сравнению с агрегатами, взятыми по отдельности.
Фигура 5 представляет распределение кумулятивных вероятностей в мороженом, соответственно, для контроля в продукте, содержащем фибриллы белка, и продукте, содержащем смесь фибрилл белка с червеобразными агрегатами и сферическими агрегатами, после двух циклов температурного шока.
Далее настоящее изобретение иллюстрируется посредством следующих неограничивающих примеров.
Примеры
Пример 1. Приготовление белковых агрегатов.
Были приготовлены агрегаты с тремя различными структурами и размерами согласно трем различным способам, выполняемым независимо друг от друга согласно следующей далее методике.
- Изолят β-лактоглобулина (Davisco Foods International, Inc, Le Sueur, MC, США) и деминерализованная вода были смешаны при комнатной температуре и величина pH была доведена до 2,0 (фибриллы), соответственно, 5,8 (сферические агрегаты) и 7,0 (червеобразные агрегаты). Раствор содержал 4 масс. % изолята β-лактоглобулина (эквивалент 3,46 масс. % β-лактоглобулина).
- Раствор был быстро нагрет при легком перемешивании до Т=90°С (фибриллы), соответственно, 85°С (сферические агрегаты) и 85°С (червеобразные агрегаты), и выдерживался при таких температурах в течение 5 часов (фибриллы), соответственно, 15 минут (сферические агрегаты) и 15 минут (червеобразные агрегаты).
- Раствор был быстро охлажден и затем сохранялся при Т=4°С. Были отобраны образцы для проверки состояния агрегирования с помощью электронной микроскопии, как показано на Фигуре 1, которая представляет ТЕМ-микрофотографии агрегатов бета-лактоглобулина, полученные при тепловой обработке (негативное окрашивание)( Просвечивающая электронная микроскопия (ТЕМ).
Капля разбавленного раствора (конечная концентрация 1-0,1 масс. %) была помещена на углеродную пленку-подложку на медной решетке. Избытки раствора были удалены через 30 секунд с помощью фильтровальной бумаги. Контраст электронов был достигнут негативным окрашиванием при добавлении на решетку капельки 1% раствора фосфорновольфрамовой кислоты (РТА, pH 7, Sigma-Aldrich, Швейцария) в течение 15 секунд после нанесения раствора с агрегатами β-лактоглобулина. Все избытки красителя также были удалены фильтровальной бумагой. Электронные микрофотографии были сделаны на ПЗС-камере (CCD camera) с помощью электронного просвечивающего микроскопа Philips СМ 100 Biotwin, работавшего на 80 кВ.
Фигура 1 представляет ТЕМ-микрофотографии трех типов приготовленных агрегатов.
Все агрегаты, упоминаемые в следующих примерах, были приготовлены согласно Примеру 1.
Пример 2. Пенообразование и устойчивость пены смесей агрегатов согласно изобретению.
3
Способ: устройство Foamscan (Teclis, Longessaigne, Франция) (воздушный барботаж), было изучено пенообразование и стабильность объема пены различных водных растворов агрегатов, с помощью азота вспененных до степени взбитости около 500%. Из начального объема жидкости 20 мл при комнатной температуре с помощью фритты с пористостью 4 и с нормой барботажа 80% было получено 120 см пены.
Фигура 2 представляет устойчивость пены, полученной из смесей фибрилл и сферических агрегатов, по сравнению с агрегатами, используемыми по отдельности. Общее содержание белка сохранялось тем же самым, а именно, до 0,1%.
В то время как сферические агрегаты не пенились вообще, другие образцы вспенивались. Если сравнивать с индивидуальными агрегатами, фибриллы белка обеспечивают лучшие результаты. Но их стабильность значительно снижается, когда уровень их использования уменьшается на 50%. Неожиданно обнаружилось, что когда эта часть фибрилл заменяется сферическими агрегатами, стабильность восстанавливается. Смесь фибрилл и сферических агрегатов показала лучшую устойчивость пены в динамике по времени. Из этого результата, превышающего или по меньшей мере эквивалентного объединенному результату сферических агрегатов, с одной стороны, и фибрилл, с другой, можно сделать заключение о наличии синергизма.
Фигура 3 представляет устойчивость пены, полученной из смесей фибрилл и червеобразных агрегатов, по сравнению с агрегатами, используемыми по отдельности. Общее содержание белка сохранялось тем же самым, а именно до 0,1%.
Подобные выводы могут быть сделаны из применения и этих смесей. В частности, смесь из 0,05% фибрилл и 0,05% червеобразных агрегатов показала устойчивость пены, в динамике по времени сопоставимую с полученной с 0,1% фибрилл.
Фигура 4 показывает устойчивость пены, полученной со смесями фибрилл с червеобразными агрегатами и сферическими агрегатами, взятыми в соотношении 1:0,5:0,5, по сравнению со смесью червеобразных и сферических агрегатов, с одной стороны, и фибрилл, с другой. Общее содержание белка сохранялось одинаковым.
Все образцы вспенивались. Смесь фибрилл, сферических и червеобразных агрегатов показала лучшую устойчивость пены в динамике по времени.
Пример 3. Шоколадные муссы.
Для приготовления шоколадных муссов использовались следующие рецепты.
Контроль.
Шоколад был расплавлен при 50°С перед смешиванием с яичным желтком. Яичный белок вспенивался с помощью мешалки Hobbart (скорость 3, 1 мин 20 с). Пена была аккуратно внесена в шоколадную смесь. Затем смесь помещалась при 4°С для охлаждения.
Примеры.
Шоколад был расплавлен при 50°С перед смешиванием с яичным желтком. Суспензия белковых агрегатов вспенивалась с помощью мешалки Hobbart (скорость 3, 1 мин 20 с). Пена была аккуратно внесена в шоколадную смесь. Затем смесь помещалась при 4°С для охлаждения.
Исследовавшиеся образцы.
Текстура муссов оценивалась визуально и с помощью ложки. Обр. 3а) был наиболее компактным и выглядящим сухим муссом. Обр. 3b) был несколько легче, а Обр. 3c) был слишком жидким. Улучшение текстуры наблюдалось для всех иллюстрирующих изобретение образцов, с хорошей общей текстурой и хорошей задаваемой ложкой формой.
Пример 4. Безе.
Контроль: 50 г яичного белка, 50 г сахара.
Яичный белок (50 г) и 20 г сахара были взвешены в чаше Hobbart, затем измельчены в течение 2 мин на скорости 2. При аэрировании было добавлено 20 г сахара, (скорость 2, 2 минуты). Последние 10 г сахара были добавлены при аэрировании более 10 с.
Был заполнен кондитерский мешок (размер наконечника 18) и на поддоне противня для выпечки были образованы розетки (звездообразной формы), которые после этого были немедленно помещены в предварительно разогретый до 120°С духовой шкаф и подвергнуты термической обработке в течение 2 часов.
Безе были охлаждены при комнатной температуре и хранились в сухом месте.
Ни один из данных контрольных образцов (применение единственной формы агрегатов) не дал удовлетворительных результатов. При том что Обр. 4а) обладал достаточной взбитостью, продукт имел недопустимый, выраженно темный цвет. С другой стороны, никакой удовлетворительной взбитости не удалось получить для образов 4b и 4c. Все образцы согласно изобретению оказались улучшенными по сравнению с контрольными. Они все показали удовлетворительную взбитость с хорошим внешним видом и цветом.
Пример 5. Мороженое.
Для этого примера были приготовлены три различных вида мороженого. Первое мороженое, названное «контрольным», основывалось на стандартном мороженом, содержащем коммерческий ингредиент сывороточного белка. Для второго мороженого «фибриллы белка» нативные сывороточные белки были заменены фибриллами белка. Третье мороженое «смесь агрегатов» относится к настоящему изобретению и содержит смесь трех типов агрегатов, а именно, фибриллы белка, червеобразные агрегаты и сферические агрегаты.
Приготовление.
Для получения этих трех видов мороженого были приготовлены пять отдельных смесей с использованием ингредиентов, перечисленных в следующих таблицах.
Рецепты.
- Смесь 1.
- Смесь 2.
- Смесь 3.
- Смесь 4.
Идентична смеси 2.
- Смесь 5.
- Полные смеси мороженого:
Мороженое «контроль» было приготовлено из смеси 1. Мороженое «фибриллы белка» было приготовлено из смеси 2 и смеси 3. И мороженое «смеси агрегатов» было приготовлено из смеси 4 и смеси 5.
- Итоговые концентрации белка и белковых агрегатов:
Основная часть белкового содержания мороженого имеет происхождение из заменителя сывороточного белка, сухого обезжиренного молока и различных растворов белковых агрегатов (некоторое незначительное содержание немолочного белка, менее 0,02 масс. %, имеет происхождение из применяемых стабилизаторов). Следующие таблицы показывают содержание белков, представленных в этих трех видах мороженого в различных формах. Все количества представлены в массовых процентах.
Приготовление смеси мороженого.
- Все ингредиенты смесей 1, 2 и 4 были смешаны с водой при Т=60°С.
- Смеси 1, 2 и 4 сохранялись при Т=60°С, и всем ингредиентам дали возможность гидратироваться в течение 2 часов.
- Смеси 1, 2 и 4 после этого были пропущены через линию пастеризации/гомогенизации. Пастеризация осуществлялась при 86°С в течение 30 секунд. Гомогенизация выполнялась с помощью гомогенизатора высокого давления (APV, тип APV-mix) в две стадии при 140 и 40 бар, соответственно.
- Смеси затем в течение 12-20 часов выдерживались при Т=4°С для созревания.
- Для мороженого «фибриллы белка» это были смесь 2 и смесь 3, которые перед получением мороженого смешивались друг с другом при медленном перемешивании.
- Для мороженого «смесь агрегатов» это были смесь 4 и смесь 5, которые перед получением мороженого смешивались друг с другом при медленном перемешивании.
Получение мороженого.
- Все три вида мороженого были получены в морозильнике Hoyer (Technohoy MF 50). Конечная температура устанавливалась -5°С, противодавление 1,5 бар и скорость лопастной мешалки 500 об/мин.
- Мороженое фасовалось в пластмассовые стаканчики емкостью 120 мл.
Испытание на устойчивость к тепловому шоку.
Воздушная микроструктура мороженого была исследована с помощью рентгеновской томографии (медицинский Scanco μСТ 35, функционировавший в холодном помещении при Τ=-16°С), до и после теплового шока. Применялся 72-часовой регламент из двух циклов теплового шока.
Образцы мороженого были подвергнуты сканированию с помощью специально разработанного настольного компьютеризированного томографа с высоким разрешением (Scanco mCT 35, Scanco Medical AG, Brütisellen, Швейцария). Образцы мороженого в течение 1,5 час времени измерения сохранялись при -25°С. Использовались величины элемента объемного изображения и разрешения прибора в 4,5 микрометров (10% функция передачи модуляции). Трехмерные изображения реконструировались по синограммам с использованием Shepp и Logan фильтрованной обратной проекции, расширенной на геометрию конусообразного луча.
Способ, применявшийся для количественной оценки воздушной микроструктуры, состоял из 1) приложения к исходным данным анизотропного диффузионного фильтра (см. Р. Perona и J. Malik, Scale-Space and Edge Detection Using Anisotropic Diffusion («Масштабно-пространственная и контурная идентификация с помощью анизотропной диффузии»), IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 12 (7):629-639, июль 1990); 2) сегментирования полученных данных, используя локальные минимумы гистограммы уровней яркости вокселей в качестве пороговой величины; 3) вычисления трехмерного распределения толщин получающейся воздушной микроструктуры (то есть пор) с использованием алгоритма, предложенного Hildebrand и Ruegsegger (1997) (см. Hildebrand, Т. и Ruegsegger, P. A new method for the model-independent assessment of thickness in three-dimensional images («Новый способ модельно-независимой оценки толщины в трехмерных изображениях»), Journal of Microscopy, 1997, 185, 67-75).
50
50
50
50
50
50
На Фигуре 5 показана кумулятивная частота распределения по объемам (также часто называемая совокупным распределением по размерам, основанным на объемном распределении по крупности) для этих трех видов мороженого. Для сравнения устойчивости к температурным шокам этих трех видов мороженого используется показатель D, который обозначает, что 50% по объему воздушной микроструктуры имеет размер ниже величины D. Можно ясно видеть, что D для двух видов мороженого, содержащих белковые агрегаты, а именно «фибриллы белка» и «смесь агрегатов», значительно ниже, чем D мороженого «контроль». Оба вида мороженого, содержащего белковые агрегаты, имеют D=0,05 мм, тогда как контрольное мороженое демонстрирует D=0,08 мм. Это отражает то, что мороженое, содержащее фибриллы белка, показывает значительно более высокую устойчивость к тепловому шоку. Кроме того, данные результаты показывают, что большая доля фибрилл белка, вплоть до 70%, может быть замещена в мороженом другими типами белковых агрегатов, которые являются экономически более привлекательными и при этом все же демонстрируют аналогичное улучшение устойчивости к температурному шоку по сравнению с контрольным мороженым.
Сенсорные испытания показали, что замена неагрегированных белков по меньшей мере частично агрегированными белками, при которой агрегированные белки содержат фибриллы и белковые агрегаты по меньшей мере одной другой формы, предпочтительно выбранные из группы, состоящей из червеобразных агрегатов, сферических агрегатов и их смесей, может осуществляться без значительного воздействия на органолептические свойства мороженого.