Обогащение пищевых продуктов

 

Изобретение относится к пищевой промышленности. Обогащенный пищевой продукт содержит обогащающее количество сбалансированной смеси лактата кальция и карбоната кальция, стабилизированной источником глюкуроновой кислоты. Массовое отношение лактата кальция к карбонату кальция может составлять от 1:2 до 3:1. Пищевым продуктом может быть молоко или продукт на основе молока, кондитерский продукт, мороженое или напиток. Источником глюкуроновой кислоты может быть аравийская камедь. Также предложен способ получения обогащенного продукта. 2 с. и 12 з.п.ф-лы.

Настоящее изобретение относится к обогащению пищевых продуктов, а более точно к обогащению пищевых продуктов кальцием.

Кальций является важным элементом диеты человека, он нужен для нормального процесса формирования костей, а также для поддержания других метаболических функций, таких как, например нейротрансмиссия, свертываемость крови, нормальное функционирование клеток и мышечное сокращение. Обогащение пищевых продуктов источниками кальция, растворимыми или не растворимыми при значениях рН, близких к нейтральному, является общепринятой практикой. Многие источники кальция, используемые в настоящее время для обогащения пищевых продуктов и являющиеся нерастворимыми или по существу нерастворимыми, при значениях рН, близких к нейтральному, например карбонат кальция, фосфаты кальция, цитрат кальция и другие кальциевые соли органических или неорганических кислот, оседают и вызывают ощущение присутствия мела во рту. Другие источники кальция, растворимые, или по существу растворимые, при значениях рН, близких к нейтральному, такие как хлорид кальция, гидроксид кальция и кальциевые соли нескольких органических кислот, вступают в реакцию с молочными белками, вызывая нежелательную коагуляцию и гелеобразование.

Также общепринятой практикой для стабилизации или снижения осаждения кальция и молочных белков в молочных напитках, обогащенных источником кальция, является добавление каррагенанов, пектинов и/или других клейких веществ, но такие материалы придают молоку нежелательную высокую вязкость. Дестабилизацию белков, например коагуляцию и осаждение, приписывают в основном ионам свободного кальция в системе.

Было бы крайне желательно иметь источник кальция для обогащения молочных напитков и других продуктов на основе молока, не вызывающий коагуляции, гелеобразования и осаждения, с улучшенными вкусовыми свойствами.

В совместно поданной заявке USSN 08/822447 патентуется обогащенный пищевой продукт, включающий обогащающее количество смеси солей кальция, сбалансированной растворимыми и нерастворимыми солями, стабилизированной источником глюкуроновой кислоты. Примерами растворимых солей кальция являются лактат кальция и глюконат кальция, глицерофосфат кальция, хлорид кальция и прочие. Примерами нерастворимых солей кальция являются трехкальциевый фосфат, двухкальциевый фосфат, цитрат кальция и карбонат кальция. Массовое отношение растворимых солей к нерастворимым может составлять от 1:3 до 3:1, а предпочтительно от 1,5:2,5 до 2,5:1,5. Однако в примерах, в которых проверяли обогащение молока с использованием цитрата кальция и фосфата кальция в качестве нерастворимых солей кальция, происходило незначительное осаждение во время хранения молока в течение двух месяцев в условиях холодильника. Также применение смесей трех солей требует большого количества воды, в результате чего появляется необходимость в корректировке сухих веществ молока, что вызывает дополнительные технические и аппаратные проблемы (например, нежирное сухое молоко, разжижители, насосы, большее количество энергии и прочее). Желательно снизить количество ингредиентов для облегчения управления процессом производства. Следует также отметить, что карбонат кальция менее дорогой и богаче кальцием (40,04%), чем смесь трехкальциевого фосфата (38,76%) и цитрата кальция (24,12%). Кроме того, мы обнаружили, что если растворимой солью в сбалансированной смеси является не лактат кальция, то в молоке ощущается горечь и привкус.

Мы с удивлением обнаружили, что сбалансированная смесь, содержащая только растворимый лактат кальция и нерастворимый карбонат кальция, стабилизированная источником глюкуроновой кислоты, способна обогатить молочные напитки и другие продукты на основе молока. Такое обогащенное кальцием молоко может переносить тепловую обработку (пастеризацию, ультравысокотемпературную пастеризацию и ультравысокотемпературную стерилизацию, автоклавирование) и хранение в условиях холодильника без коагуляции и осаждения в течение 2 месяцев. В таком обогащенном кальцием молоке не было обнаружено ни горечи, ни привкуса.

Согласно настоящему изобретению предлагается обогащенный пищевой продукт, включающий обогащающее количество сбалансированной смеси лактата кальция и карбоната кальция, стабилизированной источником глюкуроновой кислоты.

Ингредиенты можно добавлять в молочную основу по отдельности или в виде смеси. Затем молоко можно подвергнуть ультрапастеризации без какой-либо дополнительной предварительной обработки (например, корректировки сухих веществ) или обработки перед нагреванием.

Массовое отношение лактата кальция к карбонату кальция может составлять от 1:2 до 3:1, а предпочтительно от 1:1,7 до 1:1,9.

Пищевым продуктом может быть молоко или продукты на основе молока, такие как молочные напитки, например шоколадное молоко, кондитерские изделия, мороженое или другие напитки, такие как соки. Если это необходимо, то в пищевом продукте могут присутствовать другие минералы или витамины.

Количество смеси солей кальция, присутствующих в обогащенном пищевом продукте, может составлять от 0,05 до 5%, предпочтительно от 0,1 до 1, а более предпочтительно от 0,2 до 0,4 мас.% в расчете на массу пищевого продукта.

Источником глюкуроновой кислоты может быть смола гхатти (gum ghatti), но предпочтительна аравийская камедь. Количество аравийской камеди, присутствующей в обогащенном пищевом продукте, может составлять от 0,05 до 2,5, предпочтительно от 0,1 до 1,0, а более предпочтительно от 0,2 до 0,5 мас.% в расчете на массу пищевого продукта. Не желая углубляться в теорию, мы полагаем, что остатки глюкуроновой кислоты в аравийской камеди помогают суспендированию кальция посредством ионного связывания без существенного повышения вязкости.

Преимуществом является наличие каррагенана, который может находиться в лямбда- или в йота- форме, но предпочтительно, если он представлен каппа-каррагенаном. Количество каррагенана, присутствующего в обогащенном пищевом продукте, может составлять от 0,005 до 0,1, предпочтительно от 0,0075 до 0,05, а более предпочтительно от 0,01 до 0,03 мас.% в расчете на массу пищевого продукта.

Обогащенный пищевой продукт, включающий обогащающее количество сбалансированной смеси лактата кальция и карбоната кальция вместе с источником глюкуроновой кислоты, можно приготовить перемешиванием сбалансированной смеси лактата кальция и карбоната кальция, добавлением источника глюкуроновой кислоты и их добавлением к пищевому продукту.

Сбалансированную смесь лактата кальция и карбоната кальция и источник глюкуроновой кислоты можно добавлять в форме водных суспензий или в виде сухих порошков.

Если это необходимо, то для корректировки рН пищевого продукта, обогащенного кальцием, можно добавлять щелочной агент. Например рН молока, обогащенного кальцием, можно корректировать до 6,5-8,0, а предпочтительно до 6,8-7,0; рН пищевого продукта на основе молока, обогащенного кальцием, можно откорректировать до 6,0-8,0, а предпочтительно до 6,5-7,0; рН мороженого, обогащенного кальцием, можно откорректировать до 6,0-7,2, а предпочтительно до 6,8-7,2; и рН напитков, обогащенных кальцием, можно откорректировать до 3,5-8,0, а предпочтительно до 5,5-6,5. Для нейтрализации можно использовать любой щелочной агент пищевого класса, включая, но без ограничения, гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид аммония, гидроксид магния, карбонат натрия, бикарбонат натрия, карбонат калия и бикарбонат калия.

Преимуществом является возможное добавление к пищевому продукту каррагенана предпочтительно перед добавлением к пищевому продукту сбалансированной смеси лактата кальция и карбоната кальция. Каррагенан можно также добавлять к пищевому продукту в форме жидкой суспензии или в виде сухого порошка.

Если это желательно, сбалансированную смесь лактата кальция и карбоната кальция, источник глюкуроновой кислоты и, возможно, каррагенан можно перемешать вместе и добавлять в виде порошка.

ПРИМЕРЫ

В дальнейшем настоящее изобретение будет проиллюстрировано следующими примерами.

Пример 1. Снятое молоко, обогащенное кальцием.

Уровень Са: 50% рекомендованной стандартной диеты (РСД) в порции 8 унций (226,8 г)

16,5 г каппа-каррагенана и 275 г аравийской камеди медленно добавили к 11 кг снятого молока в разжижителе при помешивании и перемешивали в течение 5 минут с большой скоростью. Затем в разжижитель при перемешивании добавили 98 кг снятого молока.

126,5 г пентагидрата лактата кальция, 216,7 г тонкоизмельченного карбоната кальция и 110 г цитрата калия добавили при перемешивании в молоко с каррагенаном и аравийской камедью, затем скорость разжижителя была снижена. После 10 минут перемешивания рН молока, обогащенного кальцием, откорректировали при помощи 10%-ного раствора гидроксида калия до 6,8-7,0.

Молоко предварительно нагрели до 175°F (79,4°С), подвергли ультравысокотемпературной (УВТ) обработке при 285°F (140,5°С) в течение 5 секунд посредством введения пара, мгновенно охладили до 175°F (79,4°С) и гомогенизировали при 175°F (79,4°С) и давлении 2500/500 psi (17225/3445 кПа). Молоко охладили до 40°F (4,4°C), асептически разлили в 250 мл упаковки Tetra Brik Aseptic® (Tetra Pak Inc., Чикаго, Иллинойс) и хранили в холодильнике при 35-45°F (1,6-7,2°C) в течение 10 недель.

По истечении 10 недель продукт оценивала группа испытателей из 10 человек, которые определили, что молоко было стабильным, без осадка или коагуляции и хорошим на вкус.

Пример 2. Шоколадное молоко 2%-ной жирности, обогащенное кальцием

Уровень Са: 50% рекомендованной стандартной диеты (РСД) в порции 8 унций (226,8 г)

16,5 г каппа-каррагенана и 275 г аравийской камеди медленно при помешивании добавили к 50 кг молока 2%-ной жирности в разжижителе и перемешивали в течение 5 минут с высокой скоростью. Затем в разжижитель при помешивании добавили 47 кг молока 2%-ной жирности.

126,5 г пентагидрата лактата кальция, 216,7 г тонкоизмельченного карбоната кальция, 110 г цитрата калия, 283 г сухого нежирного молока, 1,0 кг смеси какао, соли и ванилина, а затем 10,6 кг кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы добавили к молоку при помешивании. Скорость разжижителя была снижена, и после 10 минут перемешивания рН молока, обогащенного кальцием, подкорректировали 10% раствором гидроксида калия до 6,8-7,0.

Молоко предварительно нагрели до 175°F (79,4°С), подвергли ультравысокотемпературной (УВТ) обработке при 285°F (140,5°С) в течение 5 секунд посредством введения пара, мгновенно охладили до 175°F (79,4°С) и гомогенизировали при 175°F (79,4°С) и давлении 2500/500 psi (17225/3445 кПа). Молоко охладили до 40°F (4,4°C), асептически разлили в 250 мл упаковки Tetra Brik Aseptic® (Tetra Pak Inc., Чикаго, Иллинойс) и хранили в холодильнике в течение 10 недель при 35-45°F (1,6-7,2°С).

По истечении 10 недель продукт оценивала группа испытателей из 10 человек, которые определили, что молоко было стабильным, без осадка или коагуляции и хорошим на вкус.

Пример 3. Молоко 2%-ной жирности с минералами и витаминами, обогащенное кальцием

Уровень Са: 50% рекомендованной стандартной диеты (РСД) в порции 8 унций (226,8 г)

16,5 г каппа-каррагенана и 275 г аравийской камеди медленно добавляли при помешивании к 50 кг молока 2%-ной жирности в разжижителе и перемешивали в течение 5 минут на высокой скорости. Затем в разжижитель при помешивании добавили 59 кг молока 2%-ной жирности.

126,5 г пентагидрата лактата кальция, 216,7 г тонкоизмельченного карбоната кальция, 110 г цитрата калия и 42,6 г предварительно подготовленной минеральной смеси (фосфат магния, оксид цинка, иодид калия и моногидрат сульфата магния) добавили в молоко при помешивании. Скорость разжижителя была уменьшена, и после 10 минут перемешивания рН молока, обогащенного кальцием, подкорректировали при помощи 10%-ного раствора гидроксида калия до 6,8-7,0. Затем 13,6 г предварительно подготовленной смеси витаминов (витамина А пальмитат, витамин D, витамина Е ацетат, витамин К, мононитрат тиамина, никотинамид, пиродоксин гидрохлорид, цианокобаламин В12, пантотенат кальция, биотин, рибофлавин) добавили при помешивании.

Молоко предварительно нагрели до 175°F (79,4°С), подвергли ультравысокотемпературной (УВТ) обработке при 285°F (140,5°С) в течение 5 секунд посредством введения пара, мгновенно охладили до 175°F (79,4°С) и гомогенизировали при 175°F (79,4°С) и давлении 2500/500 psi (17225/3445 кПа). Молоко охладили до 40°F (4,4°C), асептически разлили в 250 мл упаковки Tetra Brik Aseptic® (Tetra Pak Inc., Чикаго, Иллинойс) и хранили в холодильнике при 35-45°F (1,6-7,2°C) в течение 10 недель.

По истечении 10 недель продукт оценивала группа испытателей из 10 человек, которые определили, что молоко было стабильным, без осадка или коагуляции и хорошим на вкус.

Пример 4. Шоколадное молоко 2%-ной жирности с минералами и витаминами, обогащенное кальцием

Уровень Са: 50% рекомендованной стандартной диеты (РСД) в порции 8 унций (226,8 г)

Была применена такая же процедура, как та, что описана в примере 2, но еще с применением 16 минералов и витаминов.

Молоко предварительно нагрели до 175°F (79,4°С), подвергли ультравысокой тепловой (У ВТ) обработке при 285°F (140,5°С) в течение 5 секунд посредством введения пара, мгновенно охладили до 175°F (79,4°С) и гомогенизировали при 175°F (79,4°С) и давлении 2500/500 psi (17225/3445 кПа). Молоко охладили до 40°F (4,4°C), асептически разлили в 250 мл упаковки Tetra Brik Aseptic® (Tetra Pak Inc., Чикаго, Иллинойс) и хранили в холодильнике при 35-45°F (1,6-7,2°C) в течение 10 недель.

По истечении 10 недель продукт оценивала группа испытателей из 10 человек, которые определили, что молоко было стабильным, без осадка или коагуляции и хорошим на вкус.

Пример 5. Снятое молоко, обогащенное кальцием.

Уровень Са: 50% рекомендованной стандартной диеты (РСД) в порции 8 унций (226,8 г)

0,165 г каппа-каррагенана и 2,75 г аравийской камеди медленно при помешивании добавили к 110 г снятого молока в разжижителе и перемешивали в течение 5 минут с большой скоростью. Затем 980 г снятого молока добавили при перемешивании в разжижитель.

1,265 г пентагидрата лактата кальция, 2,167 г тонкоизмельченного карбоната кальция и 1,10 г цитрата калия добавили при помешивании в молоко с каррагенаном и аравийской камедью, затем скорость разжижителя была снижена. После 10 минут перемешивания рН молока, обогащенного кальцием, откорректировали при помощи 10%-ного раствора гидроксида калия до 6,8-7,0.

Молоко предварительно нагрели до 175°F (79,4°С) и гомогенизировали под давлением 2500/500 psi (17225/3445 кПа), разлили по 125 мл стеклянным банкам, затем автоклавировали при 250°F (121,1°C) в течение 3 минут, охладили и затем хранили при комнатной температуре.

По истечении 10 недель продукт оценивала группа испытателей из 5 человек, которые определили, что молоко было стабильным, без осадка или коагуляции.

Сравнительный пример А

Была применена процедура, подобная той, что описана в примере 1, но с применением цитрата кальция вместо карбоната кальция.

Во время обработки молоко было стабильным, но после 5 недель при хранении при температуре от 2 до 5°С произошло заметное осаждение.

Сравнительный пример В.

Была применена процедура, подобная той, что описана в примере 1, но с применением хлорида кальция вместо лактата кальция. Молоко имело заметную горечь и привкус.

Формула изобретения

1. Обогащенный пищевой продукт, включающий обогащающее количество сбалансированной смеси лактата кальция и карбоната кальция, стабилизированной источником глюкуроновой кислоты.

2. Обогащенный пищевой продукт по п.1, в котором массовое отношение лактата кальция к карбонату кальция составляет от 1:2 до 3:1.

3. Обогащенный пищевой продукт по п.1 или 2, в котором пищевым продуктом является молоко или продукт на основе молока, кондитерский продукт, мороженое или напиток.

4. Обогащенный пищевой продукт по любому из пп.1-3, где в пищевом продукте могут присутствовать другие минералы или витамины.

5. Обогащенный пищевой продукт по любому из пп.1-4, в котором количество сбалансированной смеси лактата кальция и карбоната кальция, присутствующей в обогащенном пищевом продукте, составляет от 0,05 до 5 мас.% в расчете на массу пищевого продукта.

6. Обогащенный пищевой продукт по любому из пп.1-5, в котором источником глюкуроновой кислоты является аравийская камедь.

7. Обогащенный пищевой продукт по п.6, в котором количество аравийской камеди, присутствующей в обогащенном пищевом продукте, составляет от 0,05 до 2,5 мас.% в расчете на массу пищевого продукта.

8. Обогащенный пищевой продукт по любому из пп.1-7, в котором присутствует каррагенан.

9. Обогащенный пищевой продукт по п.8, в котором количество каррагенана, присутствующего в обогащенном пищевом продукте, составляет от 0,005 до 0,1 мас.% в расчете на массу пищевого продукта.

10. Способ приготовления обогащенного пищевого продукта, включающего обогащающее количество сбалансированной смеси лактата кальция и карбоната кальция вместе с источником глюкуроновой кислоты, который включает перемешивание пищевого продукта с лактатом кальция и карбонатом кальция и глюкуроновой кислотой.

11. Способ по п.10, в котором сбалансированную смесь лактата кальция и карбоната кальция и источник глюкуроновой кислоты добавляют в форме водных суспензий или в виде сухих порошков.

12. Способ по п.10 или 11, в котором к пищевому продукту добавляют каррагенан.

13. Способ по п.12, в котором к пищевому продукту добавляют каррагенан в форме водной суспензии или в виде сухого порошка.

14. Способ по любому из пп.10-13, в котором сбалансированную смесь лактата кальция и карбоната кальция, источник глюкуроновой кислоты и, возможно, каррагенан перемешивают и добавляют в виде порошка.