Композиция белок-крахмал, обладающая низкой вязкостью и высокой прочностью геля, содержащая ее мясная эмульсия и способ ее получения
Изобретение относится к мясной промышленности и касается композиции белок-крахмал, обладающей низкой вязкостью и высокой прочностью геля, а также способа получения мясной эмульсии, содержащей композицию белок-крахмал, согласно которому мясной продукт и композицию белок-крахмал смешивают вместе в условиях, недостаточных для желатинизации крахмала, входящего в состав композиции белок-крахмал. Композиция белок-крахмал содержит белковый материал и крахмал, которые образуют комплекс, в котором крахмал в основном находится в нежелатинизированном состоянии. Композиция белок-крахмал обладает низкой вязкостью до приготовления (тепловой обработки), однако после приготовления (тепловой обработки) обладает высокой прочностью геля. Способ получения композиции белок-крахмал предусматривает получение водной суспензии белкового материала - белок, содержащийся в суспензии, денатурируют, подвергая суспензию воздействию температуры, достаточной для денатурации белка; крахмал смешивают с суспензией денатурированного белка и суспензию крахмала и белкового материала сушат с помощью распылительной сушилки в условиях, вызывающих образование комплекса белкового материала и крахмала без желатинизации крахмала. Это позволяет получить композицию белок-крахмал, обладающую низкой вязкостью, и содержащую ее мясную эмульсию, которая обладала бы высокой прочностью в процессе приготовления (температурной обработки). 4 н. и 49 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл.
Область техники
Данное изобретение относится к композиции белок-крахмал, обладающей низкой вязкостью, высокой прочностью геля, и содержащей ее мясной эмульсии, а также к способу получения композиции белок-крахмал и мясной эмульсии. В частности, данное изобретение относится к композиции белок-крахмал, содержащей комплекс белкового материала и крахмала, в котором крахмал находится в основном в его нативной нежелатинизированной форме, и к содержащей такую композицию мясной эмульсии.
Уровень техники
Белковые материалы широко используются в качестве добавок к мясным продуктам, так как во всем мире мясо является более дефицитным и значительно более дорогим, чем белковые материалы, имеющиеся в относительном изобилии. Например, соевые белковые материалы, такие как соевые изоляты и соевые концентраты, обычно используются в качестве заменителей мяса или наполнителей для мясных продуктов. Белковые материалы могут использоваться в различных формах мясных продуктов, например белковый материал можно смешать с рубленным мясом для получения мясных котлеток, используемых для приготовления гамбургеров, мясных котлет или других изделий из рубленого мяса, или белковый материал можно смешать с мясом и набить в оболочки для получения сосисок, сарделек или аналогичных продуктов. Белковые материалы можно комбинировать с растительными компонентами для снижения стоимости производства мясных эмульсий из белковых материалов и для того, чтобы мясные эмульсии имели улучшенные аналогичные мясу характеристики. Например, пшеничная мука может быть высушена вместе с растительным белковым материалом, таким как соевый белковый изолят, для получения композиции, используемой в качестве наполнителя для эмульгированных мясных кормов для домашних животных, которая обеспечивает прочность геля эмульсии при пастеризации.
Углеводы из растительных материалов обычно используются вместе с белковыми материалами для придания желательных характеристик белковым материалам и мясным эмульсиям, содержащим такие белковые материалы. Крахмал является особенно полезным углеводом для использования в комбинации с белковыми материалами, так как крахмал имеется в достаточном количестве и может улучшать текстуру и вкус мясных эмульсий, полученных с добавками белкового материала.
Мясные эмульсии, содержащие белковый материал, смешанный с крахмалом, имеют улучшенные характеристики влажности и способности абсорбировать жир, что является причиной, с одной стороны, лучшего вкуса, а с другой - непрочности в процессе приготовления (тепловой обработки) мясной эмульсии. Было проведено сравнение соевого белка и наполнителя, полученного простым смешением соевого белка и крахмала, по их способности удерживать влагу, и было установлено, что наполнитель имеет более высокую способность удерживать влагу, и, следовательно, является предпочтительным материалом для получения мясных эмульсий. I.Rogov&V.Dianova, Study of the Hygroscopic Properties of Meat and Meat Products. Myasnaya Industriya SSSR, №12, pp.29-31 (1978). (И.Рогов и В.Дианова. Изучение гигроскопических свойств мяса и мясных продуктов, Мясная индустрия СССР, №12, стр.29-31 (1978)).
Смеси белка и крахмала, полученные совместной сушкой или непосредственным перемешиванием, обеспечивая мясной эмульсии желательные характеристики влажности и способности абсорбировать жир, обеспечивают относительно слабую прочность геля и эмульсионную стабильность, даже после приготовления мясной эмульсии. Прочность геля и стабильность эмульсии весьма желательны для мясной эмульсии, так как она имеет прочную аналогичную мясу текстуру с постоянным содержанием белка и влажности.
Комплекс крахмал-белок, обладающий повышенной прочностью геля и стабильностью эмульсии, раскрыт в патенте США №4159982 автор Hermansson. Комплекс крахмал-белок образуется при нагревании крахмала с водной дисперсией казеина при температуре выше температуры желатинизации крахмала. Белок казеин образует комплекс с гранулами желатинизированного крахмала. Степень прочности геля комплекса выше, чем геля чистого казеина, и стабильность эмульсии белка также оказывается увеличенной.
Желатинизация крахмала в присутствии белка с образованием комплекса белок-крахмал, увеличивая прочность геля и эмульсионную стабильность белка, чрезмерно увеличивает вязкость комплекса по сравнению с сухой смесью белка и крахмала так же, как и вязкость материала мясной эмульсии, содержащей комплекс, по сравнению с мясной эмульсией, содержащей смесь белка и крахмала, полученную совместной сушкой или простым перемешиванием белка и крахмала. Переработка имеющего высокую вязкость комплекса белок-крахмал в мясную эмульсию, и обработка получившегося в результате материала мясной эмульсии, имеющего высокую вязкость, в промышленном масштабе является затруднительным и дорогим, так как материалы, имеющие высокую вязкость, плохо текут.
Таким образом, необходим способ получения композиции белок-крахмал, обладающей низкой вязкостью, и содержащей ее мясной эмульсии, которая обладала бы высокой прочностью геля и эмульсионной стабильностью в процессе приготовления (температурной обработки).
Сущность изобретения
Данное изобретение представляет собой композицию белок-крахмал, обладающую низкой вязкостью в воде и способную образовать плотный гель при температурной обработке. Композиция белок-крахмал содержит белковый материал и крахмал. Белковый материал и крахмал образуют комплекс, однако крахмал в основном находится в нежелатинизированном состоянии.
В одном варианте осуществления изобретения, по крайней мере, некоторая часть крахмала, содержащегося в композиции белок-крахмал, частично инкапсулирована в белковый материал.
В другом варианте осуществления изобретение представляет собой мясную эмульсию, содержащую смешанные вместе композицию белок-крахмал и мясной продукт. Композиция белок-крахмал образована из белкового материала и крахмала, причем белковый материал и крахмал образуют комплекс, и крахмал в основном находится в нежелатинизированном состоянии.
Данное изобретение представляет собой также способ получения композиции белок-крахмал, которая обладает низкой вязкостью, имеет высокую прочностью геля и эмульсионную стабильность при температурной обработке. Получают водную суспензию белкового материала. Суспензию белкового материала обрабатывают при условиях (температуре и в течение некоторого времени), эффективных для денатурации белкового материала. Нежелатинизированный крахмал добавляют к суспензии денатурированного белкового материала при температуре суспензии ниже температуры желатинизации крахмала. Для получения композиции белок-крахмал суспензию денатурированного белкового материала и крахмала сушат с помощью распылительной сушки в условиях, подходящих для заметного связывания белкового материала и крахмала друг с другом, но все еще недостаточных для заметной желатинизации крахмала.
Кроме того, данное изобретение представляет собой способ получения мясной эмульсии, обладающей низкой вязкостью, которая при этом имеет высокую прочность геля и эмульсионную стабильность в процессе приготовления. Создана композиция белок-крахмал, содержащая крахмал, связанный с белковым материалом, причем крахмал находится в основном в его нативном нежелатинизированном состоянии. Водную суспензию получают из композиции белок-крахмал и суспензию смешивают с мясным продуктом для получения мясной эмульсии.
Композиция белок-крахмал согласно данному изобретению обладает низкой вязкостью, хорошо подходящей для широкомасштабного коммерческого производства мясных эмульсий и, кроме того, после температурной обработки композиции обладает прочностью геля и эмульсионной стабильностью, сравнимой с желатинизированным комплексом крахмал-белок. До температурной обработки композиции белок-крахмал, полученной согласно настоящему изобретению, или содержащей данную композицию мясной эмульсии крахмал композиции белок-крахмал, связанный с белком, в основном находится в нативном нежелатинизированном состоянии. Это заметно снижает вязкость композиции белок-крахмал по сравнению с желатинизированным комплексом крахмал-белок, так как желатинизированный крахмал значительно более вязкий, чем нежелатинизированный. При температурной обработке композиции белок-крахмал или содержащей ее мясной эмульсии, прочно связанные белок и крахмал связываются дополнительно по мере того, как крахмал становится желатинизированным при температуре приготовления, за счет чего обеспечивается высокая прочность геля и эмульсионная стабильность по сравнению со смесями белка и крахмала, полученными в процессе их совместной сушки или простым перемешиванием.
Чертеж представляет собой фотографию композиции белок-крахмал, полученной согласно данному изобретению, демонстрирующую нежелатинизированный крахмал, инкапсулированный в белковый материал.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Желатинизированный крахмал представляет собой крахмал, гидратированный и набухший по сравнению со своим нативным состоянием в результате его выдерживания при температуре, давлении или при механическом воздействии, достаточных для разрушения нативной структуры крахмала. Желатинизированный крахмал является более вязким в воде, чем нативный, нежелатинизированный крахмал, так как гранулы набухшего желатинизированного крахмала фрикционно взаимодействуют, а также из-за того, что некоторые гранулы набухшего крахмала разрушаются с высвобождением амилозы, которая легко образует водородные связи, приводящие к формированию геля. Нежелатинизированный крахмал представляет собой крахмал в его нативном состоянии, крахмал, который не подвергали желатинизированию.
Белковый материал, используемый в способе получения композиции белок-крахмал согласно данному изобретению, при перемешивании с мясным продуктом в водной смеси должен быть способен к образованию эмульсии с мясным продуктом, таким как рубленое мясо или фарш. Поэтому белковый материал не должен быть слишком хорошо растворим в воде при нейтральном значении рН. Предпочтительно белки в белковом материале имеют среднюю ассоциированную молекулярную массу более 30000 дальтон, более предпочтительно более 100000 дальтон и наиболее предпочтительно примерно от 100000 до 360000 дальтон, для того, чтобы быть уверенными, что белковый материал не слишком хорошо растворим в воде при нейтральном рН.
Белковый материал, используемый для получения композиции белок-крахмал согласно данному изобретению, может быть белковым материалом животного или растительного происхождения. В одном варианте осуществления изобретения в качестве белкового материала использован казеин. Казеин получают коагуляцией створоженного снятого молока. Казеин коагулируют кислотной коагуляцией, естественным скисанием или коагуляцией под действием сычужного фермента. Для проведения кислотной коагуляции казеина подходящую кислоту, предпочтительно соляную кислоту, добавляют в молоко для снижения его рН до примерно изоэлектрической точки казеина, предпочтительно до рН от примерно 4 до примерно 5 и наиболее предпочтительно до рН от примерно 4.6 до примерно 4.8. Для проведения коагуляции естественным скисанием молоко заливают в емкость для брожения, вызывающего образование молочной кислоты. Молоко киснет в течение времени, достаточного для коагуляции основной части казеина в молоке под воздействием образующейся молочной кислоты. Для проведения коагуляции под действием сычужного фермента подходящий сычужный фермент добавляют в молоко для осаждения основной части казеина. Казеин, полученный и кислотной коагуляцией, и естественным скисанием, и коагуляцией под действием сычужного фермента, является коммерчески доступными продуктами, которые можно приобрести у многочисленных изготовителей или поставщиков.
Предпочтительно белковый материал является растительным белковым материалом, так как растительные белковые материалы дешевы, доступны и хорошо подходят для получения композиции белок-крахмал. Соевый белковый изолят, соевый концентрат или соевая мука являются предпочтительными растительными белковыми материалами, используемыми для получения композиции белок-крахмал согласно данному изобретению, хотя композиция белок-крахмал также может быть получена и из других источников растительного белка, таких как горох, пшеница и рапс.
Термин "соевая мука" относится к измельченной форме обезжиренного соевого материала, предпочтительно содержащей менее 1% масла и образованной из частиц, размеры которых позволяют им проходить через сито №100 (по Стандарту США). Соевый материал может быть соевым брикетом, крошкой, хлопьями, порошком или смесью этих материалов, которые измельчают в соевую муку традиционными способами размельчения. Содержание белка в соевой муке составляет от примерно 40% до примерно 60%.
Термин "соевый концентрат" относится к соевому белковому материалу, содержащему от примерно 60% до примерно 80% соевого белка. Соевый концентрат предпочтительно получают из коммерчески доступных обезжиренных соевых хлопьев, из которых масло было удалено экстракцией растворителем. Соевый концентрат получают промыванием соевых хлопьев водным раствором, имеющим рН, примерно соответствующим изоэлектрической точке соевого белка, предпочтительно рН от примерно 4 до примерно 5 и наиболее предпочтительно рН от примерно 4.4 до примерно 4.6. При изоэлектрической промывке из хлопьев удаляется большое количество водорастворимых углеводов и других водорастворимых соединений, но белка удаляется очень мало, в результате чего получается соевый концентрат, который после изоэлектрической промывки сушат.
"Соевый белковый изолят" относится к соевому белковому материалу, содержащему порядка 80% или больше белка, предпочтительно содержание белка составляет порядка 90% или больше и наиболее предпочтительно порядка 95% или больше. В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения белковый материал, используемый согласно способу по настоящему изобретению, является соевым белковым изолятом из-за высокого содержания белка в соевом белковом изоляте.
Соевый белковый изолят предпочтительно получают из коммерчески доступных обезжиренных соевых хлопьев, из которых масло было удалено экстракцией растворителем. Соевые хлопья экстрагируют водным щелочным раствором, обычно раствором гидроксида кальция или гидроксида натрия, имеющим рН от примерно 6 до примерно 10, для получения экстракта, содержащего белок и водорастворимые компоненты соевых хлопьев, которые отделяют от нерастворимых волоконных и целлюлозных материалов хлопьев. Экстракт обрабатывают кислотой для снижения рН экстракта до примерно изоэлектрической точки белка, предпочтительно до рН от примерно 4 до примерно 5 и наиболее предпочтительно до рН от примерно 4.4 до примерно 4.6, что приводит к осаждению белка. Затем белок отделяют от экстракта и сушат стандартными способами отделения и сушки белкового изолята.
Белковый материал может быть модифицированным белковым материалом, в котором белковый материал модифицирован известными способами для улучшения растворимости белкового материала, предназначенного для использования в мясной эмульсии. Например, предпочтительный белковый материал представляет собой модифицированный соевый белковый изолят, имеющий повышенную белизну, как описано в патенте США №.4309344, включенном в данное изобретение в виде ссылки. Модифицированный соевый белковый изолят с повышенной белизной получают нагреванием водного раствора осажденного соевого белкового изолята, концентрация которого в растворе составляет примерно от 20% до примерно 30% по весу, до температуры от примерно 46°С до примерно 63°С в течение от 1 до примерно 300 секунд с последующим концентрированном осажденного белка до содержания сухих веществ выше примерно 44%.
Соевые белковые изоляты и модифицированные соевые белковые изоляты, полезные для использования согласно способу по данному изобретению, являются коммерчески доступными продуктами. Коммерчески доступные соевые белковые изоляты, которые могут быть использованы согласно изобретению, включают "Supro 500E", являющийся модифицированным соевым белковым изолятом, и "Supro 515" производства Protein Technologies International, Checkerboard Square, Сант-Луис, Миссури. В дальнейшем способ получения композиции белок-крахмал согласно данному изобретению будет описан применительно к соевому белковому изоляту, хотя другие белковые материалы могут быть использованы аналогичным образом.
Из соевого белкового изолята получают водную суспензию. Водная суспензия предпочтительно содержит от примерно 2% до примерно 30% соевого белкового изолята по весу и наиболее предпочтительно содержит от примерно 15% до примерно 20% соевого белкового изолята по весу. Суспензию соевого белкового изолята тщательно перемешивают в течение времени, достаточного для перемешивания суспензии с помощью мешалки, взбалтывания или смешивания с помощью блендера любым традиционным способом перемешивания, взбалтывания или смешивания с помощью блендера, способным перемешать белковую суспензию. Предпочтительно суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение от примерно 15 минут до примерно 1 часа и наиболее предпочтительно от примерно 30 минут до примерно 45 минут.
Суспензию соевого белкового материала обрабатывают для денатурации белкового материала. Белковый материал подвергают денатурации для разрушения нативной глобулярной конформации белкового материала таким образом, чтобы мог образоваться комплекс белок-крахмал, и для улучшения способности белкового материала к образованию геля и эмульсии. Белковый материал может быть денатурирован термически обработкой температурой в течение времени, достаточного для денатурации соевого белкового материала. Например, белковый материал может быть денатурирован обработкой суспензии при температуре от примерно 75°С до примерно 160°С в течение от примерно 2 секунд до примерно 2 часов.
Предпочтительным способом денатурации белкового материала является обработка суспензии белкового материала при температуре выше температуры окружающей среды посредством впрыскивания в суспензию находящегося под давлением пара в течение времени, достаточного для денатурации основной части белкового материала, этот процесс будем в дальнейшем называть "обработкой инжектируемым паром". Обработка белковых суспензий инжектируемым паром для денатурации белкового материала хорошо известна из уровня техники и традиционно используется. Ниже приведено описание предпочтительного способа обработки суспензии белкового материала инжектируемым паром, однако изобретение не ограничено использованием описанного способа и включает любой известный способ обработки белковых суспензий инжектируемым паром.
Суспензию белкового материала помещают в резервуар для обработки инжектируемым паром, в котором соевый белковый материал все время находится во взвешенном состоянии благодаря мешалке, которая перемешивает суспензию. Суспензия белкового материала поступает из резервуара в насос, который с силой проталкивает суспензию через трубу реактора. Водяной пар под давлением инжектируют в суспензию белкового материала на входе суспензии в трубу реактора, что приводит к мгновенному нагреванию суспензии до нужной температуры. Температуру контролируют регулировкой давления инжектируемого пара, и предпочтительно она составляет от примерно 85°С до примерно 155°С, наиболее предпочтительно порядка 150°С. Суспензию обрабатывают при повышенной температуре в течение примерно от 5 секунд до примерно 15 секунд, причем при более низких температурах обрабатывают дольше, контролируя время обработки с помощью скорости потока суспензии через трубу реактора. Предпочтительно скорость потока составляет порядка 8,4 кг/мин и время температурной обработки составляет порядка 9 секунд.
После температурной обработки суспензии для денатурации белкового материала суспензию охлаждают до температуры ниже температуры желатинизании крахмала, с которым должен быть объединен белковый материал. Охлаждение может быть проведено с использованием традиционных способов, таких как естественное остывание суспензии до температуры окружающей среды, охлаждение суспензии в холодильнике или помещение ее в ванну со льдом.
В предпочтительном варианте осуществления после того, как суспензия белкового материала прошла обработку инжектируемым паром, ее выпускают из трубы реактора в вакуумную камеру для сверхбыстрого охлаждения суспензии. Давление суспензии мгновенно падает до давления вакуумной камеры, которое предпочтительно составляет от примерно 25 до примерно 30 мм рт.ст. Мгновенное снижение давления приводит к немедленному снижению температуры примерно до 30°С-60°С, а в том случае, когда суспензию в процессе нагревания в струе обрабатывали при температуре порядка 150°С, до примерно 55°С.
После денатурации и охлаждения суспензии соевого белкового материала ее объединяют и перемешивают с крахмалом. Важно, чтобы крахмал был добавлен к суспензии белкового материала только после того, как температура суспензии белкового материала опустится ниже температуры желатинизации крахмала так, чтобы крахмал не подвергался воздействию температур, которые могли бы вызвать его преждевременную желатинизацию. Предпочтительно крахмал добавляют к суспензии белкового материала при температуре суспензии белкового материала от примерно 25°С до примерно 45°С.
Крахмал, используемый для получения композиции белок-крахмал, представляет собой природный крахмал. Крахмал может быть выделен из различных растительных источников, таких как кукуруза, пшеница, картофель, рис, аррорут и маниока, хорошо известными традиционными способами. Крахмалы, используемые для получения композиции белок-крахмал, включают следующие коммерчески доступные крахмалы: кукурузный, пшеничный, картофельный, рисовый, крахмал зерновых с высоким содержанием амилозы, маисовый, марантовый крахмал и крахмал из тапиоки. Хотя крахмалы различаются по молекулярной структуре, они имеют схожие основные функциональные свойства, в частности способность связываться с белковым материалом в процессе совместной распылительной сушки и способность к желатинизации при выдерживании при температурах, давлении или механическом воздействии, достаточных, чтобы вызвать желатинизацию.
Предпочтительно крахмал, используемый для получения композиции белок-крахмал, является кукурузным крахмалом или пшеничным крахмалом и наиболее предпочтительно является крахмалом из кукурузы зубовидной. Предпочтительный крахмал из кукурузы зубовидной коммерчески доступен и производится А.Е.Staley Mfg., Co. под названием Dent Corn Starch, Type IV, Pearl.
Предпочтительно, чтобы крахмал не был модифицирован. Модифицированные крахмалы представляют собой природные крахмалы, которые обработаны химическим или каким-либо другим способом для получения производных крахмала. Модифицированные крахмалы часто имеют измененные свойства, такие как пониженная способность к гелеобразованию или повышенные температуры желатинизации, которые нежелательны в композиции белок-крахмал по данному изобретению. Хотя модифицированные крахмалы обычно не являются предпочтительными для использования согласно данному изобретению, они могут быть использованы в том случае, если модификация не оказывает неблагоприятного воздействия на формирование композиции белок-крахмал, на ее вязкость или на гелеобразование и эмульсионную стабильность прошедшей тепловую обработку мясной эмульсии, содержащей композицию белок-крахмал.
Количество крахмала, добавляемого к суспензии белкового материала, выбирается таким образом, чтобы обеспечить желательное соотношение белкового материала и крахмала. Соотношение белкового материала и крахмала в суспензии определяет прочность геля композиции белок-крахмал, полученной из суспензии. Повышенное содержание крахмала может увеличить прочность геля композиции белок-крахмал. В предпочтительном варианте осуществления крахмал добавляют к суспензии белкового материала таким образом, чтобы отношение белкового материала к крахмалу в суспензии составляло от примерно 45:60 до примерно 80:20 в расчете на сухой вес, и наиболее предпочтительно от примерно 50:50 до примерно 70:30.
Крахмал можно добавить к суспензии белкового материала в сухом виде или можно получить водную суспензию крахмала и ее добавить к суспензии белкового материала. Предпочтительно получают водную суспензию крахмала, которая предпочтительно содержит от примерно 20% до примерно 40% крахмала по весу, наиболее предпочтительно от примерно 30% до примерно 35% крахмала по весу.
При получении суспензии крахмала для предотвращения желатинизации крахмала температуру суспензии следует поддерживать ниже температуры желатинизации крахмала, которая обычно составляет от примерно 50°С до примерно 70°С. Предпочтительно крахмал добавляют в холодную воду и поддерживают температуру смеси на уровне температуры окружающей среды.
Крахмал перемешивают в суспензии любым стандартным способом перемешивания, взбалтывания или смешивания с помощью блендера в течение времени, достаточного для тщательного перемешивания крахмала в суспензии. Спокойное перемешивание следует продолжать и после получения суспензии для предотвращения осаждения крахмала. Следует позаботиться о том, чтобы в процессе перемешивания и взбалтывания суспензия крахмала не подвергалась излишнему механическому воздействию, которое могло бы привести к желатинизации крахмала.
Для придания композиции белок-крахмал дополнительных желательных характеристик к объединенной суспензии, содержащей белковый материал и крахмал, могут быть добавлены другие компоненты, например смолы, такие как гуаровая смола, или другие вещества, такие как трехзамещенный фосфат натрия, триполифосфат натрия или кислый пирофосфат натрия, которые могут быть добавлены для изменения характеристик текучести композиции белок-крахмал.
Суспензию, содержащую белковый материал и крахмал, можно получить традиционными способами смешивания, смешивания с помощью блендера или перемешивания с помощью мешалки суспензий, содержащих значительные количества суспендированных твердых веществ. Предпочтительно белковый материал и крахмал перемешивают в резервуаре для перемешивания. Суспензию следует тщательно перемешивать до получения гомогенной смеси белкового материала и крахмала. В объединенную суспензию можно добавить воду для того, чтобы довести содержание твердых компонентов в суспензии до такого уровня, чтобы с суспензией было легко работать в процессе распылительной сушки. Предпочтительно содержание суспендированных твердых веществ в объединенных суспензиях составляет от примерно 5% до примерно 25% по весу и более предпочтительно от примерно 14% до примерно 17% по весу.
Затем объединенную суспензию, содержащую крахмал и белковый материал, сушат с помощью распылительной сушки для получения композиции белок-крахмал. Распылительную сушку проводят в условиях, вызывающих связывание белкового материала и крахмала с образованием комплекса, в котором крахмал в основном остается в его нативном нежелатинизированном состоянии. Как видно из чертежа, когда белковый материал и крахмал сушат совместно с помощью распылительной сушки, некоторая часть крахмала, по крайней мере, частично инкапсулируется в белок. Предпочтительно, чтобы большая часть крахмала была инкапсулирована в белковый материал, и наиболее предпочтительно, чтобы практически весь крахмал был инкапсулирован в белковый материал.
Условия проведения распылительной сушки должны быть умеренными для того, чтобы избежать желатинизации крахмала, и получающаяся в результате композиция белок-крахмал обладала бы низкой вязкостью при добавлении воды (при регидратации). Предпочтительно распылительная сушилка представляет собой прямоточную сушилку, в которой горячий поступающий воздух и суспензия белок-крахмал, распыленная путем впрыскивания в сушильную камеру под давлением через форсуночный распылитель, проходят через сушильную камеру в прямоточном режиме. Композиция белок-крахмал, полученная распылительной сушкой суспензии в прямоточном режиме, не подвержена тепловому разложению или желатинизации крахмала, так как испарение воды из крахмала и белкового материала охлаждает их по мере высыхания.
В предпочтительном варианте осуществления суспензию, содержащую белковый материал и крахмал, впрыскивают в сушильную камеру через форсуночный распылитель. Хотя распыление через форсуночный распылитель является предпочтительным, возможно использование других типов распылителей для сушек, таких как ротационный распылитель. Суспензию впрыскивают в сушильную камеру под давлением, достаточным для диспергирования суспензии. Предпочтительно суспензию распыляют под давлением от примерно 3000 psig (3000 psig=3000 фунтов на квадратный дюйм=3000·453,59 г/(25,4 мм)2=3000·0,703066 г/мм2=2109,2 г/мм2) до примерно 4000 psig (4000·0,703066=2812,26 г/мм2) и наиболее предпочтительно порядка 3500 psig (3500·0,703066=2460,73 г/мм2).
Горячий воздух инжектируют в сушильную камеру через отверстие для горячего воздуха, расположенное таким образом, чтобы направление потока горячего воздуха, поступающего в сушильную камеру, совпадало с направлением потока диспергированной смеси белок-крахмал, поступающего из распылителя. Горячий воздух имеет температуру от примерно 288°С до примерно 316°С и предпочтительно от примерно 290°С до примерно 299°С.
Композицию белок-крахмал собирают после распылительной сушки. Для того чтобы собрать композицию белок-крахмал, могут быть использованы традиционные приемы и способы сбора материалов, высушенных распылительной сушкой, включая циклоны, мешочные фильтры, электростатические фильтры и гравитационное осаждение.
Собранная композиция белок-крахмал может быть использована для получения мясной эмульсии, содержащей композицию белок-крахмал и мясной продукт. Получают водную смесь композиции белок-крахмал и мясного продукта, и для получения мясной эмульсии композицию белок-крахмал и мясной продукт совместно измельчают или крошат традиционными способами перемешивания белковых и мясных материалов.
Мясной продукт может представлять собой как мясо, пригодное для изготовления сосисок, сарделек или других изделий из мяса, получаемых путем заполнения оболочки мясным продуктом, так и мясо, такое как свинина, курятина или говядина, которые могут быть использованы для приготовления изделий из рубленого мяса, таких как гамбургеры, мясные котлеты и другие изделия из рубленого мяса. Особенно полезные мясные продукты включают подвергнутые механической обвалке куриное мясо, говядину и свинину, свиные и говяжьи обрезки, а также сало из задней части свиньи.
Соотношение мясного продукта и композиции белок-крахмал в суспензии выбирается таким образом, чтобы мясная эмульсия имела характеристики, похожие на характеристики мяса. Предпочтительно от примерно 10% до примерно 20% общего содержания белка в мясной эмульсии приходится на композицию белок-крахмал, наиболее предпочтительно от примерно 10% до примерно 15%, и содержание композиции белок-крахмал составляет от примерно 2% до примерно 7% мясной эмульсии, включая воду, по весу. Предпочтительно мясной продукт составляет от примерно 40% до примерно 60% мясной эмульсии по весу, и вода составляет от примерно 30% до примерно 40% мясной эмульсии по весу.
Суспензию, содержащую композицию белок-крахмал и мясной продукт, тщательно перемешивают для получения мясной эмульсии. Суспензию перемешивают с помощью мешалки, взбалтывания или в смесителе в течение времени, достаточного для получения гомогенной мясной эмульсии. В процессе перемешивания суспензии следует избегать слишком больших механических воздействий и температур выше температуры желатинизации крахмала, содержащегося в композиции белок-крахмал, чтобы предотвратить желатинизирование крахмала.
Для осуществления перемешивания могут быть использованы традиционные способы перемешивания суспензии с помощью мешалки, взбалтывания или перемешивания в смесителе. Предпочтительными способами перемешивания мясной эмульсии является перемешивание в чоппере (чаша с ножами), который крошит материалы суспензии с помощью ножей, и перемешивание в миксере/эмульгаторе, который размалывает материалы суспензии. Предпочтительным является чоппер производства Hobart Food Cutter, модель №84142 с частотой вращения вала 1725 оборотов в минуту.
После того как суспензию тщательно перемешали для получения мясной эмульсии, содержащей композицию белок-крахмал, мясная эмульсия может быть использована для получения мясных изделий. Мясной эмульсией можно заполнить оболочки для получения сосисок, сарделек и аналогичных продуктов. Также мясная эмульсия может быть использована для получения изделий из рубленого мяса, таких как гамбургеры, котлеты и другие изделия из рубленого мяса.
Мясная эмульсия, содержащая композицию белок-крахмал, имеет относительно низкую вязкость, так как водные смеси, содержащие композицию белок-крахмал, не слишком вязкие. Водная суспензия композиции белок-крахмал, содержащая от примерно 10% до примерно 20% композиции, в которой крахмал, входящий в состав композиции белок-крахмал, является кукурузным крахмалом, может иметь вязкость по Брукфильду от примерно 500 сантипуаз до примерно 11000 сантипуаз при температуре порядка 25°С и от примерно 80 сантипуаз до примерно 6000 сантипуаз при температуре порядка 60°С. Водная суспензия композиции белок-крахмал, содержащая от примерно 10% до примерно 20% композиции, в которой крахмал, входящий в состав композиции белок-крахмал, является пшеничным крахмалом, может иметь вязкость по Брукфильду от примерно 200 сантипуаз до примерно 4000 сантипуаз при температуре порядка 25°С и от примерно 50 сантипуаз до примерно 700 сантипуаз при температуре порядка 60°С.
Мясная эмульсия, полученная из композиции белок-крахмал и мясного продукта, также обладает относительно высокой прочностью геля, образующегося при тепловой обработке, что обеспечивает желаемую прочную текстуру прошедшей тепловую обработку мясной эмульсии.
Более детально данное изобретение проиллюстрировано следующими примерами с использованием соевого белкового изолята в качестве белкового материала. Примеры лишь иллюстрируют изобретение, но не ограничивают или каким-либо образом сужают область его применения.
ПРИМЕР 1
Композицию белок-крахмал получают с кукурузным крахмалом согласно способу по данному изобретению. 27 кг соевого белкового изолята "SUPRO 500Е" производства Protein Technologies International, Inc. смешивают с 151 кг воды, имеющей температуру 21°С, для получения суспензии белкового материала, имеющей общее содержание сухих веществ 14.5%. 89 кг суспензии под давлением подвергают температурной обработке при 138°С-143°С в течение 9±1 секунд для денатурации белка, и после чего суспензию мгновенно охлаждают посредством впрыскивания в вакуумную камеру, давление в которой составляет порядка 25 мм рт.ст.
Суспензию крахмала получают добавлением 9 кг крахмала из кукурузы зубовидной, IV типа. Pearl производства А.Е.Staley Mfg. Co. к 14 кг холодной воды. Суспензию перемешивают в резервуаре для перемешивания до тех пор, пока она не становится гомогенной.
Порядка 18 кг суспензии денатурированного белка и порядка 6 кг суспензии кукурузного крахмала перемешивают вместе до получения гомогенной суспензии, содержащей белок и крахмал. Суспензию, содержащую белок и крахмал, сушат в прямоточной распылительной сушилке, причем суспензию распыляют под давлением 3500 psig (3500 psig=3500 фунтов на квадратный дюйм=3500·453,59 г/(25,4 мм)2=3500·0,703066 г/мм2=2460,73 г/мм2) через форсуночный распылитель 30SDX, температура поддува составляет максимум 51°С, температура воздуха на выходе составляет максимум 93°С. Высушенную с помощью распылительной сушки композицию белок-крахмал, полученную согласно способу по данному изобретению, имеющую соотношение белок:крахмал порядка 55:45, собирают из распылительной сушилки.
ПРИМЕР 2
Согласно способу по данному изобретению получают мясную эмульсию для производства сосисок, содержащую композицию белок-крахмал. Композицию белок-крахмал получают способом, аналогичным способу получения композиции белок-крахмал, описанному в примере 1, но с соотношением белок:крахмал порядка 52:48. Говяжьи обрезки, сало из задней части свиньи, свиные обрезки, воду, модифицированный пищевой крахмал и небольшое количество масел, приправ и консервантов, а также композицию белок-крахмал помещают в чоппер. Содержание компонентов по весу составляет: композиция белок-крахмал 2%, говяжьи обрезки 22.9%, свиные обрезки 21%, сало из задней части свиньи 5%, вода 36.4%, модифицированный пищевой крахмал 7%, масла и приправы 5.7%. Смесь перемешивают в чоппере достаточно долго для получения мясной эмульсии. Мясную эмульсию набивают в оболочки, подходящие для получения сосисок, набитые оболочки с мясной эмульсией подвергают тепловой обработке для приготовления сосисок.
ПРИМЕР 3
Композицию белок-крахмал получают с пшеничным крахмалом согласно способу по данному изобретению. 40 кг соевого белкового изолята "SUPRO 500Е" производства Protein Technologies International, Inc. смешивают с 221 кг воды, имеющей температуру 21°С, для получения суспензии белкового материала, имеющей общее содержание сухих веществ порядка 14.5%. Суспензию под давлением подвергают температурной обработке при 149°С-154°С в течение 9±1 секунд для денатурации белка, после чего суспензию мгновенно охлаждают посредством впрыскивания в вакуумную камеру, давление в которой составляет порядка 25 мм рт.ст.
Суспензию пшеничного крахмала получают добавлением 27 кг пшеничного крахмала к холодной воде, в результате чего получают суспензию с содержанием сухих веществ порядка 32%. Суспензию крахмала перемешивают до тех пор, пока она не становится гомогенной.
Порядка 20 кг суспензии денатурированного белка добавляют к суспензии крахмала, и объединенную суспензию перемешивают до гомогенного смешения белка и крахмала. Суспензию, содержащую белок и крахмал, сушат в прямоточной распылительной сушилке, причем суспензию распыляют под давлением 3500 psig (3500 psig=3500 фунтов на квадратный дюйм=3500·453,59 г/(25,4 мм)2=3500·0,703066 г/мм2=2460,73 г/мм2) через форсуночный распылитель 30SDX, температура поддува составляет максимум 54°С, температура воздуха на выходе составляет максимум 111°С. Высушенную распылительной сушкой композицию белок-крахмал, полученную согласно способу по данному изобретению, собирают из распылительной сушилки.
ПРИМЕР 4
Измеряют вязкость композиций белок-крахмал, полученных согласно примеру 1 и примеру 3. Вязкость каждой композиции измеряют в 10%, 12.5%, 15%, и 20% водных суспензиях композиции при 25°С и при 60°С, используя вискозиметр Брукфильда LVT. Результаты приведены ниже в таблице 1.
| ТАБЛИЦА 1 | ||||
| Вязкость (сантипуаз) | ||||
| Образец | 10% суспензия | 12.5% суспензия | 15% суспензия | 20% суспензия |
| Белок - кукурузный крахмал, 25°С | 547 | 877 | 2517 | 10716 |
| Белок - кукурузный крахмал, 60°С | 80 | 218 | 522 | 5733 |
| Белок - пшеничный крахмал, 25°С | 204 | 498 | 450 | 3716 |
| Белок - пшеничный крахмал, 60°С | 53 | 123 | 230 | 670 |
ПРИМЕР 5
Измеряют прочность гелей композиций белок- крахмал, полученных согласно примеру 1 и примеру 3. Каждую композицию смешивают с водой в весовом соотношении 1 часть композиции на 6 частей воды, при этом общий вес смеси составляет 2700 г. Измеряют прочность геля каждой композиции, образующегося в процессе термической обработки в условиях пастеризации и автоклавирования в присутствии добавленной соли или без добавления соли. Данные измерений прочности гелей приведены ниже в таблице 2.
| ТАБЛИЦА 2 | ||||
| Прочность геля(г) | ||||
| Образец | Пастеризованный, без соли | Пастеризованный, с солью | Автоклавированный, без соли | Автоклавированный, с солью |
| Белок - кукурузный крахмал | 877 | 1021 | 289 | 976 |
| Белок - пшеничный крахмал | 715 | 1191 | 465 | 1276 |
ПРИМЕР 6
Проведено сравнение вязкости и прочности геля композиций белок-крахмал с различным соотношением белок:крахмал, полученных согласно данному изобретению
Водную суспензию соевого белкового изолята получают добавлением 60 кг соевого белкового изолята "SUPRO 500E" производства Protein Technologies International, Inc. к 319 кг воды, имеющей температуру 26°С. Суспензию белка тщательно перемешивают в течение 45 минут, после чего под давлением подвергают температурной обработке при 152°С в течение 9 секунд для денатурации белка. Суспензию мгновенно охлаждают до температуры порядка 54°С посредством впрыскивания в вакуумную камеру, давление в которой составляет порядка 26 мм рт.ст.
Для сравнения влияния различного соотношения белок:крахмал на вязкость и прочность геля композиций белок-крахмал, полученных согласно данному изобретению, белковую суспензию, прошедшую термическую обработку, делят на три части ("I", "II", "III"), из которых получают три композиции белок-крахмал (I-III) с уменьшающимся отношением белок:крахмал, составляющим соответственно 75:25, 70:30 и 42:58.
Первую часть получают, отделяя 68 кг белковой суспензии, добавляя к ней 3,3 кг крахмала из кукурузы зубовидной и перемешивая полученную суспензию белок-крахмал в течение 20 минут. Вторую часть получают добавлением суспензии, полученной из 5,7 кг крахмала из кукурузы зубовидной и 12 кг воды, к 57 кг белковой суспензии, и перемешиванием полученной суспензии белок-крахмал в течение 20 минут. Третью часть получают, отделяя 45 кг белковой суспензии, добавляя к ней суспензию, полученную из 9 кг крахмала из кукурузы зубовидной, и 27 кг воды, и перемешивая полученную суспензию белок-крахмал в течение 20 минут.
Суспензии I-III отдельно сушат в прямоточной распылительной сушилке. Каждая суспензия распыляется через форсуночный распылитель под давлением 3500 psig (3500 psig=3500 фунтов на квадратный дюйм=3500·453,59 г/(25,4 мм)2=3500·0,703066 г/мм2=2460,73 г/мм2) и диспергируется в сушильной камере. Температура сушащего воздуха, поступающего в камеру через входной воздушный патрубок распылительной сушилки, составляет порядка 293°С, что достаточно для того, чтобы вызвать в суспензиях I-III взаимодействие белка и крахмала, приводящее к образованию композиций белок-крахмал I-III без существенной желатинизации крахмала. Каждую суспензию I-III высушивают в распылительной сушилке до содержания влаги порядка 5%. Из каждой суспензии получают от примерно 2 кг до примерно 4,5 кг высушенных материалов.
Определяют характеристики вязкости и прочности геля композиций белок-крахмал I-III. Для определения вязкости белковых композиций I-III получают 10% водный раствор каждой из них и измеряют вязкость с использованием вискозиметра Брукфельда при 25°С.
Результаты измерений вязкости и прочности геля белковых композиций I-III приведены ниже в таблице 3.
| ТАБЛИЦА 3 | |||
| Характеристика | Образец I 75:25 белок/крахмал | Образец II 70:30 белок/крахмал | Образец III 42:58 белок/крахмал |
| Вязкость, сантипуаз | 900 | 580 | 160 |
| Прочность геля, паст., без соли, "Инстрон", грамм | 640 | 760 | 880 |
| Прочность геля, паст., соль, "Инстрон", грамм | 880 | 930 | 1960 |
ПРИМЕР 7
Проведено сравнение относительных вязкостей композиций белок-кукурузный крахмал, полученных согласно данному изобретению, и композиций белок-кукурузный крахмал, содержащих существенно желатинизированный крахмал. Нежелатинизированную композицию белок-крахмал получали согласно данному изобретению, как описано выше в примере 1. Другую композицию белок-крахмал получали очень похожим способом за исключением того, что суспензию крахмала перемешивали с суспензией белкового материала до обработки суспензии белкового материала под давлением при 138°С-143°С в течение 9±1 секунд, так что в процессе нагревания крахмал желатинизировался и образовал комплекс с белком.
Получали 10%, 12.5% и 15% водные растворы нежелатинизированной композиции белок-крахмал и желатинизированной композиции белок-крахмал. Определяли вязкость каждого раствора с использованием вискозиметра Брукфельда при 25°С и 60°С. Результаты приведены ниже в таблице 4.
| ТАБЛИЦА 4 | |||
| вязкость (сантипуаз) | |||
| Образец | 10% раствор | 12.5% раствор | 15% раствор |
| Нежелатинизированный (25°С) | 547 | 877 | 2517 |
| Желатинизированный (25°С) | 650 | 2175 | 10100 |
| Нежелатинизированный (60°С) | 80 | 218 | 522 |
| Желатинизированный (60°С) | 1900 | 6350 | 17700 |
Композиция белок-крахмал, полученная согласно данному изобретению, обладает существенно меньшей вязкостью, чем желатинизированный комплекс белок-крахмал. Композиция белок-крахмал, обладающая меньшей вязкостью, проще в обращении в процессе переработки, чем вязкий желатинизированный материал.
ПРИМЕР 8
Проведено сравнение относительной прочности геля композиции белок-пшеничный крахмал, полученной согласно настоящему изобретению, и геля сухой смеси белка с пшеничным крахмалом. Композиция белок-крахмал, полученная согласно данному изобретению, как описано выше в примере 3 (Композиция Белок-Крахмал), содержит 56% белка по весу в расчете на сухой остаток. Приготовили сухую смесь соевого белкового изолята и пшеничного крахмала посредством их сухого перемешивания (Сухая Смесь), содержащую 57.6% белка в расчете на сухой вес. Измерили прочность геля Композиции Белок-Крахмал и Сухой Смеси. Результаты приведены ниже в таблице 5.
| ТАБЛИЦА 5 | ||||
| Прочность геля (г) | ||||
| Образец | Пастеризованный, без соли | Пастеризованный, с солью | Автоклавированный, без соли | Автоклавированный, с солью |
| Белок-Крахмал | 715 | 1192 | 465 | 1276 |
| Сухая смесь | 403 | 965 | 0 (не промеряется) | 838 |
Композиция белок-крахмал, полученная согласно данному изобретению, после приготовления (тепловой обработки) обладает повышенной прочностью геля по сравнению с сухой смесью белкового материала и крахмала для всех изученных видов тепловой обработки. Таким образом, материал белок-крахмал может обеспечить более плотную текстуру мясной эмульсии при приготовлении (тепловой обработке), чем сухая смесь белка и крахмала.
ПРИМЕР 9
Проведено сравнение вязкости и прочности геля соевого белкового изолята, геля высушенных совместно пшеничной муки и соевой белковой композиции и геля высушенных совместно пшеничного крахмала и соевого белкового материала, полученных согласно данному изобретению.
38 кг соевого белкового изолята "SUPRO 500E" производства Protein Technologies International, Inc. перемешивают с 223 кг воды, имеющей температуру 21,1°С, для получения суспензии белкового материала, в которой общее содержание сухих веществ составляет порядка 14.4%. Суспензию под давлением подвергают температурной обработке при 141,7°С в течение 9 секунд для денатурации белка, после чего суспензию мгновенно охлаждают путем впрыскивания в вакуумную камеру, давление в которой составляет порядка 26 мм рт.ст.
Водную суспензию крахмала, содержащую 30.7% пшеничного крахмала, получают добавлением 6 кг пшеничного крахмала к 20 кг воды и тщательным перемешиванием пшеничного крахмала в воде. Отдельно получают суспензию пшеничной муки в воде, содержащую 31.9% пшеничной муки, добавлением 6,5 кг пшеничной муки к 20,5 кг воды и тщательным перемешиванием.
Денатурированную суспензию соевого белка делят на три части, одну из которых смешивают с водной суспензией пшеничного крахмала, другую - с водной суспензией пшеничной муки и последнюю, содержащую только денатурированный соевый белковый изолят, оставляют 63,5 кг суспензии денатурированного соевого белкового изолята, содержащей 9,5 кг сухих веществ соевого белкового изолята, смешивают с суспензией пшеничного крахмала, и 57 кг суспензии денатурированного соевого белкового изолята, содержащей 8,6 кг сухих веществ соевого белкового изолята, смешивают с суспензией пшеничной муки.
Суспензии пшеничный крахмал/соевый белковый изолят, пшеничная мука/соевый белковый изолят и оставшуюся суспензию денатурированного соевого белкового изолята сушат в прямоточной распылительной сушилке. Каждую суспензию распыляют под давлением 3500 psig (3500 psig=3500·0,703066 г/мм2=2460,73 г/мм2) при температуре поддува от 45,5°С до 51,7°С, при температуре воздуха, поступающего через входное отверстие, от 261,7°С до 266°С, и при максимальной температуре на выходе 93,4°С. Собирают 13,6 кг материала крахмал/белок, полученного совместной сушкой, 12 кг материала пшеничная мука/белковый материал и 3,4 кг высушенного распылительной сушкой белкового изолята.
Сравнивают вязкость образцов пшеничный крахмал/белок, пшеничная мука/белковый материал и белкового изолята при 25°С и 60°С при концентрации соответствующих образцов в водных суспензиях 10%, 12.5%, 15% и 20% с использованием вискозиметра Брукфельда LVT. Полученные результаты приведены ниже в таблице 6.
| ТАБЛИЦА 6 | |||
| Вязкость (сантипуаз) | |||
| Образец | Пшеничный крахмал/белок | Пшеничная мука/белок | Только белок |
| 25°С | |||
| 10% суспензия | 204 | 400 | 1450 |
| 12.5% суспензия | 498 | 843 | 6350 |
| 15% суспензия | 451 | 1803 | 13100 |
| 20% суспензия | 3717 | 5300 | 50000 |
| 60°С | |||
| 10% суспензия | 53 | 40 | 553 |
| 12,5% суспензия | 123 | 87 | 1933 |
| 15% суспензия | 230 | 431 | 27000 |
| 20% суспензия | 670 | 7266 | 50000 |
Как видно из сравнения вязкостей образцов, образец пшеничный крахмал/белковый материал, полученный совместной сушкой, обладает относительно низкой вязкостью и является менее вязким, чем образец пшеничная мука/белковый материал, особенно при высоком содержании сухих веществ в суспензии. Оба материала, и материал пшеничный крахмал/белок, и пшеничная мука/ белок, полученные совместной распылительной сушкой, обладают существенно более низкой вязкостью, чем высушенный распылительной сушкой белковый материал.
Сравнили также прочность гелей образцов пшеничный крахмал/белковый материал и пшеничная мука/белковый материал, полученных совместной распылительной сушкой, и высушенного белкового материала. Каждый образец смешивали с водой в весовом соотношении 1 часть материала образца на 6 частей воды до общей массы смеси 2700 г. Измеряли прочность геля каждого образца, образующегося в процессе приготовления (термической обработки) в условиях пастеризации и автоклавирования в присутствии добавленной соли или без добавления соли. Данные измерений прочности гелей приведены ниже в таблице 7.
| ТАБЛИЦА 7 | |||
| Прочность геля (г) | |||
| Образец | Пшеничный крахмал/белок | Пшеничная мука/белок | Только белок |
| Пастеризованный | |||
| С добавками соли | 1192 | 772 | 972 |
| Без соли | 715 | 442 | 567 |
| Автоклавированный | |||
| С добавками соли | 1277 | 829 | 1055 |
| Без соли | 465 | 454 | 460 |
Как видно из сравнения прочности гелей образцов, полученный совместной сушкой материал пшеничный крахмал/белок обеспечивает большую прочность геля при приготовлении в любых условиях, чем полученный совместной сушкой материал пшеничная мука/белковый материал и высушенный распылительной сушкой белковый материал. Прочность гелей, образующихся при приготовлении в различных условиях, обеспечиваемая полученным совместной сушкой материалом пшеничный крахмал/белок, в большинстве случаев существенно больше, чем прочность геля других образцов.
В приведенных выше примерах вязкость каждой из перечисленных выше композиций белок-крахмал измеряют с помощью вискозиметра Брукфельда LVT (производства Brookfield Engineering Laboratories Inc., Стаутон, Массачусетс).
Прочность гелей в приведенных выше примерах измеряют следующим образом. Первоначально из композиции получают гель путем смешения сухой композиция с водой при соотношении 1:6, предпочтительно до общей массы смеси 2700 г, затем полученную смесь тщательно шинкуют в течение 10 минут в чоппере предпочтительно производства Hobart Food Cutter, модель №.84142 со скорость вращения вала 1725 оборотов в минуту. Если прочность геля измеряют в присутствии добавленной соли, соль может быть добавлена к гелю после примерно 5 минут перемешивания. На 1400 г геля добавляют примерно 28 г соли. Затем гель помещают в консервную банку, предпочтительно 3-секционную алюминиевую банку 307 мм×113 мм, банку закрывают и запечатывают.
Гель, запечатанный в консервной банке, подвергают тепловой обработке (приготовлению) с помощью пастеризации или автоклавирования. Для пастеризации геля банку помещают в кипящую воду на примерно 30 минут. После этого банку вынимают и охлаждают в течение 30 минут холодной водопроводной водой, а затем в холодильнике в течение от 16 до 24 часов. Для автоклавирования геля банку с гелем помещают в камеру, способную обеспечить температуру 110°С. Банку с гелем выдерживают при 110°С в течение 70 минут, затем вынимают и охлаждают в течение 30 минут холодной водопроводной водой, а затем в холодильнике в течение 16-24 часов.
После выдерживания в холодильнике банку с пастеризованным или автоклавированным гелем помещают в емкость с водой, имеющей температуру 25°С-30°С на приблизительно 2-3 часа для достижения термического равновесия. Гель подготавливают для измерения его прочности, вынимая гель из банки, при этом гель, налипший на дно банки, оставляют.
Прочность геля измеряют на разрывной машине производства Instron Universal Testing Instrument, модель №.1122 с 36 мм пробами. Пробу вгоняют в каждый гель до тех пор, пока он не разваливается, что фиксируется пиком на самописце. Силу, необходимую для разрушения геля, определяют по расстоянию, на которое проба была погружена в гель до его разрушения. Прочность геля определяют по величине силы, необходимой для его разрушения, по следующей формуле: Прочность Геля (в граммах)=(F/100)(G)(454), где F - точка разрушения геля в единицах шкалы; 100 - общее количество единиц на шкале; G - общий масштаб груза в фунтах при полном масштабе отсчета по шкале "х10"; и 454 - количество грамм в фунте. Точку разрушения геля в единицах шкалы (F) определяют по пересечению касательной к верхней части пика на графике и касательной к наклонной части пика.
Различные изменения и дополнения к изобретению могут быть осуществлены без нарушения его сущности. Изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления, приведенными лишь в качестве иллюстрации, но ограничены приведенными ниже пунктами формулы изобретения и их эквивалентов.
1. Композиция белок-крахмал, обладающая низкой вязкостью в воде и способная к образованию плотного геля в процессе приготовления, включающая белковый материал и крахмал, причем белковый материал и крахмал образуют комплекс, а крахмал в основном находится в нежелатинизированном состоянии.
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что некоторая часть крахмала, входящего в композицию белок-крахмал, по крайней мере, частично инкапсулирована в белковый материал.
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, большая часть крахмала, входящего в композицию белок-крахмал, инкапсулирована в белковый материал.
4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в основном весь крахмал инкапсулирован в белковый материал.
5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она содержит материал, выбранный как один или более из группы, состоящей из гуаровой смолы, трехзамещенного фосфата натрия, триполифосфата натрия и кислого пирофосфата натрия.
6. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что белковый материал присутствует в композиции белок-крахмал при соотношении белкового материала к крахмалу от примерно 45:65 до примерно 80:20 по сухому весу.
7. Композиция по п.6, отличающаяся тем, что белковый материал присутствует в композиции белок-крахмал при соотношении белкового материала к крахмалу от примерно 50:50 до примерно 77:30 по сухому весу.
8. Композиция по п.6, отличающаяся тем, что крахмал, содержащийся в композиции белок-крахмал, выбран как один или более из группы, содержащей кукурузный крахмал, картофельный крахмал, пшеничный крахмал, рисовый крахмал, марантовый крахмал, крахмал из тапиоки и их смеси.
9. Композиция по п.8, отличающаяся тем, что крахмал является кукурузным крахмалом.
10. Композиция по п.8, отличающаяся тем, что крахмал является пшеничным крахмалом.
11. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что белковый материал, входящий в состав композиции белок-крахмал, не слишком хорошо растворим в воде при нейтральных рН.
12. Композиция по п.11, отличающаяся тем, что белки, входящие в состав белкового материала, имеют среднюю ассоциированную молекулярную массу больше 30000 дальтон.
13. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что белки, входящие в состав белкового материала, имеют среднюю ассоциированную молекулярную массу больше 100000 дальтон.
14. Композиция по п.13, отличающаяся тем, что белки, входящие в состав белкового материала, имеют среднюю ассоциированную молекулярную массу в интервале от примерно 100000 дальтон до примерно 360000 дальтон.
15. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что белковый материал выбран как один или более из белка животного происхождения, растительного белка и их смесей.
16. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что белковый материал, содержащийся в композиции белок-крахмал, выбран как, по крайней мере, один из казеина, соевого материала или белкового материала овощей или растений, выбранных из гороха, пшеницы или рапса.
17. Композиция по п.16, отличающаяся тем, что белковый материал, содержащийся в композиции белок-крахмал, является соевым белковым изолятом или соевым белковым концентратом.
18. Мясная эмульсия, включающая композицию белок-крахмал, полученную из белкового материала и крахмала, причем белковый материал и крахмал образуют комплекс, а крахмал в основном находится в нежелатинизированном состоянии, и мясной продукт, смешанный с композицией белок-крахмал.
19. Мясная эмульсия по п.18, отличающаяся тем, что некоторая часть крахмала, входящего в композицию белок-крахмал, по крайней мере, частично инкапсулирована в белковый материал.
20. Мясная эмульсия по п.18, отличающаяся тем, что, по крайней мере, большая часть крахмала, входящего в композицию белок-крахмал, инкапсулирована в белковый материал.
21. Мясная эмульсия по п.18, отличающаяся тем, что содержит материал, выбранный как один или более из группы, состоящей из гуаровой смолы, трехзамещенного фосфата натрия, триполифосфата натрия и кислого пирофосфата натрия.
22. Мясная эмульсия по п.18, отличающаяся тем, что белковый материал присутствует в композиции белок-крахмал при соотношении белкового материала к крахмалу от примерно 45:65 до примерно 80:20 по сухому весу.
23. Мясная эмульсия по п.22, отличающаяся тем, что белковый материал присутствует в композиции белок-крахмал при соотношении белкового материала к крахмалу от примерно 50:50 до примерно 77:30 по сухому весу.
24. Мясная эмульсия по п.22, отличающаяся тем, что крахмал, содержащийся в композиции белок-крахмал, выбран как один или более из группы, содержащей кукурузный крахмал, картофельный крахмал, пшеничный крахмал, рисовый крахмал, марантовый крахмал, крахмал из тапиоки и их смеси.
25. Мясная эмульсия по п.23, отличающаяся тем, что крахмал является кукурузным крахмалом.
26. Мясная эмульсия по п.23, отличающаяся тем, что крахмал является пшеничным крахмалом.
27. Мясная эмульсия по п.18, отличающаяся тем, что белковый материал, входящий в состав композиции белок-крахмал, не слишком хорошо растворим в воде при нейтральных рН.
28. Мясная эмульсия по п.27, отличающаяся тем, что белки, входящие в состав белкового материала, имеют среднюю ассоциированную молекулярную массу больше 30000 дальтон.
29. Мясная эмульсия по п.28, отличающаяся тем, что белки, входящие в состав белкового материала, имеют среднюю ассоциированную молекулярную массу больше 100000 дальтон.
30. Мясная эмульсия по п.29, отличающаяся тем, что белки, входящие в состав белкового материала, имеют среднюю ассоциированную молекулярную массу в интервале от примерно 100000 дальтон до примерно 360000 дальтон.
31. Мясная эмульсия по п.18, отличающаяся тем, что белковый материал, содержащийся в композиции белок-крахмал, выбран как, по крайней мере, один из казеина, соевого материала или белкового материала овощей или растений, выбранных из гороха, пшеницы или рапса.
32. Мясная эмульсия по п.31, отличающаяся тем, что белковый материал, содержащийся в композиции белок-крахмал, является соевым белковым изолятом или соевым белковым концентратом.
33. Мясная эмульсия по п.18, отличающаяся тем, что мясной продукт представляет собой хотя бы один из механически обваленного куриного мяса, механически обваленной говядины, механически обваленной свинины, свиных обрезков, говяжьих обрезков или сала из задней части свиньи.
34. Мясная эмульсия по п.18, отличающаяся тем, что композиция белок-крахмал составляет от примерно 2% до примерно 7% мясной эмульсии по весу.
35. Мясная эмульсия по п.18, отличающаяся тем, что на долю композиции белок-крахмал приходится от примерно 10% до примерно 20% общего белка мясной эмульсии.
36. Мясная эмульсия по п.18, отличающаяся тем, что мясной продукт составляет от примерно 40% до примерно 60% мясной эмульсии по весу.
37. Способ получения композиции белок-крахмал, включающий получение водной суспензии белкового материала, обработку суспензии при температуре от 75°С до 160°С и в течение времени от 2 с до 2 ч, эффективных для денатурации белкового материала, введение нежелатинизированного крахмала в суспензию денатурированного белкового материала при температуре суспензии ниже температуры желатинизации крахмала и распылительную сушку суспензии денатурированного белкового материала и крахмала при температуре, обеспечивающей связывание белкового материала и крахмала с образованием комплекса, но недостаточной для желатинизации крахмала, предпочтительно горячим воздухом, имеющим температуру от 288°С до 316°С.
38. Способ получения композиции белок-крахмал по п.37, отличающийся тем, что получают суспензию белкового материала, содержащую от примерно 2% до примерно 30% белкового материала по весу.
39. Способ получения композиции белок-крахмал по п.37, отличающийся тем, что белковый материал, входящий в состав композиции белок-крахмал, является казеином или растительным белковым материалом.
40. Способ получения композиции белок-крахмал по п.37, отличающийся тем, что суспензию обрабатывают при температуре от примерно 85°С до примерно 155°С в течение от примерно 5 с до примерно 15 с для денатурации белкового материала.
41. Способ получения композиции белок-крахмал по п.37, отличающийся тем, что суспензию обрабатывают при температуре, по крайней мере, около 121°С в течение, по крайней мере, 5 с для денатурации белкового материала.
42. Способ получения композиции белок-крахмал по п.37, отличающийся тем, что нежелатинизированный крахмал, добавляемый к суспензии денатурированного белкового материала, представляет собой водную суспензию нежелатинизированного крахмала, содержащую от примерно 20% до примерно 40% по весу нежелатинизированного крахмала.
43. Способ получения композиции белок-крахмал по п.37, отличающийся тем, что соотношение белкового материала и крахмала, входящих в состав композиции белок-крахмал, составляет от примерно 45:65 до примерно 80:20 в расчете на сухой вес.
44. Способ получения композиции белок-крахмал по п.43, отличающийся тем, что соотношение белкового материала и крахмала, входящих в состав композиции белок-крахмал, составляет от примерно 50:50 до примерно 70:30 в расчете на сухой вес.
45. Способ получения композиции белок-крахмал по п.37, отличающийся тем, что крахмал выбран из кукурузного крахмала, картофельного крахмала, пшеничного крахмала, рисового крахмала, марантового крахмала, крахмала из тапиоки и их смесей.
46. Способ получения мясной эмульсии, обладающей низкой вязкостью, которая при этом имеет высокую прочность геля и эмульсионную стабильность при приготовлении, включающий получение композиции белок-крахмал, образовавший комплекс с белковым материалом, причем крахмал находится в основном в его природном нежелатинизированном состоянии, получение водной смеси, содержащей композицию белок-крахмал и мясной продукт, и перемешивание смеси белок-крахмал и мясного продукта для получения мясной эмульсии при температуре ниже, чем температура желатинизации крахмала, входящего в состав композиции белок крахмал.
47. Способ получения мясной эмульсии п.46, отличающийся тем, что белковый материал, входящий в состав композиции белок-крахмал, является казеином или растительным белковым материалом.
48. Способ получения мясной эмульсии по п.46, отличающийся тем, что соотношение белкового материала и крахмала, входящих в состав композиции белок-крахмал, составляет от примерно 45:65 до примерно 80:20 в расчете на сухой вес.
49. Способ получения мясной эмульсии по п.48, отличающийся тем, что соотношение белкового материала и крахмала, входящих в состав композиции белок-крахмал, составляет от примерно 50:50 до примерно 70:30 в расчете на сухой вес.
50. Способ получения мясной эмульсии по п.46, отличающийся тем, что крахмал выбран из кукурузного крахмала, картофельного крахмала, пшеничного крахмала, рисового крахмала, марантового крахмала, крахмала из тапиоки и их смесей.
51. Способ получения мясной эмульсии по п.46, отличающийся тем, что водная смесь композиции белок-крахмал и мясного продукта содержит от примерно 2% до примерно 7% композиции белок-крахмал по весу.
52. Способ получения мясной эмульсии по п.46, отличающийся тем, что мясной продукт является рубленым мясом или консервированным мясом.
53. Способ получения мясной эмульсии по п.46, отличающийся тем, что дополнительно включает заполнение оболочки мясной эмульсией.
