Пищевой спред с непрерывной жировой фазой на основе в/м-эмульсии и способ производства пищевого спреда на основе в/м-эмульсии (варианты)
Изобретение относится к масложировой промышленности. Спред содержит от 0 до 0,1 мас.% от массы спреда частично замещенных глицеридов, от 25 до 60 мас.% от массы спреда непрерывной триглицеридной фазы и водную дисперсную фазу. При этом водная дисперсная фаза содержит натуральный загуститель в количестве, при котором водная дисперсия загустителя имеет пиковую вязкость по меньшей мере 70 единиц по шкале Брабендера. Приготавливают водную фазу и жировую фазу, смешивают две полученные фазы, чтобы получить предварительную эмульсию. Охлаждают и проводят рабочую обработку указанной эмульсии с получением пластичного спреда. По второму варианту, рабочую обработку проводят с целью инвертирования предварительной эмульсии с получением пластичного спреда. При этом водную фазу перед смешиванием нагревают до температуры пиковой вязкости загустителя. Изобретение позволяет получить спред с пониженным содержанием жира, который обладает стабильностью при температуре окружающей среды в отсутствии частично замещенных глицеридов. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 4 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к пищевой промышленности и, в частности, к пищевому спреду на основе эмульсии с непрерывной жировой фазой, для стабилизации которого не требуется присутствия частично замещенных глицеридов.
Современные процессы производства пищевых спредов на основе эмульсий типа «вода в масле» (В/М-эмульсии) в большинстве случаев используют моно- и/или диглицериды (частично этерифицированный глицерин, обозначаемый также как частично замещенные глицериды) в качестве эмульгаторов. В частности, спреды пониженной жирности с высоким содержанием дисперсной водной фазы невозможно получить без эффективных поверхностно-активных веществ, таких как моноглицериды, для достижения требуемой стабильности эмульсии (The Lipid Handbook, 1-е изд., с.227).
Длинноцепочечные частично замещенные глицериды и, в частности, моноглицериды являются очень эффективными и надежными пищевыми эмульгаторами, но, поскольку их получают с применением химического процесса, частично замещенные глицериды нельзя считать натуральными эмульгаторами.
Пищевой продукт, сертифицированный как экологически чистый или ЭКО-продукт, удовлетворяет потребностям быстро увеличивающейся группы потребителей. Его ингредиенты должны соответствовать официально признанным нормам (предписание ЕС 2092/91) для сертификации ЭКО-продуктов. Каждый ингредиент должен быть натуральным, что означает, что он должен быть натурального происхождения, должен быть получен только с помощью естественных процессов и, следовательно, не должен подвергаться никаким видам химической обработки.
В настоящее время нет возможности производить спреды с пониженным (около 40 мас.%) содержанием жира и стабильностью при температуре окружающей среды в течение, по меньшей мере, одной недели, которые можно было бы сертифицировать как ЭКО-продукты или, по меньшей мере, как натуральные продукты.
Некоторые спреды на основе молочного жира квалифицируются как ЭКО-продукты. Однако молочный жир не рафинируется и в большинстве случаев содержит до 3 мас.% натуральных эмульгаторов - фосфолипидов и частично замещенных глицеридов, которые образуются в процессе спонтанного гидролиза молочного жира. Следовательно, спред, приготовленный с молочным ингредиентом, может быть стабилизирован содержащимся в нем натуральным эмульгатором. В большинстве случаев в пищевом производстве используются жиры, из которых частично замещенные глицериды удалены рафинированием.
В WO 00/16638, WO 93/10665 и US 4882187 описаны способы производства спредов, которые не требуют добавления эмульгатора. Молочный продукт, в частности молочный жир, указан в перечне ингредиентов. Однако ни в одном из этих документов не рассматривается частная проблема приготовления спреда с пониженным содержанием жира.
Некоторые указанные далее ссылки содержат рекомендации по стабилизации В/М-эмульсий, которые, по утверждению заявителей, не содержат добавляемых эмульгаторов.
В JP 2000236810 вместо эмульгатора используется крахмал, который, однако, является химически модифицированным, то есть ненатуральным крахмалом. Более того, в заявке отсутствует информация о том, пригоден ли данный способ для приготовления спредов с пониженным содержанием жира.
JP 10/295271 относится к способу производству маргарина, который, как заявлено, не содержит эмульгатора. Однако его рецептура включает молочные ингредиенты, а сам способ требует применения не являющихся натуральными гидрогенизированных жиров, таких как гидрогенизированное рапсовое масло. Более того, вопросы стабилизации эмульсии-основы спредов с пониженным содержанием жира не рассматриваются.
ЕР 422 712 и ЕР 422 713 также касаются не содержащих эмульгатора В/М-спредов. Стабильность эмульсии достигается с помощью специального оборудования, включающего гомогенизатор и дополнительный скребковый теплообменник (SSHE), однако в этих заявках нет примеров производства спредов с пониженным содержанием жира, стабильных при температуре окружающей среды.
В ряде документов (ЕР 420315, US 4591507 и ЕР 584835) для загущения водной фазы используются нативные крахмалы, но обычно в присутствии частично замещенного глицерида, который, вероятно, и обеспечивает стабильность эмульсии, так как известно, что крахмалы, используемые в своем нативном виде, не способны стабилизировать эмульсию.
Настоящее изобретение относится к производству спреда с пониженным содержанием жира, который обладает стабильностью при температуре окружающей среды в отсутствие частично замещенных глицеридов.
Сущность изобретения
Нами разработан способ производства пищевого спреда с пониженным содержанием жира, обладающего стабильностью при температуре окружающей среды в отсутствие частично замещенных глицеридов, который предусматривает для приготовления водной фазы применение специальных загустителей и специального процесса.
Настоящее изобретение относится к спреду на основе В/М-эмульсии согласно пункту 1. Заявляется, что спред обладает стабильностью при температуре окружающей среды согласно пункту 1, если он получает оценку 1 или 2 балла по результатам, по меньшей мере, теста с процедуры оценки, которая является частью настоящего описания. Это означает, что спред остается стабильным в течение, по меньшей мере, семи дней при температуре окружающей среды 15°С и даже в течение, по меньшей мере, десяти недель при 5°С.
Изобретение включает также способ производства заявленного спреда с пониженным содержанием жира.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение предусматривает использование загущающих агентов (называемых также загустителями), которые характеризуются функциональной способностью повышать вязкость водной фазы, используемой для приготовления пищевой композиции.
Водная фаза, в которой диспергируется достаточное, но относительно небольшое количество загустителя при повышенной температуре, становится густой, но текучей при охлаждении до температуры окружающей среды.
Однако некоторые загустители, диспергированные в относительно высоких концентрациях в нагретой водной фазе, могут вызывать желирование водной фазы в процессе ее охлаждения до температуры окружающей среды. Такие загустители называются желирующими агентами, но они формируют гели только в том случае, когда используются в концентрациях выше их критической концентрации. При использовании же в концентрациях ниже критической они формируют только вязкие жидкости. Гель характеризуется тем, что он ведет себя не как жидкость. Он удерживает форму той емкости, в которой был сформирован, даже при удалении его из этой емкости.
Существует огромное количество разнообразных загустителей. Некоторые при использовании их в повышенных концентрациях образуют гели, другие - только повышают вязкость, даже если используются в высоких концентрациях. В контексте настоящего описания загуститель относится к веществу, повышающему вязкость водной фазы при его диспергировании в этой фазе, но использующемуся обычно в такой концентрации, при которой не происходит желирования водной фазы при температурах выше 15°С.
В контексте настоящего описания под температурой окружающей среды подразумеваются температуры в диапазоне от 15°С и выше. Вполне понятно, что чрезмерно высокие температуры окружающей среды (30°С и выше) отрицательно влияют на стабильность эмульсии любого спреда, включая спред согласно настоящему изобретению. Стабильность при температуре окружающей среды является отличительным свойством эмульсии, которое показывает, что нет необходимости в поддержании температуры хранения ниже 15°С в целях сохранения стабильности эмульсии.
Нами установлено, что стабильный при температуре окружающей среды спред с пониженным содержанием жира может быть получен только с использованием водной фазы, которая содержит загуститель, имеющий специфичный профиль вязкости. Такие загустители выбираются из большой группы веществ, известных как таковые и содержащих крахмалы, пектин, целлюлозу и производные целлюлозы, ксантан, каррагинан, галактоманнаны и белки. Некоторые из них квалифицируются как натуральные. Их особое влияние на стабильность спреда обусловлено специальным способом приготовления водной фазы, содержащей такой загуститель.
Из перечисленных выше загустителей натуральные крахмалы и модифицированные крахмалы являются хорошо известными ингредиентами для пищевых продуктов. Крахмалы называются натуральными, если они не подвергались никаким видам модифицирующей их обработки, кроме обработки нагревом, кислотой или отбеливающим агентом. Способы производства эмульсионных спредов обычно используют модифицированные, ненатуральные крахмалы. Если же присутствуют натуральные крахмалы, то эти крахмалы без специальной обработки водной фазы, в которой они диспергированы, не обеспечат получения стабильной эмульсии, даже при добавлении частично замещенного глицерида.
Настоящее изобретение использует загустители, в частности натуральные крахмалы, для обеспечения стабильности эмульсии. В присутствии частично замещенных глицеридов нет необходимости. Нами установлено, какие натуральные загустители пригодны для такого использования и какой способ необходим для приготовления собственно водной фазы, содержащей такие загустители.
Поскольку частично замещенные глицериды не являются необходимыми, изобретение предусматривает приготовление стабильного ЭКО-спреда с ЭКО-сертифицированным загустителем, в частности с нативным крахмалом, который является предпочтительным видом загустителя в настоящем изобретении.
Крахмалы и другие загустители, которые признаны пригодными для использования в настоящем изобретении, характеризуются наличием пика (максимума) вязкости их водных дисперсий при ее измерениях прибором для определения вязкости фирмы Брабендер. В дисперсии, используемой для измерения вязкости, концентрация загустителя должна быть такой, чтобы дисперсия с этой концентрацией загустителя имела максимальное значение вязкости, по меньшей мере, 70 BU (единиц прибора фирмы Брабендер). Предпочтительно, чтобы конечная вязкость той же водной дисперсии была, по меньшей мере, 60 BU. Измерения вязкости проводят согласно инструкции к прибору Вискограф фирмы Брабендер, если не оговорены иные условия и методика измерения вязкости в настоящем описании.
Для приготовления водной фазы, которая пригодна для спреда согласно изобретению, загуститель используется, по меньшей мере, в той же концентрации, в какой он использовался в дисперсии для измерения заявленного минимального пика вязкости в приборе фирмы Брабендер. Концентрация загустителя может быть увеличена до значения, вышеуказанного, но без превышения критической концентрации, которая превращает загуститель в желирующий агент.
Общей отличительной особенностью многих крахмальных загустителей, которые признаны пригодными для настоящего изобретения, является низкое содержание в них амилозы. Эти крахмалы не способны к образованию геля, по меньшей мере, тогда, когда они используются в концентрациях, пригодных для приготовления водной фазы согласно изобретению. Эти крахмалы являются преимущественно натуральными крахмалами, в частности нативными крахмалами. В контексте настоящего описания крахмал считается натуральным, если он не подвергался модифицирующей его обработке, кроме обработки нагревом, кислотой или отбеливающим агентом. Предпочтительными нативными крахмалами являются картофельный крахмал, маниоковый крахмал и крахмал восковидной кукурузы.
Ксантан, пектин и некоторые белки служат примерами не содержащих крахмала загустителей, которые являются натуральными и которые придают приготовленному соответствующим способом спреду с пониженным содержанием жира требуемую стабильность эмульсии. Загустители, такие как, например, рисовый крахмал и крахмал восковидного риса, хотя и широко применяются в производстве спредов, но для использования в настоящем изобретении они, по-видимому, непригодны. Для обеспечения стабильности эмульсии обычно требуется их совместное присутствие с частично замещенными глицеридами.
Загустители, признанные пригодными, могут использоваться в любых комбинациях и в любых соотношениях при производстве спреда при условии, что применяемые комбинации обладают заявленными критическими значениями вязкости.
Спреды согласно настоящему изобретению в отсутствие частично замещенных глицеридов остаются стабильными в течение, по меньшей мере, семи дней при температуре окружающей среды 15°С и, в зависимости от состава спреда, даже в течение шести недель при 25°С. Предпочтительно, чтобы для производства спреда использовались исключительно натуральные ингредиенты. Однако могут быть включены также и ненатуральные ингредиенты.
Спред согласно настоящему изобретению не содержит большого количества добавляемых частично замещенных глицеридов. Поскольку стабильность эмульсии налицо, спред должен содержать, по меньшей мере, 0,1 мас.%, во всяком случае, по меньшей мере, 0,05 мас.% частично замещенных глицеридов; содержание частично замещенных глицеридов в спреде согласно настоящему изобретению составляет от 0 до 0,1 мас.%, предпочтительно от 0 до 0,05 мас.%. Указанные диапазоны включают незначительные количества натуральных частично замещенных глицеридов, образовавшихся при гидролизе жиров. Такие концентрации недостаточно высоки для производства стабильного при температуре окружающей среды низкожирного спреда.
Дополнительным преимуществом изобретения является то, что дорогостоящие загустители, такие как желатин и модифицированные крахмалы, использующиеся в ранее заявленных композициях водной фазы, можно заменить более дешевым загустителем, в частности нативным крахмалом, при условии, конечно, что приготовление водной фазы осуществляется способом согласно настоящему изобретению.
В целях удобства водная фаза может быть приготовлена с использованием предварительно клейстеризованного крахмала, который представляет собой крахмал, полученный из одного из вышеперечисленных крахмалов путем его тепловой обработки, как описано в заявленном способе, и последующей сушки, например распылительной сушки. Этот предварительно клейстеризованный крахмал необходимо только растворить вместе с другими ингредиентами в водной фазе без последующего нагревания водной фазы до максимальной (пиковой) температуры.
Не останавливаясь на теории, мы полагаем, что 90 мас.%-100 мас.% крахмального загустителя, выбранного и обработанного согласно настоящему изобретению, присутствует в водной фазе в виде частиц, набухших за счет абсорбции воды, а 0 мас.% - 10 мас.% - в виде раздробленных крахмальных зерен. Дробление набухших крахмальных зерен происходит в процессе последующей обработки спреда, однако некоторые из них сохраняют свою целостность и могут быть идентифицированы в готовом продукте с помощью микроскопии.
Способы производства низкожирных спредов, начинающиеся с приготовления жировой фазы и имеющейся водной фазы, хорошо известны специалистам в этой области. Их подробное описание можно найти в различных учебниках, например K.A.Alexandersen - Margarine Processing Plants and Equipment (Vol.4, Bailey′s Industrial Oil and Fat Products, Wiley and Sons Inc., New York 1996).
Вискограф фирмы Брабендер - это хорошо известный прибор для измерения поведения вязкости диспергированных крахмалов и других загустителей в зависимости от температуры. Стандартная методика подготовки прибора к измерениям вязкости дисперсий крахмала или других загустителей приводится в настоящем описании. По диаграмме вискографа считывают вышеупомянутый пик (максимум) вязкости, а также конечную вязкость, которая представляет собой вязкость дисперсии загустителя после охлаждения до 30°С в конце измерений.
Вязкость дисперсий загустителя зависит от концентрации. Вискограф для измерения вязкости крахмалов работает с водной дисперсией, содержащей 3,3 мас.% крахмала. Полученные значения вязкости при максимальной температуре и конечной температуре относятся к дисперсиям с указанной концентрацией крахмала.
При использовании вискографа для измерения вязкости не содержащего крахмала загустителя необходимо сначала установить, какую концентрацию должна иметь дисперсия загустителя, чтобы прибор показал максимум вязкости, если нагревание осуществляется согласно инструкции к прибору. Минимальная концентрация такого загустителя при использовании его при производстве спреда заявленным способом - это самая низкая его концентрация, при которой в ходе измерений вязкости пик вязкости составит 70 BU. Более того, наиболее предпочтительные загустители имеют конечную вязкость, по меньшей мере, 60 BU при указанной концентрации. Если критический пик вязкости не может быть получен путем подбора концентрации загустителя, то такой загуститель следует считать не пригодным к использованию в настоящем изобретении.
Для крахмала минимальная концентрация составляет, по-видимому, около 2 мас.%, ксантана - примерно 0,5 мас.%, пектина - около 0,7 мас.% и для белка -примерно 3,5 мас.%. Хотя значение конечной вязкости не является критическим для получения хорошего спреда, тем не менее низкожирные эмульсии, приготовленные с загустителем, имеющим конечную вязкость >60 BU, намного лучше выдерживают высокие температуры окружающей среды в отсутствие, разумеется, частично замещенных глицеридов.
В целом производство низкожирного спреда согласно настоящему изобретению начинается с приготовления предварительной эмульсии с непрерывной жировой фазой или с непрерывной водной фазой. В последнем случае стадии обработки включают инверсию первоначальной М/В-эмульсии в требуемую В/М-эмульсию. Условия процесса инверсии известны из ранее опубликованных материалов. Проведение инверсии, начиная с М/В-эмульсии, рекомендуется в том случае, если конечная вязкость водной фазы выше 90 BU, и особенно тогда, когда конечная вязкость превышает 100 BU.
Способы, составляющие предмет настоящего изобретения, раскрываются в формуле изобретения.
Термины «предварительная смесь» и «предварительная эмульсия» являются взаимозаменяемыми и относятся к грубой эмульсии, называемой также дисперсией, которую получают путем первоначального смешивания водной фазы с жировой фазой.
Сначала готовится водная фаза путем смешивания всех ингредиентов водной фазы, включая выбранный загуститель. Затем водная фаза нагревается до температуры, соответствующей пику (максимуму) вязкости загустителя (в последующем обозначаемой термином «пиковая температура»). Если в качестве загустителя используется крахмал, то нагревание до температуры выше пиковой температуры вызывает разрушение набухших крахмальных зерен. Поэтому нагревание водной фазы прекращается при температуре, которая, предпочтительно, на несколько градусов Цельсия ниже пиковой температуры. Затем загущенная водная фаза смешивается с жировой фазой. В случае относительно высокой пиковой температуры водная фаза перед смешиванием охлаждается до пригодной для смешивания температуры, например, 60°С. Полученная предварительная смесь подвергается охлаждению и рабочей обработке традиционными для производства спредов способами. Крахмал, который был выбран согласно изобретению, может представлять собой так называемый предварительно клейстеризованный крахмал. Обработка водной фазы, содержащей такой крахмал, остается такой же, что и в случае использования обычного крахмала, описанного выше.
Возможен (не обязательно!) вариант, когда приготовление отдельной предварительной смеси заменяется прямым дозированием обеих приготовленных фаз, поступающих из соответствующих танков для их хранения в первый скребковый теплообменник (аппарат А - вотатор).
Концентрация загустителя в водной фазе равна, по меньшей мере, концентрации дисперсии, необходимой для измерения критического пика (максимума) вязкости, как указано в инструкции к прибору фирмы Брабендер. Однако эта концентрация не должна превышать концентрацию, которая приводит к превращению загущенной фазы в гель при температуре выше 15°С.
Установлен диапазон наиболее приемлемых концентраций некоторых традиционных загустителей, который составляет: для крахмалов - от 2 до 6 мас.%, для ксантана - от 0,5 до 1,0 мас.%, для пектина - от 0,4 до 1 мас.%, для белка - от 3,5 до 10 мас.%.
Таблица I показывает свойства водной дисперсии различных загустителей.
| Таблица I | |||||
| Вид крахмала | Концентрация водной дисперсии | Пик (максимум) вязкости | Пиковая температура | Конечная вязкость | Пригодность* |
| [мас.%] | [BU] | [°С] | [BU] | ||
| Картофельный крахмал | 3,3 | 91 | 92 | 163 | Да |
| Крахмал восковидной кукурузы | 3,3 | 106 | 83 | 60 | Да |
| Маниоковый крахмал | 3,3 | 76 | 79 | 95 | Да |
| Обработанный нагревом картофельный крахмал | 3,3 | 128 | 95 | 200 | Да |
| Рисовый крахмал | 3,3 | 29 | 90 | 46 | Нет |
| Крахмал восковидного риса | 3,3 | 13 | 82 | 23 | Нет |
| Ксантан | 0,5 | 72 | 40,8 | 82 | Да |
| Пектин | 0,7 | 172 | 40,4 | 158 | Да |
| Молочный белок | 3,5 | 73 | 42,6 | 0 | Да |
| * Оценивается как пригодный (Да) или не пригодный (Нет) для использования в дной фазе для приготовления спреда. |
Оборудование, ингредиенты и режимы, используемые для осуществления способа согласно изобретению (если они дополнительно не оговорены), являются традиционными для производства спредов.
Спред согласно настоящему изобретению содержит 25-60 мас.%, предпочтительно 25-40 мас.% жировой фазы. Жир в жировой фазе содержит триглицериды из растительных или животных источников. Растительные триглицериды включают соевое масло, подсолнечное масло, пальмовое масло, пальмоядровое масло, рапсовое масло как с высоким, так и с низким содержанием эруковой кислоты, кокосовое масло, оливковое масло, кунжутное масло, арахисовое масло, кукурузное масло или их смеси. Триглицериды из животных источников включают рыбий жир, твердый животный жир и молочный жир. Жировая фаза обычно представляет собой смесь масел и жиров. Заметим, что в контексте настоящего описания термины масло и жир являются взаимозаменяемыми. Жир, который является жидким при температуре окружающей среды, называется маслом.
Обычно структурированный жир, например гидрогенизированное пальмовое масло, образует часть композиции жировой фазы. Такой жир может быть подвергнут химической и/или физической модификации, например перемешиванию, гидрогенизации, фракционированию и/или переэтерификации.
Предпочтительно, чтобы жир, содержащийся в спредах согласно изобретению, содержал триглицериды из растительного источника. Предпочтительно, чтобы жир был натуральным.
В большинстве случаев состав жира в жировой фазе не является критическим. С органолептической точки зрения предпочтительно использовать жир, который имеет содержание твердой фракции при 35°С менее 5 мас.% (в пересчете на массу жира), более предпочтительно - менее 3 мас.%. Для достижения хорошей намазываемости содержание твердого жира при 20°С должно составлять от 5 до 30 мас.%, предпочтительно от 5 до 20 мас.%. При 5°С содержание твердого жира должно составлять от 5 до 50 мас.%, предпочтительно от 10 до 40 мас.%.
Содержание твердого жира (величина N) показывает количество жира, присутствующее в твердом состоянии, и выражается в мас.% от общего содержания жира. Величину N удобно определять методом, описанным в "Fctte, Seifen, Anstrichmittel", 80 (1978), 180-186.
В каждом конкретном случае состав жира зависит от требуемой консистенции готового продукта, который может представлять собой спред в пачках, тубах из жесткого материала или трубах из мягкого материала.
Необязательными ингредиентами спреда являются ароматизаторы, лактоза, соль, консерванты, подкислители, витамины и красители. Композиции могут включать молочные ингредиенты, например белки из любого молочного источника.
Величина рН спреда устанавливается от 3 до 10, предпочтительно от 3,5 до 5,5, с помощью пригодного для этой цели подкислителя, например молочной или лимонной кислоты.
Оптимальные органолептические показатели (быстрое расщепление эмульсии во рту, отсутствие привкуса воска при разжевывании) готового продукта достигаются в том случае, если жировая фаза полностью расплавляется при 20-45°С, более предпочтительно при 30-37°С.
Охлаждение и обработка предварительной смеси осуществляется ранее описанными способами с применением последовательно соединенных скребковых теплообменников (А-установки) и, по меньшей мере, одного штифтового смесителя (С-установка).
В предпочтительном варианте предварительно составленная смесь пропускается через А1-А2-А3-С-последовательность из трех скребковых теплообменников и штифтового смесителя. Согласно способу без проведения инверсии эмульсии наиболее приемлемые температуры на выходе из А-установок (скорость вращения вала 800 об/мин) составляют последовательно: (на выходе из А1) 25±2°С, (на выходе из А2) 18±2°С, (на выходе из A3) 9±2°С. Наиболее пригодным для способа мелкомасштабным штифтовым смесителем является смеситель объемом 3 литра и скоростью вращения вала от 150 до 600 об/мин, обычно - 250 об/мин.
Согласно способу с проведением инверсии эмульсии наиболее приемлемые температуры на выходе из А-установок (скорость вращения вала 800 об/мин) составляют последовательно: (на выходе из А1) 20±2°С, (на выходе из А2) 12±2°С, (на выходе из A3) 7±2°С. Штифтовый смеситель, в котором осуществляется стадия инверсии, является высокоскоростным штифтовым смесителем со скоростью вращения вала предпочтительно около 800 об/мин.
Методика измерений вязкости прибором Вискограф фирмы Брабендер
Вискограф фирмы Брабендер - это хорошо известное устройство для измерения вязкости преимущественно крахмальных дисперсий, применение которого в крахмалопаточной промышленности фактически является стандартным методом уже в течение более полувека. Для принятия решения о пригодности того или иного загустителя для использования в производстве спреда согласно настоящему изобретению необходимо предварительно настроить прибор на измерение вязкости водной дисперсии. Вискограф дает диаграмму зависимости значений вязкости от температуры.
Для настройки вискографа, например, на крахмал проводят измерения вязкости суспензии, приготовленной путем диспергирования в воде 15 г крахмала (или другого загустителя) до получения общего объема 450 мл. Вал вискографа, вращающийся со скоростью 75 об/мин, должен быть полностью закрыт крахмальной суспензией. По мере постепенного повышения температуры суспензии ее вязкость непрерывно контролируется путем постоянных замеров. Колебания температуры обеспечивают указанный ниже режим нагрева. Вискограф снабжен устройством для построения диаграммы зависимости измеренных значений вязкости, выраженных в BU, от температуры суспензии.
Согласно методике измерений с помощью вискографа режим нагрева предусматривает нагревание суспензии с 45 до 90°С при постоянной скорости 1,5°С в минуту с выдержкой при температуре 90°С в течение 15 минут, охлаждение суспензии до 30°С при скорости 1,5°С в минуту с выдержкой при температуре 30°С в течение 15 минут.
Определенная с помощью вискографа максимальная вязкость дисперсии пригодного загустителя обозначается термином «пиковая вязкость». Температура, при которой достигается пиковая вязкость, обозначается термином «пиковая температура» или, в случае крахмального загустителя, «температура клейстеризации». Значение вязкости, измеренное в конце цикла измерений (30°С), представляет собой так называемую «конечную вязкость». Измеренное значение пиковой вязкости должно превышать заявленное для того или иного загустителя значение вязкости: только в этом случае загуститель оценивается как пригодный к использованию в соответствующей водной фазе. Вид загустителя и его установленная пиковая температура являются важными параметрами в приготовлении водной фазы.
Оценка стабильности эмульсии
Стабильность эмульсии оценивается с помощью теста, который традиционно используется для определения стабильности спреда и который осуществляется путем интенсивного намазывания образцов продукта на толстую бумагу. Образцы a, b и с отбираются после хранения образцов спреда в течение:
а -1 недели при 5°С,
b -10 недель при 5°С,
с - 1 недели при 15°С, последующего хранения в течение 2 дней при 25°С и заключительного хранения в течение 1 дня при 10°С (температурный цикл).
Результаты теста оцениваются следующими баллами:
1 - отличная намазываемость: нет признаков размягчения в процессе намазывания,
2 - хорошая намазываемость: продукты размягчаются после намазывания,
3 - умеренная намазываемость: продукты показывают видимые капельки масла или воды после намазывания,
4 - неудовлетворительная намазываемость: продукты показывают крупные капли воды или масла,
5 - продукт полностью расслаивается.
Спреды считаются стабильными при температуре окружающей среды согласно пункту 1, если они проходят, по меньшей мере, тест c с оценкой 1 или 2 балла.
Настоящее изобретение поясняется следующими примерами.
Приведенное в настоящем описании процентное количество указано в мас.%, если нет ссылки на другую размерность.
Примеры 1-6
Приготовление спреда без проведения процесса инверсии
Состав фаз, значение критической вязкости загустителя и балльные оценки стабильности приводятся в таблице II.
| Таблица II | ||||||
| ПРИМЕР | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Жировая фаза | % | % | % | % | % | % |
| Жир | 60,00 | 40,00 | 40,00 | 40,00 | 40,00 | 40,00 |
| Лецитин | 0,24 | 0,24 | 0,24 | 0,24 | 0,24 | 0,24 |
| Натуральный краситель | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 |
| Водная фаза | ||||||
| Вода | 37,26 | 57,26 | 56,76 | 55,26 | 55,26 | 55,26 |
| Кукурузный крахмал | 1,05 | |||||
| Крахмал восковидной кукурузы | 1,00 | 1,00 | 1,50 | 3,00 | 1,95 | |
| Картофельный крахмал | 3,00 | |||||
| Сухое обезжиренное молоко | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 |
| Соль | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| Успешность обработки В/М-эмульсии | да | нет | нет | да | да | нет |
| Тест на намазываемость а | 1 | 1 | 1 | |||
| Тест на намазываемость b | 1 | 1 | 2 | |||
| Тест на намазываемость с | 1 | 1 | 1 | |||
| Вязкость (в единицах прибора фирмы Брабендер) | ||||||
| Пиковая вязкость (требуемая:>70) | 100 | 60 | 95 | 140 | 105 | 135 |
| Конечная вязкость (требуемая: предпочтительно>60) | 60 | 25 | 55 | 100 | 95 | 265 |
Для охлаждения и обработки предварительно приготовленная эмульсия из обеих фаз пропускается через А1-А2-А3-С-последовательность из трех скребковых теплообменников и одного штифтового смесителя. Температуры на выходе из А-установок (скорость вращения вала 800 об/мин) составляют последовательно: (на выходе из А1) 25±2°С, (на выходе из А2) 18±2°С, (на выходе из A3) 9±2°С. Объем штифтового смесителя составляет 3 литра, скорость вращения вала - 250 об/мин.
Только образцы 1, 4 и 5 удалось получить способом без применения процесса инверсии, как описано выше. Попытки применить указанный способ к образцам 2, 3 и 6 не увенчались успехом, так как спустя несколько минут после приготовления предварительная смесь с непрерывной жировой фазой вновь превращалась в первоначальную смесь с непрерывной водной фазой.
В примерах 9-12 были успешно использованы одинаковые загустители. Образцы 1, 4 и 5 были стабильными к температурам, что показали результаты тестов на намазываемость a, b и с: не наблюдалось видимых капель масла или воды. Спреды оставались стабильными даже в условиях теста с с температурным циклом.
Примеры 7-17
Приготовление спреда с применением процесса инверсии
Состав фаз, значение критической вязкости загустителя и балльные оценки стабильности приводятся в таблицах IIIa и IIIb.
Для охлаждения и обработки предварительно приготовленная эмульсия из обеих фаз пропускается через А1-А2-А3-С последовательность из трех скребковых теплообменников и одного штифтового смесителя. Температуры на выходе из А-установок (скорость вращения вала 800 об/мин) составляют последовательно: (на выходе из А1) 20±2°С, (на выходе из А2) 12±2°С, (на выходе из A3) 7±2°С. Скорость вращения вала высокоскоростного штифтового смесителя, в котором осуществляется стадия инверсии, составляет около 800 об/мин.
Все образцы удалось успешно получить с применением процесса инверсии. Только образцы 13 и 14 не прошли тесты на намазываемость, что можно было ожидать из-за неадекватных значений вязкости в BU использованного в качестве загустителя рисового крахмала.
| Таблица IIIa | ||||||
| ПРИМЕР | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| Жировая фаза | % | % | % | % | % | % |
| Жир | 40 | 40 | 40 | 40 | 34 | 40 |
| Лецитин | 0,24 | 0,24 | 0,24 | 0,24 | 0,24 | 0,24 |
| Натуральный краситель | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 |
| Водная фаза | ||||||
| Вода | 56,3 | 55,3 | 56,3 | 55,3 | 61,7 | 56,3 |
| Маниоковый крахмал | 2,00 | 3,00 | ||||
| Картофельный крахмал | 2,00 | 3,00 | 4,00 | |||
| Крахмал восковидной кукурузы | 2,00 | |||||
| Сухое обезжиренное молоко | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 | |
| Соль | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | |
| Завершенность инверсии | да | да | да | да | да | да |
| Тест на намазываемость а | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Тест на намазываемость b | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 |
| Тест на намазываемость с | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Вязкость (в единицах прибора фирмы Брабендер) | ||||||
| Пиковая вязкость(требуемая: >70) | 72 | 115 | 120 | 135 | 220 | 105 |
| Конечная вязкость (требуемая: предпочтительно >60) | 105 | 130 | 240 | 265 | 325 | 70 |
Образец 11, имеющий самое низкое содержание жира, был подвергнут чрезмерно интенсивной температурной обработке. Даже спустя шесть недель хранения при 30°С этот образец с «чувствительной стабильностью» оставался тем не менее стабильным и не показал образования капель масла или воды.
| Таблица IIIb | |||||
| ПРИМЕР | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| Жировая фаза | % | % | % | % | % |
| Жир | 40 | 40 | 38 | 38 | 38 |
| Лецитин | 0,24 | 0,24 | 0,24 | 0,24 | 0,24 |
| Натуральный краситель | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 | 0,10 |
| Водная фаза | |||||
| Вода | 55,3 | 55,3 | 60,6 | 60,4 | 51,1 |
| Рисовый крахмал | 3,00 | ||||
| Крахмал восковидного риса | 3,00 | ||||
| Ксантан | 0,56 | ||||
| Пектин (Vidochrem D) | 0,7 | ||||
| Сухое обезжиренное молоко (содержит 35% молочного белка) | 0,40 | 0,40 | 10,0 | ||
| Соль | 1,00 | 1,00 | 0,56 | 0,56 | 0,56 |
| Завершенность инверсии | да | да | да | да | да |
| Тест на намазываемость а | 4 | 3 | 1 | 1 | 1 |
| Тест на намазываемость b | 5 | 5 | 1 | 1 | 1 |
| Тест на намазываемость с | 4 | 5 | 2 | 2 | 2 |
| Вязкость (в единицах прибора фирмы Брабендер) | |||||
| Пиковая вязкость (требуемая: >70) | 55 | 25 | 72 | 172 | 73 |
| Конечная вязкость (требуемая: предпочтительно >60) | 70 | 65 | 82 | 158 | 0 |
В образцах 15-17 использовались не сдержащие крахмала загустители. С ксантаном и пектином были получены стабильные эмульсии. Образец 17 показал стабильность в хранении, которая была хорошей при 5°С, однако менее хорошей при температуре окружающей среды. Загуститель на основе молочного белка показал хорошую пиковую вязкость, но неадекватную конечную вязкость.
1. Пищевой спред с непрерывной жировой фазой на основе В/М-эмульсии, стабильный при температуре окружающей среды, который содержит от 0 до 0,1 мас.% от массы спреда частично замещенных глицеридов, от 25 до 60 мас.% от массы спреда непрерывной триглицеридной фазы и дисперсную водную фазу, причем указанная водная фаза содержит натуральный загуститель в количестве, при котором водная дисперсия загустителя имеет пиковую вязкость по меньшей мере 70 BU.
2. Спред по п.1, отличающийся тем, что общая концентрация частично замещенных глицеридов не превышает 0,05 мас.%
3. Спред по п.1, отличающийся тем, что загустителем является нативный крахмал.
4. Спред по п.3, отличающийся тем, что минимальная концентрация загустителя составляет 2 мас.%
5. Спред по п.3, отличающийся тем, что крахмал выбирается из группы, включающей картофельный крахмал, маниоковый крахмал, кукурузный крахмал и крахмал восковидной кукурузы.
6. Спред по п.1, отличающийся тем, что загуститель выбирается из группы, включающей пектин, целлюлозу и производные целлюлозы, ксантан, каррагинан и галактоманнаны.
7. Спред по п.1, отличающийся тем, что загуститель является пектином, минимальная концентрация которого составляет 0,7 мас.%, или ксантаном, минимальная концентрация которого составляет 0,5 мас.%.
8. Спред по п.1, отличающийся тем, что загуститель является белком, предпочтительно молочным белком или соевым белком.
9. Спред по п.1, отличающийся тем, что загуститель является белком, минимальная концентрация которого составляет 3,5 мас.%.
10. Спред по п.1, отличающийся тем, что загуститель имеет конечную вязкость 60 единиц по шкале Брабендера при указанной минимальной концентрации согласно указанному Brabender Viscograph Protocol.
11. Спред по п.1, отличающийся тем, что он содержит только натуральные ингредиенты и изготовляется естественной обработкой.
12. Спред по п.1, отличающийся тем, что спред проходит тест на стабильность эмульсии, приведенный в настоящем описании, с балльной оценкой 1 или 2.
13. Спред по п.1, отличающийся тем, что в нем присутствует небольшое количество частично замещенных глицеридов.
14. Способ производства пищевого спреда на основе В/М-эмульсии по любому из пп.1-13, который включает стадии
а) приготовления водной фазы из обычных для водной фазы ингредиентов и жировой фазы из обычных для жировой фазы ингредиентов,
б) смешивания таких количеств водной фазы и жировой фазы, чтобы получить предварительную эмульсию, которая содержит 25-60 мас.%, предпочтительно 25-40 мас.%, непрерывной жировой фазы,
в) охлаждения и рабочей обработки указанной эмульсии с получением пластичного спреда на основе В/М-эмульсии, отличающийся тем, что композиция водной фазы включает загуститель, вид и концентрация которого оговорены в каждом из вышеизложенных пунктов, и тем, что водная фаза перед смешиванием с жировой фазой нагревается до температуры пиковой вязкости загустителя, а затем смешивается с жировой фазой.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что загустителем является крахмал, предпочтительно предварительно клейстеризованный крахмал.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что загустителем является нативный крахмал.
17. Способ по п.15, отличающийся тем, что крахмал выбирается из группы, включающей картофельный крахмал, маниоковый крахмал, кукурузный крахмал или крахмал восковидной кукурузы.
18. Способ по п.14, отличающийся тем, что загуститель выбирается из группы, включающей пектин, целлюлозу и производные целлюлозы, ксантан, каррагинан и галактоманнаны.
19. Способ по п.14, отличающийся тем, что загустителем является белок, предпочтительно молочный белок или соевый белок.
20. Способ по п.14, отличающийся тем, что содержание частично замещенных глицеридов в предварительной эмульсии составляет 0-0,1 мас.%, предпочтительно 0-0,05 мас.%.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что в предварительной эмульсии присутствует небольшое количество частично замещенных глицеридов.
22. Способ по любому из пп.14-19 и 21, отличающийся тем, что используются только такие ингредиенты, которые квалифицируются как натуральные.
23. Способ производства пищевого спреда на основе В/М-эмульсии по любому из пп.1-13, который включает стадии
а) приготовления водной фазы из обычных для водной фазы ингредиентов и жировой фазы из обычных для жировой фазы ингредиентов,
б) смешивания таких количеств водной фазы и жировой фазы, чтобы получить предварительную эмульсию, которая содержит 25-60 мас.%, предпочтительно 25-40 мас.%, диспергированной жировой фазы,
в) охлаждения и рабочей обработки традиционными способами полученной эмульсии с целью инвертирования предварительной эмульсии, приготовленной на стадии б), и получения в заключение пластичного спреда на основе В/М-эмульсии, отличающийся тем, что композиция водной фазы включает загуститель, вид и концентрация которого оговорены в пп.1-10, и тем, что водная фаза перед смешиванием с жировой фазой нагревается до температуры пиковой вязкости загустителя, а затем смешивается с жировой фазой.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что загустителем является крахмал, предпочтительно предварительно клейстеризованный крахмал.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что загустителем является нативный крахмал.
26. Способ по п.24, отличающийся тем, что крахмал выбирается из группы, включающей картофельный крахмал, маниоковый крахмал, кукурузный крахмал или крахмал восковидной кукурузы.
27. Способ по п.23, отличающийся тем, что загуститель выбирается из группы, включающей пектин, целлюлозу и производные целлюлозы, ксантан, каррагинан и галактоманнаны.
28. Способ по п.23, отличающийся тем, что загустителем является белок, предпочтительно молочный белок или соевый белок.
29. Способ по п.23, отличающийся тем, что содержание частично замещенных глицеридов в предварительной эмульсии составляет 0-0,1 мас.%, предпочтительно 0-0,05 мас.%.
30. Способ по п.29, отличающийся тем, что в предварительной эмульсии присутствует небольшое количество частично замещенных глицеридов.
31. Способ по любому из пп.23-28 и 30, отличающийся тем, что используются только такие ингредиенты, которые квалифицируются как натуральные.
