Многослойный съедобный влагобарьер для пищевых продуктов
Изобретение относится к технологии производства многокомпонентных пищевых продуктов, содержащих компоненты с различным влагосодержанием и водной активностью. Многослойный съедобный влагобарьер включает, по меньшей мере, один липидный слой и гибкий гидрофобный слой. Липидный слой содержит от 65 до 99 вес.% съедобной низкоплавкой триглицеридной смеси с температурной плавления 35°С и от 1 до 35 вес.% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида с температурой плавления 70°С и выше. Липидный слой имеет содержание твердого жира от 50 до 70% при температуре от 15 до 25°С и содержит микродисперсные частицы высокоплавкого липида размером не более 0,1 микрона в достаточном количестве, чтобы предотвратить утечку жидкого жира из кристаллической жировой сети. Изобретение позволяет создать многослойный съедобный влагобарьер, обладающий достаточной механической гибкостью, органолептически допустимой различными видами пищи в интервале температур хранения и использования. 5 н. и 29 з.п. ф-лы, 2 табл.
Настоящее изобретение относится к съедобному многослойному влагобарьеру, подходящему для использования в пищевых продуктах. В частности, многослойный съедобный влагобарьер используется для предотвращения и/или ингибирования миграции влаги в многокомпонентном пищевом продукте и является гибким. Многослойный съедобный влагобарьер по изобретению включает липидный слой и гибкий гидрофобный слой.
У многих пищевых продуктов для сохранения оптимальных органолептических свойств, качества и вкуса должны поддерживаться уровни влагосодержания. Миграция влаги в готовых пищевых продуктах может серьезно ухудшить их качество, стабильность и органолептические свойства. Кроме того, многие нежелательные химические и ферментативные реакции протекают в продуктах со скоростью, зависящей от влагосодержания продуктов. Чрезмерные скорости указанных реакций могут способствовать появлению нежелательных изменений вкуса, цвета, строения и питательной ценности пищевых продуктов.
В многокомпонентных пищевых продуктах, в частности в продуктах, содержащих компоненты с различными влагосодержанием и водной активностью (например, в расфасованных сырах и крекерах, расфасованных bagel и сливочных сырах и т.п.), влага может мигрировать между смежными компонентами, ухудшая характеристики и органолептические свойства компонентов. Помимо ухудшения качества готовых пищевых продуктов миграция влаги может затруднять производство и распределение пищевых продуктов. Так, например, сыр в сыро-крекерном продукте может высохнуть, тогда как в это же самое время крекер теряет свою рассыпчатость.
Один способ предотвращения миграции влаги в пище включает покрытие одной или более поверхностей пищевого продукта съедобным влагобарьером. Такие барьеры должны иметь низкую влагопроницаемость для того, чтобы предотвратить миграцию воды между областями различной активности воды. Кроме того, барьер должен полностью покрывать поверхность пищи, включая трещины, и иметь хорошую адгезию к поверхности пищевого продукта. Влагобарьер должен быть достаточно прочным, мягким и гибким, чтобы образовывать сплошную поверхность, которая не будет растрескиваться при обращении, еще может быть легко проницаемой в процессе потребления. Кроме того, органолептические свойства барьерной пленки вкуса, послевкусия и ощущения во рту должны быть незаметными, так что потребитель не чувствует барьера при потреблении пищевого продукта. Наконец, влагобарьер должен быть легким в изготовлении и легким в использовании.
Поскольку липиды, такие как масла, жиры и воски, состоят из липофильных водонерастворимых молекул, способных образовывать водонепроницаемую структуру, они были исследованы для использования в влагобарьерных пленках. Относительно маслянистых материалов, производных от липидов (т.е. сложных полиэфиров сахарозы, ацетилированных моноглицеридов и т.п.), и/или других пленкообразующих липидов было показано, что если используется нежелательно толстое покрытие, барьер является недостаточно эффективным для пищевых продуктов, требующих длительного срока годности при хранении. Такие пленкообразующие липиды имеют тенденцию становиться нестабильными в обычных условиях практического использования и терять целостность пленки и барьерную эффективность. Помимо структурной нестабильности, такой как выделение масла или растрескивание при обращении или при изменении температуры, такие липидсодержащие влагобарьеры имеют недостатки органолептической неприемлемости, так как они обычно имеют жирное или воскообразное ощущение во рту.
Соответственно, многие барьеры в технике используют водонепроницаемый липид в сочетании с гидроколлоидами или полисахаридами (например, альгинат, пектин, каррагенан, производные целлюлозы, крахмал, гидролизаты крахмала и/или желатин) с образованием гелевых структур или сшитых полужестких матриц для улавливания и/или фиксации неводного или липидного материала. Во многих случаях указанные компоненты формуются в виде двухслойных пленок. Указанные двухслойные пленки могут быть предварительно отлиты и наложены на поверхность пищи как независимая пленка с липидным слоем, ориентироваанным по отношению к компоненту с наиболее высокой водной активностью. См., например, патенты США 4671963 (от 9 июня 1987 г.), 4880646 (от 14 ноября 1987 г.), 4915971 (от 10 апреля 1990 г.) и 5130151 (от 14 июля 1992 г.).
Однако имеется ряд недостатков, связанных с указанными известными влагобарьерами. Сами гидроколлоиды являются гидрофильными и/или водорастворимыми и, таким образом, имеют тенденцию абсорбировать воду со временем. Абсорбция воды гидрофильным материалом в таких влагобарьерах значительно ускоряется, когда пленка находится в прямом контакте с пищей, имеющей влагоактивность (Aw) выше 0,75. Кроме того, некоторые гидроколлоиды имеют тенденцию делать барьеры довольно жесткими, требующими введения гидрофильного пластификатора (например, полиола) для увеличения гибкости. Указанные пластификаторы являются часто сильными связующими влаги, таким образом способствуя миграции влаги в барьерах и снижению структурной стабильности и эффективности барьеров. Кроме того, структура и требуемая толщина некоторых из указанных барьеров часто делают их присутствие заметным и нежелательным, когда продукт потребляется. Для формования указанных пленок требуются дополнительные стадии переработки (например, отливка и сушка), делающие их, таким образом, трудными для использования в высокоскоростном серийном производстве.
Съедобные многослойные влагобарьеры, предусмотренные настоящим изобретением, представляют собой значительное улучшение влагобарьеров уровня техники и решают проблемы, связанные с влагобарьерами уровня техники.
Настоящее изобретение обеспечивает многослойный съедобный влагобарьер для пищевых продуктов. Указанный многослойный съедобный влагобарьер является высокоэффективным в предотвращении миграции влаги в многокомпонентном пищевом продукте между пищевыми компонентами, имеющими разную влагоактивность и/или влагосодержание при заданной температуре хранения. Многослойный съедобный влагобарьер является эффективным для обеспечения барьера с достаточной механической гибкостью, органолептически допустимой различными видами пищи в интервале температур хранения и использования. Многослойный съедобный влагобарьер может легко наноситься промышленным оборудованием. Многослойный съедобный влагобарьер является гибким и, таким образом, не растрескивается легко при обращении или использовании.
Многослойный съедобный влагобарьер настоящего изобретения включает липидный слой и гибкий гидрофильный слой. Предпочтительно, липидный слой также является гибким. Липидный слой образован из композиции, содержащей от 0 до около 35% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида, имеющего температуру плавления около 70°С или выше, и съедобную низкоплавкую триглицеридную смесь, имеющую температуру плавления около 35°С или ниже. Для целей данного изобретения термин «съедобная низкоплавкая триглицеридная смесь» включает единственный съедобный низкоплавкий триглицерид и, предпочтительно, смеси таких триглицеридов. Такие смеси триглицеридов обычно включают природные полностью или частично гидрированные съедобные жиры и масла, фракционированные съедобные жиры и масла и/или негидрированные съедобные жиры и масла, имеющие подходящее распределение содержания твердого жира ((SFC)(СТЖ)) (как подробно рассмотрено ниже). Подходящие съедобные низкоплавкие триглицериды включают окислительно стабильные природные гидрированные и/или фракционированные растительные масла или животные жиры, включая, например, кокосовое масло, рапсовое масло, соевое масло, пальмовое масло, пальмоядровое масло, подсолнечное масло, кукурузное масло, канола-масло, хлопковое масло, арахисовое масло, масло какао, безводный молочный жир, лярд, мясной жир и т.п., а также их смеси. Предпочтительные съедобные низкоплавкие триглицериды должны быть стойкими к окислению и/или гидролизу и включают канола-масло, пальмовое масло, пальмоядровое масло, кокосовое масло, частично гидрированное соевое масло и их смеси. Кроме того, липидный слой может также содержать до около 35% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида, имеющего температуру плавления около 70°С или выше. При включении в липидный слой съедобный микродисперсный высокоплавкий липид не должен содержать достаточное количество крупных частиц (обычно около 50 мкм или более), чтобы не придать крупнозернистую структуру пищевому продукту, в котором используется влагобарьер. Предпочтительно, съедобный микродисперсный высокоплавкий липид имеет среднеобъемный размер частиц (как измерено, например, с использованием лазерного классификатора частиц Horiba LA-900 от фирмы Horiba Instrument, Inc., Эрвин, Калифорния) около 10 мкм или менее (предпочтительно, около 1-5 мкм), причем, по меньшей мере, около 5% микродисперсных частиц липида имеет размер частиц 1 мкм или менее. Данная композиция имеет уникальные термомеханические свойства, что делает ее идеальной в качестве съедобного влагонепроницаемого барьера для использования в пищевых продуктах.
В важном аспекте липидный слой обеспечивает барьер, в котором содержание твердого жира ((SFC)(СТЖ)) не изменяется более чем на около 5%, если температура хранения изменяется на около ± 5°С. Изменения более чем на около 5% могут ухудшить эффективность барьера. В наиболее предпочтительном варианте выполнения, СТЖ липидного слоя при температуре хранения продукта составляет около 50-70%, предпочтительно, около 55-70% и, наиболее предпочтительно, около 60-65% при температуре хранения продукта (т.е. около 0-5°С для условий хранения при охлаждении и около 15-25°С для хранения в окружающих условиях). Для того чтобы получить желаемые органолептические свойства, СТЖ липидного слоя должно изменяться менее чем на около 20% при температурах в интервале около 20-37°С и менее чем на около 35% при температуре в интервале от 37 до около 60°С. Указанные характеристики обеспечивают влагобарьер с быстрым и чистым расплавлением и без воскоподобного ощущения во рту.
Обычно липидный слой включает около 65-100% съедобной низкоплавкой триглицеридной смеси и около 0-35% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида. Предпочтительно, липидный слой содержит около 65-95% съедобной низкоплавкой триглицеридной смеси и около 5-25% съедобного высокоплавкого липида; наиболее предпочтительно, композиция содержит около 85-92% съедобной низкоплавкой триглицеридной смеси и около 8-15% съедобного высокоплавкого липида. Липидный слой имеет толщину от около 50 мкм до около 1 мм и, более предпочтительно, около 125-300 мкм.
Как отмечено выше, липидный слой может содержать дисперсию твердых частиц (т.е. микродисперсный высокоплавкий липид). В таких случаях липидная пленка, предпочтительно, содержит около 0,1-30% твердых частиц по отношению к массе липидной пленки. Примеры твердых частиц, которые могут быть диспергированы в липидном слое, включают шоколад, арахисовое масло, кондитерский крем и т.п., а также их смеси. Как также отмечено выше, распределение частиц по размеру должно обеспечивать непескоподобное ощущение, когда пищевой продукт потребляется. Частицы могут быть любого размера, и они диспергируются в композиции липидного слоя с использованием традиционных технологий и оборудования смешения.
Многослойный съедобный влагобарьер дополнительно включает гибкий гидрофобный слой. Гибкий гидрофобный слой может включать воски, сложные эфиры уксусной кислоты моноглицеридов, сложные эфиры янтарной кислоты моноглицеридов, сложные эфиры лимонной кислоты моноглицеридов, сложные моноэфиры пропиленгликоля, триглицериды, содержащие по меньшей мере одну С2-С4 жирную кислоту и по меньшей мере одну С12-С24 жирную кислоту, альфа-кристаллообразующие липиды и их смеси. Гибкий гидрофобный слой является обычно толщиной от около 50 мкм до около 1 мм и, предпочтительно, толщиной около 125-300 мкм.
Настоящее изобретение также предусматривает способ предотвращения миграции влаги между пищевыми компонентами, имеющими различные уровни влагосодержания. В данном варианте выполнения, многослойный съедобный влагобарьер является особенно эффективным для использования в многокомпонентной пищевой продукции с по меньшей мере одним компонентом, имеющим Aw более около 0,75. Многослойный съедобный влагобарьер по изобретению имеет низкую влагопроницаемость, хорошую гибкость и является легким в изготовлении и используется с рядом пищевых продуктов. Рецептуру съедобного многослойного влагонепроницаемого барьера специально составляют для заданной температуры хранения пищевого продукта, и он является эффективным для покрытия поверхности пищи полностью и создания барьера, который является достаточно прочным, стабильным и нехрупким, с образованием поверхности, которая является стойкой к растрескиванию в процессе обращения и хранения (при температурах охлаждения или окружающей среды), но является легкопроницаемой в процессе потребления. Многослойный съедобный влагобарьер имеет органолептические свойства вкуса, послевкусия и ощущения во рту, которые являются по существу незаметными, так что потребитель не чувствует присутствие барьера при потреблении пищевого продукта. Многослойный съедобный влагобарьер по изобретению является эффективным для снижения миграции влаги между пищевыми компонентами в течение 21 дня хранения по меньшей мере на 90%, более предпочтительно по меньшей мере на 99% и, наиболее предпочтительно по меньшей мере на 99,9%, по сравнению с пищевыми компонентами, когда влагобарьер не присутствует. Многослойный съедобный влагобарьер по изобретению, кроме того, является эффективным для увеличения срока хранения при охлаждении пищевого продукта, содержащего влагобарьер по меньшей мере в 8 раз, и, более предпочтительно по меньшей мере в 16 раз, по сравнению с пищевым продуктом, в котором влагобарьер не присутствует. Это обычно пересчитывается в срок хранения при охлаждении многокомпонентного пищевого продукта четыре месяца или более.
Настоящее изобретение также предусматривает способ снижения миграции влаги между пищевыми компонентами. В этом способе многослойный съедобный влагобарьер приводят в контакт с пищевым компонентом в количестве, эффективном для снижения миграции влаги от одного пищевого компонента к другому. Многослойный съедобный влагобарьер обычно наносят на пищевой компонент с образованием по существу сплошного барьерного слоя толщиной не менее около 100 мкм, предпочтительно, толщиной от около 200 мкм до около 1 мм и, более предпочтительно, толщиной около 250-500 мкм.
Многослойный съедобный влагобарьер имеет органолептические свойства вкуса, послевкусия и ощущения во рту, которые являются по существу незаметными, так что потребитель не чувствует присутствия барьера при потреблении пищевого продукта. Многослойный влагобарьер является гибким и самонесущим, что исключает необходимость в сетке/пленке основного полимера, таким образом исключая необходимость отливки, нанесения или сушки полимерного основного слоя и получения нежелательных структурных дефектов, таких как жесткость или необходимость жевать. Действительно, съедобный влагобарьер настоящего изобретения быстро и чисто плавится, не содержит остатков и имеет сливочное (т.е. приятное) невоскоподобное ощущение во рту.
Кроме того, композиция съедобного многослойного влагонепроницаемого барьера по изобретению включает липидный слой, который обладает стабильной сетчатой структурой, усиленной многочисленными мелкокристаллическими частицами жира, которая препятствует тенденции к перекристаллизации, потускнению или растрескиванию и обеспечивает хорошую стабильность при заданной температуре хранения пищевого продукта. Специальное соотношение жир/масло, определяемое СТЖ, задается и поддерживается для фактических температур хранения. Указанная стабильная мелкокристаллическая сетка жира также помогает фиксировать жидкую масляную фракцию в барьере.
В целом это обеспечивает стабильный водостойкий непористый липидный слой, дающий более эффективный барьер и более стабильную матрицу жира, так что растрескивание, встречающееся в процессе охлаждения и хранения, может быть минимизировано. Специальное СТЖ также предназначено для быстрого плавления при температурах тела с приданием приятного и незаметного ощущения во рту и для легкого нанесения, например, напылением, кистью или глазированием.
Определения терминов
Если не указано иное, все технические и научные термины, использованные здесь, имеют такое же значение, как общеизвестно специалисту в области техники, к которой принадлежит данное изобретение. Все патенты и публикации, указанные здесь, приводятся в качестве ссылки. Если не указано иное, все процентные содержания и соотношения даются по массе. Для целей настоящего изобретения следующие термины определены ниже; другие термины могут быть также определены еще в данном описании.
Как использовано здесь, подразумевается, что термин «барьер» или «влагобарьер» описывает тонкую по существу сплошную структуру, или слой, который является по существу непроницаемым для миграции через него влаги и который покрывает внутреннюю или наружную поверхность пищевого продукта. Барьер может быть описан как покрытие, пленка или мембрана. Барьер может быть помещен между компонентами, имеющими разную влагоактивность в пищевом продукте, с предотвращением или значительным снижением миграции влаги между компонентами или на наружной поверхности пищевого продукта с предотвращением или значительным снижением миграции влаги между пищевым продуктом и окружающей средой. Влагобарьер по изобретению предназначен использоваться в прямом контакте с влажной пищевой продукцией и быть эффективным против миграции влаги путем равновесия паров и/или диффузии жидкости. Для целей данного изобретения в случае предотвращения миграции влаги между пищевым продуктом и окружающей средой первым пищевым компонентом будет считаться одна или более наружных поверхностей пищевого продукта, а вторым пищевым компонентом будет считаться окружающая среда.
Как использовано здесь, «водной активностью» (Aw) является соотношение давления пара воды в рассматриваемой пище и давления пара чистой воды при одинаковой температуре.
Как использовано здесь, термин «липид» относится к любой группе веществ, которые являются вообще растворимыми или смешиваемыми с простым эфиром, хлороформом или другими органическими растворителями для жиров и масел (технически триглицериды жирных кислот, короткие для триглицеридов), но являются практически нерастворимыми в воде. Липиды могут быть классифицированы как простые липиды, сложные липиды и производные липиды. Простые липиды включают сложные эфиры жирных кислот со спиртами. Жиры и масла являются сложными эфирами жирных кислот с глицерином, а воски являются сложными эфирами жирных кислот со спиртами, иными, чем глицерин. Сложные липиды включают фосфолипиды, цереброзиды или гликолипиды и другие, такие как сфинголипиды и каротиноиды. Производные липиды включают вещества, производные от природных липидов (простых или сложных), и включают жирные кислоты, жирные спирты и стеролы, углеводороды и эмульгаторы (искусственные производные поверхностно-активные липиды).
Термин «соотношение жир/масло» или «содержание твердого жира» ((SFC)(СТЖ)) обычно используется для описания реологии и фазового состава липидов. Жир является твердым при данной температуре, тогда как масло является жидкостью. Соотношение жир/масло данного липида не является постоянным, но является функцией температуры. Например, сливочное масло может рассматриваться как, главным образом, твердое (около 70% СТЖ) при 0°С, пластичное (около 15% СТЖ) при комнатной температуре и полностью жидкое (0% СТЖ) выше 40°С. Поэтому можно задать смесь триглицеридов, которая имеет любое соотношение жир/масло при данной температуре (температурах) (по меньшей мере, при температурах, рассматриваемых для пищевых продуктов). Когда липидсодержащий агент регулирования кристаллизации жира используется в композиции, такой агент сам часто является липидом, отсюда фактическое СТЖ барьера может включать фракции жира и масла из агента регулирования кристаллизации жира. Соотношение жир/масло в барьере изменяется с температурой и является важным для эффективности барьера и стабильности при фактической температуре хранения (например, около 0-5°С для хранения при охлаждении) пищевого продукта. Также важным аспектом данного изобретения является то, что композиция барьера в отдельности без учета ее точного распределения СТЖ не может обеспечить наилучшую эффективность барьера. Другими словами, композиция барьера, эффективная при температуре окружающей среды, будет вероятно хуже при температуре охлаждения и, наоборот, если ее СТЖ значительно изменяется в интервале температур около от 20 до 5°С. Соотношение масло/жир является также важным для ротовой чувствительности/сенсорной приемлемости в интервале температур около 25-37°С и является важным для легкости применения при температуре (обычно выше около 40°С) транспортирования или применения (например, напыления).
«Барьерная эффективность» оценивается аналитически методом «сыр-чашка». Контрольный образец получают при использовании водонепроницаемой пластиковой чашки, наполненной сыром торговой марки Kraft Velveeta (Aw=0,94) и помещенной в камеру постоянной влажности над насыщенным раствором хлорида магния с равновесной относительной влажностью около 33% при температуре охлаждения (около 5 ± 1°С для всех примеров). Потерю влаги или массы контролируют в течение 21-дневного периода в качестве точки отсчета для сравнения барьерной эффективности. Слишком короткое время хранения часто дает ненадежные результаты, которые не могут быть экстраполированы для характеристик длительного срока хранения (например, 4 месяца). Аналогично полученные чашки с сыром, покрытые выбранной барьерной композицией толщиной около 300 мкм, сравнивают с контрольным образцом в идентичных условиях в значении «процента потери влаги» как функции времени хранения. Для сравнения требуется и используется среднее не менее 4 дубликатов. Указанный метод более точно воспроизводит фактические условия применения продукта, в которых барьер находится в прямом контакте с влажным пищевым компонентом. Обычно потеря влаги менее около 1% означает эффективный влагобарьер.
Композиция липидного слоя
Липидный слой съедобного многослойного влагонепроницаемого барьера по изобретению включает съедобную низкоплавкую липидную смесь, имеющую температуру плавления около 35°С или ниже и имеющую СТЖ при заданной температуре хранения пищевого продукта около 50-70%, предпочтительно, 55-70%, и наиболее предпочтительно, около 60-65%. Для практической цели низкоплавкий липид, предпочтительно, содержит смесь триглицеридов жирных кислот, включая природные полностью или частично гидрированные и/или фракционированные съедобные жиры и масла, и называется их «съедобной низкоплавкой триглицеридной смесью». Для целей данного изобретения термин «съедобный низкоплавкий триглицерид» предназначен включать одиночные триглицериды, а также смеси триглицеридов. Могут также использоваться модифицированные или синтетические липиды, такие как ацетилированный моноглицерид и парафиновое масло, но менее предпочтительно. Подходящие съедобные низкоплавкие триглицериды обычно включают смесь одного или более гидрированных и негидрированных масел, имеющих желаемую характеристику СТЖ. Подходящие съедобные низкоплавкие триглицериды включают стойкие к окислению природные или гидрированные и/или фракционированные растительные масла или животные жиры, включая, например, кокосовое масло, рапсовое масло, соевое масло, пальмовое масло, пальмоядровое масло, подсолнечное масло, кукурузное масло, канола-масло, хлопковое масло, арахисовое масло, какао-масло, безводный молочный жир, лярд, мясной жир и т.п., а также их смеси. Предпочтительные съедобные низкоплавкие триглицериды должны быть стойкими к оксилению или гидролизу и могут включать канола-масло, пальмовое масло, пальмоядерное масло, кокосовое масло, частично гидрированное соевое масло и их смеси. Выбор низкоплавкой триглицеридной смеси, отвечающей требованиям по СТЖ по изобретению, способствует обеспечению наивысшей барьерной эффективности, желаемых характеристик чувствительности во рту и приемлемых характеристик обращения конечной барьерной композиции. Например, проектируется, что СТЖ барьерной композиции по изобретению должен составлять не более около 35% при температуре выше 37°С до около 50°С, предпочтительно, менее около 20%. Кроме того, различие в СТЖ в интервале около 20-37°С барьерной композиции устанавливается не менее около 20%, и, предпочтительно, более около 30%.
Композиция гибкого гидрофобного слоя
Многослойный съедобный влагобарьер дополнительно включает гибкий гидрофобный слой. Гибкий гидрофобный слой может включать воски, сложные эфиры уксусной кислоты моноглицеридов, сложные эфиры янтарной кислоты моноглицеридов, сложные эфиры лимонной кислоты моноглицеридов, сложные моноэфиры пропиленгликоля, триглицериды, содержащие по меньшей мере одну С2-С4 жирную кислоту и по меньшей мере одну С12-С24 жирную кислоту, альфа-кристаллообразующие липиды и их смеси. Гибкий гидрофобный слой обычно является толщиной от около 50 мкм до около 1 мм и, предпочтительно, толщиной около 125-300 мкм.
Нанесение многослойного влагонепроницаемого барьера
Липидную композицию сначала нагревают при температуре около 40-50°С, при которой почти все жиры из низкоплавких триглицерида или смеси расплавляются. Микродисперсный высокоплавкий липид, если он включен в липидную композицию, физически не изменяется и не плавится. Когда желательно ингибирование миграции влаги между смежными частями пищевого продукта, имеющими разную влагоактивность, композиция влагонепроницаемого барьера может быть нанесена на контактирующую поверхность одной или обеих частей, и обеспечивается ее охлаждение до температуры ниже около 200°С перед тем, как части соединяются вместе. Композиция влагонепроницаемого барьера имеет вязкость около 20-2000 сПз при температуре от около 40 до около 50°С. Когда желательно ингибирование миграции влаги между пищевым продуктом и окружающей средой, композиция влагонепроницаемого барьера может быть нанесена на одну или более наружных поверхностей пищевого продукта с обеспечением ее охлаждения. В важном аспекте данного изобретения желаемые размеры частиц могут быть получены без регулируемых скоростей охлаждения благодаря использованию микродисперсного высокоплавкого липида. Это является неожиданным преимуществом по сравнению с использованием других типов регуляторов кристаллизации жира, таких как высокоплавкие воски и эмульгаторы при первом плавлении, такие как регуляторы кристаллизации жира в триглицеридной смеси. Традиционные регуляторы кристаллизации жира или зародышеобразователи (например, сорбитантристеарат, сложные эфиры полиглицерина, такие как ди-/триглицеринмоно-/диолеат и т.п.) могут также использоваться в сочетании с более быстрыми скоростями охлаждения.
Подходящая технология нанесения барьера включает, например, напыление, окунание, намазывание, глазирование, осаждение, экструзию, использование псевдоожиженного слоя и т.п. В одном варианте данного изобретения барьер наносят погружением пищевого продукта или просто его покрываемой поверхности в расплавную или расплавленную композицию влагонепроницаемого барьера удалением пищевого продукта и обеспечением охлаждения покрытого продукта. В другом варианте данного изобретения расплавленную пленку наносят кистью или иным способом нанесения композиции на желаемую поверхность (поверхности) продукта. В еще одном варианте пленка может быть нанесена с использованием распыления, включая измельченное распыление, воздушно-щеточное и т.п. Обычно многослойный съедобный влагобарьер наносят на пищевой компонент с образованием по существу сплошного барьерного слоя толщиной не менее около 20 мкм, предпочтительно, толщиной от около 100 мкм до около 1 мм, и наиболее предпочтительно, толщиной около 200-500 мкм.
Гибкий гидрофобный слой, предпочтительно, наносят поверх липидного слоя с использованием аналогичной технологии. Даже более предпочтительно, гибкий гидрофобный слой наносят при температуре около 45-60°С напылением на липидный слой. Предпочтительно, низкоплавкий липидный слой наносят смежно продукту с более высокой влагоактивностью.
Необязательные модификаторы роста кристаллов
Липидный слой может также включать в качестве необязательного ингредиента материал, который является эффективным для способствования образованию мелких кристаллов жира (из триглицеридной смеси в процессе охлаждения). Примеры таких необязательных модификаторов роста кристаллов включают микродисперсные высокоплавкие липиды, агенты, ингибирующие рост кристаллов (например, сложные эфиры полиглицерина, сорбитантристеарат) и т.п., а также их смеси. Микродисперсные высокоплавкие липиды, имеющие температуру плавления около 70°С или выше, являются обычно предпочтительными для использования в качестве модификаторов роста кристаллов в настоящем изобретении. Такие модификаторы роста кристаллов ингибируют рост кристаллов и, таким образом, являются эффективными для способствования образованию мелких кристаллов жира (из триглицеридной смеси в процессе охлаждения). Такие мелкие кристаллы жира эффективно фиксируют оставшуюся жидкую масляную фракцию триглицеридной смеси, таким образом предотвращая дренирование жидкого масла из кристаллической сетки жира. В процессе последующего хранения такие регуляторы роста кристаллов жира являются также эффективными в стабилизации трехмерной твердой кристаллической сетки жира, выполненной из многочисленных мелких кристаллов жира. Присутствие более мелких кристаллов жира обеспечивает более лучший влагобарьер.
В случае использования микродисперсные высокоплавкие липиды присутствуют в композиции липидного слоя в количестве около 1-35% и, предпочтительно, около 5-15%. При использовании ингибиторы роста кристаллов присутствуют в композиции липидного слоя в количестве около 0,01-1% и, предпочтительно, около 0,1-0,3%.
Предпочтительные съедобные высокоплавкие липиды имеют температуру плавления около 70°С или выше. Для целей данного изобретения термин «съедобные высокоплавкие липиды» включает съедобные длинноцепочечные жирные кислоты, их моноглицериды, диглицериды и триглицериды, их соли щелочных металлов и другие их производные. Могут также использоваться другие природные или синтетические пищедопустимые высокоплавкие липиды или липидоподобные вещества, такие как жирный спирт (воск), парафин и сложные полиэфиры сахарозы. Обычно съедобные высокоплавкие липиды образуются из длинноцепочечных жирных кислот, имеющих, по меньшей мере, около 12 углеродных атомов и, предпочтительно, около 18-24 углеродных атомов; предпочтительно, длинноцепочечные жирные кислоты являются насыщенными. Подходящие насыщенные длинноцепочечные жирные кислоты, используемые для образования съедобных высокоплавких липидов, включают, например, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, арахиновую кислоту, бегеновую кислоту, лигноцериновую кислоту и т.п., их производные, включая, например, глицерилмоностеарат, глицерилтристеарат, стеарат кальция, стеарат магния, высокоплавкие сложные полиэфиры сахарозы, высокоплавкие жирные спирты, высокоплавкие воски, высокоплавкие фосфолипиды и т.п., а также их смеси.
Такие высокоплавкие липиды микроизмельчают с использованием любого традиционного микроизмельчающего оборудования. Подходящее микроизмельчающее оборудование включает, например, шаровые мельницы, коллоидные мельницы, струйные мельницы, стержневые/дисковые мельницы, молотковые мельницы и т.п. Съедобный высокоплавкий липид измельчают при температуре около 40-70°С, предпочтительно, около 45-60°С. Микроизмельчение осуществляют для создания многочисленных фрагментов с рамером частиц около 0,1 мкм или менее, которые, как полагают, должны быть функциональным компонентом, ответственным за регулирование и стабилизацию кристаллов. В таком микродисперсном высокоплавком липиде среднеобъемный размер частиц, как измерено лазерным классификатором частиц Horiba LA-900 (Horiba Instrument, Inc., Эрвин, Калифорния), составляет около 10 мкм или менее и, предпочтительно, около 1-5 мкм, причем не менее около 5% частиц (по отношению к объему) имеет размер менее около 0,1 мкм и, предпочтительно, около 1-20% частиц имеет размер менее около 1 мкм. Обычно размер частиц, предпочтительно, измеряют при температуре около 20°С при диспергировании микродисперсного высокоплавкого липида в соевом масле с использованием ультразвукового оборудования перед измерением.
Одним предпочтительным микродисперсным высокоплавким жиром для использования в настоящем изобретении является микроизмельченный стеарат кальция. Микроизмельченный стеарат кальция является стабильным, так как он имеет температуру плавления около 145°С, является водонерастворимым, является допустимой безвредной пищевой добавкой и имеет приемлемую стоимость.
Следующие примеры иллюстрируют способы осуществления данного изобретения и должны пониматься как иллюстративные, но не ограничивающие объем изобретения, который определен прилагаемой формулой изобретения.
Примеры
Пример 1
Композицию низкоплавкого липидного слоя получают смешением пальмоядрового масла ((РКО)(ПЯМ)) и канола-масла ((СО)(КМ)) в соотношении ПЯМ:КМ около 72:28 при температуре 50°С. Содержание твердого жира композиции слоя низкоплавкого липида указано в следующей таблице:
| Температура (°С) | Содержание твердого жира (%) |
| 0 | 65,0 |
| 5 | 64,3 |
| 10 | 59,6 |
| 20 | 38,9 |
| 25 | 16,5 |
Композицию гибкого гидрофобного слоя получают смешением ацетилированного моноглицерида (Myvacet 7-07K от фирмы Quest International; температура плавления около 40°С) и безводного молочного жира в соотношении около 54:46 при температуре около 80°С.
Ломтики сыра (Kraft Cheddar Singles, полученный с использованием 2% молока) покрывают с обеих сторон либо слоем низкоплавкой липидной композиции (контрольный образец 1), либо гибким гидрофобным слоем (контрольный образец 2). Нанесение выполняют напылением на каждую сторону ломтика сыра дважды при скорости около 2 г/сторона (обеспечивая суммарно 4 г/сторона; обеспечивают затвердевание первого слоя перед нанесением верхнего покрытия) с использованием установки Dot Gun Spraer (СЕ 00/с-1100; hhs Leimauftrags-Systeme GmbH, Крефельд, Германия), работающей при температуре около 50°С. Толщина барьерного материала составляет около 250 мкм для каждой стороны.
Образцы изобретения получают сначала напылением на каждую сторону ломтиков сыра около 2 г/сторона слоя композиции низкоплавкого липида с использованием такой же технологии и условий, как описано выше, обеспечением затвердевания слоя низкоплавкого липида и затем напылением на каждый слой низкоплавкого липида около 2 г/сторона композиции гибкого гидрофобного слоя с использованием такой же технологии и условий, как описано выше. Толщина низкоплавкого липидного слоя составляет 125 мкм, и толщина гибкого гидрофобного слоя составляет 125 мкм с общей толщиной около 250 мкм на каждой стороне.
Половину образцов для каждой композиции покрытия (т.е. контрольные образцы 1 и 2 и образец изобретения 1) подвергают сильному растрескиванию путем регулируемой деформации (т.е. изгибанию до визуального растрескивания слоев). Затем каждый отдельный образец взвешивают и затем помещают на перфорированный металлический поддон, который помещают на хранение в охлаждаемый эксикатор с Aw 0,33. Отдельные образцы взвешивают через 1, 2 и 4 недели хранения.
Результаты представлены в таблице 1 ниже.
Как можно видеть из указанных данных, образцы изобретения формованы лучше, чем любой контрольный образец. Действительно, даже «растрескавшийся» образец изобретения формован значительно лучше, чем сплошные или «нерастрескавшиеся» контрольные образцы. Сравнение «растрескавшихся» образцов изобретения с «растрескавшимися» контрольными образцами показывает значительное улучшение для образцов изобретения. Таким образом, даже если целостность образца изобретения нарушается, что случается с малой вероятностью благодаря его гибкой природе, ожидается формование при высоких уровнях сохранения содержания влаги в пищевых продуктах, имеющих компоненты с различной водной активностью.
| Время (дни) |
Средняя потеря влаги (%) | |||||
| Контрольный образец 1 | Контрольный образец 2 | Образец изобретения | ||||
| Сплошной | Растрескавшийся | Сплошной | Растрескавшийся | Сплошной | Растрескавшийся | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 6 | 0,30±0,28 | 1,18±0,16 | 0,11±0,04 | 0,17±0,07 | -0,06±0,004 | 0,05±0,07 |
| 14 | 0,75±0,54 | 2,36±0,13 | 0,34±0,10 | 0,43±0,16 | -0,01±0,07 | 0,19±0,15 |
| 21 | 0,92±0,72 | 3,05±0,11 | 0,41±0,09 | 0,58±0,20 | 0,03±0,07 | 0,25±0,22 |
| 38 | 1,32±1,05 | 4,25±0,21 | 0,70±0,16 | 0,87±0,28 | 0,04±0,03 | 0,34±0,26 |
Пример 2
Многослойный съедобный влагобарьер изобретения (использующий композиции примера 1) наносят на гастрономическую пищевую сырную продукцию, нарезанную ломтиками, как описано в примере 1. Ломтики сыра с влагобарьером изобретения помещают между двумя ломтиками белых тостов. Полученный холодный сэндвич с сыром затем оценивают с использованием сенсорного стенда. Влагобарьер по изобретению не является воскоподобным или подобным песку и не имеет невкусные или другие органолептические свойства. Предполагается, что многочисленные модификации и варианты осуществления данного изобретения будут сделаны специалистами в данной области техники при рассмотрении приведенного выше подробного описания изобретения. Соответственно, такие модификации и варианты предназначены быть включенными в объем прилагаемой формулы изобретения.
1. Многослойный съедобный влагобарьер для разделения в пищевом продукте пищевых компонентов, имеющих разную влагоактивность, содержащий:
по меньшей мере один липидный слой, содержащий от около 65 до около 99 вес.% съедобной низкоплавкой триглицеридной смеси, имеющей температуру плавления 35°С или ниже, и от около 1 до около 35 вес.% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида, имеющего температуру плавления 70°С или выше и среднеобъемный размер частиц менее около 10 мкм, причем по меньшей мере 5% частиц микродисперсного высокоплавкого липида имеют размер не более 0,1 мкм, а липидный слой имеет содержание твердого жира от около 50 до около 70% при температуре от 15 до 25°С, причем содержание твердого жира изменяется не более чем на около 5% при хранении при температуре окружающей среды от 15 до 25°С, при этом липидный слой содержит микродисперсные частицы высокоплавкого липида размером не более 0,1 мкм в достаточном количестве, чтобы предотвратить утечку жидкого жира из кристаллической жировой сети, образованной в этом липидном слое, и по меньшей мере один гибкий гидрофобный барьерный слой.
2. Влагобарьер по п.1, в котором указанное содержание твердого жира в липидном слое составляет от около 55 до около 70%.
3. Влагобарьер по п.2, в котором указанное содержание твердого жира в липидном слое составляет от около 60 до около 65%.
4. Влагобарьер по п.1, в котором липидный слой имеет содержание твердого жира менее чем около 35% при температуре выше 37°С.
5. Влагобарьер по п.1, в котором липидный слой имеет толщину от около 50 мкм до около 1 мм.
6. Влагобарьер по п.1, в котором съедобный микродисперсный высокоплавкий липид выбран из группы, состоящей из стеариновой кислоты, арахидиновой кислоты, бегеновой кислоты, лигноцериновой кислоты, глицерилмоностеарата, глицеролдистеарата, глицеролтристеарата, стеарата кальция, стеарата магния, высокоплавких сложных полиэфиров сахарозы, высокоплавких жирных спиртов, высокоплавких восков, высокоплавких фосфолипидов и их смесей.
7. Влагобарьер по п.6, в котором съедобным микродисперсным высокоплавким липидом является стеарат кальция.
8. Влагобарьер по любому из пп.1-7, в котором съедобная низкоплавкая триглицеридная смесь выбрана из группы, состоящей из природных гидрированных, фракционированных и модифицированных кокосового масла, пальмоядрового масла, рапсового масла, соевого масла, пальмового масла, подсолнечного масла, кукурузного масла, канола-масла, хлопкового масла, арахисового масла, какао-масла, безводного молочного жира, лярда, мясного жира, ацетилированного моноглицерида и их смесей.
9. Влагобарьер по любому из пп.1-7, в котором гибкий гидрофобный слой выбран из группы, состоящей из восков, сложных эфиров уксусной кислоты моноглицеридов, сложных эфиров янтарной кислоты моноглицеридов, сложных эфиров лимонной кислоты моноглицеридов, сложных моноэфиров пропиленгликоля, триглицеридов, содержащих не менее одной С2-С4 жирной кислоты и не менее одной С12-С24 жирной кислоты, альфа-кристаллообразующих липидов и их смесей.
10. Влагобарьер по любому из пп.1-7, в котором указанный по меньшей мере один липидный слой содержит от около 5 до около 25% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида и в котором съедобный микродисперсный высокоплавкий липид имеет температуру плавления 100°С или выше и среднеобъемный размер частиц менее около 5 мкм.
11. Влагобарьер по п.10, в котором указанный по меньшей мере один липидный слой содержит от около 5 до около 15% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида.
12. Влагобарьер по п.1, в котором липидный слой дополнительно содержит дисперсию твердых частиц, причем твердые частицы выбраны из группы, состоящей из твердых частиц шоколада, арахисового масла, кондитерского крема и их смесей.
13. Способ снижения миграции влаги в пищевом продукте между пищевыми компонентами, имеющими разную влагоактивность, предусматривающий нанесение съедобного многослойного влагобарьера по любому из пп.1-12 между пищевыми компонентами.
14. Способ по п.13, в котором в указанном влагобарьере гибкий гидрофобный слой наносят на жировой слой.
15. Многослойный съедобный влагобарьер для разделения в пищевом продукте пищевых компонентов, имеющих разную влагоактивность, содержащий:
по меньшей мере один липидный слой, содержащий от около 65 до около 99 вес.% съедобной низкоплавкой триглицеридной смеси, имеющей температуру плавления 35°С или ниже, и от около 1 до около 35 вес.% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида, имеющего температуру плавления 70°С или выше и среднеобъемный размер частиц менее около 10 мкм, причем по меньшей мере 5% частиц микродисперсного высокоплавкого липида имеют размер не более 0,1 мкм, а липидный слой имеет содержание твердого жира от около 50 до около 70% при температуре от 0 до 5°С, причем содержание твердого жира изменяется не более чем на около 5% при хранении с охлаждением при температуре от 0 до 5°С, при этом липидный слой содержит микродисперсные частицы высокоплавкого липида размером не более 0,1 мкм в достаточном количестве, чтобы предотвратить утечку жидкого жира из кристаллической жировой сети, образованной в этом липидном слое, и
по меньшей мере один гибкий гидрофобный барьерный слой.
16. Влагобарьер по п.15, в котором от 1 до около 20% частиц микродисперсного высокоплавкого липида имеют размер менее 1 мкм и среднеобъемный размер менее чем около 5 мкм.
17. Влагобарьер по п.15, в котором указанное содержание твердого жира в липидном слое составляет от около 60 до около 65%.
18. Влагобарьер по п.15, в котором липидный слой имеет содержание твердого жира менее чем около 35% при температуре выше 37°С.
19. Влагобарьер по п.15, в котором съедобный микродисперсный высокоплавкий липид выбран из группы, состоящей из стеариновой кислоты, арахидиновой кислоты, бегеновой кислоты, лигноцериновой кислоты, глицерилмоностеарата, глицеролдистеарата, глицеролтристеарата, стеарата кальция, стеарата магния, высокоплавких сложных полиэфиров сахарозы, высокоплавких жирных спиртов, высокоплавких восков, высокоплавких фосфолипидов и их смесей.
20. Влагобарьер по п.19, в котором съедобным микродисперсным высокоплавким липидом является стеарат кальция.
21. Влагобарьер по любому из пп.15-20, в котором съедобная низкоплавкая триглицеридная смесь выбрана из группы, состоящей из кокосового масла, пальмоядрового масла, рапсового масла, соевого масла, пальмового масла, подсолнечного масла, кукурузного масла, канола-масла, хлопкового масла, арахисового масла, какао-масла, безводного молочного жира, лярда, мясного жира, ацетилированного моноглицерида и их смесей.
22. Влагобарьер по любому из пп.15-20, в котором указанный по меньшей мере один липидный слой содержит от около 5 до около 25% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида и в котором съедобный микродисперсный высокоплавкий липид имеет температуру плавления 100°С или выше и среднеобъемный размер частиц менее около 5 мкм.
23. Влагобарьер по любому из пп.15-20, в котором гибкий гидрофобный слой выбран из группы, состоящей из восков, сложных эфиров уксусной кислоты моноглицеридов, сложных эфиров янтарной кислоты моноглицеридов, сложных эфиров лимонной кислоты моноглицеридов, сложных моноэфиров пропиленгликоля, триглицеридов, содержащих не менее одной С2-С4 жирной кислоты и не менее одной С12-С24 жирной кислоты, альфа-кристаллообразующих липидов и их смесей.
24. Способ снижения миграции влаги в пищевом продукте между пищевыми компонентами, имеющими разную влагоактивность, предусматривающий нанесение съедобного многослойного влагобарьера по любому из пп.15-23 между пищевыми компонентами.
25. Способ по п.24, в котором, в указанном влагобарьере, гибкий гидрофобный слой наносят на жировой слой.
26. Съедобный влагобарьер для разделения в пищевом продукте пищевых компонентов, имеющих разную влагоактивность, содержащий:
по меньшей мере один липидный слой, содержащий от около 65 до около 99 вес.% съедобной низкоплавкой триглицеридной смеси, имеющей температуру плавления 35°С или ниже, и от около 1 до около 35 вес.% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида, имеющего температуру плавления 70°С или выше и среднеобъемный размер частиц менее около 10 мкм, причем по меньшей мере 5% частиц микродисперсного высокоплавкого липида имеют размер не более 0,1 мкм, а липидный слой имеет содержание твердого жира от около 50 до около 70% при температуре от 0 до 5°С или при температуре от 15 до 25°С, причем содержание твердого жира изменяется не более чем на около 5% при хранении при температуре от 0 до 5°С или при температуре от 15 до 25°С, при этом липидный слой содержит микродисперсные частицы высокоплавкого липида размером не более 0,1 мкм в достаточном количестве, чтобы предотвратить утечку жидкого жира из кристаллической жировой сети, образованной в этом липидном слое.
27. Влагобарьер по п.26, в котором указанное содержание твердого жира в липидном слое составляет от около 55 до около 70%.
28. Влагобарьер по п.27, в котором указанное содержание твердого жира в липидном слое составляет от около 60 до около 65%.
29. Влагобарьер по п.26, в котором липидный слой имеет содержание твердого жира менее чем около 35% при температуре выше 37°С.
30. Влагобарьер по п.26, в котором съедобный микродисперсный высокоплавкий липид выбран из группы, состоящей из стеариновой кислоты, арахидиновой кислоты, бегеновой кислоты, лигноцериновой кислоты, глицерилмоностеарата, глицеролдистеарата, глицеролтристеарата, стеарата кальция, стеарата магния, высокоплавких сложных полиэфиров сахарозы, высокоплавких жирных спиртов, высокоплавких восков, высокоплавких фосфолипидов и их смесей.
31. Влагобарьер по п.30, в котором съедобным микродисперсным высокоплавким липидом является стеарат кальция.
32. Влагобарьер по любому из пп.26-31, в котором съедобная низкоплавкая триглицеридная смесь выбрана из группы, состоящей из кокосового масла, пальмоядрового масла, рапсового масла, соевого масла, пальмового масла, подсолнечного масла, кукурузного масла, канола-масла, хлопкового масла, арахисового масла, какао-масла, безводного молочного жира, лярда, мясного жира, ацетилированного моноглицерида и их смесей.
33. Влагобарьер по любому из пп.26-31, в котором указанный по меньшей мере один липидный слой содержит от около 5 до около 25% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида и в котором съедобный микродисперсный высокоплавкий липид имеет температуру плавления 100°С или выше и среднеобъемный размер частиц менее около 5 мкм.
34. Влагобарьер по п.33, в котором указанный по меньшей мере один липидный слой содержит от около 5 до около 15% съедобного микродисперсного высокоплавкого липида.
