Композиции и способы для модификации поверхности пищевых продуктов из корнеплодов

Композиции и способы для модификации поверхности пищевых продуктов из корнеплодов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к ферментным композициям и способам модификации поверхности продуктов из корнеплодов. Также настоящее изобретение относится к композициям и способам снижения образования акриламида в процессе получения продуктов из корнеплодов, таких как картофель фри.

При модификации поверхности продуктов из корнеплодов, таких как картофель фри, для получения требуемых свойств цвета, текстуры и вкуса очень важны химические процессы, происходящие во время модификации поверхности. Как правило, модификация поверхности направлена на модификацию аминокислот, углеводов и липидов поверхности.

Большой интерес представляет модификация аминокислот поверхности для снижения образования акриламида в процессе получения пищевых продуктов, прошедших тепловую обработку. Акриламид образуется из компонентов пищевого продукта в процессе его тепловой обработки, как результат реакции Майяра между аминокислотами и редуцирующими сахарами. Считается, что большинство аминокислот вносит свой вклад в образование акриламида, в качестве основной такой аминокислоты выступает аспарагин. Исследования показали возможность снижения содержания акриламида в пищевых продуктах. Однако существует ряд трудностей при модифицировании химических процессов в пищевых продуктах, не прошедших тепловую обработку. Трудность состоит в регулировании количества химических веществ, изначально присутствующих в пищевых продуктах, в частности, когда химические вещества представляют собой аминокислоты, такие как аспарагин, который по существу является строительным структурным элементом растений. Клетки содержат много аминокислот, объединенных в белки, которые отвечают за структуру и функции клеток растений. Трудно получить пищевые продукты с химической модификацией аминокислот при сохранении приятного вкуса, запаха, текстуры и химических свойств.

В хрустящем картофеле фри акриламид образуется в присутствии аспарагина и сахара, как часть реакции Майяра в процессе конечной обжарки. Известны различные стратегии снижения содержания акриламида в пищевом продукте, включая продукты из картофеля, такие как использование ферментов, таких как аспарагиназа (смотрите, например, JP 24283062A2, US 20040265429A1, US 20040058046A1, US 20040081724). Однако некоторые из этих стратегий использования ферментов не эффективны для снижения образования акриламида. Другие сложны для использования в промышленности, следовательно, сохраняется потребность в быстром и недорогом способе получения картофеля фри.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что добавление фермента в продукт из корнеплодов на стадии сушки позволяет модифицировать поверхность продукта из корнеплодов. В одном примере аспарагиназу добавляют к продукту из корнеплодов, такому как картофель фри, или другим продуктам из картофеля на стадии сушки, что ведет к значительному снижению образования акриламида в продукте, прошедшем тепловую обработку.

Следовательно, настоящее изобретение относится к способу снижения уровней акриламида в продукте из корнеплодов, включающему контактирование аспарагиназы с продуктом перед конечным приготовлением продукта, предпочтительно на стадии сушки. Также настоящее изобретение относится к композиции пищевой добавки, включающей аспарагиназу и необязательно водный носитель, где композицию пищевой добавки используют для снижения уровней акриламида в пищевом продукте на стадии сушки.

В отношении настоящего изобретения следует отметить, что система доставки (стадия контактирования) может быть осуществлена обычным способом, включающим контактирование поверхности продукта непосредственно с ферментом, например, путем нанесения покрытия таким способом, как распыление на продукт. Это позволяет сократить время нанесения. Кроме того, фермент активен в процессе стандартной промышленной сушки (два процесса могут быть проведены на одной стадии). Настоящее изобретение легко адаптировать к условиям промышленного производства. Также настоящее изобретение работает в присутствии глюкозы и глицина, следовательно, в дополнение к снижению содержания акриламида оно позволяет получить желаемый цвет. Один вариант выполнения настоящего изобретения относится к способу модификации продукта из корнеплодов, включающему:

контактирование поверхности продукта из корнеплодов с количеством фермента, эффективным для модификации поверхности корнеплода;

сушку продукта из корнеплодов при контакте поверхности продукта с ферментом.

Стадии контактирования и сушки, возможно, частично или полностью совпадают. Фермент вводят в контакт с поверхностью путем нанесения на нее, например распыление фермента на поверхность. Способ является непрерывным и не требует отдельного периода выдержки после нанесения фермента. Фермент можно наносить непосредственно перед сушкой (т.е. менее чем за 5 секунд, 3 секунды или одну секунду) или на стадии сушки. Возможно вместо нанесения покрытия использовать погружение. Стадию сушки можно проводить воздушной сушкой в сушилке.

Продукт из корнеплодов включает картофельный продукт, возможно, картофель фри. Фермент может включать пектинметилэстеразу (например, пектинолитический фермент), глюкозоксидазу, липазу. Фермент может включать аспарагин -редуцирующий фермент, а модификация включает редуцирование аспарагина. Фермент включает эффективное количество аспарагиназы для снижения образования акриламида в процессе тепловой обработки продукта из корнеплодов (например, при конечном приготовлении продукта, таком как конечная тепловая обработка конечным потребителем). Аспарагин-редуцирующий фермент может включать дезамидирующий фермент. Способ может дополнительно включать контактирование продукта из корнеплодов с эффективным количеством глицина для снижения образования акриламида в процессе тепловой обработки продукта из корнеплодов. Фермент вводят в контакт с продуктом после бланширования. Также фермент вводят в контакт с продуктом после частичной обжарки продукта. Аспарагиназа может иметь активность в пределах от 500 ед/кг до 25000 ед/кг картофеля. Продукт из корнеплодов можно сушить при температуре в пределах от 30°С до 65°С, возможно, от 30°С до 50°С при относительной влажности в пределах от 20% до 80%. Продукт из корнеплодов можно сушить при определенной температуре и относительной влажности для получения потери веса 4-12%, возможно, 7% (традиционный картофель фри) или 35% (способ обжарка - сушка - замораживание). Продукт из корнеплодов может включать продукт из бланшированного картофеля, и способ может дополнительно включать погружение картофельного продукта в натриевый кислый пирофосфат (SAPP) (или контактирование путем нанесения покрытия, таким как распыление) перед контактированием картофельного продукта с аспарагиназой. Продукт из корнеплодов может включать продукт из бланшированного картофеля, и способ дополнительно включает погружение картофеля в раствор декстрозы (или контактирование путем нанесения покрытия, например, распылением) перед контактированием картофельного продукта с аспарагиназой. Глицин может составлять от 0,1 вес.% до 1,0 вес.% глицина, возможно, 0,5 вес.% глицина. Если требуется, глицин и аспарагиназа могут быть скомбинированы в одной композиции.

Также изобретение относится к композиции для снижения образования акриламида в продукте из корнеплодов, включающей эффективное количество аспарагиназы. Продукт из корнеплодов может включать картофельный продукт, и аспарагиназа имеет активность в пределах от 500 ед/кг до 25000 ед/кг картофеля. Композиция может включать воду или буфер с рН от 5 до 7, возможно, 5,0, такой как буфер из лимонной кислоты (возможно, 20 мМ) или фосфатный буфер. Композиция может дополнительно включать декстрозу и глицин в количествах, эффективных для получения однородного цвета у продукта, прошедшего тепловою обработку. Также настоящее изобретение относится к композиции для снижения содержания акриламида в продукте из корнеплодов (в процессе тепловой обработки), возможно, с контролем цвета, композиция включает, по меньшей мере, два из декстрозы, глицина и аспарагиназы. Также настоящее изобретение относится к композиции, включающей, по меньшей мере, два из декстрозы, глицина и аспарагиназы для получения композиции для снижения содержания акриламида и/или контроля цвета. Указанные выше композиции легко получают в приведенных здесь дозах, и они проиллюстрированы примерами (специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение ясно, что содержание аспарагиназы, глицина и/или декстрозы может быть легко увеличено или уменьшено, например, на 25% или более, по сравнению с количествами, используемыми в примерах).

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут понятны из следующего детального описания. Однако следует понимать, что детальное описание и конкретные примеры наряду с указанием предпочтительных вариантов выполнения настоящего изобретения приведены только в качестве иллюстрации. Различные изменения и модификации сущности и цели настоящего изобретения будут понятны из детального описания специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение.

Варианты выполнения настоящего изобретения далее описаны со ссылкой на графики, на которых:

Фиг.1: уровень акриламида после погружения ломтиков бланшированного картофеля (800 г) в буферный раствор лимонной кислоты, содержащий различные уровни аспарагиназы, в течение 15 и 30 минут при температуре 40°C.

Фиг.2: снижение акриламида после обработки поверхности различными концентрациями раствора аспарагиназы/буфера и сушки при температуре 45°C в течение 20 минут с использованием стендовой сушилки.

Фиг.3: уровень акриламида в обработанном продукте (2000 ед/кг) как функция различных условий сушки (температура и влажность). Оптимизация параметров стадии сушки для активации аспарагиназы.

Фиг.4: уровень акриламида в обработанном продукте (2000 ед/кг: 45°C, 70% относительная влажность, в течение 15 минут) в присутствии декстрозы и декстрозы/глицина. Полученный продукт имел цвет 65 Агтрон.

Настоящее изобретение относится к композициям и способам для модификации поверхности продукта из корнеплодов путем контактирования фермента с продуктом из корнеплодов на стадии сушки. Как правило, фермент добавляют в продукт непосредственно перед сушкой или на стадии сушки. Способ применения прост и сравним со стандартным непрерывным способом обработки корнеплодов при использовании линии с высокой производительностью. Фермент легко наносить с использованием известных устройств и способов, используя определенную температуру сушки и влажность, сравнимые с используемыми при стандартном способе обработки. Возможность легкой интеграции настоящего изобретения в существующий на стадии сушки процесс сушки корнеплодов является значительным преимуществом, поскольку не требует отдельной стадии выдержки фермента, когда продукты из корнеплодов выдерживают для прохождения ферментной реакции. Пролонгированная отдельная стадия выдержки легко может снизить пропускную способность линии, создавая затор и увеличивая стоимость получения продукта. Также возрастают амортизационные затраты (стоимость оборудования) из-за наличия резервуара, в котором происходит выдержка.

В одном примере аспарагиназу наносят на поверхность продукта из корнеплодов, таких как поверхность картофеля фри или других продуктов из картофеля на стадии сушки, что является причиной значительного снижения образования акриламида в продукте, прошедшем тепловую обработку. В этом примере модификация поверхности продукта из корнеплодов или картофельного продукта относится к химической модификации поверхности удалением аспарагина. Кроме того, другой стратегией модификации поверхности для уменьшения акриламида является такая, как обработка глицином, нанесение аспарагиназы, что очень эффективно и действует синергетически на снижение содержания акриламида.

В других вариантах выполнения настоящего изобретения ферменты, используемые для модификации поверхности корнеплодов, включают те, которые изменяют текстуру поверхности (пектинолитические ферменты, такие как пектинметилэстераза для деметилирования пектина), цвет (глюкозоксидаза для окисления глюкозы) и снижают впитывание жира продуктом (липаза для снижения уровней липидов). Такие ферменты легко получить рекомбинантным способом, известным из предшествующего уровня техники, а также доступным от коммерческих поставщиков, таких как Sigma Aldrich и Novozymes. В некоторых примерах модификация поверхности продукта из корнеплодов или картофельного продукта относится к химической модификации поверхности, например, ферментативным удалением соединений, таких как аспарагин, при этом другие примеры относятся к модификации, которая изменяет физическую структуру поверхности корнеплода.

Следовательно, настоящее изобретение относится к способу снижения уровней акриламида в пищевом продукте, включающем контактирование аспарагиназы с пищевым продуктом на стадии сушки перед конечным приготовлением продукта. Как правило, аспарагиназу наносят непосредственно перед сушкой или на стадии сушки. Стадия контактирования и стадия сушки могут полностью совпадать (фермент наносят в то время, когда продукт уже находится в или находится близко к подающему устройству (входное отверстие сушилки) и поступает на стадию сушки, такую как пять секунд, три секунды или одна секунда или менее перед вхождением в сушилку, или через одну секунду или менее после вхождения в сушилку). Значительное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что выдержка с аспарагиназой интегрирована в непрерывный процесс обработки на стадии сушки и не требует отдельной стадии выдержки или танка для выдержки. Например, продукт из корнеплодов может непрерывно двигаться по конвейеру непосредственно из бланширователя в сушилку, и фермент легко наносится на продукт из корнеплодов в то время, когда он движется в момент времени непосредственно перед вхождением в сушилку. Период выдержки может быть использован, например, если этого требует технологическая инструкция. Как правило, выдержка не приводит к получению превосходных результатов модификации поверхности, таким как снижение содержания акриламида, по сравнению со способом без выдержки. Также выдержка не вредит и не оказывает негативного воздействия на процесс снижения уровней акриламида в продуктах из корнеплодов, прошедших тепловую обработку. Следовательно, стадии выдержки с ферментом и сушки могут частично совпадать (например, фермент наносят незадолго до начала стадии сушки, что обеспечивает короткий период выдержки, в течение которого растет активность фермента за короткое время перед сушкой, такое как 30 секунд или 45 секунд, но, как правило, за одну минуту или две минуты или менее перед вхождением продукта в сушилку. Возможно, фермент наносят вскоре после начала стадии сушки, например, от более чем за одну секунду до менее чем около одной минуты после вхождения продукта в сушилку, что позволяет начать сушку перед инициированием ферментативной активности.

Аспарагиназу можно наносить на поверхность картофеля фри или другого продукта таким способом, как распыление (например, стадия нанесения занимает менее чем одну секунду). Способ по настоящему изобретению не требует стадии выдержки, но, например, если по технологической инструкции требуется выдержка, то ее можно провести после стадии нанесения, картофель фри можно выдерживать перед сушкой в течение такого периода времени, как одна минута или менее. Фермент проявляет активность по существу полностью во время стадии сушки (например, как правило, по меньшей мере: 90%, 95%, 98% или 99% активности фермента проявляется в сушилке). Стадия сушки предпочтительно включает интенсивную сушку продуктов из корнеплодов воздухом с применением определенных условий нагревания и влажности к продуктам и корнеплодам перед или после частичной обжарки. Например, для получения, по меньшей мере, подходящего уровня активности аспарагиназы, как правило, используют температуру (например, подходящий уровень активности аспарагиназы составляет, по меньшей мере, 25%, 50%, 75%, 85% или 95% уровня активности фермента при T_max). Как правило, температура составляет, по меньшей мере, 25°C или 30°C. Максимальные температуры составляют менее чем температура, при которой аспарагиназа денатурирует и теряет активность (например, 70°C или менее, более предпочтительно 65°C или менее). T_max аспарагиназы, как правило, составляет 30-50°C. Аналогично другие ферменты можно наносить на поверхность, и температуры должны быть адекватными для получения подходящего уровня активности (например, по меньшей мере, 25%, 50%, 75%, 85% или 95% уровня активности фермента при T_max) при сушке продукта, но без денатурации фермента. Также, если требуется, другие параметры, такие как давление могут быть увеличены или уменьшены. Возможно, может быть использована такая сушилка, как сушилка с непосредственным газовым обогревом или другие традиционные сушилки. Температура может оставаться постоянной в процессе сушки (т.е. температура варьирует в пределах 5°C или менее). Также влажность может оставаться постоянной в процессе сушки и варьирует в пределах 5% или менее. Как правило, фермент все еще остается активным, когда продукт из корнеплодов удаляют из сушилки (т.е. из выходного отверстия сушилки). Как правило, фермент инактивируется или денатурирует при снижении температуры корнеплодов и температуры воздуха после выхода из сушилки (например, для аспарагиназы температура может составлять ниже 30°C или 20°C) или когда продукт из корнеплодов проходит частичную обжарку при высокой температуре.

Используемый здесь термин «поверхность» относится к внешнему слою продукта из корнеплодов. Поверхность корнеплода проницаема для жидкостей и позволяет абсорбировать жидкости в поверхность корнеплода. Часть поверхности, контактирующая с абсорбируемой жидкостью, входит в объем термина «поверхность» при описании здесь модификации «поверхности». В объем термина «поверхность» входит термин «внешняя поверхность», который относится к части поверхности корнеплода, контактирующей с воздухом. В объем термина «поверхность» также входит термин «хрустящая корочка» продукта из корнеплодов, которая в продукте из картофеля, таком как картофель фри, имеет толщину около 0, 5 мм. Большая часть акриламида образуется в продуктах из картофеля со слоем глубиной 1 мм, измеренным от внешней поверхности внутрь. Поверхность корнеплода может иметь глубину 0,1 мм, 0,25 мм, 0,75 мм, 1,0 мм, 1,25 мм или 1,50 мм, измеренную от внешней поверхности внутрь. Абсорбция зависит от физических свойств корнеплода, времени и температуры контактирования. Корнеплоды могут представлять собой нарезанные корнеплоды, такие как ломтики картофеля для картофеля фри. В случае формованных или экструдированных продуктов на основе корнеплодов, таких как картофельные котлеты, абсорбция жидкости и фермента, вероятно, происходит глубже от поверхности продукта из корнеплодов по сравнению с ломтиками продукта из корнеплодов, такого как картофель фри. Например, в формованных или экструдированных продуктах ферментный раствор, как правило, абсорбируется глубже и в более низкие пограничные слои, двигаясь в направлении центра продукта, поскольку в экструдированных или формованных продуктах эти области также входят в объем понятия «поверхность». Например, абсорбция может происходить глубже в поверхности после избыточного бланширования или экструдирования или микроволновой обработки нарезанного соломкой продукта. Наибольшее образование акриламида происходит во внешнем слое (то есть на наружной поверхности) или несколько ниже (например, как правило, в слое 1,5 мм глубиной или менее, измеренном внутрь от внешней поверхности корнеплода, такого как картофель). Следовательно, настоящее изобретение направлено на поверхность продукта из корнеплодов, где образуется наибольшая часть акриламида, что позволяет быстро редуцировать аспарагин и позволяет избежать бесполезного расхода фермента.

В процессе экструзии, как правило, хлопья обрабатывают аспарагиназой в процессе сушки. В случае формованных продуктов ломтики картофеля могут быть обработаны во время сушки, перед смешиванием с другими ингредиентами с последующим формованием. Оба продукта, как правило, частично обжарены, например, непосредственно после формования.

Используемый здесь термин «аспарагиназа» включает нативный фермент аспарагиназу, такой как выделенный или рекомбинантный фермент (коммерчески доступный от Novozymes или Sigma-Aldrich) наряду с производными аспарагиназы, которые также снижают уровни аспарагина и акриламида. Используемые здесь термины «пектинметилэстераза», «глюкозоксидаза», «липаза» и «пектинолитический фермент» включают соответственно их нативные формы, такие как выделенные, или рекомбинантные ферменты (коммерчески доступные от Novozymes или Sigma-Aldrich) наряду с производными, которые также сохраняют ферментную активность для редуцирования субстрата, как описано здесь. Например, производные аспарагиназы включают полипетиды аспарагиназы с делециями, вставками, усечениями, замещениями (например, консервативные замещения) или другими модификациями, которые сохраняют способность ферментативно реагировать с аспарагином, как определено стандартным исследованием, известным из предшествующего уровня техники, для измерения ферментативного расщепления аспарагина в аспарагиновой кислоте и аммонии. Также производные включают молекулы, в которых имеются свободные аминогруппы, например, при получении аминогидрохлоридов, p-толуол-сульфонильных групп, карбобензокси групп, t-бутилоксикарбонильных групп, хлорацетильных групп или формильных групп. Свободные карбоксильные группы могут быть получены, как производные при получении солей, метиловых и этиловых эфиров или гидразидов. Свободные гидроксильные группы могут быть получены, как производные при получении O-ацил или O-алкил производных. Аналогичные производные других вышеуказанных ферментов также могут быть использованы в способе по настоящему изобретению.

Введение или добавление фермента в продукт из корнеплодов на стадии сушки перед «конечным приготовлением продукта» означает, что фермент контактирует с продуктом из корнеплодов в процессе его сушки, которая предшествует конечной тепловой обработке или приготовлению продукта для конечного потребления.

Стадия «контактирования» продукта из корнеплодов с ферментом может включать любой способ введения, в результате которого в продукте из корнеплодов увеличивается уровень ферментов. Фермент, как правило, контактирует с продуктом из корнеплодов в процессе обработки или приготовления продукта. Фермент может быть введен в любой форме, такой как нанесение на продукт (например, «нанесение» включает распыление на продукт, обсыпку продукта или другой способ нанесения фермента на поверхность, не включающий погружение продукта в жидкость; следует отметить, что нет необходимости в покрытии всей поверхности продукта, в процессе нанесения, но продукт считается покрытым).

Могут быть использованы другие способы добавления фермента, такие как погружение (то есть обмакивание или пропитывание) продукта непосредственно перед сушкой, но, как правило, преимущественно используют распыление. Успешное нанесение ферментов на продукт требует точной дозировки, близости фермент/субстрат и контроля внешних условий (температура, время, влажность, время выдержки с ферментом перед деактивацией). При осуществлении настоящего изобретения предпочтительно применяют технологию нанесения на поверхность, такую как распыление, для удовлетворения множеству этих условий для бланшированного картофеля фри.

Путем погружения необходимо использовать более высокое количество фермента относительно количества продукта, поскольку в танке для погружения находится большой объем воды. Количество поглощенного фермента не может точно контролироваться из-за того, что продукт находится в большом объеме движущейся воды. Количество поглощенного фермента по всей вероятности варьируется, и неизвестен способ измерения количества фермента, контактирующего с поверхностью продукта путем погружения или после него. Также погружение может привести к образованию капель или пулов раствора на продукте из корнеплодов после удаления из раствора для погружения, тогда как путем распыления на поверхность покрытие поверхности более равномерное. При непрерывном способе получения картофеля фри его помещение в танк после бланширования нелегко усовершенствовать для большинства промышленных линий (в отличие от использования форсуночной стойки для распыления раствора аспарагиназы, которая не занимает много места и легко устанавливается). Также необходимо измерить в реальном времени изменяющийся, остающийся в танке фермент для точного повторного дозирования. Использование распыления в настоящем изобретении, однако, позволяет разрешить некоторые из этих трудностей за счет нанесения аспарагиназы непосредственно на поверхность продукта в установленной дозе на 1 кг продукта, такого как ломтики картофеля фри. Требуемое количество фермента наносят на поверхность продукта, в отличие от процесса погружения, когда некоторые ферменты контактируют с продуктом, но большинство ферментов остается в танке неиспользованными. Это обеспечивает значительное преимущество в цене и контроле качества, гарантируя постоянное нанесение правильной дозы туда, где она необходима, а именно на поверхность каждого отдельного продукта. Простое включение устройства для распыления перед сушилкой делает применение настоящего изобретения в промышленности экономически и практически оправданным. Наибольшая трудность способа погружения состоит в концентрации фермента в аппликаторе, что можно избежать при использовании способа нанесения по настоящему изобретению, поскольку партии фермента с установленной концентрацией получены на основе требуемой дозы и производительности линии. Количество фермента, поглощенного каждым кусочком продукта, постоянно и известно.

Фермент может быть введен в любом количестве, которое требуется для снижения акриламида в готовом продукте. Например, аспарагиназу можно использовать в форме водного раствора в количестве, имеющем активность в пределах от 500 ед/кг до 25000 ед/кг картофеля, более предпочтительно от 500 ед/кг до 1000 ед/кг картофеля. Предпочтительно фермент вводят в количестве, снижающем содержание акриламида, по меньшей мере, на 40%, 50%, 60% или 75%.

Фермент вводят в контакт с продуктом из корнеплодов в виде порошка или раствора, как правило, в виде водного раствора. В одном варианте выполнения настоящего изобретения аспарагиназу используют в буферном растворе, подходящем для поддержания активности аспарагиназы при контакте с продуктом из корнеплодов на стадии сушки. Также раствор аспарагиназы может содержать другие ингредиенты, например дополнительные соединения для модификации поверхности, такие как глицин.

По существу, настоящее изобретение может быть применено к корнеплодам, для которых полезна модификация поверхности, таким как продукты из картофеля, в которых в процессе тепловой обработки, нагревания, технологической обработки образуется акриламид. Продукты из корнеплодов включают продукты, полученные из таких корнеплодов, как картофель, батат, морковь и свекла. Большинство частично обжаренных продуктов из корнеплодов получают из картофеля, и следующее описание, в первую очередь, относится к продуктам из картофеля (таким как картофель фри, картофельные чипсы, картофель, запеченный в духовке, картофельные лепешки (рости), картофельные криспы, картофельные котлеты, картофель соломкой). Следует понимать, что параметры могут быть легко адаптированы в зависимости от сорта используемого картофеля, поскольку различные сорта имеют различное содержание сахаров и других сухих веществ. Также следует понимать, что способы и устройства, используемые для картофеля, могут быть адаптированы для других корнеплодов. Как правило, пищевой продукт представляет собой пищевой продукт, прошедший тепловую обработку при высокой температуре, такую как жарка во фритюре, выпекание, приготовление на гриле, приготовление с использованием микроволн или жарка.

Следовательно, настоящее изобретение относится к способу снижения уровней акриламида в продукте из картофеля, включающему:

обеспечение частично обработанного картофельного продукта;

контактирование аспарагиназы с частично обработанным продуктом из картофеля;

сушку частично обработанного картофельного продукта;

возможна тепловая обработка картофельного продукта, когда уровни аспарагиназы в продукте из картофеля, прошедшем тепловую обработку, ниже по сравнению с уровнями в аналогичном продукте, не прошедшем обработку аспарагиназой.

Используемый здесь термин «частично обработанный картофельный продукт» означает, что картофельный продукт находится в форме, не готовой для конечного потребления. В объем термина входят продукты из картофеля, прошедшие начальные стадии технологической обработки, такие как нарезка, бланширование или частичная обжарка.

Как правило, на картофельный продукт аспарагиназу наносят после стадии бланширования. Считается, что бланширование оказывает положительное воздействие на эффективность фермента. Продукт может двигаться в течение всей стадии нанесения фермента и/или стадии выдержки с ферментом, поскольку способ по настоящему изобретению легко может быть интегрирован в действующее промышленное производство. Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что отсутствует необходимость в отдельной стадии выдержки, на которой продукт вымачивают в ванне с активным ферментом до полного завершения процесса.

Также аспарагиназа может быть нанесена на картофельный продукт после частичной обжарки. При использовании аспарагиназы после частичной обжарки проводят охлаждение в условиях контролируемой температуры и времени выдержки компонента.

В другом варианте выполнения настоящее изобретение представляет собой композицию пищевой добавки, включающую аспарагиназу и носитель, и использование композиции пищевой добавки для снижения уровней акриламида в пищевом продукте. Как правило, носитель представляет собой водный раствор. Композиция пищевой добавки может представлять собой композицию покрытия, наносимую на поверхность (например, композицию для распыления, композицию для аэрозоли или композицию для обсыпки). Также могут быть использованы другие типы композиций. Аналогично другие варианты выполнения настоящего изобретения включают композицию пищевой добавки, включающую фермент, описанный здесь, и носитель и использование композиции пищевой добавки для снижения уровней субстрата в пищевом продукте.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения продукты из сырых корнеплодов, таких как картофель, как правило, подвергают предварительной обработке, которая включает одну или более промывок, очистку от кожуры, зачистку и проверку на наличие дефектов. После стадий предварительной обработки сырой картофель трансформируют в продукты из картофеля (например, нарезанный картофель), такие как картофель фри, полученный из нарезанного ломтиками картофеля согласно способам, хорошо известным из предшествующего уровня техники. В подходящем примере нарезки линейный размер поперечного сечения составляет от около 3/16 до 1,5 дюйма квадратного при варьирующихся комбинациях ширины, высоты и длины. Способы, описанные здесь, также могут быть применены к другим специальным формам нарезок, например винтовая нарезка, спиральная нарезка, гофрированная нарезка, нарезка гармошкой, вафельная нарезка, нарезка решеткой, нарезка кубиками, нарезка клиньями, нарезка кружками размером с фишку в казино (dollar chips), ломтики, треугольники, нарезка полумесяцем и множество других форм. Способы, описанные здесь, также могут быть применены к формованным продуктам из картофеля, таким как мелкие штучные изделия, крокеты, квадратики и кружочки и хаш браун (блинчики из тертого картофеля типа драников), как правило, полученные из кусочков картофеля и других ингредиентов, смешанных и сформованных с получением продуктов из отходов (побочных продуктов) картофеля. Обработанные компоненты, такие как крахмалы, можно использовать для получения теста, которое экструдируют в различные формы, такие как картофельные котлеты. Следовательно, термин «продукты из картофеля» относится к любой из этих или других форм или нарезанным продуктам, формованным или экструдированным из картофеля, к которым может быть применен этот способ. Термин «продукты из корнеплодов» относится к таким формам или нарезанным продуктам, формованным или экструдированным из картофеля, к которым может быть применен этот способ. Термин «продукты из картофеля» дополнительно определяется приведенной ниже ссылкой на стадии обработки продуктов из картофеля, таких как «бланшированные продукты из картофеля», который использован для ссылки на продукты из картофеля после бланширования, но перед частичной обжаркой. Продукты из корнеплодов получают аналогичным способом.

Варианты выполнения настоящего изобретения будут дополнительно описаны примерами с использованием продуктов из картофеля. Способы и продукты, описанные для продуктов из картофеля, могут быть легко адаптированы для использования продуктов из корнеплодов. После очистки от кожуры, нарезки и промывки картофеля, как правило, продукты из картофеля подвергают бланшированию с получением бланшированного картофельного продукта. В процессе бланширования продукты из картофеля подвергаются частичной тепловой обработке, что помогает контролировать редуцирование сахаров и останавливает действие фермента, которое может являться причиной изменения вкуса, цвета и текстуры. Как правило, стадия бланширования состоит из ошпаривания картофельного продукта горячей водой, паром или маслом для жарки в течение короткого периода времени. В одном примере бланширования продукты из картофеля (19/64" square) погружают в воду при температуре 65-85°C в течение около 15-20 минут, как правило, менее чем 15 минут. Бланшированные продукты из корнеплодов получают аналогичным способом. Затем бланшированные продукты из картофеля можно обрабатывать на стадии предварительной обжарки-сушки для снижения содержания влаги. Сушку можно проводить в печи в условиях контроля нагрева и влажности. На стадии предварительной обжарки-сушки удаляют некоторое количество влаги, поглощенное на стадии бланширования, наряду с влагой в корнеплодах перед стадией частичной обжарки для снижения абсорбции масла и порчи обжарочной среды. Это ведет к снижению временных затрат, количества масла и размера устройства для предварительной обжарки.

Как указано выше, фермент можно наносить на продукт непосредственно перед стадией сушки или во время стадии сушки. Условия сушки должны обеспечивать удаление достаточного количества влаги для сушки продукта без образования вздутий или чрезмерного отверждения. Также условия сушки должны обеспечивать температуру и относительную влажность, адекватную для активности фермента без денатурации фермента. Следовательно, в объем настоящего изобретения входят способы, в которых температура и относительная влажность подходят для i) сушки продукта из корнеплодов и ii) активации фермента для модификации поверхности продукта из корнеплодов (например, подходящий уровень активности аспарагиназы составляет, по меньшей мере, 25%, 50%, 75%, 85% или 95% уровня активности фермента при T_max). Как правило, используют способ, в котором температура горячего воздуха и относительная влажность подходят для i) сушки продукта из корнеплодов и ii) активации фермента для модификации поверхности продукта из корнеплодов. Варианты условий сушки зависят от типа сушилки, используемой на стадии предварительной обжарки-сушки. Один пример типовых условий сушки включает сушку картофеля при температуре 35-100°C, как