Получение стабилизированной цельнозерновой муки и продуктов из нее

Получение стабилизированной цельнозерновой муки и продуктов из нее

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способам получения цельнозерновой муки и отрубяных компонентов или ингредиентов для получения цельнозерновой муки с низкой степенью прогоркания и длительным сроком хранения. Также настоящее изобретение относится к пищевым продуктам, таким как хлебобулочные изделия, из такой стабилизированной муки и стабилизированных отрубяных компонентов.

Пищевые продукты с повышенным содержанием цельного зерна в 2005 году были рекомендованы для потребления в Диетических рекомендациях, опубликованных Министерством сельского хозяйства США, как составляющие половину потребляемого зерна, поскольку цельное зерно является хорошим источником представляющих интерес ингредиентов. Для взрослых эти нутриенты включают кальций, калий, волокна, магний и витамины A (как каротеноиды), C и E. Однако недостаточное потребление продуктов из цельного зерна объясняется главным образом определенными качествами продуктов из цельного зерна, такими как крупнозернистость, песчанистый внешний вид и текстура ингредиента цельнозерновой муки, как правило, доступного для использования. Совсем недавно на рынке появилась цельнозерновая мука с более мелкими частицами; однако эта мука в процессе технологической обработки в пищевые продукты, такие как печенье, крекеры, зерновые завтраки и другие хлебобулочные изделия, показала себя очень плохо из-за тонкого помола цельного зерна на частицы с размером менее 150 микрон, что в результате ведет к повреждению крахмала. Кроме того, мука тонкого помола очень нестабильна при хранении по сравнению с другой цельнозерновой пшеничной мукой. Предполагается, что коммерческая стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука, содержащая такие компоненты, как отруби и зародыши, более стабильна при хранении. Однако функциональность муки, в частности для печенья, крекеров и зерновых продуктов, например, в показателях обрабатываемости и увеличения объема выпекаемых изделий, значительно хуже из-за значительной желатинизации и повреждения крахмала в муке.

Общеизвестно, что цельнозерновая пшеничная мука, содержащая отруби и зародыши, менее стабильна по сравнению с белой рафинированной мукой. Хранение цельнозерновой пшеничной муки в течение только лишь 30 дней при температуре 75ºF в результате может привести к появлению нежелательного запаха и привкуса у продуктов, полученных из цельнозерновой муки. Одновременно с появлением привкуса увеличивается количество свободных жирных кислот, коррелируемое с увеличением кислорода, присутствующего в муке, и образование окислительных компонентов прогоркания. Уменьшение размеров частиц увеличивает скорость и степень порчи компонентов зерна. Влажную и тепловую обработку, как правило, используют для инактивации ферментов, ответственных за порчу муки, хотя недавно было установлено, что она вносит свой вклад в прогоркание, вызванное окислительными процессами, измеряемыми образованием гексаналя, общеизвестного маркера, используемого для определения прогорклости, вызванной окислительными процессами в овсяной муке. Считается, что увеличение прогоркания, вызванного окислительными процессами, происходит из-за разрушения клеточных структур, стабилизирующих липиды, или из-за инактивации неустойчивых к нагреванию антиоксидантов.

Прогоркание зерновых продуктов может происходить из-за гидролитических (ферментативных) или окислительных реакций деградации или в результате того и другого. Часто гидролиз ведет к дальнейшему прогорканию продуктов, вызванному окислительными процессами. Природа наделила семена множеством защитных механизмов от прогоркания или порчи, позволяющих семенам пережить периоды с неблагоприятными условиями до момента попадания в подходящую среду для начала развития и роста. Прогоркание маловероятно, когда липидные материалы, например масло семян, не вступают в реакцию с реагентами или катализаторами, такими как воздух и ферменты. Одним из таких защитных механизмов семян зерновых является хранение липидов и ферментов изолированно, таким образом, что они не могут взаимодействовать.

Помол зерен зерновых включает разрушение отдельных частей, оболочек, зародыша и эндосперма, таким образом липиды и ферментные компоненты зерна начинают взаимодействовать, приводя к значительному увеличению степени прогоркания. Увеличение степени помола для снижения песчанистости является причиной того, что увеличивается площадь поверхности отрубяных частиц, снижается природная инкапсулированность липидов и увеличивается взаимодействие между липидными и ферментными компонентами, следовательно, увеличивается степень прогоркания.

Таким образом, мука мелкого помола, содержащая значительные количества оболочек и зародышей, менее стабильна по сравнению с белой мукой. Длительное хранение муки высшего или первого сорта часто приводит к прогорканию. Прогоркание включает ухудшение качества, вызванное напрямую или косвенно реакциями с эндогенными липидами, что приводит к снижению качества выпекаемых из муки изделий, нежелательному вкусу или запаху и/или неприемлемым функциональным свойствам. Основной причиной прогоркания муки высшего или первого сорта является ферментативное разрушение нестабильных натуральных масел. Большое количество нестабильных натуральных масел содержится в зародышевой части зерна, используемой для получения муки высшего или первого сорта. С другой стороны, белая мука содержит мало нестабильных натуральных масел или жиров или не содержит их, поскольку она получена главным образом из эндосперма зерна и, как правило, по существу свободна от оболочек и зародышей.

Другой причиной прогоркания является более сложная проблема содержания в продуктах, полученных из муки, содержащей отруби и зародыши, ферментов, участвующих в катализированной ферментами деградации липидов. Одним из таких ферментов является липаза, которая является причиной гидролитического прогоркания в размолотых продуктах из непророщенной необрушенной пшеницы. По существу липаза находится только в компоненте оболочки. Другим ключевым разлагающим липиды ферментом является липоксигеназа (LPO), которая по существу находится в зародыше и также вызывает прогоркание. Следовательно, пшеничная мука с отрубями или пшеничная мука грубого помола в гораздо большей степени подвержена прогорканию по сравнению с белой мукой, которая содержит мало или не содержит отруби и зародыши.

В пшеничной муке высшего или первого сорта происходит катализированное ферментами разрушение липидов, что является причиной прогоркания такой муки, считается, что это происходит из-за воздействия липазы с последующим воздействием LPO. Когда липаза-фермент, по существу находящийся в оболочке зерна, активируется при помоле, он реагирует с нестабильными натуральными маслами зерна и разрушает их до свободных жирных кислот (FFA). Этот процесс может занять недели или даже месяцы. Затем LPO-фермент, по существу находящийся в зародыше, окисляет FFA в присутствии кислорода с получением летучих продуктов реакции, таких как пероксиды, которые в свою очередь окисляются до альдегидов. В отсутствие влаги окисление FFA является также очень медленным процессом, который может занимать вплоть до нескольких недель до появления заметных для определения количеств альдегидов. Однако в присутствии влаги или воды, которую в норме добавляют к пшеничной муке в больших количествах в процессе получения теста, происходит очень быстрое катализированное ферментами окисление свободных жирных кислот, что является причиной образования большого количества альдегидов по существу в течение нескольких минут.

В патентной заявке US № 2005/0136173 A1, автор Korolchuk, описывается способ получения цельнозерновой пшеничной муки ультратонкого помола и продукты из нее. Ультратонкий помол определяется как помол с размером частиц, менее или равным приблизительно 150 микрон. Способ является непрерывным способом помола зерна, включающим стадии разделения очищенной и темперированной пшеницы на тонкую фракцию, включающую главным образом эндосперм с небольшим количеством остатков оболочек и зародышей, и грубую фракцию, включающую оболочки, зародыши и небольшое количество остаточного эндосперма. Грубую фракцию размалывают на мельнице, такой как вальцовая мельница, с получением грубой фракции ультратонкого помола с размером частиц, менее или равным 150 микрон. Наконец, грубую фракцию ультратонкого помола смешивают с фракцией тонкого помола с получением цельнозерновой пшеничной муки ультратонкого помола. В способе, описанном Korolchuk, размалывают две фракции с получением фракций и цельнозерновой пшеничной муки ультратонкого помола с размером частиц, менее или равным приблизительно 150 микрон. Согласно Korolchuk мука сохраняет питательную ценность зерна пшеницы, сохраняя при этом текстуру рафинированной пшеничной муки и внешний вид, аналогичный рафинированной пшеничной муке, и, следовательно, мука может быть использована в пищевых продуктах, таких как хлебобулочные изделия и закусочные пищевые продукты, для которых, как правило, используют рафинированную пшеничную муку. Однако получение грубой фракции с очень небольшим остатком эндосперма, как правило, требует увеличения степени помола и длительности процесса размола, который может повредить крахмал и оказать негативное воздействие на обрабатываемость теста и производство выпечки. Также размол крупной фракции до размера частиц, менее или равного приблизительно 150 микрон, является причиной усиления взаимодействия между липидами и ферментами, вызывающими деградацию липидов, что в результате увеличивает проблемы, связанные с прогорканием.

В патентной заявке US № 2006/0073258 A1, автор Korolchuk, описан способ получения цельнозерновой пшеничной муки ультратонкого помола с сохранением питательной ценности зерна пшеницы, сохраняя при этом текстуру рафинированной пшеничной муки и внешний вид, аналогичный рафинированной пшеничной муке. Также описывается получение грубой фракции ультратонкого помола, которая может быть использована для замещения и обогащения рафинированной пшеничной муки. Способ, описанный Korolchuk, представляет собой получение цельнозерновой пшеничной муки ультратонкого помола с распределением размера частиц, который отвечает стандартам FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) для рафинированной пшеничной муки, не менее 98% частиц которой проходят через проволочное сито № 70 США (210 микрон). В способе, описанном Korolchuk, получают тонкую фракцию ультратонкого помола, включающую эндосперм, и грубую фракцию, включающую отруби и зародыши. Грубую фракцию размалывают в вальцовой мельнице для снижения микробной нагрузки и грубую фракцию ультратонкого помола затем смешивают с тонкой фракцией ультратонкого помола с получением цельнозерновой пшеничной муки ультратонкого помола. Согласно Korolchuk помол грубой фракции в роторной мельнице проводят до достижения частицами размера, менее или равного 500 микрон, для снижения микробной нагрузки. После просеивания любая грубая размолотая фракция с размером частиц более 500 микрон возвращается в процесс для дополнительного помола. Стабилизация отрубяного компонента или цельнозерновой муки нагреванием грубой фракции, включающей отруби и зародыши, для инактивации липазы не описывается.

В японской патентной публикации JP № 205168451 A описана пшеничная мука со средним диаметром частиц от 150 до 230 микрон и содержанием золы от 0,8 до 1,2%, мука не имеет травяного запаха пшеничных отрубей, имеет высокую питательную ценность и высокие вкусовые характеристики и может быть использована при производстве лапши и кондитерских изделий. Тепловая обработка муки для инактивации ферментов, таких как липаза и липоксигеназа, не описывается.

Применение пара или других источников тепла для инактивации ферментов, таких как липаза и липоксигеназа, в цельном зерне описано в патенте US № 4737371, автор Bookwalter, в патенте US № 5066506, автор Creighton, и в патенте US № 6616957, автор Wilhelm и др. Однако обработка цельного зерна, как правило, требует более длительного охлаждения и сушки обработанного цельного зерна для снижения содержания влаги с целью стабилизации микробиологического уровня при длительном хранении. Также тепловая обработка паром, аналогичная описанной в патенте US № 4737371, автор Bookwalter, может приводить к существенной желатинизации крахмала в зернах или по существу неэффективна для полной инактивации липазы и LPO.

В патенте US № 4737371, автор Bookwalter, описана обработка паром в течение 4-12 минут только для «значительного снижения» активности липазы, но по существу не для инактивации липазы. При проведении обработки паром в условиях, достаточных по существу для инактивации липазы и LPO, пар проникает в зерно и желатинизирует значительные количества крахмала внутри эндосперма зерна. Влага пара индуцирует желатинизацию крахмала в зерне, комбинируясь с теплом, принесенным внутрь зерна паром. Избыточная влага, проникшая в зерно в процессе пропаривания, требует проведения длительной сушки для снижения содержания влаги до уровней, приемлемых для помола.

В одном варианте воплощения изобретения, описанного в патенте US № 4737371, автор Bookwalter, описано, что в случае крупнозерновых злаков и иных легко отделяемых от зародыша, таких как кукуруза и пшеница, предпочтительно провести первый помол зерна и затем обработать паром только отделенные зародыши, таким образом, стоимость устройства и процесса можно сохранить на минимальном уровне. Следовательно, описывается повторное соединение зародыша и эндосперма. Термин «цельный», используемый Bookwalter, означает, что присутствуют оба: и эндосперм, и зародыш, хотя шелуха, пленка и отрубяные оболочки могут быть ранее удалены. Однако комбинированный продукт, хотя и называется цельнозерновым продуктом, не содержит отруби в естественных пропорциях, присутствующих в оригинальном цельном зерне.

В патенте US № 5066506, авторы Creighton и др., описана кратковременная (от 30 до 60 секунд), высокотемпературная (от 400 до 650ºF) и под высоким давлением (от 50 до 70 фунтов на квадратный дюйм) обработка цельного зерна, проводимая для инактивации ферментов, вызывающих прогоркание. Желатинизация крахмала может составлять 40% от общего крахмала зерна, что может ухудшить обрабатываемость и снизить увеличение объема выпекаемых изделий. Также использование высокой температуры и давления увеличивает продуцирование акриламида и разрушение витаминов.

В патенте US № 6616957, авторы Wilhelm и др., описано облучение инфракрасным излучением (IR) зерна пшеницы с содержанием влаги от приблизительно 15 вес.% до приблизительно 20 вес.%, необязательно пшеницу выдерживают при повышенной температуре от приблизительно 80ºC до приблизительно 110ºC в течение периода времени, составляющего вплоть до приблизительно одного часа, и проводят охлаждение обработанного зерна пшеницы, сушку и измельчение. Содержание влаги в зерне можно регулировать увлажнением или темперированием зерна перед обработкой инфракрасным излучением. Содержание влаги, условия необязательного темперирования, количество инфракрасного излучения, повышенная температура и различные периоды обработки достаточны для инактивации липазы и липоксигеназы, но недостаточны для желатинизации более приблизительно 20% крахмала зерна.

Цельнозерновая пшеничная мука с высокой степенью повреждения крахмала и/или высокой степенью желатинизации может быть приемлемой для приготовления готовых к употреблению завтраков из зерновых или других целей, когда требуется хрусткость, но не для получения теста, подвергаемого раскатыванию на пласты или нарезке или для увеличения в объеме при выпекании. Настоящее изобретение относится к способу получения стабилизированной цельнозерновой пшеничной муки с естественными пропорциями отрубей, зародышей и эндосперма, с низкой степенью повреждения крахмала в результате трения и низкой степенью желатинизации крахмала в результате тепловой и влажной обработок. Стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука по настоящему изобретению обладает функциональными свойствами, аналогичными функциональным свойствам белой рафинированной пшеничной муки, требуемыми для получения теста и выпекания. Она может быть использована при унифицированном получении теста с высокими показателями обрабатываемости и раскатываемости для получения хлебобулочных изделий, таких как печенье, крекеры и закуски, с превосходным внешним видом и увеличением объема при выпекании и без ощущения песчанистости во рту.

Настоящее изобретение относится к стабилизированной цельнозерновой пшеничной муке и стабилизированному отрубяному компоненту, который демонстрирует неожиданно низкое поглощение карбоната натрия-воды и неожиданно длительный срок хранения с неожиданно низким содержанием свободных жирных кислот и содержанием гексаналя при хранении в течение месяца в условиях ускоренного хранения. Был достигнут высокий уровень инактивации ферментов при сохранении неожиданно высокого уровня необходимых питательных веществ, таких как антиоксиданты и витамины, которые теряются при высокотемпературной стабилизационной обработке. Кроме того, образование акриламида находится на неожиданно низком уровне при использовании условий стабилизации по настоящему изобретению.

Также настоящее изобретение относится к способу стабилизации цельного зерна пшеницы, которое отвечает стандартам идентификации для ингредиентов, указанных на этикетках товаров по FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) и по AACC (Американская Ассоциация специалистов по биохимии зерна) для идентификации ингредиента как «цельное зерно». Как указано в инструкции от 15 февраля 2006 года Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, используемый здесь термин «цельное зерно» включает зерно злаков, состоящее из цельных, размолотых, лущеных или плющеных зерен, основными компонентами которых являются крахмал эндосперма, зародыши и отруби, присутствующие в тех же относительных пропорциях, в каких они находятся в цельном зерне. Это определение близко к международному определению AACC (Американская Ассоциация специалистов по биохимии зерна) «Цельное зерно может состоять из цельной, размолотой, лущеной или плющеной зерновки, основными анатомическими компонентами которой являются крахмал эндосперма, зародыши и отруби, присутствующие в тех же относительных пропорциях, в каких они находятся в цельной зерновке», которое было принято в 1999 году и применяется и здесь. FDA отмечает, что такое зерно может включать ячмень, гречку, булгур, кукурузу, просо, рис, рожь, овес, сорго, пшеницу и дикий рис. Хотя в качестве примеров в настоящем изобретении приведены пшеница, кукуруза, рис и овес, следует понимать, что другие зерновые злаки также входят в объем настоящего изобретения. Примеры другого цельного зерна, которое может быть обработано в соответствии с различными или конкретными вариантами настоящего изобретения, включают, например, дикий рис, рожь, ячмень, гречку, булгур, просо, сорго и тому подобное.

Стабилизированный отрубяной компонент и стабилизированная цельнозерновая мука, содержащая этот компонент, такая как цельнозерновая пшеничная мука, демонстрирующая неожиданно высокие функциональные свойства выпекания печенья, полученная обработкой измельчением или помолом богатой отрубями грубой фракции, включающей отруби, зародыши и крахмал, для снижения песчанистости грубой фракции, по существу без повреждения крахмала в результате трения. Грубая фракция может быть стабилизирована нагреванием грубой фракции перед измельчением или помолом, во время измельчения или помола или после них. В вариантах воплощения настоящего изобретения стабилизация может представлять собой любую комбинацию нагревания перед измельчением или помолом, во время измельчения или помола или после них. Предпочтительно стабилизацию проводят после измельчения или помола грубой фракции. Стабилизация по существу снижает активность липазы и липоксигеназы грубой фракции без существенной желатинизации крахмала. Во время стабилизации сохраняются неожиданно высокие уровни натуральных антиоксидантов и витаминов, таких как токоферолы, тиамин и рибофлавин, с неожиданно низкими уровнями образования акриламида. Стабилизированная грубая фракция или стабилизированный отрубяной компонент может быть скомбинирован с тонкой фракцией, которая содержит главным образом эндосперм, для получения стабилизированной цельнозерновой муки, такой как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука. В вариантах воплощения настоящего изобретения тонкая фракция может содержать эндосперм или крахмал в количестве, по меньшей мере, приблизительно 90 вес.%, например от приблизительно 92 вес.% до приблизительно 95 вес.% по сухому веществу от веса тонкой фракции. Стабилизированная цельнозерновая мука содержит эндосперм, отруби и зародыши в таких же или по существу таких же относительных пропорциях, как и в цельном зерне, таком как цельное зерно пшеницы, зерно кукурузы, зерно риса или зерно овса.

Грубая фракция может содержать отруби в количестве, по меньшей мере, приблизительно 50 вес.% от общего веса грубой фракции и менее приблизительно 40 вес.% крахмала или эндосперма, но, как правило, по меньшей мере, приблизительно 10 вес.% крахмала или эндосперма, например, от приблизительно 15 вес.% до приблизительно 35 вес.% крахмала от общего веса грубой фракции. В предпочтительных вариантах воплощения настоящего изобретения грубая фракция может содержать, по меньшей мере, приблизительно 60 вес.% отрубей, по меньшей мере, приблизительно 10 вес.% зародышей и менее или равно приблизительно 30 вес.% крахмала от общего веса грубой фракции. В вариантах воплощения настоящего изобретения грубая фракция может иметь распределение размера частиц, по меньшей мере, приблизительно 75 вес.% частиц с размером более или равным 500 микрон, менее или равно приблизительно 5 вес.% частиц с размером менее 149 микрон и от приблизительно 15 вес.% до приблизительно 25 вес.% частиц с размером менее 500 микрон, но более или равным 149 микрон.

Измельчение или помол грубой фракции по существу позволяет избежать ощущения песчанистости во рту при употреблении в продуктах, содержащих ее. Однако содержание крахмала и длительность или степень измельчения или помола ограничивается, позволяя таким образом избежать существенного разрушения крахмала в результате трения в машине и трения между частицами отрубей и частицами крахмала. Грубая фракция может быть измельчена или размолота с получением измельченной или размолотой фракции или измельченного или размолотого отрубяного компонента с таким же или по существу таким же содержанием отрубей, зародышей и крахмала, как в грубой фракции. Измельченная или размолотая грубая фракция или отрубяной компонент может иметь распределение размера частиц, по меньшей мере, приблизительно 40 вес.% фракции или компонента с размером частиц, более или равным 149 микрон, и менее или равно приблизительно 35 вес.% с размером частиц, более или равным 500 микрон. В предпочтительных вариантах воплощения настоящего изобретения измельченная или размолотая грубая фракция или отрубяной компонент может иметь распределение размера частиц от приблизительно 0,5 вес.% до приблизительно 5 вес.%, с более или равным 841 микрон, от приблизительно 10 вес.% до приблизительно 30 вес.%, более предпочтительно от приблизительно 15 вес.% до приблизительно 25 вес.% с менее 841 микрон, но более или равным 500 микрон, от приблизительно 25 вес.% до приблизительно 70 вес.%, более предпочтительно от приблизительно 45 вес.% до приблизительно 60 вес.% с более или равным 149 микрон, но менее 500 микрон и менее или равно до приблизительно 60 вес.%, предпочтительно от приблизительно 10 вес.% до приблизительно 30 вес.% с менее 149 микрон, при этом проценты в сумме составляют 100 вес.%.

Стабилизация грубой фракции может быть достигнута нагреванием грубой фракции при температурных условиях, содержании влаги и времени обработки, которые достаточны по существу, по меньшей мере, для инактивации липазы и инактивации более легко инактивируемой липоксигеназы. Содержание влаги в грубой фракции во время тепловой стабилизационной обработки должно быть достаточно высоким для того, чтобы избежать существенного образования акриламида, но не настолько высоким, чтобы привести в результате к существенной желатинизации крахмала или к избыточной постстабилизационной сушке. В вариантах воплощения настоящего изобретения температура стабилизации может составлять от приблизительно 100ºC до приблизительно 140ºC, предпочтительно от приблизительно 115ºC до приблизительно 125ºC, и содержание влаги в грубой фракции, прошедшей стабилизацию, может составлять от приблизительно 7 вес.% до приблизительно 17 вес.%, предпочтительно от приблизительно 9 вес.% до приблизительно 14 вес.% от веса грубой фракции. В вариантах воплощения настоящего изобретения время тепловой обработки может составлять от приблизительно 0,25 минут до приблизительно 12 минут, предпочтительно от приблизительно 1 минуты до приблизительно 7 минут. Стабилизация может быть проведена без существенного или без какого-либо изменения пропорций зародышей, отрубей или крахмала эндосперма во фракции или компоненте, прошедших стабилизацию. В вариантах воплощения настоящего изобретения, если стабилизацию проводят перед измельчением или после измельчения, стабилизация может быть проведена без существенного или без какого-либо изменения распределения размера частиц во фракции или компоненте, прошедшем стабилизацию. Например, в предпочтительных вариантах воплощения настоящего изобретения стабилизированная измельченная или размолотая фракция или стабилизированный измельченный или размолотый отрубяной компонент может иметь такое же или по существу такое же содержание отрубей, зародышей и крахмала и распределение размера частиц, как в измельченной или размолотой грубой фракции перед стабилизацией.

В вариантах воплощения настоящего изобретения стабилизированный отрубяной компонент, включающий измельченную или размолотую прошедшую тепловую обработку грубую фракцию, может иметь активность липазы менее приблизительно 3, предпочтительно менее приблизительно 2, наиболее предпочтительно менее приблизительно 1 микромоль бутирата свободной кислоты, образованного за час на 0,1 грамма стабилизированного отрубяного компонента или стабилизированной измельченной или размолотой грубой фракции по влажному или сухому веществу, и содержание акриламида составляет менее или равно приблизительно 150 частей на миллиард, предпочтительно менее или равно приблизительно 100 частей на миллиард от веса стабилизированного отрубяного компонента или стабилизированной грубой фракции. Стабилизированная грубая фракция может поддерживать антиоксидантную способность, захватывая свободные радикалы, равную не менее приблизительно 150 микромоль эквивалентов Trolox на грамм. Сохранение витаминов, таких как витамины E, B₁ и B₂, может составлять, по меньшей мере, приблизительно 80 вес.% от содержания витаминов в отрубяном компоненте перед стабилизацией. Желатинизация крахмала может составлять менее приблизительно 25%, предпочтительно менее приблизительно 10%, наиболее предпочтительно менее приблизительно 5%, как измерено дифференциальной сканирующей калориметрией (DSC). Низкая степень желатинизации крахмала и низкая степень повреждения крахмала, достигнутая в отрубяном компоненте пшеницы и цельнозерновой пшеничной муке по настоящему изобретению, проиллюстрирована энтальпией при плавлении крахмала более приблизительно 4 Дж/г, предпочтительно более приблизительно 5 Дж/г от общего веса крахмала в стабилизированном отрубяном компоненте или измельченной грубой фракции, как измерено дифференциальной сканирующей калориметрией (DSC) при пике температуры в пределах от приблизительно 65ºC до приблизительно 70ºC и способностью удерживать растворитель карбонат натрия-вода (SRC карбонат натрия) менее приблизительно 200% от общего веса стабилизированного отрубяного компонента или грубой фракции.

Стабилизированная цельнозерновая мука по настоящему изобретению, такая как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука, включает отруби, зародыши и эндосперм, при этом только часть эндосперма прошла тепловую стабилизацию в присутствии отрубей и зародышей, но, по меньшей мере, существенная часть отрубей и зародышей прошла стабилизацию нагреванием в отсутствие основной части эндосперма. В вариантах воплощения настоящего изобретения стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука может иметь активность липазы в пределах менее приблизительно 1,5, предпочтительно менее приблизительно 1,25, наиболее предпочтительно менее приблизительно 1 микромоль бутирата свободной кислоты, образованного за час на 0,1 грамма стабилизированного отрубяного компонента или стабилизированной измельченной или размолотой грубой фракции по влажному или сухому веществу, и содержание акриламида составляет менее приблизительно 45 частей на миллиард, предпочтительно менее приблизительно 30 частей на миллиард по весу стабилизированной цельнозерновой муки. Стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука может иметь неожиданно низкое содержание жирных кислот менее приблизительно 10 вес.% от всех липидов муки после одного месяца хранения в условиях ускоренного хранения при температуре 95ºC или менее приблизительно 3000 частей на миллион от общего веса стабилизированной цельнозерновой муки и неожиданно низкое содержание гексаналя менее приблизительно 10 частей на миллион после одного месяца хранения в условиях ускоренного хранения при температуре 95ºC от общего веса стабилизированной цельнозерновой муки.

Распределение размера частиц стабилизированной цельнозерновой пшеничной муки может составлять менее приблизительно 10 вес.%, предпочтительно менее приблизительно 5 вес.% частиц, проходящих через стандартное сито США № 35 (500 микрон), от приблизительно 20 вес.% до приблизительно 40 вес.% частиц, проходящих через стандартное сито США № 60 (250 микрон), от приблизительно 10 вес.% до приблизительно 60 вес.%, предпочтительно от приблизительно 20 вес.% до приблизительно 40 вес.% частиц, проходящих через стандартное сито США № 100 (149 микрон), и менее приблизительно 70 вес.%, например от приблизительно 15 вес.% до приблизительно 55 вес.% частиц, проходящих через стандартное сито США № 100 (149 микрон). Стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука демонстрирует превосходные функциональные свойства при выпекании печенья со способностью удерживать растворитель карбонат натрия-вода (SRC карбонат натрия) менее приблизительно 85%, предпочтительно менее приблизительно 82%.

При использовании стабилизированного отрубяного компонента или стабилизированной цельнозерновой муки, такой как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука, входящих в качестве ингредиентов в состав мучных изделий, могут быть получены пищевые продукты, такие как хлебобулочные изделия и закусочные пищевые продукты, такие как печенье, крекеры, бисквиты, основа для пиццы, основа для пирога, хлеб, бублики, крендельки, шоколадное пирожное с орехами, сдобные булочки, вафли, мучные кондитерские изделия, пирожные, бездрожжевая выпечка, сладкие роллы, пончики, фруктовые и зерновые батончики, тортиллы, частично выпеченные хлебобулочные изделия, зерновые хрустящие батончики, готовые к употреблению зерновые завтраки.

Стабилизированная цельнозерновая мука, такая как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука по настоящему изобретению, может быть использована при унифицированном получении теста с высокими показателями обрабатываемости и раскатываемости для получения хлебобулочных изделий, таких как печенье, крекеры и закуски, с превосходным внешним видом и увеличением объема при выпекании и без ощущения песчанистости во рту. В вариантах воплощения настоящего изобретения увеличение в объеме изделий при выпекании может составлять, по меньшей мере, приблизительно 130% от первоначального диаметра изделия из теста перед выпеканием, как измерено согласно AACC (Американская Ассоциация специалистов по биохимии зерна) 10-53 стендовым методом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Фиг.1 - график поглощения при 620 нм и 525 нм в зависимости от концентрации крахмала в образце, который использовали для расчета содержания крахмала в образцах отрубяной фракции по примеру 1.

Фиг.2 - профиль плавления кристаллов крахмала в образцах стабилизированных отрубей, как определено дифференциальной сканирующей калориметрией (DSC).

Фиг.3 - график поглощения при 620 нм и 525 нм в зависимости от концентрации крахмала в образце, который использовали для расчета содержания крахмала в образцах отрубяной фракции по примеру 2.

Фиг.4 - распределение размера частиц и способность удержания растворителя (SRC) в грубых фракциях или отрубяных компонентах, содержащих смеси отрубей и зародышей перед измельчением и после измельчения по примеру 3.

Фиг.5 - функциональные свойства при выпекании стабилизированной и нестабилизированной цельнозерновой пшеничной муки в показателях способности удерживать растворитель карбонат натрия-вода (SRC карбонат натрия) и увеличение объема при выпекании изделия как функция процента по весу частиц с размером более 250 микрон.

Фиг.6 - график зависимости содержания общих жирных кислот в стабилизированной и нестабилизированной цельнозерновой пшеничной муке, полученной из измельченных отрубяных компонентов, от продолжительности времени ускоренного хранения.

Фиг.7 - график зависимости содержания общих жирных кислот в стабилизированной и нестабилизированной цельнозерновой пшеничной муке, полученной из измельченных отрубяных отходов производства белой рафинированной муки, помол как функция продолжительности ускоренного хранения.

Настоящее изобретение относится к стабилизированному отрубяному компоненту, такому как пшеничный компонент, богатый отрубями, стабилизированной цельнозерновой муке, содержащей стабилизированный отрубяной компонент, и способам получения стабилизированного отрубяного компонента и стабилизированной цельнозерновой муки. Как условия измельчения или помола, так и процесс стабилизации обеспечивают существенное снижение активности липазы и активности липоксигеназы и неожиданно низкое содержание свободных жирных кислот, гексаналя и образования акриламида. Кроме того, неожиданно достигнут высокий уровень сохранения натуральных нутриентов, таких как витамины и антиоксиданты в стабилизированном отрубяном компоненте и стабилизированной цельнозерновой муке, такой как стабилизированная цельнозерновая пшеничная мука. Условия измельчения или помола и условия стабилизации не оказывают негативного воздействия на обрабатываемость теста и производство выпечки. Стабилизированный отрубяной компонент имеет низкое содержание крахмала с низким показателем связывания йода, с низкой степенью повреждения крахмала и желатинизации крахмала и низкой способностью удерживать растворитель (SRC). Цельнозерновая пшеничная мука с естественными пропорциями эндосперма, отрубей и зародышей, как в цельном зерне, имеет неожиданно низкую способность удерживать растворитель (SRC), низкую степень повреждения крахмала и низкую степень желатинизации и неожиданно длительный срок хранения. В способе по настоящему изобретению только небольшая часть эндосперма цельнозерновой муки, такой как цельнозерновая пшеничная мука, проходит измельчение или помол в присутствии отрубей и зародышей с целью снижения повреждения крахмала. Также только небольшая часть эндосперма подвергается стабилизации нагреванием по существу для снижения желатинизации крахмала. Однако, по меньшей мере, существенная часть отрубей и зародышей цельнозерновой муки, такой как цельнозерновая пшеничная мука, подвергается стабилизации нагреванием по существу для снижения активности липазы и липоксигеназы. Цельнозерновой продукт может быть получен из стабилизированной цельнозерновой муки, такой как стабилизированная цельнозерновая пшеничная м