Выбор белкового ингредиента и манипуляция им для производства закусочных продуктов питания

Выбор белкового ингредиента и манипуляция им для производства закусочных продуктов питания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предшествующий уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к включению некоторых белковых ингредиентов в закусочные продукты питания. В частности, изобретение относится к применению белков на молочной основе для экструдированных и выпеченных закусочных продуктов питания.

Описание предшествующего уровня техники

Давно известны способы, использующие преимущество получения из риса хрустящих, легких и удобных воздушных закусочных продуктов питания; однако производство подобных продуктов питания с включением и сохранением полезных для здоровья количеств белка оказалось более сложным. В значительной степени это обусловлено жесткими этапами обезвоживания, включенными в производство закусочных продуктов, приводящими к возникновению в готовом продукте таких дефектов, как избыточное нежелательное потемнение, вызванное реакциями Майяра. Возникающее потемнение зависит от жесткости кулинарной (термической) обработки. Кроме того, также общеизвестно, что продукты, содержащие молоко, чувствительны к нагреванию. Это явление особенно проблематично, когда продукты подвергают прямому расширению (вспучиванию), что требует высоких значений температуры и давления.

Проблемы, связанные с белками, также наблюдаются при воздействии низких температур, таких как те, что используются при холодной экструзии. Многие современные попытки включения белков в экструдированные закусочные продукты питания фокусируются на применении для включения в пищевые продукты сывороточных белков, а не молочных продуктов, содержащих большие количества казеина. Сыворотка необходима отчасти благодаря ее относительным экономическим преимуществам по сравнению с фракциями с высоким содержанием казеина, поскольку она является побочным продуктом в процессе производства сыра. Однако также известно, что сыворотка вызывает нежелательные побочные эффекты в отношении текстуры и могут возникать затруднения при ее включении в тесто. Например, сыворотка содержит множество реактивных побочных групп, которые делают тесто липким, что затрудняет ее включение в продукты питания, изготовленные из теста, такие как претцели или многие другие продукты, произведенные с применением способа холодной экструзии.

Соответственно некоторые белки, такие как те, что получены из молока, требуют некоторой формы или дополнительной манипуляции для облегчения обработки. С учетом проблем тепловой обработки продуктов, содержащих белки, в промышленности в целом отдается предпочтение скорее применению углеводов, чем белков. Тем не менее, остается потребность в способах модификации белков для наилучшего выполнения и для контроля прямого расширения (вспучивания) закусочных продуктов питания, содержащих белки, с учетом наличия любых не-восстанавливающих сахаров, таких как лактоза, в пищевых продуктах.

Соответственно имеется потребность в альтернативных способах приготовления закусочных продуктов питания, включающих белки, и в контроле нежелательного потемнения, вызванного реакциями Майяра, при создании полученных прямым расширением (вспучиванием) и/или печеных закусочных продуктов. Также имеется потребность в способах манипуляции определенными белками, полученными из молочных продуктов, таких как те, что обеспечивают необходимое увеличение объема и пористости продукта. В частности, имеется потребность в манипуляции белками, содержащими лактозу, для лучшего контроля и применения этих продуктов для экспандированных (непосредственно расширенных, вспученных) и экструдированных продуктов питания. В идеале, такие способы должны быть экономичными и должны применять оборудование, обычное в пищевой промышленности. Настоящее изобретение решает эти проблемы и обеспечивает преимущество в повышении пользы для здоровья и питания, а также в достижении превосходных сенсорных свойств готового продукта.

Изложение сущности настоящего изобретения

Настоящее изобретение в целом обеспечивает экструдированный закусочный продукт питания, содержащий эффективную дозу белков. В первом аспекте настоящего изобретения тесто на белковой основе подвергают обработке при высоких температурах и высоком давлении для создания закусочного продукта питания, полученного прямым экспандированием. В частности, фильтрованный компонент из молочного белка объединяют по меньшей с одним крахмалом для введения в экструдер для прямого экспандирования. Подходящие молочные белки включают, например, микрофильтрованные и ультрафильтрованные молочные белки. В одном варианте осуществления мицеллярный казеин выбран для включения в продукт, полученный прямым экспандированием. В другом варианте осуществления выбирают изолят молочного белка (ИМБ). Предпочтительно выбранный ИМБ содержит по меньшей мере примерно 85% белка. В одном варианте осуществления ИМБ содержит 1,7-2,0% лактозы. В другом варианте осуществления ИМБ содержит не менее примерно 1,7% лактозы. В других вариантах осуществления белковый компонент дополнительно содержит изолят соевого белка. В одном варианте осуществления белковый компонент содержит от 0 до 70% изолята соевого белка. В одном варианте осуществления белковый компонент содержит изолят молочного белка и изолят соевого белка в отношении 50:50. В целом сырьевые смеси из настоящего изобретения содержат по меньшей мере 30% белка для получения основных экструдатов перед добавлением приправ.

В другом варианте осуществления для улучшения расширения в объеме и текстуры продукта, полученного прямым экспандированием и для снижения нежелательного потемнения из-за включения высоких количеств лактозы пористый карбонат кальция вводят в сухую смесь для обеспечения продуктов с малыми воздушными ячейками, способствующими получению плотных губчатых текстур. В других вариантах осуществления условия обработки можно дополнительно регулировать так, чтобы усилить экспандирование посредством применения хелатирующих агентов для разрушения матрикса из казеиновых мицелл и кислот для снижения pH и влияния на структуру белков.

Во втором аспекте во включении белков в воздушные закусочные продукты питания тесто на белковой основе подвергают холодной экструзии или экструзии холодного типа для получения такого закусочного продукта как претцель. В частности, манипуляцию и контроль сывороточного белка осуществляют с использованием преимущества денатурированного состояния сывороточного белка в растворе на водной основе для уменьшения липкости. Путем снижения тенденции сывороточных белков к связыванию и конкуренции за воду, настоящее изобретение обеспечивает более когезивное тесто. Предпочтительно источник сывороточного белка денатурируют перед объединением с сухими ингредиентами при формировании теста.

В одном варианте осуществления путем нагревания сыворотки в растворе на водной основе для существенной денатурации белка, структуру белка меняют в степени, достаточной для снижения его функциональности. Считается, что в результате его молекулярная масса позволяет лучше удерживать воду без возникновения какой-либо липкости, обычно наблюдаемой при работе с сывороткой. В другом варианте осуществления при замачивании уже денатурированного источника сывороточного белка подобное когезивное тесто формируют путем разрушения источника белка до более мягкого, достаточного для объединения с дополнительными сухими ингредиентами. В других вариантах осуществления денатурированный сывороточный белок можно также объединить с дополнительными источниками белка, денатурированными или не денатурированными, и получить когезивное тесто для проведения экструзии. Например, в одном варианте осуществления денатурированный белок объединяют с изолятом соевого белка. В другом варианте осуществления денатурированный белок можно объединить с изолятом молочного белка. Сухие ингредиенты, обычно используемые для создания закусочных продуктов с применением способов холодной экструзии, также включают в тесто. В других вариантах осуществления сухие ингредиенты, такие как смешанная мука, цельные злаки и волокнистые ингредиенты, объединяют с компонентом из сывороточного белка для получения теста. Когезивное тесто, полученное в соответствии с настоящим изобретением, можно затем экструдировать и нарезать на закусочные продукты, к которым можно добавить приправы и упаковать перед употреблением.

Способы из настоящего изобретения обеспечивают закусочный продукт, содержащий по меньшей мере 5 г удобного источника белка на порцию размером в 1 унцию. Предпочтительным источником белка из настоящего изобретения является молоко или продукт молочного происхождения. В одном варианте осуществления молочным источником является сывороточный продукт.

Другие аспекты, варианты осуществления и характеристики изобретения станут понятными из следующего подробного описания при рассмотрении в сочетании с неограничивающими примерами.

Краткое описание чертежей

Новые черты, считающиеся характеристиками изобретения, приведены в формуле изобретения. Само изобретение однако, также как и предпочтительный способ его применения, другие задачи и преимущества станут лучше понятными из следующего подробного описания иллюстративных вариантов осуществления при чтении в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:

Фиг. 1 изображает поточную диаграмму общего способа, используемого в первом аспекте настоящего изобретения.

Фиг. 2A показывает вид на поперечном разрезе ИМБ продукта, полученного непосредственно расширением (вспучиванием), без карбоната кальция, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.

Фиг. 2B показывает вид на поперечном разрезе ИМБ продукта, полученного непосредственно расширением (вспучиванием), с карбонатом кальция в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.

Фиг. 3 является графическим представлением сравнения вариации размера ячеек по результатам анализа образцов, как показано на Фиг. 2A и 2B.

Фиг. 4A иллюстрирует продукт, полученный непосредственным расширением, с применением условий обработки в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.

Фиг. 4B показывает вид на поперечном разрезе продукта, изображенного на Фиг. 4A.

Фиг. 5A иллюстрирует продукт, полученный непосредственным расширением, содержащий ИМБ без карбоната кальция, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.

Фиг. 5B является изображением на поперечном разрезе продукта, показанного на Фиг. 5A.

Фиг. 6A иллюстрирует продукт, полученный непосредственным расширением (вспучиванием), содержащий мицеллярный казеин, без карбоната кальция в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.

Фиг. 6B является изображением на поперечном разрезе продукта, показанного на Фиг. 6A.

Фиг. 7 изображает поточную диаграмму общего способа, используемого во втором аспекте настоящего изобретения, относящемся к продуктам, полученным с помощью холодного экструдирования.

Фиг. 8A изображает поточную диаграмму одного варианта осуществления, используемого при производстве с помощью холодного экструдирования продуктов, содержащих молочный белок.

Фиг. 8B изображает поточную диаграмму другого варианта осуществления, используемого при производстве с помощью холодного экструдирования продуктов, содержащих молочный белок.

Подробное описание изобретения

В целом, настоящее изобретение обеспечивает включение белков, которые в ином случае трудно включить в устойчивые при хранении, готовые к употреблению закусочные продукты, и способы манипуляции избранными белками для получения усовершенствованного теста и привлекательных закусочных продуктов питания, обладающих необходимыми вкусовыми профилями и текстурами. Полученные продукты питания включают по меньшей мере до 5 г удобного источника белка на порцию. В то время как изобретение описано с точки зрения периодического способа, специалист в данной области техники на основе данного описания сможет легко определить средства для массового или крупномасштабного коммерческого производства. Если не указано иное, все проценты, части, отношения и тому подобное приводятся по массе.

Первый аспект настоящего изобретения, в целом, изображенный на Фиг. 1, относится к использованию белкового компонента для включения в полученный прямым экспандированием (непосредственным расширением) или воздушный закусочный продукт питания. Традиционно прямое экспандирование продуктов питания требует высоких температур и высокого давления, и обычно крахмалы, такие как кукурузная мука, являются предпочтительными благодаря их свойствам при экспандировании. Однако в настоящем изобретении белковый компонент, содержащий по меньшей мере один молочный продукт, смешивают с крахмальным компонентом до получения белково-крахмальной смеси 10. В то время как сахара из молочных продуктов обычно обеспечивают экструдаты, имеющие вкус и запах подгоревшего молока, темно-коричневый цвет, стекловидную текстуру, большие ячейки и плохое увеличение в объеме, было установлено, что способы из настоящего изобретения обеспечивают манипуляцию белками, достаточную для улучшения обрабатываемости, как с точки зрения обработки теста, так и получения готового продукта с усовершенствованным экспандированием, текстурой и вкусом. Это особенно важно при работе в условиях температуры и давления, достаточно высоких для производства воздушного или напрямую экспандированного закусочного продукта питания. Авторы изобретения считают, что фильтрованные молочные белки, раскрытые здесь, обеспечивают превосходный вкус и аромат, и текстуру продуктов, полученных прямым экспандированием, отчасти потому, что больший размер молекул этих белков позволяет обеспечить большую термостабильность и лучшую устойчивость к пригоранию в среде двухшнекового или высокотемпературного экструдера. Далее, принципы физического разделения, лежащие в основе способов микрофильтрации и ультрафильтрации, используемых при создании таких продуктов, могут также вносить вклад в превосходный вкусоароматический профиль и усовершенствованную хрустящую текстуру и вкусовое впечатление продуктов, полученных прямым экспандированием. Таким образом, в одном варианте осуществления выбранный молочный продукт является фильтрованным молочным продуктом, что означает, что он подвергнут процессу мягкой физической очистки под градиентом давления, в котором мембраны фракционируют компоненты в зависимости от их размера и структуры, приводя к разделению белка с сохранением его характеристик. Способ фильтрации далее приводит к удалению части лактозы без какой-либо химической обработки сильной кислотой или щелочью. Для целей настоящего изобретения микрофильтрованный молочный продукт означает фильтрованный молочный продукт, сохраняющий казеин, обеспечивая изменения отношения фракций или казеина к сыворотке. В одном варианте осуществления микрофильтрованный молочный продукт из настоящего изобретения содержит казеин в отношении к сыворотке примерно 90:10. Ультрафильтрованный молочный продукт означает фильтрованный молочный продукт, сохраняющий казеин и сывороточную фракцию, с одновременным удалением лактозы и минералов. В одном варианте осуществления ультрафильтрованный молочный продукт из настоящего изобретения имеет отношение казеина к сыворотке примерно 80:20.

В одном варианте осуществления микрофильтрованный (МФ) продукт выбран в качестве подходящего молочного продукта для смешивания с крахмальным компонентом 10 для создания белкового компонента из настоящего изобретения. В то время как способы обработки и полученные рецептуры могут варьировать при производстве МФ продуктов, МФ продукты из настоящего изобретения в целом содержат от 0 до примерно 0,5% лактозы. В одном варианте осуществления включение этих продуктов приводит к получению напрямую экспандированного продукта с необходимым светлым цветом, со значением L примерно 70, благодаря по меньшей мере частичному снижению реакций потемнения Майяра в экструдере. В других вариантах осуществления значение L, находящееся в диапазоне примерно от 62 до 71, также является необходимым и приемлемым. В одном варианте осуществления мицеллярный казеин, содержащий по меньшей мере примерно 83% белка, выбирают для смешивания по меньшей мере с одним крахмальным компонентом 10. В качестве примера, но не для ограничения, в табл. 1 внизу показан состав подходящего мицеллярного казеина для применения в настоящем изобретении. Как и для любого органического материала, могут быть некоторые вариации в химическом составе, и приведенная информация является приблизительной.

Таблица 1.
Состав подходящего мицеллярного казеина
Жир, %	<1,5
Белок, %	83,0
Влажность, %	<5,0
Минеральный остаток, %	9,5
Лактоза, %	<0,5
Кальций, %	3,0
Калий, %	0,3
Фосфор, %	1,1
Магний, %	0,1

В другом варианте осуществления ультрафильтрованный (УФ) молочный продукт выбран для включения в белковый компонент 10 из настоящего изобретения. Однако несмотря на то, что дополнительная лактоза присутствует в УФ молочных продуктах, варианты осуществления настоящего изобретения включают изоляты молочного белка, которые, как было установлено, обладают превосходным вкусоароматическим профилем при включении в продукт, полученный прямым экспандированием. Кроме того, замена молочным продуктом с более высоким содержанием лактозы обеспечивает более экономичный альтернативный белок для включения в закусочные продукты. То есть даже при более высоком содержании лактозы УФ продукты, выбранные в настоящем изобретении, к удивлению, обеспечивают превосходный вкусоароматический профиль и текстуру продукта, полученного прямым экспандированием. Это противоречит тому, что известно в данной области техники о присутствии большого количества сахаров, которые даже в небольшом количестве обычно оказывают отрицательное влияние при кулинарной (тепловой) обработке экструдатов. Считается, что положительные эффекты достигаются благодаря условиям обработки и агентам, контролирующим экспандирование, из настоящего изобретения. Предпочтительно УФ молочным продуктом, выбранным для приготовления белкового компонента, является растворимый изолят молочного белка (ИМБ). Как и для МФ продуктов, конкретная методика обработки, используемая для приготовления ИМБ, может влиять на содержание белка, жира и лактозы. Однако в целом, для настоящего изобретения содержание белка в избранном ИМБ составляет примерно 85% или больше с низким содержанием жира, которое меньше или равно примерно 2%, и содержанием лактозы не менее примерно 1,7%. В одном варианте осуществления ИМБ содержит примерно 1,7-2,0% лактозы. В другом варианте осуществления ИМБ содержит не менее примерно 1,7% лактозы.

Подходящие коммерческие ИМБ для применения в рецептуре теста из настоящего изобретения включают, например, изолят молочного белка 4900 (также известный как ALAPRO™ 4900), поставляемый Fonterra. В качестве примера, но не для ограничения объема настоящего изобретения, в табл. 2 внизу показан состав подходящего изолята молочного белка для применения в настоящем изобретении. Как и для любого другого органического материала, имеются некоторые вариации в химическом составе, и данная информация является приблизительной.

Таблица 2.
Состав подходящего изолята молочного белка
Жир (г/100 г)	1,7
Белок (г/100 г)	86,6
Влажность (г/100 г)	4,5
Минеральный остаток (г/100 г)	7,1
Общие сахара (лактоза) (г/100 г)	1,7
Кальций (мг/100 г)	2320

В одном варианте осуществления белковый компонент содержит примерно 100% изолята молочного белка. В другом варианте осуществления белковый компонент содержит по меньшей мере примерно 30% изолята молочного белка. В другом варианте осуществления белковый компонент содержит по меньшей мере примерно 50% изолята молочного белка. В другом варианте осуществления белковый компонент содержит примерно от 30% до 100% изолята молочного белка. В одном варианте осуществления белковый компонент далее содержит дополнительный белок, полученный из бобовых, таких как соя. Предпочтительно дополнительным белком является изолят соевого белка (ИСБ), например, такой как изолят с мягким вкусом сои. Подходящие коммерческие ИСБ для применения в белковом компоненте включают, например, Supro 620 от компании SOLAE™. В одном варианте осуществления белковый компонент содержит от 0 до примерно 70% ИСБ, при этом оставшаяся часть белкового компонента содержит ультрафильтрованный молочный продукт, такой как изолят молочного белка. В другом варианте осуществления белковый компонент содержит примерно 50% ИСБ. В другом варианте осуществления белковый компонент содержит ИМБ и ИСБ в отношении примерно 50:50. В целом, не более 70% от рецептуры сухой смеси составляет изолят соевого белка.

Поскольку крахмал также вносит вклад в увеличение объема продукта, полученного прямым экспандированием, по меньшей мере один крахмальный продукт объединяют с белковым компонентом 10. Предпочтительно, когда только один крахмальный компонент выбирают для комбинации, то используют кукурузный крахмал или кукурузную муку. Другие подходящие крахмальные компоненты включают картофельный крахмал, крахмал тапиоки, рисовый крахмал, пшеничный крахмал или любой модифицированный крахмал по отдельности или в комбинации, но не ограничиваются ими. В одном варианте осуществления крахмал составляет примерно 70% от рецептуры сухой смеси. Также возможны варианты осуществления, содержащие примерно от 70% до 85% от рецептуры сухой смеси, приводя к получению приемлемых экструдированных готовых продуктов, хотя они могут типично приводить к получению более низких количеств белка на порцию.

Сухие ингредиенты затем смешивают 12 с белково-крахмальной смесью до получения рецептуры сухой смеси, которую можно охарактеризовать как однородный, сухой смешанный порошок. Сухие ингредиенты 12 включают волокна, витамины, минералы и/или любые другие питательные добавки, но не ограничиваются ими. В предпочтительных вариантах осуществления сухие ингредиенты содержат один или несколько агентов для контроля экспандирования. Как применяется здесь, термин «агент для контроля экспандирования» означает вещества для манипуляции белком, описанные здесь, обеспечивающие плотные светлые экструдированные закусочные продукты со значением L примерно от 58 до 71, включающие пористый карбонат кальция, натрия гексаметафосфат, фосфорную кислоту, лимонную кислоту и другие кислоты пищевого качества, которые можно применять для снижения pH, или другие хелатирующие или нуклеирующие агенты, как применяется здесь. Агенты для контроля экспандирования из настоящего изобретения обеспечивают получение напрямую экспандированных продуктов питания, имеющих хорошо определенную внешнюю часть с ячейками меньшего диаметра, которую можно описать как плотную.

В то время как существенное удаление жира, минералов и лактозы из МФ молочных продуктов подавляет реакции Майяра и улучшает способность к обработке для применения этих продуктов и их белков в производстве продукта питания, полученного прямым экспандированием, в случае УФ продуктов более высокий уровень лактозы обычно приводит к вкусу и запаху подгоревшего молока и стекловидной текстуре, и к большему размеру пузырьков, если не провести дополнительные манипуляции с рецептурой. Например, для вариантов осуществления, содержащих ИМБ, было установлено, что добавление пористого карбоната кальция приводит к улучшению экспандирования и текстуры готовых продуктов, как показано на Фиг. 2A и 2B. На Фигуре 2A показан вид на поперечном разрезе воздушного ИМБ продукта без карбоната кальция. Как показано на Фигуре 2B, экспандированные продукты, содержащие изолят молочного белка с карбонатом кальция обеспечивают лучше выраженную периферию, а также меньшие ячейки «y». Во время испытаний группа экспертов оценила образец 2, показанный на Фиг. 2B, как плотный, в то время как образец 1, показанный на Фиг. 2A, был оценен как «стекловидный» и жесткий, и таким образом, менее привлекательный. Для каждого образца было проведено тридцать четыре анализа. Образец без карбоната кальция (образец 1) имел больший средний диаметр ячеек около 0,944 мм в диапазоне примерно от 0,06 до 2,2 мм, в то время как образец с карбонатом кальция (образец 2) имел средний диаметр ячеек примерно 0,657 мм в диапазоне примерно от 0,24 до 1,32 мм.

На Фиг. 3 показан график для анализа по Т-критерию Стьюдента, сравнивающий вариацию при измерениях образцов 1 и 2, показанных на Фиг. 2A и 2B. Анализ с двухсторонним критерием показал, что средние значения для образцов на Фиг. 2A и 2B достоверно различаются со значением p=0,001. Таким образом, в одном варианте осуществления пористый карбонат кальция добавляют в сухую смесь 12 для манипуляции белком и контроля экспандирования для напрямую экспандированного продукта на белковой основе. Не желая углубляться в теорию, считается, что пористость карбоната кальция способствует генерации существенно отличающейся текстуры белковых экструдатов за счет создания участков нуклеации, обеспечивающих формирование малых воздушных ячеек, приводя к получению плотных губчатых текстур с уменьшением эффекта потемнения. Карбонат кальция может также обеспечивать поперечную сшивку молочных белков казеина и сывороточного белка с формированием большой молекулы, приводя к получению более привлекательной текстуры, вкуса и запаха, и увеличения в объеме. Напротив, во время испытаний добавление казеината кальция не обеспечивало таких же самых эффектов в отношении усовершенствованной текстуры, как при добавлении карбоната кальция. Таким образом, в одном варианте осуществления предпочтительно, чтобы сухие ингредиенты не содержали казеинат кальция.

Предпочтительно карбонат кальция имеет размер частиц менее примерно 25 мкм. В одном варианте осуществления размер частиц составляет менее примерно 15 мкм. В другом варианте осуществления размер частиц составляет примерно от 15 до 25 мкм. В предпочтительном варианте осуществления для достижения необходимой текстуры и цвета воздушного продукта сухая смесь 12 содержит примерно от 0,9625 до 1,375% карбоната кальция в качестве агента контроля экспандирования для получения экструдата, имеющего гладкую поверхность, и готового воздушного продукта, имеющего очень чистый вкус и запах. С 1,375% карбоната кальция экспандирование повышалось примерно на 25%, а диаметр уменьшался примерно на 10%, при этом общий объем был больше, чем у экструдата, содержащего только ИМБ. Например, во время одного испытания длина полученного экструдата, содержащего только ИМБ, составила примерно 52 мм, диаметр составил примерно 12,1 мм, а объем составил примерно 5,98 см³. Экструдат, содержащий и ИМБ, и карбонат кальция, имел длину примерно 65 мм с диаметром примерно 11,0 мм и объем около 6,18 см³. В другом варианте осуществления сухая смесь 12 содержит примерно 1,26% карбоната кальция для получения более плотного продукта. В целом, тесто из настоящего изобретения, включающее карбонат кальция, содержит примерно от 70 до 85 мас.% кукурузного крахмала, примерно от 15 до 32 мас.% изолята молочного белка и примерно 0,9625-1,375 мас.% карбоната кальция. В другом варианте осуществления не более 16% от рецептуры сухой смеси составляет изолят соевого белка.

Пористый карбонат кальция, пригодный для применения в настоящем изобретении, может быть получен из натурального источника, такого как экстракт из водорослей или морских организмов (marine extract), в одном варианте осуществления. Например, экстракт, полученный из Phymatolithon calcareum, известковых водорослей, содержащих высокое количество минералов, можно применять в соответствии с настоящим изобретением для контроля экспандирования, текстуры и пористости экструдата, содержащего фильтрованный молочный белок. Скелет известковых водорослей состоит главным образом из карбонизированного кальция и карбонизированного магния, где эти два элемента составляют примерно 35% от растения (по массе сухого вещества). Источник пористого карбоната кальция может также содержать другие минералы и микроэлементы, такие как фосфор, калий, марганец, бор, йод, цинк, медь, селен и кобальт. Одним натуральным источником для применения в соответствии с настоящим изобретением является коммерческий источник, например, с торговой маркой AQUAMIN® производства Marigot Ltd. Кроме того, любые известные способы обеспечения пористости частиц карбоната кальция можно также применять в другом варианте осуществления настоящего изобретения. Таким образом, пористый карбонат кальция можно также получать с применением любых известных способов обеспечения пористости частиц, таких как те, что применяются для любых порообразующих агентов пищевого качества, или других методик обеспечения пористости, пригодных для применения с продуктами питания.

На Фиг. 4-6 показана разница в увеличении объема при испытаниях экспандированных продуктов, содержащих фильтрованный молочный белок и пористый карбонат кальция (Фиг. 4A и 4B), и продуктов, содержащих фильтрованный молочный белок без карбоната кальция (Фиг. 5A-6B), экструдированных с матрицей в форме цветка для обеспечения продукта с уникальной формой цветка. На Фиг. 4A и 4B изображен результат прямого экспандирования экструдата, содержащего фильтрованный молочный продукт с пористым карбонатом кальция. Как показано на Фигуре 4A, экспандирование при высоких температурах, как описано ниже, приводит к получению хорошо определенной внешней и внутренней периферии и формы экспандированного продукта, точно отображающего цветочную форму использованной матрицы. Далее, размер ячеек, изображенных на поперечном разрезе экспандированного продукта с Фигуры 4A, показанного на Фиг. 4B, иллюстрирует улучшение плотности и сохранение формы продукта. С другой стороны, на Фиг. 5A и 5B изображен полученный прямым экспандированием продукт из настоящего изобретения, содержащий изолят молочного белка без добавления карбоната кальция. Хотя это не показано на иллюстрациях, образцы с Фиг. 5A и 5B продемонстрировали развитие нежелательного темного цвета из-за наличия лактозы в молочном продукте. Как лучше показано на Фиг. 5A, внутренняя часть формы цветочной матрицы плохо определена и с трудом видна в отличие от экструдата с Фиг. 4A и 4B. В дополнение, на поперечном разрезе на Фиг. 5B показана стекловидная природа экспандированного продукта. Подобным образом, на фиг. 6A изображен продукт из мицеллярного казеина без карбоната кальция. В то время как окраска при экспандировании на Фиг. 6A и 6B была существенно светлее, чем окраска продуктов на Фиг. 5A и 5B (окраска не изображена), цвет был почти неразличим по сравнению с более плотным продуктом с Фиг. 4A, и форма полученного экспандированного продукта была еще хуже определена по сравнению с продуктами на Фиг. 6A и 6B, несмотря на присутствие меньшего количества лактозы. Соответственно в некоторых вариантах осуществления экструдаты, содержащие пористый карбонат кальция, получают прямым экспандированием с применением матриц с любым числом форм, включая сложные формы, такие как форма звезды или цветка, или более простых форм, таких как круглая или квадратная, но не ограничиваясь ими. В одном варианте осуществления рецептура сухой смеси из настоящего изобретения содержит примерно от 70 до 75% кукурузной муки, примерно от 25 до 28% ИМБ и примерно 0,9625 -1,375% карбоната кальция. В другом варианте осуществления сухая смесь может содержать примерно 45% кукурузной муки и примерно от 20 до 23% резистентного крахмала. Все указанные проценты являются массовыми процентами.

Возвращаясь к обсуждению Фиг. 1, после формирования смеси белок-крахмал 10 и добавления сухих ингредиентов по меньшей мере с одним агентом для контроля расширения (вспучивания) 12, можно также включать другие агенты для контроля экструдирования с целью улучшения цвета, вкуса и аромата, текстуры и/или экспандирования, путем снижения pH экструдата в других вариантах осуществления настоящего изобретения. В одном варианте осуществления, например, добавляют лимонную кислоту 14 для снижения pH рецептуры, при этом оказывая такое влияние на белок и казеин в молочном белке, чтобы они стали более растягиваемыми. При прямом экспандировании экструдатов, содержащих молочный белок из настоящего изобретения, было установлено, что добавление лимонной кислоты позволяет поддерживать или сохранять форму готового воздушного продукта. Добавление лимонной кислоты обеспечивает экструдат, имеющий более светлый, более привлекательный цвет, приближающийся к необходимому значению L, и усовершенствованный вкус и текстуру при меньшем размере пузырьков воздуха в воздушном продукте. В одном варианте осуществления экструдат, содержащий 0,5% лимонной кислоты, включают в сухую смесь 12 из настоящего изобретения. Испытания показали хорошее экструдирование через матрицу в форме цветка с получением хорошо определенной цветочной формы. Не желая углубляться в теорию, в дополнение к снижению pH рецептуры, лимонная кислота может также действовать как хелатирующий агент для связывания кальция в уникальной мицеллярной структуре ИМБ, подавления реакций Майяра и изменения структуры и функциональности (поперечной сшивки) молочного белка во время процесса экструдирования, оказывая влияние на окончательную текстуру готового продукта. Например, во время одного испытания pH экструдата, не содержащего лимонной кислоты, составил 6,50 при измерении. Последующее добавление 0,5% лимонной кислоты обеспечило экструдат со светлой нестекловидной текстурой, меньшим размером пузырьков и без вкуса и запаха пригоревшего молока. Измеренное значение pH после добавления 0,5% лимонной кислоты составило 6,07. Считается, что поскольку казеин является чувствительным белком, то когда pH снижается, казеин начинает коагулировать. Также наблюдалось, что казеин становится более эластичным при низком pH под действием нагревания.

В другом варианте осуществления фосфорную кислоту 12 добавляют в смесь для того, чтобы pH продукта обеспечивал более привлекательный (светлый) цвет готового продукта. Во время испытаний добавляли фосфорную кислоту до уровней 0,094%, 0,19%, 0,38% и 0,75%. Начиная с 0,19%, наблюдалось некоторое улучшение цвета, и pH снижали примерно от 6,61 до 6,25. Однако только с добавлением 0,38% фосфорной кислоты (приводящим к pH около 5,97) был получен необходимый экструдат светло-желтого цвета кукурузы, со значением L около 63,67. На этом уровне ячейки в готовом воздушном продукте были меньшего размера и более однородными, вкус и аромат были чистыми, без ощущения горелого. При добавлении 0,75% фосфорной кислоты pH снижался примерно до 5,69. Добавление более 0,75% при обеспечении более светлого цвета вызывало появление побочного вкуса в готовом воздушном продукте. Соответственно в одном варианте осуществления добавляют примерно от 0,38 до 0,75 мас.% фосфорной кислоты для получения необходимого продукта с меньшим размером ячеек, имеющих более однородный размер, и чистым вкусом и ароматом. В другом варианте осуществления добавляют 0,38% фосфорной кислоты. Можно также применять лимонную кислоту или другие кислоты, способные снизить pH. В одном варианте осуществления pH снижают примерно от 5,5 до 6,3. Считается, что при манипуляции pH теста перед экструдированием кислота позволяет контролировать нежелательные реакции во время экструдирования, для получения готового продукта с хорошей окраской и хорошим экспандированием. Фосфорную кислоту можно включить в качестве сухого ингредиента при формировании сухой смеси 12 или в водном растворе 14, как обсуждается ниже. Например, при испытаниях фосфорную кислоту разбавляли в 5 раз и подавали калиброванным перистальтическим насосом к дозатору. Добавление воды к цилиндру экструдера регулировали в зависимости от воды, включенной в разбавленную фосфорную кислоту. В других вариантах осуществления можно добавлять другие кислоты пищевого качества для влияния на pH и итогов