Патент на изобретение №2187944

(54) ПИЩЕВОЙ ЗАГУСТИТЕЛЬ НА ОСНОВЕ НАТИВНОГО КРАХМАЛА, ПИЩЕВОЙ ПРОДУКТ, ПОЛУЧАЕМЫЙ С ПОМОЩЬЮ ТАКОГО ЗАГУСТИТЕЛЯ, И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к пищевому загустителю, имеющему повышенную устойчивость к сдвигу и стабильность при хранении, способу его получения и продукту из него. Загуститель содержит нативный амилазный крахмал с содержанием амилозы от 10 до 30% и липидный эмульгатор в водной фазе. Содержание высокоамилозного крахмала составляет от 5 до 30% по отношению к воде. Содержание эмульгатора составляет от 5 до 15% по отношению к амилозе. Комплексная вязкость загустителя при 0,4 Гц составляет от 200 до 700 Пас. Способ получения загустителя предусматривает смешивание амилазного крахмала и эмульгатора в водной дисперсии, постепенное нагревание ее до температуры от 70 до 100^oС и охлаждение смеси. Пищевой продукт, полученный при помощи пищевого загустителя, дополнительно содержит соль и имеет комплексную вязкость при 0,4 Гц между 10 и 700 Пас. Изобретение позволяет изготовить пищевой загуститель, способный течь и устойчивый к сдвигу и теплу. 3 с. и 12 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к пищевому загустителю на основе нативного крахмала, имеющему повышенную устойчивость к сдвигу и стабильность при хранении, а также к пищевому продукту, изготовленному с помощью указанного пищевого загустителя. Кроме того, изобретение относится к способу получения указанного пищевого загустителя и пищевого продукта.

Уже известно, что для того, чтобы получить продукт с кремовой и нежной консистенцией, используют модифицированные крахмалы, так как они позволяют получить продукт, устойчивый к теплу и сдвигу. В таких чувствительных продуктах, как приправа для салата, майонез и подобных им, используют модифицированные крахмалы. Цепь заключается в том, чтобы использовать такие крахмалы в качестве заменителей жиров. Недостаток такого решения заключается в том, что модифицированные крахмалы не являются природными ингредиентами и слишком дороги: требуется другое решение, так как потребители все больше и больше желают природных ингредиентов и менее дорогих продуктов. Нативные крахмалы не устойчивы к теплу и сдвигу, так что применение нативных крахмалов в таких процессах невозможно. Патент US IP 5291877 касается взаимодействия полимера амилозы и эмульгаторов. Достигается образование комплекса амилоза-эмульгатор для того, чтобы получить прочный гель. Амилоза растворяется из гранулы и затем образует комплекс с эмульгатором вне гранулы. Эта реакция упрочняет амилозную матрицу и получается прочный гель.

Задача настоящего изобретения прямо противоположна задачам вышеупомянутого патента и заключается в получении пищевого загустителя, который может течь, для того, чтобы использовать его в дальнейшем в смеси для получения кремового и нежного продукта, аналогичного майонезу, но с меньшим содержанием жиров. Кроме того, продукт по изобретению устойчив к сдвигу и теплу.

Настоящее изобретение относится к пищевому загустителю, имеющему повышенную устойчивость к сдвигу и стабильность при хранении, который содержит нативный высокоамилозный крахмал с содержанием амилозы от примерно 10 до 30% и липидный эмульгатор в водной фазе, причем содержание высокоамилозного крахмала составляет от 5 до 30% по отношению к воде, а содержание эмульгатора составляет от 5 до 15% по отношению к амилозе; и также имеющему комплексную вязкость при 0,4 Гц от 200 до 700 Пас.

Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить пищевой загуститель на основе кремового нативного крахмала и пищевой продукт, с использованием липидного эмульгатора с тем, чтобы образовать комплекс с амилозой внутри крахмальной гранулы. Вследствие комплексообразования растворимость амилозы уменьшается и не развивается желированная амилозная матрица. Кроме того, повышена устойчивость крахмальных гранул по отношению к сдвигу и теплу, так как амилоза не растворяется и остается внутри гранулы, ограничивая набухание.

Полученная структура образована цельными гранулами набухшего крахмала и характеризуется как густая, кремовая, нежная, рассыпчатая, нежелированная, не скользкая и не тягучая.

Нативные крахмалы имеют содержание амилозы от 1 до 80%. Крахмалы, используемые по изобретению, имеют содержание амилозы от около 10 до 30%. Используемые крахмалы выбирают из группы, состоящей из нативного кукурузного, пшеничного, ячменного, рисового, овощного крахмала, маниокового крахмала и соответствующих мук.

Применяемый эмульгатор должен быть способен образовывать комплекс с амилозой. Такие эмульгаторы являются моноглицеридами, предпочтительно моноглицеридами насыщенных ₁₂-С₁₄ жирных кислот, полиоксиэтиленсорбитановыми сложными эфирами жирных кислот (твины), лизолецитинами, ациллактилатами жирных кислот, стеароиллактилатами, сложными эфирами сорбитана и жирных кислот, а также сложными эфирами сахарозы.

Пищевой загуститель по изобретению предпочтительно содержит от 10 до 20% высокоамилозного крахмала по отношению к воде. Испытания и расчеты показали, что содержание эмульгатора предпочтительно составляет от 9 до 11% по отношению к амилозе. Во всем описании все процентные содержания приведены по весу.

Эмульгатор можно добавить непосредственно к суспензии крахмал/вода, или же его можно добавить в дисперсию.

Кроме того, изобретение относится к пищевому продукту, полученному с вышеупомянутым пищевым загустителем. Такие пищевые продукты представляют собой, например, майонезы, заправки, соусы, продукты на основе томатов, подобные кетчупу, десерты и напитки. Продукт имеет комплексную вязкость при 0,4 Гц от 10 до 700 Пас. Этот пищевой продукт получают путем добавления соли (от 1 до 3%), кислот, предпочтительно уксусной кислоты (от 3 до 5%), и наполнителя, выбираемого из группы, состоящей из лактозы, мальтодекстрина, сахара и др. В случае сахара, его содержание составляет от 5 до 15%. В случае мальтодекстрина, его содержание составляет от 3 до 10%, а для лактозы – от 3 до 15%. Все эти процентные содержания приведены в расчете на конечный продукт.

Полимер амилозы позволяет получить продукт с пониженным содержанием жиров. Однако возможно добавление определенного количества жира. Например, может присутствовать от 1 до 50% масла. Не имеет значения, какое масло используют, и его выбирают из группы, состоящей из соевого, подсолнечного, хлопкового масла и др.

Из соображений стабилизации можно также добавить второй эмульгатор, например яичный желток, сывороточный белок или другие эмульгаторы, которые не образуют комплекс с амилозой.

Для дополнительного загущения можно добавить также добавочный загуститель. Его выбирают из группы, состоящей из ксантановой, гуаровой камедей, камеди рожкового дерева и др.

Для повышения кремового характера продукта также можно добавить от 10 до 50% йогурта.

Наконец, изобретение относится к способу получения вышеупомянутого пищевого загустителя или пищевого продукта, предусматривающему:
– смешивание, по меньшей мере, высокоамилозного крахмала и эмульгатора в водной дисперсии,
– постепенное нагревание указанной дисперсии от 20^oC до температуры, находящейся в интервале от 70 до 100^oС, и
– охлаждение смеси.

Для способа важно убедиться в том, что после образования комплекса амилоза-эмульгатор крахмал желатинизировался. Чтобы обеспечить это, необходимо выдерживать суспензию крахмал-эмульгатор в течение надлежащего времени при температуре ниже температуры желатинизации полимера амилозы. Эта температура желатинизации составляет примерно 70-75^oС, в зависимости от используемого крахмала. Подходящая длительность выдержки составляет 5, 10, 15 или 20 минут при 50-60^oС. Это время выдержки может автоматически обеспечиваться в процессе, например, в периодическом процессе с нагревом в течение 5-15 минут. В случае непрерывного процесса, должна быть добавлена дополнительная стадия выдержки, при температуре, например, 50^oС, в течение, по меньшей мере, 5 минут.

Возможны два пути получения пищевого продукта по изобретению. Или же пищевой загуститель превращают в студень и затем смешивают с остальными компонентами, или же пищевой продукт получают в едином процессе, где все ингредиенты непосредственно смешивают вместе. Используемый способ зависит от рецептуры пищевого продукта.

После периода выдержки и стадии нагрева, суспензию превращают в студень и получается устойчивая суспензия нативного крахмала или кремообразный единый продукт.

Содержание крахмала измеряют по способам, описанным в “Ausqewahlte Methoden der Starkechemie”, Штуттгарт.

Полученную консистенцию продукта с нативным крахмалом определяют микроскопическими, органолептическими и реологическими методами. С помощью микроскопа идентифицируют цельные набухшие крахмальные гранулы. Конечную нежную, кремовую, густую и рыхлую консистенцию оценивают органолептическими методами. Кроме этой информации, консистенцию дополнительно описывают реологическими параметрами. Этими параметрами являются модуль сохранения G’, который характеризует упругость вязкоупругого продукта, и модуль текучести G”, который характеризует его вязкость.

Образец подвергают воздействию синусоидального напряжения как функции частоты (от 0 до 15 Гц). Измеряют соответствующую деформацию. Она также является синусоидальной, но имеет сдвиг фаз между экстремумами при нуле (чисто упругая консистенция) и /2 (чисто вязкая консистенция). Вещества с промежуточным сдвигом фаз имеют упругий компонент, модуль сохранения G’, и вязкий компонент, модуль текучести G”. Тем же самым методом измеряют комплексную вязкость на заданной частоте 0,4 Гц. Отношение G’/G” дает фазу при 0,4 Гц.

Другими реологическими параметрами являются податливость и восстановительная податливость, когда образец исследуют при постоянном напряжении и измеряют деформацию в зависимости от времени. Кроме того, продукт характеризуется определением предела текучести.

Все эти модули определяют с помощью реометра Bohlin CS с использованием системы измерения типа конус/пластина. Измерения проводят при 20^oС.

По поводу всех этих модулей можно сказать следующее: чем выше комплексная вязкость, тем гуще суспензия. В отношении предела текучести, ноль соответствует воде, а 100 Па – это еще текучий продукт. Что касается G’, то его большое значение означает упругий продукт (то, что мы имеем по изобретению), и наоборот – для G”. Что касается фаз, то большой угол означает, что продукт является менее упругим.

Следующие примеры предназначены для того, чтобы проиллюстрировать продукт с прочной структурой по изобретению и способ его получения.

Пример 1
Пищевой загуститель по изобретению
Нативный кукурузный крахмал – 10%
Твин (Tween 60) – 0,3
Вода – 89,7
Всего – 100%
Эмульгатор (Твин 60: полиоксиэтипен(20)сорбитан моностеарат) вначале диспергировали в стакане с 10% воды и затем нагревали до 60^oС. После этого дисперсию охладили до 40^oС и добавили ее к воде и кукурузному крахмалу. Смесь перемешивали при 600 U/мин при нагревании до 50^oС в маленькой машине периодического действия, поддерживая эту температуру в течение 5 минут, а затем ее разливали в горячем виде. Получена густая, не желеобразная крахмальная суспензия. С помощью микроскопа были обнаружены цельные крахмальные гранулы.

Полученная крахмальная суспензия имела следующие реологические модули:
Предел текучести – 19 Па
Комплексная вязкость при 0,4 Гц – 360 Пас
Модуль сохранения G’ при 0,4 Гц – 827 Па
Модуль текучести G” при 0,4 Гц – 500 Па
Фаза при 0,4 Гц – 31^o
Податливость при 20 Па через 300 с – 3.110^-3 Па^-1
Восстановительная податливость через 300 с – 1.110^-3 Па^-1
Пример 2
Крахмальная суспензия для приправы для салата
Нативный кукурузный крахмал – 10%
Твин 60 – 0,3
Уксус – 3,9
Соль – 2,4
Сахар – 13,1
Лактоза – 8,2
Вода – 62,1
Всего – 100%
Эмульгатор (Твин 60: полиоксиэтилен(20)сорбитан моностеарат) вначале диспергировали в стакане с 10% воды и затем нагревали до 60^oС. После этого дисперсию охладили до 40^oС и добавили ее к остальным компонентам смеси. Смесь перемешивали при 600 U/мин при нагревании до 50^oС в маленькой машине периодического действия, поддерживая эту температуру в течение 5 минут, а затем ее разливали в горячем виде. Получена густая, не желеобразная крахмальная суспензия. С помощью микроскопа были распознаны цельные крахмальные гранулы.

Полученная крахмальная суспензия имела следующие реологические модули:
Предел текучести – 24 Па
Комплексная вязкость при 0,4 Гц – 400 Пас
Модуль сохранения G’ при 0,4 Гц – 900 Па
Модуль текучести G” при 0,4 Гц – 440 Па
Фаза при 0,4 Гц – 26^o
Податливость при 20 Па через 300 с – 2.510^-3
Восстановительная податливость через 300 с – 1.310^-3
Пример 3
С использованием крахмальной суспензии из примера 2 была получена приправа для салата с 50% жира.

Нативный кукурузный крахмал – 3%
Твин 60 – 0,09
Уксус – 3,2
Соль – 1,9
Сахар – 6,2
Лактоза – 3
Горчица – 3
Модифицированный яичный желток – 1,5
Соевое масло – 50
Вода – 28.11
Всего – 100%
Крахмальную суспензию из примера 2 смешивали в холодном виде в стакане с эмульсией с большим содержанием жира. Был получен густой майонез со следующими реологическими модулями:
Предел текучести – 18 Па
Комплексная вязкость при 0,4 Гц – 212 Пас
Модуль сохранения G’ при 0,4 Гц – 519 Па
Модуль текучести G” при 0,4 Гц – 116 Па
Фаза при 0,4 Гц – 13^o
Податливость при 20 Па через 300 с – 1110^-3 Па^-1
Восстановительная податливость через 300 с – 7.710^-3 Па^-1
Пример 4
Был получен майонез с низким содержанием жиров следующего состава:
Нативный кукурузный крахмал – 10%
Моноглицериды – 0,3
Уксус – 4,45
Соль – 1,5
Сахар – 7,25
Лактоза – 3
Мальтодекстрин – 6,7
Сывороточный белок – 0,25
Вода – 56,55
Соевое масло – 10
Всего – 100%
За исключением моноглицеридов, все ингредиенты смешивали и эмульгировали. Моноглицериды диспергировали в воде в стакане и затем добавляли к эмульсии. Эмульсию нагревали до 85С при скорости перемешивания 1500 об/мин в 2-кг машине Стефана и выдерживали 5 минут при этой температуре. После этого ее заливали в горячем виде. С помощью микроскопа были обнаружены цельные гранулы кукурузного крахмала. Продукт имел кремовую майонезоподобную консистенцию со следующими реологическими параметрами:
Предел текучести – 10 Па
Комплексная вязкость при 0,4 Гц – 80 Пас
Модуль сохранения G’ при 0,4 Гц – 112 Па
Модуль текучести G” при 0,4 Гц – 170 Па
Фаза при 0,4 Гц – 56^o
Податливость при 20 Па через 300 с – 210^-3 Пa^-1
Восстановительная податливость через 300 с – 0,710^-3 Па^-1
Пример 5
Был получен майонез с 10% жиров с йогуртом следующего состава:
Нативный кукурузный крахмал – 7,5%
Твин 60 – 0,225
Уксус – 4,45
Соль – 1,5
Сахар – 7,25
Лактоза – 3
Мальтодекстрин – 3,5
Сывороточный белок – 0,25
Йоргурт – 24,45
Вода – 37,875
Соевое масло – 10
Всего – 100%
За исключением Твин 60, все ингредиенты смешивали и эмульгировали. Твин 60 диспергировали в воде и затем добавляли к эмульсии. Эмульсию нагревали до 85^oС при скорости перемешивания 1500 об/мин в 2-кг машине Стефана и выдерживали 5 минут при этой температуре. После этого ее заливали в горячем виде.

С помощью микроскопа были распознаны цельные гранулы кукурузного крахмала. Продукт имел кремовую майонезоподобную консистенцию со следующими реологическими параметрами.

Предел текучести – 20 Па
Комплексная вязкость при 0,4 Гц – 299 Пас
Модуль сохранения G’ при 0,4 Гц – 622 Па
Модуль текучести G” при 0,4 Гц – 324 Па
Фаза при 0,4 Гц – 21^o
Податливость при 20 Па через 300 с – 1.410^-3 Па^-1
Восстановительная податливость через 300 с – 0.910^-3 Па^-1
Пример 6
Был получен кетчуп следующего состава:
Нативный кукурузный крахмал – 5%
Твин 60 – 0,15
Уксус – 8
Соль – 2,3
Сахар – 4,7
Томатная паста – 19,6
Пряности – 0,2
Вода – 60,15
Всего – 100%
Все ингредиенты смешивали в машине Стефана и нагревали до 50^oС. Эту температуру поддерживали 10 минут. После этого смесь нагревали до 90^oС, выдерживали 5 минут при этой температуре и затем разливали в горячем виде. Получена типичная консистенция кетчупа.

Кетчуп имел следующие реологические модули:
Предел текучести – 11 Па
Комплексная вязкость при 0,4 Гц – 215 Пас
Модуль сохранения G’ при 0,4 Гц – 523 Па
Модуль текучести G” при 0,4 Гц – 132 Па
Фаза при 0,4 Гц – 14^o
Пример 7
Был получен салатный майонез с нативной кукурузной мукой. Для этого была получена следующая крахмальная суспензия.

Крахмальная суспензия:
Нативный кукурузный крахмал – 16,7%
Твин 60 – 0,4
Уксус – 1,9
Соль – 2,4
Сахар – 13,1
Лактоза – 8,2
Вода – 57,3
Всего – 100%
Все ингредиенты смешивали в машине Стефана и нагревали до 50^oС с поддержанием этой температуры в течение 10 минут. После этого смесь нагревали непрямым способом до 85^oС, выдерживали эту температуру в течение 5 минут. Суспензию охлаждали до 25^oС и затем смешивали со следующим майонезом с высоким содержанием жиров.

Майонез с высоким содержанием жиров:
Вода – 6,58%
Уксус – 3,91
Горчица – 4,64
Сахар – 2,34
Соль – 1,56
Пряности – 0,12
Лимонная кислота – 0,39
Модифицированный яичный желток – 2,34
Масло – 78,12
Всего – 100%
Предварительную смесь для майонеза с высоким содержанием жиров получали в сосуде с перемешиванием. После этого был получен майонез в коллоидной мельнице при скорости 3000 л/мин. Был получен очень вязкий майонез, и его смешивали с описанной крахмальной суспензией. Доля крахмальной суспензии составляет 36%. Путем смешения майонеза с высоким содержанием жиров с крахмальной суспензией был получен кремообразный салатный майонез с 50% жиров. Этот майонез характеризовался следующими реологическими данными:
Предел текучести – 38 Па
Комплексная вязкость при 0,4 Гц – 283 Пас
Модуль сохранения G’ при 0,4 Гц – 692 Па
Модуль текучести G” при 0,4 Гц – 161 Па
Фаза при 0,4 Гц – 13^o
Податливость при 20 Па через 300 с – 810^-3 Па^-1
Восстановительная податливость через 300 с – 7.510^-3 Па^-1е

Формула изобретения

1. Пищевой загуститель, имеющий повышенную устойчивость к сдвигу и стабильность при хранении, который содержит нативный амилозный крахмал с содержанием амилозы от примерно 10 до 30% и липидный эмульгатор в водной фазе, причем содержание амилозного крахмала составляет от 5 до 30% по отношению к воде, и содержание эмульгатора составляет от 5 до 15% по отношению к амилозе, при этом комплексная вязкость пищевого загустителя при частоте в 0,4 Гц составляет от 200 до 700 Пас.

2. Пищевой загуститель по п.1, отличающийся тем, что амилозный крахмал выбирают из группы, состоящей из нативного кукурузного, пшеничного, ячменного, рисового, овощного крахмала, маниокового крахмала и соответствующей муки.

3. Пищевой загуститель по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что липидный эмульгатор выбран из группы, состоящей из моноглицеридов, насыщенных С₁₂ – С₁₄ жирных кислот, лизолецитинов, ациллактилатов жирных кислот, сложных эфиров сорбитана и жирных кислот, полиоксиэтиленсорбитановых сложных эфиров жирных кислот, и сложных эфиров сахарозы.

4. Пищевой загуститель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что содержание амилазного крахмала составляет от 10 до 20% по отношению к воде.

5. Пищевой загуститель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что содержание эмульгатора составляет от 9 до 11% по отношению к амилозе.

6. Пищевой продукт, полученный при помощи пищевого загустителя по любому из пп.1-5, который дополнительно содержит соль и имеет комплексную вязкость при частоте в 0,4 Гц, составляющую от 10 и 700 Пас.

7. Пищевой продукт по п.6, отличающийся тем, что дополнительно содержит кислоты, такие как уксусную кислоту.

8. Пищевой продукт по любому из п.6 или 7, отличающийся тем, что дополнительно содержит наполнитель, выбранный из группы, состоящей из лактозы, мальтодекстрина, сахара и др.

9. Пищевой продукт по любому из пп.6-8, отличающийся тем, что дополнительно содержит от 1 до 50% масла.

10. Пищевой продукт по любому из пп.6-9, отличающийся тем, что дополнительно содержит другой эмульгатор, выбираемый из группы, состоящей из яичного желтка, сывороточного белка или других эмульгаторов, которые не образуют комплекс с амилозой.

11. Пищевой продукт по любому из пп.6-10, отличающийся тем, что дополнительно содержит другой загуститель, выбираемый из группы, состоящей из ксантановой, гуаровой камеди, камеди рожкового дерева и др.

12. Пищевой продукт по любому из пп.6-11, отличающийся тем, что дополнительно содержит от 10 до 50% йогурта.

13. Способ получения загустителя по любому из пп.1-4, предусматривающий смешивание, по меньшей мере, амилозного крахмала и эмульгатора в водной дисперсии, постепенное нагревание указанной дисперсии от 20^oС до температуры, находящейся в интервале от 70 до 100^oС, и охлаждение смеси.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что дисперсию выдерживают при 85^oС в течение 5 мин.

15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что дисперсию нагревают при 50^oС в течение, по меньшей мере, 5 мин перед стадией нагрева до более высокой температуры.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 18.06.2004

Извещение опубликовано: 20.02.2006 БИ: 05/2006