Способ сушки жидких и водосодержащих пищевых продуктов

, (46) 15.05,9 (31) 871523 (32) 29.06.8 (33) ОВ (71) Квадра (72) Брюс ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) нт Биоресорсиз Лимитед(ОВ)Джозеф Розер (АО) Изобретение относится к пищевой промышленности и касается защиты пищевых продуктов от денатурации при сушке при повышенных температурах,Пищевые продукты, содержащие белки или относящиеся к белкам вещества, выделенные из клеточных оболочек, трудно предохранить путем сушки при температурах выше комнатной с сохранением их первоначального качества. Так например, цельное молоко содержит ряд белков, включающих осаждаемые кислотой фосфо-белки (казеины, иммуноглобулины, лактоглобулины и альбумин). Эти белки имеют тенденцию к денатурации при нагреве свежего молока, что приводит, например, к характерной пенке, образующейся в горячем молоке, Сушка распылением молочных концентратов разрушает эти белки, обеспечивая в результате порошкообразный продукт, который при восстановлении в нем влагосодержания далек от свежего молока, Он имеет худший запах, теряет свою способность отвораживаться с помощью сычужного фермента и имеет тенденцию коагулироваться в присутствии очень горячей воды., (54) СПОСОБ СУШКИ ЖИДКИХ И ВОДОСОДЕРЖАЩИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ (57) Использование: пищевая промышленность, защита пищевых продуктов от денатурации в процессе сушки при повышенных температурах. Сущность изобретения; способ заключается в воздействии на продукт температурой 45 - 100 С. а при распылительной сушке температурой 170 - 205 С, и ри этом перед сушкой в продукт вводят трегалозу в количестве 0,5 - 15 мас, оь. 2 з.п. ф-лы. При сушке распылением молока концентраты, подслащенные сахарозой. как известно, вызывают еще большие затруднения, поскольку чрезмерная вязкость и "клейкость" приводят к склеиванию концентрата с поверхностями сушилки.Аналогичным образом яйца, особенно цельные яйца, содержат ряд липидов и липопротеинов, которые становятся денатурированными при нагревании. Одна из основных проблем, вызванных денатурацией яичного белка, это то, что яйцо с восстановленным влагосодержанием теряет способность взбиваться в устойчивую пену, Кроме того, разрушение белковой структуры приводит также к разрушению естественной эмульсии, и жир отделяется в виде дискретных капель, Таким образом, высушенное яйцо не может восстановить свое влагосодержание водой с образованием вещества типа естественного яйца, Были предложены различные добавки для того, чтобы сохранить взбивающий порошок восстановленного яйца, обычно это полифос-. фаты и поверхностно-активные вещества. Предлагалось также источник сахарозы или1816199 3 " 4лдекстрозы, такой как кукурузная патока или. Согласно настоящему изобретению сухая кукурузная патока. Сахароза вводитсяпредусматривается способ сушки водосов чрезвычайно высоком количестве, 10 ко-: держащего пищевого продукта или напитторого обеспечивает чрезвычайно сладкое ка при температуре выше комнатной, вещество. Это допустимо, если яйцо должно 5 йутем ввода трегалозы в данный пищевой быть использовано для изготовления кексов продукт или напиток, который подвергается и кондитерских изделий, но совершенно не- сушке.допустимо в других случаях., Трегалоза, а-О-глюкопиранозил-а ОСледующая проблема разложения име- глюкопираноэид, представляет собой вещеет место при изготовлении быстрораствори ство естественного происхождения, не мого кофе, когда измельченное сухое кофевосстанавливающее дисахарид, который экстрагируется при высоких температурах присутствует в некОторых организмах, как (например, 120 С) водой с образованием растительных,такиживотных, которыйстоэкстракта, с содержанием твердых веществ ек при сушке, Эти организмы включают ар-. , обычно 30-605,которыйзатемподвергает темии (Алева Запа), восстановленныеся сушке распылением с образованием сухо- растения (Зеадпеа ерборЬуа) и хлебого порошка, Содержание белка .в.конечном пекарные дрожжи (Яассбаговусез порошке составляет примерно 14; Высо- сегечзае). Было установлено, что введение котемпературнаяэкстракцияипоследующая трегалоэы в белковые пищевые продукты сушка распылением неизбежно приводят к 20 позволяет не только их высушивать, но и образованию продукта, который имеет не- нагреватьпридостаточновысокихтемпераприятный горький аромат по сравнению сотурах без значительной денатурации. Обычсвежеиэйельченным кофе, экстрагирован- но трегалоза должна вводиться в пищевые ным при температуре ниже 100 С. Эти не- продукты в количестве, обеспечивающем приятныеароматыособенноощутимы,если 25 весовое отношение трегалоза: белок, сокофе потребляется как черный кофе." ставляющее, например, 1:2,5-1:15, Это веСледующая проблема сушки включает . совое отношение Должно составля ьи овидла и пюре из фруктов и овощных куль- предпочтительно от 1:2,5 до 1;7,5, Так, натур с характерной клеточной структурой, йа- пример, цельное молоко содержит 3,3 пример томатное пюре. Если томатное ЗО белка и может быть эффективно стабилизипюре высушивается при повышенных тем- . ровано путем ввода 0,5 вес.трегалозы, в пературах, то клеточная структура рааруша- весовом отношении 1:6,6, Цельной яйцо, соется и данный продукт может быть держащее 12,3 белка, можетбытьстабивосстановлен лишь как паста, в которой от- лиэиравано путем ввода 3-5 вес.сутствует характерная томатная конси трегалозы. в весовом отношении примерно стенция, Кроме того, сушка приводит к от 1:2,5 до 1:4,Могутбытьполученыэкстракобесцвечиванию и карамелизации твердых ты кофе, включающие твердые вещества, ссодержанием 1 или 2 трегалозы: примерФруктовые соки также трудно эффек- но в весовом отношении от 17 до 1:14 втивно высушивать, очень часто они теряют 40 расчете от содержания белка,их характерную свежесть и аромат. Так на-В случае, когда содержание белка не- пример, быстро высушенный апельсиновый . большое и/или трудно измеримо и/или, кагсок хуже свежего или заключенного в кар- да должна быть предохранена клеточная тонные коробки сока, структура, например, в случае фруктовогоАвтор изобретения обнаружил; что мо пюре, трегалоза может быть введена в тажет быть введен один лишь сахар в белко- ком количестве, чтобы весовое отношение вые пищевые продукты до их обработки трегалоза: нежировые твердые вещества нагреванием и сушки, в результате чего бе- составляло от 1:5 до 1;100, особенно от 1:5 лок будет в значительной степени защищен до 1;3. Эти пределы действительны также от денатурации, и ввиду этого восстанов для пищевых продуктов, таких как яйца и ленный продукт будет значительно ближе к молоко. В случае содержания 0,5 ф трегалоисходному продукту, Аналогичным образом зы в цельном молоке с содержанием 3,3 этот сахар может быть введен во фруктовые . белка, общее содержание нежировых твери овощные пюре и соки и другие продукты с дых веществ составляет примерно 8, что сохранением свежести и структуры исход дает весовое отношение трегалоза; нежиного продукта. ровые твердые вещества, равное 1:16, Трелее кэтом отношении вводимый сахар бо- галдза концентрацией 3 в цельно йэффективен,чемсахарозаили глюкоза, содеРжанием твердых веществ примернои не придает продукту специфическую сла дает весовое отношение 1;8,7, Сухиетвердые вещества кофе с содержанием 1даст ь.11816199 б 50 Вт) и подвергались в течение 2 минут Скапливаемый порошок вторично гидтепловой обработке на полной мощности ратировался путем ввода достаточно холоднойводыдодостижениясостояниясвежего при этом осуществлялось перемешиваниемолека. Отмечено, что образец, содержа образцов с интерваламичерез 30 секунд. Испытательный образец, содержащий щийтрегалозу, более легко повторно смачивается, чем контрольный образец. Образец трегалозу, имел аромат и консистенцию,трегалозы обладает органолептическими близкие к аромату и консистенции свежего свойствами свежего молока. Он может быть омлета; Белки легко коагулировались с обописан как "чистый" молочный продукт, Его 40 разованием мягкой приятной консистенции консистенция более цельная и однородная. с бледно-желтым цветом. Контрольный обКонтрольный образец был более близок к разец полностью некоагулировался, в реобычному восстановленному порошку. Наблюдалось, что при нагревайии созультате чего получался серый продукт резинообразной консистенции, который держащий трегалозу образец имел харак имел неприятные аромат и вкусовые качесттерный. аромат нагреваемого свежего молока и происходило образование поверхва., 2. Приготовление взбитого теста Иоркностной "пенки". Это является доказатель- ширского пудинга.ством присутствия молочных белков Приготавливали взбитое тесто, содерлактальбумина и лактоглобулина, Эта "пен жащее 40 г яичного раствора. 40 г обыкнока" не обнаруживалась в контрольном образце, что говорит о том. что эти молочные венной пшеничной муки, 100 г свежегомолока и 2 г соли. белки были денатурированы,. Взбитое тесто вливали в предваритель- П р и м е р 2, Куриные яйца. Свежее но нагретый противеньи выпекали в течение 20 минут при 200 С вместе с контрольным взбитым тестом, приготовленным из необработанного высушенного яйца. Необходицельное куриное яйцо особенно чувствительно к высокотемпературной дегидратации, например. к сушке распылением. Полученный продукт по своему качеству иорганолептическим свойствам значительнохуже исходного сырого продукта. мо тщательно следить за тем, чтобы условиявыпекания были одинаковыми для всех образцов. или 2; трегалоэы имеют весовое отноше- В данном эксперименте в свежее цельние от 1;50 до 1:100. Соки и пюре могут .ное куриное яйцо вводили 3 ф (мас.) трегасодержать от 1 до 15 мас, ф трегалозы. лозы, Это достигалось путем взбиванияДополнительное преимущество ввода яйца и трегалозы с образованием однородтрегалозы заключается в том, что скорость 5 ной смеси.повторной гидратации значительно увели- Смесь наносилась на стеклянные сучена по сравнению с контрольными образ- шильные пластины и высушивалась в суцамииобразцами,содержащимисахарозу.шильной печи с нагретым воздухом.Далее настоящее изобретение иллюстриру- Температура составляла 45 - 50 С, Пригоется следующими примерами. 10 тавливались образцы яйца без трегалозы иП р и м е р 1, Цельное молоко. Свеже- высушивались аналогично испытательным пастеризованное цельное молоко может образцам, и таким образом, получались конбыть концентрировано и высушено распы- трольные образцы. Эти образцы высушива: лением в присутствии трегалозы с содержа- лись до тех пор, пока не удалась вся влага иниемее 0,5 О отмассы цельногомолока. Из 15 неоставалисьлишьтвердыесухие вещества этой же самой партии молока был приготов- яйца, Конечные высушенные яичныехлопья лен не подвергнутый обработке контроль- измельчались с образованием тонкого поный образец,.рошка, который легко восстанавливался,Трегалозу вводили в молоко, осуществ- . Эти порошки затем снова гидратироваляя простое перемешивание, Образец 20 лисьхолоднойводойсвосстановлениемтеконцентрировался до промышленного . оретического весового отношения твердых стандарта с содержанием примерно 300 веществ естественного яйца. Следует отме- твердых сухих веществ молока, с использо- тить, что образец, содержащий трегалозу, ванием в данном случае вакуумного выпар- более легко превращается в однородную гоного аппарата с поднимающейся пленкой,25 могенную дисперсию.раствора с температурным столбом 40 - Яичные растворы испьтывались двумя 80 С, путями:Полученный концентрат подавался в1, Приготовление омлета,распылительную сушилку с температурой а Образцы, содержащие 50 г яичного раскамере 175 - 205 С, Температура на выходе 30 твора, смешанные с 20 г свежего молока, составляла в пределах от.85 до 98 С.помещались в микроволновое устройство1816199 5 10 15 7Окончательно приготовленные пудинги исследовались на разрыхление, объемность и консистенцию, Образцы, содержащие трегалозу, имели повышенную объемность. и более равномерную форму, Съедобное качество было лучше, чем у контрольного образца.Данные результаты показывают, что белки, содержащиеся в контрольном образце, были в значительной степени денатурированы, в то время как активность белка образца трегалозы была значительно ближе к активности свежего яйца;П р и м е р 3. Кофе, Обжаренные кофейные зерна подвергали тонкому измельчению, добавляли горячую воду и трегалозу, затем всю эту смесь подвергали воздействию температуры 120 С для экстракции растворимых твердых веществ, Затем нерастворимые твердые вещества удалялись, и в результате оставался раствор, содержащий от 30 до 550 твердых веществ взависимости от эффективности процесса экстракции.Раствор наносили на стеклянные сушильные пластины и высушивали в сушильной печи нагретым воздухом. Температурасоставляла ат 45 до 50 С, Приготавливалиобразцы кофе без трегалазы и высушивалиих аналогично испытательным образцам, 30получая контрольные образцы,Приготавливались образцы, содержащие трегалазу в количестве от 0,5 до 5 мас.от веса измельченного кофе до процессаэкстракции, Высушенные образцы затем 35восстанавливали по влажности с образованием пригодного для питья раствора кофе,и осуществляли их оценку вместе с контрольным образцом. Используемые процессы экстракции и сушки позволяли получить 40темный раствор с очень горьким вкусом уконтрольного образца, Образцы, содержащие трегалозу, были светлее по цвету созначительно более слабым остаточнымпривкусом с явно менее "горьким" вкусом. 45Хотя достаточно было содержание трегалозы 0,5%, образец с концентрацией 1%показывал очень хорошие качества и фактически был незначительно лучше образцов сболее высокими концентрациями трегалозы.Как в других экспериментах, образец. трегалоэы был значительно ближе к исходному предварительно высушенному материалу в отношении общих вкусовых 55характеристик, чем контрольный образец, Вданном испытании не было сделано никакихпопыток идентификации соединений, ответственных за наблюдающийся "горькйй"вкус. 8П р и м е р 4, Томаты Высушенныйраспылением томатный порошок широкоиспользуется в пищевой промцшленности.Он составляет основу для ряда продуктов вформе сухих смесей, упакованных в мешкии картон - супов, соусов, запеканок из овощей и мяса, напитков и различных используемых для варки средств.Высушенный материал с восстановленной влажностью значительно хуже продуктов "мокрого" консервирования, напримерконсервированных и замороженных концентратов, пастеризованных или асептически обработанных концентратов, соков или .паст.Существующий высушенный продуктпри восстановлении ега влажности не восстанавливает клеточную структуру или цвет;типичные для продуктов "мокррга" консервирования. Еще более видоизмененным идорогостоящим является продукт, полученный путем вакуумной сушки с замораживанием (подвергнутый лиафилизации).В данном эксперименте использовалось томатное пюре из свежезамороженныхитальянских помидор с содержанием твердых веществ (Т.Я.З,) 20 мас, %,Томаты подвергались оттаиванию, иприготавливали образцъ с содержаниемтрегалазы в количестве 1-5 (мас.), приэтом трегалозу легко вводили в сухой формево взвешенный томатный образец, Пюре наносилось на стеклянные сушильные пластины и высушивалось в сушильной печи снагретым воздухом. Температура составляла 50-100 С. Приготавливались образцы томата без трегалозы и высушивалисьаналогично испытательным образцам, этобыли контрольные образцы, Высушенные .образцы восстанавливались до полученияисходного содержания твердых веществ.Жесткость режима используемого способа сушки приводила к тому, что данныепродукты теряли свой цвет, большинствообразцов приобретали цвет от темно-красного до черного. Однако образец, содержащий 5% трегалозы, наилучшим образомсохранял цвет. Кроме того, при гидратацииполностью восстанавливалась клеточнаяили 3-мерная молекулярная структура исходного продукта. Аромат также "сохранялся" с меньшей карамелизацией, чем уконтрольных образцов.Контрольный образец при гидратацииобразовывал темно-красную суспензию сявным карамелизированным ароматом, Онникак не напоминал исходный продукт,П р и м е р 5. Куриные яйца(сравнительный пример). Преимущества, достигаемыепри использовании трегалозы, сравнивали с10 1816199 Составителе С; СонинТехред ММоргентал; Корректор В, Петраш Редактор Заказ 1645 . . Тираж. . . Подписное ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж, Раушская наб 4/5 Производственно.издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 9возможными для дайного использования типичен для "переработанного" яичногодисахаридом (сахарозой) и моносахаридом продукта,(декстрозой), Образцй, содержащие сахароэу и деПриготавливались образцы из взбол- кстрозу, имели более мягкую консистенциютанного куриного яйца сдобавлением 5 мас,ф 5 и были более равномерными по цвету, Одсахарозы, декстроэы и трегалозы. Эти три нако оба эти образца все еще имели неприотдельных образца наносились на стеклян- ятный аромат "вареного яйца" и былиные сушильные пластины и высушивались в чрезвычайно "сладкими" на вкус. Образец ссушильной печи с нагретым воздухом, Тем- трегалозой, характеристики которого самопература составляла 40-500 С. Приготавли произвольно описывались с помощью дегувались образцы яйца без укаэанных стационного прибора, имел ароматдобавок и высушивались аналогично испы- нестественного" или свежего яйца, Общийтательным образцам, это были контрольные аромат был слабым.и приятным в противообразцы. Эти образцы высушивались до тех положность сильному аромату ивареногопор, пока не оставалось 25 от первона яйца" контрольного образца или ароматучального веса, теоретически с удалением вареного яйцадругих образцов,всей влаги (свежее цельное куриное яйцо: . Пример 6.Концентратапельсиновогосодержит 74,8 Р воды)сока с содержанием 7,5 мас, ф твердых чаКаждый высушенйый образец яйца по- стиц апельсина и 15 вес, 0 б, трегалозы под, сле охлаждения измельчался в тонкий поро вергался сушке распылением (температурашок и снова гидратировался холоднай,л,воздуха на входе 170 С; температура воздуводой до получения исходного первонвчаль-" . ха.на выходе 80-84 С; скорость распылитеного веса, Образцы гидратировались в тече- ля 40000 об/мин), Для оценки высушенныйние одной минуты и затем слегка :порошокразбавляливодой 1 ч,набч, Содервзбивались для проверки их пенообразую жащие трегалозу образцы снова гидратирощей способности,вались значительно легче, чем контрольные: Все три содержащих сахар образца лег-:образцы, содержащие мальтодекстрин в како образовали пенупри их взбивании, Все . честве носителя. Они имели лучший внешони были более вязкими и имели более "це- ний вид и лучший запах,лостныйм вид,чем контрольныйобразец,и 30 Формула изобретенияв этом Отношении образец с трегалоэой" 1. Способсушкижидкихиводосодержаимел наилучшие качества,., : .: щихпищевых продуктов, заключающийся вКонтрольный образец по цвету был, воздействиина продуктытемпературой 45- бледнее, имел. неравномерные осаждения и: 100 С или при распылительной сушке - темсовсем не образовывал пены 35 пературой 170-2050 С, о т л и ч а ю щ и й с яВсе образцы затем испытывались в тем, что, с целью улучшения качества, вкусаФорме оьмлета".: . и предотвращения деградации протеина вВобразцы добавляли 10 мас, ф свежегопродукте под воздействием тепла, передмлолока. Затем каждый образец подвергался сушкой в продукт вводят трегалозу в коли: тепловой обработке в микроволновой уата-. 40 честве 0,5-15 мас, .нонке(650 Зт) при включении.на половин-2, Способ пои, 1, отличаю щи й с яную мощность,общей продолжительностью" тем, что для белковых продуктов трегалозу90 секунд, е прерыванием для перемешиваьь- , вводят при массовом соотношении трегалония образца 20, 45, 60, 70 и 80 с.эа; белок в пределах 1:2,5-1;15,Койтрольный образец нв подвергался 45 3, Способ по и. 2, о т л и ч а ю щ и й с яполной коагуляции и имел очень плотную: тем, что трегалозу вводят при массовом сонеОднородную консистейцгию с сильным отношении трегалоза: белок в пределахароматом "вареного яйца". Этот аромат был 1:2,5-1:7,5,