Співекструдований продукт та харчовий продукт, що містить один чи більше співекструдованих продуктів

Реферат: Співекструдований продукт (12) містить наповнювач (21) та зовнішню відкриту або закриту оболонку на основі зернових та/або крохмалю (20). Кількість наповнювача становить 10-80 мас. %, густина продукту із відкритою оболонкою становить 40-400 г/л, а густина продукту із закритою оболонкою становить 40-190 г/л. Густина продукту із відкритою оболонкою переважно становить 40-190 г/л. UA 100368 C2 (12) UA 100368 C2 UA 100368 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід стосується співекструдованого продукту, який містить наповнювач і зовнішню оболонку. Зокрема, даний винахід стосується співекструдованого продукту, який включає наповнювач і зовнішню оболонку на основі зернових та/або крохмалю. Продукти такого типу вже відомі. У виданні «Екструзійне куховарення, технології та застосування» під редакцією Робін Гай, Woodhead Publishing, 2001, сторінки 178-179, описується співекструзія зернового печива із пористою структурою у формі трубочки із м'яким наповнювачем. Також відомі співекструдовані продукти з рідким або пастоподібним наповнювачем. Однак, для запобігання витіканню наповнювача з оболонки на стадії розрізання заготовки або на наступних стадіях обробки, згідно рівня техніки необхідно або охолодити відповідний екструдований джгут при випусканні з фільєри, або, при застосуванні більш рідких наповнювачів, розплющити вальцями короткі відрізки наповненого екструдата для утримування наповнювача і запобігання витіканню. У виданні «Екструзійне куховарення, технології та застосування» пояснюється, що жир для наповнювача має бути обраний серед тих, що мають температуру плавлення на рівні 30° - 35 °С, що уможливить розташування наповнювача між фільєрою екструзійної головки (не він має бути найрідкішим для впорскування в екструзійну головку) та ріжучим пристроєм. В якості альтернативи, щодо застосування в наповнювачах жирів із нижчою температурою плавлення, пояснюється, що необхідно розплющити вальцями кінці зернової оболонки для утримування наповнювача всередині. Бажаним є одержання співекструдованого продукту, що містить зовнішню відкриту оболонку та наповнювач, жирова композиція якого має температуру плавлення нижче 30 °С. Це запобігає відчуттю жорсткості смаку, яка пов'язана із застосуванням жирів із вищою температурою плавлення, а також виключає необхідність застосування насичених та/або гідрогенізованих жирів, які не завжди добре сприймаються споживачами. Однак, одержані відомими з рівня техніки способами продукти мають достатньо високу густину. Це викликано тим, що коли високопористий продукт випускають з екструзійної головки, він випорскує вперед на великій швидкості. Для забезпечення нормальної відстані руху наповнювача, розрізання екструдата (наприклад, за допомогою гільйотини) та запобігання неконтрольованому випусканню і випадковому роздрібнюванню співекструдованого матеріалу, слід обмежити швидкість випускання джгуту екструдата з екструдера. В свою чергу, це обмежить ступінь роздування продукту при виході через фільєру екструзійної головки і, таким чином, запобігатиме формуванню надто пористих продуктів. Бажаним є одержання продуктів, які містять наповнювач і зовнішню оболонку на основі зернових або крохмалю, із нижчою густиною. Продукти із нижчою густиною покращують смакові відчуття споживача, і, водночас, містять менше калорій, можуть продаватися за нижчою ціною за одиницю ваги. Досягнення низьких рівнів густини у поєднанні із м'якістю наповнювачів забезпечить одержання нових та кращих продуктів. Задачею даного винаходу є виготовлення співекструдованого продукту із наповнювачем, який не витікає із зовнішньої оболонки на основі зернових або крохмалю при кімнатній температурі, на стадії розрізання або при подальшій обробці. Іншою задачею даного винаходу є одержання ефективного способу виготовлення такого продукту. Посилання на те, що наповнювач не витікає, в даному описі винаходу означає, що можливість витікання настільки мінімізована, що вона не може зіпсувати продукт і не зупиняє застосування способу. Даний винахід стосується співекструдованого продукту, який включає наповнювач (друга речовина) та зовнішню відкриту або закриту оболонку з сировини на основі зернових або крохмалю (перша речовина), який відрізняється тим, що кількість наповнювача становить між 10 та 80 мас.%, густина продукту із відкритою оболонкою становить між 40 та 400 г/л, густина продукту із закритою оболонкою становить між 40 та 190 г/л. Густина, зазначена вище, забезпечує одержання текстури, що створює відчуття танення у роті, і тому покращує попит на продукт. У даному описі винаходу, під співекструдованим продуктом із відкритою оболонкою розуміють продукт, в якому наповнювач розташований зовні продукту, як показано на фігурах. Під продуктом із закритою оболонкою у даному описі розуміють, що співекструдований продукт має форму подушечки, що означає, що наповнювач повністю міститься у оболонці. Під густиною продукту, ми розуміємо густину продукту в цілому, включаючи густину зовнішньої оболонки і наповнювача. Густина може бути виміряна шляхом визначення об'єму єдиного продукту (наприклад, шляхом вимірювання зовнішніх розмірів продукту), зважування продукту і підраховування густини як співвідношення маси в грамах до об'єму в літрах. Таким чином має бути визначена середня густина 50 одиниць продукту. Густина зовнішньої оболонки може бути розрахована схожим способом на підставі даних щодо загальної густини продукту в 1 UA 100368 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 цілому, за виключенням показників об'єму і маси наповнювача із показників за продуктом в цілому. Густина зовнішньої оболонки становить між 30 та 200 г/л. Такі рівні густини дозволяють забезпечити текстуру із відчуттям танення в роті, що надає неперевершених характеристик довершеному продукту. Відповідно до переважного втілення даного винаходу, наповнювач при кімнатній температурі є пастоподібним або рідким. У переважному втіленні даного винаходу, продукт згідно винаходу має густину між 40 та 300 г/л: розглядається продукт із пористою зовнішньою оболонкою, який має текстуру, що забезпечує відчуття танення в роті. Згідно кращого втілення даного винаходу, продукт має густину між 40 та 260 г/л. У найкращому втіленні даного винаходу, густина продукту становить між 40 та 190 г/л: у такому випадку продукт розглядається як продукт із сильно пористою зовнішньою оболонкою, максимальним відчуттям танення і значним об'ємом. В обсязі даного винаходу розглядається співекструдований продукт із покриттям. Покриття може бути будь-яким відомим з рівня техніки покриттям. Зокрема, покриття може бути обране з групи, яку утворюють арахісове покриття, шоколадне покриття, покриття з паленого цукру та інші відомі з рівня техніки. Продукт згідно винаходу із покриттям має на 40 - 80 г/л вищу густину по відношенню до найкращого втілення винаходу. Таке збільшення залежить від типу покриття і від його товщини. Також передбачене виготовлення харчового продукту, що містить один або більше співекструдованих продуктів згідно винаходу. Композиція сировини для зовнішньої оболонки на основі зернових або крохмалю не є принциповою і може бути будь-якою. Наприклад, зовнішня оболонка може бути виготовлена з пористої сировини на основі крохмалю, наприклад, картопляного крохмалю, або з пористої зернової сировини: прийнятними є будь-які зернові культури, наприклад, кукурудза, пшениця, рис, ячмінь або овес. Також можливо обрати будь-які інші типи зовнішньої зернової оболонки, наприклад, такі, як використовуються для кондитерських виробів, зокрема, печиво, вафлі без цукру або із зменшеним вмістом цукру, або цукрові вафлі. Продукт згідно даного винаходу може застосовуватися не лише для харчування людини, але і в якості корму для тварин. Наповнювач продукту згідно даного винаходу може бути будь-яким. Як зазначено вище, наповнювач є пастоподібним або рідким, і не витікає із зовнішньої зернової оболонки ані при кімнатній температурі, ані на стадії розрізання або подальшої обробки. Можливим є застосування наповнювача у вигляді збитого або звичайного джему. Джем може бути будь-яким фруктовим джемом. Якщо в якості зовнішньої оболонки використовуються вафлі, можливо застосовувати шоколадний наповнювач. Переважно, наповнювач є жировмісним кремоподібним наповнювачем, пористим або ні. Під жировмісним кремоподібним наповнювачем у даному описі винаходу розуміють наповнювач, що містить безперервну жирову фазу і розчин з твердих матеріалів. Тверді матеріали можуть бути, наприклад, цукром, порошком какао, сухим молоком, сировиною для зернової оболонки або подрібненими фруктами. У більш переважному втіленні, жирова композиція жировмісного кремоподібного наповнювача має температуру плавлення нижче 30 °С, найпереважніше жирова композиція у наповнювачі є повністю рідкою при 20 °С. Точка плавлення жирової композиції наповнювача може бути визначена шляхом екстрагування жиру з наповнювача, наприклад, екстрагування за методом Soxhlet, із подальшим здійсненням визначення проміжної точки плавлення. Для визначення реологічних характеристик придатних наповнювачів, можливо дослідити процес екструзії із застосуванням аналізатора текстури HdPlus виробника Stablo Micro Systems (Годалмінг, Саррей, Великобританія), який обладнаний 250 кг бункером для завантажування та екструзійною установкою. Екструзійна установка містить бочку циліндричної форми з плексигласу, внутрішній діаметр становить 48 мм, внутрішня глибина - 103 мм, на дні якої виконаний втоплений отвір циліндричної форми, тобто, екструзійна головка, із внутрішнім діаметром 14 мм і зовнішнім діаметром 10 мм. Глибина отвору становить 4 мм. Наповнювач подають у бочку, наповнену бочку розміщують у повітряно-сушильній шафі на 20 хвилин при 80 °С. Наприкінці цього часу, бочку швидко поміщають в аналізатор, і наповнювач нагнітають через екструзійну головку, рухаючи плунжер вниз, у бочку. В точці контакту із наповнювачем плунжер має горизонтальний диск товщиною 5 мм і діаметром 40 мм. Прийнятна швидкість руху становить 10 мм/с. Будуючи криву, де виміряна сила нагнітання є функцією по відношенню до відстані, яку проходить плунжер, можливо визначити точку, на якій сила досягає плато. В цій точці швидкість потоку наповнювача через екструзійну головку відповідає швидкості, заданій плунжеру 2 UA 100368 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 аналізатором. В даному описі винаходу границя плинності розглядається як плато сили, виміряної у вищезазначений спосіб. Згідно переважного втілення винаходу при 80 °С наповнювач має границю плинності між 0,2N та 40N, краще між 0,5N та 10N. Для аналізу застосовано температуру близько 80 °С, оскільки приблизно такою є температура на стадії розрізання. Такі показники границі плинності показують, що продукт є текучим, однак, не таким рідким, як вода. Згідно іншого переважного втілення даного винаходу, кількість наповнювача становить між 40 та 70 %. Всі величини процентів у даному описі винаходу слід розуміти як проценти за масою (мас. %). Вищезазначені величини зумовлюють дуже високу привабливість продукту та його здатність до обробки. Співекструдований продукт згідно винаходу має діаметр 8 - 30 мм та довжину 5 - 200 мм. Згідно переважного втілення винаходу, продукт має діаметр 15-20 мм та довжину 10-50 мм. Зазвичай, продукт відповідно до винаходу має циліндричний поперечний переріз. Однак, в межах формули винаходу, можливим є виготовлення продукту із квадратним, прямокутним, трикутним або іншим поперечним перерізом. Зрештою, вздовж продукт згідно винаходу може бути лінійним або вигнутим (наприклад, бути гофрованим або зубчастим). Такі виміри забезпечують відповідний асортимент продукту згідно винаходу, що включає бажані розміри снекових форматів, від паличок або довгих паличок до шматочків. Згідно винаходу можливим є виготовлення продукту із відкритою або закритою оболонкою; останнього можна досягти, наприклад, за допомогою плющення на рифлених вальцях. Даний винахід також стосується способу виготовлення співекструдованого продукту, описаного вище, який відрізняється тим, що: - першу речовину вводять в екструдер, - другу речовину - наповнювач - вводять в той самий екструдер, - обидві речовини співекструдують для формування джгуту на виході з екструдера, - джгут транспортують по конвеєру, - джгут вводять у отвір пластини або труби із поперечним перерізом будь-якої форми, - після виходу з отвору ніж, який рухається, розрізає джгут на окремі вироби, вироби передають на засоби для запобігання випадкового роздрібнення ножем, - на виході із засобів для запобігання випадкового роздрібнення ножем отримані вироби упаковують. Під речовиною розуміють порошок або порошок із рідиною або гелем. Як вже зазначалося, порошок може бути зерновим. В якості рідини зазвичай застосовують воду із добавками або без, чи олію. Умови процесу екструзії добре відомі фахівцям з рівня техніки. В межах даного винаходу, в залежності від продукту, можливо застосовувати холодну екструзію або екструзію із тепловою обробкою, в залежності від продукту, який виготовляють. До упакування продукту, його звичайно підсушують для досягнення вмісту вологи між 1 та 8 %. Однак, можливим є застосування способу і без підсушування. Як вже зазначалося, на продукт згідно винаходу також можливо наносити покриття. До розрізання джгуту необхідним є його затвердіння протягом певного часу: джгут транспортують по конвеєру, наприклад, стрічковому, при кімнатній температурі і атмосферному тиску. Відстань для передачі по конвеєру становить між 0,5 та 20 м, що відповідає проміжку часу між 1 та 20 секундами. Згідно винаходу, можливо мінімізувати транспортування по конвеєру: скорочення процесу транспортування означає одержання менш м'якого, тягучого або липкого джгуту на стадії розрізання. Важливою ознакою даного винаходу є розрізання джгуту після транспортування по конвеєру. Розрізання проводять після заведення джгуту в отвір пластини або труби. Як вже зазначалося, ніж для розрізання розташовують одразу після пластини або труби. Засоби для запобігання випадковому роздрібненню ножем розташовані нижче ножа і можуть мати форму труби, конуса, плоского конусу або іншу подібну форму, наприклад, товстої пластин. Довжина труби, конусу або товстої пластини становить між 2 та 30 см. Діаметр труби або конусу на вході є в 1,05 - 2 рази більшим, ніж діаметр джгуту. Тип руху ножа є непринциповим: рух може бути обертальним, або вібраційним, або перемінним. Згідно винаходу можливим є виготовлення співекструдованого продукту із відкритою оболонкою, без будь-якого витікання наповнювача з оболонки, завдяки наявності після розрізальних пристроїв засобів для запобігання випадковому роздрібненню джгуту: це 3 UA 100368 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 уможливлює нетривале транспортування розрізаних окремих виробів до цих засобів, за рахунок чого затвердіває наповнювач. В способі згідно винаходу, джгут транспортують на швидкості між 10 та 100 м/хв. Швидкість залежить від типу продукту, який готують із застосуванням винаходу. Якщо продукт є дуже пористим, він потребує більш високої швидкості. Якщо продукт є зерновим сніданком, він потребує меншої швидкості. Підсушування зазвичай проводять при температурі від 100 до 200°С. Підсушування вже розрізаних виробів насипом, що є найефективнішим, є можливим, оскільки ніж, що рухається, який споряджений засобами для запобігання випадковому роздрібненню розрізаних виробів, може розрізати джгут та обережно розміщувати розрізані вироби на транспортер сушилки так, що гарячий наповнювач не витікає. Даний винахід також стосується пристрою для здійснення способу згідно винаходу. Пристрій містить: - Екструдер для формування джгуту, - конвеєр для джгуту за вихідним отвором екструзійної головки, - першу пластину або трубу із отвором для введення джгуту, за яким розташовані засоби для запобігання випадковому роздрібненню розрізаних виробів ножем, друга пластина для підтримування зазначених засобів та ніж, встановлений на другій пластині для розрізання джгуту після виходу з отвору першої пластини. Відстань між першою пластиною або трубою та другою пластиною не є принциповою, але зазвичай вона дорівнює довжині труби або конусу. Засоби для запобігання випадковому роздрібненню розрізаних виробів, як і рух ножа, вже описані вище. Винахід більш детально описаний із посиланням на фігури, де: Фігура 1 є схематичним зображенням пристрою відповідно до винаходу. Фігура 2 є видом в перспективі ріжучої частини пристрою. Фігура 3 є видом в перспективі продукту відповідно до винаходу. Фігура 4 є видом в перспективі продукту, зображеного на фігурі 3, розрізаного вздовж. Фігура 5 зображує криву сили по відношенню до відстані, що ілюструє визначення границі плинності наповнювача згідно прикладу. Зернову основу готують у пристрої (2), кремоподібний наповнювач подають з пристрою (1) через трубу (9) в екструдер (3), так що співекструзію здійснюють через екструзійну головку (10). Джгут (11) співекструдату подають на конвеєр (4). Джгут подають на пристрій розрізання (5), і невеликі окремі вироби направляють в сушилку (6). Зрештою, ці окремі невеликі вироби покривають у пристрої (7) та упаковують у пристрої (8). Продукт готовий для зберігання і транспортування роздрібному покупцю. За допомогою пристрою згідно винаходу можливим є виготовлення продукту із відкритою оболонкою і пастоподібним або рідким наповнювачем без витікання наповнювача з оболонки при кімнатній температурі або на стадії розрізання. На фігурі 2 більш детально зображений пристрій розрізання (5) згідно винаходу. Напрям руху джгуту показаний стрілкою А. Перша пластина або вхідна труба пристрою розрізання не показана на фігурі, але розташована безпосередньо перед ножем (16). Джгут (11) подають у отвір в першій пластині, а потім у трубу (18). Між отвором першої пластини та впускною частиною труби (18) обертальний ніж (16) розрізає джгут (11) для одержання невеликих окремих порцій продукту (12) згідно винаходу. Такі окремі вироби проходять по трубі і виходять в (17). Двигун (13) і опора ножа (15) обертають ніж на бажаній швидкості. Як вже зазначалося вище, друга пластина (14) підтримує трубу (18). Окремі вироби (17) потім подають на сушилку (6), показану на фігурі 1. Приклад 1 Зерновий продукт готують при температурі 150 °С, кремоподібний наповнювач, що містить рослинну олію (повністю рідку при 20 °С), какао-порошок, цукор, крохмаль та ванільний ароматизатор вводять у харчовий екструдер. Циліндричний сильно пористий джгут співекструдують та подають на конвеєр на швидкості 80м/хв. Джгут розрізають і пропускають через трубу довжиною 10 см. Отримані окремі вироби показані на фігурах 3 та 4. В цьому окремому прикладі виріб (12) має діаметр 18 мм, довжину 35 мм. Наповнювач становить 60 % продукту, діаметр наповнювача становить 6,5 мм. Густина продукту становить 75 г/л. Продукт потім підсушують до 2,5 % вологості та наносять покриття. Продукт зберігають і направляють на стадію упаковки. Приклад 2 4 UA 100368 C2 5 10 15 Границя плинності зразку наповнювача з прикладу 1 була виміряна із використанням аналізатора текстури HDPlus виробника Stable Micro Systems (Годалмінг, Саррей, Великобританія), обладнаного бункером завантаження 250 кг та екструзійною установкою. Екструзійна установка містить бочку циліндричної форми, виконану з плексигласу, внутрішній діаметр становить 48 мм, внутрішня глибина - 103 мм, на дні якої виконаний втоплений отвір циліндричної форми, тобто, екструзійна головка, із внутрішнім діаметром 14 мм і зовнішнім діаметром 10 мм. Глибина отвору - 4 мм. Наповнювач передають у цю бочку, наповнену бочку розміщують у повітряно-сушильну шафу на 20 хвилин при температурі 80 °С. Наприкінці цього часу, бочку швидко поміщають у аналізатор, а наповнювач нагнітають через екструзійну головку, рухаючи плунжер вниз, в бочку. В точці контакту із наповнювачем плунжер має горизонтальний диск товщиною 5 мм та діаметром 40 мм. Застосована швидкість руху 10 мм/сек. Розглядаючи силу нагнітання як функцію по відношенню до відстані, яку проходить плунжер, можна встановити, що досягають границю плинності, відтак, сила нагнітання досягає плато. В цій точці, швидкість потоку наповнювача через екструзійну головку відповідає швидкості, яка задана плунжеру аналізатором. Визначена границя плинності для наповнювача згідно прикладу 1 становить 4 ± 1 N. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 1. Співекструдований продукт із наповнювачем і зовнішньою відкритою або закритою оболонкою на основі зернових або крохмалю, який відрізняється тим, що кількість наповнювача становить між 10 та 80 мас. %, густина продукту із відкритою оболонкою становить між 40 та 400 г/л, а густина продукту із закритою оболонкою становить між 40 та 190 г/л. 2. Співекструдований продукт за п. 1, який відрізняється тим, що густина продукту із відкритою оболонкою становить між 40 та 260 г/л. 3. Співекструдований продукт за п. 1, який відрізняється тим, що густина продукту із відкритою оболонкою становить між 40 та 190 г/л. 4. Співекструдований продукт за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що густина зовнішньої відкритої оболонки становить між 40 та 200 г/л. 5. Співекструдований продукт за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що містить покриття, яке збільшує густину продукту на 40-80 г/л. 6. Співекструдований продукт за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що наповнювач вибрано з групи, що містить непористий жировмісний кремоподібний наповнювач, пористий або непористий джем, пористий жировмісний кремоподібний наповнювач. 7. Співекструдований продукт за п. 6, який відрізняється тим, що при 80 °С наповнювач має границю плинності між 0,2 і 40 N, переважно між 0,5 та 10 N. 8. Співекструдований продукт за п. 6 або 7, який відрізняється тим, що наповнювач є жировмісним кремоподібним наповнювачем, а жирова композиція у наповнювачі має точку плавлення нижче 30 °С. 9. Співекструдований продукт за п. 8, який відрізняється тим, що жирова композиція є повністю рідкою при 20 °С. 10. Співекструдований продукт за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що кількість наповнювача становить між 40 та 70 %. 11. Співекструдований продукт за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що має діаметр між 8 та 30 мм та довжину між 5 та 200 мм. 12. Співекструдований продукт за п. 11, який відрізняється тим, що його діаметр становить між 15 та 20 мм, а довжина - між 10 та 50 мм. 13. Співекструдований продукт за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що відкрита оболонка проходить стадію підсушування після стадії розрізання. 14. Харчовий продукт, що містить один чи більше співекструдованих продуктів за будь-яким з пп. 1-13. 5 UA 100368 C2 6 UA 100368 C2 7 UA 100368 C2 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8