<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
VERBETERAAR VOOR DOOR MICROGOLVEN OPGEWRMDE GEBAXREN
PRODUCTEN Object van de uitvinding
De onderhavige octrooiaanvrage heeft betrekking op een verbeteraar bestemd voor volledig of halfafgebakken producten die door microgolven worden opgewarmd.
Technische achtergrond
De vraag naar en het verbruik van voedingsproducten die in magnetronovens kunnen worden ontdooid en/of opgewarmd neemt sterk toe.
Gezinnen, cateringbedrijven, restaurants en fast food ketens bevestigen deze trend. De consument wenst een kwalitatief hoogstaand product dat mits een minimale bereidingstijd vergelijkbaar is met het standaard voedingsproduct.
Verschillende bronnen beschrijven de toename in taaiheid van bakwaren die werden blootgesteld aan microgolven, alsook de hiermee samenhangende rubber-of leerachtige textuur. Onmiddellijk na heropwarming met microgolven zijn de bakwaren uitermate zacht maar tijdens de afkoeling neemt de saaiheid zeer snel toe en na een tijdje neemt ook de hardheid sterk toe. Beperking van heu vochtverlies neemt de problematek niet weg.
<Desc/Clms Page number 2>
Dokumenten van de stand van de techniek
Tenminste vier gepubliceerde hypothesen trachten de oorzaak voor de toegenomen taaiheid te verklaren : 1) Tijdens een conventioneel bakproces lekt amylose uit de zetmeelkorrels. Deze uit de korrel gelekte amylosemoleculen omgeven de korrel, oriënteren zichzelf in eenzelfde richting en zijn ten dele verantwoordelijk voor de snelle verharding van de broodkruim. Geleidelijke retrogradatie van amylopectine verklaart de veroudering over een langere periode (Schoch, T. J., Starch in Bakery
Products, Bakers Digest 39 (2), 48-57 (1965) ).
Bij blootstelling aan microgolven lekt meer amylose uit de zetmeelkorrels. Dit amylose bezit minder oriëntatie en bevat minder gebonden water dan in conventioneel heropgewarmd brood. De intensere agitatie van de amylosemoleculen in de magnetron vormt een mogelijke oorzaak (Mudgett, R. E., Wang, 0. 1. C., and Goldblith, S. A.
39,632-635 : Prediction of Dielectric Properties in Oil- water and Alcohol-water Mixtures at 3000 MHz, 25 C Based upon Pure Component Properties, Journal of Food Science (1974) ).
Dergelijke graad van wanorde tussen de amyloseketens en misschien ook tussen de glutenpolymeren bepaalt de initieel extreem hoge zachtheid.
Bij conventionele heropwarming lekt minder amylose uit de zetmeelkorrels en bestaat minder wanorde tussen de amyloseketens. Dit vertaalt zieh in een initieel hardere broodkruim.
Bij afkoeling en bewaring doet zieh de omgekeerde situatie voor. Na blootstelling aan microgolven kan het uit de zetmeelkorrels gelekte amylose zieh beter orienteren tot kristallijne structuren dan bij
<Desc/Clms Page number 3>
conventionele heropwarming het geval is (Higo, A.,
Shimzaki, M., Noguchi, S. and Nazakawa, F., part 9,34,
251-257 : Hardening of Food Texture Induced by Microwave
Irradiation, Japanese Journal of Home Economics (1983) )
Bakwaren verouderen (= o. m. hard worden van de kruim) na behandeling met microgolven zeer snel omdat de amyloseketens zieh orienteren in stevige structuren.
2) Een tweede hypothese beroept zieh op het "Pseudo-
Hydratatie Effect" zoals beschreven door Higo en Noguchi.
(Higo, A. and Noguchi, S., 34 (12), 781-787 : Comparative
Studies on Food Treated with Microwave and Conductive
Heating, Process of Bread Hardening by Microwave Heating,
Journal of the Japanese Society of Food Science and
Technology (1987) ).
Wanneer microgolven brood heropwarmen gedraagt het systeem zieh alsof meer water aanwezig is. Verhitting van zetmeelkorrels in een overmaat water geeft een analoog beeld : het lekken van amylose uit de zetmeelkorrels neemt toe ; - de initiële wanorde tussen de amyloseketens neemt toe als gevolg van een betere dispersie in de overmaat water ; bij afkoeling en bewaring neemt de retrogradatie in de amylosefractie toe omdat de polymeren beter in staat zijn om zieh te oriënteren in gedrongen, kristallijne bundels van dubbele amylosehelixen.
Het in de broodkruim vastgehouden water gedraagt zieh bij opwarming met microgolven als het ware minder sterk gebonden dan bij conventionele opwarming.
<Desc/Clms Page number 4>
Het systeem gedraagt zieh alsof het meer water of water met een verhoogde mobiliteit ter beschikking heeft.
3) Moleculaire agitatie van dipolen door microgolven veroorzaakt warmte en kan een dermate hevig effect uitoefenen op de zetmeelkorrels dat de macromoleculaire structuur van het zetmeel (tijdelijk) opgeheven wordt.
Onmiddellijk na behandeling met microgolven wordt brood uitermate zacht tot bijna vloeibaar als gevolg van een tijdelijke of misschien gedeeltelijke vervloeiing van het zetmeel (Higo et al., part 10,34, 474-479 : Hardening of Food Texture Induced by Microwave Irradiation,
Japanese Journal of Home Economics (1983) ).
4) Bij opwarming van bakwaren met microgolven neemt de taaiheid sterk toe.
Dit is een elastische eigenschap (Huang, V. T. et al.,
Starch-based Products for Microwave Cooking or Heating,
US Patent 5035904 (1991)).
De sterk uitgesproken zachtheid en het gebrek aan elasticiteit in brood, onmiddellijk na opwarming in de magnetron, verdwijnt bij afkoeling en verwordt een taaie, rubberachtige en harde textuur die bij conventionele opwarming niet of nauwelijks optreedt.
Rogers et al. (Rogers, D. E., Doescher, L. C. and Hoseney,
R. C., 67 (2), 188-191 : Texture Characteristics of
Reheated Bread, Cereal Chemistry (1990) ) hebben vastgesteld dat cross-linking tussen proteinepolymeren meer dan waarschijnlijk niet als oorzaak voor de taaiheid kan worden aangewezen.
Evenmin kunnen waterstofbindingen (bij temperaturen rond 100 C) de taaiheid verklaren.
<Desc/Clms Page number 5>
Een mogelijke verklaring voor de toegenomen taaiheid berust op de hypothese dat magnetronopwarming de polymeren dermate orienteert dat tijdens de daaropvolgende afkoeling ongewoon stevige waterstofbindingen ontstaan.
Bijkomend kan polymeerorientatie leiden tot verhoogde hydrofobe interacties (Martin, M. L., Zeleznak, K. J. and
Hoseney, R. C., 68 (5), 498-503 : A Mechanism of
Breadfirming, Role of Starch Swelling, Cereal Chemistry (1991)).
EP-0620975 A2 beschrijft een methode om vetarme afgebakken bakwaren met microgolven te ontdooien en op te warmen. In dit dokument vormt stoom de enige warmtebron om het gerezen deegstuk af te bakken. Na invriezen worden de bakwaren ontdooid en heropgewarmd met microgolven. Deze werkwijze heeft slechts een beperkt toepassingsveld.
Het US oktrooischrift 5110614 beschrijft een werkwijze voor de bereiding van bakwaren, bestemd voor heropwarming in een magnetron en op basis van een premix of een volledige mix. Dit octrooischrift onderzoekt de problematiek rond de taaiheid van bakwaren in magnetrontoepassingen en stelt het gebruik van een poedervormige premix of volledige mix voor met volgende samenstelling : - melkeiwitten, - vet, - eipoeder, - lecithine, en - microkristallijne cellulose.
<Desc/Clms Page number 6>
Alhoewel er een verbetering is tegenover een eindproduct zonder deze toevoegingen, geeft het gebruik van dergelijk produkt in bakwaren geen bevredigend resultaat, aangezien het gebakken eindproduct toch nog taai en rubberachtig wordt na blootstelling aan microgolven. Het resultaat is nog minder bevredigend bij opwarming vanaf diepgevroren toestand.
Doel van de uitvinding
De vraag naar ingrediënten en/of additieven die de organoleptische en rheologische eigenschappen van volledig of halfafgebakken bakwaren behouden na heropwarming in de magnetron ligt aan de basis van deze uitvinding.
Hoofdkenmerken van de uitvinding
De uitvinding berust op een verbeteraar (hierna genoemd magnetronverbeteraar) die werkzaam is bij de bereiding van volledig of halfafgebakken bakwaren die worden heropgewarmd met microgolven vanaf kamertemperatuur of vanaf diepvriestemperatuur en die hierbij hun organoleptische en rheologische eigenschappen behouden.
Het begrip "verbeteraar" wordt hier verstaan als een mengsel van producten die funktioneel zijn in gebakken producten. Deze functionaliteit kan gericht zijn op modificatie van eigenschappen van het deeg en/of op eigenschappen van het bekomen gebakken eindproduct en/of op de intermediairen. Typische voorbeelden van funktionele ingredienten of additieven zijn : eiwit (zoals gluten), vet (zoals geharde sojaolie), emulgatoren (zoals diacetylwijnsteenzuuresters), enzymen (zoals amylasen, xylanasen), oxydantia (zoals bromaat), antioxydantia (zoals ascorbinezuur), reductantia (zoals cystine), polysacchariden
<Desc/Clms Page number 7>
(zoals guar). Ook gist en producten aangemaakt op basis van gist zijn actief in gebakken producten.
Volgens de uitvinding wordt een verbeteraar van de bovengenoemde aard voorgesteld met het kenmerk dat deze verbeteraar tenminste de volgende essentiële functionele ingredienten bevat : - melkeiwitten - vet - eipoeder of vloeibaar ei - methylcellulose.
Volgens de uitvinding kan de verbeteraar ook naast de genoemde essentiële funktionele ingrediënten een of meer andere funktionele ingrediënten zoals hierboven gedefinieerd bevatten.
De ingrediënten worden bij voorkeur in een homogeen mengsel bereid. Dit homogeen mengsel kan een pasta zijn of een droog poeder.
Om het mengen in droge vorm te vergemakkelijken kunnen de funktionele producten onderling gemengd worden en verdund worden door toevoegen van een drager zoals zetmeel of bloem.
Deze magnetronverbeteraar kan worden toegepast voor productie van volledig of halfafgebakken bakwaren die hun gebruikelijke eetkarakteristieken behouden na heropwarming met microgolven. De bewaring van de bakwaren kan tot op het moment van heropwarming gebeuren bij kamertemperatuur of bij diepvriestemperatuur.
Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding
De magnetronverbeteraar geeft de heropgewarmde bakwaren een smaak, vorm, uiterlijk en rheologische textuur vergelijkbaar met deze, heropgewarmd via conventionele
<Desc/Clms Page number 8>
verwarming. In het bijzonder zorgt de magnetronverbeteraar er voor dat de taaiheid en rubberachtige textuur van bakwaren die met microgolven heropgewarmd worden niet of nauwelijks toeneemt.
De uitvinding kan ook bij de productie van diepvriesdegen (al of niet voorgerezen) bestemd voor de productie van half-of volledig afgebakken bakwaren die in de magnetron worden heropgewarmd, worden toegepast.
De magnetronverbeteraar bevat bij voorkeur vet, melkeiwitten, eipoeder en vooral methylcellulose als essentiële bestanddelen ter beheersing van de taaiheid van bakwaren, blootgesteld aan de magnetron, maar ook het gebruik van melk of vloeibare eieren vallen onder deze uitvinding.
De overige ingrediënten en/of additieven zijn optioneel en kunnen aan deze verbeteraar of aan het recept worden toegevoegd.
Essentieel : vet, melkeiwit, eipoeder (of vloeibaar eieren) en methylcellulose
EMI8.1
Optioneel : sojabloem, emulgatoren, oxydantia, reductantia, schimmelinhibitoren, enzymen...
Vooral de aanwezigheid van methylcellulose is belangrijk.
De magnetronverbeteraar heeft een aanbevolen gebruiksdosis van 10 tot 20 % op bloemmassa (gewicht/gewicht) en bevat als essentiële functionele ingrediënten : melkeiwitten : 15-25% vet : 40-60% eipoeder of vloiebaar ei (droge stof gewicht) : 15-25% methylcellulose (E461) : 1- 6%
<Desc/Clms Page number 9>
De uitvinding laat tce volledig of halfafgebakken bakwaren te produceren die na heropwarming door microgolven hun organoleptische eigenschappen, hun rheologische textuur, hun vorm en uiterlijk behouden zoals bij conventionele heropwarming.
Onderstaande voorbeelden geven de specifieke voordelen van de uitvinding aan, zonder het toepassingsveld ervan te willen beperken.
Voorbeeld 1
Het bereiden van bakwaren volgens een gebruikelijk bakproces met in het recept tarwebloem, water, gist, zout, suiker, vet, magnetronverbeteraar en een of meerdere optionele ingrediënten zoals hoger aangehaald.
De samenstelling van de magnetronverbeteraar op 100 delen gewichtsprocent is : magere melkpoeder : 22% shortening : 54% eipoeder : 20% methylcellulose : 4%
De waterhoeveelheid varieert tussen 45% en 65% (uitgedrukt als % op bloemmassa), gist tussen 3% en 7%, zout tussen 1. 5% en 2. 5%, suiker tussen 0% en 10% en vet tussen 0% en 6%. Aan dit recept wordt tussen 10%-20% en bij voorkeur 15% magnetronverbeteraar toegevoegd.
Een mogelijke werkwijze voor het gebruik van de magnetronverbeteraar is als volgt : - de ingrediënten van het recept worden gemengd en gekneed tot optimale deegontwikkeling ; - het geknede deeg wordt opgebold, uitgerold in zijn gewenste vorm en in een narijskast ondergebracht bij temperaturen begrepen tussen 25 C en 40 C en een
<Desc/Clms Page number 10>
relatieve luchtvochtigheid tussen 75% en 95% ; de volgerezen deegstukken kunnen bij-2 Oc tot +2 C gedurende maximaal 12 uren worden geblokkeerd (remrijs).
Na het rijsproces, eventueel aangevuld met een blokkeringsproces, wordt het deeg half of volledig afgebakken in een conventionele oven gedurende 7 min. tot 45 min, afhankelijk van de vorm en massa van de deegstukken.
Na het bakproces worden de (half of volledig) afgebakken bakwaren gekoeld tot omgevingstemperatuur, verpakt in gesloten polyethyleen of polypropyleen verpakking en bewaard bij omgevingstemperatuur (15 OC tot 3T C) of diepvriestemperatuur ( < -18 C).
In laatstgenoemd geval gebeurt heropwarming in de magnetron zonder voorafgaandelijk ontdooiproces.
Vorm, gewicht en gewenste kerntemperatuur van de bakwaren alsook de beladingsgraad van de magnetron bepalen het ingesteld vermogen en de magnetron inwerkingstijd.
De kerntemperatuur bedraagt onmiddellijk na heropwarming 65 C tot 90 C.
Voorbeeld 2
Productie van hamburgerbroodjes in een direct deegverwerkingsproces ("direct dough system" in het Engels) met volgend recept : Ingrediënten % (uitgedrukt op bloemmassa) Tarwebloem 100 Water 56 Gist (geperst) 6 Zout 2 Suiker 6 Vet 6 Magnetronverbeteraar zoals in voorbeeld 1 15
<Desc/Clms Page number 11>
Broodverbetermiddel (*) 1 samenstelling : zie verder
De ingrediënten worden gedurende 1 min 30 sec gemengd en gedurende 11 min gekneed in een Artofex armkneder (andere knedertypes zijn evenzeer inzetbaar). Aan het einde van de kneding bedraagt de deegtemperatuur 28 C tot 30 C. Het deeg wordt onmiddellijk verdeeld in stukken van 1700 gram (= voor 30 hamburgerbuns) en krijgt 10 min. bolrijs.
Een verdeler/opboller verdeelt het deeg in individuele deegstukken van +/- 57 gram, gevolgd door een 2e bolrijs van 10 min. De deegstukken worden uitgerold, in hamburgerbakplaten gelegd en gedurende 60 min. nagerezen bij 40 OC en 90% relatieve luchtvochtigheid. De volgerezen hamburgerbuns worden gedurende 10 minuten in een vloeroven gebakken (zonder stoom) andere ovens zijn ook inzetbaar. Na 60 min. afkoeling bij kamertemperatuur worden de buns verpakt in afgesloten polypropyleen zakken en bewaard bij kamertemperatuur of diepvriestemperatuur ( < -18 C) gedurende
EMI11.1
4 dagen.
Het opwarmingsproces in de magnetron hangt af van de bewaartemperatuur Bewarlng bij : Kamertemperatuur : = 10 sec/bun bij P = 1000 W Tot kerntemperatuur = 65 tot 75 :Diepvriestemperatuur : t = 40 sec/bun bij P = 500 W
Tot kerntemperatuur = 65 OC tot 85 OC Resultaten :
Vergelijkende bakproeven werden uitgevoerd tussen hamburgerbuns zonder verbeteraar, hamburgerbuns met 15% verbeteraar zoals in US patent 5110614 (1) en 15% magnetronverbeteraar zoals in voorbeeld 1 beschreven.
<Desc/Clms Page number 12>
(1) Samenstelling van de verbeteraar bereid zoals in US oatent 5110614 :
EMI12.1
gedistilleerde : 3 monoglyceridenlecithine : 1 - gedroogde eieren : 34 - melkeiwit : 52 - microkristallijne cellulose :
10
EMI12.2
<tb>
<tb> Bakproeven <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> Tarwebloem <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> Water <SEP> 56 <SEP> 56 <SEP> 56
<tb> Gist <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 6
<tb> Zout <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 1
<tb> Margarine <SEP> (vet) <SEP> 14 <SEP> 6 <SEP> 6
<tb> Suiker <SEP> 6 <SEP> 6 <SEP> 6
<tb> Ascorbinezuur* <SEP> 0. <SEP> 01 <SEP> 0. <SEP> 01 <SEP> 0. <SEP> 01 <SEP>
<tb> Amylase* <SEP> 0. <SEP> 004 <SEP> 0. <SEP> 004 <SEP> 0. <SEP> 004 <SEP>
<tb> Volvette <SEP> sojabloem* <SEP> 0. <SEP> 3 <SEP> 0. <SEP> 3 <SEP> 0. <SEP> 3 <SEP>
<tb> Gedistilleerde--0. <SEP> 5 <SEP>
<tb> monoglyceriden*
<tb> Lecithine--0. <SEP> 1 <SEP>
<tb> Verbeteraar <SEP> zoals <SEP> in <SEP> US <SEP> - <SEP> 15 <SEP> - <SEP>
<tb> patent <SEP> 5110614
<tb> Magnetronverbeteraar--15
<tb>
* :
optionele ingrediënten, vervat in een 1% broodverbetermiddel die instaan voor het volume, de zachtheid, houdbaarheid, kruimstructuur en kruimkleur van de hamburgerbuns maar die in hoofde van de gewenste beperking van de taaiheid bij magnetroninwerking minder belangrijk zijn.
<Desc/Clms Page number 13>
Bevindingen :
Onmiddellijk na heropwarming van de hamburgerbuns in de magnetron evalueert een testpanel, bestaande uit 10 leden, de organoleptische eigenschappen en de graad van taaiheid. Deze evaluatie gebeurt voor de buns, bewaard bij kamertemperatuur en voor de buns, bewaard bij diepvriestemperatuur.
1) Optvarmincr vanaf kamertemperatuur :
Bakproeven 2 en 3 beperken de toename in taaiheid beter dan bakproef 1 (=referentie). Bakproef 3 geeft gemiddeld minder taaie buns dan bakproef 2, maar het onderscheid is beperkt.
2) Opwarminy vanaf diepvriestemperatuur :
Hamburgerbuns opgewarmd in de magnetron oven uit bakproef 3 zijn significant minder taai dan deze uit bakproeven 1 en 2. Het onderscheid tussen bakproeven 2 en 3 komt bij heropwarming vanaf diepvriestemperatuur sterker tot uiting dan bij heropwarming vanaf kamertemperatuur. Dit heeft meer dan waarschijnlijk te maken met het gegeven dat de taaiheid toeneemt naarmate de blootstellingstijd in de magnetron toeneemt.
De combinatie vet, melkeiwitten, eipoeder en methylcellulose zoals vervat in de magnetronverbeteraar met 15 % als vooropgestelde gebruiksdosis op bloemmassa beperkt significant de toename in taaiheid van bakwaren, blootgesteld aan microgolven.
<Desc/Clms Page number 14>
3) Samenvatting van de resultaten
EMI14.1
<tb>
<tb> Baktest1 <SEP> Baktest2 <SEP> Baktest3
<tb> Opwarming <SEP> vanaf <SEP> 4 <SEP> 2 <SEP> 1
<tb> kamertemperatuur
<tb> Opwarming <SEP> vanaf <SEP> 5 <SEP> 3 <SEP> 1
<tb> diepvriestemperatuur
<tb>
5 = zeer taai 1 = niet taai, kort