CN101336079B - 多阶段产品油炸方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种方法，其中例如炸土豆片、蔬菜、水果、坚果或类似物的产品是以至少两个阶段进行油炸。在第一阶段中，产品是在介于90℃-190℃之间的温度下进行油炸，其后将产品传送到第二阶段。在第二阶段中，产品在介于100℃-145℃之间的温度下在25毫巴-150毫巴的减压下经受油炸。在第二阶段中，蒸发得以改良并保持高水平，因为在所述减压真空条件下，蒸发温度显著降低且因此持续从产品中蒸发出。这降低在此阶段中由产品吸收的脂肪和油性油炸物质的量。

Description

多阶段产品油炸方法和装置

技术领域

本发明涉及一种多阶段油炸方法。

本发明还涉及一种多阶段油炸装置。

背景技术

根据US-3,812,775已知此方法和装置。在已知方法中，通常由包含淀粉质材料且含有天然和/或外加糖的组合物形成的可食用产品是以两阶段油炸方法进行油炸。在第一阶段期间，产品是在温度为110℃-190℃的油中油炸到水分含量为5％-20％，而在第二阶段期间，产品是在50毫巴-100毫巴的减压下、在温度不超过100℃的油中进行油炸。此防止油炸产品发生过分变色且赋予这些产品所需的有吸引力的颜色。

根据WO-00/30472进一步已知，将土豆条和类似物漂白，然后将土豆条在大气压下油炸、冷却，并在约10英寸-20英寸(25.4毫巴-50.8毫巴)汞柱的真空下、在240°F-290°F(115.5℃-144.4℃)下的油中进行油炸。

根据EP-1,283,680，已知用于在减压下在油脂中油炸产品的方法和装置。通过将油脂引入离心机的旋转腔室中且通过在减压下使其在其中离心而从产品中去除油脂。将产品通过离心机的底阀放出并通过闸室(sluice chamber)暴露于大气中。以此防止产品凝聚。

发明内容

本发明的目的在于进一步改良已知油炸方法，以此方式由相关装置提供节约时间、成本或方法以及增大的产品产率，同时保持油炸最终产品的基本特征(例如质地、颜色、味道、香味、油/脂含量、消化性)，且同时减少对人类有害的热反应产物(例如丙烯酰胺)。

此外，根据本发明的方法具有权利要求1中概述的特有特征，且所述装置具有权利要求18中概述的特征。

根据本发明的油炸方法的优点在于：尽管总油炸时间尤其取决于产品的切割尺寸和规格，但总油炸时间因第二阶段中的指定真空条件和油炸温度范围而显著缩短。在第二阶段中，蒸发得以改良并保持高水平，因为在所述减压真空条件下，蒸发温度显著降低且因此持续从产品中蒸发出。此降低在此阶段中由产品吸收的脂肪和油性油炸物质的量，其使得感官特征得以改良，例如产品的质地和气味，无油脂味。另外，产品的油脂吸收减少对消费者的健康更好。

有利的是可完全省略待油炸产品的沥滤，所述沥滤可在第一阶段之前进行以降低产品的糖含量。

对于一些产品(例如蔬菜、胡萝卜和例如红甜菜)来说，其质地在第一阶段中具有较小油炸温度依赖性，可通过在25毫巴-700毫巴的减压下在90℃-190℃范围的较低部分中油炸产品来节约能量。

根据本发明的方法的一个实施例具有权利要求3中概述的特有特征。有利地将第二阶段入口处产品的可测量表面温度(也称作所述表面与油炸物质的边界层温度)保持为约100℃-160℃也将第二阶段开始时所述入口处的蒸发保持在上述高水平。

根据本发明的方法的另一个实施例具有权利要求4中概述的特有特征。在相对低能量投资下，约145℃的平均表面温度最能够保证防止蒸发停止。否则，此将产生不需要的油炸物质吸收。

如果在另一个实施例中，产品的传送时间(其是定义为从离开第一阶段到引入第二阶段中的时间)为最多15秒，那么产品的表面温度实质上将不会降低。所述传送时间为时间段的累积，其通常包括在第一阶段中将产品从油/脂浴中取出、运送到其出口、传送到第二阶段的入口、引入到第二阶段中、在第二阶段中抽真空且经受热空气和/或油的时间。传送时间越长，通常对温度降低的影响将越大且对产品质地、颜色、油炸物质含量和香味的损害越大。传送时间也取决于第一阶段中产品的油炸温度。此油炸温度越高，产品中包括的能量越多且在产品的表面温度达到临界温度值之前从一个阶段到下一个阶段的传送时间可能越长，其中在表面下将停止蒸发。

可采取其它附属权利要求11和12中指定的其它措施来保持升高的温度高于所述温度，以保持蒸发继续进行直到在第二阶段开始之前达到所需水分含量。仅在第二阶段中，温度可随着产品的蒸发而逐渐降低，其随后因第二阶段中的减压条件而得以保持。即时在第二阶段结束时终止油炸以不致于将产品的平均水分含量降低到实际1％-1.5％，因为在此水分含量范围内，丙烯酰胺的形成更严重依赖于油炸产品的温度与水分含量。

另外，可以其它附属权利要求13和14中所证实的方式来实现油炸物质去除以避免最终产品的脂味。

附图说明

现在将参考附图，连同额外优点进一步阐明根据本发明的方法和装置，其中类似组件是由相同附图标记表明。在附图中：

图1显示根据本发明的多阶段油炸装置的一般轮廓，其能够实施根据本发明的方法；

图2显示待油炸产品的后续加宽路径；且

图3显示作为油炸产品中水分百分比函数的丙烯酰胺(AA)在大气条件下形成的图形，依赖于若干个油炸温度以阐明油炸期间的丙烯酰胺形成过程。

具体实施方式

图1显示在若干个不同阶段中用于油炸产品的装置1。准备产品的所选和所收集的原材料(其可例如为土豆、蔬菜、坚果、水果或这些产品的组合物或调配物)，随后将其引入使产品经受多阶段油炸方法的装置中。产品通常将含有碳水化合物，即淀粉和糖。在此说明书的下文中，仅将提及土豆、尤其炸土豆片作为前述产品的简化实例。通过洗涤来制备原材料，由此去除例如沙子、石块和类似物等外来成分。有时，例如通过蒸汽或通过机械剥离系统将土豆剥皮，且将皮去除。随后，洗涤土豆以去除皮剩余物和表面淀粉，且切成形或薄片，且随后可能再次洗涤以去除切割过程的游离淀粉。

可能需要将切割产品漂白以从产品中沥滤出糖，尤其当其涉及具有高糖含量的产品时。随后需要沥滤，因为已知糖和蛋白质属于众所周知的美拉德反应(Maillard reaction)复合物，其引起不需要的棕色变色以及形成如丙烯酰胺的热反应产物。糖含量取决于可用的原材料类型，但也取决于年份的季节。如果沥滤可为完全多余的，那么每个产品的成本、处理时间、季节依赖性和最终产品产率都将得到推进。本发明的多阶段油炸方法能够防止产品的沥滤，即使当产品的原材料具有高糖含量时。在随后首先进行的第一阶段描述之后描述决定第二阶段中的条件的油炸参数，其保持实现所述目标的重要特征。

在前述准备后，将切割产品运送到装置1的入口2处。如图所示的装置包含两个主要阶段和在各阶段之间的可能阶段(例如油炸物质去除或蒸发持续阶段)，但视例如待油炸的产品种类而定，实际上两个以上主要阶段可为可行且适当的。如图所示的装置1包含主要阶段各自的两个单独框架3和4，由此第一阶段的框架定位于第二阶段的框架上方。在主要阶段的第一阶段中，入口产品通常(但未必)在大气条件下经油炸，以赋予产品其需要的坚实度、易碎性或松脆性、主要质地和主要颜色。此可需要例如根据US-3,812,775、EP-1,133,243或EP-1,283,680本身已知的常见组件，所述文献的相关内容是以引用的方式并入本文中。

第一阶段中的油炸温度可降到90℃，但随后将在真空条件下进行油炸以实现有效油炸。然而，在较低油炸温度范围内，产品油炸将花费更多时间。可在此等低温下油炸的产品为蔬菜、胡萝卜和例如红甜菜。

在连续或分批方法中，输入第一框架3中的产品是在大气条件下在通常温度介于90℃-190℃之间、优选约185℃的通常含油和/或油脂的油炸物质中进行油炸。此温度越高，当其通过出口5离开第一阶段的框架3时产品将包含的能量越多(考虑到停留时间)。

此外，例如图2中更详细显示，出口5通过可操作闸6与收容于第二框架4中的第二阶段的入口7相耦接。出口(例如第一阶段的出口5)优选具有比随后入口(例如第二阶段的入口7)的宽度更小的宽度，其具有最终1800mm的宽度。各种后续路径通过多个出口和更宽入口的加宽防止产品的聚集和凝结。图2中显示入口、闸和出口范围的例如逐步从1400mm、1500mm、1600mm到1800mm的连续宽度的可行实例。第二阶段的框架4具有内部8，其通过示意性显示的轨道系统9移动。通过定位于第一阶段的框架3下，产生紧密油炸装置1，由此轨道系统9还允许易于清洁、提升并保持第二阶段中所用的组件。

视产品而定，在产品的平均水分含量为5重量％-30重量％、优选8重量％-15重量％时，终止第一阶段中的油炸。在可能的直接传送并通过入口7引入第二阶段中之后，使产品在介于100℃-145℃之间的温度下在25毫巴-150毫巴、优选50毫巴-100毫巴、尤其约75毫巴的减压下经受油炸。此压力如此低以使得产品中水蒸气的蒸发将增强，但不会中断。此保证最少量的油炸物质将通过产品表面进入并影响产品材料的内部质地、产品的味道、外观、香味和结构。

另一方面，第二阶段油炸温度范围与US-3,812,775中建议的低于100℃的第二阶段温度相比相当高，其导致相当短的油炸时间、相关较高的产品产率，且其具有关于感官标准的优点。

图3的图形显示在不同油炸物质温度下作为产品的水分含量函数的丙烯酰胺(AA)的形成。本身已知待油炸产品中通常存在的氨基酸天冬酰胺与还原糖在热能影响下形成丙烯酰胺。所述图形提供以下内情：温度控制在较高产品水分含量下比在较低水分含量下关于丙烯酰胺形成的重要性小。其也显示当其在特定第二阶段温度下达到丙烯酰胺形成时，在较低水分含量下测量水分输出更关键。此外，其还显示在第二阶段或可能在第二阶段结束时或在其后另一第三阶段中降低油炸温度会降低丙烯酰胺形成，尤其在较低水分含量下。因此，在第二阶段结束时或可能其后在第三阶段(其中产品也保持在真空条件下)中油炸物质的温度优选设定为低于第二阶段开始时的温度。此温度降低打算解决如图形所示在第二阶段结束时在低产品水分含量下丙烯酰胺形成增加的问题。此方式可将油炸产品的水分含量降低到处于上述指定范围内，而不会造成产生影响产品的基本特征或危及人类健康的有害油炸产品或副产物的危险。可通过根据上述教示的适当方法来控制第二阶段油炸方法以实现上文列出的优点。

进入第二阶段入口的产品的表面温度介于100℃-160℃之间。实际上，其间保持约145℃的温度。然而，如果阶段之间的停留时间过长且未采取措施来防止产品过分冷却，那么产品的传送时间(其是定义为从离开第一阶段到引入第二阶段中的时间)应为最多15秒。否则，各阶段之间产品的冷却可能会导致不必要地停止从产品中蒸发。在使产品在第二阶段中冷却到约130℃的情况下，同时产生减压条件。

如果达到介于0.5重量％-3.5重量％之间、尤其0.8重量％-2重量％、更尤其约1.5重量％的平均水分含量，那么终止第二阶段中的减压油炸。所述油炸方法的最终结果为尤其与以单一阶段方法在大气压下油炸的传统炸土豆片相比具有改良感官特征的土豆产品。

可通过实施一个或一个以上下列蒸发持续步骤来实现在各阶段之间和任何阶段期间所需的产品持续蒸发：a)使约105℃-145℃的可能过热的油炸蒸气流经产品上方和/或流过产品；b)使用电磁波辐射元件(例如红外元件或微波元件)来照射产品；c)将约100℃-145℃的足够热的油炸物质喷雾在产品上；d)将约100℃-145℃的足够热的油炸物质注射到可能移动的产品上；e)将可能移动的产品抽真空；f)将约105℃-145℃的热空气传送到产品上方和/或穿过产品传送。也可使用适当热交换器来加热、过热或再加热油炸物质。可按需要在减压下实施至少一个蒸发持续步骤，其具有降低产品中发生蒸发所需温度的作用。可进一步存在适当方法以在大气条件下或在减压条件下从产品中去除油炸物质。

最后，特定来说(但不排外)，可在最后阶段中按需要通过一个或一个以上下列步骤来实施从产品中去除油炸物质：a)在不供应所需机械能的情况下，延长产品的排出或静置时间以允许产品滴出；b)强制产品振动，其也打算使产品彼此疏松；c)将产品离心；d)抽吸出油炸蒸气；e)强制或非强制使蒸汽、尤其可能通过使油炸蒸气过热产生的过热蒸汽流动到产品上方和/或穿过产品。

有利的是，将一个或一个以上真空控制装置安装于装置1中且对其进行控制以将压力降低到±5毫巴、尤其±2毫巴内。此为重要的，因为对于实现产品的有吸引力的关键特征(例如，尤其炸土豆片或类似产品的味道、香味、外观和松脆质地)的均匀性来说，压力控制范围的边界至关重要。

对于油炸方法的各个阶段中平稳、固定的精确温度控制来说，尽可能恒定地保持输入产品中所包括的每单位时间的水量为明智的。

Claims (29)

1.一种以至少两个阶段油炸产品的方法，其中，在第一阶段中，所述产品是在介于90℃-190℃之间的温度下进行油炸，其后将所述产品传送到第二阶段，并使其在介于100℃-145℃之间的温度下在25毫巴-150毫巴的减压下经受油炸，其特征在于，所述产品进行所述油炸方法的各个阶段所经过的路径的宽度变得更宽，使得所述第一阶段的出口具有小于所述第二阶段的入口的宽度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述第一阶段中，所述产品是在25毫巴-700毫巴的减压下进行油炸。

3.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述产品是在介于100℃-160℃之间的所述产品的平均表面温度下输入到所述第二阶段中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述产品的所述平均表面温度为145℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在两个阶段之间，所述产品的表面温度保持在145℃的平均温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于定义为从离开所述第一阶段到引入所述第二阶段中的时间的所述产品的传送时间为最多15秒。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述产品的平均水分含量为5重量％-30重量％时终止所述第一阶段。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在两个阶段之间，所述产品是以至少一个中间阶段处理，使得在从任一个阶段向下一个阶段传送期间所述产品中的蒸发并未停止。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于对于含有作为淀粉和糖的碳水化合物和/或蛋白质的产品，在所述第一阶段的油炸温度为185℃，其中所述产品经油炸直到达到8重量％-15重量％的平均水分含量为止，和/或在所述第二阶段，所述产品在50毫巴-100毫巴的压力下进行油炸，直到平均水分含量达到介于0.5重量％-3.5重量％之间为止。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述产品为土豆、蔬菜、坚果、水果或其制成的调配物。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于在所述第二阶段，所述产品在75毫巴的压力下进行油炸。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于在所述第二阶段，所述产品进行油炸直到平均水分含量达到介于0.8重量％-2重量％为止。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于在所述第二阶段，所述产品进行油炸直到平均水分含量达到1.5重量％为止。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第二阶段中的平均油炸温度为130℃。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述第二阶段结束时，所述油炸物质的温度低于所述第二阶段开始时的温度，其依赖于所述第二阶段结束时所述产品的水分含量。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在任何阶段之间传送所述产品期间，实施下列蒸发持续步骤中至少一个步骤：

a)使105℃-145℃的热油炸蒸气流经所述产品上方和/或流过所述产品；

b)使用电磁波辐射元件来照射所述产品；

c)将100℃-160℃的热油炸物质喷雾在所述产品上；

d)将100℃-160℃的热油炸物质注射到产品上；

e)将所述产品抽真空；

f)将105℃-145℃的热空气传送到所述产品上方和/或传送穿过所述产品。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于在步骤b)中使用红外元件或微波元件来照射所述产品。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于在减压下实施至少一个所述步骤。

19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在一个阶段，在大气条件下或在减压条件下从所述产品中去除油炸物质。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于在最后阶段后从所述产品中去除油炸物质。

21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于通过下列步骤中的至少一个步骤来实施从所述产品中去除所述油炸物质：

a)延长所述产品的排出时间；

b)强制所述产品振动；

c)将所述产品离心；

d)抽吸出所述油炸蒸气；

e)强制或非强制使蒸汽流动到所述产品上方和/或穿过所述产品。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于在步骤e)中所述蒸汽为过热蒸汽。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于在步骤e)中所述过热蒸汽是通过使油炸蒸气过热产生的。

24.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述产品是使用含有油和/或脂的油炸物质进行油炸。

25.根据权利要求1所述的方法，其特征在于至少一个真空控制装置将所述压力降低到±5毫巴内。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于将所述压力降低到±2毫巴内。

27.一种以若干个阶段来油炸产品的装置，所述若干个阶段包括第一和第二阶段，所述装置包含所述第一和第二阶段各自的单独框架，其中用于油炸所述产品的第一阶段将其框架至少部分地定位于第二阶段的框架上方，其中所述第二阶段经装备以在减压下油炸产品，且其中所述第一阶段的出口经装备以与所述第二阶段的入口耦接，由此所述第二阶段的所述框架具有可相对于其框架移动的内部，其特征在于，所述装置经配置用于实施一种方法，其中所述产品在所述第一阶段从油或脂浴中提取，送到其出口，并传送至所述第二阶段的所述入口，其中所述产品进行各个油炸阶段所经过的路径的宽度变得更宽，使得所述第一阶段的出口具有小于所述第二阶段的入口的宽度。

28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于所述装置包含耦接在所述第一阶段的所述出口与所述第二阶段的所述入口之间的闸。

29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于闸宽度处于所述第一阶段的所述出口与所述第二阶段的所述入口的宽度之间。

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