NO138643B - Fremgangsmaate for aa fremstille et ekspandert, poroest naeringsmiddelprodukt med en kjoettlignende smak - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av porøse, ekspanderte næringsmiddelprodukter med en kjøttlignende smak.

Næringsmiddelprodukter med en porøs, ekspandert struktur slik som "crisp snacks" eller produkter som simulerer kjøt-tets tekstur fremstilles vanligvis fra mel av vegetabilsk opprinnelse med et relativt høyt innhold av karbohydrater, eller fra stoffer som er rike på proteiner av vegetabilsk, animalsk eller mikrobiell opprinnelse. Denne fremstilling medfører hyppig mekanisk bearbeiding av det på forhånd fuktede råstoff ved en temperatur over 100°C og under trykk, fulgt av en plutselig reduksjon av trykket for å oppnå en hurtig fordampning av vannet i produktet med samtidig dannelse av en porøs, ekspandert struktur i det indre. Denne fremgangsmåte gjennomføres vanligvis ved å tvinge produktet mens det er varmt og under trykk gjennom en ekstruderingsdyse, noe som resulterer i fordampning av vannet ved dysemunningen og dannelse av den ønskede ekspanderte, porøse struktur.

Produktene som fremstilles på denne måte gis i den

grad dette er ønskelig for å gi dem kjøttsmak en smaksbehandling. Denne behandling medfører vanligvis innarbeiding i det ekspanderte porøse produkt av egnede smaksstoffer, og disse kan være natur-lige eller syntetiske. Denne innarbeidning gjennomføres som oftest ved impregnering av de ekspanderte porøse produkter med vandige oppløsninger av smaksstoffene. Imidlertid må impreg-neringen vanligvis følges av en tørking av det smaksgitte produkt, enten for å gjenopprette produktets sprøe karakter eller for å redusere fuktighetsinnholdet slik at produktet kan lagres

i relativt lange tidsrom uten vesentlige forandringer i struktur og smak.

En illustrasjon på denne teknologi er gitt i US-ps. 3.480.442. Ifølge dette patent blir en ferdig smakssettingssam-mensetting som er fremstilt separat blandet inn i deigen før ekstruderingen. Det er imidlertid nå funnet at fremstillingen av kjøttlignende smaksmiddel kan utføres i et enkelt trinn under ekstrudering-steking ved å gå ut fra aromaforløpere og uten noen ugunstig virkning på ekstruderingsprosessen, og det er videre funnet at det ekspanderte produkt som således oppnås har en ekselent smak og tekstur.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse

en fremgangsmåte for fremstilling av et ekspandert, porøst næringsmiddelprodukt med en kjøttlignende smak ved hjelp av en Maillard-reaks j on og .ved å frembringe den ønskede tekstur ved ekstrudering av matvareproduktet, og fremgangsmåten karakteri-seres ved at det dannes en blanding omfattende (a) et fint oppdelt næringsmiddelmateriale som er rikt på protein eller karbohydrater, fortrinnsvis et soyabønnemel eller et vegetabilsk mel som er rikt på karbohydrater slik som maisstivelse, (b) minst en pentose eller heksose og (c) minst en svovelholdig aminosyre eller en aminosyre og et stoff som inneholder svovel hvorved blandingen inneholder fra 18 til 45 vekt-55 vann, oppvarming av blandingen til en temperatur på minst 150°C under et trykk som minst er lik vanndampens metningstrykk ved den temperatur til hvilken blandingen oppvarmes, og deretter hurtig å redusere trykket som blandingen er underkastet for å fordampe hovedandelen av vannet i blandingen for derved å oppnå en ekspandert porøs struktur i blandingens indre.

Uttrykket "fint oppdelt næringsmiddelmateriale" er ment å bety et materiale i form av partikler av større eller mindre finhet slik som et plantemel eller semolina, rikt på karbohydrater, f.eks. maisstivelse eller rismel eller semolina, eller av et materiale rikt på protein, f.eks. soyabønnemel eller et produkt som inneholder proteiner av animalsk eller mikrobiell opprinnelse. Proteinholdige materialer slik som soyamel har helst et lavt fettinnhold, f.eks. ikke overskridende omkring 0.5 vekt-SS.

Pentosen eller heksosen, for hensiktsmessighetens skyld kalt glukose, kan være D-ribose, D-xylose, L-arabinose eller glukose. Cystein er den foretrukne svovelholdige aminosyre, men som et alternativ kan det benyttes en aminosyre som ikke inneholder svovel, slik som alamin, sammen med et stoff som inneholder svovel, f.eks. hydrogensulfid eller natriumsulfid.

Et hydrolysert planteprotein kan fordelaktig benyttes som kilde for aminosyrene. De respektive mengder av disse stoffer kan velges innen et meget vidt område i henhold til arten av ut-gangsmaterialet for næringsmiddelproduktet, og egenskapene for struktur og smak som det er ønskelig å oppnå i det ferdige produkt. Generelt er det foretrukket å benytte en total mengde glukose og aminosyre eller syrer tilsvarende 0,5-3 vekt-% av tørrstoffene i næringsmiddelmaterialet der molforholdet mellom glukose og aminosyre helst er mellom 0,5 og 2 til 1 og helst minst 1:1. Blandinger av to eller flere glukoser og/eller amino-syrer kan også benyttes. I tillegg kan smaksstoffer og/eller tekstureringsmidler slik som natrium glutamat, inosin eller guanosinmonofosfat, melkesyre, kalsiumklorid eller natriumklorid også tilsettes til blandingen.

Blandingen har et vanninnhold på mellom 18 og 45 vekt-#, da det er funnet at med et vanninnhold under 18% blir mengden damp som dannes under den hurtige reduksjon av trykket, ikke er tilstrekkelig til å frembringe en ekspandert porøs struktur i det indre av produktet, mens det med vanninnhold på over 45$ oppnås så store mengder av damp at det ferdige produkt har en meget irregulær og frynset struktur. Vanninnholdet velges vanligvis med hensyn til vannabsorbsjonskapasiteten for næringsmiddelmaterialet slik at blandingen etter absorbsjon av næringsmiddelproduktet har en deiglignende konsistens uten flytende fase.

Blandingen fremstilles hensiktsmessig ved å fukte det pulverformige næringsmaterialet med en vandig oppløsning inneholdende flukosen og aminosyren. Blandingen blir deretter oppvarmet under trykk og under oppvarmingen reagerer stoffene som er tilsatt i oppløsning og danner en kjøttlignende smak i det indre av blandingen. Forsøk har vist at det under de ovenfor be-skrevne betingelser for temperatur, trykk og fuktighet oppnås reaksjoner som gir kjøttsmak uventet fullstendig i løpet av meget kort tid, nemlig i tidsrom i størrelsesorden 10-60 sekunder. Det er også bemerket at dannelsen av en ekspandert, porøs struktur og fremstillingen av en kjøttsmak er to fenomener som har de samme temperaturkrav, og oppvarming til en temperatur under 150°C gir verken den ønskede smak eller tekstur. Videre har sammenlignende smaksprøver foretatt på de ekspanderte porøse produkter som er fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse og på ekspanderte porøse produkter som er oppnådd ved vanlig ekstrudering og impregnering med vandige oppløsninger inneholdende de samme forløpere i samme konsentrasjon og som på forhånd er oppvarmet under de samme betingelser for temperatur, trykk og tid, vist at produktene som oppnås ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse har en kjøttsmak som både er rikere og sterkere utpreget. Disse prøver er beskrevet i detalj i eksemp-lene .

Blandingen blir helst oppvarmet til en temperatur mellom 160 og l80°C under et trykk i størrelsesorden 5-150 atmosfærer. Under disse betingelser er en oppvarmingstid i stør-relsesorden 10-30 sek. tilstrekkelig til å gi kjøttsmak i det indre av det ferdige produkt.

Fremgangsmåten kan fordelaktig utføres ved mekanisk bearbeiding av den oppvarmede blanding under trykk og deretter å tvinge den gjennom en ekstrusjonsdyse av egnet form til en sone der trykket er vesentlig lavere, f.eks. det for den om-givende atmosfære, og dette trykktap forårsaker fordamping av vannet med dannelse av en ekspandert struktur i det indre av produktet.

Hvis utgangsstoffet er et vegetabilsk materiale som er rikt på karbohydrater, er det ferdige produkt et sprøtt "snack" med en porøs ekspandert struktur og en kjøttlignende smak med et fuktighetsinnhold på omkring 3-10%.

Ved å gå ut fra et stoff som er rikt på protein eller et pulverisert produkt inneholdende animalske eller mikrobielle proteiner vil det ferdige produkt ha en fibrøs struktur analog teksturen for kjøtt og en kjøttsmak. Et slikt produkt med et fuktighetsinnhold på omkring 5-10% kan meget lett rehydratiseres ved enkel neddypping i vann. Innflytelsen av typen og mengden additiver på teksturen for det resulterende fibrøse produkt såvel som på konsistensen og kohesjonen av det rehydratiserte produkt er vist eksperimentelt. Således gir f.eks. ekstrudering av soyabønnemel inneholdende cystein og ribose et produkt som ved rehydratisering er mykere enn et produkt som oppnås ved ekstrudering av det samme soyamel under de samme betingelser, men uten tilsetning av cystein og ribose.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved de følgende illustrerende eksempler, der prosentandeler er angitt på vekt-basis.

Eksempel 1.

10 kg avfettet soyabønnemel inneholdende 9,7% fuktighet og 53,5% protein (beregnet på tørrstoffer) blandes med 3250 g av en vandig oppløsning inneholdende 83,3 g D-ribose,

66,7 g L-cystein, 100 g natriumklorid og 100 g kalsiumklorid. Den resulterende deig, som inneholder 29,2% vann, føres til mate-bingen for en ekstruder. Denne ekstruder av vanlig type omfatter en sylindrisk trommel utstyrt med tre motstandsvarmeelementer og en skrue anbrakt inne i trommelen, hvilken skrue er drevet av en motor. Ved den ene ende av trommelen er en matebinge og ved den andre ende en konisk ekstrusjonsdyse med en sirkulær munning. Trommelen oppvarmes og skruen settes i omdreining. Deigen mates kontinuerlig til trommelen fra bingen der den bearbeides mekanisk og ved hjelp av skruen føres mot dysen ved en temperatur på 160°C og under et trykk som varierer mellom 20

og 140 atmosfærer, avhengig av stedet i trommelen og kompresjo-nen som forårsakes av skruen. Termopar og trykkmålere føres inn i trommelen for å måle temperaturen og trykket, i deigen. Etter bearbeiding kommer deigen inn i den avskrådde forbindelsessone mellom trommelen ogdysen, der den underkastes et trykk på 12 atmosfærer og trer ut fra dysen etter en oppholdstid på 30 sekunder ved 160°C under trykk. Ved utgangen av dysen ekspanderer deigen med samtidig fordamping av vannet og danner en kontinuerlig sylinder av fibrøst ekspandert materiale som inneholder 6,35% vann og som har en smak analog den for stekt kylling-kjøtt .

For sammenligningens skyld fremstilles det i den samme apparatur og under de samme temperatur-, trykk- og tidsbetin-gelser et ekstrudert produkt ved å gå ut fra 10 kg av det samme soyabønnemel som er fuktet med 3100 g av en analog oppløsning inneholdende 100 g natriumklorid og 100 g kalsiumklorid. Det oppnås et fibrøst ekspandert produkt med nøytral smak inneholdende 6,2% fuktighet. En oppløsning av 83,3 g D-ribose og 66,7 g L-cystein i 3870 g vann fremstilles også, der D-ribose- og L-cysteinkonsentrasjonene er de samme som konsentrasjonen for disse stoffer i den vandige oppløsning som ble brukt for fremstilling av deigen som er beskrevet i begynnelsen av dette eksempel-. Denne vandige oppløsning oppvarmes i 30 sekunder ved 160°C under trykk i en varmeveksler og benyttes deretter for å re-hydratisere det nøytrale produkt som oppnås ved ekstrudering i andeler på 402 g oppløsning til 982 g ekstrudert produkt og l6l6 g vann ved 4°C i 15 timer.

1000 g av det teksturerte produkt som oppnås ved fremgangsmåten som er beskrevet i begynnelsen av dette eksempel males og rehydratiseres med 2000 g vann ved 4°C i 15 timer. Tre prøver hver .av dette produkt og av produktet som rehydratiseres med forløperoppløsningen oppvarmes til l60°C, underkastes prøve i et panel med 8 prøvede smakere. Prøvene er av triangel-typen, noe som betyr at hver gruppe (triangel) inneholder to prøver som er like og en tredje som er forskjellig. Por at resultatene skal være signifikante må hver prøver identifisere den ulike prøve i hvert triangel. Prøverne ble også pålagt å antyde en preferanse mellom prøvene i hvert triangel. Alle prøverne identifiserte lett den ulike prøve i hvert triangel og bedømte smaken i produktet som ble oppnådd i henhold til foreliggende oppfinnelse som rikere og mer utpreget enn den for referansen.

Videre ble konsistensen for de to produkter undersøkt etter rehydratisering under de samme betingelser for å bestemme virkningene av tilsetningen av forløperne. Prøvene som ble sam-menlignet var de følgende:

Prøve A.

Produktet oppnådd ved ekstrudering av blandingen av soyabønnemel pluss cystein pluss ribose; umalt, rehydratisert ved opphold i kokende vann i 20 minutter.

Prøve B.

Produktet oppnådd ved ekstrudering av det samme fuktede soyabønnemel (samme vanninnhold som blandingen); umalt, rehydratisert under de samme betingelser som prøve A.

Skjærstyrken for 30 g andeler av prøvene A og B ble målt med et Kramer teksturmeter ("Type TP 2 Shear Press"). Resultatene som er angitt i tabellen nedenfor viser at prøven A

hadde en mer tilfredsstillende konsistens enn prøven B. De viste verdier er det aritmetriske middel av 10 bestemmelser.

I tillegg viser sammenlignende forsøk med henblikk på vannabsorbsjonskapasiteten for prøvene A og B den overlegne absorbsjonskraft for prøven A. Vannabsorbsjonskapasiteten ble bestemt ved å holde de to prøver i vann av 100°C og deretter å veie hver prøve etter 10 og 20 minutter. Resultatene er angitt i tabellen nedenfor.

Eksempel 2.

Det fremstilles en vandig oppløsning inneholdende føl-gende stoffer:

Denne vandige oppløsning tilsettes til 1000 g av et avfettet soyabønnemel inneholdende 5j4% fuktighet for å oppnå en deig med et vanninnhold på 26, 9%. Deigen mates deretter til den ekstruder som er beskrevet i eksempel 1, ble bearbeidet mekanisk ved 158°C i 25 sekunder og deretter ekstrudert til atmosfærisk trykk.

Det oppnås et ekspandert fibrøst materiale inneholdende 6, 3% fuktighet, hvilket etter rehydratisering ved neddypping i vann av 100°C i 20 minutter gir et produkt med samme smak som kokt oksekjøtt og en kjøttlignende tekstur. Konsistensen av dette produkt er fastere enn den for produktet som ble oppnådd i eksempel 1 (skjærstyrken målt med det samme teksturmeter 99, 6 kg).

Eksempel 3-

Det ble fremstilt en oppløsning av 7,5 g ribose og 7,5 g cystein i 119 g vann.

Denne oppløsning tilsettes til 1000 g maisstivelsesmel, inneholdende 11,6% fuktighet for å oppnå en deig med et vanninnhold på 20,7%- Deigen mates til den ekstruder som er beskrevet i eksempel 1, bearbeides mekanisk ved l80°C i 15 sekunder og ekstruderes ved atmosfærisk trykk.

Det oppnås et sprøtt, ekspandert, porøst produkt inneholdende 7,3% fuktighet. Smaken er tilsvarende den for roastbeef.

For sammenligningens skyld ble 1000 g av det samme maisstivelsesmel fuktet med 119 g vann og ekstrudert som beskrevet ovenfor. Det ble oppnådd et tilsvarende produkt, men med en nøytral smak.

En oppløsning av 7,5 g ribose og 7,5 g cystein i 235 g vann fremstilles og oppvarmes i 15 sekunder under trykk ved l80°C i en varmeveksler. Det porøse, ekspanderte produkt som oppnås ved ekstrudering av deigen males og impregneres med denne vandige oppløsning i andeler på 25,8 g oppløsning til 98,3 g av det opp-malte produkt og 175,8 g vann. Dette fuktige produkt er gitt

. betegnelsen B.

Det ekstruderte produkt (100 g) som ble oppnådd fra blandingen av maisstivelse og ribose-cystein oppløsning males også og fuktes med 200 g vann. Dette fuktige produkt er beteg-net A.

Selv om produktene A og B hadde mistet den ønskede sprø karakter er det mulig å sammenligne smaksegenskapene under ekvivalente betingelser for fuktighet og konsentrasjon. Således ble pr-ver av produktene A og B underkastet prøving med et panel på 8 trenede prøvere i triangelprøver slik som beskrevet i eksempel 1. Alle prøverne identifiserte den ulike prøve i hvert triangel og bedømte kjøttsmaken i prøvene A å være mer utpreget og rikere enn den i prøvene B.

Det skal også bemerkes at når det er ønskelig med et sprøtt produkt medfører smakstilsetningen til et produkt som ekstruderes uten en forløper med en vandig smaksgivende opp-løsning en ufullstendig impregnering fofdi materialet ikke er oppmalt, og dette.krever også en etterfølgende tørking. I mot-setning til dette gir fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen direkte et sprøtt produkt med en overlegen kjøttsmak.

Eksempel 4.

Det fremstilles en vandig oppløsning med den sammenset-ning som er angitt i eksempel 2, bortsett fra at xylosen er-stattes med 9,96 g glukose.

Denne oppløsning tilsettes til 1000 g avfettet soya-bønnemel inneholdende 5,4% fuktighet og det oppnås en deig inneholdende 26,89% Vann.

Deigen ekstruderes deretter som beskrevet i eksempel 2 og gir etter rehydratisering under de samme betingelser et produkt med en kjøttlignende tekstur og en smak tilsvarende kokt oksekjøtt, selv om denne er noe mindre utpreget enn for produktet som oppnås i eksempel 2.

Eksempel 5-

Det fremstilles en vandig oppløsning inneholdende føl-gende stoffer:

Denne oppløsning tilsettes til 500 g avfettet soyabøn-nemel inneholdende 7,4% fuktighet og gir en deig som inneholder 27,1% vann. Deigen mates til den ekstruder som er beskrevet i eksempel 1, bearbeides mekanisk ved l60°C i 25 sekunder og ekstruderes ved atmosfærisk trykk.

Det oppnås et ekspandert fibrøst produkt med brun farge som ved rehydratisering gir et stoff med en kjøttlignende tekstur og smaken av kokt oksekjøtt om enn noe mindre utpreget enn den for produktet som ble oppnådd i eksempel 2.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et ekspandert porøst næringsmiddelprodukt med en kjøttlignende smak ved hjelp av en Maillard-reaks j on og ved å frembringe den ønskede tekstur ved ekstrudering av matvareproduktet, karakterisert ved at den omfatter å danne en blanding omfattende (a) et fint oppdelt næringsmiddelmateriale som er rikt på protein eller karbohydrater, fortrinnsvis et soyabønnemel eller et vegetabilsk mel som er rikt på karbohydrater slik som maisstivelse, (b) minst en pentose eller heksose og (c) minst en svovelholdig aminosyre eller en aminosyre og et stoff som inneholder svovel hvorved blandingen inneholder fra 18 til 45 vekt-% vann, oppvarming av blandingen til en temperatur på minst 150°C under et trykk som minst er lik vanndampens metningstrykk ved den temperatur til hvilken blandingen oppvarmes, og deretter hurtig å redusere trykket som blandingen er underkastet for å fordampe hovedandelen av vannet i blandingen for derved å oppnå et ekspandert porøs struktur i blandingens indre.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes totale vektandeler av komponentene (b) og (c) på 0,5-3% av vekten av komponent (a).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes mengder av komponent (b) og komponent (c) slik at molforholdet mellom disse er mellom 0,5 og 2 til 1.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at det anvendes mengder av komponentene (b) og (c) slik at molforholdet er minst 1:1.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at det som komponent (c) anvendes cystein.