制造质地改善的谷物棒的方法

专利名称：制造质地改善的谷物棒的方法
技术领域：
本发明涉及制造谷物棒的方法，并且更具体地涉及制造包含与粘合剂结合在一起的即食(RTE)的谷物块以形成谷物基质结构的谷物棒的方法，该谷物基质结构被加热处理以提高棒的粘合力，因此需要降低的压缩力来固结所述的棒，从而提供了一种具有适宜保存期的轻便、耐嚼的食品产品。
背景技术：
多种类型的手持谷物棒以及它们的制造方法都是已知的。比如，含有通过粘合剂系统固定在一起的谷物干混成分的谷物棒是已知的。常见的粘合剂系统可以包含玉米糖浆和其他成分(如糖，纤维等)。粘合剂系统常在其被加入到谷物混合物中之前被加热以帮助混合。谷物/粘合剂基质在冷却和切割步骤之前已经被成片或被模制成层了。通常，为了获得需要的粘合力，用滚轧机或其他常用的谷物棒生产装置将谷物基质压缩成棒。
为了使棒具有结合在一起所需要的粘合力并提供自承重谷物基质，生产谷物棒的现有方法在成型时采用了显著的压缩。但是，过去采用的压缩力的大小过度地提高了棒的密度，并使其表面的谷物块破裂。降低了得到的谷物棒产品的质地和咀嚼性。
因此就需要制造谷物棒的方法，其能使形成棒所需要的压缩力在减小的同时保证足够的棒粘合力，并能提供所需要的产品质地。
发明概述本发明涉及一种制造具有改善的质地和保存期的咀嚼的低密度谷物棒的方法，其中对成型的谷物基质在冷冻、切割或其他结束步骤之前施加了一个加热的步骤，该步骤能相对于中心核心区域选择性地降低棒表面区域的水分含量。在保存时，平衡热定型谷物棒的水分活度以给整个棒提供咀嚼的湿润质地。已经公开了在该方法中包括加热步骤提高了棒的粘合力，使成型时需要的压缩力减小以便将棒强化成自承重结构，从而获得低密度、质地改善的食品棒。
在一种实施方式中，提供了一种制造谷物棒的方法，包括使包含重量∶重量比例为约2∶1至约1∶2的谷物块和可食用粘合剂的谷物基质分别形成具有暴露的外部部分和内部中心部分的谷物基质层，其中外部部分和内部部分各自具有超过约0.4的初始水份活度。在一个具体的实施方式中，谷物基质层是一体化的棒状的物质。然后，将谷物基质层在一定温度下加热一段时间，以使谷物基质层的外部部分的水分活度降低至低于约0.3，同时保持谷物基质层的内部中心部分的水分活度大于约0.40，以提供一种加热层。将加热谷物基质层冷却。优选地，将热定型的谷物基质层或棒在烤箱的非加热室中静置几分钟，然后迅速冷却。冷却层或可替代的热定形步骤之前的谷物基质层可以被切割成分立的谷物棒。在热处理和冷却之后，可使分立的谷物棒的水分含量平衡，从而使外部表面部分和内部中心部分各自具有约0.3至约0.7的水分活度。
包括热定型步骤的本发明的用于制造谷物棒的方法，提供了一种能用更少的压缩制造的高粘性、低密度的谷物棒，并且其具有更长保存期、更好的块完整性和更好的质地。而且，根据本发明的方法还可以用相对于粘合剂来说较低比例的谷物块制得轻便的低密度谷物棒。此外，当按照本发明的方法进行热定形时，与不经过热处理而制得的谷物棒相比，更少的粘合剂可能会被渗透并被谷物块所吸收。随着时间推移，谷物棒具有了提高的咀嚼性而且保存期也被延长了。因此，最终食品棒的质量得以提高。另外，谷物基质配方中为支持保存期而需要的乳固体更少，这就降低了成本。还有，加入的保湿剂如糖醇的量可以被降低了同时仍然可以提供所希望的持续长时间的产品咀嚼性。根据本发明的方法可以制备许多种食品棒产品，包括甜的和咸的食品棒。


图1是本发明方法的流程图。
图2是下述实施例中所描述的草莓谷物棒配方采用的烤箱温度条件图。
图3是下述实施例中所描述的草莓和蜂蜜坚果谷物棒配方采用的烤箱温度条件曲线图。
图4是谷物棒以及下述实施例中所描述的三种不同的烤箱设定温度下，蜂蜜坚果谷物棒配方采用的烤箱温度条件曲线图。
优选实施方式的详细描述参见图1，本发明涉及一种制造质地改善的谷物棒的方法，其包括使谷物基质形成层的步骤，将谷物基质层热定形的步骤，其相对于中心核心部分，能有效地减少表面的水分含量，将热处理涂层冷却的步骤，在冷却后(或者可替代地在热定型之前)把涂层切割成分立的棒的步骤，以及允许最终的谷物棒中的水分含量平衡的步骤。
包括的热定型处理能使谷物棒具有改善的粘合性、所需的压缩最小或不需要压缩，从而保持谷物块的完整性并提供具有适宜保存期的低密度、低水分活度的谷物棒。本发明使谷物棒成型时所需压缩的显著减少成为可能。其公开了使谷物基质层经过热定形处理而降低涂层表面部分的水分活度至低于约0.30，同时保持涂层中心部分的水分活度至少为约0.40，从而使棒具有极好的粘合性和较高的块完整性。热处理通过以下方式进行优选地加热谷物基质层的外部表面部分，同时使内部核心部分的温度保持在与选择性的加热定型步骤相比相对较低，并主要从棒的表面部分而不是内部中心或核心部分除去水分而降低其中的水分活度。基于此目的，在水分活度测量中，谷物棒的“表面部分”是指暴露在外的棒的表面，而“中心部分”或“核心部分”是指棒物质的几何中心。
此外，在使谷物棒在环境条件下的常规贮藏条件下平衡1-3个月之后，可以观察到在整个保存期，谷物棒平衡产生了均匀的咀嚼和湿润的质地。经过平衡的谷物棒可以具有约0.4至约0.6的水分活度。因此，本发明的方法使在成型时采用的压缩和压缩力的降低或最小化成为可能，而提供轻便的、低密度的咀嚼棒产品棒，该产品具有适宜的结构粘合力及降低的整体水分活度。轻便的、低密度谷物棒也可以按照本发明用降低谷物块相对于粘合剂的比例的方法制得。关于本发明方法中的热定型处理和其他加工步骤的进一步的详细说明如下。
谷物基质谷物基质包含即食(“RTE”)谷物块和将其固定在一起的粘合剂系统的混合物。粘合剂系统包括能够被加热成可以流动或熔化状态的粘合剂，这样粘合剂能够更容易地包覆在谷物块的表面，并且在冷却凝固及还原成不可流动的状态时可以使谷物块固定在一起。基于此目的，就希望粘合剂系统中也包括可以通过基于粘合剂的成分而被方便地引入谷物基质的非粘合成分。谷物基质可以包括的谷物块和可食用粘合剂的重量∶重量比例分别为约2∶1至约1∶2，优选约1.5∶0.5至约0.5∶1.5，更优选约1.2∶0.8至0.8∶1.2。
谷物块即食(RTE)谷物块可以包括任何已知或合适的RTE谷物块。可以单独或组合使用燕麦、小麦、大米和玉米谷物。通常，RET谷物块可以是任意的种类，如辊压的、膨化的、片状的、切碎的、格兰诺拉麦片形式的(granola)和其他传统的或可用的种类。膨化的种类可以是烤箱膨化的、喷枪膨化的、挤压喷枪膨化的及类似的。片状的谷物可以直接由谷粒或谷粒片断或它们的挤压型制成。格兰诺拉麦片形式的(granola)谷物是通过采用常规的整体辊轧(whole roll)或速煮(quick-cooking)燕麦并将其与其他成分混合而制得的即食谷物，上述其他成分如坚果块、椰子、红糖、蜂蜜(homey)、麦芽提取物、奶粉、水果干，果脯(dried and infusedfruit)、水、肉桂、肉豆蔻、以及植物油等。格兰诺拉麦片形式的(granola)混合物的成分通常在一系列连续的干燥器或烤箱中被涂布成均匀的涂层，再将烤过的涂层破碎成块。商业上可以获得的谷物块包括，例如，Post Grape-Nuts，Post Toastues Com Flakes，Post Honey Bunchesof Oats，Post Raisin Bran，Post Bran Flakes，Post Selects，PostCarb Well，Post Cocoa Pebbles，Post Golden Crisp，Post AlphaBits，Kelloggs Rice Krispies，General Mills Wheaties，General MillsCheerios及其类似物，单独使用或将它们任意组合使用。但是本发明中使用的RTE谷物并不限于可从商业途径获得的谷物。包含蛋白质和纤维的挤压块也可以被采用。RTE谷物可以以整块或碎块或它们的混合物的形式被引入谷物基质配方。优选地，大部分谷物块是完整的块。不同类型的谷物块可以组合使用。其也可以与格兰诺拉麦片块、水果、坚果、内含物等组合使用。不同类型的谷物块可以以未使用过的产品的形式从谷物生产和包装线上获得，以提高食品生产的总效率。谷物块通常但不排他地具有的容积密度在约0.05至0.5g/cc的范围，且每一块重约0.2-10g。预先破碎的谷物块通常可以具有的颗粒尺寸大于约30 U.S.目(+0.595mm)而小于约6 U.S.目(-3.36mm)。
粘合剂系统粘合剂系统可以仅由粘合剂物质(多种)组成或由粘合剂(多种)与非粘合成分一起组成。术语“粘合剂”，当不进行限定而在这里使用时，通常是指一种可食用的粘合剂组合物，其可以通过加热而方便地变成可流动的，并在冷却时恢复不可流动的状态，其实质上是作为“胶水”而使干物质结合的，干物质是谷物基质中相对较干的成分，如谷物块或其他下文中讨论的食品成分。
粘合剂物质粘合剂系统优选包括大部分(＞50至100％)的粘合剂材料和较少量(0至＜50％)的非粘合材料。应当使用足够的粘合剂以使谷物块能够通过粘合剂而被互连并粘合在一起而成为一个整体的结构。粘合剂系统优选包含碳水化合物基的粘合剂。碳水化合物基的粘合剂可以包括碳水化合物糖浆组合物，例如，一种或多种玉米糖浆，高果糖玉米糖浆，大米糖浆，糙米糖浆，液体蔗糖，浓缩蔗汁，糖蜜，蜂蜜，焦糖，复合包衣以及类似物。这样，粘合剂系统包含的粘合材料也给谷物基质提供甜味。在一个实施方式中，谷物基质总重的约25wt.％至约45wt.％是由碳水化合物基的糖浆组成的，其作为主要的或基本上唯一的粘合剂材料。其他的粘合剂材料可以包括糖醇、明胶、水解的胶原蛋白、卵固体(egg solid)、果糖低聚糖(fructooligosaccharides)、附加可溶性纤维、巧克力利口酒、麦芽糊精和类似物以及它们的组合。谷粉粉末，例如干淀粉粉末，也可以至少作为粘合剂材料的一部分而被使用。糖浆组合物也可以是包含明胶、水、脂肪、糖浆和糖的胶体基质。当与其他成分如大豆产品混合时，粘合剂也可以是蛋白质源。多元醇，即糖醇也可以被包含在粘合剂系统中。糖醇包括，如甘油、麦芽糖醇、山梨醇、赤藻糖醇和木糖醇及其类似物和它们的组合。糖醇也可以作为无糖甜味剂和/或湿润剂使用。作为本发明的另一个优点，当按照本发明通过加入热定型步骤生产提高了咀嚼性和粘合力的谷物棒时，糖醇或其他使用的可食用多元醇的用量会被减少或不使用。例如，谷物棒配方可以含有0至10wt％的糖醇。
如上所述，粘合剂也可以作为混合物的介质及遍布谷物基质的添加剂的载体而被使用，添加剂包括，例如液体可溶或液体可分立的食品棒添加剂，如加工助剂、功能型添加剂、维生素、矿物质和常量营养素、风味剂和色素等等。这些加入的添加剂也可以部分或全部地与谷物块预混，或者可以替代地分别被加入谷物基质配方。这里所说的谷物基质被认为是包括RTE谷物块和粘合剂系统的，通常含有约10至约60wt％的RTE谷物块和约30至约60wt％的粘合剂系统。
脂肪源例如，脂肪源可以由于多种目的而被包括在谷物基质中。这里使用的术语“脂肪源”与术语“脂质(lipid)”的含义相同。脂肪源可以用作粘合剂、保存期延长剂、食用香料以及这些用途的结合等等。脂肪源也可以在谷物块上形成表面隔离膜以阻止粘合剂渗透到谷物块中。谷物基质通常可以含有含量为约0至约15wt％的总脂肪源。
适宜的脂肪源来源包括蔬菜、乳制品、动物和/或海产品脂肪源。这里可用的油脂是那些通常在食品产品，特别是糖果中所使用的。能够使用脂肪甘油三酸酯如油和固体脂肪以及它们的混合物。优选的可用油包括，非氢化和/或部分氢化的油，如棕榈仁油，棕榈油、菜籽油(canola oil)、玉米油、红花油、大豆油、椰子油、棉籽油、橄榄油和分馏油，如分馏棕榈仁油。熔点高于室温的油通常更适宜于用来加工。但是，黄油、起酥油或其他在室温下是固体的脂肪也可以被使用，但是一般需要充分加热以使其在加工中成为可流动的和可分立的。无水乳脂、乳浓缩物或奶粉也可以作为乳脂肪源使用。脂肪源也可以包括风味成分，如巧克力、可可油和椰子、类似物及它们的混合物。动物脂肪源(如猪油、牛脂)和海产品脂肪源(如鱼油)通常是不希望采用的，但是也可以使用。部分可消化的和不可消化的合成甘油三酸酯或天然油脂也可以被任选地使用。
其他添加剂其他食品风味添加剂也可以被包括在粘合剂系统中或另外加入谷物基质配方中，例如，盐、香料、草药、香草、可可、巧克力、肉桂、干酪固体、水果颗粒、坚果、种子、糖果、椰子等等。其他添加剂也可以被包括在谷物混合物中，如稳定剂、防腐剂、膳食纤维源、甜味剂、营养素、抗氧化剂、赋形剂等。只要这些添加剂不会引入令人讨厌的风味或对谷物棒的质地或水分活度特性或加工性能有不利的影响，则他们都可以被包含在范围之内。通常，这些添加剂加入的水平低于谷物棒基质的约5％。
例如，可以包含最小量的乳固体以延长保存期。乳固体如脱脂奶粉可以被包含在谷物基质配方中，其量为约0.1至约10wt％。可以包含大豆卵磷脂来调整谷物基质的质地和稠度。可以使用赋形剂如碳酸钙，也可以包含防腐剂，如山梨酸酯、苯甲酸盐等。还可以加入天然和/或合成的甜味剂。甜味剂优选是碳水化合物基的甜味物质，包括单、双或多元糖以及它们的衍生物。适宜的甜味剂包括，如玉米糖浆、淀粉糖浆干粉、蔗糖、果糖、蜂蜜、糖蜜、麦芽糖浆、淀粉、乳糖、葡萄糖、麦芽糖、麦芽糊精，单独或以它们的任意组合使用。合成甜味剂可以选自，如阿斯巴甜、糖精、三氯半乳蔗糖、安塞蜜和类似物以及它们的组合。可以包括膳食纤维源，如水溶的和水不可溶的膳食纤维，选自一种或多种低聚糖、车前草、β-葡聚糖、燕麦糠、去壳燕麦粒、果胶、角叉菜胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、阿拉伯树胶和黄原胶和类似物或它们的组合。
风味物质可以包括坚果、坚果块、新鲜水果、干果、水果产品、种子、糖果、棉花糖、巧克力和巧克力产品等。风味物质进一步包括任意的水果调味料，如浆果调味料，苹果、樱桃、李子、葡萄干、香蕉、梨、桃、无花果、枣等。风味物质也可以包括脂肪、盐、蜂蜜、干酪、糖霜、粉末食品产品、糖、糖代用品、凝胶和香料。风味物质还可以包括色素和任何坚果调料和任何甜味调料，如巧克力、香草、花生油、焦糖、奶油糖果、柠檬、麦芽、肉桂、全麦面粉、椰子调料、薄荷等。添加的香味物质包括任何可口的调料如所有的乳制品、烟熏物(smoke)、胡椒、辛辣物和植物调料。
着色剂包括影响颜色的天然的或来自自然资源的或未鉴定的色素或经过鉴定的色素。在一个实例中，色素包括染料、已经确认的铝色淀或提取自天然资源的色素。染色剂可以是水基的或油基的或干的。染色剂可以是原色色素、混合色素或色素的分立混合物，如糖果。
其他可食用添加剂包括强化成分及类似物。维生素、矿物质、抗氧化剂、氨基酸、香精油、草药和多酚都是成分的非限制性例子。优选的维生素例如，维生素A、维生素C、维生素D、维生素E、维生素K和它们的衍生物和/或维生素前体。优选的维生素也包括B族维生素，例如，生物素、叶酸、烟酸、泛酸、盐酸吡哆辛、核黄素、盐酸硫胺素及类似物。矿物质可以包括但不限于溴、钙、铬、铜、碘、铁、镁、锰、磷酸盐、磷、钾、硒、钠、硫和锌。氨基酸包括，如精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯基丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸、肌氨酸和类似物。此外还可以包括植物化学物、固醇、番茄红素(lycopine)、草药补充物，如人参、瓜拉那、巴拉圭茶及类似物。
可以包含的内含物提供了一种易碎的质地感。该内含物含有至少一种生理功能成分，可以是，例如脂肪基内含物、碳水化合物基内含物、蛋白质基内含物及类似物。脂肪基内含物的特点是具有作为连续相的脂肪。脂肪基内含物的非限制性例子包括巧克力、花生酱、脂肪代用品及类似物。优选的脂肪基内含物是巧克力碎屑、花生酱碎屑以及它们的组合。非限制性例子包括乳清蛋白、大豆蛋白、乳蛋白、卵蛋白、花生粉、坚果肉、植物蛋白、酪蛋白以及它们的组合。碳水化合物内含物的例子包括淀粉、糖、凝胶以及它们的组合。更优选的碳水化合物为，小块的内含物(pannedinclusions)、挤压的凝胶块、脆的碳水化合物块、糖屑、挤压的谷物粉块以及它们的组合。内含物可以是，如块状物、胶囊、调配成分(compilationsof ingredients)、碎块、碎屑、滴、束、串及类似的，而且也可以彼此不同。即内含物没有必要是相同的。例如，食品棒内含物可随意的包含脂肪基内含物的内含物和碳水化合物基内含物。本发明中的食品棒也可以被设计为每份食物都具有高蛋白和/或高纤维含量。
为了使粘合剂系统变成可流动的，可以预热粘合剂，优选在与谷物块结合之前，在约120至约230或其他可以使粘合剂变成可流动的温度下。一旦粘合剂与谷物混合结合，该结合就可以将分立的粘合剂和谷物混合物混合在一起而形成十分均匀的混合物。随后使得到的谷物基质成形或成型为厚度非常统一的单一涂层片。
成型在成型步骤期间，谷物基质被成型或成形为具有通常与希望得到的棒形状相符的截面形状的涂层。成型步骤通常包括对谷物基质物质应用足够的压缩力压缩形成粘合结构，该结构能在粘合剂冷却时保持其形状。成型优选是在谷物基质中的粘合剂已经完全冷却回到固态或刚性的状态之前进行，尽管谷物基质仍然很容易变形而不变脆。
可以通过常规方法包括片成型和挤压方法制得棒。它们也可以被倒入盘中并用滚筒进行挤压。它们也可以被倒入模子或模型中。成型片优选按照本发明的实践进行。可以通过基于该常规目的所采用的标准滚压机将混合谷物和粘合剂成分成形为片。可以使用常规的切片设备，例如那些通常包含一对或多对反向旋转的加压辊子或皮带的设备。需要说明的是，提供谷物基质层所需要的、能赋予最终的谷物棒以粘合性的加压压力会由于在挤压步骤和冷却步骤之间进行的热定型步骤而被有效地降低，该热定型步骤将在后文中被详细描述。提高压缩力会提高最终的棒密度是由于其降低了间隙和通道的数量和程度。更轻便、低密度的棒通常在质地方面更为消费者所喜爱。因此，期望使压缩最小化至提供粘性自承重结构所必须的最低压缩。
成型采用的适宜压缩力值会随着采用的特定谷物棒配方而改变。采用足够的压力以便在进行棒的压缩时谷物块会保持完整而不会被破碎。即优选棒中可见的所有整块谷物块保持不破碎或基本上不破碎。通常，但并不排他地，在成型中采用的压力不超过约3500g/cm2(50psi)，并可以在约700至3500g/cm2(10至约50psi)的范围，优选是小于约1750g/cm2(25psi)。在挤压过程中，配料被转入一个常规的糖果棒挤压机，该挤压机具有辊柱，其迫使混合物穿过模具而形成常规的矩形形状、绳状或其他适宜形状的挤出物，该挤出物可以被切割成合适尺寸的谷物块。
热定型步骤一旦谷物基质被成形为独立的层片，就在将该片切割成棒之前或之后对其进行加热步骤。优选先对片进行加热，然后冷却并切割成棒状。如上所述，热定形步骤能使所施加的压缩压力的减小成为可能，该压力是在为获得足够粘性的棒成型操作期间所采用的。热处理步骤可以包括，在约200至约450的温度下加热单层谷物片约1至20分钟，其是在烤箱的空气空间中距离所述层的外部大约一英寸(2.5cm)的位置处测定的。
在热定型步骤之前，谷物基质通常具有的初始水分活度为约0.5至约0.6。在加热谷物片时，谷物基质的外部涂层或表面将具有降低的水分活度，通常低于约0.30，其产生易碎的外观质地。谷物基质的内部中心部分通常保持了比谷物基质外部更高的水分活度水平，其水分活度并没有被显著降低而是基本上与整个谷物基质的初始水分活度相当，这是因为其在热定型步骤采用的在烤箱内的相对较短的保持时间内，不与烤箱中的烤箱加热成分或热空气直接接触。加热到时之后，谷物棒将会在整个棒中平衡产生基本均匀的水分活度和湿润质地。当棒被保持在室温条件时，在热定型并且允许冷却的涂层在室温条件下平衡约1至约3个月之后，在整个棒中棒的最终水分活度为约0.4至约0.6，优选约0.40至约0.55。
既然加热步骤在减少谷物棒的外部水分活度方面是很重要的，采用的烤箱的种类就可能影响该热定型步骤的整体效果。优选采用间接加热的烤箱，其来自于燃烧器系统的燃烧不会与产品接触，也就是说，在烤箱中没有对流。间接加热烤箱的一个例子是werner和pfleiderer烤箱，其有两个燃烧器和烤箱区域。在这些烤箱中，来自于燃烧器的热空气通过烤箱传送带上或下的管道进行循环，而使这些管道辐射能量。由于没有强制的对流，烤箱中的空气温度会分层。间接加热烤箱的一般特点是产品附近的温度比设定点低得多。在结束双阶段间接烤箱中的非加热第二阶段时，加热层通常具有的温度是约32至13℃(约75至100)。基于操作经验可以得出，提高温度的设定点有两个重要的影响更多的热传递到烤箱的前端，以及烤箱传送带加热更长的时间并能获得更高的温度。在间接烤箱的优选操作方式中，使用了具有两个燃烧器和烤箱区域的间接烤箱。第一个燃烧器区域被加热而在第二个燃烧器区域不被加热。基质层在每个烤箱区域中持续或保持的时间由使用的烤箱的种类决定。对间接加热烤箱来说，其应当至少为约2.5分钟，优选约5-10分钟。如果第二烤箱区域中的第二燃烧器开始工作，烤箱传送带则趋向于加热得过多了，就会在冷却时产生碳水化合物粘合剂糖浆可能流入烤箱并在棒的底部少量淤积的问题。
尽管间接加热烤箱是适宜的，接触式烤箱、热辐射烤箱和微波烤箱也可以被使用来进行热定型步骤。它们也可以采用以下的方式操作选择性加热并使谷物基质层外部比它们中心区域更强烈和迅速地降低水分。基质层在接触式烤箱中持续或保持的时间可以为，例如，至少约0.8分钟，并且范围是在0.8至1.2分钟。
冷却将加热层放入或通过一个冷却装置来使棒的温度降低至足够使粘合剂凝固。冷却器可以是冷却隧道，其被保持在约0至16℃(约32至80)的温度，通过它加热层可以被连续传送。在一个优选实施方式中，加热层以至少能使棒冷却到室温温度的速度通过隧道冷却装置。加热层还可以在冷库或冰箱中被分级冷却。也可以允许其在室温条件下被放置至冷却。低温冷却作为另一种冷却选择也是可以采用的。
切割在成片或挤压之后，将谷物基质层加热定型并冷却，然后将其切成最终期望的分立的棒或块的尺寸。谷物基质层可以用任何对于该目的有用的常规或适宜的方式切割，例如用切刀、截断机等等。也可以采用超声波切刀。
谷物棒可以被切成任意适宜的形状、尺寸和厚度。其可以具有规则的或不规则的几何形状。规则的几何形状包括，例如，矩形的、正方形的、圆形的或椭圆的横截面。切割操作可以包括在机械方向上形成带状物的常规切割方法和在横向机械方向上将其横向切割以形成分立的块或棒。例如，使冷却层通过切刀，在那里其被切成或割成独立的块。任何适宜的切刀都可以采用。在一个实施方式中，切刀由任意数量的旋转刀片组成。片涂层可以被切割成任意合适数量的条。
在一个实施方式中，在热定型步骤和冷却之后，片涂层被切割成多条，其可以是任意合适宽度的，例如从约1.5至6cm，并横切成长度为约3至15cm的棒或块。对采用本发明中的方法生产的最终的棒的厚度没有特别的限制。对于手持食品棒产品来说，棒或块具有，例如约0.5cm至约5cm的厚度，而长度和宽度的尺寸应当适合握持。最终的棒的堆积密度也可以根据成分而变化。通常其具有约0.05至0.5g/cc的堆积密度。通常具有的水分含量低于约15％。尽管对其没有限制，但是最终谷物棒可以被切割成具有约10g至约80g重量的大小。
还可以任选地将谷物棒制成包括连续的乳填充层、顶部层或包衣，例如，在WO01/22835中举例说明的种类，其中的描述被通过参考文献引入本发明。例如，可以使用混合物包衣来喷淋(drizzling)或覆盖(enrobing)含有粘合剂的谷物基质，如那些本文中预先描述的，以及风味物质(巧克力，可可粉，香草等)、稳定剂(如卵磷脂)、甜味剂(如天然和/或合成的糖)、内含物等等。通常在糖果混合物包衣中使用的其他添加剂和加工助剂也可以被使用。例如混合物包衣和焦糖的成分也可以被加入到粘合剂系统中。
谷物棒可以以任何适宜的方式被包装。在一个实施方式中，该棒可以被独立包装，如包装在常规的柔软金属薄膜中，这在本领域是公知的并且是为该一般目的而使用的。独立包装的棒可以被包装在第二容器中，或可以将多个经过包装的棒包装在一个普通的第二容器或纸箱中。
当按照本发明的方法进行热定型步骤时，其也被认为与不经过热处理而得到的谷物棒相比，仅有更少的粘合剂渗透并被谷物块吸收。因此提高了最终食品棒的质量。以这种方式生产的棒具有增长的咀嚼时间和延长的保存期。而且也减少了谷物基质配方中为延长保存期所需要的乳固体，则降低了成本。提高保存期间的块完整性/质地以及降低棒密度是本发明的重要优点。
采用本发明的方法可以生产包括甜食品棒和咸食品棒在内的多种食品棒产品。
下面的实施例将用作对本发明的具体实施方式
的进一步说明，而不是限定。本文中使用或描述的所有百分比、比例、份数和数量除非经过说明，均是以重量计算的。
实施例实施例1通过混合粘合剂混合物和表1中的“草莓配方”中的谷物成分来制备粘合剂和谷物混合物，而形成谷物基质。所有的非谷物成分都是通过粘合剂混合物加入的。谷物块与使用的全部粘合剂的重量∶重量比例分别为约1∶1。
表1

将粘合剂混合物加热到约170并最小限度地与谷物混合物混合。在与粘合剂混合之后，谷物基质的温度为约100至约110。然后将谷物基质切片成厚度为0.75英寸的独立层。使用辊切片子，而压缩力只要足够保证谷物块不会破碎即可。谷物棒基质包含所有的可见的、完整的谷物块，其是明显可见的。在焙烤之前，切片单层的表面部分和内部在单独焙烤之前具有的初始水分活度超过约0.35。切片涂层的表面部分具有的水分活度为0.52，而中心部分具有的水分活度为0.50，其是用Aqualab水分活度计量仪系列3TE测量的。然后将切片单层在气加热双区域间接烤箱(Werner和Pfleiderer)中在约325至约400下焙烤约10至15分钟，直到获得期望的质地。第一烤箱区域被加热而第二烤箱区域被关掉(不加热)。焙烤过的切片单层具有的表面水分活度大约为0.30，而内部的水分活度大约为0.52。然后，将切片单层在冷却隧道中冷却，并切成期望的棒状，长3.5英寸，宽1.5英寸，高1.0英寸。
实施例2名称为2-1SF和2-2SF的谷物棒是用与实施例1中相同的草莓配方和混合方法制备的，其在双区域间接气加热烤箱(Werner和Pfleiderer)中热定型，在焙烤室中的全部保持时间是15分钟。第一烤箱区域被加热而第二烤箱区域被关掉(不加热)。在焙烤之前，切片涂层的表面部分具有的水分活度是0.54，而中心部分的水分活度是0.52。在第一烤箱区域中加热7.5分钟，这7.5分钟可以使不加热的第二烤箱区域慢慢地冷却下来。烤箱设定温度是400，而生产线的速度为约每分钟7英尺。通过安装在烤箱中距离棒顶端表面大约1英寸处的热电偶来测量谷物棒的表面温度。用安装在其几何中心处的热电偶来测量棒产品中心部分的温度。烤箱传送带的温度也被测量。测定的烤箱和冷却器温度曲线如图2所示。焙烤过的切片单层具有的表面水分活度大约为0.30，而中心水分活度大约为0.54。该曲线允许产品从表面开始，同时中心保持湿润和耐嚼。
实施例3制备分别具有下述表2中所述的“蜂蜜坚果”配方和实施例1中的草莓配方的谷物棒，并使其在双区域间接加热烤箱中，在实施例2中所述的条件下热定型。对于蜂蜜坚果配方，谷物块和使用的全部粘合剂的重量∶重量比例分别为约1∶1。所有的非谷物成分是通过粘合剂混合物加入的。在焙烤之前，蜂蜜坚果配方切片涂层的表面部分具有的水分活度是约0.52，而中心部分的水分活度为约0.54。草莓配方棒具有的表面和中心的水分活度与实施例1中所述的棒相似。温度的测量是在烤箱气温设定为400时用烤箱对棒进行处理期间进行的。
表2

测量棒表面和传送带附近空气表面的温度。在传送带上方3英寸处针对蜂蜜坚果配方棒设置空气探头，该传送带是在加热过程中支撑并传送棒通过烤箱的。针对草莓配方棒的空气探头被设置在传送带上方1.5英寸处。烤箱和冷却器的温度测量曲线如图3所示，其中“HN”是指与加工蜂蜜坚果棒配方有关的测量，而“空气1SF”，“空气2SF”，“传送带1SF”和“传送带2SF”相当于与加工第一和第二草莓配方棒有关的测量。
我们也研究了烤箱设定点的效果。表2中所述的蜂蜜坚果棒配方的添加物的加入在第一区域进行，烤箱设定点在间接加热烤箱中的空气温度为250、325和400。两个分开的棒在每个烤箱设定温度下被加工。结果如图4所示，其中空气和传送带1#以及产品1-1HN和1-2HN是指在250下加工的蜂蜜坚果棒的结果；空气和传送带2#以及产品2-1HN和2-2HN是指在325下加工的蜂蜜棒的结果；而空气和传送带3#和产品3-1HN和3-2HN是指400下加工的蜂蜜坚果棒的结果。图4中的曲线图表明设定点的变化影响了烤箱温度曲线。当温度升高时，最高温度和空气温度曲线的宽度向烤箱的前面移动。而且，将传送带加热到更高的峰值，然后开始冷却。从这些曲线中可以推测出，提高设定点的最大效果是在传送带上。记录下热定型加工步骤在大范围的谷物棒产品温度下的有效性也是重要的，例如棒产品中心温度的范围是从大约150至大约290。参照图4，蜂蜜坚果配方的试验数据显示，当第一区域空气温度被设定到250和325时，棒中心线(中心)温度达到约150。在另一个对蜂蜜坚果配方使用400的空气温度设定点的情况下，棒中心线的温度达到约200。在这些情况下，实际的空气烤箱温度在约230至280的范围。
实施例4如下面表3中所述的，制备具有改进蜂蜜坚果配方的谷物棒，并将其在400的烤箱设定温度的双区域间接加热烤箱中，在与实施例3中所述的蜂蜜坚果配方相似的条件下被热定型。该实施例中的改进谷物棒配方包括被粘合剂混合物包覆的焦糖和化合物。谷物块和使用的全部粘合剂的比例分别为约1∶1。
表3

改进的蜂蜜坚果配方在加热处理之前和之后，与表2中的蜂蜜坚果配方产品具有类似的表面和中心水分活度值。
尽管分别利用对特殊工艺和产品实例的详细参考对本发明进行了特别说明，但是可以看出各种改动、改进和适应性修改都可以作为目前所公开的基础，并且可以通过下面的权利要求而被定义在本发明的精神和范围之内。
权利要求
1.一种制造谷物棒的方法，包括将包含重量∶重量比例为约2∶1至1∶2的谷物块和可食用粘合剂的谷物基质分别形成为具有暴露的外部部分和内部中心部分的谷物基质层，其中外部部分和内部部分各自具有超过约0.35的初始水分活度；将谷物基质在一段时间和温度下加热，以有效地使谷物基质层的外部部分中的水分活度降低到低于约0.3，同时保持谷物基质层的内部中心部分的水分活度大于约0.40，以提供加热层；冷却该加热层以提供冷却层；将该冷却层切割，或可替代地，加热步骤之前将谷物基质层切割，以形成分立的谷物棒；和允许该分立的谷物棒中的水分含量平衡以使外部表面部分和内部中心部分各自具有约0.35至约0.6的水分活度。
2.根据权利要求1中所述的方法，其中谷物基质的初始水分活度是从约0.50至约0.60，而在允许冷却层在环境温度条件下平衡至多约3个月之后，所述冷却层的最终水分活度是约0.40至约0.55。
3.根据权利要求1中所述的方法，其中对谷物基质层的加热是在约200至约450的温度下进行的，持续约1至约20分钟，该温度是在烤箱的空气空间中，在距离所述谷物基质层的外部部分大约1英寸的位置处测定的。
4.根据权利要求3中所述的方法，其中对谷物基质层的加热是在包含一个加热区域和一个之后的非加热区域的间接加热烤箱中进行的，其中涂层在加热区域和非加热区域中的每一个中都驻留至少约2.5分钟。
5.根据权利要求1中所述的方法，其中使谷物基质成型为具有预定横截面的棒形。
6.根据权利要求1中所述的方法，其中谷物基质层的成型包括向谷物基质施加压缩压力使谷物基质成为一体而不破碎谷物块。
7.根据权利要求1中所述的方法，其中谷物棒具有的厚度是约0.5cm至约5cm，而密度是约0.05g/cc至约0.5g/cc。
8.根据权利要求1中所述的方法，其中切割是在冷却层上进行的。
9.根据权利要求1中所述的方法，其中所述的成型包括成片。
10.根据权利要求1中所述的方法，其中所述的成型包括将谷物基质挤压成具有常规的矩形横截面的形状。
11.根据权利要求1中所述的方法，其中在将粘合剂与谷物块混合之前，将粘合剂加热到约120至约230的温度。
12.根据权利要求1中所述的方法，其中所述的粘合剂包括碳水化合物糖浆组合物。
13.根据权利要求1中所述的方法，其中谷物棒含有0至10wt％的糖醇。
14.根据权利要求1中所述的方法，其中谷物基质混合物分别含有重量∶重量比例是约1.5∶0.5至0.5∶1.5的谷物块和可食用粘合剂。
15.根据权利要求1中所述的方法，其中谷物棒进一步包括0.1至约10wt％的乳固体。
16.根据权利要求1中所述的方法，其中谷物块选自由辊轧谷物、膨化谷粒、烤面包片、挤压块以及它们混合物组成的组。
17.根据权利要求16中所述的方法，其中谷物块包含至少两种其不同类型的组合。
18.根据权利要求1中所述的方法，其中所述的谷物棒包括甜味棒。
19.根据权利要求1中所述的方法，其中所述的谷物棒包括咸味棒。
20.一种制造谷物棒的方法，包括将包含重量∶重量比例为约1.5∶0.5至约0.5∶1.5的谷物块和碳水化合物糖浆的谷物基质分别成片，以提供一种具有暴露的外部部分和被外部部分包覆的内部中心部分的谷物基质层，其中外部部分和内部中心部分各自具有超过约0.35的初始水分活度；将基质在一段时间和温度下加热，以有效地使谷物基质层的外部部分的水分活度降低到低于约0.3，同时保持谷物基质层的内部中心部分的水分活度大于0.35，以提供加热层；将加热层暴露在冷却空气下使其迅速冷却，以有效地使粘合剂固定化而提供冷却层；将冷却层切割以形成分立的谷物棒；和允许分立谷物棒中的水分含量平衡，使得外部表面部分和内部中心部分各自具有约0.45至约0.55的水分活度。
全文摘要
本发明提供了一种生产谷物棒的方法，其中谷物包括一种包含与粘合剂结合在一起的即食(RTE)谷物片的谷物混合物，其中谷物与粘合剂一起形成谷物基质，将该基质加热一定时间和温度来降低其外部部分的水分活度，同时将谷物基质的内部部分保持在更高的第二水分活度。该方法提供了在生产具有延长了保存期的耐嚼低密度的谷物棒中仅需要更小的压缩力来形成粘性自承重结构的谷物棒。
文档编号A23L1/00GK101057641SQ20071010353
公开日2007年10月24日 申请日期2007年4月9日 优先权日2006年4月10日
发明者E·C·科尔曼, S·R·伯尼, R·E·阿尔托梅尔 申请人:卡夫食品集团公司