本发明涉及使用在微波真空干燥期间膨化并变成干燥、多孔结构的面团(dough)来制造膨化、脱水食品(puffed，dehydratedfoodproduct)的方法。
背景技术：
：：在食物加工领域中已知通过微波真空脱水来制造脱水食品。实例是wo2014/085897(durance等)，其公开了脱水奶酪块(cheesepiece)的产生；以及us6,313,745(durance等)，其公开了脱水和膨化的浆果的产生。然而，期望产生将多种有营养或美味的食物成分并入具有膨化、酥脆(crispy)结构之基质的脱水食品。因此，本发明涉及膨化、脱水食品的方法和产品配制物(formulation)的改进。发明概述本发明提供了用于通过在真空微波干燥条件下产生具有膨胀能力的弹性或柔性的基质来制造食品的方法。将高支链淀粉(highamylopectinstarch)与其他食物成分组合以产生面团。使面团形成合适尺寸的块或冷冻并将其切成薄片(thinchip)，并随后在真空下暴露于辐射能以去除水并使膨胀结构固定。如果使用天然淀粉而不是预胶化淀粉，则需要烹饪(cook)步骤以在将面团暴露于辐射能之前使淀粉胶化(gelatinized)。该方法允许干燥热敏或不耐热生物成分，例如酸奶中的乳酸培养物或水果中的维生素c。真空降低了水的沸点并产生了允许蒸气使基质膨胀成开放、低密度结构的压力梯度，所述结构不塌陷并且维持其增大的体积。微波穿透产品，通过在产品的核心(core)内产生的蒸气来允许膨胀扩大。通过蒸发去除水分直至留下膨胀、刚性、货架稳定(shelf-stable)、酥脆/松脆(crunchy)的小吃。该方法还允许产生具有非常高的湿润的水果或蔬菜成分含量(其是希望在其饮食中包含更多水果和蔬菜的消费者所期望的特质)的酥脆或松脆的配方小吃(formulatedsnack)。根据本发明的一个方面，提供了制造膨化、脱水食品的方法，其包括：(a)将包含高支链淀粉和所选食物成分的成分混合以形成面团；以及(b)在低于大气压的压力下将面团暴露于微波辐射以使面团膨化并干燥，产生膨化、脱水食品。优选地，面团在不添加任何淀粉水解产物(hydrolysate)的情况下制造。根据本发明的另一方面，提供了由面团形成的膨化、脱水食品，所述面团包含高支链淀粉和所选食物成分、以及任选地脂肪。优选地，产品中不存在淀粉水解产物。下面描述本发明的另一些方面和本发明的一些具体实施方案的一些特征。发明详述该方法的第一步是将食品成分混合在一起以形成面团。所述成分包含如下说明的指定形式的淀粉和一种或更多种其他食物成分。形成的面团是弹性的或黏性的(stringy)。弹性是物质的性质，其使得该物质能够改变形状、尺寸或体积而直接响应于影响这样的变化的力，以及在去除该力之后恢复其原始形式的趋势。弹性面团是容易伸长的(stretchy)面团并且具有在微波真空装置中膨胀以及在干燥期间将气泡捕捉在其内部的性质，因此形成膨胀的或“膨化的”结构。当弹性面团变得足够干燥时，其变得坚硬并因此维持其增大的体积。通过混合物的适当淀粉成分赋予面团这种弹性特性。在一些实施方案中，面团是黏性的而不是弹性的，例如当淀粉是糯玉米淀粉时，如以下实施例6中。淀粉是用作植物(包括谷类、马铃薯、木薯)和其他重要的人类食物来源的能量储存器的多糖家族。淀粉主要由称为直链淀粉的直链多糖分子和称为支链淀粉的支链分子构成。本发明所需的淀粉包含至少80wt.％的支链淀粉。这样的淀粉在本文中称为“高支链淀粉”淀粉。一个实例是木薯淀粉，其包含83wt.％的支链淀粉。包含低于80％支链淀粉的淀粉不可用于本发明中。合适的淀粉是预胶化的高支链淀粉，或者是天然高支链淀粉并且在与其他成分混合以形成面团之后的过程中变得胶化。合适的高支链淀粉的实例包括预胶化糯米(waxyrice)淀粉、预胶化糯玉米(waxycorn)淀粉和预胶化糯木薯(waxytapioca)淀粉。主要包含支链淀粉的淀粉在文献中通常称为“糯性(waxy)”淀粉，尽管该术语并未一致地用于表示特定比例的支链淀粉。在本说明书中，术语“糯性”限于高支链淀粉，即包含至少80wt.％支链淀粉的淀粉。可使用天然高支链淀粉代替预胶化淀粉，前提是在将面团微波真空干燥之前将面团烹饪以便使淀粉胶化。烹饪包括在湿润条件下的加热步骤。合适的天然淀粉的实例包括糯米淀粉、糯玉米淀粉和糯木薯淀粉。淀粉可以以面粉(flour)的形式(例如米粉(riceflour)(如以下实施例5中)或木薯粉)而不是作为分离的淀粉向配制物供应。在面团组合物中避免了淀粉水解产物的存在。淀粉水解产物主要包含具有多种短链葡萄糖聚合物的葡萄糖。当干燥时，它们在食品中产生不期望的玻璃态结构(glassystructure)。在较高的最终水分水平下，淀粉水解产物给予最终产品带来不期望的黏性表面。这限制了产品的处理并导致块之间的黏连。淀粉水解产物(例如葡萄糖)可导致塌陷和难嚼的质地(类似于果泥干(fruitleather)或水果橡皮糖(fruitgummy))。尽管存在足够量的糯性淀粉，但发现使用商业的汁浓缩物(其中葡萄糖/果糖非常高)的现有技术配制物无法充分地膨化。此外，这样的配制物的糖浓度如此之高以至于甚至在-20℃下也不可冷冻，并且产品在该温度下保持柔性。最后，在真空微波干燥期间高的淀粉水解产物浓度导致高的产物温度。一个原因在于根据公知的克劳修斯-克拉珀龙方程(clausius-clapeyronequation)和拉乌尔定律(raoul’slaw)，其提高了面团中水的沸点。另一个原因在于淀粉水解产物提供了高浓度的小分子量极性分子，其继而提高了面团的介质损耗因数(dielectriclossfactor)。提高的损耗因子提高了这些物质在微波场中的升温速率(heatingrate)和最终温度。高温可引起营养物、维生素、抗氧化剂和有益的活培养物(例如酸奶培养物)的不必要的破坏。因此，高的简单糖(如淀粉水解产物)浓度可导致局部的燃烧。因此，混合物在不添加任何淀粉水解产物的情况下形成。脂肪是面团中的任选成分。脂肪可以是油，例如橄榄油、向日葵油、菜籽油(canolaoil)和椰子油。其他合适的脂肪包括黄油(butter)和搅打奶油(whippingcream)中的黄油脂肪。合适的重量(基于湿基(onawetbasis))范围为0wt.％至12wt.％，优选大于5wt.％。脂肪有助于润滑，并且所使用的量取决于样品。面团混合物包含另一种食物成分，其赋予最终产品的主要风味和特征。合适的食物成分包括番茄酱(tomatopaste)、酸奶、水果或果汁浓缩物、果泥(fruitpuree)、蔬菜泥(vegetablepuree)、蔬菜泥浓缩物、咖啡和浓缩汤(concentratedsoup)。所选食物成分可占面团的多于50wt.％，作为替代地多于60wt.％，或者作为替代地多于80wt.％。还可添加面团混合物的其他成分，以赋予特定的风味、营养特性和产品特征。实例包括糖、乳清蛋白质分离物、植物或动物来源的蛋白质、酸奶细菌、益生菌、维生素、抗氧化剂和香料。通过将所述成分混合而产生的面团是基于水的组合物。在面团的一些配制物中，在食物成分本身中(例如在水果或蔬菜泥、酸奶等中)存在足够的水。当此类成分无法提供足够的水时，其作为单独的成分添加。例如使用食物共混器将所述成分彻底混合在一起，产生可拉伸、成形和切成块的面团。根据干燥、膨化的最终产品的期望形式将面团分成一口尺寸的块(bite-sizedpiece)。例如，可将面团挤出成球或滴；或者可将其卷成片(sheet)，然后将该片切成方形或切片(slice)；或者可将其拉伸并揉捏成圆柱状物，其在半冷冻(使其足够柔软以切割，但冷冻至足以保持切片的形状)之后被切成片(chip)。在该方法的一些实施方案中，在微波真空处理之前将面团块冷冻，并且其是经受处理的经冷冻块。在另一些实施方案中，面团是未经冷冻的。冷冻导致在经冷冻面团内形成几乎纯冰的晶体。当晶体融化或蒸发时，它们在材料内留下预先形成的孔，其在微波加热的影响下将水加热和蒸发时可充当用于形成蒸汽泡的核。因此，与没有冷冻的情况下将发生的相比，冷冻可导致最终的干燥产品中更多的膨化或膨胀结构。在一些实施方案中，使面团块成形的方法需要将面团冷冻，例如切割半冷冻的面团。任选地，可在微波真空干燥之前对面团进行预干燥以降低其含水量(moisturecontent)。例如，在面团含水量高的配制物中，可在微波真空处理之前通过风干将含水量降低至较低水平，例如11至20wt.％。然后，在任选的冷冻或风干步骤(当采用时)之后，借助于微波真空脱水器中的微波辐射和下降的压力来对面团或面团块进行干燥和膨化。用于使食品微波真空干燥的方法和装置是本领域中公知的。适用于使本发明中的食物块干燥的微波真空脱水器的一个实例示于wo2009/049409(durance等)中，并且由enwavecorporationofvancouver，canada以商标nutrarev销售。使用这种类型的装置，将面团块放置在微波辐射可透过的并且具有允许水分逸出的开口的圆柱形篮中进行干燥。将装载的篮放置在真空室中，其中其纵轴大致水平地定向。室中的压力降低。可使用为约0.1至100mm汞柱(mercury)、或者1至100、或者10至100、或者3至30mm汞柱的绝对压力。使微波发生器致动以在真空室中辐射微波。使篮在真空室内围绕大致水平的轴旋转，以便缓慢且轻柔地使面团块翻滚。篮的旋转可例如通过其上支撑篮的滚轴(roller)，或者通过其中放置篮的可旋转的笼或者通过其他方式来实现。适用于进行干燥步骤的微波真空脱水器的另一个实例示于wo2011/085467(durance等)中，并且由enwavecorporation以商标quantarev销售。使用这种类型的装置，将面团块送入真空室中，并在传送带上传送穿过微波透过窗，同时通过低压和微波辐射进行干燥。真空室中的压力在上述范围内。用这种类型的装置，面团块在传送带上放置的同时被干燥，并且不发生翻滚。在微波真空干燥步骤期间，当水蒸气从面团蒸发或升华时，面团被干燥并膨胀，并使产品的膨胀结构固定。一旦已发生充分的干燥(例如干燥至低于8wt.％的水分水平)则停止辐射，使真空室中的压力与大气压相等，并从微波真空脱水器中将干燥、膨化的食品移出。应理解的是，“干燥”意指水分水平降低至期望水平，不必至零。微波真空干燥步骤可在具有不同条件的两个阶段中进行以对干燥条件和产品品质进行优化。例如在第一阶段中，微波功率水平可高于第二阶段中的微波功率水平，或者相反；或者压力、干燥时间或篮的旋转速度(在采用旋转篮的情况下)可以不同。同样地，可采用多于两个的干燥阶段。实施例实施例1：番茄酱泡芙(puff)使用食物加工器将18％固体的番茄酱(72％w/w)、纯橄榄油(8％w/w)与预胶化糯米淀粉(20％w/w)共混在一起。所得团块(mass)为可被拉伸并揉捏成圆柱状物的黏性面团(初始水分为56％wb(湿基))。当基质为半冷冻(软至足以切割，但冷冻至足以保持切片形状)时，将圆柱状物冷冻并切片。将切片在-20℃下冷冻过夜。使用行波实验室规模的enwavequantarev微波真空干燥器完成干燥。新鲜样品装载量为约180g。维持的绝对压力为3.5至8mmhg，并且还使样品在20mmhg下干燥。微波功率为1.2kw持续10分钟，随后为3.5kw直至样品达到基于湿基最终7％的水分并且水活度为0.33。使膨化的样品保持其膨胀的体积并在聚乙烯袋中进行包装。使用真空烘箱和aqua实验室水活度计(型号系列3，decagoninc.washingtonusa)在储存24小时(以允许平衡)之后确定水分和水活度。还制造了类似的配制物，其将番茄酱提高至76％w/w并将淀粉降低至16％w/w，但使用了预胶化木薯淀粉。该基质开始的水分为62％wb，并且降至7％至8％水分，并且水活度为0.39至0.49。这两种配制物都产生了膨化、酥脆并具有浓郁番茄风味的片。最终的颜色为深红色。以类似的方式，使用食物加工机将18％固体的番茄酱(81％w/w)、纯向日葵油(2％w/w)和预胶化糯米淀粉(17％w/w)共混在一起。将混合物(总共300g)挤出成小滴/球(直径约1em)并在45℃下置于空气干燥器中持续11小时，直至达到最终水分为17％。然后将所得经风干小球置于enwavenutrarev干燥器中(在不添加任何加工助剂的情况下)并使其以8rpm翻滚。然后在20mmhg的室压力下对它们进行300w持续120秒、500w持续300秒、800w持续200秒、以及300w持续360秒。用ir传感器观察到的最高温度为67℃。所得产品具有3％至4％的水分、球形/卵形形状、亮红色(brightredcolour)、酥脆的质地和浓郁的番茄风味。实施例2：酸奶泡芙使用食物加工器将具有0％mf的希腊酸奶(greekyogurt)(73％w/w)、糖(6％w/w)、黄油(5％w/w)、向日葵油(4％w/w)和预胶化糯米淀粉(13％w/w)共混在一起。所得团块为可使用挤花袋(pastrybag)挤出的柔软面团(初始水分60％wb)。使用所述袋制造小滴(直径为约0.5cm)并在-20℃下冷冻过夜。使用行波实验室规模的enwavequantarev微波真空干燥器完成干燥。新鲜样品装载量为约180g。维持的绝对压力为3.5至8mmhg，并且微波功率为1.2kw持续10分钟，随后为3.5kw直至样品达到基于湿基6％的水分并且水活度为0.46。使膨化的样品保持其膨胀的体积并在聚乙烯袋中进行包装。滴状物颜色为白色，非常酥脆，并且具有独特的发酵乳制品风味。使用真空烘箱和aqua实验室水活度计在储存24小时(以允许平衡)之后确定水分和水活度。实施例3：咖啡泡芙使用食物加工器将乳清蛋白质分离物90％蛋白质(10％w/w)、糖(5％w/w)、深焙速溶咖啡(darkroastinstantcoffee)(4％w/w)、水(21％w/w)、搅打奶油(22％w/w)与预胶化糯米淀粉(38％w/w)共混在一起。所得团块为可被拉伸并揉捏成圆柱状物的黏性面团(初始水分为38％wb)。当基质为半冷冻(软至足以切割，但冷冻至足以保持切片形状)时，将圆柱状物进行冷冻并切片。将切片在-20℃下冷冻过夜。使用行波实验室规模的enwavequantarev微波真空干燥器完成干燥。新鲜样品装载量为约180g。维持的绝对压力为3.5至8mmhg，并且微波功率为1.2kw持续10分钟，随后为3.5kw直至样品达到基于湿基7％的水分并且最终aw为0.34。使膨化的样品保持其膨胀的体积并在聚乙烯袋中进行包装。样品呈深褐色，非常膨化且酥脆，并具有浓郁的咖啡风味。使用真空烘箱和aqua实验室水活度计在储存24小时(以允许平衡)之后确定水分和水活度。实施例4：苹果泥泡芙使用食物加工器将具有36白利糖度(brix)的苹果泥(81％w/w)、椰子油(2％w/w)与预胶化木薯淀粉(17％w/w)共混在一起。所得团块是黏性的面团，其被分成两半。将一半切成小块(0.5cm×0.5cm)并进行微波真空干燥。将另一半拉伸并揉捏成圆柱状物。当基质为半冷冻(软至足以切割，但冷冻至足以保持切片形状)时，将圆柱状物冷冻并切片。在两张蜡纸之间用擀面杖(rollingpin)将一小部分面团压平成片(0.5cm厚)。一旦冷冻，蜡纸易于移除，并将所述片切成方边缘的片(square-edgechip)。将切片和方形在-20℃下冷冻过夜。使用行波实验室规模的enwavequantarev微波真空干燥器完成干燥。维持的绝对压力为3.5至8mmhg和20mmhg，并且微波功率为1.2kw持续10分钟，随后为3.5kw直至样品达到基于湿基4％的水分并且水活度为0.28。使膨化的样品保持其膨胀的体积并在聚乙烯袋中进行包装。片和小块(bite)二者都是酥脆的，具有非常浓郁的苹果风味且略呈褐黄色。使用真空烘箱和aqua实验室水活度计在储存24小时(以允许平衡)之后确定水分和水活度。使用预胶化糯米淀粉和用预胶化糯玉米淀粉代替木薯淀粉将该配制物再制两次，具有类似的结果，但在第一口中呈略微柔软的质地。在添加0.2％w/w抗坏血酸的情况下再制稻米和玉米配制物。微波真空干燥之后抗坏血酸损失可忽略不计，如通过2，6-二氯靛酚分光光度法(2，6-dichlorophenolindophenolspectrophotometry)测量的，保留所添加抗坏血酸的94％至100％。如稻米和玉米淀粉配制物那样，用唾液乳杆菌(lactobacillussalivarius)进行接种(7.8×108cfu/g的新鲜样品)。在微波真空干燥之前和之后对样品进行乳酸菌计数。在微波真空干燥中计数仅经历0.95log的降低，证明该方法可保持乳酸菌生存力。实施例5：具有米粉的番茄泡芙用食物共混器将hunt’s(商标)番茄酱：620g(62％)、向日葵油：80g(8％)和米粉：300g(30％)充分混合。将面团制成香肠的形状，包裹在食物膜中，在蒸气中烹饪60分钟，并在4℃下冷却过夜。用非黏滚轴将其卷成薄片。将所述片在75℃下风干3小时至含水量为14.32wt.％。然后对所述片在enwavenutrarev干燥器中进行微波真空干燥。初始样品重量为590g。使真空室中的绝对压力维持为25mmhg，并且微波功率为1kw持续930秒。达到的最高温度为87℃。最终样品重量为515g。最终含水量为3％至5％。该产品为具有有吸引力的颜色和风味的轻微膨化、松脆的片。实施例6苹果淀粉膨化片用食物共混器将sunrype(商标)苹果浓缩物(36.0白利糖度)，1300g(65％w/w)；tender-jel(商标)预胶化糯玉米淀粉，500克(25％w/w)；天然木薯淀粉，100g(5％w/w)；以及菜籽油，100g(5％w/w)充分混合20分钟以形成均匀的面团。将面团分成50g份。用玉米饼压榨机(tortillapresser)将面团压在两片羊皮纸(parchmentpaper)之间以形成2mm厚、14至15cm直径的圆层。将这些薄的面团层转移到风干盘上，在其上将它们在75℃下干燥2小时或在65℃下干燥3小时以达到15至20wt.％的含水量。在风干之后，将面团层切成1em×1cm的方形。添加2％木薯淀粉作为加工助剂。在enwavenutrarev干燥器中对所述方形进行微波真空干燥。初始样品重量(水分为16wt.％)为500g。使真空室中的绝对压力维持为25mmhg，并且微波功率为1000w持续600秒，然后为750w持续240秒。干燥篮的旋转速度为8至10rpm。达到的最高温度为70℃。最终样品重量为430g。最终含水量为3％至5％。产品为具有明亮颜色和柔软质地的非常轻薄(airy)、膨化的片。根据前述公开内容，对于本领域技术人员来说将明显的是，可在本发明的实践中进行许多改变和修改而不背离其范围。本发明的范围应根据所附权利要求书来解释。当前第1页12当前第1页12