PL219810B1 - Sposób otrzymywania chipsów z owoców albo warzyw - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania chipsów z owoców albo warzyw. Produkty uzyskane sposobem według wynalazku charakteryzują się kruchą teksturą, uwydatnionym smakiem i podwyższoną zawartością składników bioaktywnych pochodzenia roślinnego.

Wynalazek może znaleźć zastosowanie w przemyśle spożywczym do produkcji wyrobów przekąskowych o walorach prozdrowotnych.

Chipsy z owoców lub warzyw stanowią alternatywę w stosunku do tradycyjnych wyrobów przekąskowych z ziemniaków, smażonych w oleju roślinnym o wysokiej temperaturze, sprzyjającej powstawaniu szkodliwych dla zdrowia związków chemicznych, takich jak akrylamid.

Najbardziej rozpowszechnionym sposobem wytwarzania chipsów z owoców lub warzyw jest suszenie w strumieniu gorącego powietrza. Jednak duży skurcz i kontakt z tlenem zawartym w gorącym powietrzu powoduje, że produkt charakteryzuje się twardą teksturą i obniżoną w stosunku do surowca zawartością składników bioaktywnych.

Kruchą teksturę chipsów z owoców lub warzyw zapewnia zastosowanie nagrzewania mikrofalowego przy obniżonym ciśnieniu. Jednak mimo korzystnej tekstury zawartość składników bioaktywnych w takim produkcie jest nadal mniejsza niż w surowcu.

Sposobem pozwalającym na zwiększenie zawartości w produkcie tych składników, które nie są zawarte w surowcu, jest suszenie osmotyczne. Najczęściej substancją osmoaktywną zmniejszającą zawartość wody w produkcie i modyfikującą jego smak, jest sacharoza lub chlorek sodu. Substancje te są jednak postrzegane negatywnie, biorąc pod uwagę walory prozdrowotne utrwalanej żywności. Zastosowanie sacharozy do podsuszania osmotycznego plastrów ananasa, poddanych następnie suszeniu mikrofalowo-próżniowemu, opisują Correa i inni (Correa, J. L. G. Dev, S. R. S.; Gariepy, Y.; Raghavan, G. S. V. 2011. Drying of Pineapple by Microwave-Vacuum with Osmotic Pretreatment. Drying Technology, 29, (13), 1556-1561). Podsuszone wstępnie plastry w roztworach sacharozy o stężeniu 40, 50 i 60°Bx, w czasie 0, 3 i 6 godzin. Temperaturę materiału w komorze suszarki mikrofalowo-próżniowej utrzymywano na poziomie 50, 60 i 70°C. Mierzono wilgotność, skurcz, współczynnik rehydratacji, wygląd, barwę i teksturę wysuszonego produktu. Wyznaczono również ubytek wody i wzrost zawartości suchej substancji. Zasadniczym celem obróbki osmotycznej w tych badaniach było maksymalne obniżenie zawartości wody w surowcu. Badania wykazały, że obróbka osmotyczna przyczyniła się do zmniejszenia skurczu, poprawy jakości rehydracji i zmniejszenia twardości wysuszonego produktu. Jednak badania te nie dotyczyły walorów smakowych i prozdrowotnych otrzymanego produktu żywnościowego innych.

Znane są przykłady zastosowania soku owocowego jako roztworu osmotycznego, co pozwala na zwiększenie zawartości substancji bioaktywnych w wysuszonym produkcie, ale jego tekstura jest zbyt miękka i daleko odbiegająca od atrakcyjnej, kruchej. Badania Kowalskiej (Kowalska, H. 2005. Wpływ witaminy C na przebieg odwadniania osmotycznego jabłek. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 4 (45) Supl., 109-119) dotyczyły przebiegu odwadniania osmotycznego jabłek w roztworze sacharozy i koncentratu jabłkowego z udziałem lub bez udziału witaminy C. Celem badań była analiza zmiany zawartości wody, suchej substancji i witaminy C w produkcie wysuszonym metodą osmotyczną. Wyniki doświadczeń dowiodły, że zastosowanie koncentratu jabłkowego, zwłaszcza w obecności witaminy C, korzystnie wpłynęło na kinetykę suszenia osmotycznego i zawartość witaminy C w wysuszonym produkcie. Jednak produkt ten nie był dosuszany przy użyciu innej metody, a jego tekstura nie była objęta celem badań.

Dotychczas nie opublikowano materiałów na temat połączenia odwadniania osmotycznego w sokach roślinnych oraz dosuszania przy użyciu energii mikrofalowej przy obniżonym ciśnieniu.

Wynalazek dotyczy sposobu otrzymywania produktu z owoców lub warzyw wzbogaconego w związki bioaktywne oraz charakteryzującego się atrakcyjną, kruchą teksturą, uwydatnionym smakiem i zapachem.

Istotą wynalazku jest, że podsuszanie osmotyczne prowadzi się maksymalnie przez 120 minut, w roztworze będącym sokiem z owoców i/lub warzyw zagęszczonym do wartości maksymalnie 40°Bx, w temp. od 17 do 60°C, przy pełnym zanurzeniu surowca. Udział masowy surowca do roztworu musi wynosić co najmniej 1:1. Dosuszanie mikrofalowe przy obniżonym ciśnieniu, prowadzi się przy mocy mikrofal dostosowywanej do rodzaju i ilości surowca oraz fazy dosuszania, do momentu uzyskania przez materiał kruchej tekstury, spowodowanej efektem puffingu. Temperaturę suszonego materiału kontroluje się w trakcie całego procesu dosuszania. Moc mikrofal, a tym samym temperaturę suszePL 219 810 B1 nia, zmniejsza się każdorazowo, zanim suszony materiał osiągnie temperaturę krytyczną, powodującą nasiloną degradację składników bioaktywnych, to jest możliwie bliską 80°C.

Korzystnie jest gdy, w przypadku owoców miękkich o dużej zawartości cukrów, takich jak wiśnie lub śliwki, w chwili zakończenia emisji mikrofal pozostawia się wysuszony produkt w komorze suszenia pod obniżonym ciśnieniem do momentu ostudzenia.

Dodatkowo, sok przed zagęszczeniem poddawany jest filtracji.

Korzystnie jest, gdy podczas podsuszania osmotycznego dodaje się rozdrobnione zioła w stanie świeżym lub wysuszonym albo ekstrakt z ziół.

Korzystnie także jest, gdy podsuszanie osmotyczne prowadzone jest przy udziale masowym surowca do roztworu wynoszącym od 1:3 do 1:8 a stosunek powierzchni cząstek do ich objętości surowca nie był mniejszy niż 8.

Dodatkowo korzystnie jest gdy, podsuszanie osmotyczne prowadzi się przez 60 minut.

Stwierdzono, że wymiana masy podczas suszenia osmotycznego, a przede wszystkim wzrost parametrów świadczących o walorach prozdrowotnych produktu, zachodzi najintensywniej w pierwszej godzinie procesu i przedłużanie czasu trwania tego procesu powyżej dwóch godzin nie ma praktycznego uzasadnienia.

Stwierdzono także, że osiągnięcie temperatury krytycznej materiału dosuszanego mikrofalowopróżniowo prowadzi do przegrzania materiału, zwłaszcza jego wnętrza, i znacznego obniżenia walorów prozdrowotnych wysuszonego produktu. Okazuje się, że do znacznego wzrostu temperatury dochodzi w końcowej fazie dosuszania przy wykorzystaniu mikrofal, które generują energię wewnątrz materiału przy udziale wody umiejscowionej w coraz trudniej dostępnych i bardziej zamkniętych obszarach strukturalnych tego materiału. W obszarach tych może dojść do powstania stosunkowo wysokiego ciśnienia wewnętrznego spowodowanego prężnością parującej wody, a w szczególności wody wrzącej. Z kolei, temperatura wrzenia wody zależy od tego ciśnienia. Ostatecznie zredukowanie mocy magnetronów powoduje zmniejszenie ciśnienia wewnętrznego i tym samym temperatury dosuszanego materiału. Obniżenie ciśnienia w komorze suszenia ułatwia odprowadzenie wody na zewnątrz materiału i sprzyja powstaniu tzw. puffingu, w wyniku różnicy ciśnień panujących między wnętrzem materiału a otoczeniem.

Zaletą wynalazku jest otrzymanie chipsów z owoców albo warzyw, charakteryzujących się kruchą teksturą, uwydatnionym smakiem i podwyższoną zawartością składników bioaktywnych.

Przedmiot wynalazku jest bliżej opisany w przykładach.

P r z y k ł a d 1. Miąższ dyni kroi się w plastry o wymiarach 40x20x5 mm. Pokrojone plastry o masie 0,06 kg umieszcza się w 0,3 litra soku malinowego o stężeniu 40°Bx i temperaturze 60°C w celu podsuszenia osmotycznego. Plastry miesza się w odstępach 30 minutowych, a po wyjęciu z roztworu osmotycznego usuwa się z ich powierzchni nadmiar soku przy użyciu sita. Podsuszone osmotycznie plastry umieszcza się w komorze suszarki mikrofalowo-próżniowej i rozpoczyna się proces dosuszania przy mocy magnetronów 0,36 kW, obrotach bębna suszarniczego wynoszących 6 obr/min i ciśnieniu w komorze suszenia na poziomie 4 kPa. Podczas dosuszania mierzy się temperaturę powierzchni materiału, użyciu termometru bezkontaktowego. W momencie osiągnięcia temperatury 80°C, redukuje się moc jednostkową magnetronów o połowę. Dosuszanie w suszarce mikrofalowo-próżniowej prowadzi się przez 30 minut, do momentu uzyskania przez plastry kruchej tekstury, w wyniku puffingu.

P r z y k ł a d 2. Korzenie buraków ćwikłowych po umyciu i obraniu ze skórki kroi się w plastry o grubości 3 mm. Pokrojone plastry o masie 0,6 kg umieszcza się w 0,24 litra soku z buraków ćwikłowych o stężeniu 40°Bx i temperaturze 40°C, następnie dodaje się 0,005 kg posiekanego ziela rozmarynu. Dalej postępuje się jak w przykładzie 1, przy czym dosuszanie w suszarce mikrofalowopróżniowej prowadzi się przez 35 minut.

P r z y k ł a d 3. Korzenie buraków ćwikłowych po umyciu i obraniu ze skórki kroi się w plastry o grubości 5 mm. Z plastrów wycina się krążki o średnicy 20 mm. Wycięte krążki o masie 0,06 kg umieszcza się w 0,24 litra soku z jabłek o stężeniu 40°Bx i temperaturze 40°C z dodatkiem około 0,005 kg posiekanego oregano. Dalej postępuje się jak w przykładzie 2.

P r z y k ł a d 4. Jabłka po umyciu i obraniu ze skórki kroi się w kostkę o boku 10 mm. Pokrojone kostki o masie 0,06 kg umieszcza się w 0,3 litra soku z jabłek o stężeniu 40°Bx i temperaturze 60°C z dodatkiem 0,015 kg posiekanego ziela mięty. Dalej postępuje się jak w przykładzie 1.

P r z y k ł a d 5. Wiśnie po usunięciu pestki są zamrażane w temperaturze -20°C. Zamrożone wiśnie o masie 0,06 kg umieszcza się w 0,24 litrach soku z aronii o stężeniu 40°Bx i temperaturze

PL 219 810 B1

45°C. Dalej postępuje się jak w przykładzie 1. Po dosuszeniu, wiśnie pozostają w nieruchomym bębnie suszarniczym, pod działaniem obniżonego ciśnienia przez 25 minut w celu ostudzenia. Ostudzenie jest niezbędne do skrystalizowania cukrów zawartych w wysuszonym produkcie. Zapobiega to zapadnięciu się miękkiej struktury materiału i zniwelowaniu efektu puffingu.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania chipsów z owoców lub warzyw, przy użyciu suszenia kombinowanego złożonego z podsuszania osmotycznego i dosuszania mikrofalowego przy obniżonym ciśnieniu, znamienny tym, że podsuszanie osmotyczne prowadzi się maksymalnie przez 120 minut, w roztworze będącym sokiem z owoców i/lub warzyw zagęszczonym do wartości maksymalnie 40°Bx, w temp. od 17 do 60°C, przy pełnym zanurzeniu surowca i przy udziale masowym surowca do roztworu wynoszącym co najmniej 1:1, przy czym dosuszanie mikrofalowe przy obniżonym ciśnieniu, prowadzi się, przy mocy mikrofal dostosowywanej do rodzaju i ilości surowca oraz fazy dosuszania, do momentu uzyskania przez materiał kruchej tekstury, spowodowanej efektem puffingu, kontrolując jednocześnie temperaturę suszonego materiału w trakcie całego procesu dosuszania, przy czym moc mikrofal, a tym samym temperaturę suszenia, zmniejsza się każdorazowo, zanim suszony materiał osiągnie temperaturę krytyczną, to jest możliwie bliską 80°C.
2. 2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że owocami są owoce miękkie o dużej zawartości cukrów.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że owocami miękkimi są wiśnie albo śliwki.
4. 4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że po zakończeniu dosuszania mikrofalowego, pozostawia sie wysuszony produkt w komorze suszenia pod obniżonym ciśnieniem, do momentu ostudzenia materiału suszonego.
5. 5. Sposób, według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że sok przed zagęszczeniem poddawany jest filtracji.
6. 6. Sposób, według zastrz. 1 albo 4 albo 5, znamienny tym, że podczas podsuszania osmotycznego dodaje się rozdrobnione zioła w stanie świeżym lub wysuszonym albo ekstrakt z ziół.
7. 7. Sposób, według zastrz. 1 albo 4 albo 5, znamienny tym, że podsuszanie osmotyczne prowadzi się przy udziale masowym surowca do roztworu wynoszącym od 1:3 do 1:8.
8. 8. Sposób, według zastrz. 1 albo 4 albo 5, znamienny tym, że podsuszanie osmotyczne prowadzi się przy takim rozdrobnieniu surowca, aby stosunek powierzchni cząstek do ich objętości surowca nie był mniejszy niż 8.
9. 9. Sposób, według zastrz. 1 albo 4 albo 5, znamienny tym, że czas podsuszania osmotycznego wynosi 60 minut.