超臨界流體擠出食品的制作方法
【專利說明】
[oow] 發明背景
[0002] 對巧關申請的香叉引用
[0003] 本申請為于2011年11月29日提交的序列號為13/306, 634、標題為"用于制造食 品的超臨界流體擠出方法、裝置和系統"的共同待決美國專利申請的部分繼續申請，該申請 的技術披露內容通過引用整體納入本文中。
技術領域
[0004] 本發明設及一種用W制作改進膨脹快餐食品的方法，更具體而言，設及一種用W 制作膨脹或膨化的擠壓食物的方法，該擠壓食品具有水果或蔬菜輸入成分的較高營養存留 量、新的形狀和質地特征。 陽00引 巧關巧術說巧
[0006] 膨化食品是有巨大需求的廣受歡迎的消費品。快餐食品也可在膳食消費中擔當重 要角色，對健康快餐食品的消費需求已有顯著提高。
[0007] 水果和非淀粉類蔬菜通常是維生素、礦物質和其他諸如抗氧化物等健康成分的良 好來源。不同的水果和蔬菜富含不同的營養成分，美國農業部扣SDA)建議根據個人的需求 每天攝入5到13次多種水果和蔬菜。據美國食品和藥品管理局（FDA)稱，富含纖維素的膳 食可降低人罹患某些癌癥、糖尿病、消化失調和屯、臟病的風險，并可協助進行體重管理。此 夕F，維生素和礦物質組作為健康膳食的組成部分被廣為認可，而抗氧化劑可能會降低發生 屯、臟病和癌癥的風險。
[0008] 健康、有營養的快餐應理想地滿足若干標準，包括對包含飽和和反式脂肪酸在內 的脂肪、膽固醇、鋼和添加糖的限制。優選情況下，該標準中還應包括已被配置成在健康或 保健方面具備特定好處的制品。
[0009] 盡管水果和蔬菜可WW其自然形態生吃或烹制，有些人還是發現將整個水果和蔬 菜作為快餐食用有些不實際、不方便，且通常并不理想。采用現有技術脫水的水果和蔬菜快 餐食品通常采用將整個水果或蔬菜脫水切片的形式。運些采用現有技術的脫水切片通常沒 有消費者所希望有的輕且脆的質地，也無法保留原始成分中存在的營養素和風味。現有技 術中其他類型的水果或蔬菜快餐食品已包括了少量或非顯著量的水果或蔬菜，因此它們與 傳統的馬鈴馨片并無營養上的差異。現有技術中的任何快餐食品均無法在輕且脆的快餐制 品中提供高水準的水果或蔬菜，W及上文所列舉的營養的快餐食品的額外標志。
[0010] 現有技術的直接膨脹的制品，例如WCheetos⑥（奇多）品牌生產和銷售的快餐食 品，其加工方式通常是在較高的溫度和壓力下將玉米粉和/或其他原材料通過一個其上有 小孔的型模擠出。熱擠出物中的水蒸氣壓力會使其在從小孔中被擠出時發生膨脹，或稱膨 化。如同樣轉讓給本發明的受讓人的6, 607, 772號美國專利中所披露的，起始原材料的典 型成分由玉米粉和水組成。由于下文詳述的原因，高溫/高壓擠出對于水果和蔬菜成分并 不理想。
[0011] 發明概述
[0012]本發明可提供具有出色口味且健康的擠出式膨化快餐食品塊，其具備較高含量的 諸如水果或蔬菜固形物等熱敏感成分及輕且脆的質地。通過將各種形式的水果內含物作為 一種成分納入其中，將水果或蔬菜固形物包含到膨化食品中。在本發明的一方面，水果或蔬 菜成分在擠出機內與預膠凝淀粉結合，超臨界流體在擠出機內的壓力條件下被注入混合物 中。超臨界流體在其從擠出機內引出時因達到大氣壓力而轉變為氣體，由此使擠出物發生 膨脹。
[001引在一種實施方式中，超臨界流體擠出式食品包含滲透率在8. 2x10ly至 6.9x10ly之間的預膠凝淀粉基質；其中預膠凝淀粉在擠出之前至少具備W下條件之一： RVA達到峰值時間小于100秒，其測量是在20%固形物條件下WRVA協議進行；80°C下的文 氏黏度在0.IPa-s至10化-S之間；或者，在W化為單位測量的剪切應力的對數值在0至 2. 5之間的條件下，W化為單位測量的剪切儲能模量的對數值在1. 25至2. 25之間。
[0014] 在另一種實施方式中，預膠凝淀粉在80°C下的文氏黏度在0.1 Pa-s至10化-S之 間。在又另一種實施方式中，預膠凝淀粉在W化為單位測量的剪切應力的對數值在0至 2. 5之間的條件下，W化為單位測量的剪切儲能模量的對數值在1. 25至2. 25之間。在另 一種實施方式中，當在20%固形物條件下W RVA協議進行測量時，預膠凝淀粉的RVA達到峰 值時間小于100秒。
[0015]在本發明的另一方面，擠出物被切塊，并接受用W改變擠出物塊結構的特定后期 處理操作。在一種實施方式中，圓柱形擠出物塊接受真空干燥，運將使擠出制品上生成一個 軸向的孔。在另一種實施方式中，擠出物塊接受射流沖擊干燥，運將使塊進一步膨脹和膨 化。運些方面W及本發明的更多特征和優勢將通過W下書面說明變得更加明顯。
[0016] 附圖簡要說明
[0017] 被視為本發明特性的新特征在所附權利要求中加W規定。然而，參照W下對示例 實施方式的詳細說明并結合附圖，可對本發明本身W及其優選使用模式、更多目標及優勢 有最充分的理解，在附圖中：
[001引圖1為用W制作本發明的擠出式快餐食品的裝置的示意圖。
[0019]圖2為根據本發明制作的包括軸向孔的快餐食品塊的透視圖。
[0020] 圖3為根據本發明制作的形似枕頭、內部密度較低的食品塊的透視圖。
[0021]圖4為使用本發明進行測試的各種淀粉的快速黏度分析儀（RapidVisco Analyzer,RVA)曲線圖。
[0022] 圖5所示為采用本發明的快餐食品的兩種實施方式和一種采用現有技術的快餐 食品的孔隙尺寸分布曲線。 陽〇2引詳細說明
[0024] 本發明的擠出式快餐食品塊是保留有原始成分中較高比例的熱敏感成分（例如 自然風味化合物和營養素）并具備輕、脆質地的擠出式快餐食品。熱敏感成分或具有熱敏 感組分的成分的非限定性實例包括基于水果和基于蔬菜的成分，糖分高的成分，某些蛋白 質（例如乳清蛋白），已與其原始來源（自然調味化合物）或合成物（合成調味化合物）隔 離的調味化合物，W及著色劑。
[00巧]該熱敏感組分在本發明的工藝中得W存留的方式是，在整個過程中，將擠出成分 的溫度保持在熱敏感組分發生分解的溫度W下。在本發明的最廣泛意義上，膨化或膨脹的 擠出物是在低于水沸點（約l〇〇°C)的溫度下制成。然而，本發明同樣適用于更低的溫度， 較低的溫度還會進一步拓展經歷此工藝后可存留的熱敏感成分的數量。在一種實施方式 中，原料成分的溫度被保持在低于約90°c;在一種優選實施方式中，該溫度被保持在約85°C W下；在一種最優選的實施方式中，溫度被保持在約80°CW下。
[00%] 如前文所述，現有技術生產膨脹食品的方式是，在擠出機內將原料成分在高壓下 加熱至高于水沸點（或者說，高于約l〇〇°C)的溫度，讓其通過一個型模孔，使水閃蒸為蒸 汽，由此使擠出物發生膨脹或膨化。許多采用現有技術的工藝還將原料成分加熱至高出 l〇(TC很多的溫度，W使原始成分中的所有淀粉發生膠凝。本發明可避免將原料成分加熱至 水沸點W上，方法是采用一種超臨界流體作為膨脹劑，其可在較低溫度下W液體或超臨界 狀態注入擠出機內的原料成分中。由于擠出機不包含烹制部分，原始原料成分的任何溫度 敏感組分均可在擠出過程之后得W留存，運是在此前的技術中從未實現的成果。
[0027] 圖1示出了根據本發明的一種實施方式的一種超臨界流體擠出機的示意截面圖。 擠出機10可W是單螺旋或多螺旋擠出機。在一種優選實施方式中，擠出機為雙螺旋擠出 機。更一般而言，該擠出機可包含在壓力下將原料成分混合在一起并壓迫該原料成分混合 物通過至少一個模孔形成擠出物的任何設備。該原料成分和可選的水被送至擠出機10。在 一種實施方式中，該原料成分與水進行預處理，隨后再被送入擠出機。可使用高壓累（未示 出）將經過預處理的原料成分送入擠出機10內。超臨界流體從超臨界流體源60、在位于入 口 20下游的端口 30處被送入擠出機10內。超臨界流體源可包括多個箱體、累、熱交換器、 儀表和閥（未示出），它們在一起工作，將處于超臨界狀態的流體送入擠出機內。在一種優 選實施方式中，超臨界流體為處于超出其超臨界點條件（約3rC和1087psi)的二氧化碳， W使其處于超臨界狀態。擠出機還可包含一個或多個熱交換器護套80。水等冷卻液可W通 過護套80被累送，W降低筒溫，并對擠出機內的原料成分進行冷卻。
[0028] 超臨界流體與擠出機10內的成分進行混合