DE68929424T2

DE68929424T2 - Auf Stärke basierte Erzeugnisse für Mikrowellenkochen oder -erhitzen

Info

Publication number: DE68929424T2
Application number: DE1989629424
Authority: DE
Inventors: Karin C. Gaertner; Katy Ghiasi; Ernst Graf; R. Carl. Hoseney; Victor T. Huang; Antoinette M. Hunstiger; Kristin L. Matson; Linda C. Miller; Deborah E. Rogers; Israel A. Saguy; Jean L. Weber
Original assignee: Pillsbury Co
Current assignee: Pillsbury Co
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1989-06-29
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2009-06-30
Also published as: WO1990000010A2; DE68929424D1; EP0617896A2; EP0617896B1; EP0617896A3; CA1318171C; WO1990000010A3; EP0429549A1; AU4484889A

Description

Mikrowellen befinden sich am unteren Energieende des Spektrums elektromagnetischer Strahlung, welches Gammastrahlen, Röntgenstrahlen, ultraviolettes, sichtbares Licht, Nahe-Infrarot-, Infrarotstrahlung, Mikrowellen und Radiowellen einschließt. Ein Mikrowellenbearbeiten bietet für einige Nahrungsmittelprodukte Vorteile gegenüber herkömmlicher Ofenerwärmung, da sie eine schnelle Produkterwärmung ohne übermäßig hohe Oberflächentemperaturen erzeugt. Diese Art der Erwärmung ist jedoch "entgegengesetzt zum" herkömmlichen Kochen bzw. Backen ("cooking") von Nahrungsmitteln in Bezug auf die Feuchtigkeit und Hitzeübertragung.
Bequemlichkeit ist ein Hauptfaktor bei der Popularität von Mikrowellenöfen. Verbraucherbefragungen haben gezeigt, dass die Mikrowellen-Marktdurchsetzung 70% der Haushalte erreicht hat, mit Hochrechnungen für das Wachstum, das sich durch die 1990er hindurch erstreckt. Zusammen mit dem Anwachsen der Durchsetzung von Mikrowellenöfen in den Haushalten, ist eine Nachfrage für mikrowellengeeignete Nahrungsmittel aufgekommen.
Es hat eine starke Expansion in der Anzahl der auf dem Markt erhältlichen Mikrowellennahrungsmittel gegeben. Jedoch führte dies typischerweise zu der Einbeziehung von Mikrowellenrichtungen und nicht zur neuen Bildung von Nahrungsmitteln für strukturelle Eigenschaften. Insbesondere auf dem Gebiet der brotartigen Nahrungsmittel wurden, wenn überhaupt, kleine Verbesserungen der strukturellen Eigenschaften in kommerziell erhältlichen Produkten erzielt. Es ist daher nicht wünschenswert gewesen, solche Produkte in einem Mikrowellenofen aufzuwärmen oder zu backen ("cook"). Sowohl vorgebackene ("precooked") als auch auch ungebackene ("uncooked") Produkte können eine übermäßige Zähigkeit und Festigkeit zeigen, wenn sie einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft Lösungen zum Über winden oder Reduzieren mindestens zweier Probleme, bezogen auf die Krumenstruktur, die das Erhitzen vorgebackener oder ungebackener brotartiger Produkte in einem Mikrowellenofen begleiten. Vorgebackene und ungebackene brotartige Produkte können als Ergebnis einer Mikrowellenerhitzung sowohl Zähigkeit als auch Festigkeit zeigen.
Eine bedeutende technische Schwierigkeit für eine Mikrowellenbehandlung ("microwaving") brotartiger Produkte ist die Entwicklung der vorangehend diskutierten inakzeptablen Struktur. Die äußere Krustenschicht kann so zäh werden, dass es schwierig ist, solch ein Produkt zu zerreißen. Es kann sehr schwer werden, die innere Krume zu kauen. Ebenso kann sich die Strukturqualität während des Abkühlungsverlaufs viel schneller verschlechtern, als die eines herkömmlich im Ofen gebackenen Produktes. Ein Überbacken ("overcooking") in einem Mikrowellenofen kann das Problem verschlimmern, während eine insgesamge Reduktion beim Backen oder Aufwärmen die Zähigkeit und Festigkeit reduzieren kann.
Es ist berichtet worden, dass Oscar Mayer & Co. ein mikrowellenfähiges Sandwich entwickelt hat durch Verwenden eines spezifischen Stärketyps und eines präzisen Verhältnisses von Stärke zu Fett zu Mehl in dem Teig (Anonym, 1987). Ein Verfahren, mit Strukturproblemen umzugehen, ist es, ein speziell gestaltetes Proteinsystem in dem Teig zu verwenden (Moore, 1979), von welchem berichtet wurde, dass es während der Mikrowellenbehandlung nicht zäh wird. Ein anderer Ansatz, wie in dem US-Patent Nr. 4,463,020 offenbart, erfordert die Verwendung von Langgetreidereismehl in dem Teig.
Ein in dem US-Patent Nr. 4,560,559 beschriebener Ansatz erfordert die Zugabe von Stärkekörnchen mit einer durchschnittlichen Größe von weniger als ungefähr 20 Mikrometer. Es wurde berichtet, dass Fett in Kombination mit anderen Substanzen die Zähigkeit in mikrowellenfähigen auf Teig basierenden Artikeln reduziert (Kimbrell, 1987). Der zart machende Effekt von Fett wurde dem "Fetteffekt" ("shortening effect") zugeordnet.
Die US 4,419,377 betrifft eine kulinarische Mischung zur Verwendung in der Zubereitung von Backwaren, insbesondere Kuchen. Diese Mischung benutzt ein lipophiles Emulgierungsmittelsystem und ein hohes Maß an Säuerungsmittel. Das lipophile Emulgierungsmittelsystem umfasst Propylenglycolmonoester, Monoglyceride, Glycerolactoester und Polyglycerolester. Es wird nicht erwähnt, dass den Bruch von Wasserstoffbrückenbindungen induzierende Mittel, wie sie im vorliegenden Anspruch 1 definiert sind, ein Mittel sein könnten, um den Zähigkeits- und Festigkeitsgrad in Produkten, welche durch Mikrowellenstrahlung gebacken werden, zu manipulieren.
Das Letztgenannte findet ebenfalls auf die US 4,396,635 Anwendung, welche eine abgepackte kulinarische Mischung speziell zur Zubereitung von in der Mikrowelle gebackenen Waren angepasst ist. Die Mischung umfasst Zucker, Mehl, Säuerungsmittel, Fett und ein Emulgierungsmittel.
Zähigkeit kann in sensorischen Begriffen definiert und bewertet werden als eine lederne oder gummiartige Essstruktur. Zum Beispiel ist ein Bagel zäh, während ein Croissant zart ist. Festigkeit kann in sensorischen Begriffen definiert und bewertet werden als die Kraft, die erforderlich ist, um durch die Probe zu beißen, ohne zu reißen oder zu ziehen. Ein "fades", auf Teig basierendes Produkt kann als fest charakterisiert werden, während frisches Brot unmittelbar nach herkömmlichem Backen als nicht fest erachtet werden würde.
Ob ein Produkt zäh oder fest ist, oder genauer, beanstandbar zäh oder fest ist, ist abhängig von der Art des Produkts und dem Verbraucher. Die Erwartung für Brot ist zum Beispiel, dass es weich und nicht zäh sein sollte. Wenn Brot die Struktur eines Bagels hätte, würde dies wegen der Zähigkeit beanstandbar sein. Bei einem Bagel ist es jedoch nicht beanstandbar, obwohl er zäh ist, da die Erwartung für ein Produkt ist, dass es eine zähe Struktur aufweist. Daher werden die Art des Produkts und der Verbraucher den Standard setzen, welches Maß an Zähigkeit oder Festigkeit beanstandbar oder erwünscht ist.
Einer der komplizierenden Faktoren im Umgang mit brotartigen Systemen ist, dass geringe Veränderungen in der Formel oder dem Prozess die Produktidentität von einem Produkt zu einem anderen Produkt verändern können. Zum Beispiel wird durch weitere Entwicklungen eines Biskuitteiges ein gebackenes Produkt hergestellt, das mehr wie ein Brot ist, und das Braten eines durch Hefe angesäuerten Produkts wird einen Doughnut herstellen, während das Backen des gleichen durch Hefe angesäuerten Teiges ein brotartiges Produkt herstellen wird. Daher muss eine sorgfältige Balance in der Herstellung und der Rezeptur vorgenommen werden, um Produktprobleme zu lösen und nicht die Produktidentität zu verändern.
Drei Kriterien sind die hauptsächlichen Bestimmungsfaktoren für eine Produktidentität. Diese Kriterien sind: der Mehltyp und sein Proteingehalt; die Menge an Fett; und der Grad der Teigentwicklung. Für Beispiele siehe Fig. 1.
Zusätzliche Faktoren können die Produktidentität beeinflussen. Einige dieser Faktoren schließen zum Beispiel ein: die Art des Fettes; die Art des Ansäuerungsmittels; das Teigbildungsverfahren; das Verfahren zur Fetteinlagerung; das Verfahren zum Kochen des Produkts, z. B. Dämpfen, Braten, Backen, usw.; das Verfahren zum Zusammenfügen des Teigproduktes, zum Beispiel Laminieren gegenüber nicht Laminieren, usw. Diese und viele verwandte Faktoren und Prinzipien sind in Hoseney (1986) diskutiert.
Weiterhin können die gleichen Getreidekörner bedeutende Unterschiede in dem Produkt liefern. Zum Beispiel kann die Veränderung von einem Weichweizen zu einem Hartweizen die Produktidentität signifikant verändern. Auf Teig basierende Produkte können aus einem Getreidekornmehl oder Mischungen von mehreren Getreidekornmehlen zubereitet werden. Für auf Teig basierende Produkte sollte das Getreidemehl geeignet sein, eine viskoelastische, durchgängige Proteinmatrix bei der Hydration zu bilden.
Es wurde überraschenderweise gefunden, dass die vorliegende Erfindung auf einfache Weise die Erhaltung der Produktidentität erlaubt, während man in der Lage ist, die Zähigkeit und die Festigkeit frei zu manipulieren. Die Zähigkeit und die Festigkeit können von irgendeinem Punkt entlang der Skalen, die von nicht zähen und nicht festen Produkten zu sehr festen und zähen Produkten rangieren, reduziert werden. Genauer schließt die vorliegende Erfindung Verfahren zur Reduzierung der Zähigkeit und der Festigkeit zu dem gewünschten Grad ein, bezogen auf ein Produkt ähnlicher Rezeptur, wenn es in einem Mikrowellenofen erwärmt wird. Die vorliegende Erfindung liefert die Freiheit, die Zähigkeit und die Festigkeit zu manipulieren, ohne Rücksicht auf die ursprüngliche Zähigkeit und Festigkeit eines ähnlichen Nicht-Erfindungs-Produkts zu nehmen.
Gemäß dieser Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines essbaren, auf Stärke basierenden brotartigen Produktes mit einem gewünschten Zähigkeitsgrad bereitgestellt, wie es in den Ansprüchen definiert ist. Darüber hinaus werden ebenso Verfahren zur Herstellung eines auf Teig basierenden Produktes mit einem gewünschten Zähigkeits- bzw. Festigkeitsgrad bereitgestellt, wie in den Ansprüchen definiert. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.
Die vorliegende Erfindung schließt Mittel und Verfahren zur Reduzierung des oben genannten Zähigkeits- und/oder Festigkeitsgrades von brotartigen Produkten bei ihrem Erwärmen, z. B. Aufwärmen oder Backen, durch Mikrowellenbestrahlung ein.
Zusätzliche Bearbeitungskriterien sind in den Patentanmeldungen mit den Titeln Methods of Microwave Heating of Starch-Based Products von K. H. Anderson et al. und Dough-Based Products for Microwaving von J. L. Weber et al., die gleichzeitig hiermit eingereicht wurden und deren gesamte Offenbarungen hierin durch Hinweis aufgenommen sind.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ebenso eine Produktzusammensetzung mit Gluten von reduziertem Molekulargewicht, um ein Produkt mit verbesserter Mikrowellengeeignetheit bereitzustellen und schließt eine Produktrezeptur mit niedrigem pH und/oder niedriger Jonenstärke ein, um eine verbesserte Mikrowellengeeignetheit zu liefern. Eine auf Teig basierende Zusammensetzung, die einen oberflächenaktiven Stoff enthält, um eine verbesserte Mikrowellengeeignetheit bereitzustellen, ist ebenso beschrieben.
Ausführungsformen der Erfindung können mikrowellengeeignete brotartige Produkte von guter Qualität bereitstellen, einschließlich nicht angesäuerter und angesäuerter Produkte. Angesäuerte Produkte schließen solche durch Mikroorganismen, wie Hefe, Chemikalien und Dampf usw. angesäuerte Produkte ein, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung kann ein mikrowellengeeignetes Produkt von guter Qualität, einschließlich einer rekonstituierbaren Trockenmischung, frischem oder rohem Teig, gefrorenem Teig oder vorgebackenen Backprodukten, in dem Mikrowellenofen zubereitet werden.
Die vorliegende Erfindung kann mit Stärke enthaltenden oder auf Stärke basierenden Produkten durchgeführt werden. Diese Produkte können die Form von Teigprodukten und Nicht-Teigprodukten annehmen. Teigprodukte zeigen Zähigkeit und häufig Festigkeit als ein Strukturproblem. Auf Teig basierend kann definiert werden als eül Produkt, Welches eine durchgängige Glutenmatrix hat. Vorzugsweise haben solche Produkte mindestens 4 Gewichts% Gluten in dem Trockenmehl. Bevorzugter hat ein auf Teig basierendes Produkt 6 Gewichts% oder mehr Gluten in dem Trockenmehl. Nicht-Teigprodukte, nachfolgend als auf einem Ausbackteig basierende Produkte ("batter-based products"), sind dadurch charakterisiert, dass sie eine minimale oder keine Glutenmatrix in der weichgemachten Mischung aus Mehl und Weichmachern haben. Generell haben auf Ausbackteig basierende Produkte niedriges Gluten, d. h., weniger als ca. 8 Gewichts- % Gluten in dem Trockenmehl, und können kein Gluten haben. Auf Ausbackteig basierende Produkte können eine Festigkeit als ein Ergebnis einer Mikrowellenerwärmung und keine Zähigkeit zeigen, wegen des Fehlens oder des niedrigen Grads an der durchgängigen Glutenmatrix.
Wie nachfolgend diskutiert wird, ist ein Zähwerden überwiegend ein Proteinbezogenes Phänomen, genauer, ein Gluten-bezogenes Phänomen. Wie ebenso nachfolgend diskutiert wird, ist ein Festwerden überwiegend ein Stärke-bezogenes Phänomen. Für die Durchführung der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiges auf Getreidekörnern basierendes Produkt benutzt werden, aus dem ein Teig oder ein Ausbackteig hergestellt werden kann. Ein Festwerden in einem beliebigen dieser Produkte kann durch die Durchführung dieser Erfindung verbessert werden. Bei Produkten, die auf einer Trockenmehlbasis mindestens 4% Gluten enthalten, kann die Erfindung benutzt werden, um das Zähwerden zu reduzieren. Kombinationen von Getreidekörnern können ebenso benutzt werden, um einen Teig oder einen Ausbackteig zu bilden. Getreidekörner schließen Weizen, Mais ("corn"), Roggen, Gerste, Hafer, Sorghum, Triticale ("triticale") usw. ein.
Ein brotartiges Produkt, wie hierin verwendet, ist nicht auf Brote begrenzt, wie sie in den Identitätsstandards nach dem Nahrungsmittel-, Arzneimittel- und Kosmetikgesetz definiert sind. Brotartige Produkte schließen solche Nahrungsmittel ein, wie Brote, Biskuits, Maisbrot ("cornbread"), Schnellbrote ("quickbreads"), Gebäck, süße Rollen, Pitabrot, Pastete ohne Füllung, Pizzateigmantel, Teigwaren, Knödel usw., ob das Produkt von einem auf einem Teig basierenden Produkt oder einem auf einem Ausbackteig basierenden Produkt, wie hierin definiert, hergestellt wird oder nicht.
Der hierin verwendete Begriff "auf einem Teig basierenden Produkt" schließt Produkte ein, die teilweise gebacken sind oder gebacken sind, und die direkt vor dem Backen durch beliebige Mittel in einer Teigform waren. Der Begriff "auf einem Teig basierenden Produkt" schließt ebenso Produkte ein, die vor dem Backen oder Aufwärmen in einem Mikrowellenofen ein Teig sind. Ein Teig kann definiert werden als eine viskoelastische Substanz, welche entwickelt oder teilweise entwickelt ist.
Der Begriff "auf einem Ausbackteig basierenden Produkt", wie hierin verwendet, schließt Produkte ein, die teilweise gebacken sind oder gebacken sind und direkt vor dem Backen in einer Ausbackteigform waren. Der Begriff auf einem Ausbackteig basierenden Produkt schließt ebenso Produkte ein, die vor dem Backen oder Aufwärmen in einem Mikrowellenofen ein Ausbackteig sind. Ein Ausbackteig kann eine Flüssigkeit sein oder kann ein Teigmantelmaterial, ganz wie "Brownie-Teig" oder "Keksteig" sein.
Ein Zwischenprodukt ist entweder ein auf einem Teig basierendes oder auf einem Ausbackteig basierendes Produkt in welcher Form auch immer, zum Beispiel, in einem gebackenen, teilweise gebackenen oder ungebackenen (rohen) Zustand, direkt bevor es einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird.
Die Produkte haben, wenn sie gebacken werden, typischerweise eine Gewichtszusammensetzung von ungefähr 20-85% Mehl, ungefähr 15 bis 45% Gesamtwasser und ungefähr 0 bis 50% Fett. Die Produkte in ihrer ungebackenen Beschaffenheit haben typischerweise eine Gewichtszusammensetzung von ungefähr 20 bis 80% Mehl, ungefähr 18 bis 55% Gesamtwasser und ungefähr 0-45% Fett.
Eine Trockenmischung, wie hierin verwendet, bedeutet eine Mischung von Bestandteilen, die normalerweise zur Herstellung eines Teiges oder eines Ausbackteiges verwendet werden, wie es in der Industrie bekannt ist. Solche Mischungen können in beliebiger Verpackungsgröße vorkommen und werden generell durch den Einzelhandel, Nahrungsmittelservice oder kommerziellen Vertriebsstellen verkauft. Zu der Trockenmischung müssen flüssige Bestandteile, wie Wasser und Fette, welche Weichmacher sind, und andere optionale Bestandteile, wie Eier usw., hinzugefügt werden.
Eine geeignete Struktur ist ähnlicher wie die Struktur eines herkömmlich gebackenen Äquivalents oder ähnlichen Produktes, wie es in der Industrie bekannt ist. Herkömmliches Backen schließt die Konvektion, die Konduktion, die Nicht- Mikrowellenbestrahlung, wie Backen mit Strahlungswärme, elektrische Resistenzerwärmung, d. h., das Nahrungsmittelprodukt oder brotartige Produkt wird verwendet, um den Strom zu leiten, usw.. Die Produktstruktur der Erfindung ist besser als die Struktur eines äquivalenten Produktes ohne eine Verwendung der Erfindung. Für Zwecke dieser Offenbarung ist ein ähnliches oder äquivalentes Produkt ein Produkt, das im Wesentlichen die gleiche Rezeptur hat, mit Ausnahme des/der hinzugefügten Bestandteils/Bestandteile oder der Bearbeitung zur Verbesserung der Mikrowellenstruktur, wie hiernach beschrieben. Solch ein Produkt wird ebenso analog bearbeitet, d. h., es wird auf die gleiche Weise bearbeitet und genauso vorgebacken und/oder erwärmt. Da jedoch einige dieser hinzugefügten Wirkstoffe den Arbeitsumfang, der zur Entwicklung oder Mischung erforderlich ist, verändern können, kann der eingegebene Arbeitsumfang während des Mischens oder Entwickelns verändert werden, sodass der Mischungs- oder Entwicklungsgrad der gleiche ist. Dies ist ebenso richtig für einen überentwickelten Teig, d. h., die Rezeptur und andere Bearbeitungsbedingungen sind die gleichen, mit Ausnahme des Entwicklungsgrades. Es ist bevorzugt, dass die Produktverbesserung mit der Erfindung bezogen auf ein ähnliches Produkt ohne die Erfindung für einen Verbraucher unterscheidbar ist und mindestens ungefähr 5, bevorzugt mindestens ungefähr 10 oder bevorzugter mindestens ungefähr 15 Punkte auf einer 0-60 organoleptisch relativen sensorischen Prüfungsskala (wobei 60 hohe Zähigkeit oder Festigkeit repräsentiert) ist, unter Verwendung eines ausgebildeten Gremiums. Solch eine Prüfungsvorgehensweise ist im Stand der Technik bekannt.
Es ist bevorzugt, dass die Verbesserung des Produktes mit der Erfindung, bezogen auf ein ähnliches Produkt ohne die Erfindung, mindestens ungefähr 10%, bevorzugt mindestens ungefähr 20% und bevorzugter mindestens ungefähr 30% Verbesserung auf der relativen sensorischen Prüfungsskala, wie hierin beschrieben, ist.
Die Produkte der vorliegenden Erfindung umfassen Mehl und ausreichend Weichmacher, um einen Teig oder einen Aufbackteig zu bilden. Der Teig oder Aufbackteig kann wässrige und nicht wässrige Weichmacher einschließen. Nicht wässrige Weichmacher schließen Fette ein. In einigen Produkten ist jedoch zugegebenes Fett nicht notwendig, zum Beispiel bei französischem Brot. Der hierin verwendete Wassergehalt, soweit nicht anders angezeigt, ist hinzugefügtes Wasser. Es soll verstanden werden, dass Mehl ungefähr 14 Gewichts% Wasser bezogen auf das Mehl enthält.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein gebackenes oder ungebackenes mikrowellengeeignetes Produkt von guter Qualität hergestellt werden, solche Produkte können vertrieben werden und/oder unter Bedingungen, wie gefroren, gekühlt (mit Druck beaufschlagt oder nicht mit Druck beaufschlagt) und Lagerstabilisierungssystemen ("shelf-stable systems") gelagert werden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Behandlungsmittel nach Art des Prozesses und/oder die Zusätze für auf einem Teig basierende oder auf einem Ausbackteig basierende Produkte effektiv in der Reduzierung der Mikrowelleninduzierten Zähigkeit und Festigkeit in einem unterscheidbaren Umfang sind.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass das Behandlungsmittel zur Reduzierung der Zähigkeit und/oder der Festigkeit keine spezielle Bearbeitungsausrüstung zur Bewirkung benötigt.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass das Behandlungsmittel effektiv zur Reduzierung der Zähigkeit oder der Festigkeit von einem beliebigen Zähigkeits- oder Festigkeitsmaß für ein äquivalentes Produkt, das das Behandlungsmittel nicht benutzt, ist.
Andere Aufgaben werden aus einer Übersicht auf die Beschreibung ersichtlich.
Die nachfolgenden Abkürzungen werden in dieser Beschreibung verwendet:
AU Anson Unit
B. licheniformis Bacillus licheniformis
B. subtilis Bacillus subtilis
cm Zentimeter
DATA Diacetylweinsäureester
HLB hydrophile/lipophile Balance
Kg Kilogramm
KOO&sub3; Kaliumjodat
kPa Kilopascal
min Minute
RH relative Feuchtigkeit
SALP Natriumaluminiumphosphat
SAPP Natriumsäurepyrophosphat
SODA Backpulver ("baking soda"); Natriumbicarbonat
SDS Natriumdodecylsulfat
SSL Natriumstearyllactylat
Fig. 1 illustriert graphisch verschiedene Produktidentitäten und die entsprechenden Produktcharakteristika.
Fig. 2 zeigt den Effekt eines reduzierenden Wirkstoffes auf die Produktqualität.
Fig. 3 zeigt den Effekt einer alpha,beta-ungesättigten Carbonylverbindung auf die Produktqualität.
Fig. 4 zeigt den Effekt eines schnell wirkenden Oxidans auf die Produktqualität.
Fig. 5A und B zeigen den Effekt von proteolytischen Enzymen auf die Produktqualität. Fig. 5A zeigt die B. subtilis Protease und Fig. 5B zeigt die Licheniformis Protease.
Fig. 6 zeigt den Effekt von niedrigem pH und Jonenstärke auf die Produktqualität.
Fig. 7 zeigt den Effekt von Harnstoff auf die relative Festigkeit, wie durch eine Kramer-Scherpresse ("Kramer shear press") gemessen.
Fig. 8 zeigt den Effekt von oberflächenaktiven Stoffen auf die Produktqualität.
Fig. 9 zeigt den Effekt einer Übermischung auf die Produktqualität.
Fig. 10 zeigt den Effekt vom Weizenmehltyp auf die Produktqualität.
Die vorliegende Erfindung stellt Verfahren zum Regulieren des Zähwerdens und des Festwerdens in auf Teig basierenden und auf Aufbackteig basierenden Mikrowellenprodukten bereit. Wie oben diskutiert, können diese Eigenschaften des Produktes, wenn sie nicht exakt reguliert werden, negative Reaktionen des Verbrauchers auf die Produkte hervorrufen.
Es hat den Anschein, dass die Anwendung von Mikrowellenenergie auf auf Teig basierende und auf Aufbackteig basierende Produkte zusätzliche oder unterschiedliche Strukturen in den resultierenden gebackenen oder aufgewärmten Produkten, verglichen mit herkömmlich gebackenen oder erwärmten Produkten, bereitstellt. In herkömmlich gebackenen Produkten interagieren strukturbildende Elemente, wie Protein und Stärke, miteinander, um die gewünschte Struktur bereitzustellen. Eine Mikrowellenerwärmung betont die Bildung oder verstärkt dieser Struktur, welches Strukturprobleme verursachen kann. Es werden hierin Theorien präsentiert, die potenzielle Grundlagen von Mikrowellen-induzierter Zähigkeit und Festigkeit betreffen. Diese Theorien sind zur vollständigeren Vergegenwärtigung eingeschlossen, begrenzen aber die Verwendungen der vorliegenden Erfindungen nicht, sie können sich aber eventuell als unvollständig oder ungenau erweisen.
Eine Zähigkeit von auf Teig basierenden und auf Aufbackteig basierenden Produkten, die der Mikrowellenbehandlung unterworfen werden, wird überwiegend für ein Protein-bezogenes Phänomen gehalten. Es wurde gefunden, dass solche Zähigkeit signifikant reduziert werden kann durch die Verwendung von Proteininteraktionsinhibitoren.
Proteininteraktionen oder Zähigkeit können durch Behandlungsmittel inhibiert werden, zum Beispiel durch eine Aufbereitung, wie die Überentwicklung, oder die Einschließung von Wirkstoffen, wie bevorzugte Bindungsmaterialien, wie oberflächenaktive Stoffe, durch Reduktion des Molekulargewichts des Proteins, durch das Erhöhen elektrostatischer Abstoßung und durch das Verwenden von den Bruch von Wasserstoffbrückenbindungen induzierenden Mitteln.
Eine Festigkeit, die durch die Mikrowellenbehandlung induziert ist, kann durch Begrenzung der Stärke-Stärke-Interaktion reduziert werden. Dies kann durch Behandlungsmittel erfolgen, zum Beispiel durch eine Bearbeitung, wie eine Überentwicklung, oder durch die Einschließung von Wirkstoffen, die den Umfang der Stärkeaufquellung begrenzen. Exemplarische Stärkeaufquellungsinhibitoren schließen oberflächenaktive Stoffe oder Fette ein. Für Substanzen, die charakteristischerweise Protein-Protein-Interaktionen inhibieren, wurde gefunden, dass sie häufig eine Mikrowellen-induzierte Festigkeit herabsetzen.
Alle hierin verwendeten Prozente sind Gewichtsprozente und alle Temperaturen liegen bei 21ºC, soweit nichts anderes angegeben ist.
Das Messen eines Wertes für Zähigkeit mit mechanischen Messvorrichtungen ist schwierig gewesen. Jedoch kann eine Zähigkeit leicht durch ausgebildete Geschmacksgremien von Leuten gemessen werden und kann angemessen auf willkürlich gewählten Zähigkeitsskalen quantifiziert werden. Solche Techniken sind in der Nahrungsmittelindustrie gut bekannt und werden generell als organoleptische Prüfung bezeichnet.
Ein Gremium von ausgebildeten Leuten wurde verwendet, um die Produkte zu evaluieren. Eine einführende Trainingssitzung wurde verwendet, um die Angehörigen des Gremiums mit dem Bereich der Produkte vertraut zu machen, die getestet werden würden. In dieser Sitzung wurden Referenzstandards präsentiert, um die Angehörigen des Gremiums auszubilden, die Unterschiede zwischen den Produkteigenschaften, die gemessen werden sollten, zu erkennen.
Das ausgebildete Gremium markierte zwei Referenzprodukte, die als Standards auf einer 0-60 linearen Punkteskala verwendet wurden, wobei 0 das untere Ende und 60 das obere Ende darstellt. Zwei Standards (unteres Ende und oberes Ende der Skala) wurden vor jeder Evaluierungssitzung einer Geschmacksprobe unterzogen und wurden auf den Auswertungsbögen markiert. Ein separater Auswertungsbogen, wie oben beschrieben, wurde für die Testproben verwendet. Nicht mehr als fünf Proben wurden auf einem gegebenen Bogen markiert. Es wurde die Präsentation der Hinweise jeder Sitzung verwendet, sodass die Antworten, welche zu verschiedenen Zeiten erfolgten, standardisiert werden konnten. Das durchschnittliche Ergebnis wird berichtet. Evaluierungen von Angehörigen des Gremiums, welche signifikant unterschiedlich von dem Rest des Gremiums waren, wurden von der Betrachtung ausgeschlossen. Diese Prüfungsvorgehensweise ist vollständiger offenbart in Moskowitz (1983), die vollständige Offenbarung hiervon wird hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.
Zwei bedeutende Struktureigenschaften wurden getestet: Festigkeit und Zähigkeit. Die Festigkeit wurde durch die Kraft, die erforderlich war, um durch die Probe ohne Reißen oder Ziehen zu beißen, bewertet. Die Zähigkeit wurde als die Aufrissrate bewertet, an welcher die Probe während des Kauvorganges auseinander ging.
Eine Prüfung durch einen mechanischen Apparat ist wünschenswert, aber wegen der Dynamik des Essen der Nahrungsmittelprodukte gibt es Variablen, für die ein Apparat nicht die Fähigkeit besitzt, sie zu messen. Das Kramer-Scherpresse- Verfahren hat sich jedoch als ziemlich erfolgreich im Messen der Festigkeit auf einer relativen Basis für jeden Probensatz erwiesen.
Eine Kramer-Scherpresse (Kramer et al., 1951), ausgestattet mit einer Belastungszelle von 500 kg, wurde an ein Instron Universal-Prüfinstrument (Modell 1011; Canton, MA) angeschlossen. Die Daten wurden unter Verwendung einer computergesteuerten Datensammlung auf einem IBM PC/XT, der direkt mit dem Instron (Instron, 1987) verbunden war, gesammelt. Zwanzig Punkte pro Sekunde wurden gesammelt. Vier bis sechs Wiederholungen wurden für jedes Produkt gemessen. Alle Messungen hierin erfolgten bei Raumtemperatur (21ºC), es sei denn, etwas anderes ist angezeigt.
Krumenproben (4,0 · 4,0 · 1,5 cm) wurden unter Verwendung eines Leitlineals ("template") geschnitten. Eine Krumenprobe ist eine Produktprobe, die von dem inneren Abschnitt des Produktes ohne Kruste genommen wurde. Die Querhauptgeschwindigkeit ("cross head speed") betrug 12,7 cm/Minute. Die Beanspruchung ("stress") (kPa) wurde kontinuierlich bis zu 200% Belastung ("strain") aufgezeichnet. Die instrumentalen Ergebnisse wurden mit den Beurteilungen des ausgebildeten Gremiums korreliert. Um Korrelationen zwischen den sensorischen Auswertungen und den instrumentalen Messungen der maximalen Belastung (kPa), gemessen mit der Kramer-Scherpresse, festzustellen, wurden zwanzig verschiedene Teigprodukte, herkömmlich gebacken und/oder durch eine Mikrowellenbehandlung, bewertet.
Der Korrelationskoeffizient, der aus der Korrelation der sensorischen Auswertung gegenüber der maximalen Belastung erhalten wurde, ergab diese Gleichung: Festigkeitsergebnis = 9,4 + 0,03 x maximale Belastung. Basierend auf der erhaltenen Korrelation (r = 0,81), wurde die maximale Belastung verwendet, um die Festigkeit auszudrücken. Der relativ hohe Korrelationskoeffizient zeigt an, dass die beiden Verfahren austauschbar benutzt werden können.
Die meisten Körner, einschließlich Getreidekörner, Ölsamen usw., umfassen überwiegend Protein, Stärke und Fett, wobei Stärke die bedeutendste Verbindung aller Getreidekörner ist. Es wurden Prüfungen durchgeführt, um Ursachen für ein Mikrowellen-induziertes Zähwerden zu ermitteln. Diese Untersuchungen schlossen ein Prüfen in einem Lösungsmittel ("solvent testing") von auf Teig basierenden Produkten ein, die in einem Mikrowellenofen vorgebacken und dann aufgewärmt wurden. Es gibt drei Proteininteraktionen, die in den Prozess des Zähwerdens involviert sein könnten. Diese Interaktionen sind eine kovalente Bindung, eine Wasserstoffbrückenbindung und eine hydrophobe Interaktion. In dem Fall einer kovalenten Bindung wurden sowohl Löslichkeitsprüfungen unter Verwendung von Natriumdodecylsulfat (SDS) und Mercaptoethanol als auch ein elektrophoresisches Prüfen, wie es in der Industrie bekannt ist, durchgeführt. Die Löslichkeitsprüfungen zeigten, dass sehr wenig Protein lösbar war, wenn SDS allein verwendet wurde. In der Gegenwart von SDS plus Mercaptoethanol wurde jedoch im Wesentlichen das gesamte Protein gelöst. Dies zeigt an, dass keine signifikanten Löslichkeits-inhibierenden kovalenten Bindungen stattgefunden haben, mit Ausnahme der Disulfidbindung, die charakteristisch für Glutenproteine ist. Dies war übereinstimmend mit den Befunden, die von Schofield et al. (1983) berichtet wurden.
Es wurde zusätzlich gefunden, insoweit das Protein Löslichkeit zeigt, dass es keinen reinen Anstieg in der Kreuzvernetzung von Polymeren (Proteinen) durch Disulfidbindungen als Ergebnis der Mikrowellenaufwärmung gab (Tabelle 1). TABELLE 1: PROTEINLÖSLICHKEIT ALS EINE FUNKTION DER MERCAPTOETHANOL-KONZENTRATION
Elektrophoresische Prüfungen wurden durchgeführt, um zu bestimmen, ob es Verlagerungen in der Molekulargewichtsverteilung der Glutenproteine gab. Die Proteine, die von einer Mikrowellen-aufgewärmten Brotkrume extrahiert wurden, hatten die gleiche Molekulargewichtsverteilung wie Proteine, die von einer herkömmlich gebackenen, nicht aufgewärmten Brotkrume extrahiert wurden.
Die Folgerung ist, dass sich weder die Anzahl noch die Lokalisierung von Disulfid-(kovalenten) Bindungen im Wesentlichen als eine Funktion der Mikrowellenaufwärmung veränderten.
Um eine mögliche Beziehung von hydrophoben Interaktionen und einem Zähwerden oder Festwerden zu ermitteln, wurden Prüfungen mit mehreren oberflächenaktiven Stoffen durchgeführt. Wenn die oberflächenaktiven Stoffe ein Zähwerden reduzierten, schien es nahe zu liegen, zu schlussfolgern, dass bevorzugt eine Bindung zwischen dem oberflächenaktiven Stoff und dem Protein die Protein- Protein-Interaktionen inhibierte. Die oberflächenaktiver-Stoff-Prüfung zeigte eine Reduktion des Zähwerdens an. Es schien, dass die hydrophoben Interaktionen eine wesentliche Ursache für das Zähwerden in vorgebackenen, auf Teig basierenden Produkten sind.
Hinsichtlich roher Teigprodukte, die in dem Mikrowellenofen gebacken werden, wurden zusätzliche Prüfungen durchgeführt, um die Ursache eines Zähwerdens zu bestimmen. Da rohe Teigprodukte einen höheren Feuchtigkeitsanteil haben als gebackene Produkte, liegt eine höhere Mobilität der Proteinmoleküle vor. Diese höhere Mobilität kann zu noch mehr Zähwerden führen. Wie in dem Fall von vorgebackenen Produkten liegen die möglichen Ursachen für ein Zähwerden in rohen Teigprodukten, die in einem Mikrowellenofen gebacken werden, überwiegend in Protein-Protein-Interaktionen. Daher wurde überraschend gefunden, dass ein Zähwerden von vorgebackenen und ungebackenen Produkten überwiegend ein Protein-bezogenes Phänomen war.
Es wurden Prüfungen durchgeführt, in denen das Verhältnis von Weichweizenmehl zu Hartweizenmehl verwendet wurde. Wie in Fig. 10 gezeigt, waren die Produkte mit einem höheren Prozentsatz an Weichweizenmehl weniger zäh und fest. Daher wurde überraschenderweise gefunden, dass Mikrowellen-induziertes Zähwerden und Festwerden durch die Auswahl der Proteinqualität, wie Weichweizen, reduziert werden könnte, oder durch ein Inhibieren oder ein Reduzieren der Protein-Protein-Interaktionen von Proteinen mit geringer Mikrowellenfähigkeit (z. B. Hartweizengluten).
Inhibitoren von Protein-Protein-Interaktionen schließen Verbindungen oder Wirkstoffe ein, die bevorzugt reagieren mit oder binden an Proteine, um diese Interaktionen zu minimieren. Ausreichend Protein-Interaktionsinhibitor kann dem Teig vor dem Mikrowellenbacken oder -aufwärmen hinzugefügt werden, um das Zähwerden zu reduzieren.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung können oberflächenaktive Stoffe (Emulgierungsmittel) verwendet werden, um eine Protein-Protein-Interaktion und ein nachfolgendes Zähwerden, induziert durch Mikrowellenbestrahlung, zu reduzieren. Oberflächenaktive Stoffe wurden in herkömmlich gebackenen Teigprodukten zum Zwecke der Teigbehandlung (Teigverstärkung) und um einen faden ("staling") Geschmack zu verhindern, verwendet. Verwendbare oder möglicherweise verwendbare oberflächenaktive Stoffe schließen Stearyl-2-lactylate; Sorbitanmonofettsäureester; Monoglyceride; 1-Propylenglycolmonofettsäureester; Sucrosefettsäureester; Diacetylweinsteinsäureester von Monoglyceriden und ethoxylierte Monoglyceride; Polysorbat 60; Polysorbat 80, usw., ein. Fig. 8 zeigt, dass der Effekt von oberflächenaktiven Stoffen abhängig von den HLB-Werten ist. Die HLB-Werte werden anhand der folgenden jeweiligen Emulgierungsmittel dargestellt:
Eine andere Klasse von Interaktionsinhibitoren wirkt reduzierend auf das Molekulargewicht des Proteins. Dies kann durch die Spaltung von Glutendisulfidbindungen mit Mischungswirkstoffen (Disulfidreduktionsmittel) erfolgen, z. B. Cystein (siehe Fig. 2), Glutathion aus Trockenhefe, Bisulfite, Dithiothreitol und Mercaptoethanol.
Glutendisulfidbindungen können durch Mischen gebrochen werden und ihre Rückbildung kann durch das Hinzufügen von alpha,beta-ungesättigten Carbonylverbindungen, wie Sorbat, Maleat, N-Ethylmalimid, Cinnamat, Ferulat, Fumarat, Cinnamaldehyd, Crotonaldehyd, Maleinsäureanhydrid und Acrolein.
Fig. 3 zeigt den Effekt von Kaliumsorbat auf die Festigkeit und Zähigkeit von Biskuits.
Schnell wirkende Oxidierungsmittel, wie Kaliumjodat, Calciumjodat oder Diazocarbonamid, repräsentieren eine Klasse von Verbindungen, die alpha,betaungesättigte Carbonylverbindungen herstellen können, zum Beispiel während eines Mischens mit hohen Scherkräften. Fig. 4 zeigt den Effekt von Kaliumjodat (KIO&sub3;) auf die Produktqualität. Es wird von einem beliebigen oxidierenden Wirkstoff mit einem Reduktionspotenzial, das höher ist als das von ortho- oder para- Chinonen, erwartet, dass er funktioniert.
Das Molekulargewicht von Proteinen kann ebenso durch die enzymatische Hydrolyse von Peptidbindungen reduziert werden. Die geprüften bakteriellen Proteasen waren effektiv und verringerten die Mikrowellen-induzierte Zähigkeit und Festigkeit. Von anderen pflanzlichen, tierischen und mikrobiellen Proteasen wird ebenfalls erwartet, dass sie effektiv sind. Eine Anson-Einheit (AU) ist die Menge an Enzym, die unter Standardbedingungen eine Menge von TCA-löslichem Produkt freisetzt, die die gleiche Farbe mit Phenolreagens ergibt wie ein Milliäquivalent Tyrosin. Die Standardbedingungen sind: Substrat -- denaturiertes Hämoglobin, Temperatur -- 25ºC, pH -- 7,5, Reaktionszeit -- 10 Minuten. Fig. 5 zeigt, dass das Maß an Enzymen direkt mit der Produktqualität in Verbindung steht. Daher sind Hefeextrakte und Autolysate, welche sowohl eine Protease als auch Glutathion als einen reduzierenden Wirkstoff enthalten, eine bevorzugte Gruppe von Bestandteilen.
Es können ebenso Wasserstoffbrückenbindungen in Gluten gebrochen werden, um Proteininteraktionen zu reduzieren. Diese relativ schwachen Bindungen können mit Chemikalien, wie Harnstoff, Guanidin, Dimethylsulfoxid und N,N- Dimethylformamid gebrochen werden. Obwohl alle oben genannten, den Bruch von Wasserstoffverbindungen induzierenden Verbindungen nicht für Nahrungsmittel anerkannt sind, wurden mindestens einige getestet, um zu sehen, ob die Zerstörung von Wasserstoffbrückenbindungen die Festigkeit reduzierte. Wie in Fig. 7 gezeigt, setzen ansteigende Konzentrationen von Harnstoff die Festigkeit herab. Da ein Herabsetzen in den Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften stark korreliert, sind die gezeigten Ergebnisse für die Festigkeit vermutlich ebenso repräsentativ für die Reduktion der Zähigkeit.
Ein Ansteigen der elektrostatischen Abstoßung zwischen Proteinen, wie Glutenmolekülen, ist ein anderer Weg zum Inhibieren einer Gluteninteraktion und nachfolgendem Zähwerden. Es gibt hierfür zwei Methoden, die von dem optimalen pH des Produktsystems abhängig sind. Erstens kann für ein Produkt mit relativ hohem pH, wie chemisch angesäuerten Produkten, eine Desamidase verwendet werden, um Asparagin und Glutamin zu Asparagin- und Glutaminsäureresten zu hydrolysieren. Ungefähr 35%-40% der in Gluten vorhandenen 20 Aminosäuren sind Asparagin und Glutamin. Ihre enzymatische Hydrolyse zu Asparaginsäure bzw. Glutaminsäure setzen den isoelektrischen Punkt von Glutenmolekülen herab und setzen ebenso ihre Hydrophobizität herab, welches eine hydrophobe Interaktion reduziert. Ebenso wird der pH des Produktes höher sein als der isoelektrische Punkt von Gluten, und in Gegenwart einer hohen Elektrolytkonzentration von Ansäuerungswirkstoffen und hinzugefügtem Salz wird die Protein-Protein- Ionenanziehungskraft minimiert.
Die zweite Methode zum Minimieren einer ionischen Anziehungskraft ist es, den pH und die Jonenstärke des Produktes zu erniedrigen. Die hohe positive Nettoladung des Proteins bei niedrigem pH resultiert ebenfalls in einer elektrostatischen Abstoßung, insbesondere bei niedriger Ionenstärke. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist es ein unerwarteter Befund, dass durch das Einkapseln von Soda der pH und/oder der Ionenstärkeeffekt, welcher ein Mikrowellen-induziertes Zähwerden signifikant reduziert, vergrößert wird. Der pH kann durch eine beliebige lebensmittelunbedenkliche Säure erniedrigt werden. Eine bevorzugte Gruppe von Säuren sind alpha,beta-ungesättigte Carbonsäuren. Früchte mit einem hohen Anteil dieser Art von Säuren oder sogar Zimt, der alpha,beta-ungesättigte Aldehyde und Säuren enthält, können ebenfalls eingeschlossen werden.
Die vorangehenden Verfahren können benutzt werden, um Mikrowelleninduzierte Zähigkeit in vorgebackenen auf Teig basierenden Produkten, die in dem Mikrowellenofen aufgewärmt werden, in Produkten, die aus der Teigform gebacken werden, die in einem Mikrowellenofen gebildet wird, und in Produkten, die aus Trockenmischungen wiederhergestellt wurden und dann in einem Mikrowellenofen gebacken wurden, zu reduzieren.
Der Festigkeitsgrad nach dem Abkühlen wird durch das Mikrowellenaufwärmen oder -backen beschleunigt. Die Gründe für die Beschleunigung sowohl des Zähwerdens als auch des Festwerdens sind nicht vollständig verstanden. Während für das Zähwerden gefunden wurde, dass es sich überwiegend um ein Proteinbezogenes Phänomen handelt, wurde für das Festwerden gefunden, dass es sich überwiegend um ein Stärke-bezogenes Phänomen handelt. Die Lösungen für ein Mikrowellen-induziertes Festwerden können sowohl für auf Teig basierende als auch für auf Ausbackteig basierende brotartige Produkte verwendet werden.
Herkömmlich gebackene Teige haben eine durchgängige Proteinstruktur oder -matrix, die durch Gluten in Weizenmehl gebildet wurde. Rasterelektronenmikroskopdaten und Enzymverdauungsstudien zeigen, dass das Protein ebenso die durchgängige Phase in Mikrowellen-erwärmten Produkten ist. Jedoch scheinen die Stärkekörnchen von Mikrowellen-erwärmten Teigen in einem weitaus größeren Ausmaß aufgequollen zu sein als die in herkömmlich erwärmten Produkten. Es ist möglich, dass die Stärke-Stärke-Interaktionen in einem weitaus schnelleren Grad erfolgen können, wenn das Körnchen vollständig aufgequollen ist. Dies würde in einem Produkt resultieren, das in einem weitaus höheren Grad festigt.
Stärke-Stärke-Interaktionen können durch eine breite Klasse von Inhibitoren minimiert werden, wie oberflächenaktive Stoffe, den Bruch von Wasserstoffbrückenbindungen induzierende Mittel und Polymere mit hohem Molekulargewicht, wie Gummi. Da Stärkekörnchen in einem Glutenfilm eingebettet sind, können alle oben beschrieben Inhibitoren einer Gluten-Interaktion zum Minimieren der Zähigkeitsentwicklung ebenso das Festwerden minimieren, weil der Aufquellungsgrad und die darauf folgende Stärke-Interaktion in Gegenwart des Glutenfilms modifiziert werden. Die Beispiele schließen eine niedrige Jonenstärke und/oder pH, chemisch reduzierende Wirkstoffe, oberflächenaktive Stoffe usw. ein.
Die Festigkeit kann ebenso durch ein Herabsetzen der Produktabkühlungsrate nach dem Aufwärmen oder Backen in dem Mikrowellenofen reduziert werden. Dies kann durch Abkühlen des Produktes in einem verschlossenen Plastikbeutel nach dem Erwärmen oder Backen erfolgen, wie durch Anderson et al., oben zitiert, offenbart wird.
Theoretische Berechnungen, die auf offenen Schaumstoffstrukturen basieren, zeigen, dass ein Herabsetzen der Wanddicke die Festigkeit exponentiell reduziert (Ashby, 1983). Daher können geringe Veränderungen der Gaszellenwanddicke einen signifikanten Effekt auf die Produkteigenschaften haben. Die Gaszellenwanddicke ist invers proportional zu der Anzahl an Luftzellen pro Volumeneinheit.
Die gewünschte Produktstruktur kann durch Bearbeitungsschritte erreicht werden, wie chemische Ansäuerung oder Hefeansäuerung des Teiges, kombiniert mit einem intermittierenden Lochstanzen, welches zu einer Unterteilung von Luftzellen führt.
Ein anderes Verfahren oder eine andere Behandlung zum Reduzieren der Zähigkeit und der Festigkeit in einem Produkt ist eine Überentwicklung des Teiges über den Höchstwert hinaus, wie sie durch ein Wattmeter gemessen wird. Eine Überentwicklung ist mehr als 20%, bevorzugt mehr als 30% und am meisten bevorzugt mehr als 40% der optimalen Entwicklung auf einer Arbeitsaufwandsbasis. Es wurde gefunden, dass solche Überentwicklung in einem Herabsetzen der Zähigkeit und der Festigkeit resultiert. Je höher der Grad der Überentwicklung ist, desto größer ist im Allgemeinen die Reduzierung der Zähigkeit und der Festigkeit. Es sollte verstanden werden, dass extreme Überentwicklung wegen des Verlusts des spezifischen Volumens des gebackenen Produktes vermieden werden sollte. Eine Überentwicklung ist normalerweise in herkömmlich gebackenenen Produkten wegen des Verlustes des gebackenen spezifischen Volumens zu vermeiden, das Mikrowellenbacken tendiert jedoch dazu, diesen Verlust zu kompensieren, vermutlich wegen der Dampferzeugung. Eine Diskussion zur optimalen oder Höchstwertentwicklung kann in Hoseney (1986), Kapitel 10, gefunden werden. Fig. 9 zeigt den überraschenden Effekt der Überentwicklung auf die Produktqualität.
Die vorangegangenen Lösungen zur Zähigkeit und Festigkeit werden entweder durch das Hinzufügen von Bestandteilen und/oder durch Verfahren, Ansätzen in Mengen, die ausreichend sind, um das Qualitätsmaß zu verbessern, wie oben dargelegt, bewirkt.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf solche brotartigen Produkte anwendbar, die, wenn sie entweder durch herkömmliche Mittel oder durch Mikrowellenstrahlung gebacken werden, Bestandteile, wie oben beschrieben, enthalten können, und andere zusätzliche Bestandteile können in dem Produkt enthalten sein, wie sie in dem Stand der Technik bekannt sind. Die hierin in ihrem ungebackenen Stadium beschriebenen Produkte, d. h., im Aufbackteig- oder Teigstadium, können Bestandteile, wie oben beschrieben, und zusätzliche Bestandteile enthalten, wie sie in dem Stand der Technik bekannt sind.
Gekühlte Teige sind in der Industrie bekannt. Es sind rohe oder frische Teige, die in einem abgedichteten Behälter aufbewahrt werden. Wenn sie unter Druck gesetzt werden, liegt das Druckmanometer in dem Bereich zwischen ungefähr einer halben und ungefähr 2 Atmosphären, bevorzugt ungefähr 1 Atmosphäre. Die Kühllagerungstemperaturen betragen weniger als ungefähr 5ºC und bewegen sich bevorzugt in dem Bereich zwischen ungefähr 0ºC und ungefähr 5ºC. Die Aufbewahrungszeit beträgt typischerweise 6-12 Wochen.
Gefrorene Teige werden bei einer Temperatur von weniger als 0ºC und bevorzugt weniger als ungefähr -10ºC aufbewahrt.
Die Offenbarung erweitert sich auf gekühlte oder gefrorene Teigprodukte, die zum Erwärmen oder zum Backen durch Mikrowellenbestrahlung geeignet sind, und auf ein essbares Produkt, das durch Mikrowellenbestrahlung erwärmt oder gebacken wird, wobei diese Produkte unter Verwendung eines beliebigen Verfahrens dieser Erfindung hergestellt wurden.
Die folgenden Beispiele sind dazu gedacht, die vorliegende Erfindung zu illustrieren.

BEISPIEL I

Dieses Beispiel zeigt den Effekt verschiedener Zusätze auf eine Mikrowelleninduzierte Festigkeit und Zähigkeit in chemisch angesäuerten Frischteigprodukten. Chemisch angesäuerte Biskuits wurden aus rohem Teig in einem Mikrowellenofen gebacken. Die Teige hatten die folgenden Rezepturen: TABELLE 2 Teigzusammensetzungen
Die Biskuits wurden nach der folgenden Vorgehensweise hergestellt:
1. Mischen - Wiege alle Bestandteile. Mische alle Trockenbestandteile in einer Hobart-Schale mit einem Modell N-50-Mixer bei niedriger Geschwindigkeit (#1) für 1-1/2 Min. mit einem Teighaken vor. Füge geschmolzenes Fett während des Vormischens hinzu. Füge Wasser hinzu und mische für zusätzliche 2,5 Min. Verändere die Geschwindigkeit auf Höchststufe #2 und setze das Mischen für zusätzliche 10 Min. fort.
2. Herstellen von Teigplatten ("sheeting") - Rolle den Teig auf einem leicht bemehlten Brett aus. Schneide mit einem elliptischen Messer (6,35 cm · 8,26 cm). Das resultierende Teigstück ist 0,635 cm dick und wiegt 22 g.
3. Gären ("proofing") - Lagere für 30 Minuten bei 32ºC/70% relativer Luftfeuchtigkeit auf einem Keksblech, das mit einer Plastikhülle abgedeckt ist.
4. Aufbewahrung - Das gegorene Produkt kann abgedeckt und gefroren oder gekühlt aufbewahrt werden, bis es zum Mikrowellenbacken verwendet wird. Zur Herstellung eines vorgebackenen Produktes kann das gegorene Produkt vor dem Aufbewahren in dem Ofen gebacken werden (z. B. 232ºC für 7 Minuten).
5. Backen und Beurteilung - Ein 5, 5ºC Teigblock wurde auf ein Kartonpodest ("cardboard pedestal") platziert, 5 cm von dem Boden eines Litton Generation II Mikrowellenofens erhöht, und für 25 Sekunden auf der Höchststufe gebacken. Die Biskuits wurden für 10-15 Minuten abgekühlt, dem Gremium serviert und bewertet. Die Ergebnisse dieser Bewertung sind in Tabelle 3 gezeigt. Alle Produkte der Proben B, C und D wurden als mit einer weniger zähen und weniger festen Struktur bewertet als die Kontrolle aus Probe A. TABELLE 3 Biskuit-Bewertung Sensorische Auswertung
Diese Bewertungen zeigen, dass das Einkapseln von Soda und die Reduktion der Ionenstärke durch Entfernen von SAPP und Salz (Probe C) ebenso wie das Einschließen von Cystein (Probe B) Strukturprobleme reduziert.
Da Harnstoff, ein den Bruch von Wasserstoffbrückenbindungen induzierendes Mittel, kein anerkannter Nahrungsmittelbestandteil ist, wurden instrumentelle Messungen unter Verwendung der Kramer-Scherpresse anstelle der organoleptischen Prüfung verwendet. Es wurden verschiedene Harnstoffkonzentrationen in dem Teig zubereitet (unter Verwendung entsprechender Veränderungen der Menge an Mehl) und geprüft, die Ergebnisse sind in Fig. 7 gezeigt. Basierend auf diesen Ergebnissen stellt die Probe D eine Verbesserung von mehr als 30% gegenüber der Probe A dar.

Vergleichendes BEISPIEL II

Dieses Beispiel zeigt den Effekt von verschiedenen Zusätzen in chemisch angesäuerten Frischteigprodukten, die unter höheren Scherbedingungen hergestellt wurden, auf eine Mikrowellen-induzierte Festigkeit und Zähigkeit. Chemisch angesäuerte Biskuits wurden aus rohem Teig in dem Mikrowellenofen gebacken. Die Biskuitteige hatten die in Tabelle 4 gezeigten Zusammensetzungen. TABELLE 4 Biskuitteigzusammensetzungen
Die Biskuits wurden nach der folgenden Vorgehensweise hergestellt:
1. Mischen - Genauso wie in Beispiel I, mit der Ausnahme, dass eine viel kleinere Chargengröße und eine effizientere Mischschaufel verwendet wurden, sodass der Energieaufwand pro Gewichtseinheit des Teiges viel höher ist.
2. Herstellen von Teigplatten, Gären, Aufbewahren und Backen - Genauso wie in Beispiel I.
Alle Produkte der Proben F und G wurden dahingehend beurteilt, dass sie eine niedrigere Zähigkeit und Festigkeit aufwiesen als die Kontrolle von Probe E, die ebenso weicher und weniger zäh war als die Probe A in Beispiel I. TABELLE 5 Sensorische Auswertung

Vergleichendes BEISPIEL III

Dieses Beispiel zeigt den Effekt des Einsteckens in einen Beutel ("pouching") bei einem chemisch angesäuerten Frischteigprodukt. Die Biskuitprobe H, die die gleiche Rezeptur wie die Biskuitprobe A in Beispiel I hat, wurde mikrowellengebacken und auf einem Suszeptor in einem Plastikbeutel abgekühlt, während Probe A gebacken und auf einem Suszeptor ohne den Beutel abgekühlt wurde. Die gebackenen Produkte wurden auf verschiedene Mitteltemperaturen abgekühlt und in dergleichen Weise bewertet wie die aus Beispiel I. Das eingebeutelte Produkt (H) hat eine niedrigere Abkühlungsrate als das nicht eingebeutelte Produkt. Die eingebeutelte Variable wurde sowohl bei 48,9ºC als auch bei 60,0ºC als zarter mit einer weicheren Struktur bewertet als die Kontrolle (nicht eingebeutelt) bei diesen beiden Temperaturen. Es gab keinen Unterschied zwischen den eingebeutelten Variablen und den Kontrollvariablen sowohl bei 32,2ºC als auch bei 87,8ºC. Die Ergebnisse werden wie folgt tabelliert: TABELLE 6 Sensorische Auswertung

Vergleichendes BEISPIEL IV

Dieses Beispiel zeigt den Effekt eines oberflächenaktiven Stoffes auf ein vorgebackenes Hefe-angesäuertes Produkt. Hefe-angesäuerte Brote (Proben I und J) wurden gemäß der in Tabelle 7 gezeigten Rezeptur zubereitet. TABELLE 7 Brotteigrezeptur
Die Teige wurden nach dem Unmittelbar-Teig-Prozess ("straight dough process"), beschrieben durch Finney (1984), zubereitet, mit der Ausnahme, dass eine 1.500 g Charge unter Verwendung eines Modell N-50-Hobart-Mixers, ausgestattet mit einem Teighaken, zubereitet wurde. Aus diesem Teig wurden 300 g Laibe in einem herkömmlichen Ofen für 24 Minuten bei 218ºC gebacken. Nach dem Abkühlen wurde der Laib in 1,25 cm, 18 g Scheiben geschnitten. Die Scheiben wurden auf der Höchststufe für 25 Sekunden mikrowellenbehandelt. Die mikrowellenbehandelten Scheiben wurden nach der Kramer-Scherpresse, wie oben beschrieben, bewertet. Probe J ergab ständig niedrigere Festigkeits- und Zähigkeitswerte als Probe I. TABELLE 8

Vergleichendes BEISPIEL V

Dieses Beispiel zeigt den Effekt einer Protease auf die Festigkeit und Zähigkeit von einem gefrorenen Teigprodukt. Chemisch angesäuerte Biskuits wurden aus gefrorenem rohem Teig in dem Mikrowellenofen gebacken. Die Biskuits hatten die folgenden Rezepturen: TABELLE 9
Die Biskuits wurden nach der folgenden Vorgehensweise hergestellt:
1. Mischen - Mische alle Trockenbestandteile in einer Hobart-Schale mit einem Modell N-50-Mixer bei niedriger Geschwindigkeit (#1) für 1 1/2 Min. mit einem Teighaken vor. Füge geschmolzenes Fett während des Vormischens hinzu. Füge Wasser hinzu und mische für zusätzliche 2 Minuten.
2. Herstellung von Teigplatten und Gären - Genauso wie in Beispiel I. Das Verhältnis zwischen dem Teigdurchmesser und der -höhe wurde für die Proben mit der Protease herabgesetzt, sodass die fertiggestellten Produkte nach der Mikrowellenerwärmung dengleichen Durchmesser- /Höhenverhältnis hatten.
3. Aufbewahrung - Die gegorenen Produkte wurden vor dem Backen gefroren aufbewahrt. Die Produkte wurden auf der Höchststufe für 25 bis 35 Sekunden mikrowellenbehandelt. Die Produkte von der Probe L wurden dahingehend beurteilt, dass sie eine weniger zähe und weniger feste Struktur hatten als die der Probe K. Die durch das Gremium bestimmten sensorischen Auswertungen sind in Tabelle 10 gezeigt. TABELLE 10 Sensorische Auswertung
Bevorzugte, bevorzugtere und am meisten bevorzugte ungefähre Effektivmaße von Wirkstoffen der vorliegenden Offenbarung in Teigen sind in Tabelle 11 dargestellt. TABELLE 11

ZITIERTE REFERENZEN

Die Gesamtheit jeder der folgenden Referenzen, sowie der hierin zitierten Referenzen, sind hiermit durch Bezugnahme aufgenommen. U. S. Patentdokumente

ANDERE PUBLIKATIONEN

Anonym, (1987) "Lot Of Work And Research Went Into Zappetites Debut". World Food & Drink Report, 8. Oktober.
Ashby, M. F., (1983) "The Mechanical Properties of Cellular Solids". Metallurgical Transaction A, 14A(9): 1755.
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Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines eßbaren auf Stärke basierenden brotartigen Erzeugnisses mit einem erwünschten Zähigkeitsgrad, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Bildung eines Teigs aus Wasser, Mehl und einem Strukturbildner aus der Gruppe der den Bruch von Wasserstoffbrückenbindungen induzierenden Mittel aus der Gruppe Harnstoff, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid und Guanidin-Hydrochlorid, wobei der Strukturbildner in solch einer Menge vorliegt, daß dem eßbaren Erzeugnis bei Mikrowellenbestrahlung ein Zähigkeitsgrad verliehen wird, der deutlich unter dem Zähigkeitsgrad eines Teigs ohne den Strukturbildner liegt;

Herstellung eines Zwischenprodukts aus diesem Teig; sowie

dieses Zwischenprodukt solange mit Mikrowellen bestrahlt, daß ein erwünschtes eßbares Erzeugnis hergestellt wird, wobei dieses eßbare Erzeugnis einen Gesamtwassergehalt von mindestens ungefähr 15 Gewichtsprozent aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das den Bruch von Wasserstoffbrückenbindungen induzierende Mittel 1 bis 5 Gewichtsprozent des Teigs ausmacht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt, in dem das Zwischenprodukt hergestellt wird, ein Vorbacken des Teigs beinhaltet, insbesondere wobei das Vorbacken durch traditionelles Backen geschieht oder wobei das Vorbacken durch Mikrowellenbestrahlung geschieht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zwischenprodukt mit Mikrowellen bestrahlt wird, um es zu backen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Zwischenprodukt um eine Backware handelt, die mit Mikrowellen bestrahlt wird, um es aufzuwärmen.

6. Verfahren zur Herstellung eines auf Teig basierenden Erzeugnisses mit einem erwünschten Zähigkeitsgrad, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Bildung eines Teigs aus Wasser, Mehl und einem Strukturbildner nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Strukturbildner in solch einer Menge vorliegt, daß dem eßbaren Erzeugnis bei Mikrowellenbestrahlung ein Zähigkeitsgrad verliehen wird, der deutlich unter dem Zähigkeitsgrad eines Teigs ohne Strukturbildner liegt;

Herstellung eines ungebackenen Zwischenprodukts aus diesem Teig;

Aufbewahrung des Zwischenprodukts in einem dichtverschlossenen Behältnis bei einer Temperatur von unter ungefähr 5ºC;

Herausnehmen des Zwischenprodukts aus dem Behältnis und ausreichend langes Bestrahlen des Produkts mit Mikrowellen, so daß das Zwischenprodukt zu einer erwünschten eßbaren Bachware gebacken wird, wobei die eßbare Backware einen Gesamtwassergehalt von mindestens ungefähr 15 Gewichtsprozent aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Zwischenprodukt in dem Behältnis aufbewahrt wird und unter einem Manometerdruck von mindestens ungefähr einer halben Atmosphäre steht; insbesondere wobei das Zwischenprodukt bei einer Temperatur im Bereich von zwischen ungefähr 0ºC und ungefähr 5ºC aufbewahrt wird oder wobei das Zwischenprodukt bei einer Temperatur von unter ungefähr 0ºC aufbewahrt wird.

8. Verfahren zur Herstellung eines auf Teig basierenden Erzeugnisses mit einem gewünschten Festigkeitsgrad, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Bildung eines Teigs aus Wasser, Mehl und einem Strukturbildner nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Strukturbildner in solch einer Menge vorliegt, daß dem eßbaren Erzeugnis bei Mikrowellenbestrahlung ein Festigkeitsgrad verliehen wird, der deutlich unter dem Festigkeitsgrad eines ähnlichen Teigprodukts ohne Strukturbildner liegt;

Herstellung eines ungebackenen Zwischenprodukts aus diesem Teig;

Herausnehmen des Zwischenprodukts aus dem Behältnis und

ausreichend langes Bestrahlen des Zwischenprodukts mit Mikrowellen, so daß das Zwischenprodukt zu einer erwünschten eßbaren Backware gebacken wird, wobei die eßbare Backware einen Gesamtwassergehalt von mindestens ungefähr 15 Gewichtsprozent aufweist.