close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2335998

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 335 998
(13)
C2
(51) МПК
A23L 3/3526 (2006.01)
A23L 1/164 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2005129987/13, 06.02.2004
(72) Автор(ы):
ЭЛДЕР Винсент Аллен (US),
ФУЛЧЕР Джон Грегори (US),
ЛЕУНГ Генри Кин-Ханг (US),
ТОПОР Михаэль Грант (US)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
06.02.2004
(73) Патентообладатель(и):
Фрито-Лей Норс Америка, Инк. (US)
(43) Дата публикации за вки: 10.05.2006
R U
(30) Конвенционный приоритет:
21.02.2003 US 10/372,738
(45) Опубликовано: 20.10.2008 Бюл. № 29
2 3 3 5 9 9 8
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: US 5389389 А, 14.02.1995. US 5045335
А, 03.09.1991. US 4272554 А, 09.06.1981. US
5620727 А, 15.04.1997. WO 9640935,
19.12.1996. RU 2088115 С1, 27.08.1997.
(85) Дата перевода за вки PCT на национальную фазу:
21.09.2005
2 3 3 5 9 9 8
R U
(87) Публикаци PCT:
WO 2004/075655 (10.09.2004)
C 2
C 2
(86) За вка PCT:
US 2004/003375 (06.02.2004)
Адрес дл переписки:
188663, Ленинградска обл., Всеволожский р-н,
ОС Кузьмолово, а/ 5, пат.пов. Е.К.Аверь нову
(54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АКРИЛАМИДА В ТЕРМИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
(57) Реферат:
Изобретение
относитс к
пищевой
промышленности.
Способ
уменьшени образовани акриламида
в
термически
обработанных
пищевых
продуктах
предусматривает перед термической обработкой
добавление к продукту или в смесь дл приготовлени продукта ингредиента, содержащего
свободную аминокислоту, или выдерживание
продукта в растворе, содержащем свободную
аминокислоту. При этом ингредиент или раствор,
содержащие свободную аминокислоту, используют
в количестве, достаточном дл снижени уровн акриламида до уровн не менее чем на 20
процентов. Свободна аминокислота может
братьс из группы, включающей цистеин, лизин,
глицин, гистидин, аланин, метионин, глютаминова кислота,
аспартанова кислота,
пролин,
фенилаланин, валин и аргинин, и может быть
промышленно производимой аминокислотой или
находитс в свободном виде в ингредиенте,
добавл емом к пищевому продукту. Аминокислоты
могут добавл тьс к искусственно приготовленным
пищевым продуктам на стадии перемешивани или
путем воздействи на сырой материал дл пищевого
продукта
раствором,
содержащим
определенную
концентрацию
аминокислоты.
Предлагаемый способ не оказывает вли ние на
качество и характеристики конечного продукта. 10
н. и 37 з.п. ф-лы, 4 ил., 9 табл.
Страница: 1
RU
C 2
C 2
2 3 3 5 9 9 8
2 3 3 5 9 9 8
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 335 998
(13)
C2
(51) Int. Cl.
A23L 3/3526 (2006.01)
A23L 1/164 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2005129987/13, 06.02.2004
(72) Inventor(s):
EhLDER Vinsent Allen (US),
FULChER Dzhon Gregori (US),
LEUNG Genri Kin-Khang (US),
TOPOR Mikhaehl' Grant (US)
(24) Effective date for property rights: 06.02.2004
(30) Priority:
21.02.2003 US 10/372,738
(45) Date of publication: 20.10.2008 Bull. 29
(86) PCT application:
US 2004/003375 (06.02.2004)
(87) PCT publication:
WO 2004/075655 (10.09.2004)
2 3 3 5 9 9 8
R U
(54) METHOD OF REDUCING ACRYLAMIDE FORMATION IN HEAT TREATED FOOD PRODUCTS
(57) Abstract:
FIELD: food products, chemistry.
SUBSTANCE: method implies adding free amino
acid containing ingredient to the product or to
the mixture for product manufacturing or curing
the product in free amino acid containing
solution before heat treatment. Free amino acid
containing ingredient or solution are used in the
amount sufficient for reducing acrylamide level
of 20% at least. Free amino acid can be chosen
from
the
group
including
cysteine,
lysine,
glycine, histidine, alanine, methionine, glutamic
acid,
aspartic
acid,
proline,
phenylalanine,
valine and arginine and can be industrially
manufactured amino acid or be present in free
form in the ingredient added to the food product
Amino acids can be added to artificially prepared
food products during mixing or by treating raw
material for the food product with the solution
containing
amino
acid
of
the
specified
concentration. The proposed method does not
influence end product quality and properties.
EFFECT: reducing acrylamide formation in heat
treated food products.
47 cl, 4 dwg, 9 tbl
Страница: 3
EN
C 2
C 2
Mail address:
188663, Leningradskaja obl., Vsevolozhskij rn, OS Kuz'molovo, a/ja 5, pat.pov. E.K.Aver'janovu
2 3 3 5 9 9 8
(85) Commencement of national phase: 21.09.2005
R U
(73) Proprietor(s):
Frito-Lej Nors Amerika, Ink. (US)
(43) Application published: 10.05.2006
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Предпосылки создани изобретени 1. Область техники
Данное изобретение относитс к способу уменьшени количества акриламида в
термически обработанных пищевых продуктах. Данное изобретение позвол ет производить
пищевые продукты со значительно более низким уровнем содержани акриламида. Способ
основан на использовании одной или нескольких специально отобранных групп
аминокислот при производстве сухих закусок.
2. Описание уровн техники
Химическое соединение акриламид в виде полимера используетс в промышленности в
течение длительного времени дл обработки воды, улучшени регенерации масла,
изготовлени бумаги, во флокуллирующих агентах, загустител х дл обработки руды и
тканей, сохран ющих складку. Акриламид выпадает в виде белых кристаллов, не имеет
запаха и хорошо растворим в воде (2155 г/л при 30°С). К синонимам акриламида относ тс :
2-пропенамид, этилен карбоксамид, амид акриловой кислоты, винил амид и амид
пропеновой кислоты. Акриламид имеет молекул рную массу 71,08, точку плавлени 84,5°С
и точку кипени 125°С при 25 мм рт. столба.
В последнее врем самые различные пищевые продукты дали положительные
результаты при тестировании на присутствие в них мономера акриламида. Особенно
большое количество акриламида было обнаружено в углеводных пищевых продуктах,
подвергнутых высокотемпературной обработке. К пищевым продуктам, давшим
положительные пробы на акриламид, относ тс кофе, крупы, печенье, картофельные
чипсы, крекеры, картофель, жаренный по-французски, хлеб и булочки, жареное
панированное м со. В общем случае, относительно низкое содержание акриламида было
обнаружено в нагретых богатых протеинами пищевых продуктах, в то врем как
относительно высокое содержание акриламида было обнаружено в богатых углеводами
пищевых продуктах, по сравнению с не обнаруженными уровн ми в нагретых и отваренных
пищевых продуктах. Согласно имеющейс информации, уровни акриламида обнаружены в
различных одинаково обработанных пищевых продуктах, наход тс в интервале 330-2300
мкг/кг в картофельных чипсах, в интервале 300-1100 мкг/кг в картофеле, жаренном пофранцузски, в интервале 120-180 мкг/кг в кукурузных чипсах, и в интервале от не
обнаружимого значени до 1400 мкг/кг в различных круп ных продуктах дл завтрака.
В насто щее врем считаетс , что акриламид образуетс вследствие присутстви аминокислот и редуцирующих сахаров. Например, считаетс , что реакци между
свободным аспарагином, аминокислотой, обычно присутствующих в сырых овощах, и
свободными редуцирующими сахарами объ сн ет по вление большей части акриламида,
обнаруживаемого в жареных пищевых продуктах. Аспарагин составл ет приблизительно
40% общего содержани свободных аминокислот в сыром картофеле, приблизительно 18%
общего содержани свободных аминокислот во ржи с высоким содержанием протеина и
приблизительно 14% общего содержани свободных аминокислот в пшенице.
Возможно также образование акриламида из аминокислот, отличных от аспарагина, но
это еще не было подтверждено с достаточной степенью надежности. Например,
сообщалось об образовании некоторого количества акриламида в опытах с глютамином,
метионином, цистеином и аспартановой кислотой в качестве предшественников. Эти
данные, однако, трудно подтвердить, вследствие скрытого присутстви примесей
аспарагина в совокупности аминокислот. Тем не менее, аспарагин был признан в качестве
аминокислоты - предшественника, более всего ответственной за образование акриламида.
Поскольку присутствие акриламида в пищевых продуктах вл етс недавно
обнаруженным фактом, то точный механизм его образовани еще не был подтвержден.
Однако в насто щее врем считаетс , что наиболее веро тный путь образовани акриламида включает реакцию Майара. Реакци Майара давно признана в пищевой
промышленности в качестве важнейшей химической реакции при обработке пищевых
продуктов и может вли ть на вкус, цвет и пищевую ценность продукта. Реакци Майара
требует наличи тепла, влаги, редуцирующих сахаров и аминокислот.
Страница: 4
DE
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Реакци Майара включает целый р д сложных реакций с образованием многочисленных
промежуточных продуктов, но в общем случае может быть описана, как включающа три
шага. Первый шаг реакци Майара включает соединени свободной аминогруппы (из
свободных аминокислот и/или протеинов) с редуцирующим сахаром (таким, как глюкоза)
дл образовани рекомбинированных продуктов Амадори или Хейнса. Второй шаг
включает разложение рекомбинированных продуктов различными альтернативными
пут ми, включающими деоксиозоны, фрагментацию или разложение Стрекера. Сложный
р д реакций, включающих дегидратацию, элиминирование, циклизацию, фрагментацию и
измельчение, приводит к образованию совокупности обусловливающих вкус
промежуточных продуктов и соединений. Третий шаг реакции Майара характеризуетс образованием коричневых азотосодержащих полимеров и сополимеров. Использу реакцию Майара как возможный путь образовани акриламида, Фиг.1 иллюстрирует
упрощенный вид возможных путей образовани акриламида, начина с аспарагина и
глюкозы.
Вредное воздействие акриламида на человеческий организм не было установлено, но
его присутствие в пищевых продуктах, особенно на повышенных уровн х, вл етс нежелательным. Как отмечалось выше, относительно высокие концентрации акриламида
обнаружены в пищевых продуктах, которые подверглись нагреванию или термической
обработке. Уменьшение содержани акриламида в таких пищевых продуктах может быть
достигнуто путем уменьшени содержани или полного устранени соединений предшественников, которые образуют акриламид, создани преп тствий образованию
акриламида во врем обработки пищевого продукта, разрушени или взаимодействи мономера акриламида при его образовании в пищевом продукте или удалени акриламида
из продукта до его потреблени . Пон тно, что каждый пищевой продукт предъ вл ет
особые требовани к реализации любой из вышеуказанных возможностей. Например,
пищевые продукты, которые нарезаютс тонкими ломтиками и подвергаютс кулинарной
обработке как однородные кусочки, не могут быть легко смешаны с различными добавками
без физического разрушени клеточной структуры, котора придает пищевым продуктам
особые свойства при кулинарной обработке. Другие требовани к обработке некоторых
пищевых продуктов могут точно так же сделать стратегии уменьшени содержани акриламида несовместимыми или чрезвычайно сложными.
В качестве примера на Фиг.2 показаны хорошо известные в данной области способы
изготовлени картофельных чипсов из сырого картофел . Сырой картофель, который
содержит около 80% или более воды по весу, сперва поступает на шаг 21 сн ти кожицы.
После того как сырой картофель очищен, картофелины транспортируютс на шаг 22
нарезани . Толщина каждого ломтика картофел на шаге 22 нарезани зависит от
желаемой толщины конечного продукта. Известные из уровн техники примеры включают
нарезани картофел ломтиками толщиной приблизительно от 0,04 до приблизительно
0,08 дюймов. Затем эти ломтики транспортируютс на шаг 23 промывани , на котором
поверхностный крахмал на каждом ломтике удал етс при помощи воды. Затем промытые
ломтики картофел транспортируютс на шаг 24 кулинарной обработки. Этот шаг 24
кулинарной обработки обычно включает обжаривание ломтиков в обжарочном аппарате
непрерывного действи при температуре, например, приблизительно 177°С
приблизительно в течение 2,5 минут. На шаге кулинарной обработки содержание влаги в
чипсе уменьшаетс , в общем случае, до значени менее 2% по весу. Например, типичный
жареный картофельный чипс выходит из обжарочного аппарата с влажностью
приблизительно 1,4% по весу. Затем обжаренные картофельные чипсы транспортируютс на шаг 25 кондиционировани , на котором во вращающемс барабане добавл ютс приправы. Наконец, приправленные чипсы следуют на шаг 26 упаковки. Обычно этот шаг
26 упаковки включает подачу приправленных чипсов на один или несколько весов, которые
затем направл ют чипсы к одной или нескольким заполн ющим и запечатывающим
машинам вертикальной формы дл упаковки в гибкие пакеты. Упакованный продукт
поступает в торговую сеть и покупаетс потребителем.
Страница: 5
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Малейшее изменение в некоторых шагах обработки картофельных чипсов, описанных
выше, могут привести к значительным изменени м в характеристиках конечного продукта.
Например, продолжительное врем пребывани ломтиков в воде на шаге 23 промывани может привести к выщелачиванию из ломтиков соединений, которые придают конечному
продукту картофельный вкус, цвет и текстуру. Увеличение времени пребывани или
температуры нагревани на шаге 24 кулинарной обработки могут привести к увеличению
майаровских уровней потемнени в чипсах, а также к более низкому содержанию влаги.
Если желательно внедрить какие-либо ингредиенты в ломтики картофел до обжаривани ,
то может возникнуть необходимость установить механизм, который обеспечивал бы
поглощение добавленных ингредиентов во внутренние части ломтиков без разрушени клеточной структуры чипсов или выщелачивани необходимых соединений из ломтика.
В качестве другого примера нагреваемого пищевого продукта, предъ вл ющего особые
требовани к уменьшению уровней акриламида в готовом продукте, можно рассмотреть
сухие закуски, которые могут быть изготовлены из теста. Термин "искусственно
изготовленна закуска" обозначает сухую закуску, дл изготовлени которой в качестве
исходных ингредиентов используетс что-то отличное от первоначального неизменного
крахмалосодержащего исходного материала. Например, изготовленные сухие закуски
включают изготовленные картофельные чипсы, в которых в качестве исходного материала
используетс обезвоженный продукт из картофел , и кукурузные чипсы, в которых в
качестве исходного материала используетс кукурузна мука. Следует отметить, что
обезвоженный картофельный продукт может представл ть собой картофельную муку,
картофельные хлопь , картофельные гранулы или любую другую форму, в которой
существует обезвоженный картофель. Когда в данной за вке используютс любые из этих
терминов, следует понимать, что включены все эти варианты.
Рассмотрим снова Фиг.2. Искусственно изготовленные картофельные чипсы не требуют
шага 21 сн ти кожицы, шага 22 нарезани тонкими ломтиками или шага 23 промывани .
Вместо этого производство искусственно изготовленных картофельных чипсов начинаетс ,
например, с картофельных хлопьев, которые смешиваютс с водой и другими
второстепенными ингредиентами дл образовани теста. Обезвоженный картофельный
продукт смешиваетс с водой и другими второстепенными ингредиентами дл образовани теста. Затем это тесто раскатываетс в лист и разрезаетс до поступлени на шаг
кулинарной обработки. Шаг кулинарной обработки может включать обжаривание или
выпечку. Затем чипсы поступают на шаг кондиционировани и шаг упаковки.
Перемешивание картофельного теста в общем случае облегчает добавление других
ингредиентов. И наоборот, добавление таких ингредиентов к сырому пищевому продукту,
такому как ломтики картофел , требует разработки механизма, позвол ющего
ингредиентам проникать в клеточную структуру продукта. Однако добавление любых
ингредиентов на шаге смешивани должно выполн тьс с учетом того, что эти ингредиенты
могут отрицательно повли ть на характеристики теста в отношении раскатывани , а также
на характеристики готовых чипсов.
Было бы желательно разработать один или несколько способов уменьшени уровн содержани акриламида в конечном продукте при нагревании или термической обработке
пищевых продуктов. В идеальном случае, такой способ должен существенно уменьшить
или полностью исключить содержание акриламида в конечном продукте, не оказыва при
этом отрицательного вли ни на качество и характеристики конечного продукта. Кроме
того, этот способ не должен вызывать сложностей при внедрении и желательно не
увеличивать существенно стоимость всего процесса.
Краткое изложение сущности изобретени В предлагаемом в изобретении технологическом процессе одна или несколько
специально отобранных аминокислот добавл ютс к пищевым продуктам до начала
процесса кулинарной обработки с целью уменьшить образование акриламида.
Аминокислоту (кислоты) можно добавл ть во врем помола, сухого перемешивани ,
мокрого перемешивани или какого-либо иного введени примесей, таким образом, чтобы
Страница: 6
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
данна аминокислота присутствовала во всем пищевом продукте. Аминокислота может
быть введена в сырые пищевые продукты путем воздействи аминокислоты на ингредиент
сырого пищевого продукта, например, путем вымачивани . Аминокислота может
находитьс либо в форме промышленно изготавливаемого химического продукта, либо в
форме пищевого продукта, в котором данна аминокислота присутствует в свободном
виде. Было показано, что добавление цистеина или лизина уменьшает образование
акриламида в двух вариантах выполнени данного изобретени . Было показано, что другие
специально отобранные аминокислоты также уменьшают образование акриламида.
Добавление одной или нескольких специально отобранных аминокислот эффективно
уменьшает количество акриламида, обнаруженного в конечном продукте подвергшегос нагреванию или термической обработке пищевого продукта, и при этом оказывает
минимальное вли ние на качество и характеристики конечного продукта.
Таким образом, достигнутый технический результат заключаетс в оптимизации уровн добавл емого ингредиента, содержащего свободную аминокислоту, при уменьшении
уровн акриламида.
Кроме того, подобный способ уменьшени содержани акриламида, в общем случае,
легко осуществим и почти не увеличивает стоимость всего технологического процесса.
Краткое описание чертежей
Новые черты данного изобретени , которые можно считать отличительными, изложены
в прилагаемых пунктах патентных прит заний. Однако, само изобретение, а также
предпочтительный способ его использовани , дополнительные цели и преимущества будут
пон тны лучше всего при рассмотрении следующего описани вз тых в качестве
иллюстрации вариантов осуществлени вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 - схема предлагаемых химических путей образовани акриламида в пищевых
продуктах;
Фиг.2 - схема известных шагов обработки картофельных чипсов;
Фиг.3 - схема способа производства искусственно изготовленных картофельных чипсов
из картофельных хлопьев, гранул или муки в соответствии с одним из вариантов
выполнени данного изобретени ;
Фиг.4 - графическое представление результатов добавлени цистеина и лизина к
искусственно изготовленным картофельным чипсам.
Подробное описание изобретени Вли ние аминокислот на образование акриламида
Дл образовани акриламида в термически обработанных пищевых продуктах требуетс источник углерода и источник азота. Имеетс гипотеза, что источником углерода
вл ютс углеводы, а источником азота - протеины или аминокислоты. Многие
ингредиенты пищевых продуктов, имеющие растительное происхождение, такие как рис,
пшеница, кукуруза, чмень, со , картофель и овес, содержат аспарагин и вл ютс в
основном углеводами, содержащими незначительное количество компонентов
аминокислот. Типично, такие ингредиенты пищевых продуктов имеют небольшой пул
аминокислот, в который вход т и другие аминокислоты, помимо аспарагина.
Под термином "термически обработанный" понимаетс пищевой продукт или ингредиент
пищевого продукта, в котором компоненты пищевого продукта, такие как смесь
ингредиентов пищевого продукта, нагреваютс при температуре не менее 80°С.
Предпочтительно, термическа обработка пищевых продуктов или ингредиентов пищевых
продуктов происходит при температурах приблизительно от 100°С до 250°С. Ингредиенты
пищевого продукта могут обрабатыватьс при повышенных температурах отдельно друг от
друга до того, как они образуют конечный пищевой продукт. Примером термически
обработанного ингредиента пищевого продукта могут служить картофельные хлопь ,
которые вырабатываютс из сырого картофел , и в ходе этого технологического процесса
картофель подвергаетс воздействию температуры до 170°С. Термины "картофельные
хлопь ", "картофельные гранулы", "картофельна мука" используютс в данном описании
взаимозамен емо и обозначают любой дегидратированный продукт на основе картофел .
Страница: 7
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
Примерами других термически обработанных ингредиентов пищевых продуктов могут
служить обработанный овес, отваренный и высушенный рис, кулинарные издели из сои,
кукурузный полуфабрикат, жареные кофейные бобы и жареные бобы какао. В другом
случае, сырые ингредиенты пищевых продуктов могут использоватьс в приготовлении
конечного пищевого продукта, и производство конечного пищевого продукта включает шаг
нагревани . Одним примером обработки сырого материала, при котором конечный
пищевой продукт получаетс в результате нагревани , может служить производство
картофельных чипсов из ломтиков сырого картофел на этапе их обжаривани при
температуре приблизительно от 100°С до 205°С или производство картофел , жаренного
по-французски при таких же температурах.
Однако, в соответствии с насто щим изобретением, было обнаружено, что значительное
образование акриламида имеет место тогда, когда аминокислота аспарагин нагреваетс в
присутствии редуцирующего сахара. Нагревание других аминокислот, таких как лизин и
аланин, в присутствии редуцирующего сахара, такого как глюкоза, не приводит к
образованию акриламида. Но вызывает удивление тот факт, что добавление других
аминокислот к смеси аспарагина с сахаром может как увеличить, так и уменьшить
количество образующегос акриламида.
Установив, что быстрое образование акриламида имеет место при нагревании
аспарагина в присутствии редуцирующего сахара, можно добитьс уменьшени содержани акриламида в термически обработанных пищевых продуктах путем
инактивировани аспарагина. Под термином "инактивирование" подразумеваетс удаление
аспарагина из пищевого продукта или перевод аспарагина в неактивное состо ние по ходу
процесса образовани акриламида путем его преобразовани или св зывани с другим
химическим продуктом, который преп тствует образованию акриламида из аспарагина.
I. Вли ние цистеина, лизина, глютамина и глицина на образование акриламида
Поскольку аспарагин вступает в реакцию с глюкозой с образованием акриламида,
увеличение концентрации других свободных аминокислот может повли ть на реакцию
между аспарагином и глюкозой и уменьшить образование акриламида. Дл этого
эксперимента приготавливаетс раствор аспарагина (0,176%) и глюкозы (0,4%) в буферном
растворе фосфата натри с рН 7,0. Четыре другие аминокислоты: глицин (GLY), лизин
(LYS), глютамин (GLN) и цистеин (CYS) добавл лись в той же концентрации, что и
глюкоза, на мол рной основе. План эксперимента был полностью факториальным без
дублировани , поэтому были протестированы все возможные комбинации добавленных
аминокислот. Растворы нагревались при 120°С в течении 40 минут, затем производились
замеры содержани акриламида. В Таблице 1 приведены концентрации и результаты.
Таблица 1
глюкоза аспарагин глицин лизин глютамин цистеин
40
45
50
акриламид
пор док
%
%
%
%
%
%
(миллиардных долей)
1
0,4
0,176
0
0
0
0
1679
2
0,4
0,176
0
0
0
0,269
4
3
0,4
0,176
0
0
0,324
0
5378
4
0,4
0,176
0
0
0,324
0,269
7
5
0,4
0,176
0
0,325
0
0
170
6
0,4
0,176
0
0,325
0
0,269
7
7
0,4
0,176
0
0,325
0,324
0
1517
8
0,4
0,176
0
0,325
0,324
0,269
7
9
0,4
0,176
0,167
0
0
0
213
10
0,4
0,176
0,167
0
0
0,269
6
11
0,4
0,176
0,167
0
0,324
0
2033
12
0,4
0,176
0,167
0
0,324
0,269
4
13
0,4
0,176
0,167 0,325
0
0
161
14
0,4
0,176
0,167 0,325
0
0,269
4
15
0,4
0,176
0,167 0,325
0,324
0
127
16
0,4
0,176
0,167 0,325
0,324
0,269
26
Как видно из приведенной таблицы 1, глюкоза и аспарагин без добавлени какой-либо
Страница: 8
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
другой аминокислоты образовали 1679 миллиардных долей акриламида. Добавленные
аминокислоты оказывали воздействие трех типов.
1. Цистеин почти полностью устран л образование акриламида. Любое добавление
цистеина приводило к концентрации акриламида менее 25 миллиардных долей (98%
уменьшение).
2. Лизин и глицин уменьшали образование акриламида, но не в такой степени, как
цистеин. Любое добавление лизина и/или глицина, но без глютамина и цистеина,
приводило к концентрации акриламида менее 220 миллиардных долей (85% уменьшение).
3. Удивительно, но глютамин увеличивал образование акриламида до 5378
миллиардных долей (200% увеличение). Глютамин с цистеином не образовывали
акриламида. Добавление глицина и лизина к глютамину уменьшало образование
акриламида.
Эти опыты продемонстрировали эффективность цистеина, лизина и глицина дл уменьшени образовани акриламида. Однако результаты тестов с глютамином показали,
что не все аминокислоты вл ютс эффективными дл уменьшени образовани акриламида. Сочетание цистеина, лизина или глицина с аминокислотой, котора сама по
себе может ускорить образование акриламида (такой как глютамин), может точно также
уменьшить образование акриламида.
II. Вли ние цистеина, лизина, глютамина и метионина при различных концентраци х и
температурах
Как сообщалось выше, цистеин и лизин уменьшали содержание акриламида, когда их
добавл ли в той же концентрации, что и глюкозу. Следующий эксперимент был разработан,
чтобы ответить на следующие вопросы:
1. Как более низкие концентрации цистеина, лизина, глютамина и метионина вли ют на
образование акриламида?
2. Такое же вли ние оказывает добавление цистеина и лизина в том случае, когда
раствор нагреваетс при температурах 120°С и 150°С?
Приготавливалс раствор аспарагина (0,176%) и глюкозы (0,4%) в буферном растворе
фосфата натри с рН 7,0. Добавл лись аминокислоты (цистеин (CYS), лизин (LYS),
глютамин (GLN) или метионин (MET)) с двум различными концентраци ми. Эти две
концентрации составл ли 0,2 и 1,0 моль аминокислоты на моль глюкозы. В половине
опытов 2 мл раствора нагревались при 120°С в течение 40 минут, в другой половине 2 мл
нагревались при 150°С в течение 15 минут. После нагревани концентраци акриламида
измер лась при помощи GC-MS. Результаты испытаний приведены в Таблице 2.
Контрольным вл лс опыт с раствором аспарагина и глюкозы без добавлени аминокислот.
Таблица 2
Уровень акриламида
40
45
50
Аминокислота / Контрольный Аминокислота с
Процент от
Аминокислота с
Процент от
Температура,°С опыт
концентрацией 0,2 контрольного опыта, % концентрацией 0,1 контрольного опыта, %
лизин-120
1332?10 -9
1109?10 -9
83
280 ?10 -9
21
цистеин-120
1332?10 -9
316?10 -9
24
34?10 -9
3
лизин-150
3127?10 -9
1683?10 -9
54
536 ?10 -9
17
цистеин-150
3127?10 -9
1146?10 -9
37
351 ?10 -9
11
глютамин-120
1953?10 -9
4126?10 -9
211
6795?10 -9
348
метионин-120
1953?10 -9
1978?10 -9
101
1132?10 -9
58
глютамин-150
3866?10 -9
7223?10 -9
187
9516?10 -9
246
метионин-150
3866?10 -9
3885?10 -9
100
3024?10 -9
78
В опытах с цистеином и лизином в контрольном испытании образовалось 1332
миллиардных долей акриламида после выдержки в течение 40 минут при 120°С и 3127
миллиардных долей акриламида после выдержки в течение 15 минут при 150°С. Цистеин
и лизин уменьшили образование акриламида как при 120°С, так и при 150°С, при этом
уменьшение концентрации акриламида было примерно пропорциональным концентрации
Страница: 9
RU 2 335 998 C2
5
10
15
добавленных цистеина или лизина.
В опытах с глютамином и метионином в контрольном испытании образовалось 1953
миллиардных долей акриламида после 40-минутного пребывани при 120°С и 3866
миллиардных долей акриламида после 15-минутного пребывани при 150°С. Глютамин
увеличивал образование акриламида при 120°С и при 150°С. Метионин с концентрацией
0,2 мол на моль глюкозы не вли л на образование акриламида. Метионин с
концентрацией 1,0 мол на моль глюкозы уменьшал образование акриламида менее чем на
50%.
III. Вли ние дев тнадцати аминокислот на образование акриламида в растворе глюкозы
и аспарагина
Вли ние четырех аминокислот (лизина, цистеина, метионина и глютамина) на
образование акриламида описывалось выше. Испытывались также п тнадцать
дополнительных аминокислот. Приготавливалс раствор аспарагина (0,176%) и глюкозы
(0,4%) в буферном растворе фосфата натри с рН 7,0. П тнадцать аминокислот
добавл лись в той же концентрации, как и глюкоза, на мол рной основе. Контрольный
опыт проводилс с раствором аспарагина и глюкозы без каких-либо других аминокислот.
Растворы нагревались при температуре 120°С в течение 40 минут, а затем содержание
акриламида измер лось при помощи GC-MS. Результаты приведены в Таблице 3.
Таблица 3
20
Образование акриламида
Аминокислота
25
30
35
40
45
миллиардных долей % от контрольного опыта
контроль
959
гистидин
215
100
22
аланин
478
50
метионин
517
54
глютаминова к-та
517
54
аспартанова к-та
529
55
пролин
647
67
фенилаланин
648
68
валин
691
72
аргинин
752
78
триптофан
1059
111
треонин
1064
111
тирозин
1091
114
лейцин
1256
131
серин
1296
135
изолейцин
1441
150
Как видно из таблицы 3, ни одна из п тнадцати дополнительных аминокислот не
оказалась столь эффективной дл уменьшени образовани акриламида, как цистеин,
лизин или глицин. Дев ть из дополнительных аминокислот уменьшали содержание
акриламида до уровн от 22% до 78% от контрольного, а шесть других аминокислот
увеличивали содержание акриламида до уровн от 111% до 150% от контрольного.
В таблице 4 подводитс итог дл всех аминокислот, причем аминокислоты перечислены
в пор дке их эффективности. Цистеин, лизин и глицин оказались эффективными
ингибиторами, которые уменьшали количество образованного акриламида. до менее 15%
от образованного в контрольном опыте. Следующие дев ть аминокислот оказались менее
эффективными ингибиторами, при участии которых общее количество образованного
акриламида составл ло 22-78% от образованного в контрольном опыте. Следующие семь
аминокислот увеличивали образование акриламида. Глютамин вызывал наибольшее
увеличение содержани акриламида, доход щее до 320% от контрольного опыта.
Таблица 4
50
Аминокислота
Образование акриламида как % контрольного опыта, %
контрольный опыт
100
цистеин
0
лизин
10
глицин
13
Страница: 10
RU 2 335 998 C2
гистидин
5
10
15
20
22
аланин
50
метионин
54
глютаминова к-та
54
аспартанова к-та
55
пролин
67
фенилаланин
68
валин
72
аргинин
78
триптофан
111
треонин
111
тирозин
114
лейцин
131
серин
135
изолейцин
150
глютамин
320
IV. Картофельные хлопь с добавлением L-цистеина в количестве 750 миллионных
долей
Дл целей опыта были изготовлены картофельные хлопь , содержащие 750
миллионных долей добавленного L-цистеина. Контрольные картофельные хлопь не
содержали добавленный L-цистеин. Три грамма картофельных хлопьев отвешивалось и
помещалось в стекл нный сосуд. Сосуды плотно закрывались и нагревались в течение 15
или 40 минут при температуре 120°С. Концентраци акриламида измер лась при помощи
GC-MS в миллиардных дол х.
Таблица 5
Картофельные хлопь Акриламид (10 9), 15 Уменьшение концентрации Акриламид (10 9), 40 Уменьшение концентрации
акриламида после 15 мин, % мин при 120°С
акриламида после 40 мин, %
мин при 120°С
25
30
35
40
45
контроль
1662
-
9465
-
750 миллионных долей
L-цистеина
653
60
7529
20
V. Выпеченные искусственно изготовленные картофельные чипсы
На основании приведенных выше результатов был разработан предпочтительный
вариант выполнени изобретени , в котором к композиции дл искусственно изготовленной
сухой закуски, в данном случае, выпеченных искусственно изготовленных картофельных
чипсов, добавл лс цистеин или лизин. Технологический процесс приготовлени такого
продукта изображен на Фиг.3. На шаге 31 приготовлени теста картофельные хлопь , вода
и другие ингредиенты соедин ютс и образуют тесто. (Термин "картофельные хлопь " и
"картофельна мука" используетс здесь взаимозамен емо, и любой из них предназначен
дл обозначени всех сухих продуктов, независимо от размера частиц.) На шаге 32
раскатывани в тонкий лист тесто прогон етс через раскатывающее устройство, которое
сплющивает тесто, а затем нарезаетс на отдельные кусочки. На шаге 33 кулинарной
обработки нарезанные кусочки выпекаютс до тех пор, пока они не достигнут заданного
цвета и влажности. К полученным в результате этого чипсам затем добавл ютс специи на
шаге 34 кондиционировани , и они упаковываютс в пакеты на шаге 35 упаковки.
Первый вариант выполнени изобретени иллюстрируетс при использовании
описанного выше процесса. Дл того чтобы проиллюстрировать этот вариант выполнени ,
производитс сравнение между контрольной партией и испытуемой партией, к которой
добавл лс цистеин в одной из трех концентраций и лизин в одной концентрации. В
таблице 6 приведены ингредиенты, используемые в различных парти х.
Таблица 6
Ингредиент
50
Контрольна парти Цистеин #1
Цистеин #2
Цистеин #3
Лизин
картофельные хлопь или модифицированный
крахмал
5496 g
5496 g
5496 g
5496 g
5496 g
сахар
300 g
300 g
300 g
300 g
300 g
растительное масло
90 g
90 g
90 g
90 g
90 g
разрыхлители
54 g
54 g
54 g
54 g
54 g
эмульгатор
60 g
60 g
60 g
60 g
60 g
Страница: 11
RU 2 335 998 C2
5
10
15
L-Цистеин (растворимый в воде) 1
0g
1,8 g
4,2 g
8,4 g
0g
L-Лизин моногидрохлорид
0g
0g
0g
0g
42 g
обща масса сухого продукта
6000 g
6001,8 g
6004,2 g
6008,4 g
6042 g
вода
3947 ml
3947 ml
3947 ml
3947 ml
3947 ml
1 - Можно ожидать, что D-изомер или рацемическа смесь D- и L-изомеров аминокислот будет столь же эффективна, хот , возможно, L-изомер
окажетс лучшим и менее дорогим источником.
Во всех парти х сухие ингредиенты сперва перемешивались между собой, затем к
каждой сухой смеси добавл лось растительное масло, и все перемешивалось. Цистеин или
лизин раствор лись в воде до того, как добавл лись в тесто. Уровень влажности теста
до раскатывани составл л от 40% до 45% по весу. Тесто раскатывалось с образованием
листа толщиной от 0,020 дюйма до 0,030 дюйма, разрезалось на кусочки по размерам
чипсов и выпекалось.
После кулинарной обработки производились измерени влажности, содержани масла и
цвета по шкале L-A-B Хантера. Образцы тестировались, и определ лись уровни
акриламида в конечном продукте. В таблице 7 приведены результаты этих испытаний.
Таблица 7
Измерение
Контрольна парти Цистеин #1 Цистеин #2 Цистеин #3 Лизин
Н2O,%
2,21
1,73
2,57
2,68
Масло, %
1,99
2,15
2,12
1,94
Акриламид, (миллиардных долей)
20
Цвет
L
1030
620
104
456
72,34
76,53
78,36
73,2
А
1,99
-1,14
В
20,31
25,52
23,2
2,28
1,94
2,05
25,77
166
79,02
-2,02
25
30
35
40
В контрольной партии чипсов уровень акриламида после окончательной кулинарной
обработки составил 1030 миллиардных долей. Добавление цистеина с любым испытуемым
уровнем концентрации, так же как и лизина, значительно снижал конечный уровень
акриламида. На Фиг.4 приведены в графической форме полученные уровни акриламида.
Добавление к тесту цистеина или лизина значительно снижало уровень акриламида в
конечном продукте. Образцы цистеином показывают, что уровень акриламида понижаетс приблизительно в пр мой пропорциональной зависимости от количества добавленного
цистеина. Однако необходимо учитывать побочное вли ние на характеристики (такие, как
цвет, вкус и текстура) конечного продукта добавлени аминокислоты в процессе его
изготовлени .
Также проводились дополнительные испытани , в которых добавл лс цистеин, лизин и
сочетание каждой из этих двух аминокислот с CaCl2. В этих опытах использовалась та же
сама процедура, что и в описанных выше опытах, но используемые картофельные хлопь имели различные уровни содержани редуцирующих сахаров, а также добавл лись
различные количества аминокислот и CaCl2. В таблице 8 парти 1 картофельных хлопьев
содержала 0,81% редуцирующих сахаров (эта парти в таблице воспроизводит результаты
из приведенных выше опытов), парти 2 содержала 1,0%, а парти 3 содержала 1,8%
редуцирующих сахаров.
Таблица 8
45
50
Цистеин (миллионные Лизин % от Конечное содержание Цветовой показатель Акриламид
Парти CaCl2, % по
хлопьев # весу от общей доли) от общей сухой общей сухой Н2O, % по весу
конечного продукта (миллиардных долей)
сухой массы массы
массы
1
0
0
0
2,21
72,34
1030
1
0
300
0
1,73
76,53
620
1
0
700
0
2,28
79,02
166
1
0
1398
0
2,57
78,36
104
1
0
0
0,685
2,68
73,20
456
2
0
0
0
1,71
72,68
599
2
0
0
0
1,63
74,44
1880
2
0
0
0
1,69
71,26
1640
Страница: 12
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
2
0
0
0
1,99
71,37
1020
2
0
700
0
2,05
75,81
317
2
0,646
0
0,685
1,74
73,99
179
3
0
0
0
1,80
73,35
464
3
0
0
0
1,61
72,12
1060
3
0
700
0
1,99
75,27
290
3
0
1398
0
1,96
75,87
188
3
0
0
0,685
1,90
76,17
105
3
0,646
0
0,685
2,14
75,87
47
3
0,646
700
0
1,83
77,23
148
Как показывают данные, представленные в этой таблице, добавление как цистеина, так
и лизина значительно снижает уровень содержани акриламида при всех проверенных
уровн х содержани редуцирующих сахаров. Сочетание лизина с хлоридом кальци почти
полностью исключает образование акриламида, несмотр на то, что данный опыт
проводилс при самом высоком уровне содержани редуцирующих сахаров.
VI. Опыты с картофельными чипсами из обжаренных ломтиков картофел Аналогичные результаты могут быть получены дл картофельных чипсов,
изготовленных из ломтиков картофел . Однако необходимую аминокислоту невозможно
просто смешать с ломтиками картофел , что осуществл лось в проиллюстрированных
выше вариантах выполнени , поскольку это нарушило б?? целостность кусочков. В одном
варианте выполнени ломтики картофел погружаютс в водный раствор, содержащий
добавку из требуемой аминокислоты, на врем , достаточное дл того, чтобы аминокислота
мигрировала в клеточную структуру ломтиков картофел . Это может быть осуществлено,
например, во врем шага 23 промывани , как показано на Фиг.2.
В таблице 9 привод тс результаты добавлени одного весового процента цистеина к
промывному раствору, как было описано выше дл шага 23 на Фиг.2. Все промывные
растворы имели комнатную температуру в течение указанного времени; в контрольном
промывном растворе к воде ничего не добавл лось. Чипсы обжаривались в хлопковом
масле при температуре 178°С в течение указанного времени.
Таблица 9
30
35
40
45
50
Врем Содержание Н2О в конечном Содержание масла в
Содержание акриламида в
конечном продукте, % по конечном продукте (миллиардные
обжаривани (сек) продукте, % по весу, (%)
весу, (%)
доли)
Контрольный опыт,
промывание - 2-3 мин
140
1,32
42,75
323
1% цистеина,
промывание - 15 мин
140
1,86
45,02
239
Контрольный опыт,
промывание - 2-3 мин
110
1,72
40,87
278
Контрольный опыт,
промывание - 15 мин
110
1,68
41,02
231
1% цистеина,
промывание - 15 мин
110
1,41
44,02
67
Как видно из этой таблицы, погружение ломтиков картофел толщиной 0,053 дюйма на
15 минут в водный раствор, содержащий цистеин с концентрацией 1% по весу, вл етс достаточным, чтобы снизить уровень содержани акриламида в конечном продукте
приблизительно на 100-200 миллиардных долей.
Данное изобретение также иллюстрируетс добавлением цистеина к кукурузному тесту
(или полуфабрикату) при изготовлении кукурузных чипсов. Растворенный L-цистеин
добавл лс к термически обработанной кукурузе в процессе размалывани таким образом,
что цистеин был равномерно распределен в кукурузном полуфабрикате, изготовленном во
врем размалывани . Добавление 600 миллионных долей L-цистеина уменьшало
содержание акриламида со 190 миллиардных долей в контрольном продукте до 75
миллиардных долей в продукте, обработанном L-цистеином.
В описанном здесь изобретении может использоватьс любое количество аминокислот
при условии, что производитс корректировка с учетом побочных эффектов от одного или
нескольких дополнительных ингредиентов, например, изменени вкуса, цвета и текстуры
Страница: 13
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
пищевого продукта. Хот во всех представленных полимерах
использовались ?-аминокислоты (в которых группа NH2 св зана с ?-атомом углерода),
за вители предполагают, что можно использовать и другие изомеры, такие как ?или ?-аминокислоты, хот ?- и ?-аминокислоты не имеют широкого применени в качестве
добавок к пищевым продуктам. В предпочтительном варианте выполнени данного
изобретени используютс цистеин, лизин и/или глицин. Однако, также возможно
использовать другие аминокислоты, такие как гистидин, аланин, метионин, глютаминова кислота, аспартанова кислота, пролин, фенилаланин, валин и аргинин. Также
аминокислоты, и в особенности цистеин, лизин и глицин, вл ютс относительно
недорогими и широко используютс в качестве добавок к пищевым продуктам. С целью
уменьшени количества акриламида в конечном продукте, эти наиболее эффективные
аминокислоты можно использовать поодиночке или в сочетании. Кроме того, аминокислота
может быть добавлена в пищевой продукт до его нагревани либо путем добавлени промышленно выпускаемой аминокислоты к исходному материалу пищевого продукта,
либо путем добавлени другого ингредиента пищевого продукта, который содержит
свободную аминокислоту с высоким уровнем концентрации. Например, казеин содержит
свободный лизин, а желатин содержит свободный глицин. Таким образом, когда За вители
указывают, что кака -то аминокислота добавл етс к рецептуре пищевого продукта,
следует понимать, что эта аминокислота может быть добавлена в виде промышленно
изготавливаемой аминокислоты или в виде пищевого продукта, в котором концентраци одной или нескольких аминокислот выше, чем присущий данному пищевому продукту
естественный уровень аспарагина.
Количество аминокислоты, которое следует добавить к пищевому продукту, с целью
снизить содержание акриламида до приемлемого уровн , можно выразить несколькими
способами. Количество добавл емой аминокислоты дл того, чтобы оно было
экономически приемлемым, должно быть достаточным, чтобы понизить конечный уровень
образующегос акриламида по крайней мере на 20% по сравнению с продуктом, не
подвергшимс такой обработке. Было бы предпочтительнее, чтобы уровень образующегос акриламида понижалс на величину в диапазоне 35-95%. В еще более предпочтительных
вариантах уровень образующегос акриламида должен понижатьс на величину в
диапазоне 50-95%. В предпочтительном варианте выполнени изобретени с
использованием цистеина было установлено, что добавление по крайней мере 100
миллионных долей может эффективно уменьшить содержание акриламида. Однако,
предпочтительный диапазон добавлени цистеина расположен от 100 миллионных долей
до 10000 миллионных долей, а наиболее предпочтительный диапазон значений количества
находитс около 1000 миллионных долей. В предпочтительных вариантах выполнени изобретени с использованием других эффективных аминокислот, таких как лизин и
глицин, мольное отношение добавл емой аминокислоты к редуцирующему сахару,
присутствующему в продукте, составл ющее по крайней мере 0,1 мол аминокислоты к
одному молю редуцирующих сахаров (0,1:1), оказалось эффективным дл уменьшени образовани акриламида. Более предпочтительным мольным отношением добавленной
аминокислоты к редуцирующим сахарам следует считать отношение между 0,1:1 и 2:1, а
самым предпочтительным вл етс отношение около 1:1.
Механизмы, благодар которым выбранные аминокислоты уменьшают количество
обнаруженного акриламида, к насто щему моменту остаютс неизвестными. Возможно, эти
механизмы включают конкуренцию реагентов и разведение предшественника, что приводит
к образованию меньшего количества акриламида, а механизм реакции с акриламидом
приводит к его разрушению. Возможные механизмы включают (1) подавление реакции
Майара, (2) потребление глюкозы и других редуцирующих сахаров, (3) реакцию с
акриламидом. Цистеин, имеющий свободную тиольную группу, действует как ингибитор
реакции Майара. Поскольку предполагаетс , что акриламид образуетс из аспарагина
вследствие реакции Майара, цистеин должен уменьшать скорость реакции Майара и
образовани акриламида. Лизин и глицин быстро реагируют с глюкозой и другими
Страница: 14
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
редуцирующими сахарами. Если глюкоза поглощаетс лизином и глицином, то остаетс меньше глюкозы дл реакции с аспарагином и образовани акриламида. Аминогруппа
аминокислот может вступать в реакцию с двойной св зью акриламида, т.е. в реакцию
присоединени Майкла. Свободный тиол цистеина также может вступать в реакцию с
двойной св зью акриламида.
Следует понимать, что добавление аминокислоты может вызвать нежелательные
изменени характеристик конечного продукта, например, изменени цвета, вкуса и
текстуры. Эти изменени характеристик продукта, в соответствии с данным изобретением,
могут быть компенсированы различными другими средствами. Например, цветовую
характеристику картофельных чипсов можно регулировать, контролиру количество
сахаров в исходном продукте. Некоторые вкусовые характеристики можно изменить,
добавл различные ароматизаторы к конечному продукту. Физическую текстуру продукта
можно регулировать, например, добавл разрыхлители или различные эмульгаторы.
Хот изобретение было подробно описано и проиллюстрировано при рассмотрении
нескольких вариантов выполнени , специалисты поймут, что возможно осуществить
различные другие подходы к уменьшению содержани акриламида в термически
обработанных пищевых продуктах, использующие добавление аминокислот, не выход за
объем и сущность данного изобретени . Например, хот технологический процесс
описывалс применительно к продуктам из картофел и кукурузы, этот процесс также
можно использовать при обработке пищевых продуктов из чмен , пшеницы, риса, ржи,
овса, проса и других крахмалосодержащих злаков, а также других пищевых продуктов,
содержащих аспарагин и редуцирующий сахар, таких как сладкий картофель, лук и другие
овощи. Кроме того, данный технологический процесс был иллюстрирован на примере
картофельных и кукурузных чипсов, но он также может использоватьс при обработке
многих других пищевых продуктов, таких как другие виды чипсов, круп ные продукты,
печенье, крекеры, сухие крендельки, хлеб и булочки, панировка дл панированного м са.
Во многие из этих пищевых продуктов аминокислоты можно добавл ть во врем перемешивани теста, которое используетс дл изготовлени этих продуктов, с тем,
чтобы аминокислоты могли обеспечить снижение уровн акриламида в процессе
кулинарной обработки продукта. Кроме того, аминокислоты можно сочетать с другими
стратеги ми уменьшени акриламида дл того, чтобы добитьс приемлемого уровн акриламида без нежелательного воздействи на вкус, цвет, запах и другие
характеристики каждого отдельного пищевого продукта.
Формула изобретени 1. Способ снижени уровн акриламида в термически обработанном пищевом продукте,
содержащем аспарагин и простые сахара, включающий следующие шаги:
а) добавление ингредиента, содержащего свободную аминокислоту, к пищевому
продукту, в котором указанный ингредиент добавл етс в количестве, достаточном дл снижени конечного уровн акриламида в термически обработанном пищевом продукте до
уровн не менее чем на 20%;
в) термическа обработка пищевого продукта.
2. Способ по п.1, в котором на шаге а) добавлени добавл етс некоторое количество
указанного ингредиента, которое вл етс достаточным дл снижени конечного уровн акриламида в термически обработанном пищевом продукте, по крайней мере, на 35%.
3. Способ по п.1, в котором на шаге а) добавлени добавл етс некоторое количество
указанного ингредиента, которое вл етс достаточным дл снижени конечного уровн акриламида в термически обработанном пищевом продукте, по крайней мере, на 50%.
4. Способ по п.1, в котором на шаге а) добавлени добавл етс некоторое количество
указанного ингредиента, которое вл етс достаточным дл снижени конечного уровн акриламида в термически обработанном пищевом продукте, по крайней мере, на 65%.
5. Способ по п.1, в котором на шаге а) добавлени в качестве ингредиента,
содержащего свободную аминокислоту, добавл етс цистеин, именно приблизительно 100
Страница: 15
CL
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
миллионных долей цистеина.
6. Способ по п.1, в котором на шаге а) добавлени в качестве ингредиента,
содержащего свободную аминокислоту, добавл етс цистеин, именно приблизительно
1000 миллионных долей цистеина.
7. Способ по п.1, в котором на шаге а) добавлени в качестве ингредиента,
содержащего свободную аминокислоту, добавл етс цистеин, именно до 10000
миллионных долей цистеина.
8. Способ по п.1, в котором на шаге а) ингредиент, содержащий свободную
аминокислоту, добавл ют в количестве, по крайней мере, 0,1 мол аминокислоты на
каждый моль редуцирующего сахара в пищевом продукте.
9. Способ по п.1, в котором на шаге а) ингредиент, содержащий свободную
аминокислоту, добавл ют в количестве приблизительно 1,0 моль аминокислоты на каждый
моль редуцирующего сахара в пищевом продукте.
10. Способ по п.1, в котором на шаге а) ингредиент, содержащий свободную
аминокислоту, добавл ют в количестве до 2,0 молей аминокислоты на каждый моль
редуцирующего сахара в пищевом продукте.
11. Способ по п.1, в котором свободна аминокислота выбираетс из группы, состо щей
из цистеина, лизина, глицина, гистидина, аланина, метионина, глютаминовой кислоты,
аспартановой кислоты, пролина, фенилаланина, валина и аргинина.
12. Способ по п.1, в котором на шаге а) добавлени к пищевому продукту добавл етс промышленно изготавливаема аминокислота.
13. Способ по п.1, в котором на шаге а) добавлени к пищевому продукту добавл етс пищевой продукт, содержащий свободную аминокислоту.
14. Способ по п.1, в котором на шаге а) добавлени пищевой продукт выдерживаетс в
растворе, содержащем указанный ингредиент.
15. Способ по п.1, в котором указанный ингредиент перемешиваетс с другими
ингредиентами с образованием теста.
16. Способ по п.1, в котором шаг в) термической обработки включает обжаривание
пищевого продукта.
17. Способ по п.1, в котором шаг в) термической обработки включает выпечку пищевого
продукта.
18. Способ по п.1, в котором шаг а) добавлени включает добавление к пищевому
продукту ингредиента, содержащего кальций.
19. Способ по п.19, в котором указанный ингредиент, содержащий кальций, используют
хлорид кальци .
20. Термически обработанный пищевой продукт, изготовленный согласно способу по п.1.
21. Способ уменьшени образовани акриламида в искусственно изготовленном
пищевом продукте, включающий следующие шаги: а) добавление ингредиента,
содержащего свободную аминокислоту к смеси дл изготовлени искусственно
изготовленного пищевого продукта, в котором указанный ингредиент добавл етс в
качестве, достаточном дл снижени конечного уровн акриламида в искусственно
изготовленном пищевом продукте до уровн не менее чем на 20%; в) термическа обработка указанной смеси.
22. Способ по п.21, в котором свободна аминокислота выбираетс из группы,
состо щей из цистеина, лизина, глицина, гистидина, аланина, метионина, глютаминовой
кислоты, аспартановой кислоты, пролина, фенилаланина, валина и аргинина.
23. Способ по п.21, в котором на шаге а) добавлени в качестве ингредиента,
содержащего свободную аминокислоту, к смеси добавл етс промышленно
изготавливаема аминокислота.
24. Способ по п.21, в котором на шаге а) добавлени в качестве ингредиента,
содержащего свободную аминокислоту, к смеси добавл етс пищевой продукт,
содержащий свободную аминокислоту.
25. Способ по п.21, в котором шаг в) термической обработки включает обжаривание
Страница: 16
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
пищевого продукта.
26. Способ по п.21, в котором шаг в) термической обработки включает выпечку
пищевого продукта.
27. Искусственно изготовленный пищевой продукт, изготовленный согласно способу по
п.21.
28. Способ приготовлени искусственно изготовленных картофельных чипсов,
включающий следующие шаги:
а) приготовление теста, включающего картофельные хлопь , воду и ингредиент,
содержащий свободную аминокислоту, в котором указанный ингредиент добавл етс в
количестве, достаточном дл снижени конечного уровн акриламида в искусственно
изготовленных картофельных чипсах до уровн не менее чем на 20%;
в) раскатывание и разрезание указанной смеси дл образовани отрезанных кусочков;
с) термическа обработка отрезанных кусочков дл образовани чипсов.
29. Способ по п.28, в котором свободна аминокислота выбираетс из группы,
состо щей из цистеина, лизина, глицина, гистидина, аланина, метионина, глютаминовой
кислоты, аспартановой кислоты, пролина, фенилаланина, валина и аргинина.
30. Способ по п.28, в котором шаг с) термической обработки включает выпечку.
31. Способ по п.28, в котором шаг с) термической обработки включает обжаривание.
32. Способ по п.28, дополнительно включающий шаг d) добавлени специй к
искусственно изготовленным картофельным чипсам.
33. Способ по п.28, дополнительно включающий шаг е) упаковки искусственно
изготовленных картофельных чипсов.
34. Искусственно изготовленные картофельные чипсы, изготовленные согласно способу
по п.28.
35. Способ приготовлени картофельных чипсов, включающий следующие шаги:
а) нарезание сырого картофел ломтиками дл получени ломтиков картофел ;
в) выдерживание ломтиков картофел в растворе, содержащем некоторое количество
аминокислоты, достаточное дл снижени уровн акриламида в картофельных чипсах до
уровн не менее чем на 20%;
с) термическа обработка ломтиков картофел дл получени картофельных чипсов.
36. Способ по п.35, в котором аминокислота выбираетс из группы, состо щей из
цистеина, лизина, глицина, гистидина, аланина, метионина, глютаминовой кислоты,
аспартановой кислоты, пролина, фенилаланина, валина и аргинина.
37. Способ по п.35, в котором шаг с) термической обработки включает выпечку.
38. Способ по п.35, в котором шаг с) термической обработки включает обжаривание.
39. Способ по п.35, в котором шаг в) выдерживани понижает конечный уровень
акриламида, по крайней мере, на 50%.
40. Картофельные чипсы, изготовленные согласно способу по п.35.
41. Способ приготовлени кукурузных чипсов, включающий следующие шаги:
а) приготовление смеси, содержащей молотую кукурузу, воду и ингредиент, содержащий
свободную аминокислоту в количестве, достаточном дл уменьшени образовани акриламида в кукурузных чипсах до уровн не менее чем на 20%;
в) раскатывание и нарезание смеси дл образовани чипсов; и
с) термическую обработку чипсов.
42. Способ по п.41, в котором свободна аминокислота выбираетс из группы,
состо щей из цистеина, лизина, глицина, гистидина, аланина, метионина, глютаминовой
кислоты, аспартановой кислоты, пролина, фенилаланина, валина и аргинина.
43. Способ по п.41, в котором шаг с) термической обработки включает выпечку.
44. Способ по п.41, в котором шаг с) термической обработки включает обжаривание.
45. Способ по п.41, дополнительно включающий шаг d) добавлени специй к кукурузным
чипсам.
46. Способ по п.41, дополнительно включающий шаг е) упаковки кукурузных чипсов.
47. Кукурузные чипсы, изготовленные согласно способу по п.41.
Страница: 17
RU 2 335 998 C2
Страница: 18
DR
RU 2 335 998 C2
Страница: 19
RU 2 335 998 C2
Страница: 20
? , которые можно считать отличительными, изложены
в прилагаемых пунктах патентных прит заний. Однако, само изобретение, а также
предпочтительный способ его использовани , дополнительные цели и преимущества будут
пон тны лучше всего при рассмотрении следующего описани вз тых в качестве
иллюстрации вариантов осуществлени вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 - схема предлагаемых химических путей образовани акриламида в пищевых
продуктах;
Фиг.2 - схема известных шагов обработки картофельных чипсов;
Фиг.3 - схема способа производства искусственно изготовленных картофельных чипсов
из картофельных хлопьев, гранул или муки в соответствии с одним из вариантов
выполнени данного изобретени ;
Фиг.4 - графическое представление результатов добавлени цистеина и лизина к
искусственно изготовленным картофельным чипсам.
Подробное описание изобретени Вли ние аминокислот на образование акриламида
Дл образовани акриламида в термически обработанных пищевых продуктах требуетс источник углерода и источник азота. Имеетс гипотеза, что источником углерода
вл ютс углеводы, а источником азота - протеины или аминокислоты. Многие
ингредиенты пищевых продуктов, имеющие растительное происхождение, такие как рис,
пшеница, кукуруза, чмень, со , картофель и овес, содержат аспарагин и вл ютс в
основном углеводами, содержащими незначительное количество компонентов
аминокислот. Типично, такие ингредиенты пищевых продуктов имеют небольшой пул
аминокислот, в который вход т и другие аминокислоты, помимо аспарагина.
Под термином "термически обработанный" понимаетс пищевой продукт или ингредиент
пищевого продукта, в котором компоненты пищевого продукта, такие как смесь
ингредиентов пищевого продукта, нагреваютс при температуре не менее 80°С.
Предпочтительно, термическа обработка пищевых продуктов или ингредиентов пищевых
продуктов происходит при температурах приблизительно от 100°С до 250°С. Ингредиенты
пищевого продукта могут обрабатыватьс при повышенных температурах отдельно друг от
друга до того, как они образуют конечный пищевой продукт. Примером термически
обработанного ингредиента пищевого продукта могут служить картофельные хлопь ,
которые вырабатываютс из сырого картофел , и в ходе этого технологического процесса
картофель подвергаетс воздействию температуры до 170°С. Термины "картофельные
хлопь ", "картофельные гранулы", "картофельна мука" используютс в данном описании
взаимозамен емо и обозначают любой дегидратированный продукт на основе картофел .
Страница: 7
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
Примерами других термически обработанных ингредиентов пищевых продуктов могут
служить обработанный овес, отваренный и высушенный рис, кулинарные издели из сои,
кукурузный полуфабрикат, жареные кофейные бобы и жареные бобы какао. В другом
случае, сырые ингредиенты пищевых продуктов могут использоватьс в приготовлении
конечного пищевого продукта, и производство конечного пищевого продукта включает шаг
нагревани . Одним примером обработки сырого материала, при котором конечный
пищевой продукт получаетс в результате нагревани , может служить производство
картофельных чипсов из ломтиков сырого картофел на этапе их обжаривани при
температуре приблизительно от 100°С до 205°С или производство картофел , жаренного
по-французски при таких же температурах.
Однако, в соответствии с насто щим изобретением, было обнаружено, что значительное
образование акриламида имеет место тогда, когда аминокислота аспарагин нагреваетс в
присутствии редуцирующего сахара. Нагревание других аминокислот, таких как лизин и
аланин, в присутствии редуцирующего сахара, такого как глюкоза, не приводит к
образованию акриламида. Но вызывает удивление тот факт, что добавление других
аминокислот к смеси аспарагина с сахаром может как увеличить, так и уменьшить
количество образующегос акриламида.
Установив, что быстрое образование акриламида имеет место при нагревании
аспарагина в присутствии редуцирующего сахара, можно добитьс уменьшени содержани акриламида в термически обработанных пищевых продуктах путем
инактивировани аспарагина. Под термином "инактивирование" подразумеваетс удаление
аспарагина из пищевого продукта или перевод аспарагина в неактивное состо ние по ходу
процесса образовани акриламида путем его преобразовани или св зывани с другим
химическим продуктом, который преп тствует образованию акриламида из аспарагина.
I. Вли ние цистеина, лизина, глютамина и глицина на образование акриламида
Поскольку аспарагин вступает в реакцию с глюкозой с образованием акриламида,
увеличение концентрации других свободных аминокислот может повли ть на реакцию
между аспарагином и глюкозой и уменьшить образование акриламида. Дл этого
эксперимента приготавливаетс раствор аспарагина (0,176%) и глюкозы (0,4%) в буферном
растворе фосфата натри с рН 7,0. Четыре другие аминокислоты: глицин (GLY), лизин
(LYS), глютамин (GLN) и цистеин (CYS) добавл лись в той же концентрации, что и
глюкоза, на мол рной основе. План эксперимента был полностью факториальным без
дублировани , поэтому были протестированы все возможные комбинации добавленных
аминокислот. Растворы нагревались при 120°С в течении 40 минут, затем производились
замеры содержани акриламида. В Таблице 1 приведены концентрации и результаты.
Таблица 1
глюкоза аспарагин глицин лизин глютамин цистеин
40
45
50
акриламид
пор док
%
%
%
%
%
%
(миллиардных долей)
1
0,4
0,176
0
0
0
0
1679
2
0,4
0,176
0
0
0
0,269
4
3
0,4
0,176
0
0
0,324
0
5378
4
0,4
0,176
0
0
0,324
0,269
7
5
0,4
0,176
0
0,325
0
0
170
6
0,4
0,176
0
0,325
0
0,269
7
7
0,4
0,176
0
0,325
0,324
0
1517
8
0,4
0,176
0
0,325
0,324
0,269
7
9
0,4
0,176
0,167
0
0
0
213
10
0,4
0,176
0,167
0
0
0,269
6
11
0,4
0,176
0,167
0
0,324
0
2033
12
0,4
0,176
0,167
0
0,324
0,269
4
13
0,4
0,176
0,167 0,325
0
0
161
14
0,4
0,176
0,167 0,325
0
0,269
4
15
0,4
0,176
0,167 0,325
0,324
0
127
16
0,4
0,176
0,167 0,325
0,324
0,269
26
Как видно из приведенной таблицы 1, глюкоза и аспарагин без добавлени какой-либо
Страница: 8
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
30
35
другой аминокислоты образовали 1679 миллиардных долей акриламида. Добавленные
аминокислоты оказывали воздействие трех типов.
1. Цистеин почти полностью устран л образование акриламида. Любое добавление
цистеина приводило к концентрации акриламида менее 25 миллиардных долей (98%
уменьшение).
2. Лизин и глицин уменьшали образование акриламида, но не в такой степени, как
цистеин. Любое добавление лизина и/или глицина, но без глютамина и цистеина,
приводило к концентрации акриламида менее 220 миллиардных долей (85% уменьшение).
3. Удивительно, но глютамин увеличивал образование акриламида до 5378
миллиардных долей (200% увеличение). Глютамин с цистеином не образовывали
акриламида. Добавление глицина и лизина к глютамину уменьшало образование
акриламида.
Эти опыты продемонстрировали эффективность цистеина, лизина и глицина дл уменьшени образовани акриламида. Однако результаты тестов с глютамином показали,
что не все аминокислоты вл ютс эффективными дл уменьшени образовани акриламида. Сочетание цистеина, лизина или глицина с аминокислотой, котора сама по
себе может ускорить образование акриламида (такой как глютамин), может точно также
уменьшить образование акриламида.
II. Вли ние цистеина, лизина, глютамина и метионина при различных концентраци х и
температурах
Как сообщалось выше, цистеин и лизин уменьшали содержание акриламида, когда их
добавл ли в той же концентрации, что и глюкозу. Следующий эксперимент был разработан,
чтобы ответить на следующие вопросы:
1. Как более низкие концентрации цистеина, лизина, глютамина и метионина вли ют на
образование акриламида?
2. Такое же вли ние оказывает добавление цистеина и лизина в том случае, когда
раствор нагреваетс при температурах 120°С и 150°С?
Приготавливалс раствор аспарагина (0,176%) и глюкозы (0,4%) в буферном растворе
фосфата натри с рН 7,0. Добавл лись аминокислоты (цистеин (CYS), лизин (LYS),
глютамин (GLN) или метионин (MET)) с двум различными концентраци ми. Эти две
концентрации составл ли 0,2 и 1,0 моль аминокислоты на моль глюкозы. В половине
опытов 2 мл раствора нагревались при 120°С в течение 40 минут, в другой половине 2 мл
нагревались при 150°С в течение 15 минут. После нагревани концентраци акриламида
измер лась при помощи GC-MS. Результаты испытаний приведены в Таблице 2.
Контрольным вл лс опыт с раствором аспарагина и глюкозы без добавлени аминокислот.
Таблица 2
Уровень акриламида
40
45
50
Аминокислота / Контрольный Аминокислота с
Процент от
Аминокислота с
Процент от
Температура,°С опыт
концентрацией 0,2 контрольного опыта, % концентрацией 0,1 контрольного опыта, %
лизин-120
1332?10 -9
1109?10 -9
83
280 ?10 -9
21
цистеин-120
1332?10 -9
316?10 -9
24
34?10 -9
3
лизин-150
3127?10 -9
1683?10 -9
54
536 ?10 -9
17
цистеин-150
3127?10 -9
1146?10 -9
37
351 ?10 -9
11
глютамин-120
1953?10 -9
4126?10 -9
211
6795?10 -9
348
метионин-120
1953?10 -9
1978?10 -9
101
1132?10 -9
58
глютамин-150
3866?10 -9
7223?10 -9
187
9516?10 -9
246
метионин-150
3866?10 -9
3885?10 -9
100
3024?10 -9
78
В опытах с цистеином и лизином в контрольном испытании образовалось 1332
миллиардных долей акриламида после выдержки в течение 40 минут при 120°С и 3127
миллиардных долей акриламида после выдержки в течение 15 минут при 150°С. Цистеин
и лизин уменьшили образование акриламида как при 120°С, так и при 150°С, при этом
уменьшение концентрации акриламида было примерно пропорциональным концентрации
Страница: 9
RU 2 335 998 C2
5
10
15
добавленных цистеина или лизина.
В опытах с глютамином и метионином в контрольном испытании образовалось 1953
миллиардных долей акриламида после 40-минутного пребывани при 120°С и 3866
миллиардных долей акриламида после 15-минутного пребывани при 150°С. Глютамин
увеличивал образование акриламида при 120°С и при 150°С. Метионин с концентрацией
0,2 мол на моль глюкозы не вли л на образование акриламида. Метионин с
концентрацией 1,0 мол на моль глюкозы уменьшал образование акриламида менее чем на
50%.
III. Вли ние дев тнадцати аминокислот на образование акриламида в растворе глюкозы
и аспарагина
Вли ние четырех аминокислот (лизина, цистеина, метионина и глютамина) на
образование акриламида описывалось выше. Испытывались также п тнадцать
дополнительных аминокислот. Приготавливалс раствор аспарагина (0,176%) и глюкозы
(0,4%) в буферном растворе фосфата натри с рН 7,0. П тнадцать аминокислот
добавл лись в той же концентрации, как и глюкоза, на мол рной основе. Контрольный
опыт проводилс с раствором аспарагина и глюкозы без каких-либо других аминокислот.
Растворы нагревались при температуре 120°С в течение 40 минут, а затем содержание
акриламида измер лось при помощи GC-MS. Результаты приведены в Таблице 3.
Таблица 3
20
Образование акриламида
Аминокислота
25
30
35
40
45
миллиардных долей % от контрольного опыта
контроль
959
гистидин
215
100
22
аланин
478
50
метионин
517
54
глютаминова к-та
517
54
аспартанова к-та
529
55
пролин
647
67
фенилаланин
648
68
валин
691
72
аргинин
752
78
триптофан
1059
111
треонин
1064
111
тирозин
1091
114
лейцин
1256
131
серин
1296
135
изолейцин
1441
150
Как видно из таблицы 3, ни одна из п тнадцати дополнительных аминокислот не
оказалась столь эффективной дл уменьшени образовани акриламида, как цистеин,
лизин или глицин. Дев ть из дополнительных аминокислот уменьшали содержание
акриламида до уровн от 22% до 78% от контрольного, а шесть других аминокислот
увеличивали содержание акриламида до уровн от 111% до 150% от контрольного.
В таблице 4 подводитс итог дл всех аминокислот, причем аминокислоты перечислены
в пор дке их эффективности. Цистеин, лизин и глицин оказались эффективными
ингибиторами, которые уменьшали количество образованного акриламида. до менее 15%
от образованного в контрольном опыте. Следующие дев ть аминокислот оказались менее
эффективными ингибиторами, при участии которых общее количество образованного
акриламида составл ло 22-78% от образованного в контрольном опыте. Следующие семь
аминокислот увеличивали образование акриламида. Глютамин вызывал наибольшее
увеличение содержани акриламида, доход щее до 320% от контрольного опыта.
Таблица 4
50
Аминокислота
Образование акриламида как % контрольного опыта, %
контрольный опыт
100
цистеин
0
лизин
10
глицин
13
Страница: 10
RU 2 335 998 C2
гистидин
5
10
15
20
22
аланин
50
метионин
54
глютаминова к-та
54
аспартанова к-та
55
пролин
67
фенилаланин
68
валин
72
аргинин
78
триптофан
111
треонин
111
тирозин
114
лейцин
131
серин
135
изолейцин
150
глютамин
320
IV. Картофельные хлопь с добавлением L-цистеина в количестве 750 миллионных
долей
Дл целей опыта были изготовлены картофельные хлопь , содержащие 750
миллионных долей добавленного L-цистеина. Контрольные картофельные хлопь не
содержали добавленный L-цистеин. Три грамма картофельных хлопьев отвешивалось и
помещалось в стекл нный сосуд. Сосуды плотно закрывались и нагревались в течение 15
или 40 минут при температуре 120°С. Концентраци акриламида измер лась при помощи
GC-MS в миллиардных дол х.
Таблица 5
Картофельные хлопь Акриламид (10 9), 15 Уменьшение концентрации Акриламид (10 9), 40 Уменьшение концентрации
акриламида после 15 мин, % мин при 120°С
акриламида после 40 мин, %
мин при 120°С
25
30
35
40
45
контроль
1662
-
9465
-
750 миллионных долей
L-цистеина
653
60
7529
20
V. Выпеченные искусственно изготовленные картофельные чипсы
На основании приведенных выше результатов был разработан предпочтительный
вариант выполнени изобретени , в котором к композиции дл искусственно изготовленной
сухой закуски, в данном случае, выпеченных искусственно изготовленных картофельных
чипсов, добавл лс цистеин или лизин. Технологический процесс приготовлени такого
продукта изображен на Фиг.3. На шаге 31 приготовлени теста картофельные хлопь , вода
и другие ингредиенты соедин ютс и образуют тесто. (Термин "картофельные хлопь " и
"картофельна мука" используетс здесь взаимозамен емо, и любой из них предназначен
дл обозначени всех сухих продуктов, независимо от размера частиц.) На шаге 32
раскатывани в тонкий лист тесто прогон етс через раскатывающее устройство, которое
сплющивает тесто, а затем нарезаетс на отдельные кусочки. На шаге 33 кулинарной
обработки нарезанные кусочки выпекаютс до тех пор, пока они не достигнут заданного
цвета и влажности. К полученным в результате этого чипсам затем добавл ютс специи на
шаге 34 кондиционировани , и они упаковываютс в пакеты на шаге 35 упаковки.
Первый вариант выполнени изобретени иллюстрируетс при использовании
описанного выше процесса. Дл того чтобы проиллюстрировать этот вариант выполнени ,
производитс сравнение между контрольной партией и испытуемой партией, к которой
добавл лс цистеин в одной из трех концентраций и лизин в одной концентрации. В
таблице 6 приведены ингредиенты, используемые в различных парти х.
Таблица 6
Ингредиент
50
Контрольна парти Цистеин #1
Цистеин #2
Цистеин #3
Лизин
картофельные хлопь или модифицированный
крахмал
5496 g
5496 g
5496 g
5496 g
5496 g
сахар
300 g
300 g
300 g
300 g
300 g
растительное масло
90 g
90 g
90 g
90 g
90 g
разрыхлители
54 g
54 g
54 g
54 g
54 g
эмульгатор
60 g
60 g
60 g
60 g
60 g
Страница: 11
RU 2 335 998 C2
5
10
15
L-Цистеин (растворимый в воде) 1
0g
1,8 g
4,2 g
8,4 g
0g
L-Лизин моногидрохлорид
0g
0g
0g
0g
42 g
обща масса сухого продукта
6000 g
6001,8 g
6004,2 g
6008,4 g
6042 g
вода
3947 ml
3947 ml
3947 ml
3947 ml
3947 ml
1 - Можно ожидать, что D-изомер или рацемическа смесь D- и L-изомеров аминокислот будет столь же эффективна, хот , возможно, L-изомер
окажетс лучшим и менее дорогим источником.
Во всех парти х сухие ингредиенты сперва перемешивались между собой, затем к
каждой сухой смеси добавл лось растительное масло, и все перемешивалось. Цистеин или
лизин раствор лись в воде до того, как добавл лись в тесто. Уровень влажности теста
до раскатывани составл л от 40% до 45% по весу. Тесто раскатывалось с образованием
листа толщиной от 0,020 дюйма до 0,030 дюйма, разрезалось на кусочки по размерам
чипсов и выпекалось.
После кулинарной обработки производились измерени влажности, содержани масла и
цвета по шкале L-A-B Хантера. Образцы тестировались, и определ лись уровни
акриламида в конечном продукте. В таблице 7 приведены результаты этих испытаний.
Таблица 7
Измерение
Контрольна парти Цистеин #1 Цистеин #2 Цистеин #3 Лизин
Н2O,%
2,21
1,73
2,57
2,68
Масло, %
1,99
2,15
2,12
1,94
Акриламид, (миллиардных долей)
20
Цвет
L
1030
620
104
456
72,34
76,53
78,36
73,2
А
1,99
-1,14
В
20,31
25,52
23,2
2,28
1,94
2,05
25,77
166
79,02
-2,02
25
30
35
40
В контрольной партии чипсов уровень акриламида после окончательной кулинарной
обработки составил 1030 миллиардных долей. Добавление цистеина с любым испытуемым
уровнем концентрации, так же как и лизина, значительно снижал конечный уровень
акриламида. На Фиг.4 приведены в графической форме полученные уровни акриламида.
Добавление к тесту цистеина или лизина значительно снижало уровень акриламида в
конечном продукте. Образцы цистеином показывают, что уровень акриламида понижаетс приблизительно в пр мой пропорциональной зависимости от количества добавленного
цистеина. Однако необходимо учитывать побочное вли ние на характеристики (такие, как
цвет, вкус и текстура) конечного продукта добавлени аминокислоты в процессе его
изготовлени .
Также проводились дополнительные испытани , в которых добавл лс цистеин, лизин и
сочетание каждой из этих двух аминокислот с CaCl2. В этих опытах использовалась та же
сама процедура, что и в описанных выше опытах, но используемые картофельные хлопь имели различные уровни содержани редуцирующих сахаров, а также добавл лись
различные количества аминокислот и CaCl2. В таблице 8 парти 1 картофельных хлопьев
содержала 0,81% редуцирующих сахаров (эта парти в таблице воспроизводит результаты
из приведенных выше опытов), парти 2 содержала 1,0%, а парти 3 содержала 1,8%
редуцирующих сахаров.
Таблица 8
45
50
Цистеин (миллионные Лизин % от Конечное содержание Цветовой показатель Акриламид
Парти CaCl2, % по
хлопьев # весу от общей доли) от общей сухой общей сухой Н2O, % по весу
конечного продукта (миллиардных долей)
сухой массы массы
массы
1
0
0
0
2,21
72,34
1030
1
0
300
0
1,73
76,53
620
1
0
700
0
2,28
79,02
166
1
0
1398
0
2,57
78,36
104
1
0
0
0,685
2,68
73,20
456
2
0
0
0
1,71
72,68
599
2
0
0
0
1,63
74,44
1880
2
0
0
0
1,69
71,26
1640
Страница: 12
RU 2 335 998 C2
5
10
15
20
25
2
0
0
0
1,99
71,37
1020
2
0
700
0
2,05
75,81
317
2
0,646
0
0,685
1,74
73,99
179
3
0
0
0
1,80
73,35
464
3
0
0
0
1,61
72,12
1060
3
0
700
0
1,99
75,27
290
3
0
1398
0
1,96
75,87
188
3
0
0
0,685
1,90
76,17
105
3
0,646
0
0,685
2,14
75,87
47
3
0,646
700
0
1,83
77,23
148
Как показывают данные, представленные в этой таблице, добавление как цистеина, так
и лизина значительно снижает уровень содержани акриламида при всех проверенных
уровн х содержани редуцирующих сахаров. Сочетание лизина с хлоридом кальци почти
полностью исключает образование акриламида, несмотр на то, что данный опыт
проводилс при самом высоком уровне содержани редуцирующих сахаров.
VI. Опыты с картофельными чипсами из обжаренных ломтиков картофел Аналогичные результаты могут быть получены дл картофельных чипсов,
изготовленных из ломтиков картофел . Однако необходимую аминокислоту невозможно
просто смешать с ломтиками картофел , что осуществл лось в проиллюстрированных
выше вариантах выполнени , поскольку это нарушило б?
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
353 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа