Rozwiązywanie problemów związanych z produkcją produktów wysokobiałkowych za pomocą oprzyrządowania

Ostatnio opublikowane przez Food Industry Executive tutaj.

Napisane przez Arnauda Dubata, dyrektora ds. produktów i aplikacji dla Technologie CHOPIN, marka produktu KPM Analytics.

Białko jest nadal gorącym składnikiem odżywczym z wyboru dla konsumentów. Pragnienie przestrzegania zdrowszych wzorców żywieniowych skłoniło przetwórców żywności do włączenia dodatkowych i unikalnych białek do różnych kategorii, w tym przekąsek i wypieków. Wzrost nietradycyjnych składników białkowych i mąki, które mogą obejmować rośliny strączkowe, konopie, a nawet proszki owadów, stwarza zarówno możliwości, jak i wyzwania dla komercyjnych piekarni i przetwórców przekąsek. Odpowiednie oprzyrządowanie może pomóc odpowiedzieć na te pilne pytania:

• Jak włączyć dodatkowe/nowe białka do preparatu przy zachowaniu pożądanych cech produktu, takich jak konsystencja, objętość i ogólna konsystencja?
• Jak te nowe odmiany białka wpłyną na przetwarzanie?

Konsumenci uważają białko za pożądany makroskładnik odżywczy

Trendy konsumenckie i wzorce żywieniowe napędzają rozwój i wprowadzanie żywności wzbogaconej białkiem, w tym wypieków i przekąsek. Według Międzynarodowa Rada ds. Żywności i Informacji (IFIC) 2022 Badanie żywności i zdrowiaBiałko jest głównym składnikiem odżywczym z wyboru przez konsumentów w każdym wieku, a 59% dorosłych w USA świadomie próbuje włączyć więcej białka do swojej diety.

Ale nie każdy rodzaj białka wystarczy. Konsumenci coraz częściej szukają białek pochodzenia roślinnego z różnych powodów, w tym ze zrównoważonego rozwoju i lepszego dla Ciebie profilu produktu. Jako tylko jeden przykład wyniku tego trendu, sprzedaż białka grochu gwałtownie rośnie, a prognozowany globalny CAGR na poziomie 23,6% w latach 2018-2025.

Jednak oprócz korzyści, nowe składniki białkowe stanowią również wyzwanie dla producentów żywności, którzy próbują włączyć je do rozwoju produktów, szczególnie w przypadku wypieków.

Włączanie białka stwarza wyzwania

Głównym celem każdego piekarza przy tworzeniu produktu wzbogaconego białkiem jest pozostanie jak najbliżej wyglądu, smaku i tekstury oryginału. Jednym z wyzwań do osiągnięcia tego celu, spośród wielu związanych z fortyfikacją białek, jest nawodnienie. Ilość lub procent białka w proszku lub mące wpływa na wchłanianie wody.

Białka roślinne do pieczenia mogą obejmować proste mąki, koncentraty lub izolaty, o zawartości białka od 10 do 30% na suchej bazie mąki i do 85% dla izolatu.

Im wyższe stężenie białka, tym większa absorpcja wody. W zależności od zastosowania, jeśli mąka nie wchłonie wystarczającej ilości płynu lub wody, może to stworzyć suchą, kruchą konsystencję w gotowym produkcie. Z drugiej strony, jeśli doda się zbyt dużo wody w celu zrekompensowania, ciasto może stać się lepkie, powodując problemy z obróbką skrawaniem.

Białka wpływają również na rozciągliwość i elastyczność ciasta, a także objętość produktu końcowego, strukturę i smakowitość. W zależności od źródła alternatywne białka mogą stanowić wyzwania zarówno smakowe, jak i teksturowe. Najważniejsze jest to, że im więcej białka dowolnego typu dodaje się do preparatu, tym bardziej może to wpływać na przetwarzanie i cechy produktu końcowego. Celem jest znalezienie odpowiedniej równowagi.

Formulatorzy zwracają się do mieszanek lub mieszanek hybrydowych

To, co widzimy teraz na rynku, to wiele mieszanek i mieszanek zawierających serwatkę i rośliny strączkowe. Mąka konopna zyskuje na popularności i oczywiście różne firmy eksperymentują z proszkiem owadów.

Podczas tworzenia mieszanki lub mieszanki odpowiednia analiza może pomóc piekarzowi określić odpowiednie poziomy zastąpienia mąki pszennej alternatywą. Jedno badanie w Nauki Stosowane porównał pieczywo zawierające koncentrat białka grochu i koncentrat białka sojowego ze standardowym chlebem kontrolnym wytwarzanym wyłącznie z mąki pszennej. Badanie zastąpiło mąkę pszenną o 5%, 10% i 15%, stwierdzając, że co najmniej 10% dodatku mąki alternatywnej pozwoliło na oświadczenie „wysokobiałkowe” w gotowym produkcie.

Im wyższy poziom dodatków koncentratu białkowego, tym silniejsza intensywność koloru miękiszu i skorupy. Ponadto zaobserwowano wyraźny kontrast w objętości chleba, porowatości i elastyczności w bochenkach koncentratu białkowego w porównaniu z kontrolą.

Ogólnie rzecz biorąc, badanie wywnioskowało, że piekarzom dążącym do oświadczenia żywieniowego może łatwiej zastąpić pszenicę alternatywną mąką o wysokim poziomie białka. W porównaniu z mąkami alternatywnymi o niskim poziomie białka, te mąki o wyższej zawartości białka można uwzględnić jako niższy procent ogólnej formuły. Może to pomóc złagodzić utratę glutenu w reologii ciasta i fakturze, wyglądzie i akceptacji produktu końcowego.

Białko jest związane z poziomem glutenu

Gluten jest linią podziału między tym, co jest uważane za funkcjonalną mąkę, a tymi, które nie są funkcjonalne. Z tego powodu przyczynia się do reputacji pszenicy jako najbardziej wszechstronnej mąki używanej do pieczenia.

Poziom białka mąki pszennej koreluje z zawartością glutenu. Pszenica twarda zawiera wyższy poziom białka i glutenu niż pszenica miękka. Zazwyczaj wypieki, takie jak chleb, bułeczki, a nawet precle, opierają się na glutenie i wyższym poziomie białka (12-14%) w porównaniu do ciastek z mąki cukierniczej (8-9% białka) i ciastek lub ciast (5-8% białka).

Gluten sprawia, że ciasto jest ciastem, dzięki czemu jest rozciągliwe i zatrzymuje gaz, aby uzyskać odpowiedni kształt i konsystencję, między innymi.

Łącząc alternatywne mąki białkowe z mąką pszenną, dla prawidłowego rozwoju ciasta należy wziąć pod uwagę poziom białka, a tym samym zawartość glutenu w wybranej mące pszennej.

Białko jest tylko częścią całkowitego równania

Właściwości glutenu pomagają zilustrować fakt, że wstępna analiza mąki dostarcza ułamka informacji, które może dostarczyć pełna analiza, aby pomóc w kierowaniu procesem pieczenia.

Ciasto to złożony system z wieloma oddziałującymi komponentami. Podgrzewanie białka zmienia jego strukturę i interakcję z innymi składnikami. Ogólne zachowanie ciasta i jego końcowy wynik są powiązane z interakcjami między mąką, skrobią i innymi składnikami zawartymi w preparacie, a także czasem mieszania, czasem odpoczynku oraz czasem i temperaturą. Obiektywne narzędzie analityczne może określić ilościowo zachowania ciasta i właściwości reologiczne.

Przydatne informacje dla piekarza wynikające z testów analitycznych powinny odpowiadać na pytania takie jak:

• Jak ten materiał będzie się zachowywał w cieście?
• Co się stanie podczas sprawdzania i pieczenia?
• Ile wody należy dodać, aby uzyskać odpowiednią konsystencję ciasta?
• Czy ten składnik i odpowiednie korekty formuły wpłyną na czas mieszania?
• Jeśli inne białko miesza się w mieszance z mąką pszenną, jaki poziom białka powinna zawierać mąka pszenna?

Na przykład runda testów analitycznych przeprowadzonych na dwóch odmianach proszku białka krykieta zmieszanego z mąką pszenną odpowiedziała na wiele z tych pytań. Testy zidentyfikowały optymalne ilości mąki z krykieta do włączenia i zmierzyły wpływ tych proszków białkowych na cały proces produkcji, od formowania ciasta do końcowego bochenka.

Testy wykazały, że możliwe jest zastąpienie tradycyjnej mąki pszennej maksymalnie 5% białka krykieta w proszku. Dodanie większych ilości miało duży wpływ na rozszerzalność. Słaba ekspansja ciasta i retencja gazu spowodowała mniejszą objętość bochenka i zmniejszenie liczby komórek powietrznych. Spowodowało to również szybsze prześladowanie.

Na rynku dostępnych jest wiele odmian proszku owadów, a każda z nich może zachowywać się w inny sposób, wymagając niezależnej analizy każdego typu.

Narzędzia analityczne dają wyraźniejszy obraz jakości ciasta

Charakteryzator ciasta oferuje uniwersalny a kompleksowe analiza zachowania ciasta podczas mieszania, podczas cyklu ogrzewania i chłodzenia oraz przy różnych prędkościach mieszania.

Uniwersalny oznacza, że charakteryzator ciasta może analizować zachowanie szerokiego spektrum rodzajów mąki, takich jak mąka biała, pełne ziarno, ryż, kukurydza, sorgo, soja, len, amarant, ziemniak, kasza gryczana, komosa ryżowa, proso, teff i inne.

To jest kompleksowe ponieważ ocenia sześć kryteriów jakości ciasta w całym cyklu produkcji ciasta:

• Absorpcja wody
• Efekty mieszania (rozwój i stabilność)
• Odporność na gluten na ciepło
• Maksymalna lepkość
• Aktywność amylazy
• Retrogradacja skrobi

Proces analityczny jest również wszechstronny, oferując piekarzom wiele protokołów testowych, aby najlepiej scharakteryzować zachowania ciasta przy użyciu małej próbki wynoszącej zaledwie 50 g wybranej mąki lub 75 g próbki ciasta.

W jednym przypadku piekarz chleba miał problemy z wysoką absorpcją wody i lepkim ciastem. Po badaniu za pomocą narzędzia analitycznego piekarz dowiedział się, że sytuacja ta była spowodowana zbyt dużą ilością uszkodzonej skrobi i słabej równowagi z białkiem. Piekarz był w stanie rozwiązać ten problem, ustalając nowe wytyczne dla młynarza (dostawcy mąki), jednocześnie dostosowując proces produkcji w oparciu o głębsze zrozumienie zachowania ciasta.

Walidacja procesu pieczenia

Analiza przyrządów zapewnia piekarzom szybszą walidację składnika lub parametru przetwarzania. Eliminuje to rygorystyczny, czasochłonny i kosztowny proces wielu testów produkcyjnych. Piekarze są w stanie szybko przejść przez fazę testową i wrócić do produkcji.

Ponadto oferuje bardziej kompleksowy model testowy w porównaniu z metodami testowymi, które po prostu analizują zawartość białka bez patrzenia na cechy wpływające na tworzenie i powstawanie ciasta.

Widząc pełny obraz, piekarze mogą dostosować swoje formuły do pożądanego zachowania ciasta i lepszej obróbki. Ponadto analiza znacznie przyspiesza przeformułowanie i testowanie nowych produktów. Firmy mogą wprowadzać nowe produkty, aby uzyskać niższy koszt i większy zwrot z inwestycji.

Arnaud Dubat jest dyrektorem ds. produktów i aplikacji w Linia produktów CHOPIN z Analityka KPM. Posiada tytuł magistra nauk i technik dla przemysłu rolno-spożywczego oraz tytuł magistra marketingu strategicznego. Mieszka w Paryżu we Francji.