11 Protein-fortified and high protein foods
Protein fortification has found a place in extruded foods since at least the 1940s. One example of protein fortification of an extruded food was for macaroni (21CFR139.117). Questa fortificazione è stata fatta sia per aumentare il contenuto proteico complessivo della pasta, sia per migliorare anche l’equilibrio degli aminoacidi essenziali.
Mentre venivano sviluppate le tecnologie proteiche testurizzate, venivano gettate le basi per la fortificazione proteica degli snack estrusi., I brevetti suggeriscono che l’obiettivo era quello di raggiungere il più alto contenuto proteico possibile, piuttosto che raggiungere una soglia minima.
Atkinson (1969) è un primo esempio di utilizzo di proteine di soia in uno spuntino. Il brevetto descrive un prodotto spuntino croccante con almeno il 30% di proteine che viene estruso al 12% -20% di umidità. Questo contenuto di umidità è inferiore a quello tipico per l’estrusione di proteine strutturate. La formula era farina di soia (50% di proteine) con una piccola quantità di sapore, un detergente e idrossido di sodio aggiunto., Atkinson afferma che altre proteine vegetali, animali o di pesce sgrassate potrebbero essere utilizzate, ma nessun esempio è fornito nel brevetto.
Anche la fortificazione proteica dei cereali per la colazione stava aumentando durante questo periodo. Bedenk (1972) è stato uno dei primi brevetti per un prodotto espanso contenente elevate quantità di proteine e fa riferimento ad altri brevetti che avevano alti livelli di farina di soia nei cereali per la colazione. Bedenk ha usato l’isolato idrolizzato della proteina di soia per permettere una struttura croccante piuttosto che creare una struttura simile alla carne., Bedenk afferma anche che un cereale pronto da mangiare potrebbe essere fatto solo da isolato di proteine di soia, ma nessun esempio è incluso nel brevetto.
Malzahn (1974) rivela un metodo per creare un prodotto espanso a più di 35% di proteine, con un esempio di un prodotto proteico al 55%. Malzahn afferma che una temperatura di estrusione di 255°F–315°F per una formulazione di proteine di soia isolate, amido di frumento, farina di avena e sale, con un contenuto proteico di circa il 55% potrebbe produrre un prodotto con caratteristiche simili a un cereale da colazione espanso., L’acqua è stata aggiunta al processo di estrusione (17% -30%) e ha prodotto pezzi di cereali ad una densità apparente di circa 46-135 g/L. Malzahn afferma che la formazione delle strutture simili a fibre proteiche è più probabile che si formi a temperature più elevate o con concentrazioni proteiche più elevate. Il brevetto afferma che l’uso di proteine del siero di latte dovrebbe essere evitato, poiché le proteine del siero di latte contengono notevoli quantità di zuccheri riducenti, quindi è probabile che subiscano reazioni di Maillard durante l’estrusione.
I primi lavori sulla fortificazione proteica dei cereali non erano limitati alle proteine di soia., Schwab (1975) è un brevetto per cereali da colazione che utilizza caseinato di sodio come fonte proteica per cereali da colazione con proteine fino al 40%. Il prodotto è stato estruso come un pellet denso e poi soffiato in un forno a letto fluido.
Schröder (1981) rivela la creazione di un croccante con un alto contenuto proteico. Gli esempi forniti nel brevetto avevano un contenuto proteico a base secca fino all ‘ 82%. Le proteine utilizzate in questo brevetto sono caseinato (o caseina), proteine di soia e proteine di cereali. Il brevetto indica che nei prodotti estrusi era presente poco amido., La densità apparente dei pezzi estrusi risultanti era di circa 180 g/L.
Sander (2001) ha identificato un desiderio del consumatore di alimenti con un maggiore contenuto proteico. Il brevetto rivela diversi esempi, tra cui un prodotto con contenuto proteico 70%, con proteine del siero di latte isolate come 60% della formula, con la proteina rimanente fornita da proteine di soia isolate e l’equilibrio della miscela come amido di tapioca. Un altro esempio è un prodotto a base di cereali con isolato proteico di soia come ingrediente primario e il prodotto con un contenuto proteico dell ‘ 80%. Le densità di massa dei prodotti nel brevetto erano 130-180 g / L., Sander afferma che l’amido di tapioca e gli amidi di patate sono adatti ai prodotti.
Baumer (2005) è una domanda di brevetto per pepite di proteine di soia (patatine fritte). L’isolato parzialmente idrolizzato della proteina della soia è usato per consegnare la viscosità bassa e le proprietà gelificanti basse. Il grado preferito di idrolisi è di circa 1% -5%, ma potrebbe essere alto come 15%. L’isolato parzialmente idrolizzato della proteina della soia è mescolato con un isolato non idrolizzato della proteina della soia per dare la struttura desiderata delle cellule, la densità del prodotto ed altre caratteristiche., Il brevetto afferma che da una a otto parti di proteine di soia parzialmente idrolizzate isolate sarebbero utilizzate per parte di proteine di soia non idrolizzate isolate. Un esempio fornito nella domanda di brevetto è un prodotto con isolato di proteine di soia idrolizzato come unico ingrediente non acquoso.
Fannon e Yakubu (2012) hanno utilizzato una combinazione di 20% -45% di proteine non idrolizzate combinate con 55% -80% di proteine idrolizzate. Descrivono la porzione non proteica del croccante essiccato come “riempitivo”, che può essere amido e/o fibra., L’uso di proteine idrolizzate e filler impedisce la formazione della struttura del filo proteico caratteristica delle proteine testurizzate. Le patatine erano 70% -95% di proteine e avevano una densità apparente di 20-500 g/L.
Malo et al. (2004) ha presentato un brevetto per un croccante ad alto contenuto proteico senza amido nella formulazione. Malo et al. utilizzato una miscela di” viscosità sottile”,” viscosità spessa “e un isolato proteico opzionale” sapore neutro” per ottenere una struttura cellulare desiderata e una resistenza del prodotto essiccato., L’applicazione afferma inoltre che materiali come carbonato di calcio o fibra potrebbero essere utilizzati per migliorare la struttura della bolla nel croccante.
Ganjyal (2014) rivela l’estrusione di un croccante ad alto contenuto proteico con isolato di proteine del grano. Questo brevetto rivendica un contenuto proteico fino al 90%. Il brevetto afferma che il glutine di frumento idrolizzato può essere utilizzato per” ammorbidire la miscela ” e aumentare l’estensibilità dell’estrudato.
Fleckenstein (2013) rivela l’uso di isolati proteici di soia con un grado di idrolisi di 30 o più nella produzione di patatine ad alto contenuto proteico., Il brevetto rivela anche l’uso di panello pressato, ma non esano estratto, farina di soia come ingrediente. L’uso della farina di soia pressata panello è destinato a fare appello ai consumatori che desiderano evitare alimenti esposti a solventi.
La fortificazione proteica degli snack estrusi e dei cereali per la colazione risale agli anni ‘ 60. Sono stati sviluppati approcci per creare la struttura desiderata degli snack con un maggiore contenuto proteico ma ancora imitando la struttura di un prodotto a base di amido., Gran parte del lavoro è stato focalizzato sulla modifica del peso molecolare medio della proteina per dare una reologia che avrebbe funzionato bene con il sistema di estrusione esistente. Il peso molecolare medio della proteina è stato modificato utilizzando miscele di proteine idrolizzate e non idrolizzate. Come qualsiasi altro polimero, cambiando il peso molecolare medio della miscela cambierà la reologia. Poco è pubblicato sull’adattamento del sistema di estrusione per creare la struttura del prodotto desiderata per una data reologia, lasciando un’area di ottimizzazione inesplorata.