СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАБЕЛИВАТЕЛЯ
METHOD FOR PREPARING WHITENER

Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к способу получения забеливателя. Изобретение также относится к применению указанных забеливателей в напитках или капсулах для напитков.
Предпосылки создания изобретения
Забеливатели широко используются в горячих и холодных напитках, например: кофе, какао, чае и т.д. Как правило, их используют вместо молока и/или сливок. Забеливатели могут поставляться в ряде различных вкусоароматических добавок и обеспечивать напитку вкусовые ощущения, консистенцию и более однородную текстуру.
Потребители и органы здравоохранения находятся в поиске сбалансированных с точки зрения питательных свойств напитков с уменьшенной энергетической ценностью. Поэтому многие напитки начинают выпускать в виде версий с низким содержанием жира и низким содержанием сахара для ограничения количества калорий в напитке.
Тем не менее, уменьшение содержания жира и сахара часто приводит к уменьшению кремообразности, текстуры и богатства вкуса (которые совместно называют «вкусовыми ощущениями») продукта, согласно описанию потребителей. В частности, при снижении содержания жира и сахара в рецептуре полученный в результате напиток обычно воспринимается как водянистый, слабовязкий, слабоконцентрированный, разбавленный и/или низкокачественный. Это является особой проблемой для забеливателей, в основе которых обычно находится значительное содержание жира для достижения предпочтительных вкусовых ощущений у потребителей.
Для модуляции вкусовых ощущений, вызываемых продуктами, особенно в вариантах с низким содержанием жира, можно применять добавки. К ним относятся вкусоароматические препараты, продаваемые как «усилители вкусовых ощущений», однако воздействие таких ингредиентов на органолептические свойства ограничено. Другим подходом является применение гидроколлоидов, например крахмалов, ксантана, целлюлоз, каррагинана или других гидроколлоидов, для увеличения вязкости напитка. Однако привнесенное увеличение однородной текстуры водной фазы не имитирует восприятие кремообразности, создаваемое диспергированной липидной фазой: полученная более вязкая текстура зачастую воспринимается потребителем как искусственная или химическая. К тому же, многие добавки обладают плохой растворимостью в воде. Поэтому количество добавки, которое может быть включено в композицию напитка с низким содержанием жира, ограничивают, чтобы не затруднить восстановление или не нарушить однородность продукта.
Минеральные вещества, такие как диоксид титана, диоксид кремния и карбонат кальция, добавляют к продуктам порошкообразного забеливателя путем сухого смешивания. Однако полученные в результате частицы забеливателя оседают в чашке и образуют осадки после восстановления в напиток. Такой заметный слой частиц является нежелательным и отрицательно воспринимается потребителями.
Существует потребность в альтернативных композициях напитка, которые имеют желаемую потребителями кремообразную и густую текстуру, в частности, существует потребность в низкокалорийных забеливателях, дающих требуемые вкусовые ощущения.
Изложение сущности изобретения
Авторами настоящего изобретения было определено, что забеливатель с требуемыми свойствами вкусовых ощущений можно получить путем введения твердых микрочастиц минерального вещества с плохой растворимостью в воде и масле в жидкий компонент в процессе приготовления забеливателя. Следовательно, в первом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ получения забеливателя, включающий:
(a) i) включение минерального вещества в масляный компонент путем высокосдвигового перемешивания с получением первой композиции; и
ii) смешивание первой композиции с водным компонентом с получением второй композиции; или
(b) i) включение минерального вещества в водный компонент с получением первой композиции; и
ii) смешивание первой композиции с масляным компонентом с получением второй композиции; и
iii) гомогенизацию второй композиции, полученной на стадии ii) в (a) или (b), с получением эмульсии типа «масло в воде».
Стадию i) в (b) можно осуществлять путем высокосдвигового перемешивания или размалывания.
-1
Высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять со скоростью сдвига приблизительно от 5000 до 500000 с в течение приблизительно от 1 до 30 секунд в проточном смесителе непрерывного действия или 1-90 минут в порционном смесителе с резервуаром.
Средний размер частиц минерального вещества может составлять от 0,1 до 100 мкм, предпочтительно - от 3 до 10 мкм.
Применяемый в контексте настоящего документа термин «минеральное вещество» относится к неорганическим твердым кристаллическим веществам, которые нерастворимы в воде и масле (например, диоксиду кремния или диоксиду титана). Термин также относится к неорганическим солям с плохой растворимостью в воде (например, карбонату кальция). Предпочтительно, термин «плохая растворимость» относится к неорганической соли с растворимостью приблизительно 10% или менее добавленного минерального вещества при рН и температуре продукта. Поэтому минеральное вещество присутствует в конечном напитке в форме дисперсных микрочастиц. Минеральное вещество предпочтительно может быть выбрано из группы, состоящей из карбоната кальция, карбоната магния, фосфата кальция, диоксида кремния, дикальция фосфата, фосфата магния, стеарата кальция, стеарата магния, силиката магния и диоксида титана и их смесей.
В предпочтительном варианте осуществления минеральное вещество представляет собой карбонат кальция.
Водный компонент может содержать молочный белок и/или растительный белок. Например, водный компонент может содержать твердые вещества обезжиренного молока, казеин, казеинат (предпочтительно казеинат натрия) и/или сывороточный белок.
Способ может дополнительно включать стадию сушки эмульсии типа «масло в воде» с получением сухого забеливателя.
Способ может дополнительно включать стадии:
- добавления наполнителя(-ей) и/или подсластителя(-ей) в эмульсию типа «масло в воде»; и/или
- пастеризации или промышленной стерилизации эмульсии типа «масло в воде».
Один или более эмульгаторов можно добавить на стадии (a) или (b) или в ходе стадии iii) гомогенизации, причем предпочтительно один или более эмульгаторов добавляют в масляный компонент.
Вторая композиция, полученная на стадии ii) в (a) или (b), может содержать по меньшей мере 5% (по массе) масляного компонента, например, в диапазоне 5-40, 5-30, 10-30, 10-25 или 20-25%.
Вторая композиция, полученная на стадии ii) в (a) или (b), может содержать добавленные частицы минерального вещества в концентрации по меньшей мере 1,0% (по массе) дисперсных частиц минерального вещества, например, в диапазоне 1,0-50%, 2,0-30%, 2,0-15% или 2,5-10%.
В одном варианте осуществления твердые вещества можно добавить на стадии (а) или (b).
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает забеливатель, получаемый в соответствии с первым аспектом изобретения.
В дополнительном аспекте настоящее изобретение обеспечивает готовый к употреблению напиток, содержащий забеливатель по настоящему изобретению.
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение минерального вещества для усиления вкусовых ощущений у забеливателя, где минеральное вещество включено в масляный компонент с помощью высокосдвигового перемешивания или включено в водный компонент с помощью высокосдвигового перемешивания или размалывания.
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает применение настоящего забеливателя для получения капсул для применения в диспенсере для напитков.
Описание фигур
3
3
Фиг. 1 - органолептическое сравнение пары на восприятие вкусовых ощущений от кофейных смесей с добавлением 10% (по массе, в расчете на массу сухого вещества (dwb) CaCO, диспергированного в эмульсии забеливателя или дисперсии сухого забеливателя, по сравнению с забеливателем с низким содержанием жира без добавления CaCO. Пунктирная линия представляет собой оценку статистической значимости, выше которой результаты являются значимыми.
3
Фиг. 2 - среднее оседание у кофейных смесей с добавлением 10% (по массе, dwb) CaCO, диспергированного в эмульсии забеливателя, по сравнению с дисперсией сухого забеливателя.
3
Фиг. 3 - органолептическое сравнение пары на восприятие вкусовых ощущений у кофейных смесей с добавлением 10% (по массе, dwb) CaCO, диспергированного в масляной или водной фазе, по сравнению со стандартным образцом без добавления частиц.
3
Фиг. 4 - органолептическое сравнение пары на восприятие вкусовых ощущений у кофейных смесей с добавлением 10% (по массе, dwb) CaCO, диспергированного в масляной или водной фазе.
3
3
Фиг. 5 - сравнение двух способов включения CaCO в кофейные смеси. Доля людей, воспринимающих кофейные смеси с CaCO как имеющие лучшие вкусовые ощущения, чем стандартный образец без добавления частиц: A) средний размер частиц 3 мкм (B), средний размер частиц 10 мкм. Способ A: высокосдвиговое перемешивание, способ B: размалывание в шаровой мельнице.
Подробное описание изобретения
Забеливатель
Настоящее раскрытие относится к способу получения забеливателя и к забеливателю, получаемому в результате осуществления указанного способа. Забеливатель можно добавлять к любому подходящему напитку в количестве, достаточном для обеспечения желаемых для потребителей вкусовых ощущений.
Забеливатель может иметь жидкую форму или порошковую форму.
Забеливатель может быть стабильным и/или асептическим жидким забеливателем, включающим воду в диапазоне от приблизительно 30 до 90 мас.%.
Включение
Авторами настоящего изобретения было определено, что включение минерального вещества в масляный компонент или водный компонент во время получения забеливателя (т.е. в ходе способа влажного диспергирования) обеспечивает улучшение вкусовых ощущений у забеливателя по сравнению с включением минерального вещества на стадии сухого перемешивания.
Применяемый в контексте настоящего документа термин «вкусовые ощущения» относится к воспринимаемой кремообразности, текстуре и богатству вкуса забеливателя или напитка, к которому добавлен забеливатель.
Применяемый в контексте настоящего документа термин «включение» является синонимичным с «диспергированием».
Способ влажного диспергирования по настоящему изобретению дает в результате суспензию частиц минерального вещества, которая стабильна на протяжении осуществления всего способа получения забеливателя.
В одном варианте осуществления минеральное вещество включают в масляный компонент путем высокосдвигового перемешивания с получением первой композиции.
В одном варианте осуществления стадия включения минерального вещества в масляный компонент не предусматривает размалывание (например, размалывание в шаровой мельнице или вальцовое размалывание) минерального вещества в масляном компоненте. Таким образом, в одном варианте осуществления стадия включения минерального вещества в масляный компонент может включать высокосдвиговое перемешивание, но не размалывание (например, размалывание в шаровой мельнице или вальцовое размалывание).
В одном варианте осуществления минеральное вещество включают в водный компонент с получением первой композиции. Стадию включения минерального вещества в водный компонент можно осуществлять путем, например, высокосдвигового перемешивания или размалывания (например, размалывания в шаровой мельнице или вальцового размалывания).
Высокосдвиговое перемешивание применяют для диспергирования одной фазы или ингредиента (в настоящем документе минерального вещества) в основной однородной фазе (в настоящем документе - в масляном компоненте или водном компоненте). Ротор или лопастную мешалку, вместе со стационарным компонентом, известным как статор, или ряд роторов и статоров можно использовать либо в резервуаре, содержащем подлежащий перемешиванию раствор, либо в трубе, через которую проходит раствор, для создания сдвига. Для создания эмульсий, суспензий, лиозолей (газа, диспергированного в жидкости) и гранулированных продуктов можно применять смеситель с высоким сдвиговым усилием. Следовательно, настоящее высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять с помощью любого подходящего устройства. Например, высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять с помощью роторно-статорного смесителя с высоким сдвиговым усилием.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять с помощью проточного смесителя непрерывного действия (например, в трубе) со скоростью сдвига приблизительно 5000-500000 с, 5000-400000 с или 5000-200000 с в течение приблизительно 1-30 секунд. Высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять со скоростью сдвига приблизительно 5000-500000 с, 5000-400000 с или 5000-200000 с в течение приблизительно 1-15 секунд. Высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять со скоростью сдвига приблизительно 5000-500000 с, 5000-400000 с или 5000-200000 с в течение приблизительно 1-10 секунд. Высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять со скоростью сдвига приблизительно 5000-500000 с, 5000-400000 с или 5000-200000 с в течение приблизительно 5 секунд. В одном варианте осуществления высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять со скоростью сдвига приблизительно 50000 с в течение приблизительно 5 секунд.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять с помощью порционного смесителя или смесителя полунепрерывного действия (например, в резервуаре) со скоростью сдвига приблизительно 5000-500000 с, 5000-400000 с или 5000-200000 с в течение приблизительно 0,5-90 минут. Высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять со скоростью сдвига приблизительно 5000-500000 с, 5000-400000 с или 5000-200000 с в течение приблизительно 1-60 минут. Высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять со скоростью сдвига приблизительно 5000-500000 с, 5000-400000 с или 5000-200000 с в течение приблизительно 10-60 минут. Высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять со скоростью сдвига приблизительно 5000-500000 с, 5000-400000 с или 5000-200000 с в течение приблизительно 30 минут. В одном варианте осуществления высокосдвиговое перемешивание можно осуществлять со скоростью сдвига приблизительно 50000 с в течение приблизительно 30 минут.
Размалывание можно применять для разделения твердого материала на более мелкие частицы и равномерного распределения указанных частиц внутри жидкого носителя. Размалывание также можно применять исключительно для равномерного распределения твердых частиц внутри жидкого носителя. Настоящее размалывание можно осуществлять с помощью любого подходящего устройства для размалывания. Например, размалывание можно осуществлять с помощью шаровой мельницы.
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Размалывание можно осуществлять со средней скоростью сдвига приблизительно 5000–30000 с, 5000–20000 с, 5000–15000 с в ходе продолжительности активного процесса приблизительно 10-180 секунд. Продолжительность активного процесса определяют в настоящем документе как продолжительность пребывания воды твердого материала внутри измельчительной камеры (например, один проход через активный объем шаровой мельницы). Размалывание можно осуществлять со средней скоростью сдвига приблизительно 5000-30000 с, 5000-20000 с, 5000-15000 с в течение приблизительно 30-90 секунд. Размалывание можно осуществлять со средней скоростью сдвига приблизительно 5000-30000 с, 5000-20000 с, 5000-15000 с в течение приблизительно 60 секунд. В одном варианте осуществления размалывание можно осуществлять со средней скоростью сдвига приблизительно 10000 с в течение приблизительно 60 секунд.
Минеральное вещество можно включить в часть масляного компонента и/или водного компонента, а затем можно добавить дополнительный масляный компонент или водный компонент. Таким образом, в одном варианте осуществления один или более дополнительных масляных компонентов или водных компонентов можно добавить после стадии iii), например, перед пастеризацией и/или сушкой.
Порядок перемешивания различных компонентов может варьироваться. Предпочтительно, масляный компонент и водный компонент готовят раздельно. Эмульгаторы обычно добавляют к масляному компоненту, но их можно добавлять и к водному компоненту. Белки, например молочные белки, обычно растворяют в водном компоненте. Затем два компонента перемешивают и гомогенизируют с получением эмульсии, которую можно применять непосредственно в жидком виде или впоследствии высушить для последующего восстановления
В одном варианте осуществления настоящее изобретение обеспечивает способ получения забеливателя, включающий:
I) перемешивание масляного компонента и водного компонента; и
II) гомогенизацию композиции, полученной на стадии I), с получением эмульсии типа «масло в воде»;
при этом минеральное вещество включают в масляный компонент или водный компонент до стадии I). Способ может включать любой из элементов, описанных в настоящем документе.
Минеральное вещество
Минеральное вещество, применяемое в настоящем способе, представляет собой мелкодисперсный порошок. Термин «мелкодисперсный» относится к способу, при котором частицы перерабатывают до частиц, размером ниже 100 мкм. Твердые частицы минерального вещества характеризуются плохой растворимостью в воде и масле. Предпочтительно, в процессе приготовления забеливателя приблизительно 10% или менее добавленных частиц минерального вещества являются растворимыми.
Минеральное вещество может иметь средний размер частиц приблизительно от 0,1 до 100 мкм. В одном варианте осуществления минеральное вещество может иметь средний размер частиц приблизительно от 1 до 20 мкм. Минеральное вещество может иметь средний размер частиц приблизительно 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20 мкм. В предпочтительном варианте осуществления средний размер частиц составляет от 2 до 5 мкм. В следующем предпочтительном варианте осуществления средний размер частиц составляет от 2 до 5 мкм, и, по существу, все частицы имеют диаметр частиц менее 10 мкм.
3
Применяемый в контексте настоящего документа термин «средний размер частиц» относится к среднему диаметру по объему (D[4,3]) минеральных частиц минерального вещества. Средний диаметр по объему можно определить с помощью лазерной дифракции. Например, средний диаметр по объему можно определить с помощью лазерной дифракции с применением инструмента Mastersizer 2000. Подробные параметры представлены в таблице 6. Для измерения размера частиц CaCO можно использовать показатель преломления (RI) 1,66 для этого материала.
Таблица 6 - Заданные параметры для измерений распределения частиц по размерам
Параметры инструмента
Параметры образца
RI материала/ абсорбция
1,45/ 0,01
Насос
850 об/мин
RI диспергатора/ абсорбция
1,33/ 0,01
Мешалка
780 об/мин
Время измерения
12 с, 12000 снимков
Время перед измерением
1 мин
Фоновое время
12 с, 12000 снимков
Цикл
1 аликвота
Задержка измерения
30 с
Минеральное вещество можно добавлять так, чтобы оно присутствовало в свежей эмульсии забеливателя (композиции согласно стадии ii) a или b) в массовом процентном содержании от приблизительно 1 до приблизительно 50% (по массе), как например, в диапазоне 1,0-50%, 2,0-30%, 2,0-15% или 2,5-10%. Например, минеральное вещество можно добавлять так, чтобы его содержание в массовом процентном содержании составляло приблизительно 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30 или 50% (по массе). Поскольку свежий забеливатель содержит воду, этот % (по массе) относится к общей массе (т.е. включая массу воды).
Минеральное вещество можно добавлять так, чтобы его содержание в сухом забеливателе в массовом процентном содержании составляло от приблизительно 2 до приблизительно 20% (по массе, dwb), например приблизительно 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20% (по массе, dwb).
Таким образом, минеральное вещество может присутствовать в готовом к употреблению напитке в концентрации от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,8% (по массе), например, приблизительно 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7 или 0,8 % (по массе).
3
3
3
3
3
3
Применяемый в контексте настоящего документа термин «минеральное вещество» относится к неорганическим твердым кристаллическим веществам, которые нерастворимы в воде и масле, или к неорганическим солям с плохой растворимостью в воде. Предпочтительно, при рН и температуре продукта растворяется приблизительно 10% или менее добавленного минерального вещества. Поэтому минеральное вещество присутствует в конечном напитке в форме дисперсных микрочастиц. Минеральное вещество предпочтительно может быть выбрано из группы, состоящей из карбоната кальция, карбоната магния, фосфата кальция, диоксида кремния, дикальция фосфата, фосфата магния, стеарата кальция, стеарата магния, силиката магния и диоксида титана. Плотность минерального вещества может влиять на стабильность масляной эмульсии. Минеральное вещество предпочтительно имеет насыпную плотность менее 0,5 г/см, более предпочтительно - менее 0,4 г/см, еще более предпочтительно - менее 0,35 г/см. Насыпная плотность минерального вещества после уплотнения предпочтительно составляет менее 0,8 г/см, более предпочтительно - менее 0,6 г/см и еще более предпочтительно - менее 0,5 г/см.
3
В предпочтительном варианте осуществления минеральное вещество представляет собой карбонат кальция (CaCO).
3
Минеральное вещество, например CaCO, может быть получено с помощью способа осаждения.
В данном контексте, минеральное вещество не растворяется ни в масляном компоненте, ни в водном компоненте. В данном контексте, минеральные вещества отличимы от кальция, естественно присутствующего в молочных продуктах (например, в форме комплексов фосфата кальция и белка). В одном варианте осуществления, настоящие забеливатели не содержат комплексы фосфата кальция и белка, натуральные молочные продукты, содержащие комплексы фосфата кальция и белка, или натуральные молочные продукты (например, молоко).
3
3
3
В предпочтительном варианте осуществления минеральное вещество представляет собой карбонат кальция (CaCO) со средним размером частиц 2-5 мкм, насыпной плотностью менее 0,35 г/см, насыпной плотностью после уплотнения менее 0,5 г/см, и при этом, по существу, все частицы имеют диаметр ниже 10 мкм.
Масляный компонент
Применяемый в контексте настоящего документа термин «компонент» является синонимичным с термином «фаза».
Масляный компонент можно выбирать из различных источников. В одном варианте осуществления масляный компонент включает масло, выбранное из группы, состоящей из пальмоядрового масла или олеина, гидрогенизированного пальмоядрового масла, водорослевого масла, масла канолы, соевого масла, подсолнечного масла, сафлорового масла, хлопкового масла, пальмового масла, молочного жира, кукурузного масла, высокоолеиновых вариантов масел, таких как высокоолеиновое соевое масло, высокоолеиновое масло канолы, высокоолеиновое сафлоровое масло, высокоолеиновое подсолнечное масло и/или кокосовое масло.
Масло предпочтительно присутствует в конечной композиции забеливателя в количестве не более приблизительно 50% (по массе), количество масла в композиции забеливателя может составлять, например, приблизительно от 1 до 50% (по массе), к примеру, в диапазоне 10-40%, 10-40%, 14-35%.
В настоящем контексте, если не указано иное, проценты по массе, указанные в настоящем документе, приведены для сухих твердых веществ. При описании содержания масла в процентах по массе % относится к неводной части, но включая масло (содержание твердых веществ + масла).
Общее количество масляного компонента в водной композиции также может варьироваться. Таким образом, в еще одном дополнительном варианте осуществления водная композиция содержит по меньшей мере 5% (по массе) масляного компонента, например, в диапазоне 5-50%, 5-40%, 5-30%, 10-30% или 20-25%. В другом варианте осуществления водная композиция содержит по меньшей мере 20% (по массе) масляного компонента.
Водный компонент
Способ изобретения также включает добавление водного компонента.
Водный компонент может представлять собой любой ингредиент или комбинацию ингредиентов, которые подходят для включения в композицию забеливателя. Водный компонент может включать один или более молочных ингредиентов или заменителей ингредиентов. Таким образом, в одном варианте осуществления водный компонент может содержать белок, гидроколлоид, буферный агент и/или подсластитель.
Водный компонент предпочтительно содержит белок в диапазоне 0,5-15%, 1,5-10%, 1,5-5% 0,1-3%, 0,2-2% белка, более предпочтительно - от приблизительно 0,5% (по массе) до приблизительно 1,5% белка.
Например, молочные ингредиенты могут представлять собой молоко, молочный жир, сухое молоко, обезжиренное молоко, молочные белки и их комбинации. Примерами подходящих молочных белков являются казеин, казеинат, казеиновый гидролизат, молочная сыворотка, гидролизат молочной сыворотки, концентрат молочной сыворотки, изолят молочной сыворотки, концентрат молочного белка, изолят молочного белка и их комбинации. Белок предпочтительно представляет собой казеинат натрия. Кроме того, молочный белок может представлять собой, например, сладкую молочную сыворотку, кислую сыворотку, α-лактальбумин, β-лактоглобулин, альбумин коровьей сыворотки, кислотный казеин, казеинаты, α-казеин, β-казеин и/или γ-казеин. Подходящие ингредиенты для замены молочных продуктов включают растительные белки, такие как, например, соевые белки, белки риса, белки миндаля, белки арахиса и их комбинации. В одном варианте осуществления молочный жир присутствует в напитке в количестве от приблизительно 0% до приблизительно 1,5% напитка. Белок в композиции может выполнять функцию эмульгатора, обеспечивать текстуру и/или обеспечивать забеливающий эффект. Слишком низкие уровни белка могут понизить стабильность жидкого забеливателя. При слишком высоких уровнях белка вязкость продукта может быть выше желаемого уровня и слишком высокой для обработки жидкости.
Водный компонент может дополнительно включать буферный агент. Буферный агент может предотвращать нежелательное расслоение или осаждение забеливателя при добавлении в горячую кислую среду, такую как кофе. Буферный агент может, например, представлять собой монофосфаты, дифосфаты, моно- и бикарбонаты натрия, моно- и бикарбонаты калия или их комбинацию. Предпочтительные буферы представляют собой такие соли, как фосфат калия, дикалийфосфат, гидрофосфат калия, бикарбонат натрия, цитрат натрия, фосфат натрия, динатрийфосфат, гидрофосфат натрия и триполифосфат натрия. Буфер может присутствовать, например, в количестве от около 0,1 до около 3% мас. забеливателя.
Водный компонент может дополнительно включать один или более дополнительных ингредиентов, таких как вкусоароматические добавки, подсластители, красители, антиоксиданты или их комбинацию. Подсластители могут включать, например, сахарозу, фруктозу, декстрозу, мальтозу, декстрин, левулозу, тагатозу, галактозу, твердые вещества кукурузной патоки и другие природные или искусственные подсластители. Не содержащие сахара подсластители могут включать, без ограничений, сахарные спирты, такие как мальтит, ксилит, сорбит, эритрит, маннит, изомальт, лактит, гидрогенизированные гидролизаты крахмала и т.п., отдельно или в комбинации. Уровень применения вкусоароматических добавок, подсластителей и красителей будет варьироваться в широких пределах и зависеть от таких факторов, как эффективность подсластителя, желаемая сладость продукта, концентрация и тип используемой вкусоароматической добавки и соображения стоимости. Можно использовать комбинации сахара и/или не содержащих сахара подсластителей. В одном варианте осуществления подсластитель присутствует в композиции забеливателя изобретения в диапазоне концентраций около 5-90% мас. общей композиции, например в диапазоне 20-90%, предпочтительно, например, 20-70%. В другом варианте осуществления концентрация подсластителя находится в диапазоне от около 40% до около 60% мас. общей композиции.
Термин «гидроколлоиды» относится к соединениям, которые способствуют увеличению физической вязкости композиции. Пригодными гидроколлоидами могут быть, например, каррагенаны, такие как каппа-каррагенан, йота-каррагенан и/или лямбда-каррагенан; крахмал, например модифицированный крахмал; целлюлоза, например микрокристаллическая целлюлоза, метилцеллюлоза или карбоксиметилцеллюлоза; агар-агар; желатин; геллан (например, с высоким содержанием ацила, с низким содержанием ацила); гуаровая камедь; гуммиарабик; конжак; камедь бобов рожкового дерева; пектин; альгинат натрия; мальтодекстрин; трагакант; ксантан; или их комбинация.
В одном варианте осуществления забеливатель не содержит гидроколлоид.
В предпочтительном варианте осуществления водный компонент содержит казеинат натрия. В предпочтительном варианте осуществления водный компонент содержит казеинат натрия, дикалийфосфат, гексаметафосфат натрия, тринатрийцитрат, хлорид натрия и воду. В одном варианте осуществления водный компонент не содержит молочные белки (т.е. для получения немолочного забеливателя).
Примеры типичных водных композиций представлены ниже в таблицах 1-3.
Таблица 1. Водный компонент для немолочных забеливателей
Ингредиенты (в мас. %)
Немолочный забеливатель (NDC)
Обезжиренный
Обычный
Высокожирный
Сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО)
Нет
Нет
Нет
Казеин/казеинат
1,5-3,0
1,5-3,0
1,5-3,0
Лактоза/сладкая сыворотка
Нет
110
Нет
Крахмальная патока
80-90
50-60
40-50
Молочный жир
Нет
Нет
Нет
Растительный жир
10-20
30-35
40-50
Эмульгаторы
да
да
да
Буферные соли
да
да
да
Ароматизаторы
необязательные
необязательные
необязательные
Красители
необязательные
необязательные
необязательные
Антикомкователи
необязательные
необязательные
необязательные
Влага
1-3
1-3
1-3
Таблица 2. Водный компонент для забеливателей с молочными наполнителями
Ингредиенты (в мас. %)
Забеливатель с молочными наполнителями (FDC)
Обезжиренный
Обычный
Высокожирный
Сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО)
70-90
20-40
20-40
Казеин/казеинат
необязательный
необязательный
необязательный
Лактоза/сладкая сыворотка
0-10
20-40
20-40
Крахмальная патока
необязательная
необязательная
необязательная
Молочный жир
Нет
Нет
Нет
Растительный жир
0-10
25-30
35-40
Эмульгаторы
Нет
Нет
Нет
Буферные соли
да
да
да
Ароматизаторы
необязательные
необязательные
необязательные
Красители
необязательные
необязательные
необязательные
Антикомкователи
необязательные
необязательные
необязательные
Влага
1-3
1-3
1-3
Таблица 3. Водный компонент для цельномолочных забеливателей
Ингредиенты (в мас. %)
Цельномолочный забеливатель
Сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО)
30-40
Казеин/казеинат
необязательные
Лактоза/сладкая сыворотка
0-40
Крахмальная патока
Нет
Молочный жир
15-30
Растительный жир
Нет
Эмульгаторы
Нет
Буферные соли
да
Ароматизаторы
необязательные
Красители
необязательные
Антикомкователи
необязательные
Влага
1-3
Специалист в данной области может получить другие варианты водных компонентов, которые пригодны для получения забеливателей. Таким образом, выше приведены лишь примеры водных композиций.
Смешивание
Смешивание масляного компонента и водного компонента, описанного в настоящем документе, можно осуществлять с помощью любого подходящего способа.
Например, масляный компонент можно вылить в водный компонент с получением предварительной эмульсии, которую затем выдерживают при осторожном помешивании, а затем перемешивают с помощью смесителя с высоким сдвиговым усилием.
Гомогенизация
Термин «гомогенизирование», или «гомогенизированный», или «гомогенизация» представляет собой типовой процесс с применением класса технологического оборудования, называемого гомогенизаторами, которые приспособлены к уменьшению размера капель в дисперсиях жидкости в жидкости. Примеры гомогенизаторов могут включать высокоскоростной смеситель, гомогенизаторы высокого давления, коллоидную мельницу, диспергирующие устройства с высоким сдвиговым усилием, ультразвуковой дезинтегратор, мембранные гомогенизаторы. APV HTST (кратковременная обработка при высокой температуре), как показано в настоящих примерах, которые приведены ниже, также является гомогенизатором, используемым для приложения достаточного стрессового воздействия для разделения масла на мелкие капли.
Наполнитель и/или подсластитель
Настоящий способ может включать стадию добавления наполнителя и/или подсластителя(-ей), например, описанного в настоящем документе агента, в эмульсию типа «масло в воде».
Наполнитель может включать мальтодекстрин.
Подсластитель может включать сахар и/или углевод. Подсластитель может включать крахмальную патоку.
Сушка
Настоящий способ может включать стадию сушки эмульсии типа «масло в воде» на стадии iii) с получением сухого забеливателя, например, порошкового забеливателя.
Стадию сушки можно осуществлять с помощью распылительной сушки, вакуумной ленточной сушки, вальцовой сушки или сублимационной сушки.
Сухой забеливатель, полученный после стадии сушки, можно применять для приготовления забеливателей для применения в индустрии напитков, например в виде молочной добавки к кофейному и чайному напитку. Сухой забеливатель можно применять для приготовления сухих напитков, таких как шоколадные/солодовые напитки, кофейные смеси и кулинарные изделия для розничной продажи. Такой сухой забеливатель также можно применять для получения капсул для применения в диспенсере для напитков или в контейнерах для другого диспенсера для напитков.
Пастеризация или промышленная стерилизация
Настоящий способ может включать стадию пастеризации или промышленной стерилизации эмульсии типа «масло в воде».
Стадию пастеризации можно осуществлять при минимальной температуре 81°C в течение по меньшей мере 5 секунд. Композицию, полученную после стадии пастеризации, можно применять для приготовления готовых к употреблению напитков.
Настоящий способ может включать дополнительные стадии HTST (кратковременной обработки при высокой температуре) или UHT (ультравысокотемпературной обработки) с помощью прямого или косвенного способа; и наполнения чистым наполнителем, ультрачистым наполнителем (ESL) или асептическим наполнителем.
Способ также может включать стадию сушки. Стадию сушки можно осуществлять с помощью распылительной сушки, вакуумной ленточной сушки, вальцовой сушки или сублимационной сушки. Сухой забеливатель, полученный после стадии сушки, можно применять для приготовления порошковых забеливателей для применения в индустрии напитков, например в виде молочной добавки к кофейным и чайным напиткам, или в области кулинарии, например для крем-супов и соусов. Такой порошковый забеливатель также можно применять для получения капсул для применения в диспенсере для напитков.
Эмульгатор
Способ может включать добавление одного или более эмульгаторов на стадии (а) или (b).
Эмульгатор может представлять собой эмульгатор с низкой молекулярной массой. Под эмульгатором с низкой молекулярной массой понимают эмульгатор с молекулярной массой ниже 1500 г/моль. Эмульсии термодинамически нестабильны, и со временем фазы эмульсии разделяются. Под эмульгатором понимают соединение, которое стабилизирует поверхность раздела между двумя фазами эмульсии типа «масло в воде» и снижает скорость разделения фаз. В варианте осуществления эмульгаторы выбирают из группы, состоящей из моноглицеридов, диглицеридов, ацетилированных моноглицеридов, сорбитана триолеата, диолеата глицерина, сорбитана тристеарата, моностеарата пропиленгликоля, моноолеата и моностеарата глицерина, сорбитана моноолеата, монолаурата пропиленгликоля, сорбитана моностеарата, стеароиллактилата натрия, стеароиллактилата кальция, сорбитана монопальмитата глицерина, диацетилированных сложных эфиров моноглицеридов винной кислоты, лецитинов, лизолецитинов, сложных эфиров моно- и/или диглицеридов янтарной кислоты, сложных эфиров моно- и/или диглицеридов молочной кислоты, лецитинов, лизолецитинов, белков и сложных эфиров сахарозы жирных кислот, лецитина (например, соевого лецитина, лецитина канолы, лецитина подсолнечника и/или лецитина сафлора), лизолецитинов и их комбинаций.
В одном варианте осуществления водная фаза содержит казеинат натрия и один или более эмульгаторов, которые относятся к эмульгатору, отличному от казеината натрия.
Эмульгатор(-ы) можно добавлять либо к масляному компоненту, либо к водному компоненту. Предпочтительно, эмульгатор(-ы) можно добавлять к масляному компоненту перед смешиванием с водным компонентом.
Эмульгатор(-ы) можно добавлять во время смешивания масляного компонента и водного компонента и/или во время гомогенизации с получением эмульсии типа «масло в воде».
Специалистам в данной области будет понятно, что можно свободно комбинировать все элементы настоящего изобретения, описанные в настоящем документе, без отступления от описанного объема изобретения.
Теперь будут описаны различные предпочтительные признаки и варианты осуществления настоящего изобретения в виде неограничивающих примеров.
Примеры
3
Пример 1. Сравнение влажного и сухого смешивания частиц CaCO в забеливающем продукте
3
3
Наиболее простой способ ввести частицы CaCO в забеливающий состав заключается в сухом смешивании с конечным порошком забеливателя, полученным в результате распылительной сушки. Другие варианты заключаются в смешивании частиц CaCO либо в масляной фазе, либо в водной фазе забеливающего продукта перед приготовлением эмульсии.
3
3
3
3
3
3
3
Органолептические тесты на сравнение пары показали, что добавление в сухом виде 10% (по массе, dwb) СаСО со средним размером частиц приблизительно 3 мкм в порошкообразный забеливатель снижает долю людей, выбирающих напиток из растворенной кофейной смеси как обладающий лучшими вкусовыми ощущениями по сравнению с образцами, где такое же количество СаСО было добавлено в масляную фазу забеливающего продукта (фиг. 1). Кроме того, во время дегустации некоторые люди отмечали, что образец с СаСО, непосредственно добавленным в сухой забеливатель, был терпким и крупитчатым. Такие свойства можно объяснить с точки зрения качества смеси. Известно, что различия в плотности и размере частиц способствуют разделению на фракции. Возможно, что формировались кластеры CaCO с большим размером частиц, которые способствовали восприятию крупитчатости и затмевали усиление вкусовых ощущений. Кроме того, это могло отражаться в более высоком осаждении, наблюдаемом для кофейных смесей с СаСО, диспергированном непосредственно в сухом забеливателе (фиг. 2). Дополнительно было определено, что оптимальная концентрация СаСО со средним размером частиц 3 мкм в кофейном напитке составляла приблизительно от 07,5 до 15% (по массе, dwb). Оптимальная концентрация СаСО со средним размером частиц 10 мкм в кофейном напитке составляла примерно 7,5% (по массе, dwb).
3
Исходя из этих наблюдений, во всех последующих исследованиях использовали способы влажного диспергирования для включения частиц CaCO в забеливающий продукт.
3
Пример 2. Влияние дисперсионной среды на вкусовые ощущения кофейных смесей, содержащих микронизированные частицы CaCO
3
3
Исследовали влияние дисперсионной среды (масляной или водной) на частицы СаСО, включенные в состав забеливателя. Все результаты, показанные в этом примере, относятся к забеливающим продуктам, в которые был добавлен CaCO с помощью смесителя с высоким сдвиговым усилием.
3
3
3
Органолептические тесты на сравнение пары показали, что схожая доля людей выбирала кофейные смеси с 10% (по массе, dwb) добавленного CaCO как обладающие лучшими вкусовыми ощущениями в сравнении со стандартным образцом без добавленных частиц, независимо от дисперсионной фазы (см. фиг. 3). Непосредственное сравнение образцов, содержащих равные количества СаСО, диспергированного в масляной фазе или в водной фазе забеливающего продукта, выявляло, что более высокая доля людей выбирала образец с СаСО, диспергированным в масле, как имеющий лучшие вкусовые ощущения (62,5%, см. фиг. 4).
3
3
3
При сравнении физической стабильности дисперсий CaCO с помощью седиментационных весов кофейные смеси, в которых CaCO был диспергирован высокосдвиговым перемешиванием в масляной фазе, имели схожие свойства со смесями, в которых CaCO был диспергирован в водной фазе.
3
Пример 3. Влияние способа диспергирования на вкусовые ощущения и стабильность кофейных смесей, содержащих микронизированные частицы CaCO
3
3
Как показано в примере 1, влажное перемешивание CaCO в композиции забеливателя оказывает благоприятное влияние на стабильность дисперсии (сниженное осаждение) и вкусовые ощущения исследуемых кофейных смесей. Поэтому для того, чтобы понять влияние способа влажного перемешивания на снижение осаждения частиц СаСО в кофейных смесях, исследовали два способа их включения: A) высокосдвиговое перемешивание, B) размалывание в шаровой мельнице (BM).
3
3
3
3
Была проведена неформальная дегустация для исследования, может ли другой способ включения CaCO повлиять на восприятие вкусовых ощущений напитков. Органолептические тесты на сравнение пары показали, что способ включения оказывал влияние на восприятие вкусовых ощущений. На фиг. 5А показано, что меньшее количество людей выбирали образец с 0,3 и 0,4% (по массе) СаСО со средним размером частиц 3 мкм, если был использован способ В (размалывание на шаровой мельнице) вместо способа А (высокосдвигового перемешивания). Аналогично, на фиг. 5В показана такая же зависимость для среднего размера частиц 10 мкм в количестве 0,3% (по массе) CaCO. Однако при более высокой концентрации доля людей, выбиравших образец с СаСО со средним размером частиц 10 мкм, увеличивалась с 55 до 65%.
Способы и материалы
Материалы
3
3
Гидрогенизированное пальмоядровое масло (Cargill), казеинат натрия (Lactoprot), буферные соли (Budenheim, K.C. Salt International), крахмальную патоку (San Soon Seng), эмульгаторы (Danisco) и воду (Vittel, Petite source) использовали для приготовления эмульсии забеливателя. Использовали осажденный CaCO (Dr. Paul Lohmann, Германия; Specialty Minerals, Великобритания). В таблице 4 приведены общие характеристики CaCO. Для приготовления кофейных смесей использовали Nescafé Gold de Luxe (Nestlé, Швейцария) и минеральную воду (Vittel, Petite source).
3
Таблица 4. Общие характеристики CaCO
Поставщик
A Dr. Paul Lohmann
B Specialty Minerals
Наименование
CaCO<sub>3</sub> light
Calopake extralight<sup>1</sup>
Sturcal L<sup>2</sup>
Способ получения
Осажден
Осажден
Осажден
Насыпная плотность (г/см<sup>3</sup>)
0,30
0,50
0,89
Кажущаяся плотность (г/см<sup>3</sup>)
2,82
2,86
/
D[3,2] (мкм)
2,69
1,76
1,49
D[4,3] (мкм)
3,64
3,96
9,76
1
Малый средний размер частиц
2
Большой средний размер частиц
3
Данные о плотности, приведенные поставщиком
Способы
Для водной фазы все водорастворимые ингредиенты, за исключением крахмальной патоки, взвешивали и растворяли в термостойком сосуде при энергичном перемешивании магнитной мешалкой до тех пор, пока не переставали быть различимыми комки. Их выдерживали в течение 1 часа при осторожном перемешивании при 75-80°C на водяной бане. После 1 часа гидратации добавляли глюкозу и перемешивали на платформе мешалки до полного растворения.
3
3
Для масляной фазы масло топили в микроволновой печи в течение 4 мин. на мощности 750 Вт до полного расплавления. Его выдерживали на водяной бане с температурой 75-80°С, и вносили эмульгаторы, и осторожно перемешивали до полного растворения. CaCO диспергировали в масле и перемешивали на скорости 500 об/мин в течение 20 мин. на платформе мешалки. После этого CaCO дополнительно диспергировали в течение 1 мин на скорости 7000 об/мин с помощью смесителя с высоким сдвиговым усилием (L5M-A, Silverson, Великобритания).
Эмульсию готовили путем выливания масляной фазы в водную фазу с получением предварительной эмульсии, которую выдерживали при осторожном перемешивании в течение 5 мин. при 75°С на водяной бане, а затем перемешивали с помощью смесителя с высоким сдвиговым усилием в течение 1 мин. на скорости 7000 об/мин Предварительную эмульсию гомогенизировали с помощью гомогенизатора высокого давления (Rannie, APV, Швейцария) 2 цикла при 300 бар и 1 цикл при 50 бар.
3
3
Для изучения влияние среды включения СаСО альтернативно включали СаСО в водную фазу после добавления крахмальной патоки, диспергируя его в течение 20 мин. на скорости 500 об/мин на платформе мешалки и 1 мин. на скорости 7000 об/мин в смесителе с высоким сдвиговым усилием, или непосредственно включали в сухую смесь (каждый раз в качестве альтернативы включению в масляную фазу).
Подробные рецептуры для эмульсий забеливателя показаны в таблице 7.
Таблица 7
Ингредиент
Эталон
5% (dwb) CaCO<sub>3</sub>
7,5% (dwb) CaCO<sub>3</sub>
10% (dwb) CaCO<sub>3</sub>
15% (dwb) CaCO<sub>3</sub>
Натрий
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
Буферная соль
1,6
1,6
1,6
1,6
1,5
Хлорид натрия
0,1
0,1
0,1
0,1
0,12
Крахмальная патока GG10 (общее содержание твердых веществ 96% по массе)
33,4
30,7
29,4
28,1
25,48
Масло пальмоядровое, гидрогенизированное
15,8
15,8
15,8
15,8
15,80
Эмульгатор
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
CaCO3
0
2,6
3,9
5,3
7,89
Вода
47,4
47,4
47,4
47,4
47,41
Общая масса продукта по рецептуре
100,0
100,0
100,0
100,0
100,00
3
Примечание: концентрация CaCO приведена в расчете на массу сухого вещества (dwb) композиции. Сумма сухой массы компонентов в каждой рецептуре составляет 52,6, и, следовательно, общая сухая масса в % составляет 52,6%
3
Для изучения влияния добавления частиц CaCO на кофейные смеси готовили кофейные смеси и сравнивали их со стандартным образцом без твердых частиц. Кофейные смеси готовили путем диспергирования 12,1 г свежего забеливателя (что эквивалентно 6,5 г сухого забеливателя с общим содержанием твердых веществ 98%) и отвешивали 1,2 г кофе на 150 мл воды. Воду нагревали в чайнике до 85°C.
Измерение распределения частиц по размерам (PSD)
3
Размер частиц в эмульсии масло/вода и в напитках измеряли с помощью лазерной дифракции (Mastersizer 2000, Instrument, Великобритания). Подробные параметры, которые были использованы, представлены в таблице 5. Для измерения размера частиц CaCO использовали показатель преломления (RI) 1,66 для этого материала. Результаты представлены в виде поверхностно-объемного среднего диаметра (D [3, 2]) и среднего диаметра по объему (D [4, 3]).
Таблица 5. Заданные параметры для измерений распределения частиц по размерам в эмульсиях забеливателя и напитках
Параметры инструмента
Параметры образца
RI материала/ абсорбция
1,45/ 0,01
Насос
850 об/мин
RI диспергатора/ абсорбция
1,33/ 0,01
Мешалка
780 об/мин
Время измерения
12 с, 12000 снимков
Время перед измерением
1 мин
Фоновое время
12 с, 12000 снимков
Цикл
1 аликвота
Задержка измерения
30 с
Результаты оседания
3
Оседание частиц CaCO в кофейных смесях измеряли гравиметрически с использованием аналитических весов (Mettle Toledo XP404S Excellence Plus с набором для определения плотности, точность 0,01 мг). Подвешенную платформу, соединенную с датчиком массы с помощью вертикального стержня, погружали в чашку со 150 мл образца. Для записи массы отложений, оседающих на подвешенную платформу, в зависимости от времени использовали программное обеспечение Mettler Balance Link 4.02. Измерения для всех кривых производили в трех повторностях при комнатной температуре в течение 5 минут.
Органолептическая оценка
3
Тесты на сравнение пары проводили для сравнения напитков с CaCO относительно стандартного образца без твердых частиц. В тесте принимали участие от двадцати до тридцати неподготовленных добровольцев. Два образца по 25 мл, с твердыми частицами и без них, были представлены испытуемым в рандомизированном порядке. Их просили выбрать образец, воспринимаемый как обладающий лучшими вкусовыми ощущениями. Для участников теста вкусовые ощущения были обозначены в категориях консистенции (водянистой или густой) и обволакивания во рту.
Субъектов просили перемешивать образец перед дегустацией и промывать свое небо водой перед каждым образцом. Тест проводили в двух повторностях. Было высказано предположение, что визуальная текстура может влиять на кремообразность в заварных кремах, сгущенном молоке и сливках. Поэтому, чтобы избежать какого-либо влияния различия цвета, использовали черные чашки. Данные собирали в бумажных опросниках и подвергали статистическому анализу с использованием биномиального критерия.
Специалистам в данной области техники будут очевидны различные модификации и варианты описанных способов изобретения без отступления от объема и сущности изобретения. Несмотря на то, что изобретение было описано в связи с конкретными предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что заявляемое изобретение не должно чрезмерно ограничиваться такими конкретными вариантами осуществления. Фактически подразумевается, что в объем приведенной далее формулы изобретения входят различные модификации описанных вариантов осуществления изобретения, которые очевидны для специалистов в данной области техники.