РАСТВОРИМЫЙ АГЛОМЕРИРОВАННЫЙ ШОКОЛАДНЫЙ ПОРОШОК
INSTANT AGGLOMERATED CHOCOLATE POWDER

Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к растворимым шоколадным порошкам для применения в приготовлении напитков, характеризующихся хорошей растворимостью в холодном разбавителе.
Предпосылки создания изобретения
Растворимые шоколадные порошки в настоящее время используют для приготовления шоколадных напитков путем смешивания с этими порошками воды или молока.
Тем не менее, известные устройства диспенсеров для напитков, использующие вышеуказанный принцип, обладают неудобством, заключающимся в том, что растворимый порошок напитка не всегда растворяется полностью, особенно когда холодный напиток приготовлен растворением порошка холодным разбавителем, который является или холодной водой, или холодным молоком. При этом в приготовленном напитке содержатся остатки недиспергированного или нерастворенного порошка; в результате чего приготовленный напиток оказывается неоднородным и поэтому выглядит непривлекательно. Кроме того, так как не вся доза растворимого порошка растворяется полностью, конечный напиток не обладает ожидаемым вкусом; фактически для получения наилучшего конечного напитка нужно точно подбирать соотношение объема разбавителя и количества порошка. Конечный напиток не достигнет ожидаемого вкуса, если растворение не будет эффективным. Нерастворенный материал также может быть причиной ощущения песчанистости во рту и/или приводит к осадкам на дне чашки от выпитого напитка, следствием чего станут неприятные ощущения потребителя.
Для улучшения растворения композиций растворимых порошков напитков предлагалось вносить добавки, но эти добавки могут влиять на вкус напитка или повышать себестоимость изготовления существующих порошков. Например, в WO 2007/0881195 предлагалось добавлять антикомкователь к порошкообразным пищевым концентратам для улучшения их способности к холодному растворению.
В EP 740 904 описан способ улучшения смачиваемости содержащих какао и сахар агломерированных порошков, заключающийся в том, что порошки подвергают воздействию электромагнитного излучения. Однако улучшения смачиваемости недостаточно для достижения хорошего растворения порошков в момент приготовления напитков.
В WO 2011/042356 предлагалось улучшать растворимость в холодной воде нагревом порошка непосредственно перед его растворением. Но такая технология может быть реализована только в специально предназначенном для нее устройстве для приготовления напитков.
Известно также, что растворение шоколадных смесей ускоряется сахаром. Например, в WO 2012/095121 предлагается глазировать какао-порошок или какао-жмых гидрофильным агентом, таким как сахар. Однако такой раствор повышает долю сахара в порошке напитка. Это может влиять на оригинальный вкус какао и повышать количество сахара, непреднамеренно съедаемого потребителем.
Имеется потребность в улучшении растворимости растворимых порошков шоколадного напитка при растворении их холодным разбавителем.
Преимуществом будет сокращение времени растворения растворимых порошков шоколадного напитка и времени восстановления напитков.
Преимуществом будет улучшение растворимости растворимых порошков шоколадного напитка без применения добавок в значимых соотношениях.
Преимуществом будет улучшение растворимости растворимых порошков шоколадного напитка при сохранении хорошей сыпучести этих порошков, необходимой для стабильного дозирования порошка, используемого в автоматическом диспенсере для напитков.
Описание изобретения
В первом аспекте изобретения предлагается способ получения растворимого агломерированного шоколадного порошка, содержащего какао-жир и ингредиенты шоколадного порошка, включающие в себя по меньшей мере подсластитель и/или порошок белого компонента, содержащий белок, причем указанный способ включает в себя стадии, на которых:
- обеспечивают водную эмульсию какао-жира,
- загружают в агломератор с распылением в псевдоожиженном слое твердые ингредиенты шоколадного порошка,
- распыляют эмульсию какао-жира в агломератор с распылением в псевдоожиженном слое для формирования агломератов.
Способ по настоящему изобретению представляет собой агломерацию в псевдоожиженном слое ингредиентов шоколадного порошка, которые агломерируют распылением водной эмульсии какао-жира.
Соответственно, способ настоящего изобретения включает в себя первую стадию, на которой приготавливают водную эмульсию какао-жира. Эмульсия какао может содержать только какао-жир или какао-жир и твердые вещества какао. Во втором случае эмульсия также является суспензией твердых веществ какао. Далее в спецификации термин «эмульсия» одинаково применяется и для чистой эмульсии, и для смеси эмульсии и суспензии.
Предпочтительно водная эмульсия какао-жира содержит от 3 до 50 мас.% какао-жира. Если эмульсия какао содержит только какао-жир, то водная эмульсия предпочтительно содержит от 10 до 50 мас.% какао-жира. Если эмульсия какао содержит какао-жир и твердые вещества какао, то водная эмульсия предпочтительно содержит примерно 5 мас.% какао-жира.
Предпочтительно водную эмульсию какао-жира приготавливают так, чтобы размер капель жира не превышал 5 мкм.
Когда водную эмульсию приготавливают только из какао-жира без твердых веществ какао, то размер капель можно непосредственно измерять методом лазерной дифракции на приборе Malvern.
Когда водную эмульсию приготавливают из какао-жира и твердых веществ какао, те же самые технологические условия, что и для одного какао-жира, дают тот же самый размер капли жира конечной смеси эмульсии и дисперсии. Однако анализ методом лазерной дифракции на приборе Malvern дает при этом больший средний размер, так как твердые вещества какао обычно имеют размер от 10 до 30 мкм. Следовательно, когда водную эмульсию приготавливают из какао-жира и твердых веществ какао, то средний размер, измеренный методом лазерной дифракции на приборе Malvern, может составлять вплоть до 30 мкм.
Водная эмульсия какао-жира может быть получена следующим образом:
- смешиванием расплавленного масла какао и/или какао-порошка с водой в присутствии эмульгатора, и
- гомогенизацией смеси для получения эмульсии.
Эмульгатором может быть лецитин или сухое молоко.
Сухое молоко может быть сухим цельным молоком, сухим полуснятым молоком, сухим обезжиренным молоком или смесью вышеперечисленных порошков.
Наиболее предпочтительно, чтобы эмульгатор был лецитином, предпочтительно соевым лецитином.
Как правило, эмульгатор смешивают с:
- масло какао и/или какао-порошком, и
- водой
в таком соотношении, чтобы эмульсия содержала от 1 до 8 мас.% эмульгатора.
Когда эмульсию приготавливают из масла какао, перед смешиванием с водой масло расплавляют до жидкого состояния. Как правило, масло какао могут нагревать при температуре примерно 50°C.
Когда эмульсию приготавливают из какао-порошка, указанный порошок может быть внесен прямо в горячую воду.
Обычно какао-порошок может содержать от 1 до 22 мас.% какао-жира. В зависимости от процентного содержания какао-жира в какао-порошке последний может быть смешан с маслом какао в воде для повышения процентного содержания какао-жира в эмульсии.
Как правило, масло какао и/или какао-порошок смешивают с водой таким образом, чтобы эмульсия содержала от 10 до 50 мас.% ингредиентов какао (жира и/или порошка), предпочтительно от 13 до 28 мас.%.
В соответствии с одним первым предпочтительным методом эмульсию приготавливают из:
- какао-порошка, содержащего по меньшей мере 20 мас.% какао-жира, и
- лецитина.
В соответствии с одним вторым предпочтительным методом эмульсию приготавливают из масла какао и лецитина. В этом методе, где масло какао является единственным источником какао, эмульсия не содержит твердых веществ какао. Эмульсия является чистой эмульсией.
Предпочтительно расплавленное масло какао и/или какао-порошок смешивают с горячей водой, имеющей температуру от 40 до 55°C.
Предпочтительно смешивание осуществляют смесителем, позволяющим осуществлять высокосдвиговое перемешивание, например с большим усилием сдвига при скорости свыше 7000 об/мин в течение 2 мин.
Затем смесь гомогенизируют для получения эмульсии какао-жира в воде. Как правило, осуществляют гомогенизацию под высоким давлением, предпочтительно под давлением по меньшей мере 150 бар.
Предпочтительно создают такие условия высокосдвигового перемешивания и гомогенизации, чтобы получить для какао-жира в эмульсии размер капли жира менее 5 мкм. Условия могут зависеть от типа используемых смесителя и гомогенизатора.
После обеспечения эмульсии какао-жира способ приготовления шоколадного порошка включает в себя следующую стадию, на которой водную эмульсию какао-жира распыляют в агломераторе с распылением в псевдоожиженном слое. В агломераторе эмульсию обычно распыляют в форме капель в виде связующего раствора через форсунку, чтобы агломерировать другие ингредиенты порошка.
Эмульсию предпочтительно подают в агломератор с распылением в псевдоожиженном слое при температуре по меньшей мере 40°C, предпочтительно не более 60°C. На практике эмульсию могут перекачивать из резервуара, в котором поддерживают заданную температуру эмульсии.
Одновременно со стадией распыления эмульсии твердые ингредиенты шоколадного порошка ожижаются газом для формирования в агломераторе псевдоожиженного слоя.
Загружаемые в агломератор с распылением в псевдоожиженном слое твердые ингредиенты шоколадного порошка могут содержать подсластитель и/или порошок белого компонента, содержащий белок.
Подсластитель может представлять собой:
- подсластитель на углеводной основе, выбранный из группы, состоящей из: сахаров, таких как фруктоза, глюкоза, мальтоза, сахароза, лактоза, декстроза, кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы или сахарозаменителей, таких как, например, сорбит, маннит, ксилит или их комбинации, мальтодекстринов, высушенных глюкозных сиропов, экстрактов солода, крахмалов, трегалозы, рафтилина, рафтилозы, галактозы, мальтозы, олигосахаридов, медовых порошков и их смесей, и/или
- подсластитель на неуглеводной основе, такой как Splenda, Acesulfame K, аспартам или Stevia и их смеси.
По меньшей мере один порошок белого компонента, содержащий белок, может быть выбран из группы, состоящей из: сухого цельного молока, сухого полуcнятого молока, сухого обезжиренного молока, порошка из изолятов сывороточного белка, порошкообразных казеинатов или порошка, богатого заменителями молочного белка, такими как пшеничный или соевый, и их смеси.
Загружаемые в агломератор с распылением в псевдоожиженном слое твердые ингредиенты шоколадного порошка могут содержать какао-порошок, особенно, если эмульсия какао-жира не содержит какао-порошок или содержит какао-порошок в малом количестве.
Необязательно к подсластителю и/или сухому молоку могут добавлять другие ингредиенты порошка, такие как вкусоароматические добавки или усилители вкуса.
Предпочтительно эмульсию и другие твердые ингредиенты шоколадного порошка вводят в агломератор с распылением в псевдоожиженном слое в таком соотношении, создающемся внутри указанного агломератора, чтобы в конечном агломерированном продукте:
- содержание порошка белого компонента, содержащего белок, составляло от 0 до 50 мас.%,
- содержание подсластителя составляло от 0 до 75 мас.%,
- содержание какао-порошка и какао-жира составляло от 5 до 75 мас.%,
- содержание какао-жира составляло от 1 до 35 мас.%,
а общее содержание порошка белого компонента, содержащего белок, и подсластителя составляло по меньшей мере 25 мас.%.
В агломератор с распылением в псевдоожиженном слое подают газ, предпочтительно воздух. Рабочие параметры агломератора с распылением в псевдоожиженном слое устанавливают в зависимости от опыта специалиста в данной области, и они обычно варьируются для разных агломераторов.
Расход псевдоожиженного слоя зависит от устройства агломератора с распылением в псевдоожиженном слое.
Температура воздуха может составлять от 60 до 120°C.
Температура продукта может составлять от 25 до 60°C.
Изобретение также относится к растворимому агломерированному шоколадному порошку, получаемому способом, таким как описан выше.
В целом гранулометрический состав растворимого агломерированного шоколадного порошка представлен размерами частиц от 100 до 1500 мкм. Гранулометрический состав может быть измерен методом лазерной дифракции, предпочтительно в сухой дисперсии.
Время растворения в воде с температурой 4°C растворимого агломерированного шоколадного порошка может составлять менее 75 с.
В соответствии со вторым аспектом изобретение относится к применению водной эмульсии какао-жира для агломерирования ингредиентов шоколадного порошка растворимого агломерированного шоколадного порошка.
Фактически вышеописанная водная эмульсия какао-жира позволяет агломерировать ингредиенты шоколадного порошка любым методом агломерирования и с любыми ингредиентами шоколадного порошка.
Водную эмульсию какао-жира можно использовать для агломерирования ингредиентов шоколадного порошка такими методами, как: распылительная сушка, агломерирование распылением в псевдоожиженном слое, экструдирование при низком давлении и сушка.
В соответствии с третьим аспектом предлагается способ получения агломерированного какао-порошка, включающий в себя стадии, на которых:
- готовят водную эмульсию какао-жира,
- загружают в агломератор с распылением в псевдоожиженном слое какао-порошок,
- распыляют эмульсию какао-жира в агломератор с распылением в псевдоожиженном слое для формирования агломератов.
В данном способе используется водная эмульсия какао-жира, аналогичная вышеописанной, и она позволяет агломерировать какао-порошок.
Получаемый агломерированный какао-порошок имеет вкус, отличающийся от вкуса существующих сегодня порошков шоколадных напитков, так как последние содержат подсластитель и белый компонент. Порошок лучше растворяется в холодном разбавителе по сравнению с какао-порошком, используемым в качестве ингредиента в агломераторе с распылением в псевдоожиженном слое.
Предпочтительно в данном способе:
- эмульгатором водной эмульсии какао-жира является лецитин,
- водную эмульсию какао-жира приготавливают из расплавленного масла какао, и
- загружаемый в агломератор с распылением в псевдоожиженном слое какао-порошок является какао-порошком, содержащим 1 мас.% какао-жира.
В соответствии с четвертым аспектом предлагается способ приготовления холодного шоколадного напитка, включающий растворение:
- порошка шоколадного напитка, полученного таким способом, как описанный выше, или
- какао-порошка, полученного таким способом, как описанный выше,
в холодном водном разбавителе, таком как вода или молоко.
Приготовление холодного шоколадного напитка может быть осуществлено путем наливания холодного разбавителя в содержащую дозу порошка чашку или же растворение может быть реализовано в диспенсере для напитков.
В соответствии с одним вариантом осуществления дозу порошка могут разбавлять холодным разбавителем в смесительной камере, предпочтительно содержащей механический взбиватель.
В соответствии с другим вариантом осуществления в диспенсере для напитков доза порошка может быть внесена в чашку для питья и разбавлена струей разбавителя, поданной в чашку.
В настоящем изобретении:
- терминами «порошок шоколадного напитка» или «шоколадная смесь» называется водорастворимый порошок, содержащий агломераты:
. какао-жира и/или какао-порошка и
. по меньшей мере порошка белого компонента, содержащего белок, и/или подсластителя,
- термин «какао-жир» охватывает масло какао и любой какао-жир, получаемый из какао-бобов,
- термин «какао-порошок» охватывает порошок, содержащий какао-жир и твердые вещества какао, причем какао-жир заключен в твердых веществах какао.
Приведенные выше аспекты изобретения можно комбинировать в любой подходящей комбинации. Более того, различные элементы, описанные в настоящем документе, можно комбинировать с одним или более из приведенных выше аспектов для обеспечения комбинаций, отличных от конкретно проиллюстрированных и описанных. Дополнительные цели и преимущественные элементы изобретения будут очевидны из формулы изобретения, подробного описания и прилагаемых графических материалов.
Примеры
В примерах с 1 по 6 растворимые порошки шоколадного напитка приготавливали в соответствии с изобретением, причем все указанные порошки имели следующий конечный состав:
- 20 мас.% цельного молока,
- 50 мас.% сахара,
- 20 мас.% какао-порошка и какао-жира,
- 10 мас.% сухого обезжиренного молока и необязательно лецитина (в примерах 2, 4, 6).
Пример 1. Приготовление шоколадного порошка в соответствии с изобретением
Стадия 1. Приготовление эмульсии какао-жира, начиная с какао-порошка
112,5 г сухого обезжиренного молока вводят в 1312,5 г воды, подогретой до 50°C.
450 г какао-порошка вводят в смесь воды и обезжиренного молока. Какао-порошок содержит 21 мас.% какао-жира.
Смесь подвергают высокосдвиговому перемешиванию в смесителе Silverston (смеситель L5M-A)) при скорости примерно 10 000 об/мин в течение 5 минут.
Затем смесь подвергают гомогенизации под высоким давлением 250 бар в двухступенчатом гомогенизаторе Panda Plus GEA Niro Soavi. Гомогенизацию повторяют один раз.
Получают эмульсию. Распределение размеров частиц данной эмульсии, проанализированное методом лазерной дифракции на приборе Malvern, показывает, что средний размер капель какао-жира и частиц какао составляет 30 мкм.
Эмульсию продолжают перемешивать при 50°C перед выполнением стадии 2.
Стадия 2. Агломерация распылением в псевдоожиженном слое
Порошковую смесь приготавливают смешиванием:
- 25 мас.% цельного молока,
- 8 мас.% сухого обезжиренного молока,
- 61 мас.% сахара,
- 6 мас.% какао-порошка (содержащего 21 мас.% какао-жира).
3
Воздух при 90°C с расходом 120 м/ч пропускают через аппарат с распылением в псевдоожиженном слое с порционной загрузкой (модель Mobatch компании Herein) и в аппарат подают 2440 г порошковой смеси. 1875 г эмульсии со стадии 1 подают в распылительную головку в верхней части аппарата с расходом от 45 до 55 г/мин для того, чтобы сохранять температуру продукта в пределах от 30 до 40°C
Из порции загрузки извлекают агломерированный продукт.
Пример 2. Приготовление шоколадного порошка в соответствии с изобретением
Повторяли пример 1, за исключением того, что на стадии 1 сухое обезжиренное молоко заменили 80 г лецитина.
Пример 3. Приготовление шоколадного порошка в соответствии с изобретением
Стадия 1. Приготовление эмульсии какао-жира, начиная с масла какао и какао-порошка
132,1 г сухого обезжиренного молока вводят в 1497,5 г воды, подогретой до 50°C.
132,1 г масла какао расплавляют при 50°C и вводят в смесь воды и обезжиренного молока.
Затем в смесь вводят 468,3 г какао-порошка. Какао-порошок содержит 1 мас.% какао-жира.
Смесь подвергают высокосдвиговому перемешиванию в смесителе Silverston при скорости 10 000 об/мин в течение 5 минут.
Затем смесь подвергают гомогенизации под высоким давлением в двухступенчатом гомогенизаторе Panda Plus GEA Niro Soavi. Гомогенизацию повторяют один раз.
Получают эмульсию. Распределение размеров частиц данной эмульсии, проанализированное методом лазерной дифракции на приборе Malvern, показывает, что средний размер капель какао-жира и частиц какао составляет 30 мкм.
Эмульсию продолжают перемешивать при 50°C перед выполнением стадии 2.
Стадия 2. Агломерация распылением в псевдоожиженном слое
Порошковую смесь приготавливают смешиванием:
- 26,5 мас.% цельного молока,
- 7,4 мас.% сухого обезжиренного молока,
- 66,1 мас.% сахара.
3
Воздух при 90°C с расходом 120 м/ч пропускают через аппарат с распылением в псевдоожиженном слое с порционной загрузкой (модель Mobatch компании Herein) и в аппарат подают 2268 г порошковой смеси. 2230 г эмульсии со стадии 1 подают в распылительную головку в верхней части аппарата с расходом от 45 до 55 г/мин для того, чтобы сохранять температуру продукта в пределах от 30 до 40°C.
Из порции загрузки извлекают агломерированный продукт.
Пример 4. Приготовление шоколадного порошка в соответствии с изобретением
Повторяли пример 3, за исключением того, что на стадии 1 сухое обезжиренное молоко заменили 33 г лецитина.
Пример 5. Приготовление шоколадного порошка в соответствии с изобретением
Стадия 1. Приготовление эмульсии какао-жира, начиная с масла какао
132 г масла какао расплавляют при температуре выше 23°C и в расплавленное масло добавляют 198 г обезжиренного сухого молока. Смесь вводят в 613 г воды, подогретой при 50°C.
Смесь подвергают высокосдвиговому перемешиванию в смесителе Silverston при скорости 10 000 об/мин в течение 5 минут.
Затем смесь подвергают гомогенизации под высоким давлением в двухступенчатом гомогенизаторе Panda Plus GEA Niro Soavi. Гомогенизацию повторяют один раз.
Получают эмульсию. Распределение размеров частиц данной эмульсии, проанализированное методом лазерной дифракции на приборе Malvern, показывает, что средний размер капель масла какао составляет менее 5 мкм.
Эмульсию продолжают перемешивать при 50°C перед выполнением стадии 2.
Стадия 2. Агломерация распылением в псевдоожиженном слое
Порошковую смесь приготавливают смешиванием:
- 22,5 мас.% цельного молока,
- 4 мас.% сухого обезжиренного молока,
- 56 мас.% сахара.
- 17,5 мас.% какао-порошка (с 1 мас.% жира).
3
Воздух при 90°C с расходом 120 м/ч пропускают через аппарат с распылением в псевдоожиженном слое с порционной загрузкой (модель Mobatch компании Herein) и в аппарат подают 2670 г порошковой смеси. 943 г эмульсии со стадии 1 подают в распылительную головку в верхней части аппарата с расходом от 45 до 55 г/мин для того, чтобы сохранять температуру продукта в пределах от 30 до 40°C.
Из порции загрузки извлекают агломерированный продукт.
Пример 6. Приготовление шоколадного порошка в соответствии с изобретением
Повторяли пример 5, за исключением того, что на стадии 1 сухое обезжиренное молоко заменили 33 г лецитина.
Пример 7. Свойства порошков из примеров 1–6
90
Растворение порошков из примеров 1–6 оценивали, измеряя время восстановления t, требующееся для получения 90% содержания твердых веществ исходного количества порошка, растворенного в воде при 4°C. Восстановление выполняли, внося 10 г порошка в 400 мл воды при температуре 4°C в приемном сосуде, и перемешивая напиток магнитной мешалкой на дне приемного сосуда емкостью 600 мл со скоростью 500 об/мин и смесителем сверху напитка со скоростью 100 об/мин.
90
Время восстановления tрассчитывали по измеренной электропроводности восстановленного напитка, которую начинали измерять с момента, когда порошок вносили в воду с температурой 4°C.
Результаты для порошков примеров 1–6 приведены в следующей таблице:
Пример
t<sub>90 </sub>(с)
1
56
2
21
3
125
4
71
5
73
6
28
90
Для сравнения шоколадный порошок напитка приготовили агломерированием какао-порошка, сахара и цельного молока путем распыления воды в том же самом агломераторе с распылением в псевдоожиженном слое, который использовали в примерах 1–6. Свойства и пропорции различных ингредиентов были идентичными тем, которые были у какао-порошка, приготовленного в примере 1. Единственное отличие, относящееся к агломерированию ингредиентов порошка, состояло в распылении воды (вместо распыления эмульсии какао-жира в соответствии с изобретением). Получившийся в результате порошок показал время восстановления t, равное 77 с, что гораздо больше показателя времени (56 с) для порошка из примера 1.
Сыпучесть порошков примеров 1–6 составила от 5 до 15 по индексу Карра.
Визуально порошки примеров 1–6 имели однородный темно-коричневый цвет с незначительным содержанием тонкой фракции (содержание тонкой фракции было менее 10 мас.% и определено ситовым анализом с размером ячеек сита, равным 100 мкм). Такой внешний вид одинаков для всех порошков шоколадного напитка, приготовленных способом настоящего изобретения, какой бы тип водной эмульсии какао-жира не использовали, и по привлекательности для потребителей значительно выигрывает у существующих порошков шоколадных напитков, приготовленных агломерацией с распылением в псевдоожиженном слое с распылением воды. Последние имеют неоднородный внешний вид и более светлый цвет.
Хотя изобретение описано со ссылкой на проиллюстрированные выше варианты осуществления, следует понимать, что заявленное изобретение не ограничивается каким-либо образом этими проиллюстрированными вариантами осуществления.
Возможны изменения и модификации, не выходящие за рамки объема изобретения, определенные формулой изобретения. Более того, если существуют эквиваленты конкретных элементов, такие эквиваленты включены так, как если бы они были конкретно упомянуты в настоящем описании.
В данном описании слова «содержит», «содержащий» и аналогичные слова не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле. Иными словами, предполагается, что они означают «включая, без ограничений».