СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И КАЧЕСТВА ПЕНЫ, ВЫДАВАЕМОЙ РАЗДАТОЧНЫМ АВТОМАТОМ
METHODS AND SYSTEMS FOR IMPROVEMENT OF GENERATION AND QUALITY OF FOAM AS PRODUCED BY AUTOMATIC DISPENSING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в основном относится к напиткам. Более конкретно настоящее изобретение относится к способам получения пены улучшенного качества в напитке.
Напитки, содержащие пену, являются хорошо известными продуктами. Напитки с пеной включают, например, кофейные напитки, такие как капучино. В типичных случаях эти продукты могут содержать сухие смеси или растворы растворимого порошка кофе и порошка растворимого забеливателя либо жидкого заменителя сливок.
Порошок растворимого забеливателя может представлять собой пищевой продукт на белковой основе, например, содержащий молоко или т.п. Порошок растворимого забеливателя содержит вкрапления газа, который продуцирует пену при растворении указанного забеливателя путем смешивания с водой. Размешивание этого порошка растворимого забеливателя с кофейным продуктом в жидкости, например, приводит к получению забеленного кофейного напитка, содержащего сверху пену.
Потребители, предпочитающие напитки с пеной, наслаждаются дополнительными эстетическими и вкусовыми характеристиками, свойственными напиткам, содержащим сверху пену. Обычно в случае реализуемых через раздаточный автомат напитков, содержащих пену или вспененных, например, типа капучино, для получения качественной пены требуется, чтобы она образовывалась за очень короткий период времени и была стабильной в течение достаточного периода времени с тем, чтобы потребитель мог ощущать пену в процессе потребления напитка. И все же в типичных случаях качество и стабильность пены, получаемой из традиционных порошковых растворимых забеливателей или жидких заменителей сливок, являются неудовлетворительными. Кроме того, распределение пузырьков по размерам в такой пене очень неоднородно, да и текстура ее является неудовлетворительной, мылкой и недостаточно густой. Обычно пена слишком быстро рассеивается и удерживается в течение очень короткого периода времени, так что потребитель не успевает ощутить ее.
Таким образом, крайне желательно улучшить качество пены в пищевых продуктах, в таких как содержащие пену напитки.
Краткое изложение сущности изобретения
Настоящее изобретение в основном относится к продуктам с улучшенной пеной и к способам их производства. В одном из вариантов практического осуществления изобретения способ в общем смысле относится к применению белка/мультивалентных катионов, в котором напиток-продукт перемешивается, взбивается, аэрируется или обрабатывается усилием сдвига, в результате чего генерируется пена, имеющая увеличенный объем и улучшенную текстуру.
В одном из вариантов обеспечивается система, включающая порошкообразный источник белка, к которому добавляется источник мультивалентных ионов, такой как соль кальция, в момент перемешивания/аэрации. Смесь предназначена для восстановления жидкостью, например горячей водой. Порошкообразные источники белка и мультивалентных ионов могут комбинироваться в сухую смесь. Система может служить для улучшения пены в содержащем пену продукте, выдаваемом раздаточным автоматом или приготавливаемом самим потребителем путем перемешивания для вспенивания указанного продукта.
В другом варианте источник ионов кальция химически отделен и от источника белка, и от источника жидкости (воды) для восстановления.
В еще одном варианте система может включать хранящиеся раздельно порошкообразный источник белка и источник мультивалентных ионов, смешивание которых проводится непосредственно перед восстановлением.
В следующем варианте система может включать хранящиеся раздельно жидкий белковый концентрат и сухой или жидкий концентрированный источник мультивалентных ионов.
В одном из вариантов способ предусматривает комбинирование источника мультивалентных катионов (такого как источник ионов кальция или магния) с источником белка, добавление их в процессе восстановления и аэрацию разбавителем (таким как вода), например, путем взбивания для получения готового содержащего пену жидкого напитка.
В одном из вариантов способ включает обеспечение по меньшей мере одного пенообразующего источника; обеспечение по меньшей мере одного источника мультивалентных ионов; обеспечение источника жидкости для восстановления отдельно от источника мультивалентных ионов; комбинирование пенообразующего источника, источника мультивалентных ионов и источника жидкости в момент аэрации для получения пены улучшенного качества.
В одном из вариантов способ предусматривает одновременную дозированную подачу пенообразующего источника и источника мультивалентных ионов в источник жидкости в процессе аэрации.
В одном из вариантов аэрация выбирается из группы, включающей взбалтывание, взбивание, перемешивание, обработку усилием сдвига, барботаж газа, продуцирование газа химической/биохимической реакцией, обработку ультразвуком с высвобождением газа и др., и комбинации перечисленного.
В одном из вариантов перемешивание проводится одновременно с комбинированием пенообразующего источника, источника мультивалентных ионов и источника жидкости.
В одном из вариантов перемешивание требует менее 1 минуты для получения пены улучшенного качества.
В одном из вариантов перемешивание требует менее 10 секунд для получения пены улучшенного качества.
В одном из вариантов пена является стабильной в течение более 1 часа после перемешивания.
В одном из вариантов пена является стабильной в течение более 24 часов после перемешивания.
В одном из вариантов пенообразующий источник выбирается из группы, включающей один или более порошкообразных источников белка, жидких источников белка, молоко, сливки и комбинации перечисленного.
В одном из вариантов пенообразующий источник выбирается из группы, включающей молочные и немолочные белки (например, казеинат натрия), деминерализованный изолят белков молочной сыворотки, маломинерализованный изолят белков молочной сыворотки и комбинации перечисленного.
В одном из вариантов источник мультивалентных ионов выбирается из группы, включающей кальций, магний, железо, цинк, никель, кобальт, марганец и их комбинации.
В одном из вариантов ион кальция выбирается из группы, включающей хлорид кальция, бромид кальция, лактат кальция, нитрат кальция, бикарбонат кальция, ацетат кальция, аскорбат кальция, глюконат кальция, глицерофосфат кальция и их комбинации.
В одном из вариантов источник мультивалентных ионов имеет концентрацию примерно от 1 мМ до 20 мМ.
В одном из вариантов источник мультивалентных ионов имеет концентрацию примерно от 2,7 мМ до 10 мМ.
В одном из вариантов пенообразующий источник, источник мультивалентных ионов и источник жидкости хранятся раздельно до их комбинирования.
В одном из вариантов пенообразующий источник и источник мультивалентных ионов хранятся вместе в виде сухой смеси до их комбинирования с источником жидкости.
В одном из вариантов способ предусматривает обеспечение сухой смеси, включающей по меньшей мере один пенообразующий источник и по меньшей мере один источник мультивалентных ионов; обеспечение источника жидкости для восстановления отдельно от сухой смеси; дозированную подачу сухой смеси одновременно с источником жидкости для осуществления перемешивания/аэрации, например, путем взбивания или обработки усилием сдвига для получения стабильной пены.
В одном из вариантов способ предусматривает обеспечение пенообразующего источника; обеспечение концентрированного жидкого источника мультивалентных ионов; дозированную подачу пенообразующего источника и концентрированного жидкого источника мультивалентных ионов и одновременное перемешивание/аэрацию в ходе дозированной подачи для получения пены улучшенного качества.
В одном из вариантов пенообразующий источник выбирается из группы, включающей: порошок источника белка, концентрированный жидкий источник белка и их комбинации.
В одном из вариантов пенообразующий источник хранится отдельно от концентрированного жидкого источника мультивалентных ионов до их дозированной подачи.
В одном из вариантов способ предусматривает обеспечение продукта на молочной основе; обеспечение источника ионов кальция; обеспечение источника жидкости для восстановления отдельно от источника ионов кальция; одновременную дозированную подачу продукта на молочной основе и источника ионов кальция с источником жидкости и перемешивание/аэрацию, например, путем взбивания или обработки усилием сдвига в ходе дозированной подачи для получения стабильной пены.
В одном из вариантов источник жидкости для восстановления представляет собой молочный продукт, немолочный продукт или их смесь.
В одном из вариантов источник жидкости представляет собой продукт на основе кофе.
Преимуществом настоящего изобретения является повышение качественных показателей пены, таких как объемность, стабильность и текстура, в содержащих пену продуктах (например, в жидких напитках типа капучино), выдаваемых раздаточным автоматом.
Другим преимуществом настоящего изобретения является обеспечение пены в напитке, которая улучшает органолептические качественные показатели жидкой части напитка для потребителей.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является придание напитку дополнительной питательной ценности.
Следующим преимуществом настоящего изобретения является предоставление возможности потребителю или оператору осуществлять по индивидуальному заказу или контролировать количество пены, текстуру и распределение пузырьков по размерам в напитке.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является обеспечение напитка с пеной, свойства которой удовлетворяют предпочтениям потребителей.
Следующим преимуществом настоящего изобретения является предоставление возможностей изготовителю напитков производить напитки высокого качества для продажи потребителям.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является обеспечение системы дозированной подачи заключенных в капсулы порошка/жидкости или бестарных (насыпных) продуктов.
Другим преимуществом настоящего изобретения является приготовление жидкого напитка с пеной высокого качества за очень короткий период времени.
Дополнительные отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения описываются ниже и станут очевидными из подробного описания изобретения и чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1А является диаграммой, показывающей влияние концентрации кальция (лактата кальция) на отношение пены к жидкости (FLR).
Фиг.1В является диаграммой, показывающей влияние концентрации кальция (лактата кальция) на густоту пены из деминерализованного изолята белков молочной сыворотки (WPI) в зависимости от того, добавляется кальций с порошком или с водой.
2
Фиг.2 является диаграммой, показывающей влияние концентрации ионов кальция (СаСl) на FLR пены из деминерализованного изолята белков молочной сыворотки в том случае, когда кальций добавляется к порошку.
2
Фиг.3 является диаграммой, показывающей влияние концентрации ионов кальция (СаСl) на густоту пены из выпускаемого промышленностью деминерализованного изолята белков молочной сыворотки в том случае, когда кальций добавляется к порошку.
2
Фиг.4 является диаграммой, показывающей влияние концентрации ионов кальция (СаСl) на густоту пены во взбитых напитках из сухого обезжиренного молока промышленного производства в том случае, когда кальций добавляется к порошку.
2
Фиг.5 является диаграммой, показывающей влияние добавления смеси СаСl/деминерализованного WPI на густоту пены во взбитых напитках из сухого обезжиренного молока промышленного производства в том случае, когда кальций добавляется к порошку.
2
Фиг.6 является диаграммой, показывающей влияние концентрации ионов кальция (СаСl) на вязкость приготовленных из капсулы напитков типа капучино в том случае, когда кальций добавляется к порошку.
Фиг.7 является диаграммой, показывающей влияние концентрации ионов кальция (лактата кальция) на FLR во взбитых напитках из деминерализованного WPI в том случае, когда кальций добавляется к порошку.
Фиг.8 является диаграммой, показывающей влияние концентрации ионов кальция (лактата кальция) на FLR во взбитых напитках из концентрата белков молочной сыворотки в том случае, когда кальций добавляется к порошку.
Фиг.9А является диаграммой, показывающей влияние концентрации ионов кальция (лактата кальция) на FLR.
Фиг.9В является диаграммой, показывающей влияние концентрации ионов кальция (лактата кальция) на густоту пены во взбитых напитках из казеината натрия в том случае, когда кальций добавляется к порошку.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к способам и системам на основе белок-катионы, которые продуцируют пену улучшенного качества с увеличенным объемом и улучшенной текстурой при взбалтывании, перемешивании, аэрации или обработке усилием сдвига. В одном из вариантов практического осуществления изобретения способ в большинстве случаев включает приготовление сухой смеси или раствора из источника мультивалентных катионов и источника белка, восстановление разбавителем или раствором (например, водой, ароматизированным напитком) в точке (момент) аэрации (например, в процессе взбивания или обработки усилием сдвига) для получения готового вспененного продукта, содержащего пену с улучшенными качественными показателями, такими как стабильность и восприятие пены во рту. Важно, чтобы источник ионов кальция был химически отделен и от источника белка, и от источника жидкости для восстановления (воды). Источник мультивалентных ионов может представлять собой источник ионов кальция, ионов магния или другой подходящий источник мультивалентных катионов. Раствор для восстановления может быть любой жидкостью, в которой желательно наличие пены, либо другие пищевые продукты (например, порошок кофе) могут добавляться к раствору для восстановления или вместе с ним для получения требуемого напитка. Готовый содержащий пену продукт может представлять собой традиционно потребляемый налиток, такой как горячий шоколад, кофе, капучино, латте, кофе с молоком или другие подобные виды напитков.
Источник жидкости для восстановления может включать, например, любой подходящий источник питьевой воды, такой как деионизированная вода, дистиллированная вода, мягкая и жесткая вода и/или комбинация перечисленного.
Удивительным образом было установлено, что добавление источника катионов вместе с сухими белками молока или отдельно от них в момент аэрации существенно улучшает качество пены, образующейся в раздаточном автомате. В частности, в исследованиях было показано, что восстановление сухих белков молока водой, уже содержащей такую концентрацию катионов, практически не изменяло качество пены по сравнению с контрольной пеной без добавления катионов.
Пенообразующие свойства напитка можно улучшить, если не смешивать заранее источник катионов и источник белка в растворе для восстановления до достижения окончательного взбивания. В дополнение к этому, источник катионов необходимо химически отделить от источника белка либо хранением его в виде сухой смеси с сухим источником белка, либо хранением раздельно от источника белка, если источники катионов или белка уже имеют жидкую форму (т.е. являются жидкими концентратами).
Предпочтительной композицией является порошкообразная смесь порошкообразного источника белка с добавлением соли кальция, которая может храниться. Другой подход предусматривает использование отдельно хранившегося сухого и/или жидкого источника катионов и добавление его в раствор для восстановления одновременно с источником белка в порошке и/или жидкой формах в момент аэрации при выдаче через раздаточный автомат. При восстановлении горячей водой в момент аэрации (например, путем смешивания, обработки усилием сдвига, взбалтывания, барботажа газа, обработки ультразвуком и др.) образуется пена улучшенного качества (с увеличенным объемом и/или улучшенными качественными показателями) по сравнению с пеной, вырабатываемой традиционным способом.
В целях улучшения качества пены можно добавить, например, к молочной основе или немолочным сухим продуктам только источник катионов, только белок молочной сыворотки либо другие белки и/или сухие комбинации их. Установлено, что особенно эффективным является использование деминерализованного или маломинерализованного изолята белков молочной сыворотки плюс хорошо растворимой в воде соли кальция.
Наиболее эффективными являются мультивалентные катионы, особенно кальций и магний, из самых разных источников, таких как различные органические и неорганические соли, оксиды, гидроксиды, комплексные соединения или смеси перечисленного.
Способы и композиции по настоящему изобретению могут использоваться в любой пригодной для этого раздаточной системе, такой как смеситель или порционный дозатор. Например, порционный дозатор может быть частью раздаточной системы, использующей заключенные в капсулы порошки/жидкости или бестарные продукты. Альтернативно потребители могут самостоятельно смешивать источник мультивалентных катионов с белковыми компонентами в соответствии с вариантами настоящего изобретения для получения напитка с улучшенной пеной. Способы и композиция могут быть также предпочтительными для систем, работающих с порошковым молоком, в которых добавляемый кальций или другие катионы не будут подвергаться порче в процессе хранения в отличие от жидкостей.
Характеристики пены можно контролировать количеством кальция, добавляемого или высвобождающегося в ходе обработки, перемешивания или дозированной выдачи. Например, при заданных уровнях катионов можно получить пену с уникальной текстурой в зависимости от количества добавляемого кальция. Однако высокие уровни катионов могут стать причиной нежелательной текстуры пены (например, слипшейся или комковатой).
Одним из наиболее предпочтительных источников мультивалентных катионов является кальций. Добавление кальция предпочтительно также с питательной точки зрения, поскольку дополнение или обогащение продуктов минералами (например, кальцием или магнием) является желательным; способ применим также для систем с низким усилием сдвига или низким уровнем взбивания. Если предпочтительнее использовать жидкие системы, то в этом случае добавление кальция или других катионов может осуществляться вместе с потоками других продуктов и одновременным смешиванием с ними в момент дозированной подачи или розлива жидкости.
В одном варианте практического осуществления изобретения эффективным является добавление источника кальция и источника белка в момент аэрации (например, в процессе дозированной подачи и перемешивания, обработки усилием сдвига или взбалтывания и т.п.). Например, композиция может добавляться в емкость с порошком из раздаточного аппарата или самим потребителем. Также эффективным является добавление белка деминерализованной молочной сыворотки в концентрат и последующее дополнение потока воды или какого-либо другого источника кальцием или другими катионами.
В альтернативном варианте способ включает добавление по отдельности порошка и/или жидкого источника катионов, предпочтительно кальция, и источника белка в порошке и/или жидкой формах одновременно с жидкостью или раствором в момент аэрации в раздаточном автомате. Раздаточный автомат может представлять собой раздаточный автоматом взбивального типа, который перемешивает или взбивает источник катионов и источник белка по мере их дозированной подачи, например, вместе с жидкостью для восстановления. Альтернативно вымешивание или взбалтывание жидкой композиции может осуществляться после дозированной подачи в любом пригодном для данной цели смесительном аппарате или самим потребителем в течение периода времени, достаточного для получения качественной пены.
2
2+
2+
Улучшение качества пены в различных системах обсуждается ниже в виде примеров, не ограничивающих масштаба изобретения, со ссылкой на чертежи. Фиг.1 показывает влияние концентрации кальция (лактата кальция) на (А) отношение пены к жидкости (FLR) и (В) на густоту пены из деминерализованного изолята белков молочной сыворотки (WPI) в зависимости от того, добавляется кальций вместе с порошком или с водой. На фиг.2 кальций добавлялся в виде порошка хлорида кальция (СаСl) к выпускаемому промышленностью деминерализованному изоляту белков молочной сыворотки в порошке (<0,05% Са) в различных концентрациях, а его дозированная подача осуществлялась через взбивальную раздаточную систему при 85°С. Приводятся конечные концентрации кальция в чашке потребителя. Отношение пены к жидкости (FLR), измеренное спустя от 1 до 10 минут после дозированной раздачи, увеличивалось в присутствии ионов кальция Са.
2
Фиг.3 показывает влияние добавления порошка СаСl к выпускаемому промышленностью деминерализованному изоляту белков молочной сыворотки в порошке на густоту пены. Густота пены измерялась методом с использованием нейлонового шарика диаметром 5/16 дюйма (-0,8 см) спустя 2 минуты после дозированной раздачи. Как показывает фиг.3, добавление кальция оказывает значительное влияние на густоту пены. И это установленный факт, поскольку в двух образцах с 6,2 и 20 мМ ионов кальция нейлоновый шарик не смог проникнуть через верхний слой пены даже после того, как он был оставлен в образцах на ночь. Сенсорная оценка проводилась дегустационной комиссией из 5 человек. По мере повышения концентрации кальция количество мелких пузырьков увеличивалось и характеристики густоты пены улучшались. При высоких уровнях концентрации кальция пена содержала мелкие пузырьки и по внешнему виду напоминала крем для бритья.
2
2+
В другом случае добавление порошка CaCl к сухому обезжиренному молоку промышленного производства способствовало лишь незначительному увеличению начального объема пены, но текстура пены значительно улучшилась. Результаты измерения густоты пены представлены на фиг.4. Так, система с источником деминерализованного WPI/Ca может использоваться для образования пены в раздаточном автомате.
2
2
При добавлении к сухому обезжиренному молоку (MSK) промышленного производства 10% смеси (1 г WPI + ~1100 ppm CaCl) порошка СаСl и порошка деминерализованного изолята белков молочной сыворотки также отмечалось значительное повышение густоты пены, как показано на фиг.5. Вкусовое восприятие напитка также улучшалось, хорошо коррелируя с увеличением вязкости жидкости, как показано на фиг.6. Порошок хлорида кальция тестировался также в экспериментах с капсулой для приготовления напитка и также показал улучшение вышеуказанных показателей.
Для оценки эффективности других солей кальция к выпускаемому промышленностью деминерализованному изоляту белков молочной сыворотки в порошке добавлялся лактат кальция. Как показано на фиг.7, и в этом случае отмечалось такое же улучшение показателей пены, что и при использовании хлорида кальция. Густота пены также увеличивалась с добавлением лактата кальция, поскольку нейлоновый шарик не смог проникнуть в образцы с лактатом кальция.
2+
2+
Лактат кальция добавлялся также к другим выпускаемым промышленностью порошкообразным белковым системам. В качестве примера, на фиг.8 и 9 представлены результаты добавления его к концентрату белков молочной сыворотки (с ~0,3% Са) и казеинату натрия (с ~0,3% Са). В обоих случаях добавление кальция приводило к значительному увеличению FLR. Густота пены из концентрата белков молочной сыворотки и казеината натрия (фиг.9) значительно увеличивалась при повышении концентраций лактата кальция. Органолептическая оценка вспененных напитков, проводившаяся дегустационной комиссией из 5 человек, также показала значительное улучшение качества пены по таким характеристикам, как объем, стабильность, вкусовое восприятие и текстура.
В одном из вариантов практического осуществления изобретения способ предусматривает обеспечение по меньшей мере одного пенообразующего источника; обеспечение по меньшей мере одного источника мультивалентного иона; обеспечение источника жидкости отдельно от источника мультивалентных ионов; комбинирование пенообразующего источника, источника мультивалентных ионов и источника жидкости для восстановления в момент аэрации для получения пены улучшенного качества. Аэрация может осуществляться, например, путем перемешивания, взбалтывания, взбивания, обработки усилием сдвига, вымешивания, барботажа газа, обработки ультразвуком или другим пригодным для данной цели способом аэрации/перемешивания. В одном из вариантов перемешивание проводится одновременно с комбинированием пенообразующего источника, источника мультивалентных ионов и источника жидкости или сразу после него.
В одном из вариантов система включает по меньшей мере один сухой источник белка; по меньшей мере один сухой источник мультивалентных ионов в комбинации с источником белка с образованием сухой смеси и жидкость для восстановления, в которой перемешивание/аэрация сухой смеси и жидкости для восстановления образует пену улучшенного качества.
В одном из вариантов система включает по меньшей мере один сухой источник белка; по меньшей мере один сухой источник мультивалентных ионов, хранящийся отдельно от источника белка, и жидкость для восстановления, в которой перемешивание/аэрация источника белка, источника мультивалентных ионов и жидкости для восстановления в момент аэрации образует пену улучшенного качества.
В одном из вариантов система включает по меньшей мере один концентрированный жидкий источник белка; по меньшей мере один источник мультивалентных ионов, хранящийся отдельно от жидкого источника белка, и жидкость для восстановления, в которой перемешивание/аэрация жидкого источника белка, источника мультивалентных ионов и жидкости для восстановления в момент аэрации образует пену улучшенного качества. Источник мультивалентных ионов может быть сухим или концентрированным жидким источником катионов.
В одном из вариантов пенообразующий источник и источник мультивалентных ионов дозированно подаются одновременно в источник жидкости или вместе с ним. Дозированная подача может осуществляться с помощью любого пригодного для данной цели дозатора. Последний может относиться к раздаточной машине, такой как, например, автомат для приготовления кофе или капучино, либо это может быть сам потребитель, смешивающий или комбинирующий пенообразующий источник и источник мультивалентных ионов с жидкостью для восстановления в момент аэрации любым пригодным путем.
В одном из вариантов сухой источник белка и сухой источник катионов могут храниться вместе в виде сухой смеси до восстановления. В альтернативном варианте сухой источник белка и сухой источник катионов могут храниться раздельно в двух отдельных контейнерах или упаковках до восстановления. В другом варианте жидкий концентрат белка и сухой или концентрированный жидкий источник катионов могут храниться раздельно до восстановления. Концентрат белка может быть, например, продуктом на молочной основе, таким как заменитель сливок.
В одном из вариантов способ может служить для улучшения пенообразования в напитках в раздаточной машине. В другом варианте способ может служить для улучшения качества пены в пищевом продукте/напитке, приготовленном самим потребителем путем добавления сухого пенообразующего источника и сухого источника мультивалентных ионов или смеси из этих двух источников к воде (и вода также может добавляться к порошку(кам) и одновременного перемешивания для получения жидкого напитка с пеной (например, в сети розничной торговли).
Источник мультивалентных ионов должен быть растворимым в воде с тем, чтобы мультивалентные ионы могли диссоциировать при смешивании с разбавителем или раствором для восстановления. Предпочтительно источник мультивалентных ионов представляет собой ионы кальция. Растворимый в воде источник кальция может представлять собой, например, хлорид кальция, лактат или нитрат кальция. Другие соединения, такие как фосфат или сульфат кальция, обычно используемые в заменителях сливок, не способны работать, поскольку они не обеспечивают свободных ионов кальция.
Источник мультивалентных ионов может иметь форму сильно концентрированного раствора, т.е. раствора, насыщенного источником мультивалентных ионов. Предпочтительно в момент восстановления используется сухой источник мультивалентных ионов.
Следует заметить, что во всех вариантах можно применять любую пригодную для данной цели технику аэрации, такую как перемешивание, обработка усилием сдвига, барботаж газа, Вентури, обработка ультразвуком или взбалтывание. Например, перемешивание или обработка усилием сдвига могут требовать менее 1 минуты для обеспечения пены улучшенного качества. Предпочтительно перемешивание или обработка усилием сдвига требуют менее 0,2 минуты для образования пены улучшенного качества.
Стабильность пены в вариантах настоящего изобретения может сохраняться длительное время по окончании перемешивания. Стабильность пены относится к способности пены удерживать определенный процент своего начального объема и текстуры во времени. Например, стабильная пена может удерживать 80% своего начального объема и текстуры во времени. Предпочтительно улучшенная пена является стабильной в течение более 20 минут по окончании перемешивания/аэрации. Более предпочтительно улучшенная пена является стабильной в течение более 24 часов по окончании перемешивания/аэрации.
В одном из вариантов пенообразующий источник может включать один или более порошкообразных источников белка, жидких источников белка, молоко, сливки или комбинации перечисленного. В одном из вариантов пенообразующий источник может включать молочные или немолочные белки (например, казеинат натрия), такие продукты, как деминерализованный изолят белков молочной сыворотки, маломинерализованный изолят белков молочной сыворотки или комбинации перечисленного. В одном из вариантов источник мультивалентных ионов может содержать любые пригодные для данной цели ионы, такие как кальций, магний, железо, цинк, никель, кобальт, марганец или их комбинации. В одном из вариантов ионы кальция могут включать хлорид кальция, бромид кальция, лактат кальция, нитрат кальция, бикарбонат кальция, ацетат кальция, аскорбат кальция, глюконат кальция, глицерофосфат кальция или их комбинации.
Необходимо заметить, что в вариантах практического осуществления настоящего изобретения может применяться любое пригодное количество источника мультивалентных ионов. Предпочтительно максимальное количество добавляемого мультивалентного катиона, такого как кальций, не должно превышать 800 ppm (10 мМ) в готовом растворе. Наиболее предпочтительно указанное количество должно варьировать в диапазоне от 80 ppm до 400 ppm. В большинстве случаев, если концентрация кальция выше, он продуцирует образование комков в продукте. Тем не менее, может применяться любая, пригодная концентрация источника мультивалентных ионов в готовом продукте. Предпочтительно источник мультивалентных ионов имеет концентрацию в диапазоне примерно от 1 мМ до 20 мМ. Более предпочтительно источник мультивалентных ионов имеет концентрацию в диапазоне примерно от 2,7 мМ до 10 мМ.
Примеры
С помощью нижеследующих примеров, не ограничивающих масштаба изобретения, раскрываются различные варианты его практического осуществления; кроме того, изобретение иллюстрируется экспериментальными тестами, проведенными в соответствии с вариантами его практического осуществления.
Пример 1
Напиток типа капучино был приготовлен в традиционном раздаточном автомате (Bravilor Bonomat - 20) путем растворения 7 г порошка деминерализованного изолята белков молочной сыворотки в 150 г деионизированной воды. Розлив с дозированием напитка осуществлялся в обычных рабочих условиях при 85°С.
Полученный напиток характеризовался гомогенной жидкой фазой и высоким отношением пены к жидкости (измеренное спустя 1 мин после розлива с дозированием FLR=~1,6). Кроме того, пена была стабильной и густой и обладала требуемым внешним видом, который проявлялся в равномерном распределении мелких пузырьков. Густота пены, выраженная в секундах (измерялась тестом с "шариком" с использованием нейлонового шарика диаметром 5/16 дюйма (~0,8 см) спустя 2 мин после розлива с дозированием напитка), составила ~700 с. Вязкость жидкой части напитка составила 1,3 сП.
Вкусовое восприятие пены и жидкости оценивалось дегустационной комиссией из 5 человек, которые оценили его как приемлемое.
Пример 2
Напиток капучино был приготовлен в тех же условиях, что и в примере 1, но с использованием воды с добавлением лактата кальция, пентагидрата. Концентрация кальция в готовом напитке составила 150 ppm (частей на миллион частей).
Получен напиток с гомогенной жидкой фазой, высоким отношением пены к жидкости и равномерным распределением мелких пузырьков. Установлено, что свойства пены были очень похожи на свойства пены примера 1.
Органолептические свойства или вкусовое восприятие пены и жидкости оценивались дегустационной комиссией из 5 человек. Установлено, что вкусовое восприятие/текстура пены и жидкости аналогичны таким же показателям пены и жидкости примера 1.
Пример 3
Напиток капучино был приготовлен в тех же условиях, что и в примере 1, но с использованием порошка деминерализованного изолята белков молочной сыворотки с добавлением лактата кальция, пентагидрата. Концентрация кальция в готовом напитке составила 150 ppm.
Полученный напиток характеризовался гомогенной жидкой фазой и очень высоким отношением пены к жидкости. Кроме того, пена была стабильной и густой и имела требуемый внешний вид, выражавшийся в равномерном распределении мелких пузырьков.
Вкусовое восприятие пены и жидкости оценивались дегустационной комиссией из 5 человек. Установлено, что вкусовое восприятие/текстура пены и жидкости улучшились по сравнению с аналогичными показателями пены и жидкости примера 1.
Улучшение вкусового восприятия пены и жидкости по сравнению с вышеописанными примерами было подтверждено также аналитическими характеристиками. Так, отношение пены к жидкости возросло с ~1,6 до ~2,0, а густота пены - с ~700 с до ~2500 с по сравнению с примером 1 и примером 2. Вдобавок к этому улучшилось вкусовое восприятие жидкой части напитка по сравнению с примером 1. Это хорошо коррелировало, как было установлено, с данными вязкости - 2,5 против 1,3 сП.
Пример 4
Напиток капучино был приготовлен в условиях, обеспечиваемых примером 1, но с использованием порошка деминерализованного изолята белков молочной сыворотки с добавлением хлорида кальция. Концентрация кальция в готовом напитке составила 150 ppm.
Полученный напиток характеризовался гомогенной жидкой фазой и очень высоким отношением пены к жидкости. Кроме того, пена была стабильной и густой и имела требуемый внешний вид, выражавшийся в равномерном распределении мелких пузырьков. По своим свойствам пена была близка к пене примера 3.
Органолептическая оценка пены проводилась дегустационной комиссией из 5 человек, которая оценила вкусовое восприятие/текстуру пены как приемлемые.
Пример 5
Напиток капучино был приготовлен в условиях, обеспечиваемых примером 1, но с использованием порошка деминерализованного изолята белков молочной сыворотки с добавлением хлорида кальция. Концентрация кальция в готовом напитке составила 800 ppm.
Получен напиток с гомогенной жидкой фазой, очень высоким отношением пены к жидкости и густой пеной, т.е. FLR=~3,4, а густота ~ более 50000 с. Кроме того, физические свойства пены значительно улучшились по сравнению с примером 4.
Органолептическая оценка проводилась дегустационной комиссией из 5 человек. Вкусовое восприятие пены было признано нежелательным (наличие комков).
Пример 6
Напиток типа капучино был приготовлен в традиционном порционном раздаточном автомате (Allora). Капсула содержала смесь порошка деминерализованного изолята белков молочной сыворотки с хлоридом кальция. Порционный розлив напитка производился при обычных рабочих условиях, т.е. при 85°С. Концентрация кальция в готовом напитке составила 150 ppm.
Качество пены было сходно с качеством пены при использовании механической взбивальной машины (Bravilor-Bonomat).
Пример 7
Напиток капучино был приготовлен в условиях, обеспечиваемых примером 1, но с использованием смеси сухого обезжиренного молока промышленного производства (90%) с сухим изолятом белков молочной сыворотки в порошке (10%).
Получен напиток с гомогенной жидкой фазой, высоким отношением пены к жидкости и равномерным распределением мелких пузырьков. Густота пены составила ~120 с.
Пример 8
Напиток капучино был приготовлен в условиях, обеспечиваемых примером 7, но с использованием смеси сухого обезжиренного молока промышленного производства (90%) с изолятом белков молочной сыворотки (10%), но с добавлением хлорида кальция. Концентрация кальция в готовом напитке составила 150 ppm.
Получен напиток с гомогенной жидкой фазой, очень высоким отношением пены к жидкости и равномерным распределением мелких пузырьков. Густота пены значительно увеличилась по сравнению с густотой пены примера 7, т.е. составила 500 с против 120 с.
В соответствии с различными вариантами практического осуществления настоящего изобретения более стабильная и более густая пена с более равномерным распределением пузырьков по размеру образовывалась в образцах с добавлением лактата кальция (с варьированием количества ионов кальция до 20 мМ). Изменения вкуса пены (особенно наличия горечи) не отмечалось даже при очень высоких уровнях лактата кальция.
Само собой разумеется, что квалифицированные в данной области техники специалисты могут вносить очевидные для них изменения и модификации в описанные здесь предпочтительные варианты изобретения. Такие изменения и модификации могут вноситься без ущемления духа и масштаба настоящего изобретения и без сокращения его заявленных преимуществ. Следовательно, такие изменения и модификации должны производиться в рамках заявленной формулы изобретения.