КОНЦЕНТРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ
CONCENTRATE FOR MILKY BEVERAGES

Изобретение относится к способу получения концентрированного ингредиента для создания молочных напитков или молочной части напитка, такого как латте. В частности, настоящее изобретение относится к способу формирования ингредиента из сливок, который обеспечивает улучшенное образование пенки при растворении.
Молочные напитки, как известно, получают из молочного концентрата; действительно, применение сухого обезжиренного молока для забеливания кофейных напитков является обычной практикой. Такое сухое молоко обеспечивает получение молочного напитка разбавлением в воде и часто используется в машинах для приготовления напитков в качестве удобного источника молока для потребителя, желающего приготовить кофейные напитки в домашних условиях. Например, известны капсулы для приготовления напитков, содержащие смесь быстрорастворимого кофе и сухого молока, которая может растворяться с получением напитка типа латте.
Также известен жидкий молочный ингредиент, который предназначен для использования в таких системах приготовления напитков. Например, в документе ЕР 1676786 описано применение концентрированного жидкого молочного ингредиента, который можно использовать для приготовления молочного напитка. В частности, целью документа ЕР 1676786 является предоставление вспениваемого молочного напитка; было установлено, что применение жидкого ингредиента обеспечивает образование обильной пенки по сравнению с сухим ингредиентом.
Документ GB 1526862 относится к молочным продуктам длительного хранения, характеризующимся меньшей тенденцией к образованию хлопьев в кофе.
Документ ЕР 0788744 относится к безлактозному молоку и сухому молоку и к пищевым продуктам, содержащим такое молоко. Молоко содержит на 2% меньше лактозы.
Документ WO 03090545 относится к способу обработки молока, включающему сепарирование молока на сливки и обезжиренное молоко, сепарирование обезжиренного молока на обогащенный белком ретентат и пермеат, удаление пермеата, сепарирование обогащенного белком ретентата на концентрат и оттек, удаление оттека и смешивание сливок и концентрата с образованием концентрированной суспензии со стандартным соотношением белка и жира.
Документ US 2011/086156 относится к заменителям сливок, содержащим: сырный сгусток, источник воды и комбинацию камедей, придающих заменителю сливок структуру густых сливок и/или устойчивость к отделению жира.
Документ ES 2364468 относится к концентрату, полученному из молока, характеризующегося содержанием жира 10-20 масс. %, содержанием сухих веществ 30-45 масс. % и вязкостью при 20°С 50-2000 сП.
Документ ЕР 0455288 относится к взбиваемым немолочным сливкам с низким содержанием жира (15-25 масс. %).
Документ WO 2008/026940 относится к концентратам молочного белка с обедненным уровнем кальция для стабилизации пищевых продуктов.
Документ WO 2004017743 относится к способу получения пищевого продукта из концентрированного белка.
Документ WO 9834495 относится к вспениваемому быстрорастворимому кофейному продукту высокой плотности.
Документ WO 2010005297 относится к образующей пенку композиции.
Соответственно существует необходимость в создании усовершенствованного жидкого концентрата для приготовления напитка и/или в устранении по меньшей мере некоторых недостатков, присущих решениям из уровня техники, или по меньшей мере в создании коммерчески приемлемого альтернативного продукта.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предоставляется жидкий молочный концентрат для смешивания с водной средой для получения напитка, причем концентрат содержит казеин и по меньшей мере 5 масс. % жира, при этом соотношение жира и казеина составляет от 3:1 до 18:1.
Далее будет описано настоящее изобретение. Ниже различные аспекты настоящего изобретения описаны более подробно. Каждый определенный аспект может быть объединен с любым другим аспектом или аспектами, если четко не указано другое. В частности, любой признак, указанный как предпочтительный или преимущественный, может быть объединен с любым другим признаком или признаками, указанными как предпочтительные или преимущественные.
Молочный ингредиент представляет собой пищевой продукт, полученный из молока млекопитающих, обычно коров. Как правило, молочные ингредиенты могут быть представлены в различных формах, включая молоко, сливки и масло. Продукты из молока, полученные напрямую, могут разделяться (или могут быть сепарированы) на фракции в зависимости от относительного содержания жира. Так, на поверхности молока может образовываться слой сливок, а относительное содержание жира будет составлять по меньшей мере 18 масс. % для сливок и менее 5,5 масс. % для молока. За счет концентрирования и/или смешивания молока и фракций сливок могут быть получены разные уровни содержания жира.
Под термином «жидкий» молочный ингредиент подразумевается ингредиент, содержащий достаточное количество воды для обеспечения перекачки. Содержание сухих веществ в обычном жидком молочном ингредиенте, используемом в способе согласно настоящему изобретению, находится в диапазоне от 30 до 55 масс. % Следует понимать, что жидкий ингредиент будет представлять собой суспензию из полученных из молока жиров и белков.
С точки зрения продукта, получаемого в соответствии со способом, описанным в настоящем документе, концентрат представляет собой композицию, подходящую для смешивания с водной средой для получения напитка. То есть концентрат предпочтительно представляет собой не готовый к употреблению состав, и для его употребления его необходимо разбавить. Соотношение разбавления предпочтительно составляет от 5:1 до 9:1. Например, чтобы получить 150-250 г готового напитка, предпочтительно 25 г концентрата необходимо разбавить в 125-225 г воды.
Жиры, которые присутствуют в концентрате, предпочтительно являются молочными жирами. То есть это жиры, которые были получены из молока, а не дополнительные компоненты или компоненты с добавками.
Казеин - это молочный белок, также известный среди молочных ингредиентов наряду с сывороточным белком. Уровни содержания жира и белка, которые можно найти в разных молочных ингредиентах, существенно отличаются в зависимости от типа ингредиента и проведенной обработки. Ингредиент в виде сливок, как правило, характеризуется высоким содержанием жира и низким содержанием белка: например, содержание белка в сливках с содержанием жира 40 масс. % может составлять 2-3 масс. %, из которых 80 масс. % может, как правило, составлять казеиновый белок. Однако содержание белка в продукте из обезжиренного молока с содержанием жира 0,03 масс. % может составлять 8-10 масс. %, из которых 90 масс. % может, как правило, составлять казеиновый белок. Следовательно, авторы изобретения обнаружили, что уровень содержания казеина в сливках можно увеличить, повысив концентрацию сливок с последующим введением концентрата обезжиренного молока.
Нативный мицеллярный казеин - это казеин, представленный в водной форме, так что казеин не денатурируется и образует мицеллы в растворе. Как правило, это мицеллы кальция с учетом минералов, которые присутствуют в молоке. Идеальным источником нативного мицеллярного казеина является концентрированное молоко, в частности микрофильтрованные концентраты обезжиренного молока, которые представляют собой водные растворы, богатые казеином.
Распространенным в уровне техники способом является ультрафильтрация. Ультрафильтрация (УФ) представляет собой один из видов мембранной фильтрации, которая проводится при условиях, таких как давление или градиенты концентрации, обеспечивающих сепарирование через полупроницаемую мембрану. Суспендированные сухие вещества и растворенные вещества с высокой молекулярной массой удерживаются в так называемом ретентате, а вода и растворенные вещества с низкой молекулярной массой проходят через мембрану, образуя пермеат. Ультрафильтрация принципиально не отличается от микрофильтрации, нанофильтрации или мембранного газоразделения; единственное отличие заключается в размере удерживаемых молекул.
Распространенным в уровне техники способом является диафильтрация. Диафильтрация представляет собой процесс растворения, который включает удаление или разделение компонентов раствора (проходящих молекул, таких как соли, небольшие частицы белка, растворители и т.д.) в зависимости от размера молекул с помощью пропускающих микромолекулы фильтров для получения чистого раствора. В процессе обработки молочного ингредиента для удаления лактозы из молочного ингредиента используется диафильтрация.
Процесс гомогенизации используется для обеспечения однородности двух несмешиваемых жидкостей. Гомогенизация молочных композиций, как известно, предназначена для того, чтобы обеспечить равномерное распределение жира в водной части композиции. В ходе гомогенизации жир разбивается на частицы меньшего размера и как следствие не отделяется, таким образом для продажи выпускается несепарированное молоко с любой жировой характеристикой. Гомогенизацию предпочтительно проводят в две стадии при высоком давлении: на первой стадии давление составляет 100-200 бар (предпочтительно приблизительное 140 бар), а на второй стадии - 10-30 бар (предпочтительно приблизительно 20 бар).
Распространенным в уровне техники способом является пастеризация или стерилизация. Этот способ включает нагрев пищевой композиции до заданной температуры в течение заданного периода времени, а затем сразу же ее охлаждение после прекращения нагрева. Таким образом замедляется ухудшение качества, вызванное ростом микроорганизмов в пищевом продукте. В отличие от стерилизации, пастеризация не предполагает уничтожение всех микроорганизмов в пищевом продукте. Вместо этого она предназначена для уменьшения числа жизнеспособных патогенных организмов для того, чтобы они не могли привести к возникновению заболеваний.
Важно отметить, что размер молочного напитка, полученного из концентрированных ингредиентов, будет зависеть от степени разбавляемости этих ингредиентов без потери требуемого вкуса. Соответственно, для капсул, например описанных в документе ЕР 1676786, который включен в настоящий документ посредством ссылки, необходимо отрегулировать размер капсулы таким образом, чтобы обеспечить получение достаточного концентрата.
Авторы настоящего изобретения установили, что существует необходимость в создании полноценного молочного напитка из меньшего количества концентрата для приготовления напитка. Авторы настоящего изобретения установили, что напиток со вкусом молока можно получить посредством растворения полученного из сливок концентрата при более сильном разбавлении, чем из полученного из молока ингредиента. Однако применение более концентрированного молочного ингредиента оказалось чрезмерно трудоемким, а продукту не хватало требуемого вкусового качества, к тому же образование пенки оказалось слабым.
Не вдаваясь в теорию, предлагается, что более высокие суммарные уровни содержания сухих веществ в сливках придают ощущение жирного молока. Однако авторы настоящего изобретения установили, что применение полученного из сливок концентрата не обеспечило достаточный уровень образования пенки. К своему удивлению авторы настоящего изобретения установили, что свойства образования пенки можно сохранить и даже улучшить за счет восполнения уровня содержания казеина в концентрате. Однако этого можно достичь для небольшого количества соотношений жира и казеина.
В частности, авторы настоящего изобретения добавили нативные мицеллы казеина в качестве жидкого концентрата к концентрату на основе сливок и обнаружили, что при заданных суммарных соотношениях жира и казеина (Ж/К) это добавление положительно повлияло на свойства напитка образовывать пенку, в частности на высоту пенки, которая является основным критерием удовлетворенности потребителей.
Добавление казеина положительно сказывается на высоте пенки при соотношениях Ж/К ниже 18 Ж/К, а наибольшее влияние возникает при соотношениях Ж/К в диапазоне 14-18.
Было установлено, что высота пенки повышается при Ж/К в диапазоне 3-18, в частности 14-18, при этом высота пенки уменьшается при соотношениях Ж/К в диапазоне 18-26. Неожиданно было установлено, что наибольшая высота пенки достигается, когда соотношение крупных и мелких шариков жира идентично в пенке и завариваемой жидкости и составляет 14-18 Ж/К. Интересно, что значения рН каждого соотношения Ж/К, описанного в настоящем изобретении, не сильно отличались друг от друга, что говорит о том, что значение рН не влияет на высоту пенки.
В ходе тщательного анализа с применением конфокальной микроскопии было установлено, что при Ж/К 16 система достигает равновесного соотношения жира и белка, за счет чего объемная доля жира начинает коалесцироваться, но при этом в матрице остается достаточно белка, чтобы способствовать образованию пенки. Не вдаваясь в теорию, когда жира в системе становится слишком много по отношению к белку (т.е. Ж/К больше 18), система начинает вести себя предсказуемо, и жир начинает быстро абсорбироваться на границе воздух-вода, ограничивая адсорбцию белка и уменьшая высоту пенки. И наоборот, когда матрица насыщается белком (т.е. Ж/К меньше 14), адсорбция белка на границе воздух-вода достигает максимального значения, тем самым стабилизируясь на высоком уровне (больше высоты пенки).
Следовательно, авторы настоящего изобретения установили, что получение оптимальной пенки возможно при условии приготовления напитка разбавлением жидкого молочного концентрата, содержащего казеин и по меньшей мере 5 масс. % жира, причем соотношение жира и казеина должно составлять от 3:1 до 18:1. Предпочтительно пенка образуется посредством одного из ряда различных способов образования пенки. Например, на разбавленный напиток можно воздействовать струей на поверхность, тем самым вводя в напиток воздух. Поверхность может быть взбита и/или на нее можно воздействовать, способствуя образованию пенки. Альтернативно напиток может быть вспенен с помощью эдуктора: напиток в форме струи проходит во впускное отверстие для воздуха, и под действием падения давления, вызванного струей, в напиток попадает воздух. Также в уровне техники известны другие средства образования пенки, такие как механические устройства образования пенки, включая крыльчатки, и смешивающие устройства под действием сжатого воздуха, такие как аэрозоли.
Предпочтительно концентрат содержит 5-30 масс. % жира, предпочтительно 17-25 масс. % жира. Наиболее предпочтительно концентрат содержит приблизительно 22 масс. % жира. Жир предпочтительно состоит из молочных жиров.
Предпочтительно соотношение жира и казеина составляет от 14:1 до 18:1, более предпочтительно от 15:1 до 17:1, наиболее предпочтительно приблизительно 16:1. Было установлено, что эти соотношения обеспечивают наибольшее образование пенки, как показано на фигурах.
Предпочтительно концентрат дополнительно содержит один или несколько компонентов, выбранных из вкусоароматических веществ, стабилизаторов, соли, сахара и витаминных или минеральных добавок.
Жидкий молочный концентрат может содержать один или несколько стабилизаторов, например гуммиарабик. Стабилизатор предпочтительно представлен в количестве 0,625-1,0 масс. % концентрата.
Жидкий молочный концентрат может содержать соль. Соль предпочтительно представлена в количестве 0,8-1,4 масс. % концентрата. Жидкий молочный концентрат может содержать витаминные или минеральные добавки. Витаминные или минеральные добавки предпочтительно представлены в количестве 1,25-2,5 масс. % концентрата. Жидкий молочный концентрат может содержать до 1 масс. % других вкусоароматических веществ.
Жидкий молочный концентрат может содержать сахар. Сахар предпочтительно представлен в количестве 13,5-36 масс. % концентрата, предпочтительно приблизительно 25 масс. %. Сахар, как правило, представляет собой сахарозу и/или лактозу. Такое количество сахара является добавленным сахаром.
Предпочтительно концентрат состоит из молочного ингредиента вместе с одним или несколькими компонентами, выбранными из вкусоароматических веществ, стабилизаторов, соли, сахара и витаминных или минеральных добавок и источника казеина.
В соответствии с другим аспектом предоставлен способ получения жидкого молочного концентрата, причем способ включает:
предоставление молочного ингредиента с по меньшей мере 5 масс. % жира;
смешивание молочного ингредиента с источником казеина для обеспечения соотношения жира и казеина от 3:1 до 18:1.
Предпочтительно согласно способу получают концентрат, описанный выше. Следовательно, все аспекты, относящиеся к первому аспекту, равнозначно применимы для этого аспекта и наоборот.
Предпочтительно молочный ингредиент получен посредством концентрирования сливок, предпочтительно посредством ультрафильтрации и/или диафильтрации. Предпочтительно содержание жира в молочном ингредиенте составляет 10-50 масс. % жира, более предпочтительно 30-50 масс. % жира и наиболее предпочтительно 45-50 масс. % жира. Высокие уровни содержания жира обеспечивают возможность эффективного выполнения способа и высокую концентрацию конечного концентрата после включения дополнительных ингредиентов, необходимых для образования концентрата для приготовления напитка.
Предпочтительно казеин представляет собой нативный мицеллярный казеин. В частности, казеин предпочтительно представляет собой концентрированный молочный ингредиент. Казеин предпочтительно представлен в жидкой форме, чтобы обеспечить представление казеина в качестве нативных мицелл. Следовательно, казеин предпочтительно представлен как источник концентрированного жидкого молочного белка, такой как микрофильтрованное обезжиренное молоко. Источник концентрированного жидкого молочного белка предпочтительно представлен в количестве 8-22 масс. %, более предпочтительно 12-18 масс. % концентрата. Преимущественно источник белка содержит большее количество термостойкого казеина в сравнении с сывороточным белком, что предотвращает желирование сывороточного белка при последующей стерилизации готового напитка. Уровень содержания казеина, присутствующего в концентрате, предпочтительно будет составлять 1-4 масс. %, более предпочтительно 2-3 масс. %.
Предпочтительно стадия смешивания включает стадию гомогенизации под высоким давлением.
Предпочтительно способ дополнительно включает наполнение капсулы для приготовления напитка жидким молочным концентратом и/или пастеризацию жидкого молочного концентрата. Капсула при необходимости может содержать дополнительную упаковку.
В соответствии с другим аспектом предлагается жидкий молочный концентрат, получаемый способом, раскрытым в настоящем документе.
В соответствии с другим аспектом предлагается капсула для приготовления напитка, содержащая жидкий молочный концентрат, описанный в настоящем документе, и, необязательно, средства для образования пенки. Капсулы для приготовления напитка хорошо известны в уровне техники настоящего изобретения, однако можно использовать любую структуру, подходящую для удержания жидкого ингредиента. Предпочтительно средством образования пенки является эдуктор.
В соответствии с другим аспектом предлагается способ приготовления напитка, который включает введение водной среды в капсулу, описанную в настоящем документе, для получения напитка посредством разбавления жидкого молочного концентрата и выдачу напитка из капсулы.
В соответствии с другим аспектом предлагается система приготовления напитка, содержащая капсулу, описанную в настоящем документе, и машину для приготовления напитков для создания потока водной среды через капсулу для выдачи напитка.
Далее настоящее изобретение будет описано со ссылками на неограничивающие чертежи.
На фиг. 1 показана система (1) приготовления кофейного напитка.
На фиг. 2 показан график зависимости высоты пенки от значений Ж/К в диапазоне от 8:1 до 26:1. На оси Y показана высота/объем пенки, измеренный в мм. На оси X показано значение Ж/К, указанное в настоящем документе.
На фиг. 3 показан график зависимости высоты пенки от значений Ж/К в диапазоне от 8:1 до 26:1 и наложенный график зависимости значений рН от значений Ж/К в диапазоне от 8:1 до 26:1. На расположенной слева оси Y показана высота/объем пенки, измеренный в мм, и относится к линии, пик которой находится на значении 16 (Ж/К). На расположенной справа оси Y показаны значения рН, измеренные при 22°С, и она относится к по существу ровной линии, соответствующей значению приблизительно 6,2. На оси X показано значение Ж/К, описанное в настоящем документе.
На фиг. 4 показан график зависимости соотношения крупных и мелких шариков жира (срез 6 микрон) от значений Ж/К в диапазоне от 8:1 до 26:1. На графике представлены две линии: линия, соответствующая заваренному напитку, достигает наивысшего значения для Ж/К, равного 12, и низшего для значения 20. Линия, соответствующая пенке, выглядит противоположно.
На фиг. 5 показана блок-схема способа, известного из уровня техники, к которому относится настоящее изобретение.
На фиг. 6 показана блок-схема способа получения концентрата в соответствии с настоящим изобретением.
В блок-схеме на фиг. 5 показаны следующие блоки:
А - подача молока;
В - ультрафильтрационная обработка;
С - гомогенизация (две стадии);
D - охлаждение до менее чем 12°С;
Е - сохранение на менее чем 72 часа при температуре менее 8°С;
F - стадия смешивания для добавления воды, соли и стабилизаторов (и т.д.);
G - сохранение на менее чем 12 часов при температуре менее 12°С;
Н - наполнение капсулы;
I - пастеризация при температуре 124°С в течение 13 минут.
В блок-схеме на фиг. 6 показаны следующие блоки: (для ясности были использованы аналогичные ссылочные позиции):
А' - подача сливок, содержащих приблизительно 40% жира;
В' - ультрафильтрационная и диафильтрационная обработка с удалением лактозы.
В результате выполнения стадии В' содержание сухих веществ в концентрате составляет приблизительно 50%, белка 2-3%, жира более 44% и лактозы менее 1%.
После стадии В' на стадии J добавляли сахарозу;
D' - охлаждение до менее чем 12°С;
Е' - сохранение на менее чем 72 часа при температуре менее 8°С;
F' - стадия смешивания для добавления воды, соли и казеина (и т.д.);
С' - гомогенизация (две стадии);
G' - сохранение на менее чем 12 часов при температуре менее 12°С;
Н' - наполнение капсулы;
I' - пастеризация при температуре 124°С в течение 13 минут.
Далее настоящее изобретение будет описано посредством неограничивающих примеров.
В соответствии с предпочтительным примером способа жидкий молочный концентрат получают на таких стадиях.
- Предоставляют сливки и пастеризуют их, затем охлаждают и буфферизируют.
- Затем сливки нагревают до температуры выше 50°С и подвергают ультрафильтрации и диафильтрации.
- К концентрированным сливкам добавляют сахар для получения взвеси.
- Взвесь охлаждают до температуры менее чем 8°С в течение по меньшей мере 30 минут, затем нагревают до температуры выше 70°С.
- Добавляют жидкости, включая некоторое количество воды и концентрат микрофильтрованного молока.
- Затем добавляют порошкообразные ингредиенты, включая минералы.
-Затем обработанную молочную жидкость гомогенизируют в две стадии при давлении 200 и 20 бар, после чего охлаждают до температуры ниже 8°С для наполнения картриджей для приготовления напитков.
- Наполненные и герметично закрытые картриджи для приготовления напитков направляют в реторту для пастеризации.
К добавляемым жидкостям относятся:
жидкий мицеллярный казеиновый белок;
вода.
К добавляемым порошкообразным ингредиентам относятся:
сахароза;
молочные минералы (смесь с высоким содержанием кальция);
гуммиарабик (гидроколлоид);
хлорид натрия;
натуральные ароматизаторы (не во всех составах);
тринатрийцитрат.
Суммарное содержание сухих веществ в конечном продукте составляет 45-65 масс. %, предпочтительно 50-59 масс. %; содержание жира составляет 12-30 масс. %, предпочтительно 15-25 масс. %; а содержание белка составляет 1-5 масс. %, предпочтительно 1,5-4%.
Соль присутствует в количестве 0,5-2 масс. %, предпочтительно 1-1,5 масс. %; сахар в количестве 7-15 масс. %, предпочтительно 9-13 масс. %; добавленные минералы присутствуют в количестве 1-3 масс. %, предпочтительно 1,5-2,5 масс. % (в результате уровень кальция в конечном продукте составляет 0,35-0,55 масс. %); тринатрийцитрат присутствует в количестве 0,1-0,5 масс. %, предпочтительно 0,2-0,4 масс. %; гуммиарабик присутствует в количестве 0,25-1,5 масс. %, предпочтительно 0,5-1 масс. %.
Обогащенный казеином концентрат обезжиренного молока (MF) добавляют в количестве 5-25 масс. %, предпочтительно 10-20 масс. %.
Содержание лактозы в конечном продукте (уменьшенное от уровней содержания в сливках на стадиях ультра- и диафильтрации), как правило составляет 0,5-1,5 масс. %, предпочтительно 0,8-1,1 масс. %.
Содержание всех указанных выше ингредиентов рассматривается в индивидуальном порядке, а также совместно с другими перечисленными ингредиентами. Все процентные содержания приведены по массе, если не указано другое.
Примеры
Далее будет описан приведенный в качестве примера способ получения жидкого молочного концентрата в соответствии с настоящим изобретением.
Силос со сливками содержал сливки с 38-43% жира и 40-47% суммарного количества сухих веществ. Их подвергали ультрафильтрации с диафильтрацией посредством спиралевидных мембран. Таким образом получали концентрат с содержанием сухих веществ 49-51 масс. % (коэффициент концентрации 1,2Х), который подавали в уравновешивающий бак для смешивания.
В концентрат вводили дополнительные ингредиенты, такие как сахар, соль и пищевую добавку с кальцием, вместе с жидкой обогащенной казеином добавкой на основе обезжиренного молока.
Смесь пропускали через двухступенчатый гомогенизатор и гомогенизировали ее на первой ступени под давлением 142 бар, а на второй ступени под давлением 20 бар. Гомогенизированной смесью наполняли картридж для приготовления напитков и гомогенизировали при температуре 124°С в течение 11-15 минут.
Для получения конечного концентрата при необходимости точный порядок и стадии добавления дополнительных ингредиентов, а также температуру выполнения стадий можно регулировать.
В приведенной ниже таблице описан пример рецепта жидкого молочного концентрата, описанного в настоящем документе.
В приведенном в качестве примера составе суммарное содержание сухих веществ составляет 57,5-59,5 масс. %, содержание жира составляет 26-28 масс. %, а содержание белка составляет 2-2,4 масс. % (из которых приблизительно 90 масс. % составляет казеин).
Другие иллюстративные примеры составов были приготовлены для того, чтобы продемонстрировать влияние соотношения жир/казеин на создание пенки; результаты показаны на фиг. 2. В каждом из составов содержалось 0,8 масс. % гуммиарабика в качестве стабилизатора, 2 масс. % смеси минералов, 25 масс. % сахарозы и 1 масс. % соли.
Базовый материал из концентрированных сливок был получен ультрафильтрацией сливок с 2,14 масс. % белка, из которых 80 масс. % составил казеин. Дополнительно было добавлено микрофильтрованное обезжиренное молоко с суммарным содержанием белка 8,8 масс. %, из которых 90 масс. % составил казеин.
Все напитки были заварены в идентичной машине для заваривания Tassimo с использованием дистиллированной воды в водной фазе. Каждый прототип заваривали в чистых стандартных лабораторных стаканах объемом 250 мл (диаметром 6,7 см), а высоту пенки измеряли стандартной линейкой в мм сразу после заваривания. Эти действия повторяли 12 раз для каждого прототипа, после чего определяли среднее значение.
Предпочтительно высота образования пенки для образца в 25 г составляет по меньшей мере 16 мм.
Исходный концентрат, заваренный напиток и пенку напитка подвергали конфокальной лазерной сканирующей микроскопии.
Было установлено, что в концентратах с более высоким суммарным содержанием белка жировая фаза представлена главным образом в виде небольших капель, которые сами расположены крупными агломератами. При низком содержании белка жир начинает образовывать крупные капли или шарики, когда содержание белка уменьшается.
В заваренном напитке при высоком суммарном содержании белка жир главным образом формирует небольшие капли, которые собираются в крупные агломераты. Помимо этого присутствуют также крупные капли жира (до ~15 мкм). С уменьшением содержания белка увеличивается доля крупных капель жира.
В пенке заваренного напитка при высоком суммарном содержании белка в жидкой фазе обнаруживаются агломераты мелких капель жира, а крупные капли жира находятся в жидкости и на границе жидкость/воздух. С уменьшением содержания белка увеличивается доля крупных капель жира, а доля агломератов уменьшается. Дополнительно, при низком содержании белка образуются крупные шарики жира.
Перед тем, как взять образцы из сырьевого продукта завариваемой части, выполняли перемешивание,
необходимое для минимизации эффекта плавучести. Эффект плавучести может играть ключевую роль в эмульсионных системах и может приводить к неправильному определению размеров.
Как видно по этим результатам, улучшенного образования пенки можно добиться за счет регулирования соотношения жира и казеина (Ж/К) и выбора идеального для получения равновесия, которое позволит объемной доле жира начать коалисцировать, и при этом оставляя в матрице достаточное количество белка для создания пенки. Дополнительно и неожиданно в этом точке соотношения крупных и мелких шариков жира идентичны в пенке и завариваемой жидкости (Ж/К 16).
Если матрица насыщается жиром (т.е. Ж/К больше 18), система начинает вести себя предсказуемо, и жир начинает быстро абсорбироваться на границе воздух-вода, ограничивая адсорбцию белка и уменьшая высоту пенки. И наоборот, когда матрица насыщается белком (т.е. Ж/К меньше 14), адсорбция белка на границе воздух-вода достигает максимального значения, тем самым стабилизируясь на высоком уровне (больше высоты пенки).
Несмотря на то, что в настоящем документе были подробно описаны только предпочтительные варианты осуществления, специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение, будут понятны различные модификации, не выходящие за пределы объема и сути настоящего изобретения.