КОМПОЗИЦИЯ ЗАБЕЛИВАТЕЛЯ
WHITENER COMPOSITION

Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к композициям забеливателя и к способам получения композиций забеливателя.
Предпосылки создания изобретения
Забеливатели широко используются в качестве забеливающих агентов с горячими и холодными напитками, такими как, например, кофе, какао, чай и т.п. Как правило, их используют вместо молока и/или сливок. Забеливатели могут поставляться в ряде различных вкусоароматических добавок и обеспечивать вкусовые ощущения, консистенцию и однородную текстуру. Забеливатели могут находиться в жидкой или порошкообразной формах.
Как потребители, так и органы здравоохранения находятся в поиске сбалансированных с точки зрения питательных свойств пищевых продуктов и напитков с уменьшенной энергетической ценностью. Дополнительно, многие потребители ищут улучшенные вкусовые ощущения, также определяемые как богатство вкуса, текстура или кремообразность пищевых продуктов и напитков. В то же время, многие продукты и напитки в настоящее время переходят от вариантов с высоким содержанием жира и высоким содержанием сахара к вариантам с пониженным содержанием жира и пониженным содержанием сахара с целью ограничения энергетической ценности.
Тем не менее, снижение содержания жира и/или сахара может приводить в результате к менее приятным вкусовым ощущениям. Эмульгированный жир вносит значительный вклад в ощущаемое во рту качество текстуры пищевого продукта или напитка, как правило, усиливая ощущение консистенции (густота), однородности и/или обволакивания во рту, все из которых являются органолептическими признаками, которые описывают ощущение кремообразности.
Тем не менее, при уменьшении содержания жира, например в напитке, с целью снижения общей энергетической ценности, характеристика кремообразности может быть потеряна, что приводит в результате к продукту, который воспринимается как водянистый, слабовязкий, слабоконцентрированный, разбавленный и/или низкокачественный. Кроме того, восприятие ароматических веществ, высвобождающихся из напитка или пищевого продукта, может снижаться при уменьшении содержания жира.
В качестве белкового компонента в забеливателях, таких как немолочные забеливатели, могут применяться казеин или его соль, например казеинат натрия. Казеинат натрия функционирует в качестве эмульгатора для стабилизации масляного компонента в забеливателе. Количество казеината натрия, присутствующего в забеливателе, обеспечивает баланс между потребностью в эмульгировании масляного компонента забеливателя и потребностью в избежании нежелательной коагуляции белка в напитке, в который добавляется забеливатель. С целью получения хорошей стабильности эмульсии казеинат натрия, как правило, присутствует в забеливателе в количестве от 6% до 45% в пересчете на процентное содержание от общего количества масла+эмульгатора в системе. В CA1046836 описана порошковая композиция забеливателя, в которой процентное содержание казеината натрия (NaCas) составляет от 7% (3% NaCas на 40% жира в порошке) до 43% (15% NaCas на 20% жира в порошке).
Таким образом, в уровне техники существует потребность в средствах для усиления вкусовых ощущений и воспринимаемой кремообразности пищевых продуктов и/или напитков без увеличения общего содержания жира, а также в средствах для улучшения восприятия ароматических веществ, высвобождаемых из пищевого продукта и/или напитков, в особенности, когда содержание жира уменьшено.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение решает вышеуказанные проблемы из предшествующего уровня техники посредством обеспечения композиций забеливателя, которые описаны в формуле изобретения.
Под композицией забеливателя понимают композицию, которая предназначена для добавления к композиции пищевого продукта и/или напитка, такого как, например, кофе, чай или суп, для придания определенных характеристик, таких как цвет (например, забеливающий эффект), густота, вкусоароматические ощущения, текстура и/или другие желаемые характеристики. Композиция забеливателя согласно настоящему изобретению предпочтительно присутствует в порошковой форме, но также может присутствовать в жидком виде.
Преимущественно, композиции забеливателя согласно настоящему изобретению образуют кремообразный слой на поверхности напитка или жидкого пищевого продукта, который обеспечивает улучшенные вкусовые ощущения и восприятие кремообразности потребителем без увеличения общего содержания жира в напитке или жидком пищевом продукте и/или повышает восприятие ароматических веществ, высвобождающихся из напитка или жидкого пищевого продукта. Это достигается за счет снижения количества казеина или его соли, присутствующих в забеливателе, относительно количества липидного компонента.
В одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает композицию забеливателя, причем указанная композиция содержит казеин или его соль и масло, при этом массовое соотношение казеина или его соли к маслу составляет от приблизительно 0,005:1 до приблизительно 0,035:1, предпочтительно, от приблизительно 0,010:1 до приблизительно 0,030:1; предпочтительно, от приблизительно 0,012:1 до приблизительно 0,028:1, более предпочтительно, от приблизительно 0,015:1 до приблизительно 0,025:1.
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает композицию забеливателя, причем указанная композиция содержит казеин или его соль и масло, при этом казеин или его соль присутствует в композиции в количестве от приблизительно 0,20 мас.% до приблизительно 1,20 мас.%; предпочтительно, от приблизительно 0,40 мас.% до приблизительно 0,96 мас.%; предпочтительно, от приблизительно 0,40 мас.% до приблизительно 0,90 мас.%; предпочтительно, от приблизительно 0,50 мас.% до приблизительно 0,80 мас.%.
В одном варианте осуществления композиция забеливателя обеспечена в форме порошка.
Компонент композиции забеливателя, представляющий собой казеин или его соль, может быть выбран из: мицеллярного казеина, казеината натрия, казеината калия и казеината кальция; предпочтительно, казеин или его соль представляет собой казеинат натрия.
Масляный компонент композиции забеливателя может представлять собой масло, выбранное из: пальмового масла, пальмоядрового масла или олеина, гидрогенизированного пальмоядрового масла или олеина, кокосового масла, водорослевого масла, масла канолы, соевого масла, подсолнечного масла, сафлорового масла, хлопкового масла, молочного жира и кукурузного масла.
Композиция забеливателя может содержать подсластитель (например, сахар), хлорид натрия, буфер и/или низкомолекулярный эмульгатор.
В одном варианте осуществления композиция забеливателя согласно настоящему изобретению не содержит низкомолекулярный эмульгатор.
Композиция забеливателя может содержать от приблизительно 10 мас.% до приблизительно 80 мас.% масла; предпочтительно, от приблизительно 10 мас.% до приблизительно 50 мас.% масла, более предпочтительно, от приблизительно 15 мас.% до приблизительно 40 мас.% масла; и еще более предпочтительно, от приблизительно 20 мас.% до приблизительно 35 мас.% масла.
В одном варианте осуществления композиция забеливателя согласно настоящему изобретению может быть получена посредством способа, включающего стадии (i) добавления газа под высоким давлением в композицию, предпочтительно, при этом газ представляет собой азот, и (ii) сушки, например, распылительной сушки, композиции.
Композиция забеливателя согласно настоящему изобретению может представлять собой забеливатель для напитка, предпочтительно, забеливатель для кофе.
В другом аспекте изобретение обеспечивает применение композиции забеливателя согласно изобретению из настоящего документа для образования кремообразного слоя на поверхности напитка, причем кремообразный слой содержит множество скоплений масляных капель.
В одном варианте осуществления от приблизительно 25 мас.% до приблизительно 80 мас.% масляного компонента композиции присутствует в кремообразном слое; предпочтительно, от приблизительно 45 мас.% до приблизительно 80 мас.%; например, от приблизительно 45 мас.% до приблизительно 65 мас.%.
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает композицию кофейного напитка, содержащую композицию забеливателя согласно настоящему изобретению и кофейный компонент, предпочтительно, высушенный кофейный компонент.
В одном варианте осуществления при растворении композиции кофейного напитка в воде при температуре по меньшей мере 70°C для образования кофейного напитка на поверхности напитка образуется кремообразный слой, причем кремообразный слой содержит множество скоплений масляных капель; предпочтительно, при этом от приблизительно 25 мас.% до приблизительно 80 мас.% масляного компонента композиции присутствуют в кремообразном слое; например, от приблизительно 45 мас.% до приблизительно 65 мас.%.
В дополнительном аспекте изобретение обеспечивает способ обеспечения высушенной композиции забеливателя согласно настоящему изобретению, причем указанный способ включает стадии:
(i) обеспечения водной фазы, содержащей казеин или его соль;
(ii) обеспечения масляной фазы, содержащей масло и, необязательно, низкомолекулярный эмульгатор;
(iii) объединения водной фазы и масляной фазы с образованием предварительной эмульсии;
(iv) гомогенизации предварительной эмульсии с образованием эмульсионного концентрата;
2
2
2
2.
(v) необязательно, добавления газа под высоким давлением в эмульсионный концентрат, причем газ представляет собой N, CO, воздух или NO, предпочтительно N
(vi) сушки, например, распылительной сушки, эмульсионного концентрата с образованием высушенной композиции забеливателя.
Описание фигур
2+
2+
2+
2+
Фиг. 1 – концентрация казеината натрия (NaCas), отложенная на графике в зависимости от концентрации низкомолекулярного эмульгатора для ряда примерных напитков, содержащих забеливатель, растворяемый с высушенным кофе в горячей воде. Концентрация натрия приведена в виде процентного содержания в концентрате забеливателя (имеет общее содержание твердых веществ 60%). Диапазон концентраций компонентов состава, в котором кремообразный слой образуется в конечном продукте, показан серым оттенком. Применяемой водой была Vittel “Bonne Source, France” (содержит 94 мг/л Ca и 20 мг/л Mg (в общей сложности 114 мг/л Ca и Mg).
(+): образование кремистого слоя;
(–): скопления капель не образуются или образуются только небольшие скопления капель, кремистый слой не образуется в течение 30 минут;
(•): возникает слишком сильная агрегация капель, ведущая к нестабильному эмульсионному концентрату во время гомогенизации и распылительной сушки.
Фиг. 2 – внешний вид негазированных (a, b) и газированных (c, d) окончательных образцов;
3a: негазированный стандартный образец (кремистый слой не образуется); 3b: негазированный образец с кремистым слоем (содержит 0,5% NaCas без добавления низкомолекулярного эмульгатора (E)); 3c: газированный стандартный образец (без кремистого слоя, только слой пены); 3d: газированный образец с кремообразным слоем пены (содержащий 0,5% NaCas; без E), растворенный с использованием воды Vittel Bonne Source; концентрация NaCas в % представлена как процентное содержание в рецептуре концентрата. E: моноглицериды
Фиг. 3 – измерения цвета в объемной фазе конечного кофейного напитка в зависимости от содержания NaCas в системе; после сливания слоя пены; концентрация NaCas в % представлена как процентное содержание в рецептуре концентрата; растворен с использованием воды Vittel “Bonne Source, France” при 85°C.
Фиг. 4 – данные инструмента Malvern Mastersizer для концентратов забеливателя (общее содержание твердых веществ 60%); изменение D(3,2) (мера среднего размера отдельных масляных капель) и D(4,3) (мера среднего размера образованных скоплений капель) при уменьшении содержания NaCas в концентрате. В качестве источника воды использовали Vittel “Bonne Source, France”.
Фиг. 5 – значения D(3,2) и D(4,3) у конечного продукта, т.е. измеренные после распылительной сушки концентрата забеливателя и последующего растворения в горячем кофе. В качестве источника воды использовали Vittel “Bonne Source, France”.
Фиг. 6 – полученные с помощью микроскопа изображения после растворения порошка забеливателя в горячем кофе:
a: 1,5% NaCas +E; b: 0,7% NaCas + E; c: 0,5% NaCas + E; d: 0,5% NaCas + E + газ; e: 0,3% NaCas + E; f: 0,3% NaCas + E + газ (количества NaCas представлены на основании соответствующей концентрации в концентрате забеливателя); E: Эмульгатор, т.е. Моноглицериды; газ: аэрированные образцы, в качестве источника воды использовали Vittel “Bonne Source, France”.
Фиг. 7 – взаимосвязь между высотой слоя пены и концентрацией NaCas (приведена в виде процентного содержания в концентрате забеливателя). Газированный забеливатель с низкомолекулярным эмульгатором, растворяемый при 85°C. В качестве источника воды использовали Vittel “Bonne Source, France”.
Фиг. 8 – воздействие температуры растворения на объем слоя пены; газированный забеливатель без низкомолекулярных эмульгаторов. (a) измерение D(3,2); (b) измерение D(4,3). В качестве источника воды использовали Vittel “Bonne Source, France”. Концентрация NaCas приведена в виде процентного содержания в концентрате забеливателя).
Фиг. 9 – содержание жира в слое пены после растворения порошков забеливателя в горячем кофе в зависимости от NaCas в системе (приведено в виде процентного содержания в концентрате); аэрированные (газированные) образцы без присутствия низкомолекулярных (LMW) эмульгаторов; спустя 2-5 минут после растворения в качестве источника воды использовали Vittel “Bonne Source, France”.
Фиг. 10 – конфокальные наложенные изображения образцов с газом: A. Слой пены в стандартном образце; 1,5% NaCas + LMW эмульгаторы в системе; B: слой кремообразной пены; 0,5% NaCas + LMW эмульгаторы в системе. Наложение каналов окрашивания Нильским красным (окрашивает жировые глобулы) и Быстрым зеленым (окрашивает белки). Масштабная метка: 200 мкм. Конфокальные изображения газированных образцов при более высоком увеличении: D: Стандартная система; E: 0,5% NaCas + E, F: NaCas без E. Масштабная метка: 50 мкм. В качестве источника воды использовали Vittel “Bonne Source, France”. Концентрация NaCas приведена в виде процентного содержания в концентрате забеливателя.
Фиг. 11 – процентное содержание ароматических соединений, высвобождающихся из слоя кремообразной пены (0,3% NaCas; (в пересчете на концентрат)), по сравнению со стандартной системой (1,5% NaCas (в пересчете на концентрат)). Значение более 100% означает, что измеренное высвобождение соответствующих ароматических соединений из слоя кремообразной пены является большим, чем высвобождение из слоя пены в стандартной системе.
Подробное описание
Если не указано иное, значения в массовых процентах (мас.% или %), описанные в данном документе, приведены применительно к мас.% указанного ингредиента в порошковой композиции забеливателя.
Настоящее изобретение обеспечивает в одном аспекте композицию забеливателя, причем указанная композиция содержит казеин или его соль и масло, при этом массовое соотношение казеина или его соли к маслу составляет от приблизительно 0,005:1 до приблизительно 0,035:1, предпочтительно, от приблизительно 0,010:1 до приблизительно 0,030:1; предпочтительно, от приблизительно 0,012:1 до приблизительно 0,028:1, более предпочтительно, от приблизительно 0,015:1 до приблизительно 0,025:1.
Композиция забеливателя способна образовывать кремообразный слой, предпочтительно слой кремообразной пены, на поверхности напитка или жидкого пищевого продукта, причем кремообразный слой содержит множество скоплений масляных капель.
Массовое соотношение казеина или его соли к маслу может составлять приблизительно 0,005:1, 0,006:1, 0,007:1, 0,008:1, 0,009:1, 0,010:1, 0,011:1, 0,012:1, 0,013:1, 0,014:1, 0,015:1, 0,016:1, 0,017:1, 0,018:1, 0,019:1, 0,020:1, 0,021:1, 0,022:1, 0,023:1, 0,024:1, 0,025:1, 0,026:1, 0,027:1, 0,028:1, 0,029:1, 0,030:1, 0,031:1, 0,032:1, 0,033:1, 0,034:1 или 0,035:1.
В одном аспекте функция компонента забеливателя, представляющего собой казеин или его соль, заключается в эмульгировании и, следовательно, стабилизации масляного компонента забеливателя при добавлении к жидкому пищевому продукту или напитку.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что при уменьшении количества казеина или его соли, присутствующих в забеливателе, относительно масляного компонента таким образом, что массовое соотношение казеина или его соли к маслу в композиции забеливателя попадает в пределы диапазона от приблизительно 0,005:1 до приблизительно 0,035:1, забеливатель преимущественно образует кремообразный слой на поверхности жидкого пищевого продукта (например, супа) или напитка (например, чая или кофе). Кремообразный слой содержит высокую долю общего количества масел, присутствующих в забеливателе. Соответственно, кремообразный слой, получаемый с помощью композиции забеливателя согласно настоящему изобретению, обеспечивает улучшенные вкусовые ощущения по сравнению с ощущениями, вызываемыми традиционным (из уровня техники) забеливателем, обеспечивая повышенное восприятие кремообразности, тем самым улучшая вкус и восприятие жидкого пищевого продукта или напитка.
Преимущественно, кремообразный слой, образуемый с помощью композиции забеливателя согласно настоящему изобретению, обеспечивает улучшенные вкусовые ощущения и восприятие кремообразности без необходимости повышения общего содержания жира по сравнению с применением традиционного забеливателя и без необходимости добавления гидроколлоидов или других ингредиентов, усиливающих вкусовые ощущения. Также было обнаружено, что присутствие кремообразного слоя повышает восприятие ароматических веществ, высвобождающихся из продукта, в который добавлен забеливатель.
В качестве дополнительного преимущества снижение применения казеина или его соли в забеливателе также обеспечивает преимущества в плане затрат при производстве.
Более того, применение забеливателя согласно настоящему изобретению в кофейных напитках обеспечивает возможность получения разновидностей кофе с желаемым “домашним” или “традиционным” и менее “обработанным” внешним видом.
Не вдаваясь в теорию, авторы настоящего изобретения полагают, что кремообразный слой, образованный с помощью забеливателей согласно настоящему изобретению, образуется из масляных капель, которые образуют скопления и поднимаются на поверхность жидкого пищевого продукта или напитка вследствие их пониженной плотности по сравнению с водным компонентом жидкого пищевого продукта или напитка. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что при снижении концентрации казеина или его соли, присутствующих в забеливателе, при неизменном содержании масла снижение эмульгирования капель масла обеспечивает повышенную агрегацию масляных капель и образование кремообразного слоя в конечном продукте.
Преимущественно, присутствие кремообразного слоя повышает концентрацию масла на поверхности жидкого пищевого продукта или напитка, что обеспечивает улучшенное восприятие кремообразности потребителем.
Массовое соотношение казеина или его соли к масляному компоненту в забеливателе является важным для образования кремообразного слоя. Если присутствует слишком много казеина или его соли по сравнению с масляным компонентом, то агрегация масляных капель в конечном продукте не происходит, и кремообразный слой не будет образовываться. Тем не менее, если концентрация казеина или его соли является слишком низкой, то избыточная агрегация и/или коалесценция масляных капель будет дестабилизировать эмульсию во время гомогенизации и образования эмульсионного концентрата и/или сушки концентрата, препятствуя образованию кремообразного слоя после растворения в конечном продукте.
Казеин представляет собой белок, который можно обнаружить в молоке млекопитающих. Казеин и соли казеина традиционно применяют в ряде пищевых продуктов. Казеин или его соль, описанные в данном документе, могут содержать α-казеин, β-казеин и/или γ-казеин.
Казеин или его соль, применяемые в композиции забеливателя согласно настоящему изобретению, могут представлять собой мицеллярный казеин, казеинат натрия, казеинат калия или казеинат кальция; предпочтительно, казеин или его соль представляет собой казеинат натрия. Несмотря на то что казеин и его соли получают из молочного белка, при применении в пищевых продуктах их, как правило, не рассматривают как настоящее вещество молока вследствие того, что они подверглись обработке. Соответственно, забеливатели, содержащие казеин или его соль, такую как казеинат натрия, могут быть описаны как немолочные забеливатели.
Масляный компонент забеливателя может представлять собой масло, такое как пальмовое масло, пальмоядровое масло или олеин, гидрогенизированное пальмоядровое масло или олеин, кокосовое масло, водорослевое масло, масло канолы, соевое масло, подсолнечное масло, сафлоровое масло, хлопковое масло, молочный жир или кукурузное масло, или варианты масел с высоким содержанием олеиновой кислоты, такие как соевое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты, масло канолы с высоким содержанием олеиновой кислоты, сафлоровое масло с высоким содержанием олеиновой кислоты или подсолнечное масло с высоким содержанием олеиновой кислоты.
В предпочтительном варианте осуществления композиция забеливателя присутствует в форме порошка. Порошок может быть получен посредством сушки жидкого концентрата забеливателя. Стадию сушки можно осуществлять с помощью распылительной сушки, вакуумной ленточной сушки, вальцовой сушки или сублимационной сушки. В предпочтительном варианте осуществления порошок получают посредством распылительной сушки.
При распылительной сушке жидкость распыляется через маленькую насадку в нагретом высушивающем газе. При этом образуется высушенный порошок или частицы, которые затем можно собрать. Способы распылительной сушки известны из уровня техники и будут знакомы специалисту.
Композиция забеливателя согласно настоящему изобретению может содержать один или более дополнительных компонентов, таких как, например, подсластитель (например, сахар), хлорид натрия, буфер и/или низкомолекулярный эмульгатор или вкусоароматические добавки. В предпочтительном варианте осуществления масло содержит один или более добавленных ароматических компонентов. Под добавленным ароматическим компонентом подразумевают ароматический или вкусоароматический компонент, который в естественных условиях не является частью масла. Например, если забеливатель предназначен для применения с кофе, кофейное ароматическое вещество и/или вкусоароматическую добавку можно добавить к маслу для повышения воспринимаемого кофейного аромата и/или вкусоароматических свойств конечного напитка.
Подсластитель, такой как сахар (например, глюкоза), обеспечивает желаемый сладкий вкус, когда забеливатель добавляют в жидкий пищевой продукт или напиток. В качестве альтернативы сахару можно применять искусственный подсластитель.
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 подсластителей будет варьироваться и будет зависеть от таких факторов, как эффективность подсластителя, желаемая сладость продукта 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 приблизительно 5–90 мас.% общей композиции, например в диапазоне 20–90%, предпочтительно, например, 20–70%. В другом варианте осуществления концентрация подсластителя находится в диапазоне от приблизительно 40% до приблизительно 60 мас.%. общей композиции. Если применяют искусственный подсластитель, его подходящим образом объединяют с наполнителями, такими как мальтодекстрины и полидекстроза.
Композиция забеливателя согласно настоящему изобретению может содержать буферные и стабилизирующие агенты. Буферный или стабилизирующий агент может предотвращать нежелательное расслоение или осаждение забеливателя при добавлении в горячую кислую среду, такую как кофе. Примеры таких подходящих буферов и стабилизирующих агентов включают монофосфаты, дифосфаты, трифосфаты, гексаметафосфаты, моно- и бикарбонаты натрия, моно- и бикарбонаты калия или их комбинацию. Предпочтительные буферы и стаблизирующие агенты представляют собой соли, такие как фосфат калия, фосфат дикалия (также известный как двухосновный фосфат калия), гидрофосфат калия, бикарбонат натрия, цитрат натрия, фосфат натрия, фосфат динатрия, гидрофосфат натрия, триполифосфат и гесаметафосфаты натрия. Буферные и стаблизирующие агенты могут присутствовать в количестве от приблизительно 0,1 до приблизительно 3% по массе композиции забеливателя.
Композиция забеливателя согласно настоящему изобретению может содержать низкомолекулярный эмульгатор. Низкомолекулярный эмульгатор может представлять собой эмульгатор с молекулярной массой ниже 1500 г/моль. Термин низкомолекулярный эмульгатор, который определен в данном документе, не включает казеин или соли казеина.
Примеры низкомолекулярных эмульгаторов включают моноглицериды, диглицериды, ацетилированные моноглицериды, сорбитан-триолеат, глицерил-диолеат, сорбитан-тристеарат, пропиленгликоль-моностеарат, глицерил-моноолеат и -моностеарат, сорбитан-моноолеат, пропиленгликоль-монолаурат, сорбитан-моностеарат, стеароил-лактилат натрия, стеароил-лактилат кальция, глицерилсорбитан-монопальмитат, моноглицериловые сложные эфиры диацетилированной винной кислоты, лецитины, лизолецитины, моно- и/или диглицериловые сложные эфиры янтарной кислоты, моно- и/или диглицериловые сложные эфиры молочной кислоты, лецитины, лизолецитины, белки и сложные эфиры сахарозы и жирных кислот, лецитин (например, соевый лецитин, лецитин из канолы, лецитин из подсолнечника и/или лецитин из сафлора), лизолецитины и их комбинации.
Низкомолекулярный эмульгатор может присутствовать в композиции в количестве, например, от приблизительно 0,1 мас.% до приблизительно 0,5 мас.%.
Тем не менее, авторами настоящего изобретения было определено, что низкомолекулярные эмульгаторы не являются принципиально необходимыми для композиций забеливателя согласно настоящему изобретению. Следовательно, композиция забеливателя согласно настоящему изобретению может не содержать никакого низкомолекулярного эмульгатора.
Примерная рецептура порошковой композиции забеливателя согласно настоящему изобретению представлена в таблице 1.
Таблица 1. Примерная порошковая композиция забеливателя.
Мас.% в конечном порошке
Стабилизирующие и буферные соли
2,5
Хлорид натрия
0,2
Казеинат натрия
0,8
Вода
3,0
Крахмальная патока
59,1
Пальмовое масло
33,9
Моноглицериды [LMW-эмульгатор]
0,5
В одном варианте осуществления композиция забеливателя содержит от приблизительно 0,20 мас.% до приблизительно 1,20 мас.% казеина или его соли, например от приблизительно 0,40 мас.% до приблизительно 0,96 мас.% казеина или его соли, от приблизительно 0,40 мас.% до приблизительно 0,90 мас.%, от приблизительно 0,45 мас.% до приблизительно 0,85 мас.%, от приблизительно 0,50 мас.% до приблизительно 0,85 мас.%, от приблизительно 0,55 мас.% до приблизительно 0,85 мас.% или от приблизительно 0,60 мас.% до приблизительно 0,80 мас.%.
Композиция забеливателя может содержать приблизительно 0,40 мас.%, 0,45 мас.%, 0,50 мас.%, 0,55 мас.%, 0,60 мас.%, 0,65 мас.%, 0,70 мас.%, 0,75 мас.%, 0,80 мас.%, 0,85 мас.%, 0,90 мас.%, 0,95 мас.%, 0,96 мас.%, 1,00 мас.%, 1,05 мас.%, 1,10 мас.%, 1,15 мас.% или 1,20 мас.% казеина или его соли.
Композиция забеливателя может содержать от приблизительно 10 мас.% до приблизительно 80 мас.% масла, например, от приблизительно 10 мас.% до приблизительно 50 мас.%, от приблизительно 20 мас.% до приблизительно 40 мас.% или от приблизительно 20 мас.% до приблизительно 35 мас.%.
Композиция забеливателя может содержать приблизительно 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 или 80 мас.% масла.
В одном варианте осуществления композиция забеливателя может содержать от приблизительно 0,40 мас.% до приблизительно 1,20 мас.% казеина или его соли и от приблизительно 30 мас.% до приблизительно 35 мас.% масла, предпочтительно, приблизительно 34 мас.% масла.
В одном варианте осуществления композиция забеливателя может содержать от приблизительно 0,40 мас.% до приблизительно 0,96 мас.% казеина или его соли и от приблизительно 30 мас.% до приблизительно 35 мас.% масла, предпочтительно, приблизительно 34 мас.% масла.
2
2
В одном варианте осуществления композиция забеливателя согласно настоящему изобретению имеет форму порошка, получаемого посредством способа, включающего стадии (i) добавления газа под высоким давлением в композицию и (ii) сушки (например, распылительной сушки) композиции с образованием порошка. Предпочтительно, газ представляет собой азот. Другие подходящие газы включают диоксид углерода (CO), оксид азота (NO) и воздух. Забеливатели, получаемые с помощью такого способа, могут называться “газированными”.
Газ можно добавлять под высоким давлением в жидкий концентрат забеливателя. В одном варианте осуществления, в котором сушка представляет собой распылительную сушку, газ предпочтительно добавляют под давлением на 20-50 бар выше давления распыления непосредственно перед стадией распыления.
Преимущественно, когда такую газированную композицию забеливателя добавляют в жидкий пищевой продукт или напиток, высвобождаются пузырьки газа, которые мигрируют в верхнюю часть напитка с образованием пены в кремообразном слое, образуя слой кремообразной пены. Авторами настоящего изобретения было раскрыто, что образование слоя кремообразной пены стабилизирует пенообразность слоя и обеспечивает улучшенные вкусовые ощущения и повышенное восприятие кремообразности, помимо создаваемого кремообразным слоем самим по себе или слоем пены самим по себе.
Не вдаваясь в теорию, авторы настоящего изобретения полагают, что газ в газированном забеливателе удерживается в пористых структурах в высушенном порошке, что обеспечивает возможность его высвобождения, когда порошок добавляют в жидкий пищевой продукт или напиток.
Способы добавления газа в композицию, которая описана выше, известны из уровня техники.
Композиция забеливателя согласно настоящему изобретению может представлять собой забеливатель для напитка, например, забеливатель для кофе. Забеливатели для напитков обычно применяют в качестве заменителя молока для забеливания напитков, таких как чай или кофе.
Как описано выше, композицию забеливателя согласно настоящему изобретению можно применять для образования кремообразного слоя на поверхности жидкого пищевого продукта или напитка. Кремообразный слой содержит множество скоплений масляных капель. В определенных вариантах осуществления кремообразный слой может представлять собой слой кремообразной пены, образованный за счет присутствия пузырьков газа. Они могут высвобождаться из композиции забеливателя или другого ингредиента в рецептуре, который содержит газ.
Кремообразный слой, образованный композицией забеливателя согласно настоящему изобретению, содержит значительную долю от общего количества масла, присутствующего в забеливателе, в форме масляных капель в кремообразном слое. Вследствие присутствия масла в кремообразном слое, которое повышает восприятие кремообразности, это свойство композиций забеливателя может преимущественно обеспечивать улучшенные свойства текстуры без увеличения общего содержания жира в жидком пищевом продукте или напитке.
В одном варианте осуществления от приблизительно 25% до приблизительно 80% по массе масляного компонента композиции могут присутствовать в кремообразном слое; предпочтительно, от приблизительно 45% до приблизительно 80% по массе; например, от приблизительно 45% до приблизительно 65%.
Скопления масляных капель в кремообразном слое могут иметь средний размер, например, от приблизительно 20 мкм до приблизительно 40 мкм. Средний размер определяют как D(4,3), средневзвешенный по объему размер скопления. Измерения размера частиц могут быть выполнены с применением инструмента Malvern Mastersizer с диспергирующим блоком Hydro 2000G.
Дополнительно к вышеизложенному, применение композиции забеливателя согласно настоящему изобретению в напитке, таком как кофе, имеет эффект снижения белизны объемной фазы напитка ниже кремообразного слоя. Это явление вызвано повышенным перемещением масляных капель из объемной фазы в кремообразный слой, приводящим к потемнению объемной фазы и эстетически привлекательному внешнему виду напитка.
Композицию забеливателя можно объединить с кофе (например, высушенным кофе, таким как кофейный порошок быстрого приготовления) с образованием композиции кофейного напитка. Таким образом, в одном аспекте настоящее изобретение обеспечивает композицию кофейного напитка, содержащую композицию забеливателя согласно настоящему изобретению и кофейный компонент. Например, когда композицию кофейного напитка растворяют в воде при температуре по меньшей мере 70°C (например, от приблизительно 70°C до приблизительно 95°C или от приблизительно 80°C до приблизительно 90°C; или приблизительно 70, 75, 80, 85 или 90°C), образуется кофейный напиток с кремообразным слоем на поверхности напитка, причем кремообразный слой содержит множество скоплений масляных капель. В случае когда забеливатель представляет собой газированный забеливатель, который описан выше, пузырьки газа, высвобождаемые из забеливателя, обеспечивают возможность образования слоя кремообразной пены.
Высушенная композиция забеливателя согласно настоящему изобретению может быть образована с помощью способа, включающего стадии:
(i) обеспечения водной фазы, содержащей казеин или его соль;
(ii) обеспечения масляной фазы, содержащей масло и, необязательно, низкомолекулярный эмульгатор;
(iii) объединения водной фазы и масляной фазы с образованием предварительной эмульсии;
(iv) гомогенизации предварительной эмульсии с образованием эмульсионного концентрата;
(v) необязательно, добавления газа под высоким давлением в эмульсионный концентрат, предпочтительно, при этом газ представляет собой азот; и
(vi) сушки (например, распылительной сушки) эмульсионного концентрата с образованием высушенной композиции забеливателя.
Способ может включать стадию пастеризации или промышленной стерилизации предварительной эмульсии или эмульсионного концентрата. Стадию пастеризации можно осуществлять, например, при минимальной температуре по меньшей мере 81°C в течение по меньшей мере 5 секунд.
Водную фазу можно приготовить посредством добавления казеина или его соли и, необязательно, других водорастворимых ингредиентов, таких как, например, подсластитель, хлорид натрия, вкусоароматические добавки, ароматические вещества и/или буфер, в воду и смешивания.
Масляную фазу можно приготовить с применением масляного компонента композиции и, необязательно, посредством объединения его с низкомолекулярными эмульгаторами. Если желательным является добавленный в масло маслорастворимый ароматический и/или вкусоароматический компонент, его можно добавить в масло и смешать с ним перед тем, как масло объединят с водной фазой.
Водную фазу и масляную фазу можно объединить, например, при температуре от приблизительно 60°C до приблизительно 80°C, например, приблизительно 60, 65, 70, 75 или 80°C, с образованием предварительной эмульсии.
Предварительную эмульсию можно гомогенизировать при высоких давлениях с применением протоколов, известных из уровня техники. В качестве примера, предварительную эмульсию можно гомогенизировать с применением двух прогонов при давлении 250/50 бар. В качестве альтернативы, предварительную эмульсию можно гомогенизировать с применением трех прогонов при давлениях 300 бар во время двух прогонов и 50 бар во время третьего прогона.
Термин “гомогенизировать” или “гомогенизированный” 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, ультразвуковые дезинтеграторы и мембранные гомогенизаторы.
Затем полученный эмульсионный концентрат высушивают (например, посредством распылительной сушки), необязательно, после стадии добавления газа под высоким давлением (например, когда сушка представляет собой распылительную сушку при давлении примерно на 20-50 бар выше давления распыления).
Настоящее изобретение также может быть осуществлено в случае, когда казеин или его соль, которые описаны выше, заменены растительным белком, например, соевым белком, рисовым белком, миндальным белком или арахисовым белком.
Таким образом, различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на следующие пронумерованные пункты:
1. Композиция забеливателя, причем указанная композиция содержит растительный белок и масло, при этом массовое соотношение растительного белка к маслу составляет от приблизительно 0,005:1 до приблизительно 0,035:1, предпочтительно, от приблизительно 0,010:1 до приблизительно 0,030:1; предпочтительно, от приблизительно 0,012:1 до приблизительно 0,028:1, более предпочтительно, от приблизительно 0,015:1 до приблизительно 0,025:1.
2. Композиция забеливателя согласно пункту 1, причем композиция содержит от приблизительно 0,20 мас.% до приблизительно 1,20 мас.% растительного белка; предпочтительно, от приблизительно 0,40 мас.% до приблизительно 0,96 мас.% растительного белка.
3. Композиция забеливателя согласно пункту 1 или пункту 2, причем композиция имеет форму порошка.
4. Композиция забеливателя согласно любому предшествующему пункту, причем растительный белок выбран из: соевого белка, рисового белка, миндального белка, арахисового белка, белка квиноа, гречневого белка, микопротеина, белка сейтана, пшеничного белка, белка конопляных семян и белка чиа.
5. Композиция забеливателя согласно любому предшествующему пункту, причем масло выбрано из: пальмового масла, пальмоядрового масла или олеина, гидрогенизированного пальмоядрового масла или олеина, кокосового масла, водорослевого масла, масла канолы, соевого масла, подсолнечного масла, сафлорового масла, хлопкового масла, молочного жира и кукурузного масла.
6. Композиция забеливателя согласно любому предшествующему пункту, причем композиция содержит подсластитель, например, сахар, буфер и/или низкомолекулярный эмульгатор.
7. Композиция забеливателя согласно любому предшествующему пункту, причем композиция не содержит низкомолекулярный эмульгатор.
8. Композиция забеливателя согласно любому предшествующему пункту, причем композиция содержит от приблизительно 10 мас.% до приблизительно 50 мас.% масла; предпочтительно, от приблизительно 15 мас.% до приблизительно 40 мас.%, предпочтительно, от приблизительно 20 мас.% до приблизительно 35 мас.%.
9. Композиция забеливателя согласно любому предшествующему пункту, причем композиция имеет форму порошка, получаемого посредством способа, включающего стадии (i) добавления газа под высоким давлением в композицию, предпочтительно, при этом газ представляет собой азот, и (ii) сушки композиции с образованием порошка.
10. Композиция забеливателя согласно любому предшествующему пункту, причем композиция представляет собой забеливатель для напитка, предпочтительно, забеливатель для кофе.
11. Применение композиции забеливателя согласно любому из пунктов 1-10 для образования кремообразного слоя на поверхности напитка, причем кремообразный слой содержит множество скоплений масляных капель.
12. Применение по пункту 11, причем от приблизительно 25% до приблизительно 80% масляного компонента композиции присутствуют в кремообразном слое; предпочтительно, от приблизительно 45% до приблизительно 80%.
13. Композиция кофейного напитка, содержащая композицию согласно любому из пунктов 1-10 и кофейный компонент, предпочтительно, высушенный кофейный компонент.
14. Композиция кофейного напитка согласно пункту 13, причем при растворении композиции кофейного напитка в воде при температуре по меньшей мере 70°C для образования кофейного напитка кремообразный слой образуется на поверхности напитка, при этом кремообразный слой содержит множество скоплений масляных капель; предпочтительно, при этом от приблизительно 25% до приблизительно 80% масляного компонента композиции присутствуют в кремообразном слое, предпочтительно, от приблизительно 45% до приблизительно 80%.
15. Способ получения высушенной композиции забеливателя, причем указанный способ включает стадии:
(i) обеспечения водной фазы, содержащей растительный белок;
(ii) обеспечения масляной фазы, содержащей масло и, необязательно, низкомолекулярный эмульгатор;
(iii) объединения водной фазы и масляной фазы с образованием предварительной эмульсии;
(iv) гомогенизации предварительной эмульсии с образованием эмульсионного концентрата;
(v) необязательно, добавления газа под высоким давлением в эмульсионный концентрат, предпочтительно, при этом газ представляет собой азот; и
(vi) сушки эмульсионного концентрата с образованием высушенной композиции забеливателя.
Следует отметить, что варианты осуществления и признаки, описанные в контексте одного из аспектов настоящего изобретения, также применимы к другим аспектам настоящего изобретения.
Все патентные и непатентные источники, цитируемые в настоящей заявке, включены в данный документ посредством ссылки в своей полноте.
Далее настоящее изобретение будет более подробно описано с помощью следующих примеров, не имеющих ограничительного характера.
Примеры
За исключением случаев, когда указано иное, в следующих примерах значения в мас.% для содержания казеината натрия (обозначен сокращением NaCas) приведены на основании его процентного содержания в жидком концентрате забеливателя. Такой жидкий концентрат может быть подвергнут распылительной сушке с образованием порошковой композиции забеливателя.
В таблице 2 ниже представлены примерные значения содержания казеината натрия в мас.% в жидких концентратах и в соответствующем высушенном порошке как для стандартных забеливателей, так и примерных забеливателей (цифры, выделенные курсивом) согласно настоящему изобретению.
Таблица 2
% содержание казеината натрия, рассчитанное на основании концентрата забеливателя (общее содержание твердых веществ 60%)
% содержание казеината натрия, рассчитанное на основании рецептуры порошкового забеливателя
1,5
2,37
1,2
1,90
0,9
1,42
0,7
1,12
0,5
0,79
0,3
0,47
Пример 1
Приготовление композиции забеливателя в форме жидкого концентрата.
Воду кипятили и добавляли к смешанным в сухом виде водорастворимым ингредиентам при энергичном перемешивании с использованием магнитной мешалки. Перемешивание продолжали до тех пор, пока комки не переставали быть различимыми. Водную фазу поддерживали подогретой в течение 1 часа при 75°C на водяной бане, оборудованной магнитной мешалкой.
Пальмовое масло растапливали в термостойком стакане на 300 мл при температуре по меньшей мере 55°C или в микроволновой печи в течение трех минут с мощностью 800 Вт) до тех пор, пока оно становилось полностью жидким. Его поддерживали на водяной бане при 75°C.
Низкомолекулярные эмульгаторы. Например, моноглицериды подмешивали в жидкое масло при перемешивании с использованием магнитной мешалки до тех пор, пока не наблюдалось полное растворение.
Крахмальную патоку отвешивали в стаканы Pyrex на 600 мл, и подогревали до 75°C на водяной бане, и смешивали с другими водорастворимыми ингредиентами с использованием магнитной мешалки до получения однородной смеси спустя приблизительно пять минут.
Предварительную эмульсию образовывали посредством добавления масляной фазы в водную фазу при 75°C. Предварительную эмульсию поддерживали при легком перемешивании в течение 3-5 минут и подвергали предварительной гомогенизации с использованием аппарата Polytron в течение 1 минуты на 3 скорости.
Затем смесь гомогенизировали с использованием предварительно подогретого (горячей водой) гомогенизатора Niro 2 за 2 прогона и при давлении 250/50 бар. В качестве альтернативы можно использовать гомогенизатор Rannie (2 прогона при 300 бар, 1 прогон при 50 бар).
Полученные эмульсионные концентраты поддерживали при комнатной температуре и встряхивали перед использованием.
Пример 2
Жидкий концентрат забеливателя, который получен с применением способа, описанного в примере 1, прокачивали через насос высокого давления.
Газообразный азот впрыскивали в жидкий концентрат при высоком давлении (на 20-50 бар выше давления распыления).
Жидкий концентрат подвергали распылительной сушке.
Полученный в результате порошок затем дополнительно сушили и охлаждали с образованием следующей порошковой композиции забеливателя:
Масса в граммах в конечном порошке
Стабилизирующие и буферные соли
2,5
Хлорид натрия
0,2
Казеинат натрия
0,8
Вода
3,0
Крахмальная патока
59,1
Пальмовое масло
33,9
Моноглицериды [LMW-эмульгатор]
0,5
Пример 3
Приготовление примерных напитков
Кофе был выбран в качестве примерного напитка. Напитки готовили следующим образом:
13,5 г порошкового забеливателя, 3 г кофейного порошка быстрого приготовления и 14 г сахарозы диспергировали в 180 г горячей воды Vittel “Bonne Source France” (85°C).
2+
2+
Концентрации казеината натрия (приведенные относительно жидкого концентрата), которые образуют кремообразный слой, показаны на фигуре 1. Образование кремообразного слоя показано серым оттенком. Рабочие параметры, при которых образуется кремистый слой после растворения в горячем кофе и воде Vittel “Bonne Source France” (содержит 114 мг/L Ca и Mg) составляют от 0,25% до 0,6% NaCas в пересчете на концентрат забеливателя с TS (общее содержание твердых веществ) 60% или от 0,40% до 0,96% в пересчете на порошок забеливателя.
На фиг. 1 изображена зависимость от концентрации казеината натрия в сравнении с концентрацией низкомолекулярного эмульгатора, и из нее можно увидеть, что присутствие низкомолекулярных эульгаторов не требуется для образования кремообразного слоя.
2+
2+
Также было обнаружено, что в случае, когда вода, используемая для растворения забеливателя, имеет концентрации Ca и Mg выше приблизительно 114 мг/л, верхний предел концентрации казеината натрия, при которой образуется кремообразный слой, слегка повышается приблизительно на 0,1-0,2 единицы мас.%.
Внешний вид контролируемой агрегации в примерном напитке
Сравнивали четыре разных приготовленных кофейных продукта:
(a) Стандартный забеливатель, негазированный;
(b) Примерный забеливатель согласно настоящему изобретению, негазированный;
(c) Стандартный забеливатель, газированный;
(d) Примерный забеливатель согласно настоящему изобретению, газированный.
“Газированный” относится к забеливателям, к которым был добавлен азот, как описано выше.
Забеливатели имели следующие композиции:
Масса в граммах в конечном порошке
Стандартный забеливатель
Примерный забеливатель
Стабилизирующие и буферные соли
2,5
2,5
Хлорид натрия
0,2
0,2
Казеинат натрия
2,4
0,8
Вода
3,0
3,0
Крахмальная патока
57,5
59,1
Пальмовое масло
33,9
33,9
Моноглицериды [LMW-эмульгатор]
0,5
0,5
Внешний вид четырех приготовленных кофейных продуктов показан на фиг. 2.
У кофе (a) отсутствовал какой-либо кремообразный слой, в то время как кремообразный слой присутствовал на поверхности кофе (b). Слой некремообразной пены присутствовал на поверхности кофе (c), в то время как слой кремообразной пены присутствовал на поверхности кофе (d). Дополнительно, присутствие кремообразного слоя также коррелировало со снижением белизны объемной фазы напитка ниже кремистого слоя или слоя пены. Это обусловлено повышением количества масляных капель, перемещающихся из объемной фазы в кремообразный слой.
Пример 4
Влияние контролируемой агрегации на цвет жидкой фазы.
Образование кремистого слоя из капель на поверхности индуцирует уменьшение содержания масляных капель в объемной фазе и уменьшение содержания казеината натрия в системе. Как уже было качественно показано выше, последствием является более темный цвет в объемной фазе кофе (фиг. 3). Изменение цвета в зависимости от содержания казеината натрия количественно определяли с использованием измерения цвета с помощью прибора HunterLab. L-значение существенно снижается при уменьшении содержания NaCas, подтверждая снижение белизны в объемной фазе кофе. Известно, что NaCas и масляные капли преимущественно вносят вклад в белизну внешнего вида у кофейных напитков. На фиг. 3 также показано, что наблюдаемый эффект был независимым от присутствия или отсутствия низкомолекулярных эмульгаторов-моноглицеридов. Пузырьки газа также не вносят существенный вклад в белизну напитка (данные не показаны).
Белизну растворенных образцов кофейной смеси измеряли при комнатной температуре с использованием цветоизмерительного прибора Color Flex 45/0 (HunterLab Reston, Виргиния, США). Кювету заполняли 40 мл аликвотой образца и измерение цвета проводили в режиме отражения с использованием осветительного прибора дневного света D65 при угле наблюдения 10°C на черном фоне. Три измерения проводили для каждой аликвоты образца; данные усредняли.
Пример 5
Диаметр масляных капель после гомогенизации и перед сушкой.
Измерение среднего размера частиц после гомогенизации позволяло охарактеризовать свойства концентрата забеливателя перед распылительной сушкой. На фигуре 4 показано изменение D(3,2) (мера среднего размера отдельных масляных капель) и D(4,3) (мера среднего размера образованных скоплений капель) при уменьшении содержания NaCas. Значение D(3,2) возрастало со снижением содержания казеината натрия, в особенности, когда оно падало ниже 0,7% NaCas, указывая на то, что ниже 0,7% NaCas поверхностная активность NaCas начинает снижаться (эффект снижения концентрации NaCas).
Подобный эффект наблюдался для D(4,3). Оно оставалось примерно постоянным от 1,5% до 0,7% NaCas. Поскольку значения D(3,2) и D(4,3) являются довольно похожими по размеру, можно сделать вывод, что только относительно небольшие скопления образуются в концентратах при уменьшении содержания NaCas ниже 0,7%. Даже при 0,3% NaCas в системе все еще присутствует достаточно NaCas для эмульгирования жира и образования стабильной эмульсии концентрированного забеливателя. На фиг. 4 также показано, что на размеры капель не оказывает значительного влияния присутствие низкомолекулярных эмульгаторов-моноглицеридов и присутствие пузырьков газа в системе.
На фиг. 5 приведены значения D(3,2) и D(4,3), измеренные после распылительной сушки и растворения в горячем кофе. Можно увидеть, что полученные значения D(3,2) являются довольно похожими на значения, полученные в концентратах (фиг. 4). Это указывает на то, что свойства капель эмульсии в концентратах не изменяются существенно во время процессов распылительной сушки и растворения. Тем не менее, значения D(4,3) существенно выше (до 20 раз) у кофе после растворения по сравнению со значениями, полученными для концентрата забеливателя перед распылительной сушкой. Это указывает на то, что существенная агрегация капель индуцируется только после растворения порошка забеливателя с горячим кофе. Кроме того, на агрегацию капель не оказывало влияния присутствие низкомолекулярных эмульгаторов и/или пузырьков газа.
Объединив все данные, полученные в этой работе, можно сделать вывод, что в случае, когда средний размер скоплений в системе выше примерно 30 мкм (±5-10 мкм), макроскопический кремообразный слой обычно наблюдается в течение 2-5 минут после растворения. Это указывает на то, что при таких условиях скопления являются достаточно большими для образования кремообразного слоя в желательных временных рамках.
Полученные с помощью световой микроскопии изображения (см. фиг. 6) подтверждают образование крупных скоплений масляных капель после растворения в горячем кофе. Чем меньше NaCas присутствует, тем больше образующиеся скопления. На изображениях a и d, а также e и f сравниваются соответствующие негазированные и газированные системы.
Измерения размера частиц выполняли с применением инструмента Malvern Mastersizer с диспергирующим блоком Hydro 2000G. Концентраты забеливателей или растворенные кофейные смеси выливали непосредственно в диспергирующий блок. Образец добавляли до тех пор, пока не достигалось затемнение, составляющее приблизительно 9-11, с одной минутой диспергирования перед измерением.
Настройки инструмента:
○ RI пальмового и кокосового масла: 1,45, абсорбция 0,01
○ диспергатор: RI воды 1,33, абсорбция 0,01
○ Подсчет результатов: стандартный режим с повышенной чувствительностью к сферическим частицам
○ Время измерения 12 с, 12000 снимков
○ Время измерения фонового уровня 12 с, 12000 снимков
○ Насос: 850 об/мин
○ Мешалка, 780 об/мин
○ Время перед измерением: 1 мин
○ Цикл: 1 аликвота/SOP
○ задержка при измерениях/аликвота 30 с
Результаты были выражены в виде D(3,2), средневзвешенного на площадь поверхности размера (мкм), который указывает на средний размер отдельных капель масла (или небольшие скопления (включающие скопления с казеинатом натрия)), и в виде D(4,3), средневзвешенного по объему размера скопления (мкм), который отражает средний размер образованных скоплений масляных капель.
Полученные с помощью световой микроскопии (дифференциально-интерференционный контраст (DIC)) изображения получали с использованием микроскопа Zeiss Axioplan (Carl Zeiss A.G, Германия). Концентрированные эмульсии разбавляют 100-кратно водой Vittel CH перед наблюдением. Использовали либо 40-кратное, либо 100-кратное увеличение.
Пример 6
Стабильность смешанного слоя масла/пены
При образовании слоев пены в присутствии агрегированных и образующих кремоподобный слой масляных капель свойства слоя пены являются уникальными. Ниже будут описаны исключительные свойства “слоя кремообразной пены”, такие как его физическая стабильность, микроструктура и содержание жира.
Изменение высоты слоя пены со временем
Уменьшение содержания казеината натрия в системе повышало первоначальную высоту (объем) образовавшегося слоя пены. Это наблюдение указывает на включение части кремистого слоя, приводящее к стабилизации слоя пены со временем. На фиг. 7 показано, что слой пены в стандартном образце является гораздо менее стабильным, чем слой пены, образованный в присутствии скоплений капель, т.е. при более низкой концентрации NaCas (концентрации NaCas <0,7 (в пересчете на концентрат)). В системе с 0,3% NaCas слой пены является наиболее стабильным, и его высота лишь незначительно уменьшается во временном интервале 20 минут. Наиболее вероятно, что агрегированные масляные капли отвечают за повышенную стабильность слоя пены.
Воздействие температуры растворения и соли на объем слоя пены
Агрегация масляных капель является наибольшей при растворении кофейных смесей водой при температуре от 80°C до 90°C. Это означает, что агрегация масляных капель и, как следствие, образование кремистого слоя являются значительно меньшими при температуре растворения ниже 70°C. Наиболее вероятно, это связано с тем фактом, что казеинат натрия обратимо образует скопления при повышенных температурах, индуцируя повышенную и более быструю агрегацию масляных капель вследствие присутствия меньшего количества растворенного на молекулярном уровне казеината натрия. По-видимому, субмицеллы казеината имеют меньшую поверхностную активность, чем растворенные на молекулярном уровне молекулы казеината, способствуя обратимой агрегации масляных капель.
Растворение кофейных смесей осуществляли с использованием воды Vittel “Bonne Source France” при температуре 80-85°C.
На фиг. 8 более подробно показано формирование средней единичной капли и размер скопления в зависимости от температуры. Повышение D(3,2), по всей вероятности, связано с образованием небольших субмицелл казеина при более высоких температурах.
Пример 7
Присутствие жира в слое пены – анализ липидов
Анализ липидов в слоях пены и смежных с ними объемных фазах выявил, что до 65% масла из компонента забеливателя включались в слой пены (в присутствии 0,3% NaCas) (фиг. 9). Существенное включение жира наблюдалось при концентрациях NaCas ниже 0,7%. При более высоких концентрациях NaCas содержание включившегося жира снижалось. Примечательно, что включившийся жир не является дестабилизирующим, а, напротив, стабилизирует слой пены. Тот факт, что слой пены обогащен жиром забеливателя, объясняет точное значение термина “слой кремообразной пены”.
Присутствие жира в слое пены – конфокальная микроскопия
Изучение изображений, полученных с помощью конфокальной микроскопии, дает качественный ответ на вопрос, почему жир, включенный в слой кремообразной пены, дестабилизирует структуру пузырьков пены намного меньше, чем в слое пены в стандартном образце. Пузырьки газа в слое кремообразной пены являются меньшими по сравнению с пузырьками в стандартном образце. Более того, в стандартном образце масляные капли скапливаются больше на поверхности раздела фаз пузырька, окружающей пузырьки газа, тогда как в системе слоя кремообразной пены это наблюдалось в значительно меньшей степени. Это означает, что в слое кремообразной пены капли жира гораздо меньше связываются с пузырьками газа, дестабилизируя пузырьки в гораздо меньшей степени, чем в слое пены в стандартном образце. Это указывает на то, что в случае, когда жировые глобулы агрегированы, они гораздо меньше связываются с пузырьками газа и, как следствие, дестабилизируют пузырьки в гораздо меньшей степени.
На фиг. 10 приведены изображения при большем увеличении и с использованием окрашивания Нильским красным, фокусирующиеся только на состоянии масляных капель. Более крупные отдельные масляные капли (см. стрелки) снова наблюдают в слое пены в стандартном образце (изображение D) по сравнению со слоями кремообразной пены (изображения E и F). При таком более высоком увеличении также можно наблюдать различия в двух образующих слой кремообразной пены образцах E и F. В то время как на изображении E (содержит моноглицериды) не наблюдается ‘ярких’ капель жира, и ‘мутная структура’ является преобладающей, на изображении F (без присутствия моноглицеридов) видимы некоторые ‘яркие’ масляные капли. По всей вероятности, ‘яркие’ капли жира говорят о присутствии отдельных сравнительно крупных масляных капель, в то время как ‘мутная красноватая структура’ указывает на ситуацию, когда отдельные масляные капли размером менее микрона образуют скопления.
В заключение, изображения, полученные с помощью конфокального микроскопа, подтверждают, что измеренные физические отличия у стандартного образца и слоя кремообразной пены могут быть связаны с наблюдаемыми различиями в микроструктуре пены.
Содержание жира в слое пены определяли с использованием системы SMART Trac, которая представляет собой ЯМР-систему с низкой разрешающей способностью, производимую CEM corp, Мэтьюз, США. Образцы готовили следующим образом: 13,5 г забеливателя и 3 г кофе растворяли в 180 мл воды Vittel “Bonne Source France” при 85°C. Напиток перемешивали до полного растворения.
Для анализа жира в слое пены/крема слой отделяли от напитка ложкой и помещали в пластиковый стакан. Перед анализом материал перемешивали насколько возможно для получения однородной дисперсии. Материал анализировали при использовании анализа жира методом Мажонье. Для анализа содержания жира в жидкой фазе напитка материал отбирали из стакана с использованием пипетки и подвергали анализу.
Пример 8
Напитки из кофейных смесей
Образцы забеливателя готовили в соответствии со следующим базовым рецептом (% по массе в сухом веществе), для конкретных образцов содержание мальтодекстрина адаптировали таким образом, чтобы привести общую цифру к 100%:
-
Крахмальная патока / мальтодекстрин:
58,5%
-
Жир
35%
-
Казеинат натрия
2,5%
-
Соли
3,5%
-
Стабилизаторы / эмульгаторы
0,5%
Образцы получали посредством смешивания водной фазы (вода, содержащая соли) и масляной фазы (жир, содержащий стабилизаторы и вкусоароматические добавки), растворения мальтодекстрина в данной смеси и создания однородной эмульсии с использованием гомогенизатора Rannie (2 прогона при 300 бар, 1 прогон при 50 бар).
Получали следующие образцы:
С безводным молочным жиром:
Образец A готовили со смесью жиров с 30% полностью гидрогенизированного пальмоядрового масла (FHPKO) и 5% безводного молочного жира с использованием 2,5% казеината натрия для создания стабильной эмульсии
Образец B готовили со смесью жиров с 30% FHPKO и 5% безводного молочного жира с использованием 0,8% казеината натрия с целью создания эмульсии, обеспечивающей образование скоплений и кремистого слоя
Образец C использовали в качестве стандартного образца (35% FHPKO) с 0,8% казеината натрия с целью создания эмульсии, обеспечивающей образование кремистого слоя.
С молочной и кофейной вкусоароматическими добавками:
Образец D готовили в соответствии с базовым рецептом при добавлении 1,6% молочной вкусоароматической добавки (Firmenich 508111 TP1904) и 0,6% кофейной вкусоароматической добавки (Firmenich 565652 4TP1104) с использованием 2,5% казеината натрия с целью образования стабильной эмульсии.
Образец E готовили в соответствии с базовым рецептом при добавлении 1,6% молочной вкусоароматической добавки (Firmenich 508111 TP1904) и 0,6% кофейной вкусоароматической добавки (Firmenich 565652 4TP1104) с использованием 0,8% казеината натрия с целью создания эмульсии, обеспечивающей образование скоплений и кремистого слоя
Образец F использовали в качестве стандартного образца (35% FHPKO) с 0,8% казеината натрия с целью создания эмульсии, обеспечивающей образование кремистого слоя.
С ароматизированным кофейным маслом:
Образец G готовили в соответствии с базовым рецептом при добавлении 1,2% кофейного масла, содержащего кофейную вкусоароматическую добавку, с использованием 2,5% казеината натрия с целью образования стабильной эмульсии.
Образец H готовили в соответствии с базовым рецептом при добавлении 1,2% кофейного масла, содержащего кофейную вкусоароматическую добавку, с использованием 0,8% казеината натрия с целью создания эмульсии, обеспечивающей образование скоплений и кремистого слоя
Образец I использовали в качестве стандартного образца (35% FHPKO) с 0,8% казеината натрия с целью создания эмульсии, обеспечивающей образование кремистого слоя.
Жидкие концентраты забеливателей использовали для приготовления напитков из кофейных смесей, причем каждый напиток содержал 12 г забеливателя (в пересчете на сухое вещество), 2,5 г кофейного порошка Nescafé и 150 г воды.
Воздействие агрегации масляных капель и добавления вкусоароматических добавок на органолептическое восприятие оценивали в трех рандомизированных двойных слепых дегустационных сеансах с 9 членами комиссии по дегустации, сосредотачиваясь на насыщенности вкусоароматических свойств, вкусовых ощущениях и стойкости. Для оценки были представлены по три образца на дегустацию:
- Стабильная эмульсия забеливателя, содержащая 2,5% (в расчете на массу сухого вещества (dwb)) казеината натрия и вкусоароматическую добавку
- Эмульсия забеливателя с образованными скоплениями, содержащая 0,8% (dwb) казеината натрия и ароматизатор
- Эмульсия забеливателя с образованными скоплениями, содержащая 0,8% (dwb) казеината натрия и не содержащая ароматизатор
Схема оценки: 1 = наивысшая, 2 = промежуточная, 3 = самая низкая.
Оценки, полученные от всех членов комиссии по дегустации записывали и усредняли с получением численного значения по категории (вкусовые ощущения, вкусоароматические свойства и аромат). Меньшие числа указывают на лучшие оценки.
Результаты показаны в таблицах ниже:
С безводным молочным жиром:
A: без скоплений + вкусоароматическая добавка
B: со скоплениями + вкусоароматическая добавка
C: со скоплениями, но без вкусоаромати-ческой добавки
Аромат
1,94
1,47
1,88
Вкусовые ощущения
2,06
1,25
2,69
С молочной и кофейной вкусоароматическими добавками:
D: без скоплений + вкусоароматическая добавка
E: со скоплениями + вкусоароматическая добавка
F: со скоплениями, но без вкусоаромати-ческой добавки
Вкусовые ощущения
1,94
1,17
2,89
Вкусоаромати-ческие свойства
2,11
1,28
2,64
Аромат
1,56
1,56
2,89
С ароматизированным кофейным маслом:
G: без скоплений + вкусоароматическая добавка
H: со скоплениями + вкусоароматическая добавка
I: со скоплениями, но без вкусоаромати-ческой добавки
Кремообраз-ность (вкусовые ощущения)
3,00
1,67
1,33
Аромат
1,78
1,72
2,50
Пример 9. Образование кремистого слоя усиливает высвобождение ароматических веществ
Кофейные смеси готовили в полистирольном пластиковом стакане на 100 мл посредством добавления 70 мл горячей воды Vittel (Bonne Source; подогретая до 80°C) к порошковой смеси забеливателя для кофе, которая дополнительно содержала две приобретенные смеси вкусоароматических добавок. Дисперсию перемешивали для обеспечения хорошего диспергирования порошков. Спустя короткое время (1-5 минут) кремистый слой возникал в случае продуктов с порошкообразным забеливателем, имеющим низкое содержание казеината натрия (например, 0,47%). Этого не происходило в случае использования забеливателя, который содержал 2,37% казеината натрия. В этом случае кремистый слой не образовывался. Все стаканы затем помещали на водяную баню, поддерживаемую при 50°C, с целью охлаждения с 80°C и для поддержания температуры перед выполнением экспериментов по исследованию высвобождаемых ароматических веществ.
Базовая композиция стандартного забеливателя представляла собой
-
Крахмальная патока / мальтодекстрин:
58,5%
-
Жир
35%
-
Казеинат натрия
2,5%
-
Соли
3,5%
-
Стабилизаторы / эмульгаторы
0,5%
Базовая композиция забеливателя согласно настоящему изобретению представляла собой:
-
Крахмальная патока / мальтодекстрин:
60,5%
-
Жир
35%
-
Казеинат натрия
0,5%
-
Соли
3,5%
-
Стабилизаторы / эмульгаторы
0,5%
При дыхательных циклах ароматические соединения, выделяющиеся через нос после потребления кофейных смесей, измеряли с использованием инструмента PTR-ToF-MS 8000 от Ionicon Analytik GmbH (Инсбрук, Австрия). Лабораторные очки с индивидуально адаптированными носовыми упорами очков, которые прилегают к ноздрям, не причиняя дискомфорта члену дегустационной комиссии и позволяя рту оставаться свободным во время приема пищи/питья, были соединены со впускной линией прибора PTR-ToF-MS (времяпролетный масс-спектрометр с переносом протона) для забора образца выдыхаемого воздуха от члена комиссии по дегустации.
Фиксировали следующие параметры трубки дрейфа в приборе PTR-ToF-MS: Давление в трубке дрейфа 3,3 мбар, температура трубки дрейфа 80°C и напряжение на трубке дрейфа 600 В. Масс-спектры получали при скорости сканирования 108 мс в диапазоне массы от 0 до 250 m/z. Впускную линию подогревали до 100°C, и скорость потока на входе составляла 200 мл/мин.
Ароматические соединения, которые регистрировались, перечислены ниже (концентрация выше чем 1 часть на миллиард по объему).
Соединения
Точная масса
Липофильность (logP) (EPI Suite)
Диацетил
87,0804
-1,34
Пентандион
101,0597
-0,85
Бутанон
73,0645
0,29
Фурфураль
97,0284
0,83
Метилбутаналь
87,0804
1,23
Метилфуран
83,0491
1,91
Ацетоин
89,0284
-0,36
Пиридин
80,0495
0,8
Неизвестное соединение C5H4O
81,0335
н/д
3
18+
+
Для обработки данных использовали программное обеспечение PTR-MS Viewer 3.1. Ось массы перекалибровывали с использованием двух ионов, m/z 21,0221 (HO) и m/z 29,9971 (NO), образующихся в источнике ионов. Ответ для целевых масс интегрировали и рассчитывали в абсолютной концентрации (ppbV). Созданное собственными силами приложение, разработанное на основе Matlab, использовали для выделения параметров площади под кривой.
Восемь членов комиссии по дегустации участвовали в исследовании. Каждый образец потребляли четырьмя последовательными глотками с одним вдохом между каждым глотком. Членов комиссии по дегустации просили вдыхать и выдыхать каждые 3 с, следуя подаваемому световому сигналу. Восемь членов комиссии по дегустации тестировали стандартный образец (полученный из стандартного забеливателя и растворимого кофе, растворяемых в горячей воде) и образец согласно настоящему изобретению (полученный из забеливателя согласно настоящему изобретению и растворимого кофе, растворяемых в горячей воде) в трех параллелях и делали четыре глотка на образец.
Собранные данные анализировали использованием дисперсионного анализа (ANOVA), и процедуры множественного сравнения с использованием критерия Дункана применяли для оценки значимости различия в любой паре продуктов. Доверительный уровень 95% применяли для всех тестов.
Высвобождение ароматических веществ во время потребления двух образцов, описанных выше, измеряли для оценки эффекта агрегации масляных капель и образования кремистого слоя.
Кофейные смеси, приготовленные с забеливателями, содержащими малое количество казеината натрия (условия агрегации масляных капель и образования кремистого слоя), показывали усиленное высвобождение ароматических веществ по сравнению с кофейными смесями, приготовленными со стандартным забеливателем с 2,5% казеината натрия (без агрегации масляных капель или образования кремистого слоя). На фиг. 11 показано процентное содержание высвобождаемых ароматических соединений в образце согласно настоящему изобретению по сравнению со стандартным образцом (кофейный напиток, содержащий забеливатель, полученный с 2,5% NaCas). Высвобождение шести из девяти ароматических соединений (метилфурана, бутанона, метилбутаналя, m81,0335, пентандиона и диацетила) статистически отличалось от стандартной системы (с p=0,05). Это означает повышенное высвобождение этих компонентов, которое может быть измерено, указывающее на то, что общее восприятие аромата в двух системах отличается.
Пример 10
Овощные супы с забеливателем
Порошковые забеливатели готовили в соответствии со следующим базовым рецептом:
-
Крахмальная патока / мальтодекстрин:
58%
-
FHPKO
33,5%
-
Казеинат натрия
2,5%
-
Соли и стабилизаторы
2,7%
-
Вода
3,0%
FHPKO: полностью гидрогенизированное пальмоядровое масло
Забеливатели получали посредством смешивания и гомогенизации сухих ингредиентов в воде с получением эмульсионного концентрата, который подвергали распылительной сушке с получением порошкообразного забеливателя. В некоторых случаях вспенивающийся забеливатель получали посредством впрыскивания азота в эмульсию непосредственно перед распылительной сушкой.
Для конкретных образцов содержание казеината натрия варьировалось, как описано ниже.
Морковный суп
Морковный суп готовили из следующих ингредиентов:
Основные ингредиенты супа
Количество /в г
морковь
1000
картофель
300
лук репчатый
100
лук-порей
100
сельдерей
40
соль
15
перец
2
вода
2500
Овощи нарезали, добавляли в кипящую воду и варили в течение 30 минут, после чего суп превращали в пюре и протирали.
Образцы супа с забеливателем готовили посредством нагревания 100 мл супа до 80°C и добавления 13,3 г порошкообразного забеливателя. Готовый суп содержал в общей сложности приблизительно 4% жира. Стандартный образец порошкообразного забеливателя содержал 2,4% казеината натрия (NaCas). Порошкообразные забеливатели согласно настоящему изобретению содержали 0,8% NaCas или 0,5% NaCas, все забеливатели были невспенивающимися.
Снижение содержания NaCas в забеливателе по сравнению со стандартным образцом явно индуцировало в течение нескольких минут образование значительного кремистого слоя, который имел оранжевый цвет, указывающий на присутствие ‘экстрагированных’ каротиноидов из моркови в супе. Этот оранжевый кремистый слой был самым большим в супе с самым низким содержанием NaCas (0,5% в порошкообразном забеливателе).
Подобные эксперименты осуществляли с тем же супом с использованием вспенивающихся забеливателей с подобной композицией. При использовании аэрированного забеливателя слой пены наблюдается очень быстро после приготовления. Также при снижении содержания NaCas до 0,5% по сравнению с 2,4% в стандартном образце оранжевый кремистый слой образуется дополнительно к слою пены. Наблюдение того, что слой пены становится слегка оранжевым в присутствии забеливателя согласно настоящему изобретению, показывает, что каротиноиды частично растворяются в капле жира и их скоплениях, которые также частично включаются в слой пены, чего не происходит в случае супа, содержащего стандартный забеливатель.
Световая микроскопия показала, что образование кремистого слоя было обусловлено агрегацией в конечном продукте, в то время как в стандартной системе существенная агрегация масляных капель не была видимой.