Способы улучшения функциональности лецитина и их применение
METHODS OF IMPROVING LECITHIN FUNCTIONALITY AND APPLICATION THEREOF

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США №62/086556, поданной 2 декабря 2014 года, полное содержание которой включено посредством данной ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение в целом относится к лецитину. Настоящее раскрытие дополнительно направлено на способы улучшения функциональности лецитина. Настоящее раскрытие также направлено на способы улучшения реологических свойств составов шоколада с применением лецитина с улучшенной функциональностью. Настоящее раскрытие дополнительно направлено на способы улучшения характеристики содержащей лецитин композиции.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Лецитин представляет собой натуральную и сложную смесь, содержащую полярные липиды (≥80% по весу), включая фосфолипиды, гликолипиды и жирные кислоты. Лецитин имеет множество применений, в том числе в качестве эмульгатора, диспергирующего вещества, увлажнителя и инстантизатора, модификатора вязкости или состава для смазывания и обеспыливающего средства. Лецитин применяется в различных отраслях промышленности, включая пищевую, сельскохозяйственную, относящуюся к трибологии, лакокрасочную, фармацевтическую и косметическую.
[0004] Б отличие от традиционных эмульгаторов лецитин имеет две гидрофобные цепи жирных кислот, объединенные одной большой полярной гидрофильной головкой. Эта уникальная структура облегчает образование бислоя и повышает способность к растворению лецитина. Лецитин также обладает примечательными смазывающими свойствами.
[0005] С целью разработки лецитина с повышенной активностью на границе раздела фаз или различными функциональными свойствами химическую композицию лецитина часто изменяют с помощью таких способов как обезжиривание, разделение на фракции, химическое модифицирование и смешивание. Эти процессы сосредоточены на изменении, либо физическом, либо химическом, фосфолипидной части лецитина с изменением, таким образом, критического параметра упаковки лецитина.
[0006] Однако другие компоненты, присутствующие в лецитине в меньших пропорциях по сравнению с фосфолипидной частью, могут придавать лецитину уникальную функциональность. Существует необходимость в понимании и управления функциональностью лецитина путем изменения второстепенных компонентов лецитина, особенно жирных кислот.
[0007] Сырой лецитин, полученный в результате коммерческого способа рафинирования, характеризуется изменяемыми значениями нерастворимости в ацетоне (AI), в диапазоне от приблизительно 65% до приблизительно 73%, и имеет консистенцию воска. Вследствие изменяемого состава и пластической вязкости (PV) сырого лецитина он может быть не пригодным для большинства конечных пользователей. Для улучшения консистенции и применимости лецитина его можно флюидизировать путем добавления разбавителей, как, например, в соответствии с нормативно-технической документацией Национальной ассоциации по переработке сои (NSPA). В соответствии с нормативно-технической документацией NSPA флюидизированный лецитин имеет значение AI, составляющее 62-64%, кислотное число (AV), составляющее 26-32 мг КОН/г, и вязкость, составляющую 100-150 пуаз при 77°F. Наиболее часто используемые разбавители представляют собой жирные кислоты и растительные масла. Однако данные жирные кислоты и растительные масла придают дополнительные характеристики лецитину. Существует необходимость в понимании данных дополнительных эффектов в отношении лецитина. Также необходимо иметь возможность селективно изменять функциональность лецитина посредством добавления жирных кислот таким образом, чтобы лецитин специального назначения можно было производить на основании желаемой функциональности или применения.
[0008] Лецитин можно добавлять в шоколад для модификации реологических свойств шоколада. Шоколад представляет собой тонкую дисперсию полярных твердых частиц, включая сахар, какао-порошок и сухое молоко, в жидкой матрице какао-масла. Свойства текучести шоколада, включая вязкость и точку текучести, представляют важность, поскольку они влияют на многочисленные другие свойства шоколада, такие как органолептические свойства и стабильность. Лецитин может модифицировать эти свойства текучести и обеспечивать улучшение технологии получения шоколада, что приводит к улучшенным свойствам структуры и извлечения из формы. Однако способ изготовления шоколада является сложным. Сенсорные признаки шоколада сильно зависят от композиции шоколада, качества ингредиентов и характера кристаллизации липидов.
[0009] Коммерчески доступный лецитин, характеризующийся значением нерастворимости в ацетоне (AI), составляющим приблизительно 62-64%, как правило, используют для снижения пластической вязкости (PV) шоколада. Концентрация лецитина, обычно применимая в составах шоколада, находится в диапазоне от приблизительно 0,3% до приблизительно 0,4% по весу. При том, что более высокие концентрации лецитина могут эффективно уменьшать PV шоколада, предел текучести (YV) шоколада повышается с увеличением концентрации лецитина, что приводит к нежелательным свойствам.
[0010] В качестве альтеративы добавлению лецитина в шоколад в составы шоколада можно добавлять полиглицерол полирицинолеат (PGPR). PGPR имеет тенденцию к негативному увеличению PV, в то же время эффективно снижая YV шоколада. Следовательно, комбинации PGPR и лецитина часто добавляют в составы шоколада для оптимизации как PV, так и YV шоколада.
[0011] Существует необходимость в улучшенном лецитине, таком, чтобы добавление улучшенного лецитина в состав шоколада улучшало реологические свойства шоколада без негативного влияния на другие свойства шоколада.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] В одном варианте осуществления раскрыт способ улучшения активности лецитина на границе раздела фаз, включающий добавление в лецитин по меньшей мере одного из жирной кислоты, масла или их комбинации.
[0013] В другом варианте осуществления раскрыт способ стандартизации лецитина, включающий объединение жирной кислоты с лецитином.
[0014] В дополнительном варианте осуществления раскрыт способ улучшения реологических свойств содержащего жир кондитерского изделия, включающий добавление лецитина, характеризующегося улучшенной активностью на границе раздела фаз, в состав содержащего жир кондитерского изделия с получением таким образом содержащего жир кондитерского изделия со сниженным пределом текучести (YV).
[0015] В еще одном варианте осуществления раскрыт способ улучшения характеристики содержащей лецитин композиции, включающий добавление соединения в лецитин с получением таким образом улучшенного лецитина и модификацией свойства лецитина и добавление улучшенного лецитина в содержащую лецитин композицию.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0016] На фигуре 1 показана концентрационная зависимость натяжения на границе раздела фаз для нестандартизированного лецитина из семени рапса по сравнению с одним вариантом осуществления лецитина из семени рапса по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0017] На фигуре 2 показана концентрационная зависимость натяжения на границе раздела фаз для нестандартизированного подсолнечникового лецитина по сравнению с другим вариантом осуществления подсолнечникового лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0018] На фигуре 3 показана концентрационная зависимость натяжения на границе раздела фаз для нестандартизированного соевого лецитина по сравнению с еще одним вариантом осуществления соевого лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0019] На фигуре 4а показана концентрационная зависимость натяжения на границе раздела фаз для нестандартизированного соевого лецитина по сравнению с нестандартизированным подсолнечниковым лецитином.
[0020] На фигуре 4b показана концентрационная зависимость натяжения на границе раздела фаз для дополнительного варианта осуществления соевого лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу, по сравнению с другим вариантом осуществления подсолнечникового лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0021] На фигуре 5а показана концентрационная зависимость пластической вязкости (PV) для варианта осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением нестандартизированного лецитина из семени рапса по сравнению с другим вариантом осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением лецитина из семени рапса, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0022] На фигуре 5b показана концентрационная зависимость предела текучести (YV) для дополнительного варианта осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением нестандартизированного лецитина из семени рапса по сравнению с другим вариантом осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением лецитина из семени рапса, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0023] На фигуре 6а показана концентрационная зависимость пластической вязкости (PV) для еще одного варианта осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением нестандартизированного подсолнечникового лецитина по сравнению с дополнительным вариантом осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением подсолнечникового лецитина, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0024] На фигуре 6b показана концентрационная зависимость текучести (YV) для другого варианта осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением нестандартизированного подсолнечникового лецитина по сравнению с отличающимся вариантом осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением подсолнечникового лецитина, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0025] На фигуре 7а показана концентрационная зависимость пластической вязкости (PV) для дополнительного варианта осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением нестандартизированного соевого лецитина по сравнению с еще одним отличающимся вариантом осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением соевого лецитина, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0026] На фигуре 7b показана концентрационная зависимость предела текучести (YV) для другого варианта осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением нестандартизированного соевого лецитина по сравнению с дополнительным вариантом осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением соевого лецитина, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0027] На фигуре 8а показана концентрационная зависимость пластической вязкости (PV) для дополнительных других вариантов осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением нестандартизированного лецитина из семени рапса, добавлением нестандартизированного подсолнечникового лецитина и добавлением нестандартизированного соевого лецитина по сравнению с отличающимися вариантами осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением лецитина из семени рапса, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу, добавлением подсолнечникового лецитина, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу, и добавлением соевого лецитина, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0028] На фигуре 8b показана концентрационная зависимость предела текучести (YV) для дополнительных вариантов осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением нестандартизированного лецитина из семени рапса (0,5%), добавлением нестандартизированного подсолнечникового лецитина (0,5%) и добавлением нестандартизированного соевого лецитина (0,5%) по сравнению с другими дополнительными вариантами осуществления темного шоколада по настоящему изобретению с добавлением лецитина из семени рапса (0,5%), стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу, добавлением подсолнечникового лецитина (0,5%), стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу, и добавлением соевого лецитина (0,5%), стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0029] На фигуре 9 показана концентрационная зависимость натяжения на границе раздела фаз для других вариантов осуществления соевого лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу, подсолнечникового лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу, и лецитина из семени рапса по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу.
[0030] На фигуре 10 показана концентрационная зависимость натяжения на границе раздела фаз для других дополнительных вариантов осуществления нестандартизированного соевого лецитина, соевого лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из сои и соевому маслу, соевого лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из пальмы и соевому маслу, соевого лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по олеиновым жирным кислотам из пальмы и соевому маслу, и соевого лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из подсолнечника и соевому маслу.
[0031] На фигуре 11 показан профиль предела текучести (YV) для дополнительных вариантов осуществления темного шоколада по настоящему изобретению, содержащего соевый лецитин, стандартизированный по жирным кислотам из пальмы, олеиновым жирным кислотам из пальмы, жирным кислотам из сои и жирным кислотам из подсолнечника.
[0032] На фигуре 12 показан профиль пластической вязкости (PV) для дополнительных вариантов осуществления темного шоколада по настоящему изобретению, содержащего соевый лецитин, стандартизированный по жирным кислотам из пальмы, олеиновым жирным кислотам из пальмы, жирным кислотам из сои и жирным кислотам из подсолнечника.
[0033] На фигуре 13а показана концентрационная зависимость пластической вязкости (PV) для других дополнительных вариантов осуществления темного шоколада по настоящему изобретению, содержащего соевый лецитин, стандартизированный по олеиновым жирным кислотам из пальмы, жирным кислотам из сои и жирным кислотам из подсолнечника.
[0034] На фигуре 13b показана концентрационная зависимость предела текучести (YV) для дополнительных вариантов осуществления темного шоколада по настоящему изобретению, содержащего соевый лецитин, стандартизированный по олеиновым жирным кислотам из пальмы, жирным кислотам из сои и жирным кислотам из подсолнечника.
[0035] На фигуре 14 показана концентрационная зависимость натяжения на границе раздела фаз для дополнительных вариантов осуществления соевого лецитина по настоящему изобретению, стандартизированного по жирным кислотам из сои, олеиновым жирным кислотам из пальмы и жирным кислотам из подсолнечника.
[0036] На фигуре 15а показана концентрационная зависимость пластической вязкости (PV) для дополнительных вариантов осуществления темного шоколада, содержащего соевый лецитин, подсолнечниковый лецитин и смеси соевого лецитина и подсолнечникового лецитина по настоящему изобретению.
[0037] На фигуре 15b показана концентрационная зависимость предела текучести (YV) для других дополнительных вариантов осуществления соевого лецитина, подсолнечникового лецитина и смеси соевого лецитина и подсолнечникового лецитина по настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0038] В одном варианте осуществления настоящее изобретение направлено на способы улучшения активности лецитина на границе раздела фаз, включающий добавление в лецитин по меньшей мере одного из жирной кислоты, масла или их комбинации.
[0039] В другом варианте осуществления настоящее изобретение направлено на способы стандартизации лецитина, включающие объединение жирной кислоты с лецитином.
[0040] В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение направлено на способы улучшения реологических свойств содержащего жир кондитерского изделия, включающие добавление лецитина, характеризующегося улучшенной активностью на границе раздела фаз, в состав содержащего жир кондитерского изделия с получением таким образом содержащего жир кондитерского изделия со сниженным пределом текучести (YV).
[0041] Дополнительно в другом варианте осуществления настоящее изобретение направлено на способы улучшения характеристики содержащей лецитин композиции, включающие добавление соединения в лецитин с получением таким образом улучшенного лецитина и модификацией свойства лецитина и добавление улучшенного лецитина в содержащую лецитин композицию.
[0042] В дополнительном варианте осуществления значение нерастворимости в ацетоне (AI), кислотное число (AV) или оба могут быть определены лецитином. В одном варианте осуществления добавление по меньшей мере одного из жирной кислоты, масла или их комбинации в лецитин оказывает эффект, выбранный из группы, состоящей из снижения значения нерастворимости в ацетоне (AI) лецитина по сравнению с сырым лецитином, повышения кислотного числа лецитина по сравнению с сырым лецитином и комбинаций любых из них.
[0043] Настоящее изобретение предусматривает применение многих типов лецитина, включая сырой лецитин, лецитин, полученный из источника растительного происхождения, и лецитин, выбранный из группы, состоящей из соевого лецитина, подсолнечникового лецитина, лецитина из семени рапса, яичного лецитина, кукурузного лецитина, арахисового лецитина и комбинаций любых из них, а также смесь соевого лецитина и подсолнечникового лецитина, включая смесь соевого лецитина и подсолнечникового лецитина, содержащих от приблизительно 30% до приблизительно 70% подсолнечникового лецитина.
[0044] Настоящее изобретение дополнительно предусматривает лецитин с улучшенной активностью на границе раздела фаз, характеризующийся значением нерастворимости в ацетоне (AI), составляющим 62,00%, и максимальным кислотным числом (AV), составляющим 30,00 мг КОН/г.
[0045] Настоящее изобретение предусматривает применение многих типов жирных кислот, включая жирную кислоту, полученную из источника растительного происхождения, и жирную кислоту, выбранную из группы, состоящей из жирных кислот из сои, жирных кислот из пальмы, олеиновых жирных кислот из пальмы, жирных кислот из подсолнечника, жирных кислот масла какао, жирных кислот из канолы, жирных кислот из льняного семени, жирных кислот семян конопли, жирных кислот из грецкого ореха, жирных кислот из семени тыквы, жирных кислот из семени сафлора, жирных кислот из кунжутного семени и комбинаций любых из них.
[0046] Настоящее изобретение предусматривает применение многих типов масел, включая растительное масло и масло, выбранное из группы, состоящей из соевого масла, масла канолы, кокосового масла, кукурузного масла, масла семени хлопчатника, оливкового масла, пальмового масла, арахисового масла, рапсового масла, сафлорового масла, кунжутного масла, масла подсолнечника, миндального масла, букового масла, масла кешью, масла лесного ореха, масла макадамии, масла ореха пекан, масла кедрового ореха, фисташкового масла, масла грецкого ореха, амарантового масла, масла авокадо, твердого орехового масла, масла семени льна, масла виноградной косточки, конопляного масла, горчичного масла, масла земляного миндаля, масла зародышей пшеницы и комбинаций любых из них.
[0047] Настоящее изобретение предусматривает добавление в лецитин только по меньшей мере одной из жирных кислот. Настоящее изобретение также предусматривает добавление в лецитин только масла.
[0048] В дополнительном варианте осуществления определен жирнокислотный профиль лецитина. Настоящее изобретение предусматривает жирную кислоту со степенью насыщения, подобной жирнокислотному профилю лецитина. В еще одном варианте осуществления способ стандартизации лецитина не включает изменение фосфолипидного компонента лецитина.
[0049] В следующем варианте осуществления жирную кислоту объединяют с лецитином таким образом, что лецитин имеет значение нерастворимости в ацетоне (AI), составляющее приблизительно 62-64%, и кислотное число (AV), составляющее приблизительно 26-32 мг КОН/г.
[0050] В следующем варианте осуществления содержащее жир кондитерское изделие содержит шоколад. Настоящее изобретение предусматривает много типов шоколада, включая темный шоколад, молочный шоколад и белый шоколад. В еще одном дополнительном варианте осуществления содержащее жир кондитерское изделие содержит глазурь.
[0051] В следующем варианте осуществления добавление лецитина на стадии составления кондитерского изделия на основе жира включает добавление не более 0,75% по весу лецитина в состав кондитерского изделия на основе жира.
[0052] В следующем варианте осуществления характеристика содержащей лецитин композиции выбрана из группы, состоящей из реологических свойств, вязкости, предела текучести и комбинаций любых из них. Настоящее изобретение предусматривает много типов содержащих лецитин композиций, включая содержащее жир кондитерское изделие, шоколад и глазурь. Настоящее изобретение также предусматривает много типов соединений, добавляемых в лецитин, включая жирную кислоту, масло, эмульгатор (включая ионный эмульгатор, неионный эмульгатор и комбинации любых из них) и комбинации любых из них. Настоящее изобретение дополнительно предусматривает многие свойства лецитина, включая натяжение на границе раздела фаз (IFT), значение нерастворимости в ацетоне (AI), кислотное число (AV) и комбинации любых из них.
[0053] Настоящее изобретение дополнительно поясняется с помощью следующих примеров.
[0054] I. Процедуры общего назначения
[0055] Пример 1. Процедура стандартизации лецитина
[0056] Образцы сырого лецитина стандартизировали в соответствии с нормативно-технической документацией Национальной ассоциации по переработке сои (NSPA) для жидкого лецитина. Целевое значение нерастворимости в ацетоне (AI) составляло приблизительно 62, и целевое кислотное число (AV) составляло приблизительно 28. На основании целевых значений AI и AV для сырого лецитина определяли количество жирных кислот, растительного масла или их комбинации, предназначенное для добавления с целью стандартизации. Сырой лецитин может происходить из любого числа источников, включая без ограничения источники животного происхождения, такие как яичный желток, и источники растительного происхождения, такие как кукуруза, семена масличных культур, плод пальмы, кокосовый орех, подсолнечник, семя рапса и соя. Жирные кислоты могут происходить из любого числа источников, включая без ограничения жирные кислоты из пальмы, олеиновые жирные кислоты пальмы, жирные кислоты из семени рапса, жирные кислоты из кокосового ореха, жирные кислоты из сои и жирные кислоты из подсолнечника. Растительное масло может происходить из любого числа источников, включая без ограничения пальмовое масло, кокосовое масло, масло подсолнечника, рапсовое масло и соевое масло. Сырой лецитин нагревали до 50°C, добавляли жирную кислоту, растительное масло или их комбинацию и смесь непрерывно перемешивали в течение 1 часа. Полученные в результате продукты анализировали в отношении AI и AV путем применения стандартных способов Американского общества специалистов в области химии жиров (AOCS).
[0057] Пример 2. Измерение натяжения на границе раздела фаз (IFT)
[0058] Равновесное натяжение на границе раздела фаз (IFT) между двумя несмешивающимися жидкостями определяли путем применения метода пластины Вильгельми и тензиометра Kruss КН. Две применяемые несмешивающиеся жидкости представляли собой деионизированную воду и н-гексаны. Получали серии разведений растворов лецитина в н-гексанах (от приблизительно 0,01% до приблизительно 1,0% лецитина в н-гексанах, вес/объем). Камеру тензиометра насыщали парами гексана путем удерживания небольшого открытого контейнера с гексаном в углу тензиометра. Все измерения выполняли при комнатной температуре. Активность на границе раздела фаз лецитина оценивали по (1) наклону кривой до точки перелома на графике IFT по сравнению с концентрацией лецитина, с большим наклоном, соответствующим повышенной активности на границе раздела фаз; (2) IFT в точке перелома кривой, с более низким значением IFT, соответствующим повышенной активности на границе раздела фаз; и (3) концентрации лецитина в точке перелома кривой, с более низким значением концентрации, соответствующим повышенной активности на границе раздела фаз.
[0059] II. Влияние стандартизации лецитина по жирным кислотам из сои и соевому маслу на функциональность лецитина.
[0060] Лецитин из семени рапса, подсолнечника и соевый лецитин стандартизировали с применением жирных кислот из сои и соевого масла, так что тестируемая переменная представляла собой тип лецитина. Определяли активность на границе раздела фаз нестандартизированного лецитина и стандартизированного лецитина и сравнивали для определения эффекта, если таковой имел место, стандартизации с применением жирных кислот на функциональность лецитина.
[0061] Пример 3. Стандартизация сырого лецитина из семени рапса по жирным кислотам из сои и соевому маслу
[0062] Образец сырого, нестандартизированного лецитина из семени рапса (Rape-Lec-Ustd) получали от Archer Daniels Midland (ADM), Декейтер, Иллинойс. Часть сырого лецитина из семени рапса стандартизировали в соответствии с нормативно-технической документацией NSPA путем добавления жирных кислот из сои и соевого масла (таблица 1) с получением стандартизированного лецитина из семени рапса (Rape-Lec-Std). Активности на границе раздела фаз Rape-Lec-Std и Rape-Lec-Ustd в зависимости от концентрации лецитина определяли с помощью способа, описанного в примере 2. Строили кривые зависимого от концентрации натяжения на границе раздела фаз для Rape-Lec-Ustd и Rape-Lec-Std (фигура 1). Что касается параметров активности на границе раздела фаз (пример 2) и фигуры 1, Rape-Lec-Ustd проявлял сниженную активность на границе раздела фаз по сравнению с Rape-Lec-Std.
[0063] Таблица 1. Кислотное число (AV) и значения нерастворимости в ацетоне (AI) для нестандартизированного лецитина из семени рапса (Rape-Lec-Ustd) и стандартизированного лецитина из семени рапса (Rape-Lec-Std)
[0064] Пример 4. Стандартизация сырого подсолнечникового лецитина по жирным кислотам из сои и соевому маслу
[0065] Образец сырого нестандартизированного подсолнечникового лецитина (Sun-Lec-Ustd) получали от ADM. Часть сырого подсолнечникового лецитина стандартизировали в соответствии с нормативно-технической документацией NSPA путем добавления жирных кислот из сои и соевого масла (таблица 2) с получением стандартизированного подсолнечникового лецитина (Sun-Lec-Std). Активности на границе раздела фаз Sun-Lec-Std и Sun-Lec-Ustd в зависимости от концентрации определяли с помощью способа, описанного в примере 2. Строили кривые зависимого от концентрации натяжения на границе раздела фаз для Sun-Lec-Ustd и Sun-Lec-Std (фигура 2). Что касается параметров активности на границе раздела фаз (пример 2) и фигуры 2, Sun-Lec-Ustd и Sun-Lec-Std проявляли подобную активность на границе раздела фаз.
[0066] Таблица 2. Кислотное число (AV) и значения нерастворимости в ацетоне (AI) для нестандартизированного подсолнечникового лецитина (Sun-Lec-Ustd) и стандартизированного подсолнечникового лецитина (Sun-Lec-Std)
[0067] Пример 5. Стандартизация сырого соевого лецитина по жирным кислотам из сои и соевому маслу
[0068] Образец сырого нестандартизированного соевого лецитина (Soy-Lec-Ustd) получали от ADM. Часть сырого соевого лецитина стандартизировали в соответствии с нормативно-технической документацией NSPA путем добавления жирных кислот из сои и соевого масла (таблица 3) с получением стандартизированного соевого лецитина (Soy-Lec-Std). Активности на границе раздела фаз Soy-Lec-Std и Soy-Lec-Ustd в зависимости от концентрации определяли с помощью способа, описанного в примере 2. Строили кривые зависимого от концентрации натяжения на границе раздела фаз для Soy-Lec-Ustd и Soy-Lec-Std (фигура 3). Что касается параметров активности на границе раздела фаз (пример 2) и фигуры 3, Soy-Lec-Ustd проявлял сниженную активность на границе раздела фаз по сравнению с Soy-Lec-Std.
[0069] Таблица 3. Кислотное число (AV) и значения нерастворимости в ацетоне (AI) для нестандартизированного соевого лецитина (Soy-Lec-Ustd) и стандартизированного соевого лецитина (Soy-Lec-Std)
[0070] Пример 6. Значения нерастворимости в ацетоне (AI) и кислотного числа (AV) для образцов лецитина
[0071] Нестандартизированные образцы лецитина из различных источников (т.е. семени рапса, подсолнечника и сои) не имели одинаковых значений AI или AV. Стандартизация с применением жирных кислот из сои и соевого масла приводила к снижению отличий в активности на границе раздела фаз между образцами лецитина.
[0072] Таблица 4. Значения нерастворимости в ацетоне (AI) и кислотного числа (AV) для образцов лецитина
[0073] III. Влияние стандартизации лецитина по жирным кислотам из сои и соевому маслу на способность лецитина модифицировать реологические свойства шоколада
[0074] Пример 7. Составы темного шоколада
[0075] Тертое какао расплавляли и смешивали с сахаром и одной четвертью общего количества масла какао, перечисленными в таблице 5, с образованием пасты. Пасту измельчали с применением вальцовочной машины с двумя вальцами до степени измельчения приблизительно 20-25 мкм, измеряемой с применением микрометра, с получением отвальцованной массы. Лецитин добавляли в отвальцованную массу в количествах, перечисленных в таблице 5, и комбинацию смешивали при нагревании до полного расплавления с получением расплавленной пасты. Остальные три четверти используемого общего количества масла какао добавляли в расплавленную пасту и полученный в результате шоколад перемешивали в течение приблизительно 10 минут. Каждая партия шоколада составляла 2100 г. Эффект концентрации как стандартизированного, так и нестандартизированного лецитина исследовали путем изменения количества лецитина от 0 до приблизительно 0,75% по весу общего состава. Свойства текучести, предел текучести (YV) и пластическую вязкость (PV) темного шоколада измеряли с применением вискозиметра Брукфильда при 40°С и при 50, 20, 10, 5 и 2,5 об./мин.
[0077] Пример 8. Реологические свойства темного шоколада, содержащего лецитин из семени рапса (Rape-Lec-Std и Rape-Lec-Ustd)
[0078] Стандартизация лецитина из семени рапса по жирным кислотам из сои и соевому маслу приводила к значительному снижению YV темного шоколада при 0,5% лецитина по весу (фигура 5b). Однако PV темного шоколада значительно не изменилась (фигура 5а). Независимо от типа лецитина из семени рапса (т.е. стандартизированного или нестандартизированного) повышенная концентрация лецитина приводила к снижению PV и повышению YV темного шоколада (фигуры 5а и 5b).
[0079] Пример 9. Реологические свойства темного шоколада, содержащего подсолнечниковый лецитин (Sun-Lec-Std и Sun-Lec-Ustd)
[0080] Стандартизация подсолнечникового лецитина по жирным кислотам из сои и соевому маслу приводила к значительному снижению YV темного шоколада при 0,75% лецитина по весу (фигура 6b). Однако PV темного шоколада значительно не изменилась (фигура 6а). Независимо от типа подсолнечникового лецитина (т.е. стандартизированного или нестандартизированного) повышенная концентрация лецитина приводила к снижению PV и повышению YV темного шоколада (фигуры 6а и 6b).
[0081] Пример 10. Реологические свойства темного шоколада, содержащего соевый лецитин (Soy-Lec-Std и Soy-Lec-Ustd)
[0082] Стандартизация соевого лецитина по жирным кислотам из сои и соевому маслу приводила к значительному снижению YV темного шоколада при 0,75% лецитина по весу (фигура 7b). Однако PV темного шоколада значительно не изменилась (фигура 7а). Независимо от типа соевого лецитина (т.е. стандартизированного или нестандартизированного) повышенная концентрация лецитина приводила к снижению PV и повышению YV темного шоколада (фигуры 7а и 7b).
[0083] Пример 11. Реологические свойства темного шоколада с 0,5% лецитина по весу
[0084] Не обнаруживали значительного эффекта стандартизации на способность лецитина снижать пластическую вязкость (PV). Для данных концентраций лецитина в темном шоколаде как стандартизированный лецитин, так и нестандартизированный лецитин показывали подобные тенденции к снижению PV (фигура 8а). Сравнение различных источников лецитина в отношении эффекта на PV показало, что соевый лецитин и подсолнечниковый лецитин были более эффективными при снижении PV темного шоколада, чем лецитин из семени рапса (фигура 8а).
[0085] Обнаруживали значительный эффект стандартизации на способность лецитина снижать предел текучести (YV). Стандартизированный лецитин был более эффективным, чем нестандартизированный лецитин в отношении снижения YV (фигура 8b). Нестандартизированный лецитин, независимо от источника (т.е. семени рапса, подсолнечника и сои), при 0,5% лецитина по весу приводил к подобным значениям YV для темного шоколада (фигура 8b). Однако стандартизированный лецитин, независимо от источника (т.е. семени рапса, подсолнечника и сои), при 0,5% лецитина по весу приводил к заметно сниженным значениям YV для темного шоколада (фигура 8b). При сравнении источников лецитина с соответствующим эффектом на снижение YV темного шоколада лецитин из семени рапса был наиболее эффективным в снижении YV, и подсолнечниковый лецитин был более эффективным в снижении YV, чем соевый лецитин (фигура 8b).
[0086] Было обнаружено, что тенденция в отношении эффективности при снижении YV являлась подобной тенденции в отношении активности на границе раздела фаз лецитина (фигура 9). На основании кривых IFT лецитин из семени рапса определяли как характеризующийся повышенный активностью на границе раздела фаз по сравнению с подсолнечниковым лецитином, и подсолнечниковый лецитин определяли как характеризующийся повышенный активностью на границе раздела фаз по сравнению с соевым лецитином. Таким образом, был сделан вывод, что активность лецитина на границе раздела фаз коррелировала с эффективностью лецитина при модификации реологических свойств шоколада и особенно эффективностью лецитина в снижении YV темного шоколада.
[0087] IV. Влияние источника жирных кислот, применимых в ходе стандартизации лецитина, на функциональность лецитина
[0088] Соевый лецитин стандартизировали с применением жирных кислот из различных источников и соевого масла таким образом, что тестируемая переменная представляла собой тип используемых жирных кислот.
[0089] Пример 12. Типы жирных кислот
[0090] Для исследования эффектов различных типов жирных кислот на функциональность лецитина 4 типа жирных кислот применяли для стандартизации лецитина (таблица 6). В таблице 6 показаны жирнокислотные составы для жирных кислот из пальмы, олеиновых жирных кислот из пальмы, жирных кислот из сои и жирных кислот из подсолнечника.
[0091] Таблица 6. Жирнокислотные профили
[0092] Пример 13. Значения нерастворимости в ацетоне (AI) и кислотного числа (AV) соевого лецитина, стандартизированного по жирным кислотам из различных источников и соевому маслу
[0093] Образец сырого соевого лецитина получали от ADM. Образец лецитина стандартизировали по нормативно-технической документации NSPA для жидкого лецитина в соответствии со способом, описанным в примере 1.
[0094] Таблица 7. Значения нерастворимости в ацетоне (AI) и кислотного числа (AV) соевого лецитина, стандартизированного по жирным кислотам из различных источников
[0095] Пример 14. Активность соевого лецитина, стандартизированного по жирным кислотам из различных источников, на границе раздела фаз
γ=10
γ=15
γ=10
γ=15
γ=10
γ=15
γ=15
γ=10
γ=15
[0096] Эффективность лецитина на границе раздела фаз качественно определялась следующим: C и C C, где C соответствует концентрации лецитина, необходимой для снижения натяжения на границе раздела фаз смеси гексан-вода до 10 дин/см, и C соответствует концентрации лецитина, необходимой для снижения натяжения на границе раздела фаз смеси гексан-вода до 15 дин/см. Чем меньше значение любого из C или C, тем больше активность на границе раздела фаз. На основе значений C (таблица 8) был сделан вывод, что добавление жирных кислот из пальмы оказывало антагонистический эффект на активность соевого лецитина на границе раздела фаз. Совмещая подобные выводы со значениями C и C (таблица 8), образцы соевого лецитина ранжировали с целью повышения активности на границе раздела фаз: Soy-Lec-Std-Palm FA < Soy-Lec-Ustd<Soy-Lec-Std-PO FA ~ Soy-Lec-Std-Soy FA < Soy-Lec-Std-Sun FA.
[0097] Данные отличия в активности на границе раздела фаз определяли как связанные с эффектами, которые различные типы жирных кислот оказывали на соевый лецитин. Компонент ацильной цепи соевого лецитина содержал более высокие количества ненасыщенных жирных кислот и более низкие количества насыщенных жирных кислот, и, следовательно, ненасыщенные жирные кислоты проявляли синергетический эффект с соевым лецитином, улучшая активность лецитина на границе раздела фаз и общую функциональность лецитина. Однако насыщенные жирные кислоты проявляли антагонистические эффекты на соевый лецитин, снижая активность лецитина на границе раздела фаз и общую функциональность лецитина. Следовательно, делали вывод, что тип жирной кислоты, используемой в стандартизации лецитина, влияет на склонность лецитина к поглощению на границе 5 раздела, влияя на активность лецитина на границе раздела фаз.
[0098] Таблица 8. Свойства соевого лецитина, стандартизированного по жирным кислотам из различных источников, на границе раздела фаз
[0099] V. Влияние источника жирных кислот, применимых в ходе 10 стандартизации лецитина, на способность лецитина модифицировать реологические свойства шоколада
[00100] Пример 15. Составы темного шоколада
[00101] Отвальцованную массу получали от ADM, при этом его композиция представлена в таблице 9. Отвальцованную массу, одну 15 четверть общего количества масла какао, перечисленные в таблице 9, и стандартизированный соевый лецитин смешивали с применением крюка смесительной машины, пока отвальцованный материал не был расплавлен и хорошо перемешан с маслом какао и лецитином (от приблизительно 10 до приблизительно 20 минут). Крюк смесительной машины заменяли на лопасть и перемешивание продолжали в течение приблизительно 1 минуты. Добавляли остальные три четверти общего применяемого количества масла какао и перемешивание продолжали в течение приблизительно 20 минут. Каждая партия шоколада составляла 2100 г. Эффект концентрации лецитина исследовали путем изменения количества лецитина от 0 до приблизительно 0,5% по весу общего состава. Свойства текучести, предел текучести (YV) и пластическую вязкость (PV) темного шоколада измеряли с применением вискозиметра Брукфильда при 40° С и при 50, 20,10, 5 и 2,5 об./мин.
[00102] Таблица 9. Композиция отвальцованной массы, полученной от ADM
[00103] Таблица 10. Составы темного шоколада
[00104] Пример 16. Реологические свойства темного шоколада, содержащего соевый лецитин, стандартизированный по жирным кислотам пальмового масла, жирным кислотам из сои или жирным кислотам из подсолнечника
[00105] На основании результата примера 14 три образца лецитина, наиболее эффективные в улучшении активности на границе раздела фаз, были направлены на: Soy-Lec-Std-PO FA, Soy-Lec-Std-Soy FA и Soy-Lec-Std-Sun FA. Тип жирных кислот, применимых для стандартизации соевого лецитина, не влиял заметно на пластическую вязкость (PV) темного шоколада. При 0,5% лецитина по весу все три тестируемых образца лецитина показывали подобные значения PV. Однако тип жирной кислоты, применяемый для стандартизации соевого лецитина, значительно влиял на предел текучести (YV) темного шоколада. При 0,5% лецитина по весу Soy-Lec-Std-Sun FA вызывал значительное снижение YV по сравнению с Soy-Lec-Std-PO FA и Soy-Lec-Std-Soy FA. Данные наблюдения были подобные таковым примера 14, где Soy-Lec-Std-Sun FA характеризовался повышенной активностью на границе раздела фаз по сравнению с Soy-Lec-Std-Soy FA или Soy-Lec-Std-PO FA. Более низкие значения критической концентрации мицелл (CMC) соответствовали большей активности на границе раздела фаз. Следовательно, активность образцов лецитина на границе раздела фаз коррелировала с функциональностью образцов лецитина при различных применениях, как, например, эффективностью образцов лецитина для модификации реологических свойств шоколада и особенно эффективностью образцов лецитина для модификации YV. Было обнаружено, что функциональность лецитина, которую определяли по активности на границе раздела фаз и эффективности использования лецитина, является модифицируемой путем изменения жирнокислотного профиля жирных кислот, применимых для стандартизации лецитина.
[00106] Таблица 11. Предел текучести (YV) темного шоколада, содержащего соевый лецитин, стандартизированный по жирным кислотам из различных источников
[00107] Таблица 12. Пластическая вязкость (PV) темного шоколада, содержащего соевый лецитин, стандартизированный по жирным кислотам из различных источников
[00108] Пример 17. Реологические свойства темного шоколада, содержащего смеси лецитина
[00109] Оценивали эффективность соевого лецитина, подсолнечникового лецитина и смеси соевого лецитина и подсолнечникового лецитина в модификации реологических свойств темного шоколада. Применяли лецитин из семени подсолнечника и соевый лецитин промышленного назначения. В основном соевый лецитин был более эффективным, чем подсолнечниковый лецитин в снижении пластической вязкости (PV) темного шоколада. Однако подсолнечниковый лецитин был более эффективным, чем соевый лецитин в снижении предела текучести (YV) темного шоколада. На фигуре 15 показано, как смеси соевого лецитина и подсолнечникового лецитина проявляли более высокую эффективность в снижении обоих значений PV и YV. Соотношения смесей составляли 70:30 и 30:70 подсолнечникового лецитина : соевого лецитина. Смеси соевого лецитина и подсолнечникового лецитина проявляли синергетический эффект в модификации реологических свойств шоколада. Кроме того, функциональности смесей соевый лецитин-подсолнечниковый лецитин можно было достигать путем стандартизации соевого лецитина по жирным кислотам из подсолнечника или путем стандартизации подсолнечникового лецитина по жирным кислотам из сои. Присутствие высокоолеинового компонента в комбинации с соевым лецитином имитировало функциональность подсолнечникового лецитина. Источник высокоолеинового компонента, добавляемого к соевому лецитину, может быть выбран из группы, состоящей из жирных кислот из подсолнечника, подсолнечникового лецитина, масла подсолнечника и комбинации любых из них.
[00110] Таблица 13. Концентрации фосфолипидов соевого лецитина и подсолнечникового лецитина
[00111] Таблица 14. Значение пластической вязкости (PV) и предела текучести (YV) темного шоколада с соевым лецитином, подсолнечниковым лецитином и смесью подсолнечниковый лецитин-соевый лецитин
[00112] Настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные примеры. Однако специалистам в данной области будет понятно, что различные замещения, модификации или комбинации любых примеров могут быть сделаны без отступления от сути и объема настоящего изобретения. Таким образом, изобретение не ограничено описанием примеров, а, скорее, прилагаемой формулой изобретения в качестве первоначально поданной.