СТАБИЛЬНЫЕ ДВОЙНЫЕ ЭМУЛЬСИИ
STABLE DOUBLE EMULSIONS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к двойным эмульсиям, в частности двойным эмульсиям типа вода-в-масле-в-воде, которые органолептически аналогичны полножирным эмульсиям масло-в-воде и которые стабилизированы посредством выбора смеси эмульгаторов. Изобретение также относится к способу получения указанных двойных эмульсий и к применению смеси эмульгаторов для стабилизации указанной эмульсии.
Уровень техники
Двойные эмульсии, также называемые множественные эмульсии, могут рассматриваться как эмульсия из эмульсии: капли масла, которые диспергированы в водной фазе, сами содержат небольшие капли воды. Эмульсии типа вода-в-масле-в-воде (В/М/В) представляют интерес из-за сниженного содержания жира для создания маложирных продуктов. Более того, капли масла в обычной эмульсии масло-в-воде могут замещаться каплями, составляющими эмульсию типа «вода-в-масле». Маложирные продукты, полученные с множественными эмульсиями, описаны в ЕР 0711115, US 2004/0101613 (EP 1565076), EP 0345075. Множественные эмульсии также часто используются в косметическом применении. Например, EP 1097702, EP 0614660, EP 0650352, EP 0648102, EP 0507693 описывают косметические композиции в виде эмульсий типа «вода-в-масле-в-воде».
Основной проблемой, встречающейся с двойными эмульсиями, является их стабильность. Многие решения, предложенные на сегодняшний день, основаны на простом выборе используемых эмульгаторов. Например, ЕР 0731685 описывает стабильную множественную эмульсию, полученную с использованием эмульгаторов, имеющих показатель гидрофильно-липофильного баланса (HLB) менее 6. ЕР 0631774 также описывает хранение стабильных множественных эмульсий, содержащих специфичные гидрофобные и гидрофильные эмульгаторы. WO 03/049553 аналогично относится к стабильным множественным эмульсиям, полученным путем выбора соответствующих эмульгаторов, использующихся для внутренней эмульсии типа «вода-в-масле» и для внешней эмульсии типа «масло-в-воде». Однако до сих пор еще многое можно сделать в этой области. Патент FR 2823450 описывает итоговый продукт, который представляет собой суспензию, что означает твердый продукт, а не жидкую эмульсию типа вода-в-масле-в-воде. Он не является продуктом питания, а является продуктом только для косметического применения. Патентная заявка WO 03/049553 описывает двойную эмульсию, в которой внутренняя водная фаза содержит загуститель, такой как альгинат. При этом целью является получение гелеобразного (желеобразного) продукта, который является не нашим случаем.
Задача изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение стабилизированных двойных эмульсий, которые могут быть использованы в разных целях.
Сущность изобретения
Соответственно, настоящая задача достигается посредством признаков независимых пунктов формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения развивают далее основной замысел изобретения.
В первом аспекте изобретение относится к двойной эмульсии, содержащей внутреннюю водную фазу, диспергированную в масляной фазе, образуя эмульсию типа «вода-в-масле», указанная эмульсию типа «вода-в-масле» диспергирована в наружной водной фазе, где эмульсия типа «вода-в-масле» содержит, по меньшей мере, один эмульгатор, где, по меньшей мере, внутренняя водная фаза содержит растворенные вещества и где наружная водная фаза содержит, по меньшей мере, один гидрофильный полимер или полимерные агрегаты.
Способ приготовления двойной эмульсии включает следующие стадии:
a) приготовление внутренней водной фазы, содержащей растворенные вещества;
b) комбинирование внутренней водной фазы с масляной фазой, содержащей, по меньшей мере, один эмульгатор для получения стабилизированной эмульсии типа «вода-в-масле»;
c) комбинирование эмульсии типа «вода-в-масле» с наружной водной фазой с образованием двойной эмульсии,
где наружная водная фаза содержит, по меньшей мере, один гидрофильный полимер или полимерные агрегаты,
и двойная эмульсия, получаемая указанным способом, обе составляют часть настоящего изобретения.
Дополнительный аспект изобретения относится к применению, по меньшей мере, одного эмульгатора для стабилизации эмульсии типа «вода-в-масле», где эмульсия типа «вода-в-масле» является частью двойной эмульсии, содержащей указанную эмульсию типа «вода-в-масле», диспергированную в наружной водной фазе.
В заключение, применение двойной эмульсии по изобретению в продуктах питания, продуктах для лечения, фармацевтических продуктах, нутрикосметике, косметике, агрохимических или других промышленных продуктах также является частью изобретения.
Краткое описание фигур
Далее настоящее изобретение описывается согласно некоторым его воплощениям, проиллюстрированным прилагаемыми чертежами, в которых:
Фиг.1 представляет изображения двойной эмульсии, сделанные с помощью световой микроскопии (DIC) в различные моменты времени.
Фиг.2А и 2B показывает реологическую характеристику двойной эмульсии изобретения.
Фиг.3 показывает влияние соли во внутренней водной фазе на стабильность двойной эмульсии.
Раскрытие изобретения
Двойными эмульсиями по изобретению являются предпочтительно эмульсии типа «вода-в-масле-в-воде». Одни содержат водную фазу (внутренняя водная фаза), диспергированную в масляной фазе, образуя эмульсию типа «вода-в-масле». Указанная эмульсия типа «вода-в-масле» диспергирована в наружной водной фазе.
В соответствии с изобретением, внутренняя водная фаза диспергирована и стабилизирована посредством эмульгатора или смеси эмульгаторов в масляной фазе. Внутренняя водная фаза также содержит растворенные вещества.
В одном воплощении эмульсия типа «вода-в-масле» содержит, по меньшей мере, два различных эмульгатора, имеющие разные молекулярные массы.
Среди эмульгаторов, имеющих разные молекулярные массы, предпочтительно проводят различия между эмульгаторами, имеющими молекулярную массу менее 2000, и эмульгаторами, имеющими молекулярную массу более 700. В предпочтительном воплощении, по меньшей мере, один эмульгатор имеет молекулярную массу менее 1800, более предпочтительно менее 1500, даже более предпочтительно менее 1200, при этом, по меньшей мере, второй эмульгатор имеет молекулярную массу более 800, предпочтительно более 1000, даже более предпочтительно более 1200. Такие эмульгаторы могут обозначаться как "низкомолекулярные" эмульгаторы и "высокомолекулярные" эмульгаторы, соответственно. Предпочтительно, "низкомолекулярный" эмульгатор имеет молекулярную массу ниже "высокомолекулярного" эмульгатора.
В соответствии с предпочтительным воплощением, по меньшей мере, один из эмульгаторов выбирают из группы низкомолекулярных эмульгаторов, состоящей из жирных кислот, сложных эфиров сорбита, моно- и диэфиров пропиленгликоля, пегилированных жирных кислот, моноглицеридов, производных моноглицеридов, диглициридов, пегилированных растительных масел, полиоксиэтиленовых эфиров сорбита, фосфолипидов, лецитина, цефалина, липидов, галактолипидов, сложных эфиров сахаров, простых эфиров сахаров, сложных эфиров сахарозы, ангидрида сорбита моностеарата, ангидрида сорбита моноолеата, глицерина моноолетата или их смесей, и, по меньшей мере, второй эмульгатор выбирают из группы высокомолекулярных эмульгаторов, состоящей из сложных эфиров полиглицерина, полиглицерин полирицинолевой кислоты (PGPR), целлюлозы и ее производных, таких как этилцеллюлоза, растворимых в масле белков или пептидов или гидролизатов, комплексов из белка и полисахарида, коацерватов или конъюгатов, пищевых частиц, жировых частиц, твердых липидных наночастиц, микронизированных питательных кристаллов, клетчатки или их смесей.
Соответственно, смесь из эмульгаторов предпочтительно содержит, по меньшей мере, один "низкомолекулярный" эмульгатор и, по меньшей мере, один "высокомолекулярный" эмульгатор.
Если используется только один эмульгатор, то возможным является применение либо "низкомолекулярного" эмульгатора, либо "высокомолекулярного" эмульгатора, предпочтительно "высокомолекулярного" эмульгатора.
Под комплексом из белка и полисахарида, коацерватами или конъюгатами, которые могут использоваться в качестве "высокомолекулярного" эмульгатора в изобретении, подразумевают любую смесь из белков и полисахаридов, которая образует поверхностно-активные супрамолекулярные агрегаты, которые являются физическими комплексами или которые химически соединены друг с другом посредством химических связей. Эти коацерваты или конъюгаты обладают свойствами накопления на поверхности раздела вода-масло, снижения поверхностного натяжения и облегчения дисперсии капель воды в масляной фазе и стабилизации полученной эмульсии типа «вода-в-масле» (в/м эмульсии).
Кроме того, пищевые частицы, которые могут применяться в настоящем изобретении в качестве "высокомолекулярного" эмульгатора, включают семена, специи, приправы, споры, гвоздику, перец, фенхель, тмин, кориандр, мускатный орех, семена мака, паприку, корицу, тальк, цветочную пыльцу, ростки пшеницы, пшеничные отруби, шафран, кокос, какао, меланоидины, кристаллы сахара, агрегаты белков, имбирь, карри, полимерные частицы диоксида титана, полимерные частицы карбоната кальция, микрокристаллическую целлюлозу или их смесь. Частицы могут быть уже поверхностно-активными или могут получить поверхностно-активные свойства после измельчения материала частиц и/или посредством добавления "низкомолекулярного" эмульгатора, который абсорбирует на поверхности частиц. Активность частиц на поверхности раздела фаз в настоящем изобретении (абсорбция на поверхности вода-масло или десорбция с поверхности вода-масло) может быть зарегистрирована, используя классическое измерение поверхностного натяжения, такое как планшетный способ Wilhelmy для измерения формы или объема капли или межфазная тензометрия (R.Miller et al., SOFW-Journal 130, 2-10 (2004)). Абсорбция/прикрепление поверхностно-активных частиц к капелям воды может измеряться путем световой и/или электронной микроскопии. В особенности поляризованный свет или флуоресцентная микроскопия является пригодной техникой для визуализации прикрепления поверхностно-активных частиц на поверхности воздух-пузырек.
Термин «поверхностно-активные частицы» используется здесь для описания коллоидных частиц, т.е. супрамолекулярных агрегатов, имеющих диаметр от 0,5 нм до 100 микрон, предпочтительно 0,5-50 микрон, которые действуют многими путями, подобно эмульгаторам, в том смысле, что они способны абсорбироваться или прикрепляться к поверхности раздела вода-масло. Характерной особенностью абсорбированных частиц является то, что их прикрепление к поверхности раздела вода-масло является необратимым. Четко это не обнаруживается при использовании традиционных эмульгаторов, таких как низкомолекулярные ПАВ, которые абсорбируются обратимым образом и выделяются снова через определенное время (устанавливается равновесие абсорбции/десорбции между водой и маслом). Необратимое прикрепление частиц к поверхности раздела вода-масло придает каплям воды значительную стабильность против слияния или эффекта Освальда.
крит
Согласно настоящему изобретению, поверхностно-активные частицы могут создаваться различными путями: один способ получения поверхностно-активных частиц включает использование "низкомолекулярных" эмульгаторов, нагревания водной дисперсии выше их Крафт-температуры (прим. точка Крафта (Т), т.е. такая температура, выше которой ПАВ начинает растворяться практически неограниченно) и охлаждения дисперсии до комнатной температуры при перемешивании. В течение стадии охлаждения формируются частицы. Эмульгирование внутренней водной фазы в масляной фазе может выполняться в течение стадии охлаждения или сразу после того, как система охладилась до комнатной температуры. Использующимся эмульгатором может быть смесь различных эмульгаторов или может применяться отдельный эмульгатор.
Аналогично, частицы жиров могут быть получены из источников жиров, выбранных из подсолнечного масла, пальмового масла, рапсового масла, хлопкового масла, соевого масла, маисового масла, масла масляного дерева, масла какао или их фракций или в их отвержденной форме или в виде фракции отвержденного масла или в виде частично гидролизированного масла, с высоким содержанием диглициридов или моноглицеридов, или в виде их смесей. Частицы микронизированы и их поверхностная активность и эмульгирующие свойства могут быть отрегулированы путем добавления "низкомолекулярного" эмульгатора, аналогичного тому, который описывался выше для получения поверхностно-активных пищевых частиц.
Под твердыми липидными наночастицами необходимо понимать системы частиц со средним диаметром частиц в диапазоне от 50 до 1000 нм. Они широко известны как системы доставки лекарственных веществ и их получают путем гомогенизации, как описано Dong Zhi Hou, Chang Sheng Xie, Kai Jin Huang, Chang Hong Zhu в Biomaterials 24 (2003) 1781-1785. Их поверхностная активность и эмульгирующие свойства могут быть отрегулированы путем добавления "низкомолекулярного" эмульгатора, аналогично, как описано выше для создания поверхностно-активных частиц пищи.
В заключение, микронизированные питательные кристаллы, такие как фитостерины, гесперидины или ликопеновые кристаллы, могут также использоваться в качестве одного из "высокомолекулярного" эмульгатора. Это касается всех питательных веществ, которые нерастворимы как в воде, так и в масляных фазах и, как следствие, формируя кристаллы. Их поверхностная активность и эмульгирующие свойства могут быть отрегулированы путем добавления "низкомолекулярного" эмульгатора, аналогично, как описано выше для создания поверхностно-активных частиц пищи.
Наиболее предпочтительно, смесь из эмульгаторов, использующихся для стабилизации внутренней эмульсии типа «вода-в-масле», является смесью из PGPR и моноолеата глицерина (GMO). Также возможным является использование только PGPR или только GMO.
Было обнаружено, что применение только "низкомолекулярного" эмульгатора, или альтернативно применение только "высокомолекулярного" эмульгатора может быть достаточным для стабилизации внутренней поверхности разделения вода/масло. Посредством использования эмульгаторов настоящего изобретения, получают продукт, имеющий желаемую консистенцию и стабильность.
Согласно предпочтительному воплощению, наружная водная фаза содержит гидрофильный полимер или полимерные агрегаты. Таким образом, капли масла (которые содержат диспергированную внутреннюю водную фазу) являются стабилизированными в наружной водной фазе. Примерами таких полимеров или агрегатов из полимеров являются амидированный низкометоксилированный пектин, казеинат, сывороточные белки, молочные белки, яичные белки, яичный желток, соевые белки, аравийская камедь, производные крахмала или другие белки или полисахариды, стабилизирующие эмульсии м/в, или гидрофильные частицы, составляющие белковые агрегаты, полисахаридные агрегаты, гидрофильные частицы, составляющие агрегаты белок-ПАВ, гидрофильные частицы, составляющие смеси белок-полисахарид, гидрофильные частицы, составляющие смеси полисахарид-полисахарид, гидрофильные частицы, составляющие разделяющие фазы смеси полисахарид-белок, или их смеси.
Под гидрофильными частицами подразумевают частицы, которые диспергируются в водной фазе и обладают поверхностной активностью. Термин "поверхностно-активные частицы" имеет значение, которое описывалось выше.
Предпочтительно, белок-полисахаридные смеси, коацерваты, конъюгаты, гибриды или частицы используются в качестве гидрофильного полимера в настоящем изобретении.
Наиболее предпочтительно, гидрофильный полимер выбирают из группы, состоящей из изолята сывороточного белка, амидированного низкометоксилированного пектина, яичного желтка или их смеси.
Внутренняя водная фаза предпочтительно содержит растворенные вещества, выбранные из солей, полиолов и/или сахаров. Могут использоваться любые растворимые в воде соли, включая органические соли, полиолы или сахара. Солями могут быть, например, хлорид натрия, хлорид калия, хлорид кальция, хлорид магния, хлорид цинка и др. Полиолы или сахара, которые могут применяться в настоящем изобретении, содержат любые моно-, ди- или олигосахариды, крахмал, продукты деградации крахмала, мальтодекстрины, декстран, глюкозу, сахарозу, фруктозу, глицерин, полиглицерин, этиленгликоль, пропиленгликоль и др.
Наличие растворенных веществ во внутренней водной фазе создает изначально градиент осмотического давления между внутренней водной фазой и наружной водной фазой. Следовательно, внутренняя эмульсия типа «вода-в-масле» по настоящему изобретению находится под осмотическим давлением. Это приводит к увеличению в объеме внутренней водной фазы со временем, так что может быть получена текстурированная двойная эмульсия. Это достигается только тогда, когда внутренняя поверхность раздела вода-масло достаточно стабилизирована с помощью использующихся эмульгаторов. Текстура и консистенция двойной эмульсии по изобретению может модулироваться и регулироваться от низковязкой (литой) до высоковязкой (пастообразной) посредством, например, выбора пригодного типа и количества растворенного вещества.
Таким образом, с помощью настоящего изобретения нет необходимости вводить желирующий агент, т.е. загуститель, при концентрациях выше точки желатинизации, в наружную водную фазу для получения желаемой текстуры и консистенции. Наружная водная фаза не является гелеобразной. Если желирующий агент будет присутствовать, то он будет присутствовать в количестве менее 5 масс.%, предпочтительно менее 2 масс.%.
Кроме того, как показано на фиг.3, наличие растворенных веществ (напр., соли) во внутренней водной фазе оказывает влияние на стабильность двойной эмульсии. Изображения, сделанные с помощью светового микроскопа, показывают различия в стабильности непосредственно перед приготовлением (1), через 1 час после приготовления (2), через 3-7 дней после приготовления (3) для двойной эмульсии, содержащей соль во внутренней водной фазе (А), и двойной эмульсии, не содержащей соль во внутренней водной фазе (В). Изображения показывают, что А является очень стабильной по времени, тогда как В не стабильна абсолютно.
Двойная эмульсия заявленного изобретения может содержать от 1 до 55 масс.%, предпочтительно от 2 до 45 масс.%, более предпочтительно от 3 до 35 масс.% масла. Это зависит от желаемого продукта. Например, посредством изменения количества масла, двойные эмульсии изобретения могут отличаться по консистенции и текстуре от жидкости, до вязких, полножирных майонезоподобных текстур.
Другой способ изменения консистенции конечного продукта заключается в изменении количества капель жидкой фазы во внутренней вода-масло-эмульсии. Увеличение количества водной растворенной фазы в вода-масло-эмульсии превращает консистенцию и текстуру получаемой двойной эмульсии изобретения из жидкости в вязкое и майонезоподобное состояние при сохранении содержания жировых компонентов в постоянной двойной эмульсии.
В одном воплощении в двойной эмульсии также присутствует загуститель для точного регулирования итоговой текстуры и консистенции продукта двойной эмульсии.
Предпочтительно, загуститель присутствует в наружной водной фазе. Наличие загустителя может увеличивать вязкость указанного продукта и стабильность эмульсии в отношении расслоения эмульсии и/или разделения фаз. Это является преимуществом при получении маложирных двойных эмульсий.
Загустители, которые могут применяться в настоящем изобретении, могут быть выбраны из амидированного низкометоксилированного пектина, пектина, альгинатов каррагинана, камеди бобов рожкового дерева, гуаровой камеди, трагаканта, аравийской камеди, ксантановой камеди, камеди карайя, геллановой камеди, полидекстрозы, декстрина, модифицированного крахмала, окисленного крахмала, производных целлюлозы или их смесей.
Если уже используется амидированный низкометоксилированный пектин как часть гидрофильного полимера для стабилизации масляной фазы в наружной водной фазе, то дополнительный загуститель не требуется, но может быть добавлен.
Двойные эмульсии настоящего изобретения могут применяться в продуктах питания, продуктах для лечения, фармацевтических продуктах, нутрикосметики, косметики, агрохимических или других промышленных продуктах. В зависимости от применения, они могут быть подвергнуты сублимационной или распылительной сушке. Высушенная форма может быть восстановлена водой до раствора без потери текстуры двойной эмульсии.
Предпочтительно, они используются в продуктах питания, выбранных из салатных дрессингов, майонезоподобных продуктов, соусов, паст, супов, десертов, кремов и др. Консистенция и текстура этих продуктов могут быть адаптированы, так что возможны жидкие, вязкие или даже жирные текстуры. В предпочтительном воплощении, продукт может быть маложирным пищевым продуктом, имеющим такие же свойства чувствительности, что и соответствующий полножирный вариант этого продукта.
-1
Как показано на фигуре 2, текстура двойной эмульсии настоящего изобретения близка к текстуре стандартного продукта "Thorny mayonnaise a la francaise", особенно относительно напряжения текучести перед перемешиванием (Фиг.2A) и вязкости при высокой скорости сдвига (Фиг.2B). Более того, настоящая двойная эмульсия имеет напряжение текучести 318 Па при 0,9 деформации, против напряжения текучести 294 Па при 0,6 деформации для стандартного майонезного продукта. Аналогично, вязкость при скорости деформирования 160 с для заявленной эмульсии составляет 1,425 против 2,16 для стандартного продукта.
Дегустационная комиссия также показала, что заявленные двойные эмульсии воспринимаются как нейтральные, с хорошей текстурой, сходной с полножирным майонезом. Двойная эмульсия создает впечатление полножирного слоя со вкусом, как у майонеза.
Двойная эмульсия изобретения очень стабильна по времени, без разделения на фазы или изменения текстуры в течение, по меньшей мере, 1 месяца. Более того, согласно фиг.1, эти изображения двойной эмульсии изобретения сделаны после приготовления образца (А), через 1 час (В), через 1 неделю (С), через 1 месяц (D). Можно видеть, что не наблюдается структурного изменения двойной эмульсии на протяжении 1 месяца. Двойная эмульсия состоит из сферических капель масла в водной эмульсии, имеющих диаметр от 1 до 10 микрон. Эти капли почти плотно упакованы в водном растворе.
Настоящая двойная эмульсия может также содержать дополнительные водорастворимые молекулы во внутренней или внешней водной фазе двойной эмульсии. Добавление этих соединений не изменит текстуру конечных продуктов, способствуя получению большого разнообразия продуктов, в особенности маложирных продуктов.
Двойные эмульсии по изобретению получают способом, описанным ниже.
Настоящий способ приготовления двойной эмульсии включает, на первой стадии, приготовление внутренней водной фазы, содержащей растворенные вещества. Растворенные вещества могут выбираться из солей, полиолов и/или сахаров. Типичные соли включают органические соли, хлорид натрия, хлорид калия, хлорид кальция, хлорид магния, хлорид цинка и др. Полиолы или сахара, которые могут применяться в настоящем изобретении, содержат любые моно-, ди- или олигосахариды, крахмал, продукты деградации крахмала, мальтодекстрины, декстран, глюкозу, сахарозу, фруктозу, глицерин, полиглицерин, этиленгликоль, пропиленгликоль и др.
Концентрация растворенных веществ во внутренней водной фазе составляет предпочтительно между от 0,1 до 30% по массе, более предпочтительно от 1% до 20% по массе, даже более предпочтительно от 3% до 15% по массе.
Затем к внутренней водной фазе добавляют масляную фазу, содержащую, по меньшей мере, один эмульгатор для получения высокостабилизированной эмульсии типа «вода-в-масле».
В случае использования смеси эмульгаторов, каждый эмульгатор отличается по молекулярной массе так, что, по меньшей мере, один эмульгатор имеет молекулярную массу менее 2000 и, по меньшей мере, второй эмульгатор имеет молекулярную массу более 700. Предпочтительно, по меньшей мере, один эмульгатор имеет молекулярную массу менее 1800, более предпочтительно менее 1500, даже более предпочтительно менее 1200, при этом, по меньшей мере, второй эмульгатор предпочтительно имеет молекулярную массу более 800, более предпочтительно более 1000, даже более предпочтительно более 1200.
Более предпочтительно, эмульгаторами являются такие соединения, по меньшей мере, одно из которых выбирают из группы "низкомолекулярных" эмульгаторов, состоящей из жирных кислот, эфиров сорбита, моно- и диэфиров пропиленгликоля, пегилированных жирных кислот, моноглицеридов, производных моноглицеридов, диглицеридов, пегилированных растительных масел, полиоксиэтиленовых эфиров сорбита, фосфолипидов, лецитина, цефалина, липидов, галактолипидов, сложных эфиров сахаров, простых эфиров сахаров, сложных эфиров сахарозы, ангидрид сорбита моностеарат, ангидрид сорбита моноолеат, моноолеата глицерина или их смесей, и, по меньшей мере, второй эмульгатор выбирают из группы высокомолекулярных эмульгаторов, состоящей из сложных эфиров полиглицерина, полиглицерин полирицинолевой кислоты (PGPR), целлюлозы и ее производных, таких как этилцеллюлоза, растворимых в масле протеинов или пептидов или гидролизатов, комплексов протеин-полисахариды, коацерватов или конъюгатов, пищевых частиц, жировых частиц, твердых липидных наночастиц, микронизированных питательных кристаллов, клетчатки или их смесей.
Наиболее предпочтительно, эмульгатором, использующимся для стабилизации внутренней эмульсии типа «вода-в-масле», является PGPR, моноолеат глицерина (GMO) или их смесь.
В предпочтительном воплощении, количество эмульгаторов, использующихся для стабилизации эмульсии типа «вода-в-масле», составляет менее 5 масс.%, предпочтительно менее 3 масс.%, более предпочтительно менее 1 масс.% полученной эмульсии типа «вода-в-масле».
Соотношение содержания "низкомолекулярного" эмульгатора к содержанию "высокомолекулярного" эмульгатора составляет между от 1:10 до 10:1 по массе. Предпочтительно, оно составляет между 1:5 и 5:1. Наиболее предпочтительно, оно равно 4:1.
Массовая доля водной, содержащей растворенное вещество фазы в эмульсии типа «вода-в-масле» может составлять от 1% до 80%, предпочтительно, от 5% до 60%, и наиболее предпочтительно от 10% до 50%.
Условия формирования эмульсий типа «вода-в-масле» являются стандартными условиями, известными специалисту в данной области. Например, смесь масла и воды гомогенизируют, используя высокое давление или сдвиг или мембрану или ультразвук, посредством миксеров, известных из уровня техники. Скорость гомогенизации и продолжительность сдвига или перемешивания влияют на размер капель воды внутри капель масла и, следовательно, на текстуру и консистенцию итоговой двойной эмульсии.
Предпочтительно, условия таковы, что капли воды имеют размер в диапазоне между 70 нм и 20 мкм. Размер капель воды влияет на консистенцию итоговой двойной эмульсии и может регулироваться соответственно. В наиболее предпочтительном воплощении, размер капель воды составляет между 100 нм и 10 мкм.
Заключительная стадия настоящего способа заключается в перемешивании эмульсии типа «вода-в-масле» с наружной водной фазой с получением двойной эмульсии. Предпочтительно, наружная водная фаза содержит гидрофильный полимер или смесь полимеров или агрегат. Таким образом, масляная фаза стабилизирована в наружной водной фазе посредством указанного гидрофильного полимера.
Примерами таких гидрофильных полимеров или агрегатов из полимеров являются амидированный низкометоксилированный пектин, казеинат, сывороточные белки, молочные белки, яичные белки, соевые белки, аравийская камедь, производные крахмала или другие белки или полисахариды, стабилизирующие м/в эмульсии, или гидрофильные частицы, составляющие агрегаты из белков, полисахаридные агрегаты, гидрофильные частицы, составляющие агрегаты из белка и ПАВ, гидрофильные частицы, составляющие смеси из белка и полисахарида, гидрофильные частицы, составляющие смеси из полисахарида и полисахарида, гидрофильные частицы, составляющие разделяющие фазы смеси из полисахарида и белка, или любые их смеси.
Под гидрофильными частицами понимают частицы, которые диспергируются в водной фазе и показывают активность на границе раздела фаз. Термин «поверхностно-активные частицы» описан выше.
Предпочтительно, смеси из белка и полисахарида, коацерваты, конъюгаты, гибриды или частицы применяются как гидрофильный полимер в настоящем изобретении.
Наиболее предпочтительно, гидрофильный полимер выбирают из группы, состоящей из изолята сывороточного белка, амидированного низкометоксилированного пектина, яичного желтка или их смеси.
Количество наружной водной фазы, добавляемой к эмульсии «вода-в-масле», составляет в пределах от 15:85 до 95:5. Предпочтительно, оно находится в пределах от 20:80 до 80:20. Более предпочтительно, оно находится в пределах от 30:70 до 70:30.
В настоящем способе, водорастворимые молекулы могут дополнительно быть включены во внутреннюю или наружную водную фазу двойной эмульсии. Добавление этих компонентов не приводит к изменению текстуры итоговых продуктов, способствуя получению целого ряда продуктов, в частности маложирных продуктов.
В предпочтительном воплощении настоящего изобретения, полученная двойная эмульсия устанавливается как для получения текстурированной двойной эмульсии. Это вызвано тем, что концентрация растворенных веществ во внутренней водной фазе такова, что между внутренней и наружной водными фазами создается градиент осмотического давления. Как правило, для установления осмотического равновесия между фазами требуется несколько часов. Было обнаружено, что итоговая текстура является очень стабильной по времени и больше не изменяется. Следовательно, двойная эмульсия изобретения может быть приготовлена в жидкой форме, и вливаться или наполняться в упаковку при отсутствии проблем, связанных с получением итоговой вязкости. Это обеспечивает огромное преимущество, касающееся упрощения производства.
В соответствии с настоящим изобретением, итоговая консистенция контролируется различными факторами, такими как количество и тип растворенных веществ, присутствующих во внутренней и наружной водной фазе, количество масляной фазы, количество внутренней водной фазы в каплях масла, размер капель водной фазы, размер капель масла, количество и тип смеси эмульгаторов, использующихся для стабилизации внутренней водной фазы, и тип полимера, использующегося для стабилизации наружной поверхности раздела фаз масло/вода.
Наиболее важно, посредством настоящего изобретения было обнаружено, что тип эмульгаторов, использующихся для стабилизации эмульсии типа «вода-в-масле», является принципиальным, когда рассматривается стабильность всей двойной эмульсии.
Таким образом, также составной частью настоящего изобретения является применение, по меньшей мере, одного эмульгатора для стабилизации эмульсии типа «вода-в-масле», где эмульсия типа «вода-в-масле» является частью двойной эмульсии, содержащей указанную эмульсию типа «вода-в-масле», диспергированную в наружной водной фазе.
Эмульгаторами являются те, которые здесь описаны относительно двойных эмульсий и их способа получения.
Наиболее предпочтительно, эмульгаторы представляют собой смесь из моноолеата глицерина и полиглицерин полирицинолевой кислоты (PGPR).
Настоящее изобретение, следовательно, обеспечивает способ, в соответствии с которым могут быть получены двойные эмульсии, которые являются стабильными по времени и которые проявляют консистенции, которые могут быть адаптированы в соответствии с желаемым применением. В особенности, могут быть получены маложирные двойные эмульсии с органолептическими свойствами полножирных продуктов. Таким образом, с использованием двойной эмульсии настоящего изобретения может быть приготовлен майонезоподобный продукт 10% жирности, который воспринимается как стандартный майонез 80% жирности. Настоящее изобретение иллюстрируется в дальнейшем посредством следующих не ограничивающих примеров.
Примеры
Следующую процедуру использовали для получения некоторого количества продуктов, имеющих майонезоподобные консистенции, пастообразные консистенции (напр., типа Nutella) или консистенции типа салатных дрессингов.
Полимер перемешивали в воде с помощью ротор-статорного миксера (Kinematic AG, Switzerland) при комнатной температуре в течение 5 минут с получением наружной водной фазы. Раствор хранили при перемешивании.
Приготавливали гомогенный раствор сахара и/или соли в воде при комнатной температуре. К раствору добавляли смесь из масла и эмульгаторов при комнатной температуре, и смесь подвергали перемешиванию при большой скорости сдвига (скорость 3-10) с помощью ротор-статорного миксера в течение 1-18 минут для образовании эмульсии типа «вода-в-масле». Наружную водную фазу добавляли к эмульсии типа «вода-в-масле» или наоборот, т.е. эмульсию типа «вода-в-масле» добавляли к наружной водной фазе, и их перемешивали друг с другом при комнатной температуре при малой скорости сдвига (скорость 3) в течение 1 минуты. Затем образец хранили при 4°C в течение, по меньшей мере, 1-6 часов до применения. В течение этого времени образовывалась конечная консистенция двойной эмульсии.
Образцы можно стерилизовать и/или пастеризовать, используя стандартные методы.
Майонезоподобные консистенции
Пример 1
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
25% водный 1M NaCl
-
Сахар
5% глюкоза
-
Эмульгаторы
8% PGPR
-
2% GMO
Масло
60% подсолнечное масло
-
Полимер
-
5% WPI
2% ALMP
Количество
20%
80%
Пример 2
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
29% водный 1M NaCl
-
Сахар
5% глюкоза
-
Эмульгаторы
4% Ethocel
-
2% GMO
Масло
60% подсолнечное масло
-
Полимер
-
5% WPI
2% ALMP
Количество
20%
80%
Пример 3
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
24% водный 1 M NaCl
-
Сахар
5% глюкоза
-
Эмульгаторы
8% полимерные частицы TiO<sub>2</sub> 2% GMO
-
Масло
60% подсолнечное масло
-
Полимер
-
5% WPI 2% ALMP
Количество
20%
80%
Пример 4
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
16% водный 1M NaCl
-
Сахар
5% глюкоза
-
Эмульгаторы
2% PGPR 2% GMO
-
Масло
75% подсолнечное масло
-
Полимер
-
6,25% WPI 2,5% ALMP
Количество
20%
80%
Пример 5
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
25% водный 1M NaCl
-
Сахар
5% глюкоза
-
Эмульгаторы
8% PGPR 2% GMO
-
Масло
60% подсолнечное масло
-
Полимер
-
6,25% WPI
Количество
30%
70%
Пример 6
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
25% водный 1M NaCl
-
Сахар
5% глюкоза
-
Эмульгаторы
8% PGPR
-
2% GMO
Масло
60% подсолнечное масло
-
Полимер
-
6,25% WPI
Количество
40%
60%
Пример 7
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
5% водный 1 M NaCl
-
Сахар
1% глюкоза
-
Эмульгаторы
1,6% PGPR 0,4% GMO
-
Масло
92% подсолнечное масло
-
Полимер
-
6,25% WPI 2,5% ALMP
Количество
40%
60%
Пример 8
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
10% водный 1 M NaCl
-
Сахар
2% глюкоза
-
Эмульгаторы
3,2% PGPR 0,8% GMO
-
Масло
60% подсолнечное масло
-
Полимер
-
6,25% WPI 2,5% ALMP
Количество
30%
70%
Пример 9
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
8% водный 1 М NaCl
-
Сахар
5% глюкоза
-
Другое
6,75% уксус (10%) 1,25% вода
0,37% уксус (10%) 2,5% горчица 5% водный раствор яичного желтка
Эмульгаторы
2% PGPR 2% GMO
-
Масло
75% подсолнечное масло
-
Полимер
-
6,25% WPI 2,5% ALMP
Количество
30%
70%
Пример 10
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
3% NaCl
-
Другое
1,5% уксус (10%) 25,5% вода
10% уксус (10%) 10% горчица 39% FGEM яичного желтка
Эмульгаторы
0,6% PGPR
-
Масло
69,4% подсолнечное масло
-
Полимер
-
-
Количество
65%
35%
Пример 11
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
3%NaCl
-
Сахар
-
-
Другое
1,5% уксус (10%) 25,5% вода
10% уксус (10%) 10% горчица 39% FGEM яичного желтка
Эмульгаторы
0,5% PGPR
-
Масло
69,5% подсолнечное масло
-
Полимер
-
1% ALMP
Количество
70%
30%
Пастообразные консистенции
Пример 12
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
10% водный 1 M NaCl
-
Сахар
2% глюкоза
-
Эмульгаторы
3,2% PGPR 0,8% GMO
-
Масло
84% подсолнечное масло
-
Пищевой полимер
-
6,25% WPI 2,5% ALMP
Количество
40%
60%
Консистенции типа салатных дрессингов
Пример 13
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
5% водный 1M NaCl
-
Сахар
1% глюкоза
-
Эмульгаторы
1,6% PGPR 0,4% GMO
-
Масло
92% подсолнечное масло
-
Полимер
-
6,25% WPI 2,5% ALMP
Количество
20%
80%
Пример 14
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
5% водный 1M NaCl
-
Сахар
1% глюкоза
-
Эмульгаторы
1,6% PGPR 0,4% GMO
-
Масло
92% подсолнечное масло
-
Полимер
-
6,25% WPI 2,5% ALMP
Количество
30%
70%
Пример 15
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
10% водный 1M NaCl
-
Сахар
2% глюкоза
-
Эмульгаторы
3,2% PGPR 0,8% GMO
-
Масло
84% подсолнечное масло
-
Полимер
-
6,25% WPI 2,5% ALMP
Количество
20%
80%
Пример 16
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
10% водный 1M NaCl
-
Сахар
2% глюкоза
-
Эмульгаторы
2% PGPR 0,5% GMO
-
Масло
85,5% подсолнечное масло
-
Полимер
-
6,25% WPI
Количество
20%
80%
Пример 17
Эмульсия типа «вода в масле»
Наружная водная фаза
Соль
25% водный 1M NaCl
-
Сахар
5% глюкоза
-
Эмульгаторы
2% PGPR 0,5% GMO
-
Масло
67,5% подсолнечное масло
-
Пищевой полимер
-
6,25%
Количество
30%
70%
PGPR: полиглицерин полирицинолеат (PGPR 90)
Ethocel 45: этилцеллюлоза от Dow Chemicals
GMO: моноолеат глицерина
2
TiO: частицы диоксида титана
WPI: изолят сывороточного белка (Bipro, U.S.)
ALMP: амидированный низкометоксилированный пектин (Grinsted Пектин LA040)
FGEM яичный желток: яичный желток, модифицированный ферментом производственным образом.