食品和饮料添加剂制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制造具有0.1至20μm的平均最长直径的可食凝胶颗粒的方法，所述方法包括：将包括海藻酸盐的溶液进行高剪切混合，同时向该溶液加入钙离子源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】食品和饮料添加剂 本专利技术涉及用于包含在食品和饮料组合物中的添加剂。具体地讲，本专利技术涉及可 用来提供独特的口感或充当脂肪代用品的可食凝胶颗粒。本文描述的凝胶颗粒特别适合给 高档饮料提供浓稠的、乳脂状的质构，同时避免需要在饮料组合物中包含高脂肪水平。 消费者对于在家庭环境中制作与咖啡馆和餐馆中生产的饮料相仿的饮料拥有极 大的兴趣。但是，在近年来，消费者变得更具有健康意识，因此期望避免咖啡馆生产高档饮 料所依赖的高卡路里和油腻的成分。当考虑可以日常使用的家庭饮料制作机器而不是在咖 啡馆偶尔消费的饮料时尤为如此。 按需使用的饮料系统可用来在家庭中生产饮料。这些系统通常依赖于使用密封 的、可插入机器中的筒（cartridge)，筒中包含用于单份饮料的成分。将热水引入到筒中，以 将饮料重组并冲入饮料接收器（receptacle)中。可在这些机器中生产的高档饮料通常限 于热巧克力、卡布奇诺咖啡（cappuccino)或拿铁咖啡（latte)饮料，它们可通过引入被截 留的空气或使用诸如乳固形物的成分来增稠。 还已知在适合于饮料制作机器中使用的筒中包括增稠剂。例如，EP2233051公开 了使用增稠剂，包括热可逆的胶凝增稠剂，如甲基纤维素。EP2233051还公开了将海藻酸盐 与可包括在饮料组合物中的钙离子组合使用。根据EP2233051，增稠剂的使用是为了提供更 浓稠的最终饮料。也就是说，向饮料筒中的成分加水会引发反应，该反应在饮料接收器中完 成。因此，最终饮料具有内部凝胶网络，从而提供独特的增稠饮料。但是，这些增稠剂的使 用会导致过度增稠的饮料，并且包括这些增稠剂的组合物对巴氏灭菌造成困难。另一个制 约是，重要的是在杯子中而不是在料合（capsule)中得到增强的质构，因为料合中的非常 高的稠度会使饮料制作/酿制无效果，导致缺乏固形物和口感的含水分多的饮料。具体地讲，当在饮料筒中使用功能成分时，特别是对于液体饮料成分而言，一旦它 们已被完全水化或加热，它们常常仅仅实现它们的功能性（如增强的质构/胶凝或改进的 口感）。由于加工方面的限制（例如包装物的巴氏灭菌方面），这通常制约了可在料合/筒 内包括的功能成分的数量和类型。这一点连同饮料制作期间的加水会导致口感的缺乏。 因此，期望提供一种改进的食品或饮料添加剂和/或解决现有技术中的至少一些 问题，或至少提供其商业上有用的替代方案。 因此，本专利技术的第一方面提供一种用于制造具有0. 1至20 ym的平均最长直径的 可食凝胶颗粒的方法，该方法包括： 将包括海藻酸盐的溶液进行高剪切混合，同时向该溶液加入钙离子源。 现将进一步描述本专利技术。在以下各段落中更详细地限定本专利技术的不同方面。如此 限定的每个方面都可与任何其他（一个或更多个）方面进行组合，除非明确地有相反的指 示。具体地讲，任何被指出为优选的或有利的特征都可与任何其他被指出为优选的或有利 的（一个或更多个）特征进行组合。 本专利技术人已发现了现有技术中的原位生产（produced-in-situ)的增稠剂的替代 方案。具体地讲，本专利技术人已发现，制造可作为添加剂在食品和饮料中提供的凝胶小颗粒 (或"珠粒"）是有可能的。当然，所谓可食意指所述颗粒适于食用。 本专利技术人已发现，这些颗粒对食品和饮料组合物的口感具有意料不到的作用。具 体地讲，在流体环境中，这些颗粒表现为流体凝胶，而这些凝胶提供改进的质构感官品质。 不过，由于这些颗粒是预先胶凝的，它们不会形成原位胶凝系统可能获得的扩展的胶冻状 结构。相反，这些颗粒更接近地模仿大多数高档乳脂状饮料中存在的脂肪颗粒，但不会同样 增添热量含量。 也就是说，本专利技术人已发现，使用新型的、预先胶凝的、表现得如同流体结构形式 的传统增稠剂/胶凝剂，可实现类似的（但不同口感）效果。这可避免与传统增稠剂的使 用相关的许多缺点。 本专利技术人还已发现，这些颗粒的关键在于它们的热稳定性。这个稳定性由根据本 文公开的方法制造这些颗粒而获得。应认识到，微细的凝胶颗粒可简单地通过将膨大的凝 胶结构进行细分来产生。但是，本专利技术人发现，这种颗粒缺乏本专利技术的方法所实现的热稳定 性。不想受理论的约束，推测成分所经历的混合的瞬时性质造成了更紧密结合、更不易分解 的凝胶颗粒的形成。相反，细分而成的凝胶似乎具有断掉的链，且在加热时更容易分解。 因此，本专利技术方法提供了凝胶颗粒的制造。凝胶是本领域熟知的，具体地讲，用钙 离子形成的海藻酸盐凝胶在本领域中熟知用于许多应用。 凝胶颗粒具有0. 1至20 ym的平均最长直径。这个直径可容易地用光学方法测 量。光散射技术不能用来测量流体凝胶颗粒的尺寸，因为它们的折射指数与悬浮介质（水） 的折射指数非常近似。由于这个原因，使用装备有照相机（日本佳能公司（Canon)的EOS 1000D)的光学显微镜（英国布鲁内尔显微镜公司（Brunei Microscopes Ltd)的SP300F) 通过镜检测定颗粒的尺寸。采用偏振光来增加对比度，以便可以使用ImageJ软件测量微凝 胶颗粒尺寸的平均直径（总共50个颗粒），单位为像素。然后使用事先通过用已知的长度 方格图（length graticulate)进行校准而获得的转换系数，将像素数转换为毫米（mm)。 优选地，凝胶颗粒具有1至10 ym、更优选3至8 iim的平均最长直径。已发现这些 小颗粒在具有足够的尺寸以便在最终饮料中可辨别与具有足够的热稳定性之间提供平衡。 更大的颗粒具有减低的稳定性，而更小的颗粒则不能充分地有助于最终产品的口感。 优选地，凝胶颗粒的颗粒尺寸分布窄。颗粒尺寸分布可通过D50值、DlO值和D90 值来表征。这些参数是本领域熟知的，尤其是对于咖啡研磨尺寸而言。D90值是仅有10体 积％的颗粒具有更大尺寸时的值。优选地，凝胶颗粒具有至多50 y m、更优选至多20 y m、最 优选至多15 y m的D90。优选地，凝胶颗粒具有至少0.1 y m、更优选至少0. 5 y m的DlO。 尽管凝胶颗粒的颗粒尺寸小，但它们在饮料中被消费时对口感具有显著的作用。 理论认为，食品水性胶体（food hydrocolloids)的质构或口感与其薄膜流变行为及其整体 性质（bulk properties)有关。 本专利技术方法包括高剪切混合的步骤。高剪切混合是本领域的术语，典型的高剪切 混合机通常是易得的。这种混合机被设计成确保混合机内至少有其中施加在待混合的组合 物上的剪切力非常高的区域。优选的高剪切混合机是销搅拌机（pin-stirrer)，其在下文中 更详细讨论。 用于形成颗粒的成分是包括海藻酸盐的溶液和加到该溶液的钙离子源。钙离子是 在高剪切混合机内添加。本专利技术人发现，如果没有这一点，混合机没有实现具有相同的热稳 定性的产品。也就是说，显示出如果没有钙的高剪切添加，混合机仅仅是打碎预先胶凝的材 料，且产品易于热分解。 优选地，该溶液是水性溶液并以0. 1至10 % w/w范围内、更优选0. 2至5 %范围 内、最优选0. 5至3%范围内的量包括海藻酸盐。本专利技术人已发现，海藻酸盐浓度可对最终 凝胶颗粒的颗粒尺寸具有影响。理论认为，较高的浓度导致在高剪切条件下产生更多小的 颗粒，因为在较大的海藻酸盐含量下，这些颗粒可更快本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造具有0.1至20μm的平均最长直径的可食凝胶颗粒的方法，所述方法包括：将包括海藻酸盐的溶液进行高剪切混合，同时向所述溶液加入钙离子源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：J·梅尔罗斯，I·诺顿，I·费雷斯，T·马西，
申请(专利权)人：卡夫食品研究和开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US