Сферическая частица и пищевые суспензии, и съедобные массы, содержащие сферические частицы Российский патент 2018 года по МПК A23G1/00 A23G1/40 

Изобретение относится к сферическим частицам, к агломератам из сферических частиц, к способам получения сферических частиц, к пищевым суспензиям и съедобным массам, содержащим сферические частицы, и к продуктам питания, содержащим пищевую суспензию и/или съедобную массу.

Для получения обычных шоколадных продуктов частицы, как правило, содержащие кристаллический сахар, компоненты какао и/или сухие молочные компоненты, суспендируют в жидком масле какао. Их предварительно кристаллизуют в операции температурного кондиционирования, с охлаждением, и в итоге отверждают, в частности кристаллизуют, с охлаждением.

Шоколадные продукты должны иметь хорошее сенсорное качество. Сенсорное качество означает качество вкуса и текстуры съедобного продукта, также называемого пищевым продуктом, которое воспринимается при употреблении и которое определяет значение удовольствия. Высокое значение удовольствия является правилом, установленным для шоколадных продуктов, если в отвердевшем состоянии шоколадная масса имеет хрустящую и в то же время мягкую, то есть при плавлении сливочную консистенцию с низкой вязкостью, быстро плавится и ощущается однородной, то есть не воспринимается шероховатой в полости рта.

Сенсорное качество можно оценить посредством так называемого «количественного описательного анализа (QDA)», для которого используются лица, проводящие испытания.

Сенсорное качество определяется сырьевыми материалами, например сортом какао-бобов, и в частности, этапами обработки при производстве шоколада.

При производстве обычного шоколадного продукта шоколадная масса должна быть измельчена между вальцами и/или конширована для достижения высокого сенсорного качества, где образуются угловатые частицы в результате измельчения. В этой процедуре суспендированные частицы являются дезагломерированными, тонко разделенными, а также измененными физически и/или химическими по отношению к некоторым из их составляющих компонентов, вносящих вклад в развитие вкуса и аромата. Эти операции (тонкая вальцовка, конширование) являются крайне время- и энергозатратными.

В контексте настоящего изобретения сахара означают подслащающие компоненты, в частности сахариды, то есть моно-, ди- и олигосахариды, в частности, имеющие декстрозный эквивалент (ДЭ) больше 20, сахароспирты, заменители сахара и подсластители, и их комбинации. ДЭ определяют по методу Лейна-Эйнона, который описан, например, в «Zucker und Zuckerwaren» (см. Hofrmarm/Mauch/Untze, 2nd ed. 2002, ISBN 3-86022-937-0, p. 234-235).

WO 2006/130698 указывает, что продукт со сниженной стоимостью и/или калорийностью может быть получен путем замены кристаллического сахара аморфным сахаром; последний, как правило, имеет меньшую плотность, чем кристаллический сахар. Частицы какао, молочные частицы и/или фруктовое пюре дополнительно могут быть встроены в аморфный сахар. Аморфный сахар готовят путем растворения сахарного материала в воде, нагревания раствора, удаления воды, сушки материала и последующего дробления. Частицы, образованные таким способом, как правило, имеют ломаные края, в результате чего масса с суспендированными частицами должна быть подвергнута последующей обработке для достижения адекватного сенсорного качества.

WO 2006/005525 раскрывает плавленый съедобный продукт, в котором высушенные распылением порошки на основе молока или сахара объединяют для получения пористого продукта. Продукт, имеющий низкое содержание жира и/или высокое содержание углеводов, можно получить таким способом. Сенсорное качество не может быть улучшено путем вальцовки или конширования. Полученный продукт имеет лишь ограниченную текучесть.

СН 502834 раскрывает способ, в котором сферические гранулы получают из кристаллического сахара посредством так называемой распылительной кристаллизации, где какао-порошок, который, например, содержит жир, смешивают со сферами. Полученные гранулы являются легко текучими и могут быть быстро растворены в воде, так что их можно применять для приготовления подслащенного быстрорастворимого какао напитка. Однако эти гранулы непригодны для получения шоколадных продуктов.

Публикация ЕР 1064856 относится к инкапсулированию так называемых активных ингредиентов. Активные ингредиенты, например вкусоароматические вещества, добавляют в сахарный раствор и его отверждают распылительной сушкой. Образованные полутвердые сферические частицы, имеющие содержание воды от 10 до 20%, сушат, при этом они агломерируют до более крупных частиц, имеющих диаметр примерно 400 мкм.

Публикация US 5123162 раскрывает вкусоароматические вещества в углеводном субстрате, которые фиксировали распылительной сушкой.

Вкусоароматические вещества или фруктовые частицы встраивают в аморфный сахарный субстрат из моно- и дисахаридов. Поскольку частицы являются стабильными, матрикс содержит высокомолекулярный пленкообразующий материал, например камедь или химически модифицированный крахмал.

Публикация ЕР 1304044 относится к материалу, инкапсулированному гидроксипропилцеллюлозой. Публикация раскрывает частицы, в которых вкусоароматические вещества встроены в аморфный или частично кристаллический матрикс. Помимо гидроксипропилцеллюлозы матрикс содержит, например, сахар.

Публикация WO 99/07901 относится к мезоморфным сахарным частицам. Аморфные сахарные сферы, в которые встроены добавки, такие как вкусоароматические средства, пищевые продукты или какао, получают в центрифуге с применением так называемого способа «liquiflash». Сферы затем кристаллизуют и измельчают, так что образуются микрокристаллы, имеющие диаметр менее 10 мкм. Композиции для помадки, содержащие эти малые частицы, придают вкус и ощущение богатой жиром массы во рту.

Публикация US 5637344 относится к изделиям из сахара, имеющим вкус шоколада. Частицы какао-порошка, подвергнутые так называемому процессу «помола воздушными струями», при котором формировались округленные частицы с диаметром меньше 15 мкм, встраивали в аморфную сахарную массу. В отличие от измельченного обычным способом какао-порошка, эти мелкие округленные частицы не вызывают грубого песочного ощущения на языке.

Публикация US 3472658 относится к легко смачиваемой сахарной композиции. Сахарная частица окружена слоем какао, который, в свою очередь, покрыт аморфным сахаром. Частицы могут иметь диаметр частицы примерно от 150 до 1 мм.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение исходных материалов, пищевых суспензий и/или съедобных масс, преодолевающих известные недостатки, с которыми можно получить продукт питания со значительно сниженной калорийностью, соответствующий высоким сенсорным требованиям в отношении консистенции, текстуры, вкуса и стабильности; и соответствующих способов получения со снижением затрат энергии.

Задача решается посредством сферической частицы для получения продукта питания, где частица содержит матриксный материал из аморфно отвержденного биополимера, где матриксный материал имеет содержание воды, выбранное так, что, в частности, температура стеклования матриксного материала превышает типичную или намеченную температуру хранения, потребления и/или обработки, в частности, температура стеклования составляет более 25°С; и где содержание воды в матриксном материале составляет меньше 10 масс.% (равновесного содержания влаги в матриксном материале при 20°С и 1,023 гПа).

В настоящей заявке матриксный материал означает основное вещество, в котором могут быть встроены другие компоненты, предпочтительно по отдельности и/или разделенные на части, и предпочтительно по существу однородно распределенные.

Температура стеклования означает температуру стеклования, определенную посредством динамической дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), подробно описанной ниже.

Биополимером может быть, например, крахмал, белки, микрокристаллическая целлюлоза или полиглицериновый сложный эфир (ПГЭ). В частности, биополимером является сахар или смесь сахара/полисахарида, например смесь сахаров с крахмалами, факультативно, частично деградированными крахмалами, или биополимер включает сахар или смесь сахара/полисахарида.

Предпочтительно, матриксный материал содержит аморфно отвержденный сахар, более предпочтительно сахар, имеющий значение декстрозного эквивалента больше 20, или состоит из него.

Матриксный материал может содержать смесь сахаров, имеющих разные значения декстрозных эквивалентов, или состоять из нее, где в целом может формироваться декстрозный эквивалент более 20.

В частности, матриксный материал не содержит целлюлозы или ее производных.

В частности, твердые частицы и/или объемы жидкости и/или объемы газа встроены в матриксный материал. Эти частицы, имеющие встроенные вещества, также называются далее композиционными частицами.

Содержание воды в матриксном материале соответствует равновесному содержанию воды сферической частицы. Это содержание воды определяет термомеханические свойства частицы и значительно влияет на ее температуру стеклования. Сферическая частица может иметь компоненты, которые встроены в матриксный материал и которые содержат инкапсулированную воду. Они не вносят вклад в равновесное содержание воды частицы, поскольку она закрыта и не может диффундировать в матриксный материал.

Содержание воды можно определить путем титрования или посредством определения температуры стеклования, например, посредством динамического механического анализа (ДМА) или путем динамической дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК).

В настоящей заявке частицы, в которых более 70% поверхности является выпукло изогнутой, что говорит о том, что 30% поверхности образовано плоскими областями, также называются сферическими частицами.

Сферические частицы имеют сферичность ψ больше 0,5, предпочтительно больше 0,8, более предпочтительно больше 0,9. Сферичность ψ означает отношение поверхности сферы, имеющей тот же самый объем, как данная частица, и поверхности частицы:

где V_p означает объем частицы s, а А_р означает поверхность частицы. Если частица имеет форму сферы, сферичность равна 1.

Было установлено, что сферические частицы особенно пригодны для обеспечения высокого сенсорного качества пищевой суспензии или съедобной массы. Угловатые частицы должны иметь меньший размер и должны быть более однородно распределены для генерации сопоставимого сенсорного качества в отношении ощущаемой шероховатости, вязкости и/или консистенции.

Сферические частицы могут присутствовать в съедобной массе с большими диаметрами, чем сломанные или угловатые частицы, и обеспечивают такое же сенсорное качество.

Аморфное состояние обеспечивает отсутствие кристаллических плоскостей с краями на поверхности частиц.

Содержание воды фиксируют так, чтобы аморфно отвержденный биополимер не кристаллизовался впоследствии при специально выбранных условиях хранения.

Достаточно низкое равновесное содержание воды, установленное в соответствии с настоящим изобретением в матриксном материале, например, меньше 10 масс.%, обеспечивает отсутствие последующей кристаллизации и таким образом образования структур с угловатыми поверхностями при типичной и/или назначенной температуре применения, хранения или употребления, поскольку температура стеклования установлена так, что не превышается период времени, подходящий для кристаллизации.

Такие периоды времени могут составлять, например, несколько часов, в зависимости от системы вещества и разницы температуры между действительной температурой аморфного матрикса и температурой стеклования.

Было установлено, что в дополнение к возможной последующей кристаллизации размягчение матриксного материала, в частности, на поверхности частицы также ответственно за взаимодействие частиц друг с другом.

На клейкость поверхности влияет содержание воды, активность воды, температура на поверхности частицы и температура стеклования, а также химический состав частицы.

При реологическом анализе смесей частиц, содержащем аморфный матриксный материал и триглицериды, было установлено, что вязкость исходно снижается в зависимости от температуры и вновь возрастает при превышении определенной критической температуры. Эта критическая температура может быть связана с температурой стеклования и называется реологически характеризуемой температурой стеклования (T_g,rhe). Это примерно на 10-20°С выше температуры стеклования, определенной посредством ДСК.

Температура, преобладающая на поверхности, является решающей для клейкости. При условиях изотермического равновесия температура поверхности является такой же, как температура сердцевины частицы. Однако с учетом неравновесных состояний температура поверхности может быть выше температуры сердцевины частицы в результате трения, так что клейкость может возникать на поверхности, хотя средняя температура частицы еще не достигает критической температуры T_g,rhe.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения последующей кристаллизации, так же как и клейкости, противодействует достаточное содержание, предпочтительно по меньшей мере 10 масс. %, биополимеров с длинной цепью, например, смеси декстрозы/сахарозы, имеющей декстрозный эквивалент ДЭ 19.

Здесь и далее декстроза означает смесь моно-полисахаридов. Полисахариды являются молекулами, содержащими по меньшей мере два моносахарида.

Сахароза содержит одну молекулу глюкозы и одну молекулу фруктозы.

Таким образом, при одном и том же содержании воды смеси декстрозы/сахарозы имеют температуру стеклования T_g, которая повышается при снижении декстрозного эквивалента при определенном содержании декстрозы, повышении содержания олигосахаридных молекул, и увеличении длины цепи олигосахаридных молекул.

В примерах использования было установлено, что при содержании минимум 15 масс. % ДЭ19 или минимум 30 масс.% ДЭ34, на основе безводной сахарной фазы или биополимерной фазы, температура стеклования T_g является достаточно высокой для стабилизации содержания воды до 10 масс.%. Предпочтительно, матриксный материал сферической частицы имеет температуру стеклования более 30°С, предпочтительно от 30 до 40°С, особо предпочтительно больше 40°С. Таким образом, частицы можно дальше применять и/или хранить устойчивым образом при температурах до температуры стеклования, то есть при температурах по меньшей мере до 30°С, в частности, в качестве компонента пищевой суспензии или съедобной массы.

Встроенные вещества, присутствующие в матриксном материале, позволяют объединять сферические частицы с подходящими ингредиентами и композиционным порошком, который можно смешать, например, в непрерывной жидкой фазе, для получения непосредственно таким способом. Таким способом можно получить текучую пищевую суспензию.

Размер, вкусовые свойства и/или содержание питательных веществ в сферических частицах можно установить целенаправленным образом. Таким образом обеспечивается композиционный порошок, с которым можно получить пищевую суспензию и/или съедобную массу, которая обладает определенным сенсорным качеством и которая, например, одновременно имеет сниженную калорийность и/или обогащена придающими вкус и/или питательными компонентами.

Предпочтительно, сферическая частица содержит матриксный материал по меньшей мере до 5 об.%, более предпочтительно по меньшей мере до 10 об.% , более предпочтительно по меньшей мере до 30 об.%, более предпочтительно по меньшей мере до 50 об.% .

Предпочтительно, сферическая частица содержит матриксный материал по меньшей мере до 50 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере до 60 масс.%.

Встроенные таким способом вещества могут полностью находиться в матриксном материале и не ухудшать поверхность или структуру поверхности сферической частицы.

Встроенные вещества предпочтительно присутствуют в матриксном материале в тонкоизмельченной форме и имеют, в частности, максимальную протяженность в пространстве до 30 мкм.

Предпочтительно, сферическая частица содержит по меньшей мере 0,1 масс. % встроенных веществ и/или по меньшей мере 0,1 об. % встроенных веществ.

Предпочтительно, сферическая частица содержит максимум 60 масс. % и/или максимум 60 об. % твердых, жидких или газообразных встроенных веществ при комнатной температуре.

Сферическая частица предпочтительно имеет диаметр меньше 500 мкм, более предпочтительно меньше 100 мкм, и еще более предпочтительно меньше 50 мкм. Сферические частицы этого размера можно легко смешать с другими массами, в частности смешать в жидкостях.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения матриксный материал имеет активность воды меньше 0,7, в частности меньше 0,6, и предпочтительно меньше 0,55, в частности от 0,05 до 0,45. Активность воды определяют в настоящей заявке как отношение парциального давления пара и давления насыщенного пара при комнатной температуре (20°С) при нормальном давлении (1,023 гПа). Активность воды является мерой воды, свободно находящейся в материале. Только это содержание активно вовлекается в обмен со средой и имеет большое значение, например, в отношении микробиологического срока годности. Однако в то же самое время активность воды также оказывает существенное влияние на химические свойства продуктов питания.

С учетом связанной температуры стеклования сферические частицы, имеющие такую активность воды, не демонстрируют значительных эффектов последующей кристаллизации или клейкости, в частности, если температура хранения ниже значения температуры стеклования, а относительная влажность атмосферы хранения в случае не упакованного продукта близка к активности воды или ниже ее.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения биополимер из сферической частицы содержит по меньшей мере один сахар из следующей группы, состоящей из сахара, имеющего декстрозный эквивалент больше 20; сахарозы, декстрозы, полидекстрозы, мальтодекстрина, маннозы, рамнозы, мальтозы, лактозы, фруктозы, полифруктозы, лактоизомальтита, тагатозы, сахарина, аспартама, ацесульфама, цикламата, неогесперидина, неотама, сукралозы, стевиозида, тауматина; или сахароспиртов, например, таких как сорбит, ксилит, маннит, мальтит, эритрит или изомальт, и/или их комбинаций.

Предпочтительно, матриксный материал содержит сахар, имеющий декстрозный эквивалент более 20, или состоит из него.

Предпочтительно, компоненты из какао, молочные компоненты, жиры, вкусоароматические вещества и/или питательные компоненты, например витамины или полифенолы, встроены в матриксный материал.

Компоненты из какао означают жир, полученный из какао-бобов или частей какао-бобов, какао-порошок или какао, то есть продукт из очищенных, лущеных и обжаренных какао-бобов, измельченных до порошка, который содержит по меньшей мере 20% масла какао, на основе массы сухого вещества, и самое большее 9% воды, какао-порошок с низким или сниженным содержанием жира, какао с низким или сниженным содержанием жира, высоко обезжиренный какао-порошок, высоко обезжиренное какао, то есть какао-порошок, содержащий менее 20% масла какао, на основе массы сухого вещества, а также волокнистое вещество какао, полученное из оболочки какао-бобов.

В настоящей заявке жир означает компонент, выбранный из следующей группы: растительные жиры, в частности масло какао или компоненты масла какао, животные жиры, в частности молочный жир или компоненты молочного жира, синтетические жиры, заменители масла какао, заменители жиров масла какао, эквиваленты масла какао в соответствии с Директивой 2000/36/ЕС, Приложение II.

В настоящей заявке молочный компонент означает компонент, полученный из молока, в частности, сухой молочной массы от частично или полностью обезвоженного цельного молока, частично или полностью обезжиренного молока, не содержащего лактозы молока, или молока со сниженным содержанием лактозы, сливок, частично или полностью обезвоженных сливок, не содержащих лактозы сливок или сливок со сниженным содержанием лактозы, масла или молочного жира, например молочного порошка.

Предпочтительно, существенные компоненты, в частности не жировые компоненты, из типичного шоколадного продукта и/или типичной шоколадной начинки продукта, в соответствии с Директивой 2000/36/ЕС, Приложение I, включены в сферическую частицу.

В дополнение или альтернативно, сферическая композиционная частица может содержать один или несколько из следующих компонентов: витамины, минералы, структурообразующие агенты, пищевые или непищевые волокна, кусочки фруктов, кусочки овощей, кусочки орехов, кусочки сердцевины фруктов, мясные кусочки, рыбные кусочки, кусочки ракообразных, частицы какао, компоненты какао, молоко, молочные компоненты, фруктовый сок или фруктовое пюре, овощной сок или овощное пюре, кофейный экстракт или кофейный ароматизатор, чайный экстракт или чайный ароматизатор, экстракт какао или ароматизатор какао, красители, экстракты красителей, синтетические подсластители, приправы, искусственные вкусоароматические средства, и идентичные натуральным вкусоароматические средства, фармацевтически активные вещества и другие вещества, важные в физиологии питания.

Компоненты, придающие последнему съедобному продукту определенное вкусовое направление и/или придающие определенные функциональности, могут быть добавлены к сферической композиционной частице.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения частица имеет плотность от 0,1 до 2,5 г/см³. Плотность сферической частицы, в частности низкое значение плотности, можно установить посредством включения пузырьков газа или пены в матриксный материал. Значения высокой плотности обеспечиваются включением минеральных компонентов.

Плотность может быть измерена обычным пикнометром, с которым, например, применяется гидриол.SOD24, додецилолеат (С₃₀Н₅₈О₂). Альтернативно, можно применять гелиевый пикнометр, обеспечивающий те же самые значения плотности для частиц в соответствии с настоящим изобретением.

Таким образом, задача решается посредством агломерата сферических частиц, как описано выше, у которого контролируют размер, форму и пористость.

Агломерат в соответствии с настоящим изобретением является сферической частицей, имеющей круглую поверхность, состоящую из поверхностей отдельных сферических частиц, и в целом сформированную до степени больше 70% от выпуклых частей поверхности. Агломерат имеет сферичность больше 0,5, предпочтительно больше 0,8.

Пористость, то есть содержание полого объема пространства агломерата сферических частиц в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно составляет меньше 40%, особо предпочтительно меньше 25%.

Предпочтительные критерии диаметра и формы агломератов в соответствии с настоящим изобретением для сферических частиц, по существу, соответствуют тем, что описаны выше для индивидуальных частиц.

Предпочтительно, агломерат содержит меньше 20 сферических частиц.

Задача, на которой основано настоящее изобретение, далее решается посредством способа получения сферических частиц, как описано выше, или агломератов, как описано выше.

Для этого на первом этапе вначале обеспечивают раствор биополимера, например, предпочтительно путем полного растворения компонентов биополимера, в частности, из сахарных компонентов, предпочтительно имеющих декстрозный эквивалент больше 20, факультативно, дополнительно компонентов функционализирующих веществ, например таких, как поверхностно-активные вещества, предпочтительно в водной жидкой фазе. Водная жидкая фаза может состоять только из воды. Однако она может также содержать молоко, молочные компоненты, фруктовый сок, овощной сок, кофе, кофейные экстракты, чай и/или чайные экстракты. Водная жидкая фаза должна быть тщательно гомогенизирована.

Раствор биополимера предпочтительно построен так, что последующее формование и разделение обеспечивает матриксный материал, содержащий аморфно отвержденный сахар, имеющий декстрозный эквивалент больше 20 или состоящий из него.

Альтернативно, можно применять жидкие растворы сахаров, например, таких как глюкозный сироп или сахарная меласса, которые затем доводят, например, путем разбавления водой, до содержания сухого вещества, необходимого для способа распыления.

Первый этап проводят, например, в контейнере для перемешивания с кондиционируемой температурой.

На втором факультативном этапе твердые частицы и/или объемы жидкости и/или объемы газа добавляют в раствор. Факультативно добавляют эмульгатор для улучшения качества диспергирования.

Жидкость может быть факультативно аэрирована, то есть через нее пропускают газ и/или пенообразующий агент, такой как ПЭГ или молочные белки, так, чтобы могла формироваться пена.

Второй этап проводят, например, на мембранном эмульгирующем/пенообразующем устройстве и/или роторно-статорном диспергаторе с контролируемым вращением.

На третьем этапе проводят процесс формования и разделения, в частности процесс образования капель. Предпочтительно, проводят распылительную сушку с контролируемым давлением и температурой для водной смеси или дисперсии, полученной на втором этапе. Процесс формирования капель можно проводить в процессе распыления с одно- или многокомпонентной форсункой, или альтернативно, посредством эмульгирования или посредством ротационного диска.

Капли водного раствора в масле можно также формировать посредством одно- или многокомпонентной форсунки, в которой высвобождение давления водной фазы проводят каким же способом, как в процессе распылительной сушки, хотя не вместе с газовой, но вместе с масляной фазой.

Контроль давления распыления учитывает разницу давления в распылительной форсунке. Она пропорциональна передаваемому сдвиговому стрессу, для которого критическое значение не должно быть превышено для поддержания структуры водной смеси или дисперсии, образуемой на втором этапе.

Контроль температуры обеспечивает проведение процесса при температуре, достаточно превышающей температуру стеклования непрерывной водной смеси, образующей матриксный материал из частицы, для достижения достаточно полного распада распыляемой струи и таким образом образования малых круглых распыляемых частиц, и впоследствии их отверждения посредством сушки.

Во время распылительной сушки водной непрерывной фазы или дисперсии, образованной на первом и/или втором этапе, остаточное содержание воды, активность воды и/или размер частиц устанавливают через давление распыления, давление атомизации, пропускной объемный поток, массовый поток дисперсии, газовый объемный поток, температуру дисперсии, температуру газа и давление и температуру распылительной камеры.

Сушка, которая является достаточно быстрой в соответствии с изобретением, и медленная кинетика кристаллизации, установленная для биополимера, обеспечивает отверждение прежде жидкой водной фазы (дисперсии) до стабильного, аморфного состояния, без значительной последующей кристаллизации.

Третий этап можно проводить в распылительной сушилке с регуляцией разницы давления распыления и контролем температуры/влажности сушащего воздуха.

Предпочтительно, обработку с контролируемым сдвиговым стрессом проводят путем контроля или регуляции разницы давления жидкости в однокомпонентных форсунках или разницы давления газа/жидкости в двухкомпонентных форсунках через распылительную форсунку в качестве регулируемой переменной, при сохранении постоянных параметров дисперсной структуры.

Частицы, которые могут быть свободно текучими, можно собрать, хранить и далее обрабатывать.

Условия хранения координируют по составу частиц. Если частицы имеют активность воды менее 0,3, или равновесное содержание воды в матриксе менее 10 масс.%, то частицы являются стабильными при комнатной температуре при нормальном давлении. В случае частиц с более высокой активностью воды и при долговременной стабилизации частиц, температура хранения может быть снижена, давление хранения повышено, и можно проводить удаление влаги из воздуха, последующую сушку, добавление высушивающего вещества и/или хранение в воздухо- или влагонепроницаемой упаковке.

Предпочтительно, частицы хранят при относительной влажности (отношение давления пара и насыщенного давления пара над водой, в воздухе соответствует относительной атмосферной влажности) меньше 0,4, и при температуре меньше 30°С, предпочтительно при относительной влажности меньше 0,33 и/или предпочтительно при комнатной температуре, например, 20°С.

Частицы можно хранить, например, в бункере и/или воздухо- и/или влагонепроницаемом мешке.

Задача, на которой основано настоящее изобретение, далее достигается посредством пищевой суспензии, где пищевая суспензия содержит, по существу, однородный материал-носитель, в который встроены сферические частицы. Материал-носитель может быть твердым или жидким. Он может быть в форме пасты, и может быть текучим и/или формуемым.

Предпочтительно, пищевая суспензия, по существу, содержит материал-носитель и сферические частицы, встроенные в него.

В контексте настоящей заявки, пищевая суспензия является полуфабрикатным продуктом, который может быть дополнительно обработан до съедобного продукта или готового продукта, факультативно также как компонент, например, в качестве начинки.

Сферические частицы находятся в корпускулярных сферических частицах, как описано выше, и/или агломератах, как описано выше. В соответствии с настоящим изобретением, сферические частицы содержат матриксный материал из аморфно отвержденного биополимера, например белка, в частности сывороточного белка. Предпочтительно, биополимером является сахар, более предпочтительно сахар, имеющий декстрозный эквивалент больше 20.

Предпочтительно, матриксный материал содержит сахар, имеющий декстрозный эквивалент больше 20, или состоящий из него.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения сферические частицы состоят из аморфно отвержденного сахара, имеющего декстрозный эквивалент больше 20.

Сферические частицы, в частности композиционные частицы, как описано выше, предпочтительно суспендированы в жировой непрерывной жидкости. Предпочтительно применяемыми жирами являются масло какао, молочный жир, другие растительные жиры, искусственные или синтетические жиры, другие животные жиры, заменители масла какао, жиры заменителей масла какао, эквиваленты масла какао, в соответствии с Директивой 2000/36/ЕС, Приложение II.

Предпочтительно, пищевая суспензия содержит сферические частицы, имеющие содержание более 5 об. %, предпочтительно больше 20 об. %, и более предпочтительно больше 35 об. %. Предпочтительно, объемное содержание фракции сферических композиционных частиц составляет от 5 до 85 об. %, более предпочтительно от 20 до 80 об. %, и еще более предпочтительно от 35 до 75 об. %.

Предпочтительно, сферические частицы и несущая масса присутствуют в массовом отношении от 0,01:1 до 100:1, предпочтительно от 0,01:1 до 5:1.

Свойства пищевой суспензии, в частности сенсорные свойства, такие как текстура, консистенция и вкус, безусловно, укрепляются сферическими частицами.

В предпочтительном варианте осуществления матриксный материал частиц имеет активность воды меньше 0,7, в частности, меньше 0,6, предпочтительно меньше 0,55, в частности, меньше 0,45.

Предпочтительно, матриксный материал биополимера имеет содержание воды меньше 10 масс. % (равновесное содержание влаги при 20°С).

Предпочтительно, биополимер состоит из сахара, более предпочтительно, сахара, имеющего декстрозный эквивалент больше 20, и/или содержит по меньшей мере один сахар из следующей группы: сахар с декстрозным эквивалентом больше 20, сахароза, декстроза, полидекстроза, мальтодекстрин, манноза, рамноза, мальтоза, лактоза, фруктоза, полифруктоза, лактоизомальт, тагатоза, сахарин, аспартам, ацесульфам, цикламат, неогесперидин, неотам, сукралоза, стевиозид, тауматин или сахароспирты, например, такие как сорбит, ксилит, маннит, мальтит, эритрит или изомальт, и/или их комбинации.

Предпочтительно, твердые частицы и/или объемы жидкости и/или объемы газа встроены в матриксный материал твердых частиц.

Предпочтительно, компонент какао, молочный компонент, жир, вкусоароматическое вещество, диетически важный дополнительный компонент или их комбинацию встраивают в матриксный материал сферической частицы.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере 90% (на основе объема) сферических частиц имеют размер менее 500 мкм, предпочтительно меньше 100 мкм, еще более предпочтительно меньше 50 мкм. Предпочтительно, по меньшей мере 60%» (на основе объема) частиц имеют диаметр от 2 до 40 мкм, в частности, 80%» от объема частиц имеют размер больше 1 мкм.

Было установлено, что достаточно, чтобы частицы, из которых по меньшей мере 80% (на основе объема) имеют размер больше 2 мкм, являющиеся сферическими и содержащие матриксный материал из аморфно отвержденного биоматериала, присутствовали в пищевой суспензии. В частном варианте осуществления было установлено, что для текучих свойств предпочтительно, чтобы по меньшей мере 50% (на основе объема) из всех частиц были больше 5 мкм и сферическими, и/или по меньшей мере 5% (на основе объема) из всех частиц были больше 20 мкм и сферическими, в частности, по меньшей мере 3%, предпочтительно по меньшей мере 10%, были больше 30 мкм.

Предпочтительно, распределение по размеру сферических частиц имеют ширину распределения, описанную среднеквадратическим отклонением s=(x_90,3-x_10,3)/x_50,3 меньше 20, предпочтительно меньше 5, и более предпочтительно меньше 3.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения материал-носитель является непрерывной В/М (вода в масле) или М/В/М эмульсией, имеющей содержание дисперсной субфазы 5-80 об. %, предпочтительно 20-70 об. %, и более предпочтительно 30-60 об. %.

Предпочтительно, жирная непрерывная жидкая фаза содержит дисперсные субфазы, например, воду и/или внутренние жировые капли в М/В/М эмульсиях, в которых включены компоненты вещества, определяющего качество, для влияния на аромат и/или вкус и/или диетические полезные эффекты.

Особо предпочтительно, материал-носитель является жировой непрерывной фазой, содержащей триглицериды, которые кристаллизуются при определенном содержании в температурном диапазоне 20-40°С, в частности, в значительной степени кристаллизуются при 20°С. Пищевая суспензия, имеющая такой материал-носитель, пригодна для получения высококачественного шоколадного продукта и/или начинки для заполненного начинкой шоколадного продукта.

В зависимости от содержания триглицеридов, получают жидкий, полутвердый или твердый продукт при условиях температуры хранения и/или употребления.

Особо предпочтительно, материал-носитель содержит масло какао или состоит из него.

Предпочтительно, помимо сферических частиц, другие гидрофильные или гидрофобные частицы, например сахарные частицы, в частности, кристаллы сахара, или высокоплавкие кристаллы жира, встроены в материал-носитель.

Материал-носитель предпочтительно является жировой непрерывной массой, и материал-носитель может содержать другие компоненты, например, витамины, минералы, структурообразующие агенты, пищевые или непищевые волокна, фруктовые кусочки, овощные кусочки, ореховые кусочки, кусочки сердцевины фруктов, мясные кусочки, рыбные кусочки, кусочки ракообразных, частицы какао, компоненты какао, молоко, молочные компоненты, фруктовый сок или фруктовое пюре, овощной сок или овощное пюре, кофейный экстракт или кофейный ароматизатор, чайный экстракт или чайный ароматизатор, экстракт какао или ароматизатор какао, краситель, экстракт красителя, синтетические подсластители, приправы, искусственные и/или идентичные натуральным вкусоароматические средства, фармацевтически активные вещества и другие вещества, важные в физиологии питания. Упомянутые компоненты могут также быть встроены в матриксный материал сферических частиц.

Предпочтительно, масса и/или число встроенных компонентов, не являющихся сферическими, меньше массы и/или числа сферических частиц, и/или средний размер встроенных компонентов меньше среднего размера сферических частиц, так что сенсорное качество не нарушается.

Плотность пищевой суспензии составляет от 0,3 до 2 г/см³, предпочтительно от 0,5 до 1,8 г/см³.

Задача, на которой основано настоящее изобретение, далее достигается посредством способа получения пищевой суспензии, как описано выше, имеющего следующие этапы способа:

Вначале обеспечивают сферические частицы, в частности сферические частицы, как описано выше.

Частицы можно получить посредством способа, как описано выше, где твердые частицы и/или объемы жидкости и/или объемы газа добавляют только факультативно на втором этапе.

Сферические частицы затем суспендируют в материале-носителе.

Для этого проводят однородное, предпочтительно с контролируемым сдвиговым стрессом, смешивание сферических частиц, предпочтительно аморфно отвержденных композиционных частиц, предпочтительно в непрерывной жидкой фазе на основе жира. Это может соответствовать чистой жировой системе или жировой непрерывной В/М или М/В/М эмульсии. Эта суспензия или смесь суспензии/эмульсии образует пищевую суспензию или съедобную массу в соответствии с настоящим изобретением, описанную выше, в ее жидкой или полутвердой форме.

Смешивание с контролируемым сдвиговым усилием можно проводить посредством подходящей регистрации и регуляции параметров процесса, таких как вращающий момент, энергозатраты, скорость вращения, потребление тока, величина обрабатываемой серии продукта, массовый поток, число смешиваемых компонентов, количество смешиваемых компонентов, последовательность добавления смешиваемых компонентов во времени. Можно использовать отдельные параметры процесса или их комбинации.

Процессы диспергирования, распыления и смешивания предпочтительно являются контролируемыми и регулируемыми при контроле сдвигового стресса, так что в результате учета пределов критического стресса обеспечивается установление структуры продукта без повреждения, вызванного избыточным стрессом.

Смешивание предпочтительно проводят в миксере с контролируемым вращающим моментом и/или мощностью.

Контроль или регуляцию скорости вращения в качестве регулируемой переменной инструментов вращения, диспергирования или смешивания осуществляют при сохранении определенного вращающего момента, который является субкритическим со структурной точки зрения, постоянного в качестве эталонной переменной, и таким образом, параметры дисперсной структуры сохраняют постоянными в качестве переменной контроля/регуляции.

Кроме того, дополнительные компоненты можно суспендировать в материале-носителе. Это можно осуществить до или после добавления сферических частиц.

На последующем этапе предварительную кристаллизацию жирной непрерывной жидкой фазы дисперсии, полученной на предыдущем этапе, можно проводить путем (i) обычной кристаллизации с перемешиванием с кондиционированием при переменной температуре, или (ii) новой кристаллизации с затравками при смешивании с нестандартными затравочными кристаллами в порошковой или суспензионной форме.

Проводят предварительную кристаллизацию чистой жировой фазы или ее компонентов, или жировой непрерывной жидкой фазы или ее компонентов, например, в холодовой распылительной башне, в затравочном кристаллизаторе или на обычном этапе температурного кондиционирования.

Наконец, предварительно кристаллизованную массу можно вылить в форму и затем отвердить с охлаждением и дополнительной кристаллизацией непрерывной жировой фазы.

Предпочтительно, это выполняют с машиной для розлива и/или в охлаждающем туннеле.

На окончательном этапе пищевой продукт на основе суспензии присутствует при 20°С с твердой или мягкой консистенцией.

На другом этапе хранение готового продукта можно факультативно проводить при температуре, которая меньше температуры стеклования аморфно отвержденных встроенных сферических частиц, в частности композиционных частиц, которая в то же самое время находится в области или ниже температуры плавления жировой непрерывной фазы, в которой частицы смешаны или представлены встроенными в готовый продукт, так что до 100 масс. % жировой непрерывной фазы присутствует в твердой форме.

Задача, на которой основано настоящее изобретение, далее решается посредством съедобной массы, которая включает агломераты из частиц, где по меньшей мере некоторые частицы являются сферическими частицами, как описано выше, которые содержат матриксный материал из аморфно отвержденного биополимера с содержанием воды меньше 10 масс. %, в частности, сахара, предпочтительно имеющего декстрозный эквивалент больше 20, или состоящего из него, и где твердые частицы и/или объемы жидкости и/или объемы газа встроены в матриксный материал.

Агломерированные частицы прилипают друг к другу на своих поверхностях. В зависимости от того, насколько плотно частицы прилипают друг к другу, съедобная масса остается текучей, пастообразной или твердой.

Более того, съедобная масса содержит или состоит из композиции, сплавленной из сферических частиц, и в частности, также еще из других частиц.

Предпочтительно, некоторые из частиц являются жировыми частицами. Жировые частицы предпочтительно содержат масло какао, или масло какао с добавлением молочного жира или другого жира, который предпочтительно является твердым при комнатной температуре (20°С).

Таким образом, сферические частицы не присутствуют в однородной жировой массе, но окружены жировыми частицами.

Было установлено, что эта съедобная масса также пригодна для получения продукта питания, и также обладает хорошими сенсорными свойствами.

Предпочтительно, жировые частицы содержат триглицериды, которые по меньшей мере частично кристаллизованы при 20°С.

Предпочтительно, отношение числа сферических частиц к числу других частиц составляет от 0,1:1 до 100:1, предпочтительно от 0,1:1 до 50:1, более предпочтительно от 0,1:1 до 30:1.

Плотность съедобной массы предпочтительно составляет от 0,3 до 1,8 г/см³.

Задача, на которой основано настоящее изобретение, далее решается посредством способа получения съедобной массы, как описано выше, включающего следующие этапы:

Вначале обеспечиваются сферические частицы, в частности, посредством способа, описанного выше, где твердые частицы и/или объемы жидкости и/или объемы газа добавляют только факультативно на втором этапе.

Далее обеспечиваются другие частицы, в частности, частицы жира, в частности, жировой порошок.

Такой жировой порошок предпочтительно получают путем распыления предварительно кристаллизованной жировой непрерывной суспензии или жирового расплава в холодной атмосфере, например, в холодовой распылительной башне.

Для этого жировую массу, в частности, масло какао или масло какао с добавлением молочного жира или другого жира, вначале плавят и проводят предварительное температурное кондиционирование, так что жировая масса предпочтительно содержит затравочные кристаллы из кристаллов β_V и/или β_VI типа. Затем проводят процесс распыления. Полученный жировой порошок является свободно текучим, и предпочтительно включает частицы с размером меньше 200 мкм.

Жировые частицы, в частности, обеспечиваются в то же самое время, что и сферические частицы.

Далее, в частности, другие частицы производятся в том же самом процессе, как сферические частицы, например, сахарный раствор и жировую массу подвергают распылительной сушке, предпочтительно одновременно.

Смешивают сферические частицы и другие частицы, в частности, жировые частицы.

Формование порошковой смеси из этого типа сферических частиц, в частности, аморфно отвержденных композиционных частиц и жировых частиц, проводят путем получения таблеток, или агломерации с применением давления и факультативно, дополнительного временного умеренного повышения температуры, и/или с добавлением водной жидкости и/или с добавлением масла и/или с добавлением эмульсии.

Отношение смешивания на объемной основе для сферических частиц, в частности аморфно отвержденных композиционных частиц и жировых частиц, составляет от 1:20 до 50:1, предпочтительно от 1:10 до 20:1.

Отношение смешивания на массовой основе для сферических частиц, в частности, аморфно отвержденных композиционных частиц и жировых частиц составляет от 1:10 до 100:1, предпочтительно от 1:5 до 40:1.

Частицы предпочтительно формуют в таблетки или агломерируют под давлением более 20 кПа, более предпочтительно больше 100 кПа, и еще более предпочтительно больше 300 кПа, таким образом обычно получают в форме продукта питания, например, в форме плитки или батончика.

Продукт питания можно хранить, как уже описано выше для продукта питания на основе суспензии.

Смесью частиц можно также заполнять оболочку или капсулу, полученную из другой съедобной массы, и таким образом можно получать многокомпонентный продукт.

Задача, на которой основано настоящее изобретение, далее решается посредством продукта питания, в частности шоколадного продукта, который содержит пищевую суспензию и/или съедобную массу, как описано выше.

Неожиданно, с продуктом питания в соответствии с настоящим изобретением, содержащим сферические, аморфно отвержденные частицы, которые, в частности, содержат сахар, а также компоненты из какао и молочные компоненты, и масло какао в качестве окружающей жировой непрерывной фазы или в качестве другой разновидности частиц, достигается сенсорное качество, сопоставимое с тем, которое достигается с обычным шоколадным продуктом, содержащим, по существу, не сферические, угловатые частицы, где существенно более крупные частицы, которые содержат сахар; и значительно меньшее количество масла какао присутствует в продукте питания в соответствии с настоящим изобретением.

Сахарные кристаллы, присутствующие в обычном шоколадном продукте, имеют диаметр примерно 1-25 мкм. В частности, по меньшей мере 80 об.% сахарных кристаллов имеют размер больше 1 мкм, и максимум 10 об.% имеют размер больше 25 мкм. Диаметр, установленный в настоящей заявке, относится к размеру частиц, определенному посредством лазерной дифракционной спектроскопии.

Сопоставимое сенсорное качество, в частности, в отношении шероховатости, можно получить со съедобным продуктом, в котором съедобная масса содержит сферические частицы, из которых по меньшей мере 10 об. % имеют диаметр больше 25 мкм, в частности, больше 30 мкм, более предпочтительно больше 35 мкм, более предпочтительно, больше 40 мкм.

В то же самое время применение этих более крупных, сферических частиц оказывает значительное благоприятное влияние в отношении существенно сниженной вязкости при том же самом объемном содержании твердых веществ.

Было установлено, что для сферических композиционных частиц, которые присутствуют диспергированными в предпочтительно жировой непрерывной жидкой фазе, реологические свойства, описанные через функцию вязкости и предел текучести τ₀, показывают значительно сниженные значения функций этих материалов, по сравнению с суспензиями того же самого состава, в котором компоненты, содержащиеся в сферической частице, присутствуют в угловатой форме частиц, то есть не являются сферическими в соответствии с настоящим изобретением, и по отдельности, но с тем же самым или по меньшей мере сопоставимым распределением по размеру частиц.

Например, сферические композиционные частицы присутствуют диспергированными в предпочтительно жировой непрерывной жидкой фазе, где для типичного состава для шоколада, содержащего 0,5 масс.% лецитина (количество эмульгатора, на основе количества эмульгатора и количества жировой фазы) в качестве эмульгатора, и объемную концентрацию твердых веществ 55 об.%, вязкость при определенной скорости сдвига, соответствующей применению 10 с^-1, снижается на фактор более 1,5, предпочтительно более 2,5, и более предпочтительно больше 4, для суспензионной системы в соответствии с изобретением, по сравнению с суспензией того же самого состава, в которой компоненты, содержащиеся в сферических частицах, присутствуют в угловатой форме частиц, то есть не сферической в соответствии с настоящим изобретением, и по отдельности, но с тем же самым или по меньшей мере сопоставимым распределением по размеру частиц.

Аналогичным образом, сферические композиционные частицы, которые присутствуют диспергированными в предпочтительно жировой непрерывной жидкой фазе, имеющей типичную объемную концентрацию твердых веществ для шоколада 55 об.%, предел текучести то без добавления эмульгатора снижается на фактор больше 1,5, предпочтительно на фактор больше 5, более предпочтительно на фактор больше 10, для суспензионной системы в соответствии с настоящим изобретением, по сравнению с суспензией того же самого состава, в которой компоненты, содержащиеся в сферических частицах, присутствуют в угловатой форме, то есть не сферической форме частиц в соответствии с настоящим изобретением, и по отдельности, но с тем же самым или по меньшей мере сопоставимым распределением по размеру частиц.

Это, в свою очередь, можно применять путем установления вязкости, сопоставимой с обычными шоколадными продуктами в форме массового снижения непрерывной жировой фазы, например, масла какао. Более низкое содержание непрерывной жировой фазы в продуктах питания приводит к соответствующему снижению плотности энергии, то есть к снижению калорийности.

Неожиданно, далее было установлено для пищевых суспензий, содержащих сферические частицы в соответствии с настоящим изобретением, что применение эмульгаторов обеспечивает дополнительное влияние на текучие свойства пищевой суспензии, по сравнению с обычными шоколадными системами.

Например, когда применяют сферические, аморфно отвержденные композиционные частицы в соответствии с настоящим изобретением, было установлено, что добавление лецитина, типичного эмульгатора для шоколада, не улучшает, но скорее значительно нарушает текучие свойства.

В частности, установлено, что для сферической композиционной частицы, которая присутствует диспергированной в предпочтительно жировой непрерывной жидкой фазе, имеющей объемную концентрацию твердых веществ, типичную для шоколада 55 об. %, предел текучести τ₀ с полным сохранением лецитина в качестве эмульгатора снижается на фактор больше 10, предпочтительно на фактор больше 20, более предпочтительно на фактор больше 50, для суспензионной системы в соответствии с настоящим изобретением, по сравнению с суспензией, содержащей 0,3-0,5 масс. добавленного лецитина (количество эмульгатора, на основе количества эмульгатора и количества жировой фазы), но в ином отношении с тем же самым составом, в которой, однако, компоненты, содержащиеся в сферических частицах, присутствуют в угловатой форме, то есть не сферической форме частиц в соответствии с настоящим изобретением, и по отдельности, но с тем же самым или по меньшей мере сопоставимым распределением по размеру частиц.

С другой стороны, добавление ПГПР (полиглицерин-полирицинолеата), другого обычного эмульгатора, типичного для шоколада, к пищевой суспензии, содержащей сферические частицы в соответствии с настоящим изобретением, оказывает влияние на крайне интенсивное снижение предела текучести, до полного его исчезновения.

Было установлено, в частности, что для сферических композиционных частиц, которые присутствуют диспергированными в предпочтительно жировой непрерывной жидкой фазе, имеющей объемную концентрацию твердых веществ, типичную для шоколада 55 об. %, предел текучести то с добавлением эмульгатора ПГПР (полиглицерин-полирицинолеата) снижается на фактор больше 5, предпочтительно на фактор больше 10, более предпочтительно на фактор больше 100, для суспензионной системы в соответствии с настоящим изобретением, по сравнению с суспензией с тем же самым составом, в которой компоненты, содержащиеся в сферических частицах, присутствуют в угловатой форме, то есть не сферической форме частиц в соответствии с настоящим изобретением, и по отдельности, но с тем же самым или по меньшей мере сопоставимым распределением по размеру частиц.

Это открывает новые горизонты влияния и регуляции текучих свойств суспензионных систем, в частности суспензионных систем на основе шоколада, с применением сферических, аморфно отвержденных композиционных частиц в соответствии с настоящим изобретением, и подходящих эмульгаторов.

Поверхностно-активные вещества (эмульгаторы), которые располагаются на ровной дисперсной поверхности сферических композиционных частиц, в результате круглой формы частицы и ровной, аморфной биополимерной поверхности частицы, в частности, поверхности сахарной частицы, при очень низких концентрациях больше 0,01 масс.% (количество эмульгатора, на основе количества эмульгатора и количества жировой фазы), предпочтительно больше 0,05% (количество эмульгатора, на основе количества эмульгатора и количества жировой фазы), уже достигают заметного влияния на взаимодействие между частицами в системе вещества, которое проявляется в значительном измеряемом влиянии на вязкость.

Для достижения заметного влияния на взаимодействие между частицами для типичных эмульгаторов, обычных в шоколадных системах, таких как лецитин или ПГПР (полиглицерин-полирицинолеат), их концентрация может быть снижена на фактор больше 2-5, предпочтительно на фактор больше 10.

Таким образом, существенно повышается потенциал снижения жировой фазы, и соответствующего уменьшения плотности калорий.

Если сферические композиционные частицы присутствуют диспергированными в предпочтительно жировой непрерывной жидкой фазе, в результате таких реологических свойств, как функция вязкости т|(у) и предел текучести τ₀, которые были сдвинуты до более низких значений, происходит снижение содержания непрерывной жидкой фазы, которое компенсирует это снижение реологических параметров. Таким образом, можно достичь снижения богатой калориями и дорогостоящей жировой фазы для типичных шоколадных продуктов больше чем на 5%, предпочтительно больше чем на 10%, более предпочтительно больше чем на 25% (проценты на основе калорийности). В этом контексте снижение жира на 15 об. % по отдельности уже соответствует снижению калорийности на 24%.

В результате снижения жира на уровне 10-25% (на основе общей массы) для компенсации снижения в соответствии с настоящим изобретением, и путем применения эмульсий В/М в качестве жировой непрерывной суспензионной фазы с содержанием воды 50-80 масс. % (на основе жировой непрерывной жидкой фазы), общего снижения жира 20-40%о, и включая встроенную воду в аморфных, сферических композиционных частицах меньше 10 масс. %, происходит сопутствующее снижение калорий на 25-50%, по сравнению с обычными продуктами, идентичными по составу шоколадной основы и таким образом, достигаются реологические параметры, сопоставимые с реологическими параметрами масс, содержащих обычные компоненты.

Таким образом, можно получить высококачественный съедобный продукт со сниженным содержанием калорий со значительным уменьшением затрат на основе сферических, аморфно отвержденных композиционных частиц.

Сферические композиционные частицы, присутствующие диспергированными в предпочтительно жировой непрерывной жидкой фазе, где все дисперсные и растворенные компоненты включены в сферические частицы и жировую непрерывную фазу, координированы так, что получается шоколадная система, которая имеет качественные характеристики продукта класса премиум, приводя к продукту питания со снижением содержания калорий на 20-40%.

Съедобный продукт может быть шоколадной пластинкой, пралине, пирожным или хлебобулочными изделиями, содержащими шоколадную начинку и/или шоколадную оболочку, батончиком или другими формами продукта.

Изобретение также относится к пищевой суспензии, в частности, как описано выше, включающей твердые частицы, суспендированные в жировой фазе, содержащие до более 90% компонентов, выбранных из группы, состоящей из масла какао, сахара и какао, характеризующейся тем, что пищевая суспензия содержит меньше 50 об. % масла какао, и имеет предел текучести τ₀ при 40°С меньше 10 Па. В частности, жировая фаза содержит менее 0,5% эмульгатора.

В частности, пищевая суспензия содержит по меньшей мере 50 масс.%, предпочтительно по меньшей мере по меньшей мере 65 масс.%, особо предпочтительно по меньшей мере 70 масс.% твердых веществ, которые в свою очередь содержат сахар и/или биополимеры, и/или какао-порошок и/или молочные компоненты, где 50 об. % всех частиц имеют размер больше 5 мкм и сферическую форму.

Предпочтительно, 50 об.% всех частиц имеют размер больше 5 мкм и являются сферическими, где максимум 10 об. % всех частиц имеют размер больше 60 мкм.

Настоящее изобретение относится к пищевой суспензии, содержащей твердые вещества и, по существу, однородный материал-носитель, в частности, как описано выше, где материал-носитель содержит 0,01-5 масс. % ПГПР и 20-50 масс. % жидкого жира, где пищевая суспензия имеет предел текучести τ₀ при 40°С 0,001-20 Па.

Жидкий жир означает, в частности, жир, который является жидким в температурном диапазоне от -20°С до +60°С.

Изобретение также относится к пищевой суспензии, содержащей твердые вещества и, по существу, однородный материал-носитель, в частности, как описано выше, где материал-носитель содержит 20-50 масс. % жидкого жира, не содержит эмульгатора, и где пищевая суспензия имеет предел текучести τ₀ при 40°С 0,01-20 Па.

Задача в соответствии с настоящим изобретением далее решается посредством способа установки сдвигового стресса в суспензиях, содержащих сферические частицы, в частности, как описано выше, где сдвиговый стресс повышен, предпочтительно до определенного, необходимого значения, путем добавления лецитина.

В обычных шоколадных массах лецитин применяют в качестве добавки, снижающей сдвиговый стресс. Применение суспензий, содержащих сферические частицы, в частности, как описано выше, обеспечивает повышение, и таким образом, точную установку сдвигового стресса путем направленного добавления лецитина.

Таким образом, консистенция массы может быть точно установлена, что является предпочтительным для обработки и для итогового применения. Посредством последующего добавления лецитина сдвиговый стресс может быть исходно сохранен низким, а затем приведен до более высокого необходимого значения по направлению к концу обработки.

Изобретение разъясняется более подробно в следующих примерных вариантах осуществления и посредством чертежей. На фигурах показано:

Фигура 1А является графиком, на котором показано влияние содержания декстрозы ДЭ43 в смеси декстрозы ДЭ43/сахарозы на температуру стеклования в зависимости от содержания воды.

Фигура 1В является графиком, на котором показано влияние степени полимеризации декстрозы на температуру стеклования в зависимости от содержания воды.

Фигуры 2А, 2В являются графиками, на которых показано распределение по размеру двух модельных систем.

Фигура 3 является графиком, на котором показаны вязкости и сдвиговые стрессы пищевых суспензий, содержащих сферические и угловатые частицы, в зависимости от скорости сдвига.

Фигура 4 является графиком, на котором указаны пределы текучести пищевых суспензий, содержащих сферические и угловатые частицы, в зависимости от объемной концентрации твердых веществ, с эмульгатором лецитином и без него.

Фигуры 5А, 5В являются графиками, на которых показаны сдвиговые стрессы пищевых суспензий, содержащих сферические и угловатые частицы с эмульгаторами лецитином и ПГПР или без них, в зависимости от скорости сдвига.

Фигура 6 является графиком, на котором функции сдвигового стресса пищевых суспензий, содержащих сферические композиционные частицы и угловатые частицы, и содержащих эмульгатор ПГПР, показаны при увеличении.

Фигура 7 является СЭМ (от сканирующего электронного микроскопа) фотографией сферических частиц в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 8 является СЭМ (от сканирующего электронного микроскопа) фотографией угловатых частиц, применяющихся в обычных производимых съедобных массах.

Для получения, в качестве примера, сферических частиц в соответствии с настоящим изобретением, вначале готовят смесь компонентов А, а именно сахарозы, декстрозы с ДЭ43 и/или какао-порошка, с различными содержанием. Конкретные компоненты для различных примеров указаны в Таблице 1.

Смесь вводят в воду, где сахарозный и декстрозный компоненты растворяются, так что содержание твердых веществ составляет 0,4-0,65, что соответствует массовому содержанию 40-65%.

Смесь нагревают до 75-90°С в течение 10-30 минут при перемешивании.

Альтернативно, сахар можно вначале смешать при температурах 50-80°С, при интенсивном перемешивании, и растворить при дополнительном перемешивании, в частности, в течение 10-30 минут. Затем могут быть добавлены дополнительные компоненты. В предпочтительном варианте осуществления какао-порошок может быть смешан при температурах 20-50°С.

В то же самое время готовят смесь компонентов В. В представленном примере смесь компонентов В содержит порошок обезжиренного молока в различных количествах, таких, как можно найти в Таблице 1. Альтернативно, могут также применяться другие молочные компоненты, например, такие как изолят сывороточного бежа. Вместо молочных компонентов, присутствующих в порошковой форме, они могут также применяться в качестве компонентов, присутствующих в виде жидкости.

Примерно то же самое количество воды, как в смеси А, добавляют в смесь компонентов В, и смесь вначале предварительно нагревают до 55-66°С. Смеси А и В, присутствующие в водных растворах, затем объединяют, дополнительно перемешивают, затем подвергают распылительной сушке и формируют сферические частицы.

Для исследуемых примеров значения, приведенные в Таблице 2, показывают температуру стеклования и содержание воды.

Благодаря используемым ингредиентам, высушенные распылением частицы содержат матриксный материал, включающий сахарозу и декстрозу ДЭ43, имеющую декстрозный эквивалент больше 43.

Когда частицы хранят при относительной влажности меньше 0,33 при 25°С, не происходит последующей кристаллизации в течение 48 часов. Содержание воды, которое определяет активность воды через летучесть, устанавливают с насыщенным солевым раствором.

Содержание воды определяли посредством титрования по Карлу Фишеру. Использовали приборы 784 KFP Titrino и 703 Ti Stat от Metrohm AG.

Для анализа растворитель (HYDRANAL® формамид, кат. №34724-1b, и метанол, кат. №34741-2.5L-R в отношении 1:1) вначале вносили и нагревали до 50°С. Анализ проводили при 50°С, поскольку сахар легче растворяется при этой температуре.

Измерительные приборы калибровали посредством HYDRANAL ® стандарта воды 10.0 (Sigma-Aldrich, кат. №34849-80ML) в соответствии с инструкциями. HYDRANAL® Композицию 5 (кат. №34805-1L-R, Sigma Aldrich) использовали в качестве титрующего раствора.

Для определения содержания воды анализируемый образец (150-250 мг) взвешивали посредством аналитических весов (Mettler Toledo АЕ200) и растворяли в смеси формамида/метанола, которую предварительно нагревали до 50°С. После полного растворения образца начинали титрование, и наконец, после преобразования объемных результатов, определяли гравиметрическое содержание воды (содержание воды на основе влажного образца).

Температуру стеклования T_g определяли в соответствии с DIN 51007 посредством динамической дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Определение проводили с прибором DSC822e от Mettler-Toledo GmbH.

Готовили навеску из 5 мг материала конкретного образца в контейнере без уплотнения. Взвешивание проводили с помощью весов Sartorius МС5 (серийный номер 40809390). В качестве контейнера для образца использовали 40 мкл алюминиевый тигель от Mettler Toledo (кат. №5119870). Тигель закрывали и помещали в измерительную ячейку.

Измерение проводили в нормальной окружающей среде. В качестве исходной температуры использовали 10°С, и образец нагревали со скоростью нагрева 10°С в минуту до 170°С. Образец затем вновь охлаждали до 10°С. Исходную температуру сохраняли постоянной в течение 5 минут.

Оценку проводили посредством программного обеспечения STARe (SW 8.10, Mettler-Toledo GmbH). Пределы интегрирования были автоматически указаны, и средняя точка DIN, определяемая как точка пересечения горизонтальной линии с измерительной кривой половине высоты ступени, была указана в качестве точки оценки.

Высоту ступени определяли по вертикальному расстоянию между двумя точками пересечения средних тангенсов с базовыми линиями измерительной кривой до или после стеклования. Средний тангенс определяли многократно.

Калибровку проводили на образце из индия. Построение базовой линии не было необходимым, поскольку также проводили измерение с пустым контрольным тиглем.

На Фигуре 1А показано влияние содержания декстрозы ДЭ43, то есть декстрозы с декстрозным эквивалентом 43, в смеси декстрозы/сахарозы на температуру стеклования.

Температуру стеклования T_g в °С строили против содержания воды w (установленного в массовых процентах) для смесей декстрозы/сахарозы, имеющих различные содержания декстрозы ДЭ43; показано пять кривых, представляющих конкретные значения для отношений содержания 10:90, 20:80, 40:70, 50:60 и 50:50.

Температура стеклования падала с повышением содержания воды. Тем не менее, чем выше было содержание декстрозы ДЭ43, тем выше была температура стеклования.

В принципе, температуру стеклования для двухкомпонентных систем получают из модели Гордона-Тейлора в следующей форме:

T_g=(x₁T_g,1+Kx₂T_g,2)/(x₁+Кх₂), где К=Δc_p,w/Δc_p,i

Здесь x_i является массовой долей компонента i, T_gi является температурой стеклования компонентов i в К, К является константой Гордона-Тейлора, Δc_p,w является изменением теплоемкости при стекловании воды в Дж×кг^-1×К^-1, a Δc_p,i является изменением теплоемкости при стекловании компонента i.

В представленном случае данные измерений были аппроксимированы посредством кривых Гордона-Тейлора.

Измерение температуры стеклования T_g проводили посредством динамического механического анализа (ДМА) с применением DMA Q800 (ТА Instruments, США) и связанного с ним программного обеспечения для оценки Universal Analysis (SW 4.5А, ТА Instruments, США).

Измерения проводили в геометрии пенетрации посредством «способа контролируемой силы». Образцы (120 мг, твердые образцы, спрессованные в таблетки с 5 кН) вводили в цилиндрическое углубление (глубина 2,5 мм, диаметр 6 мм). Образец подвергали температурному кондиционированию в измерительном приборе перед измерением (5 минут, -60°С). Передвижным стержнем (цилиндрический наконечник, диаметр 2,8 мм) геометрии пенетрации нажимали на образец с постоянной статической силой (5 Н) в течение всей продолжительности эксперимента. Путь передвижного стержня (погружение в образец) регистрировали. Линейное изменение температуры со скоростью нагревания 2°С в минуту осуществляли до тех пор, пока стержень не достигал нулевого положения. Для кривой температуры против положения определяли установление температуры стеклования с программным обеспечением. В представленном случае для этого положения кривую оценивали с расстоянием 0,5°С, и определяли градиент. Когда градиент превышал значение 10 мкм/°С, считалось достигнутым установление температуры.

На Фигуре 1В показано влияние степени полимеризации на температуру стеклования. Температуру стеклования T_g в °С вновь строили против содержания воды для смесей декстрозы/сахарозы w (установленного в массовых процентах) с различными содержаниями декстрозы и для различных декстроз.

Кривые 1 и 2 (ломаная линия) показывают температуру стеклования для смесей декстрозы/сахарозы, в которых отношение декстрозы к сахарозе составляет 50:50, кривые 3 и 4 (сплошная линия) показывают температуру стеклования для смесей декстрозы/сахарозы, в которых отношение декстрозы и сахарозе составляет 10:90.

Использовали декстрозу с декстрозным эквивалентом ДЭ43 (кривые 1 и 3, треугольные символы) и декстрозу с декстрозным эквивалентом ДЭ19 (кривые 2 и 4, квадратные символы), соответственно.

Подтверждено в принципе, аналогично Фигуре 1А, что температура стеклования падает с повышением содержания воды, и является более высокой при высоком содержании декстрозы.

При дальнейшем повышении степени полимеризации (снижении декстрозного эквивалента) повышалась температура стеклования.

Две модельные системы применяли для сравнительных реологических анализов.

Они включают, на основе общей массы, массовое содержание из 50% сахара (декстроза ДЭ43 и сахароза в отношении 40:60), массовое содержание какао (какао Gerkens с 10,5 масс. % жира), массовым содержанием 34,5%» масла какао (Delphi, дезодорированное) с массовым содержанием 0,5% лецитина сои (Lecico F600IPM).

Для первой модельной системы какао и сахар вместе сушили распылительной сушкой. Получали сферические частицы.

Для приготовления раствора для распыления растворяли 15,5 масс. % какао-порошка, 23 масс. % сахарозы и 11,5 масс. % декстрозы ДЭ43 в 50 масс. % воды.

Благодаря использованным ингредиентам, матриксный материал, содержащий сахарозу и декстрозу ДЭ43, имел декстрозный эквивалент больше 43.

Раствор имел плотность примерно 1,450 кг/м³, и вязкость около 250 мПа-с при скорости сдвига 34,6 с^-1, такой, как обычно присутствует при пропускании через форсунку.

Раствор подвергали распылительной сушке посредством потока горячего воздуха, объемный поток которого составил от 0,102 м³/с, при объемном потоке жидкости 0,96 л/ч. Температура воздуха для сушки составила примерно 155-180°С на входе в распылительную башню, примерно 115-130°С в середине распылительной башни, и примерно 70-85°С на выходе из распылительной сушилки (смешивание со свежим воздухом 20°С). Продукт извлекали в стабильном состоянии при температурах ниже температуры стеклования.

Использованная форсунка является двухкомпонентной форсункой, в частности, двухкомпонентной форсункой Exmix, имеющей внутреннее отверстие для жидкой фазы с диаметром 4 мм, и концентрическое кольцевое отверстие для распыляемой газовой фазы. Длина форсунки составила 0,05 м.

Скорость атомизирующего воздуха, протекающего через кольцевое отверстие примерно при 100°С, составила примерно 140 м/с.

Полученные сферические частицы имели остаточное содержание влаги 2,0-4,5 масс. %.

Размер частиц можно регулировать через скорость атомизирующего воздуха, вязкость раствора, диаметр центрального отверстия форсунки и/или диаметр кольцевого зазора.

Для второй модельной системы какао и сахар обрабатывали в тройной вальцовой дробилке обычным способом. Образованные частицы были ломаными кристаллами, имеющими граненую поверхность; далее они обозначались как «угловатые частицы». На Фигуре 8 показана структура угловатых частиц, таких как формировались в процессе измельчения на вальцовой дробилке.

На Фигурах 2А и 2В показано непрерывными линиями в каждом случае распределение по размеру сферических частиц, высушенных распылением.

Ломаными линиями показано в каждом случае распределение по размеру угловатых частиц.

На Фигуре 2А показано распределение численной плотности q₀ по размеру частиц, а на Фигуре 2В показано объемное распределение q₃ по размеру частиц.

Значения q₀ и q₃ размера конкретной частицы x_i рассчитывали по:

q₀(x_i)=n_i/|(Δx_iΣn_i)

q₃(x_i)=v_i/|(Δx_iΣv_i),

где n_i является числом частиц в интервале диаметра от x_i-Δx_i до x_i, a v_i является общим объемом частиц в интервале диаметра от x_i-Δx_i до x_i.

Распределение по размеру частиц определяли с применением лазерной дифракционной спектроскопии. Использовали прибор Beckman Coulter LS13320.

В то время как какао было встроено в сферические аморфные сахарные оболочки в сферических частицах, какао в сравнительной массе присутствовало в виде угловатых, не покрытых оболочкой частицах. Меньшие частицы какао и утрата сферичности угловатых сахарных частиц ответственны за расширение кривой и формирование дополнительного пика в распределении по объему и размеру угловатых частиц на Фигуре 2В.

Фигуры 2А и 2В показывают, что две модельные системы являются полностью сопоставимыми по отношению к распределению по размеру частиц.

Модельные системы различаются в том, что частицы являются, с одной стороны, угловатыми, и с другой стороны, сферическими.

Угловатые и сферические частицы в каждом случае суспендировали в масле какао.

На Фигуре 3 показана с помощью не закрашенных символов вязкость г) суспензий масла какао, в которых суспендированы, с одной стороны, угловатые частицы (квадратные символы), а с другой стороны, сферические частицы (круглые символы), в зависимости от скорости сдвига при объемном содержании твердых веществ 0,55. Масса имела содержание лецитина 0,5 масс. % (на основе фазы эмульгатора и жировой фазы). Измерения проводили при температуре 40°С.

На тех же самых фигурах показаны соответствующие функции сдвигового стресса с соответствующими закрашенными символами.

Более низкая вязкость/сдвиговый стресс явно был получен для сферических частиц по всему диапазону скорости сдвига. Таким образом, при том же самом объемном содержании твердых веществ со сферическими частицами была получена значительно более легко текучая модельная шоколадная масса.

Это оказывало существенное влияние на сенсорное качество массы и на технологические свойства массы.

Функции сдвигового стресса могут быть хорошо аппроксимированы в соответствии с моделью Windhab, и при экстраполяции в направлении исчезающих скоростей сдвига они давали предел текучести то в качестве предельного значения. Это является мерой начала потока, когда сдвиговый стресс возрастает.

Если предел текучести массы является слишком высоким, масса не может больше подаваться насосом или с трудом подается насосом, и не может дальше обрабатываться, или может обрабатываться лишь с большой затратой энергии.

На Фигуре 4 показаны пределы текучести τ₀ модельных систем в зависимости от объемных концентраций твердых веществ.

Квадратными символами показан предел текучести для модельной системы, содержащей угловатые частицы, круглыми символами показан предел текучести для модельной системы со сферическими частицами, не закрашенными символами показаны значения для отдельной модельной системы без добавления лецитина, а закрашенными символами показаны значения для отдельной модельной системы с содержанием лецитина 0,5 масс.% (количество эмульгатора на основе количества эмульгатора и жировой фазы).

Значительно более низкий предел текучести получен для масла какао со сферическими частицами по всему диапазону объемных концентраций твердых веществ.

С помощью логарифмического представления установлено, что при объемных содержаниях твердых веществ меньше 50% вязкости масс, содержащих угловатые и сферические частицы, имеет сопоставимый порядок амплитуды. С другой стороны, при более высоких объемных концентрациях твердых веществ вязкость суспензии, содержащей угловатые сахарные частицы, является значительно более высокой. Таким образом, пространственные близкие взаимодействия преобладают над структурным влиянием частиц на реологические свойства суспензии.

Если необходимо определенное сенсорное качество, и таким образом, определенная вязкость съедобной массы, с применением сферических частиц это также можно обеспечить с более высоким объемным содержанием сахарных частиц. Таким образом, можно использовать меньше масла какао, так что можно получить продукт с меньшей калорийностью с необходимым сенсорным качеством.

Таким образом, вязкость масла какао, содержащего угловатые частицы, при объемном содержании твердых веществ 0,53 соответствует вязкости масла какао, содержащего сферические частицы, с объемным содержанием твердых веществ 0,68. Таким образом, та же самая вязкость может быть достигнута с помощью сферических частиц с применением на 15% меньше по объему жировой фазы, что по отдельности соответствует снижению калорийности примерно на 24%.

Для сенсорного качества размер частиц также играет роль в отношении воспринимаемой шероховатости. В то время как сферические частицы воспринимаются как неразличимые по широкому диапазону размеров, для угловатых частиц получен существенный порог восприятия. Таким образом, для хорошего сенсорного качества угловатые частицы должны быть обработаны в течение достаточно продолжительного времени, так чтобы получить мелкие частицы, предпочтительно имеющие диаметр (на основе объема, Х90,3) для 90% от объема всех частиц меньше 25 мкм.

Напротив, сферические частицы можно также применять в виде более крупных частиц, в частности, имеющих диаметры (на основе объема, Х90,3) для 90% от объема всех частиц меньше 30-45 мкм, в которые можно встроить дополнительные вещества, которые оказывают влияние только на вкус, но не на другие параметры сенсорного качества, такие как ощущение зернистости или вязкости массы.

На Фигуре 5А показаны сдвиговые стрессы τ съедобных масс, содержащих угловатые частицы, в зависимости от скорости сдвига; на Фигуре 5В показаны сдвиговые стрессы τ съедобных масс, содержащих сферические частицы, в зависимости от скорости сдвига.

Круглыми символами показаны значения для модельных систем частиц без эмульгатора, квадратными символами - значения для модельных систем частиц с содержанием лецитина 0,5 масс. % (количество эмульгатора основано на количестве фазы эмульгатора и жировой фазы), а треугольными символами - значения для моделей систем частиц с содержанием ПГПР (полиглицерин-полирицинолеата) 0,5 масс.%» (количество эмульгатора основано на количестве фазы эмульгатора и жировой фазы).

Объемное содержание твердых веществ составляет 0,55 при температуре 40°С.

С другой стороны, значения уже показаны на Фигуре 3 для модельных систем, описанных выше (квадратные символы), с содержанием лецитина 0,5 масс. %) (на основе фазы эмульгатора и жировой фазы), и включены здесь.

С другой стороны, показаны сдвиговые стрессы для соответствующих систем, содержащих угловатые и сферические частицы, в которых добавлен диспергированный эмульгатор (круглые символы).

Если вначале рассматривать масло какао, содержащее угловатые частицы, можно видеть известный эффект эмульгатора. При определенных объемных концентрациях твердых веществ добавление приводит к снижению сдвиговых стрессов, то есть к более текучим массам. В случае угловатых частиц лецитин действует в виде спейсера, уменьшающего смыкание частиц.

В случае сферических частиц лецитин неожиданно оказывает противоположное действие. Без лецитина сдвиговые стрессы значительно снижаются.

Таким образом, сферические частицы реагируют на добавление лецитина прямо противоположно угловатым частицам.

Далее, разница пределов текучести при сравнении с добавлением лецитина и без него существенно выше в случае сферических частиц. Зависимость пределов текучести от количества добавленного эмульгатора также более выражено для сферических частиц.

Добавление эмульгатора ПГПР (полиглицерин-полирицинолеата) в системы, содержащие сферические частицы, напротив, снижает пределы текучести до их исчезновения, когда концентрация эмульгатора возрастает до 0,5 масс. % (количество эмульгатора на основе количества фазы эмульгатора и жировой фазы) (треугольные символы на Фигуре 5В).

На Фигуре 6 вновь показан сдвиговый стресс в зависимости от скорости сдвига для угловатых (квадратные символы) и сферических частиц (круглые символы) при объемном содержании твердых веществ 0,55, и с концентрацией ПГПР 0,5 масс.% (количество эмульгатора на основе количества фазы эмульгатора и жировой фазы). Ясно, что имеется значительная разница между влиянием эмульгатора ПГПР на сдвиговый стресс в пищевой суспензии, содержащей угловатые или сферические частицы.

Для пищевой суспензии, в которой суспендированы сферические частицы, по существу, в однородной жидкой фазе, в частности для жировой массы, это означает, что поверхностно-активные вещества, то есть эмульгаторы, которые добавлены на поверхности сферических частиц, уже оказывают решающее влияние на взаимодействие между частицами при малых концентрациях ниже объемного содержания твердых веществ 0,5, что отчасти противоположно эффектам по сравнению с суспензиями, содержащими угловатые частицы.

Необходимое сенсорное качество, в частности, вязкость может быть достигнуто целенаправленным образом, с добавлением небольшого количества эмульгатора.

Для эмульгаторов, типичных для шоколада, были установлены необычные новые зависимости от природы формы частиц или поверхности частиц, которые предпочтительно можно применять направленным образом для оптимизации текучих свойств соответствующих суспензий до такой степени, чтобы можно было достичь максимального снижения вязкости с минимальным содержанием жидкой фазы, в частности жира, и связанным снижением калорийности и затрат.

Если угловатые и сферические частицы присутствуют в съедобной массе, взаимодействие между частицами и таким образом, текучие свойства, в частности вязкость, можно также регулировать в то же самое время через содержание сферических частиц и/или природу и/или количество эмульгатора.

Таким образом, независимо от основного состава, например, количества какао, сахара и/или жировой массы, на текучие свойства можно целенаправленно влиять.

Предпочтительно, продукт питания в соответствии с настоящим изобретением, содержащий съедобную массу, содержит более 70 масс. %, предпочтительно больше 90 масс. % из (а) сахара/биополимера; (b) масла какао и/или (с) какао и/или (d) молочных компонентов; где сферические, аморфные композиционные частицы сформированы в соответствии с изобретением из (а, с, d), с объемным содержанием масла какао в качестве жировой непрерывной фазы меньше 50 масс. %, предпочтительно меньше 30 масс. %, более предпочтительно меньше 25 масс. %; и тем не менее имеющую при 40°С предел текучести τ₀, который снижен по меньшей мере на 50%, предпочтительно на 70%, более предпочтительно на 90%, по сравнению со структурированной обычным способом шоколадной суспензией того же самого состава.

Предел текучести и функцию вязкости определяли в соответствии с OICCC (Office International du Cacao, du Chocolat et de la Conflserie), Стандартным Методом 46 (2000) (например, описанным в A. Hess, 9/2001 или на сайте: http://caobisco.eu/caobisco-choco-late-biscuits-confectionery-europe-page-44-Analytical-methods-.html), и аппроксимировали в соответствии с Windhab (J.-C. Eischen and Е.J. Windhab; Applied Rheology 1/2, 2002, pp. 32-34).

Однако при измерении вместо концентрического цилиндрического устройства СС27 (Anton Paar GmbH, Германия) применяли лопастное устройство (ST22-4V-40, Anton Рааг GmbH, Германия) с объемом образца 40 мл. Для этого измерения измерительное устройство полностью погружали в образец (на 10 мм ниже поверхности образца). Измерительный цилиндр СС27 (измерительную ячейку TEZ 150Р-С) использовали в качестве сосуда для образца.

Затем для измерений использовали продленный уклон сдвига: образец (300 мл) заранее предварительно смешивали в тестомесилке (тестомесилка для анализа Ikavisc MKD 0.6-Н60) в течение 20 минут при 50 об./мин и 40°С, и затем 40 мл вносили в измерительное устройство, описанное выше, из реометра (PHYSICA MCR 300, Модульный компактный реометр, Anton Paar GmbH, Германия) и анализировали. Подъем от 0,01 до 250 с^-1 регистрировали в течение 10 минут при 40°С (30 точек измерения, логарифмическое распределение). После подъема регистрировали направленный вниз уклон, также при 40°С в обратной направлении (30 точек измерения, 10 мин).

Наконец, для определения предела текучести с программным обеспечением для оценки RheoPlus (Rheoplus/32 Multi3 V3.61) оценивали направленные вниз уклоны по полному диапазону измерения, с применением модели IОССС 2000 Windhab.

На Фигуре 7 показана фотография, полученная посредством СЭМ (сканирующей электронной микроскопии) для сферических частиц в соответствии с Примером 1 из настоящего изобретения, как показано выше.

На Фигуре 8 показана структура угловатых частиц, которые могут быть образованы, например, в процессе измельчения на вальцовой мельнице. Поскольку все частицы проходят через несколько пар вальцов со все более узким интервалом, все частицы, которые больше наименьшего интервала, обязательно разрушаются. Таким образом, должны формироваться угловатые, не сферические частицы.

В дополнение к этому процессу, также применяется измельчение в молотковых дробилках или струйных мельницах (сухой помол) и башенных шаровых мельницах.

Во всех обычно применяемых способах измельчения (например, вальцовом измельчении, сухом измельчении в молотковых или сдвиговых мельницах, башенных шаровых мельницах и шаровых мельницах) проводят снижение размера частиц, начиная от крупных твердых частиц, например, таких как кристаллы сахара 1-2 мм, до меньших частиц в области 100 микрометров и ниже. Фрагменты, которые в большинстве не являются сферическими, круглыми формами, неизбежно формируются в этих процессах. В частности, в диапазоне размера от 5 до 100 мкм это легко можно наблюдать с помощью светового микроскопа.

Изобретение относится к сферическим частицам, к агломератам сферических частиц, к способам получения сферических частиц, к пищевым суспензиям и съедобным массам, содержащим сферические частицы, и к продуктам питания, содержащим пищевую суспензию и/или съедобную массу. Предложена сферическая частица композиционного порошка для получения шоколадного продукта, содержащая матриксный материал из аморфно отвержденного биополимера, а именно аморфно отвержденного сахара, где матриксный материал имеет равновесное содержание воды меньше 10 мас.%, где твердые частицы и/или объемы жидкости и/или объемы газа встроены в матриксный материал и где по меньшей мере один из следующих компонентов встроен в матриксный материал: компонент из какао, молочный компонент, жир, вкусоароматическое вещество. Матриксный материал содержит аморфно отвержденный сахар, имеющий декстрозный эквивалент больше 20, или состоит из него. Пищевая суспензия содержит, по существу, однородный материал-носитель, в который встроены сферические частицы. Съедобная масса содержит агломерат из частиц, где некоторые из частиц являются сферическими частицами. Согласно изобретению применение встроенных частиц какао снижает шероховатость указанных частиц какао и уменьшает предел текучести при устранении потребности в эмульгаторах. Это обеспечивает снижение жировой фазы вплоть до 50% и таким образом получение низкокалорийного шоколадного продукта. 8 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

1. Сферическая частица композиционного порошка для получения шоколадного продукта, содержащая матриксный материал из аморфно отвержденного биополимера, а именно аморфно отвержденного сахара, где матриксный материал имеет равновесное содержание воды меньше 10 мас.%, где твердые частицы и/или объемы жидкости и/или объемы газа встроены в матриксный материал и где по меньшей мере один из следующих компонентов встроен в матриксный материал: компонент из какао, молочный компонент, жир, вкусоароматическое вещество.

2. Сферическая частица по п. 1, где матриксный материал содержит аморфно отвержденный сахар, имеющий декстрозный эквивалент более 20, или состоит из него.

3. Сферическая частица по п. 1, содержащая матриксный материал до степени по меньшей мере 5 об.% и/или до степени по меньшей мере 50 мас.%.

4. Сферическая частица по п. 1, имеющая диаметр менее 500 мкм.

5. Сферическая частица по п. 1, в которой биополимер имеет активность воды меньше 0,7.

6. Сферическая частица по п. 1, в которой матриксный материал имеет плотность от 0,1 до 2,5 г/см³.

7. Агломерат из сферических частиц по п. 1.

8. Способ получения сферических частиц по п. 1 и/или их агломератов по п. 7, включающий следующие этапы:

(i) обеспечение водной биополимерной жидкой фазы растворением сахарных компонентов в водной жидкой фазе;

(ii) добавление твердых частиц, и/или объемов жидкости, и/или объемов газа, а именно компонента из какао, молочного компонента, жира или вкусоароматического вещества;

(iii) проведение процессов формования и разделения, а именно распылительной сушки, для водной фазы или дисперсии, полученной на этапе (ii);

(iv) отверждение сферических частиц, имеющих равновесное содержание воды меньше 10 мас.%.

9. Пищевая суспензия для получения шоколадного продукта, содержащая, по существу, однородный материал-носитель, в который встроены сферические частицы по п. 1, и/или агломераты из сферических частиц по п. 7, где сферические частицы содержат матриксный материал из аморфно отвержденного сахара.

10. Пищевая суспензия по п. 9, где матриксный материал содержит аморфно отвержденный сахар, имеющий декстрозный эквивалент более 20, или состоит из него.

11. Пищевая суспензия по п. 9, отличающаяся тем, что по меньшей мере 90% от объема всех сферических частиц имеет размер меньше 500 мкм.

12. Пищевая суспензия по п. 9, отличающаяся тем, что материал-носитель содержит жировую массу, которая содержит триглицериды, которые являются по меньшей мере частично кристаллизованными при 20°С.

13. Способ получения пищевой суспензии по п. 9, характеризующийся следующими этапами:

(i) обеспечение сферических частиц по п. 1 и/или агломератов сферических частиц по п. 7 с применением способа по п. 8;

(ii) суспендирование или смешивание сферических частиц в материале-носителе.

14. Съедобная масса для получения шоколадного продукта, содержащая агломераты частиц, характеризующаяся тем, что частицы являются сферическими частицами по п. 1 и/или агломератами сферических частиц по п. 7.

15. Съедобная масса по п. 14, отличающаяся тем, что другая часть частиц является жировыми частицами.

16. Способ получения съедобной массы по п. 14, характеризующийся следующими этапами:

(i) обеспечение сферических частиц и/или агломератов сферических частиц с применением способа по п. 8;

(ii) обеспечение дополнительных частиц, а именно жировых частиц;

(iii) агломерация сферических частиц и дополнительных частиц под давлением, и/или под действием температуры, и/или с добавлением водной жидкости, и/или масла, и/или эмульсии.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что жировые частицы получают путем процесса распыления.

18. Шоколадный продукт питания, содержащий пищевую суспензию по п. 9 и/или съедобную массу по п. 14.

19. Пищевая суспензия по п. 9, содержащая твердые частицы, суспендированные в жировой фазе, и содержащая более 90% компонентов, выбранных из группы, состоящей из масла какао, сахара и какао, характеризующаяся тем, что съедобная масса содержит менее 50 об.% масла какао и имеет предел текучести τ₀ при 40°С меньше 10 Па, где жировая фаза содержит меньше 0,5% эмульгатора.