АЦЕТАТНЫЙ ПОРОШОК И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК A23P10/30 A23L29/00 A23L2/68 A23L13/40 A23B4/12 B01J2/16 B01J2/30 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к стабильному ацетатному порошку, более конкретно к ацетатному порошку, который состоит из покрытых ацетатных частиц, включающих одну или несколько частиц носителя, содержащих ацетат натрия, и слой покрытия, содержащий ацетат калия. Ацетатный порошок по настоящему изобретению легко поддается обработке (свободнотекучий) и обладает высокой стабильностью.

Изобретение также относится к смесям вышеуказанного ацетатного порошка и других ингредиентов виде частиц. Кроме того, изобретение относится к применению ацетатного порошка и смесей, содержащих указанный ацетатный порошок, в способах получения пищевых продуктов или напитков. Наконец, изобретение относится к способу промышленного получения ацетатного порошка.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ацетат калия можно получить путем взаимодействия уксусной кислоты с калийсодержащим основанием, таким как гидроксид калия или карбонат калия. Ацетат калия используют в виде пищевой добавки в качестве консерванта и регулятора кислотности. В Европейском Союзе его обозначают буквой E с номером E261. Ацетат калия очень гигроскопичен.

Ацетат натрия можно получить путем взаимодействия уксусной кислоты с карбонатом натрия, бикарбонатом натрия или гидроксидом натрия. Ацетат натрия можно добавлять в пищу в качестве приправы. В Европейском Союзе его обозначают буквой E с номером E262. Его часто используют, чтобы придать картофельным чипсам соленый и кислый вкус. Ацетат натрия менее гигроскопичен, чем ацетат калия.

В патенте США 2008/0317921 описан способ промышленного получения готового мясного продукта, включающий объединение сырого мясного продукта с солью органической кислоты и латентной кислотой с последующей тепловой обработкой мясного продукта, где латентная кислота представляет собой соединение, которое не обладает кислыми свойствами, когда его добавляют к сырому мясному продукту, но которое превращается в карбоновую кислоту, содержащую по меньшей мере 3 атома углерода, в условиях, преобладающих во время тепловой обработки мясного продукта, а соль органической кислоты выбрана из лактатов, ацетатов и их сочетаний.

В US 2013/0171314 описана противомикробная композиция для консервирования пищевых продуктов, содержащая: лактат калия, ацетат калия и диацетат натрия. Консервирующую композицию можно получить в виде жидкости на водной основе, содержащей от 20 до 80 мас.% твердых веществ, или в виде сухой смеси.

В US 2013/0259998 описана пищевая консервирующая композиция, содержащая ацетат калия и диацетат щелочного металла, где массовое соотношение ацетат калия:диацетат щелочного металла составляет от 1,5 до 9:1. Консервирующую пищевую композицию получают путем добавления ацетата калия, диацетата щелочного металла и, необязательно, средства, препятствующего слеживанию и комкованию, в сосуд в инертной и сухой атмосфере с последующим перемешиванием до получения гомогенной смеси соединений. Консервирующую композицию либо используют в свежем виде, либо хранят в сухих, прохладных и инертных условиях.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы изобретения разработали способ, позволяющий получать свободнотекучий порошок, который состоит из ацетатных частиц, содержащих значительное количество ацетата калия, и обладает превосходной стабильностью. Более конкретно, авторы изобретения разработали способ, который позволяет получать ацетатные частицы с покрытием, имеющие следующие характеристики:

они содержат одну или несколько частиц носителя, содержащих по меньшей мере 80 мас.% натрий-ацетатного компонента, выбранного из гидратов ацетата натрия, безводного ацетата натрия и их сочетаний;

слой покрытия, нанесенный на одну или несколько частиц носителя, содержит по меньшей мере 60 мас.% ацетата калия;

молярное соотношение калия и натрия составляет от 0,4:1 до 5:1; и

размер частиц находится в диапазоне от 40 до 1000 мкм.

Соответственно, первый аспект изобретения относится к продукту в виде частиц, содержащему по меньшей мере 10 мас.% указанных ацетатных частиц с покрытием. Продукт в виде частиц по настоящему изобретению может находиться в виде порошка, который состоит из ацетатных частиц с покрытием. Альтернативно, продукт в виде частиц может находиться в виде смеси указанных покрытых ацетатом частиц и одного или нескольких других ингредиентов в виде частиц.

Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что ацетатные частицы с покрытием по настоящему изобретению очень стабильны, даже несмотря на то, что высоко гигроскопичный ацетат калия в слое покрытия непосредственно контактирует с окружающей атмосферой.

Другой аспект изобретения относится к способу получения пищевого продукта или напитка, где указанный способ включает введение вышеупомянутого продукта в виде частиц в концентрации от 0,1 до 10% по отношению к массе пищевого продукта или напитка.

Следующий аспект изобретения относится к способу получения продукта в виде частиц по настоящему изобретению, где указанный способ включает:

получение псевдоожиженного слоя частиц носителя, содержащих по меньшей мере 80 мас.% натрий-ацетатного компонента, выбранного из гидратов ацетата натрия, безводного ацетата натрия и их сочетаний;

нанесение покрытия на частицы носителя путем распыления в псевдоожиженном слое жидкости на водной основе, содержащей по меньшей мере 30 мас.% ацетата калия; и

сушку частиц носителя с покрытием, нанесенным распылением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как указано выше, первый аспект изобретения относится к дисперсному продукту, содержащему по меньшей мере 10 мас.% ацетатных частиц с покрытием, имеющих следующие характеристики:

они содержат одну или несколько частиц носителя, содержащих по меньшей мере 80 мас.% натрий-ацетатного компонента, выбранного из гидратов ацетата натрия, безводного ацетата натрия и их сочетаний;

они содержат слой покрытия, нанесенный на упомянутые одну или несколько частиц носителя и содержащий по меньшей мере 60 мас.% ацетата калия;

они содержат калий и натрий в молярном соотношении от 0,4:1 до 5:1; и

размер частиц находится в диапазоне от 40 до 1000 мкм.

Используемый здесь термин "продукт в виде частиц" относится к продукту, состоящему из частиц, такому как порошок или гранулят.

Если не указано иное, используемый здесь термин "ацетат натрия" охватывает как гидраты ацетата натрия, так и безводный ацетат натрия (CH₃COONa).

Используемый здесь термин "ацетат калия" относится к безводному ацетату калия (CH₃COOK).

Если не указано иное, всякий раз, когда здесь делается ссылка на "ацетатные частицы с покрытием", подразумеваются ацетатные частицы с покрытием, имеющие указанные выше характеристики, или предпочтительные варианты осуществления указанных ацетатных частиц с покрытием, описанные в данном документе.

Если не указано иное, ссылка на размер частиц подразумевает размер частиц, измеренный методом лазерной дифракции (Malvern Mastersizer 2000).

Ацетатные частицы с покрытием по настоящему изобретению предпочтительно имеют содержание воды менее 3,5 мас.%, более предпочтительно менее 3,0 мас.%, и наиболее предпочтительно менее 2,5 мас.%. Всякий раз, когда здесь делается ссылка на содержание воды в веществе, подразумевается содержание воды, которое обычно измеряют методом титрования Карла Фишера, включающее кристаллическую воду, которая содержится в гидратах, таких как тригидрат ацетата натрия (C₂H₉NaO₅).

Содержание воды в продукте в виде частиц по настоящему изобретению обычно составляет менее 8 мас.%, предпочтительно менее 6 мас.%, более предпочтительно менее 4 мас.%, и наиболее предпочтительно менее 2,5 мас.%. В соответствии с данным описанием, содержание воды в продукте в виде частиц включает воду, которая содержится в ацетатных частицах с покрытием.

В предпочтительном варианте осуществления продукт в виде частиц содержит по меньшей мере 20 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% ацетатных частиц с покрытием.

Помимо ацетатных частиц с покрытием продукт в виде частиц может соответственно содержать один или несколько других ингредиентов в виде частиц.

Согласно предпочтительному воплощению продукт в виде частиц дополнительно содержит 10-90 мас.% лактатных частиц, содержащих по меньшей мере 80 мас.% лактата, выбранного из лактата натрия, лактата кальция и их сочетаний. Сочетание ацетатных частиц с покрытием и лактатных частиц предпочтительно составляет по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% от массы продукта в виде частиц.

Согласно другому предпочтительному воплощению продукт в виде частиц дополнительно содержит 10-90 мас.% пропионатных частиц, содержащих по меньшей мере 40 мас.% пропионата щелочного металла. Сочетание ацетатных частиц с покрытием и пропионатных частиц предпочтительно составляет по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% от массы продукта в виде частиц.

Ацетатные частицы с покрытием в соответствии с настоящим изобретением имеют размер частиц в диапазоне от 45 до 900 мкм, предпочтительно в диапазоне от 50 до 850 мкм, более предпочтительно в диапазоне от 60 до 800 мкм.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления ацетатные частицы с покрытием имеют средний диаметр D[4,3] в диапазоне от 100 до 800 мкм, более предпочтительно в диапазоне от 145 до 700 мкм и наиболее предпочтительно в диапазоне от 190 до 650 мкм. В данном описании термин "средний диаметр D[4,3]" относится к среднему диаметру де Брукера или среднеобъемному диаметру, который можно определить как средневзвешенный объем, если принять все частицы за сферические такого же объема, что и фактические частицы. Этот средний диаметр рассчитывают с помощью следующего уравнения:

где

Di=средний размер частиц в классе размеров i;

n=число частиц в классе размеров i.

Продукт в виде частиц по настоящему изобретению предпочтительно имеет объемную плотность в диапазоне 0,40-0,80 г/мл, более предпочтительно в диапазоне 0,45-0,75 г/мл и наиболее предпочтительно в диапазоне 0,50-0,70 г/мл. Используемый здесь термин "объемная плотность" относится к массе количества продукта в виде частиц, разделенной на общий объем, занимаемый указанным количеством. Общий объем включает объем частиц, объем пустот между частицами и объем внутренних пор. Объемная плотность, упомянутая в данном документе, представляет собой "насыпную плотность после утряски", то есть объемную плотность продукта после механического постукивания, производимого до тех пор, пока объем не перестанет изменяться (номинальное количество минимум 180 постукиваний).

Одна или несколько частиц носителя в ацетатных частицах с покрытием предпочтительно содержат по меньшей мере 85 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 92 мас.% натрий-ацетатного компонента.

Натрий-ацетатный компонент в частицах носителя предпочтительно в основном состоит из безводного ацетата натрия. Соответственно, в предпочтительном варианте осуществления одна или несколько частиц носителя содержат по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 85 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% безводного ацетата натрия.

Слой покрытия лактатных частиц с покрытием предпочтительно содержит по меньшей мере 70 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% ацетата калия.

Ацетатные частицы с покрытием по настоящему изобретению могут содержать один или несколько дополнительных слоев покрытия помимо слоя покрытия, содержащего ацетат калия. Однако преимущества настоящего изобретения обладают особенной ценностью в том случае, если ацетатные частицы с покрытием не содержат дополнительных слоев покрытия.

В другом предпочтительном варианте осуществления калий и натрий присутствуют в ацетатных частицах с покрытием в молярном соотношении от 0,5:1 до 3:1, более предпочтительно от 0,6:1 до 2:1.

Общее количество натрия в ацетатных частицах с покрытием предпочтительно находится в диапазоне 10-20 мас.%, более предпочтительно в диапазоне 11-18 мас.%.

Общее количество калия в ацетатных частицах с покрытием предпочтительно находится в диапазоне 15-30 мас.%, более предпочтительно в диапазоне 17-25 мас.%.

Общее количество ацетата в ацетатных частицах с покрытием предпочтительно находится в диапазоне 55-72 мас.%, более предпочтительно 60-70 мас.%. В данном описании термин "общее количество ацетата" относится к общему количеству остатка уксусной кислоты, включающему воду, которая содержится в гидратах ацетата натрия.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления сочетание натрий-ацетатного компонента и ацетата калия составляет по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95 мас.% от массы ацетатных частиц с покрытием.

Одна или несколько частиц носителя, которые содержатся в ацетатных частицах с покрытием по настоящему изобретению, предпочтительно характеризуются размером частиц в диапазоне 20-300 мкм, более предпочтительно, в диапазоне 30-250 мкм, наиболее предпочтительно в диапазоне 40-200 мкм.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% ацетатных частиц с покрытием состоит из агломерированных частиц, содержащих по меньшей мере 2 частицы носителя.

Другой аспект изобретения относится к способу получения пищевого продукта или напитка, где указанный способ включает введение продукта в виде частиц, описанного в настоящем документе, в концентрации от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,15 до 8 мас.% от массы пищевого продукта или напитка.

Настоящий способ предпочтительно включает стадию распределения продукта в виде частиц по всему пищевому продукту или диспергирования продукта в виде частиц по всему напитку.

Предпочтительно настоящий способ включает введение продукта в виде частиц в пищевой продукт.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления пищевой продукт представляет собой мясной продукт, более предпочтительно, готовый мясной продукт. Примеры готовых мясных продуктов включают в себя:

свежие готовые мясные продукты (например, гамбургеры, жареная колбаса, кебаб, куриные наггетсы),

мясные солености (например, сыровяленая говядина, сырая ветчина, говядина, прошедшая тепловую обработку, вареный окорок, восстановленные продукты и бекон),

сырые-подвергнутые кулинарной обработке продукты (например, сосиски, мортаделла, лионская колбаса и мясной рулет),

подвергнутые предварительной кулинарной обработке продукты (например, печеночная колбаса, кровяная колбаса и говяжья солонина),

сырокопченые (сухие) колбасы (например, салями),

сушеное мясо.

Наиболее предпочтительно настоящий способ применяют в способе получения готового мясного продукта, выбранного из мясных соленостей и сырокопченых (сухих) колбас.

Следующий аспект изобретения относится к способу получения продукта в виде частиц по настоящему изобретению, где указанный способ включает:

получение псевдоожиженного слоя частиц носителя, содержащих по меньшей мере 80 мас.% натрий-ацетатного компонента, выбранного из гидратов ацетата натрия, безводного ацетата натрия и их сочетаний;

нанесение покрытия на частицы носителя путем распыления в псевдоожиженном слое жидкости на водной основе, содержащей по меньшей мере 30 мас.% ацетата калия; и

сушку частиц носителя с покрытием, нанесенным распылением.

В предпочтительном варианте осуществления способа получения частицы носителя содержат по меньшей мере 85 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% натрий-ацетатного компонента.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% частиц носителя характеризуются размером частиц в диапазоне 20-300 мкм, более предпочтительно, в диапазоне 30-250 мкм, наиболее предпочтительно в диапазоне 40-200 мкм.

Жидкость на водной основе, которую используют в водном процессе, предпочтительно содержит по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% ацетата калия.

Сушку частиц, покрытых распылением, предпочтительно проводят одновременно с нанесением покрытия распылением путем пропускания потока сушильного газа через псевдоожиженный слой частиц. Используемый сушильный газ предпочтительно выбирают из воздуха, кислорода, азота и их сочетаний.

Если нанесение покрытия распылением и сушку проводят одновременно, предпочтительно используют температуру сушильного газа в диапазоне 50-160°С, более предпочтительно в диапазоне 60-150°С и наиболее предпочтительно в диапазоне 70-140°С.

Если нанесение покрытия распылением и сушку проводят одновременно, предпочтительно используют атмосферное или повышенное давление, более предпочтительно давление 1,5-4 бар, наиболее предпочтительно давление 2-3,5 бар.

Далее изобретение иллюстрируется с помощью нижеследующих неограничивающих примеров.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Ацетатные частицы с покрытием в соответствии с настоящим изобретением получают в сушилке с псевдоожиженным слоем GLATT®, как описано ниже.

Натрий-ацетатный порошок получают путем сушки распылением. Полученный таким образом порошок имеет средний диаметр, D[4,3], равный 70 мкм.

В корзину сушилки с псевдоожиженным слоем помещают 40 кг порошка ацетата натрия. Это исходное вещество нагревают до 60°С в процессе псевдоожижения продукта. Скорость воздушного потока устанавливают на уровне 600 м³/ч.

В качестве распыляемой жидкости используют 68% водный раствор ацетата калия. Распыляемую жидкость получают путем нейтрализации уксуса (23%) гидроксидом калия (50%) до рН примерно 9,0 с последующим упариванием в вакууме до содержания сухого вещества 68 мас.%.

Распыление начинают, когда кипящий слой достигает температуры 60°С. Температура воздуха на входе составляет 120°С, а давление распыления - 3 бара. Вначале скорость распыления устанавливают на уровне примерно 250 г/мин и затем увеличивают ее до 650 г/мин в течение 5 часов распыления, после чего распыление прекращают. Продукт охлаждают до 30°С в течение примерно 20 минут и собирают в алюминиевые пакеты.

Свойства полученного таким способом порошка приведены в таблице 1.

Таблица 1

Ацетат натрия 48 мас.% Ацетат калия 50 мас.% Натрий 14 мас.% Калий 20 мас.% Ацетат 65 мас.% Влага 2 мас.% Насыпная плотность 0,55 г/мл D[4, 3] 630 мкм

Получают изображения порошка методом SEM-EDX. Эти изображения демонстрируют, что порошок состоит из пористых частиц неправильной формы.

Изобретение предназначено для использования при получении пищевых продуктов или напитков. Натриево-калиевый ацетатный порошок, применяемый для пищевых продуктов или напитков, содержит по меньшей мере 10 мас.% ацетатных частиц с покрытием, имеющих следующие характеристики: они содержат одну или несколько частиц носителя, содержащих по меньшей мере 80 мас.% натрий-ацетатного компонента, выбранного из гидратов ацетата натрия, безводного ацетата натрия и их сочетаний; они содержат слой покрытия, нанесенный на упомянутые одну или несколько частиц носителя и содержащий по меньшей мере 60 мас.% ацетата калия; они содержат калий и натрий в молярном соотношении от 0,4:1 до 5:1; и размер частиц находится в диапазоне от 40 до 1000 мкм. Способ получения натриево-калиевого ацетатного порошока предусматривает нанесение покрытия, содержащего по меньшей мере 30 мас.% ацетата калия, в псевдоожиженном слое на частицы носителя, содержащие по меньшей мере 80 мас.% натрий-ацетатного комплекса. Предлагаемый ацетатный продукт в виде частиц с покрытием является стабильным, несмотря на гигроскопичность, ацетат калия, который находится в слое покрытия, непосредственно контактирующего с окружающей атмосферой, легко поддается обработке. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

1. Натриево-калиевый ацетатный порошок, применяемый для пищевых продуктов или напитков, содержащий по меньшей мере 10 мас.% ацетатных частиц с покрытием, имеющих следующие характеристики:

они содержат одну или несколько частиц носителя, содержащих по меньшей мере 80 мас.% натрий-ацетатного компонента, выбранного из гидратов ацетата натрия, безводного ацетата натрия и их сочетаний;

они содержат слой покрытия, нанесенный на упомянутые одну или несколько частиц носителя и содержащий по меньшей мере 60 мас.% ацетата калия;

они содержат калий и натрий в молярном соотношении от 0,4:1 до 5:1; и

размер частиц находится в диапазоне от 40 до 1000 мкм.

2. Порошок по п.1, где одна или несколько частиц носителя содержат по меньшей мере 90 мас.% ацетата натрия.

3. Порошок по п.1 или 2, где слой покрытия содержит по меньшей мере 70 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% ацетата калия.

4. Порошок по любому из предыдущих пунктов, где калий и натрий присутствуют в ацетатных частицах с покрытием в молярном соотношении от 0,5:1 до 3:1.

5. Порошок по любому из предыдущих пунктов, где сочетание натрий-ацетатного компонента и ацетата калия составляет по меньшей мере 80 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% ацетатных частиц с покрытием.

6. Порошок по любому из предыдущих пунктов, где содержание воды в ацетатных частицах с покрытием составляет менее 3,5 мас.%.

7. Порошок по любому из предыдущих пунктов, где порошок содержит по меньшей мере 30 мас.% ацетатных частиц с покрытием.

8. Порошок по любому из предыдущих пунктов, где порошок дополнительно содержит 10-90 мас.% лактатных частиц, содержащих по меньшей мере 80 мас.% лактата, выбранного из лактата натрия, лактата кальция и их сочетаний.

9. Порошок по любому из предыдущих пунктов, где порошок дополнительно содержит 10-90 мас.% пропионатных частиц, содержащих по меньшей мере 40 мас.% пропионата щелочного металла.

10. Порошок по любому из пп.1-7, где порошок содержит по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% ацетатных частиц с покрытием.

11. Порошок по любому из предыдущих пунктов, где порошок имеет объемную плотность в диапазоне 0,40-0,80 г/мл.

12. Порошок по любому из предыдущих пунктов, где одна или несколько частиц носителя, которые содержатся в ацетатных частицах с покрытием, характеризуются размером частиц в диапазоне от 10 до 300 мкм.

13. Способ получения пищевого продукта, включающий введение натриево-калиевого ацетатного порошка по любому из предыдущих пунктов в концентрации от 0,1 до 10% по отношению к массе пищевого продукта.

14. Способ получения напитка, включающий введение натриево-калиевого ацетатного порошка по любому из пп. 1-12 в концентрации от 0,1 до 10% по отношению к массе напитка.

15. Способ получения натриево-калиевого ацетатного порошка по любому из пп. 1-12, включающий:

получение псевдоожиженного слоя частиц носителя, содержащих по меньшей мере 80 мас.% натрий-ацетатного компонента, выбранного из гидратов ацетата натрия, безводного ацетата натрия и их сочетаний;

нанесение покрытия на частицы носителя путем распыления в псевдоожиженном слое жидкости на водной основе, где жидкость на водной основе содержит по меньшей мере 30 мас.% ацетата калия; и

сушку частиц носителя с покрытием, нанесенным распылением, с получением слоя покрытия, где слой покрытия содержит по меньшей мере 60 мас.% ацетата калия.

16. Способ по п.15, где жидкость на водной основе содержит по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% ацетата калия.