專利名稱：：穩(wěn)定泡沫及其制備方法穩(wěn)定泡沫及其制備方法
背景技術(shù)：
：本發(fā)明涉及一種具有受控的精細(xì)氣泡尺寸分布的穩(wěn)定泡沫以及由其制備的低脂含量的可食用制品。由這種泡沫制得的特別受關(guān)注的產(chǎn)品包括冰淇-淋和相關(guān)冷凍制品。在連續(xù)的液態(tài)或半固態(tài)流體相中制備精細(xì)分散的氣泡(或者表示為氣體體積分率低于約10-15%的氣體*體，或者表示為氣體體積分率大于約15-20%的泡沫)特別在食品、制藥、化妝品、陶瓷和建材材料工業(yè)中受到主要關(guān)注。這些工業(yè)的相關(guān)制品的氣體分率對(duì)物理參數(shù)如密度、流變能力、導(dǎo)熱性和熱壓縮能力和相關(guān)應(yīng)用性質(zhì)具有強(qiáng)烈影響。在食品領(lǐng)域中，液態(tài)至半固態(tài)體系的充氣增加了就稠度和相關(guān)感覺(jué)/感官性質(zhì)如奶油感、柔軟度和光滑性以及改善的形狀保持和分層穩(wěn)定性方面的價(jià)值。對(duì)于特定的食品體系如冷凍甜點(diǎn)或冰淇淋，顯著降低的導(dǎo)熱性是保護(hù)該產(chǎn)品以免例如因?yàn)閺纳痰甑较M(fèi)者冰箱的"冷卻鏈"中的熱激而快速融化的另一主要穩(wěn)定性因素。顯著增加內(nèi)界面也可以為功能性/技術(shù)-功能性分子如風(fēng)味和/或營(yíng)養(yǎng)活性化合物提供用于吸附和固定/穩(wěn)定化的新區(qū)域。在常規(guī)冷凍和充氣的冰淇淋類7JC基水漿料中，通常重要的感官性質(zhì)如融化過(guò)程中的形狀保持、挖取能力、奶油感、光滑性和熱激穩(wěn)定性由3個(gè)*相的相互作用決定空氣室/氣泡、脂肪球/脂肪球附聚體和水冰晶，這些分歉組分的特性尺寸范圍和體積分率例如如表1所示。表l:常規(guī)冰洪淋中*相的尺寸和體積分率范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>充分穩(wěn)定化的小空氣室主要決定水淇淋在食用者口中融化過(guò)程的奶油感和光滑質(zhì)地感。舌頭與顎之間剪切處理過(guò)程中融化態(tài)的空氣室/泡沫結(jié)構(gòu)越小，則奶油感覺(jué)越突出。由于水晶生長(zhǎng)的空間位阻增加，越小的空氣室尺寸還保證了冷凍水洪淋體系具有更長(zhǎng)的貯存期。在恒定氣體體積分率下，越多數(shù)量的更小空氣室提供更大的總氣體界面面積，因此空氣室之間由連續(xù)的水樣流體相形成的片層厚度減小。這限制了這些片層內(nèi)水晶生長(zhǎng)。另一直接影響奶油感但不太突出的因素來(lái)自直徑低于20-30微米的中等尺寸的脂肪球附聚體。當(dāng)這些脂肪球附聚體變得大于約30-50微米時(shí)，奶油感則變成黃油似的脂肪感。像冰淇淋之類的冷凍充氣漿料的挖取能力主要與水晶結(jié)構(gòu)，特別是冰晶尺寸以及它們的相互連結(jié)性相關(guān)。挖取能力是水淇淋在-20。C與-15。C之間的低溫范圍內(nèi)最相關(guān)的質(zhì)量特性。在常規(guī)的水淇淋制備中，部分冷凍在具有冷的刮面熱交換器的連續(xù)式或間歇式冷凍機(jī)中完成(冷卻至約-5。C的出口溫度)。接著將水淇淋漿料裝入杯內(nèi)，或者它在擠出模頭的出口成形。隨后在冷卻劑空氣溫度約-40。C的冷凍通道中使該制品硬化，直至制品核心溫度達(dá)到約-20。C。接著存放和/或分配制品。在常規(guī)水淇淋配方在冰洪淋冷凍機(jī)中預(yù)冷凍之后，約40-45%可冷凍的水凍成水水晶。另一部分約55-60%可冷凍的水仍是液體，因?yàn)闈饪s有糖、多糖和蛋白質(zhì)的含水溶液的凝固點(diǎn)下降。大多數(shù)的該水樣部分在硬化通道中的進(jìn)一步冷卻過(guò)程中凍結(jié)。在該硬化步驟，水淇淋是靜態(tài)。因此另外凍結(jié)的水在已有的冰晶表面處結(jié)晶，導(dǎo)致它們從約20微米生長(zhǎng)到50微米和更大。某些水晶相互連接形成三維水晶網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)這種網(wǎng)絡(luò)形成時(shí)，水淇淋像固體一樣，挖取能力下降。某些專利如美國(guó)專利No.5,620,732、6,436,460、6，491，960、6,565,908公開(kāi)了通過(guò)使用防凍蛋白質(zhì)來(lái)限制冷卻/硬化過(guò)程中的水晶生長(zhǎng)。還預(yù)計(jì)這對(duì)與改^乞取能力有關(guān)的水晶連結(jié)性具有積極影響。美國(guó)專利No.6,558,729、5,215,777、6,511,694和6,010,734公開(kāi)了使用其它特定成分如低熔點(diǎn)植物脂肪、多元醇脂肪酸聚酯或特定糖如蔗糖/麥芽糖混合物來(lái)軟化相關(guān)的水淇淋制品，從而改善挖取能力和奶油感(creaminess)。美國(guó)專利No.5,345,781、5,713,209、5,919,510、6,228,412和RE36，3卯公開(kāi)了特定加工設(shè)備，大多數(shù)是單或雙螺桿連續(xù)冷凍擠出機(jī)，通過(guò)利用在通常10。C至-15。C的非常低的加工溫度下作用的高粘摩擦力來(lái)改進(jìn)水淇淋的微結(jié)構(gòu)(空氣室、冰晶和脂肪球附聚體)，從而改善質(zhì)地和穩(wěn)定性。其它出版物公開(kāi)了利用介晶表面活性劑相，其具有在指定溫度下制得的表面活性劑和水的預(yù)混物，以提供連續(xù)的片層相。這些文獻(xiàn)包括歐洲專利申請(qǐng)753,995和PCT公布WO95/35035。另一公開(kāi)使用可食用表面活性劑介晶相作為結(jié)構(gòu)化劑和/或脂肪替代品的方法可以在美國(guó)專利6，368，652、歐洲專利申請(qǐng)558,523和PCT公布WO92/09209中找到。PCT公布WO2005/013713公開(kāi)了具有至少2wt%脂肪的水糖果及其制備方法，其中所有脂肪中的某些作為油體存在。盡管公開(kāi)了這些，但仍需要一種形成冰凍泡沫或冰凍糖果的方法，它們?cè)诶鋬鰰r(shí)不會(huì)發(fā)生顯著的氣泡變大，也不會(huì)發(fā)生相關(guān)的固體明顯生成或結(jié)水。此外，仍缺乏滿足以上需要的新充氣技術(shù)。例如，工業(yè)用的膜基充氣技術(shù)仍相當(dāng)新。已知的液態(tài)流體體系的常規(guī)充氣或攪打普遍在非常高的能量輸入率條件下使用轉(zhuǎn)子/定子^L混合設(shè)備在湍流區(qū)中進(jìn)行。膜基分散程序在^/液分散(乳化)領(lǐng)域已知，其使用靜止膜組件，分散液滴的脫離通過(guò)連續(xù)液相溢流過(guò)膜來(lái)實(shí)現(xiàn)。但這意味著支持液滴脫離的力或應(yīng)力直接與該連續(xù)液相的體積流率相關(guān)聯(lián)。對(duì)于制備相關(guān)乳液或^:體系，如果體積流率的變化也影響*相的液滴尺寸分布，從而改變相關(guān)體系的性質(zhì)，那么這肯定不可接受。利用具有以上針對(duì)^/液分散處理描述的同類問(wèn)題的靜止膜設(shè)備，膜起泡的首次嘗試也已經(jīng)引入，但更突出的問(wèn)題是關(guān)于特別以更高的氣體體積分率(>30-40%)產(chǎn)生小氣泡。這可能是基于所謂臨界毛細(xì)管數(shù)(Cac)所描述的公知物理關(guān)系。溢流靜止膜附近(即普蘭德(Prandtl)邊界層)產(chǎn)生的主要流動(dòng)類型是剪切流動(dòng)。在剪切流動(dòng)中，臨界毛細(xì)管數(shù)是*相與連續(xù)相的粘度比(T1錄/T1錢)的有效函數(shù)。特別對(duì)于表示泡沫體系的￡10-3-10—4范圍的非常低的粘度比，Cac可以達(dá)到大于約10-30的值。原因是盡管空氣泡在剪切液體中容易發(fā)生大的變形，但沒(méi)有有效的破裂，或換句話說(shuō)，關(guān)鍵的氣泡變形隨粘度比減小而強(qiáng)烈增加。在非常高的體積流率下，達(dá)到湍流狀態(tài)，同時(shí)氣泡分散得到改善。但就氣泡尺寸和窄的氣泡尺寸分布寬度而言，這并不令人滿意。即使在湍流區(qū)，層狀普蘭德層存在于壁附近，從而限制了湍流分歉的機(jī)制。近來(lái)，旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備已被引入^/液^t，其表現(xiàn)出高度改善液滴*的能力，特別是對(duì)于小的且尺寸分布窄的液滴，但該設(shè)備尚未被用于氣體分散或起泡。這可能是因?yàn)榕c氣泡在上述剪切主導(dǎo)的層流中難以破裂有關(guān)的問(wèn)題，還因?yàn)檫@兩相之間高的密度差使得該過(guò)程在旋轉(zhuǎn)，特別是層流區(qū)中甚至更困難。液體密度低于1%的氣相在以旋轉(zhuǎn)層流作用而沒(méi)有流動(dòng)相關(guān)的干擾的離心力場(chǎng)中趨向于分離成更小半徑(相當(dāng)于更低的離心壓力)。這種根本性問(wèn)題仍未解決。德國(guó)專利申請(qǐng)DE10127075公開(kāi)了用于制備乳液體系的旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備。但該設(shè)備不適合產(chǎn)生精細(xì)M的均勻氣體^:體或泡沫，因?yàn)樵谀そM件與殼體之間形成的分散縫隙具有大的半徑尺寸，這在改善氣泡所需的更高旋轉(zhuǎn)速度下嚴(yán)重促進(jìn)了相分層。PCT爿^布WO2004/30799和WO01/45830描述了用于產(chǎn)生乳液的類似膜設(shè)備，但它具有前迷對(duì)于氣體*體或泡沫而言相同的問(wèn)題。因此需要一種能夠形成低脂冷凍泡沫制品的新的充氣設(shè)備和方法，當(dāng)冷凍時(shí)，所述制品不會(huì)形成大的氣泡或相互連結(jié)的水晶，也不會(huì)隨后出現(xiàn)固體行為。還需要包含這種新泡沫的制品。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定的泡沫，包含液體基質(zhì)、氣泡和結(jié)構(gòu)化劑，該結(jié)構(gòu)化劑形成片層和/或泡嚢籠結(jié)構(gòu)而不會(huì)產(chǎn)生賦予泡沫橡膠質(zhì)地的凝膠結(jié)構(gòu)。片層/泡嚢籠結(jié)構(gòu)將至少大部分氣泡和液體基質(zhì)捕獲于其中，以一使氣泡和液體保持在足夠緊密的結(jié)構(gòu)中并穩(wěn)定化，從而基本防止了液體基質(zhì)排出以及氣泡聚結(jié)和乳油化，這樣即使泡沫經(jīng)歷多次熱激，其仍保持穩(wěn)定性。有利地，液體基質(zhì)包括極性流體，氣體是氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化?N202)、氬氣或其混合物，氣泡具有足夠小的平均直徑并且在片層/泡嚢籠結(jié)構(gòu)中充分接近地隔開(kāi)，以防止當(dāng)泡沫經(jīng)受液體基質(zhì)凝固溫度以下的溫度時(shí)，在液體基質(zhì)中形成平均直徑為50微米或更大的緊實(shí)凍結(jié)晶體。優(yōu)選地，液體基質(zhì)包含水，氣體是空氣，氣泡具有小于30微米的中值直徑Xso,o,并且間隔的距離小于30微米；泡沫的氣泡直徑分布比X9o,t)/Xk)，q小于5。更優(yōu)選地，氣泡的中值直徑Xso，()小于15微米，并且間隔的距離小于15微米；泡沫的氣泡直徑分布比X9。,Q/Xk)，。小于3.5,更特別低于2.5。合適的結(jié)構(gòu)化劑一般包括含有溶脹親水部分(其形成片層或泡嚢籠結(jié)構(gòu))的兩親化合物或物質(zhì)。結(jié)構(gòu)化劑往往是表面活性劑，或更具體是乳化劑，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.1-2wt%。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)化劑包括在熱、物理-化學(xué)和/或機(jī)械方面經(jīng)過(guò)預(yù)處理的聚甘油酯(PGE)，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.25-1.5wt%。PGE經(jīng)過(guò)處理以提供改進(jìn)的用于將氣泡和液體基質(zhì)保持在其中的片層或泡嚢籠結(jié)構(gòu)，并且特別適用在需要或期望非常好的氣泡泡沫時(shí)。液體基質(zhì)可以包含其量足以為液體基質(zhì)提供增加的粘度以幫助基質(zhì)和氣泡保持在片層/泡嚢籠結(jié)構(gòu)中的粘度增加劑。粘度改進(jìn)劑是基于液體基質(zhì)為約5-45wt%的碳水化合物，基于液體基質(zhì)為約5-20wt%的植物蛋白質(zhì)或乳蛋白質(zhì)，基于液體基質(zhì)為約0.1-2wt。/。的多糖，或其混合物。更具體地，如果存在，碳水化合物是蔗糖、葡萄糖、果糖、玉米糖漿、乳糖、麥芽糖或半乳糖或其混合物，其存在量基于液體基質(zhì)為約20-35wt%;如果存在，植物或乳蛋白質(zhì)是大豆、乳清或全乳蛋白質(zhì)或其混合物，其存在量基于液體基質(zhì)為約10-15wt%;以及，如果存在，多糖M爾膠、角豆莢膠、角叉菜膠、果膠、黃原膠或其混合物，其量基于液體基質(zhì)為約0.1-1.25wt%。本發(fā)明的另一實(shí)施方案涉及本文所述類型且保持在S1起液體基質(zhì)固化ii或凍結(jié)的溫度以下的溫度的固體泡沫。意外地，固化或凍結(jié)的基質(zhì)不包括液體形成的中值直徑Xso，o為50微米或更大的緊實(shí)凍結(jié)晶體，并且泡沫在多次熱激之后保持穩(wěn)定，氣泡尺寸和冰晶尺寸分布不會(huì)明顯變化。本發(fā)明的另一實(shí)施方案涉及穩(wěn)定泡沫的制備方法，該泡沫包含液體基質(zhì)、氣泡和結(jié)構(gòu)化劑，該結(jié)構(gòu)化劑形成將至少大部分氣泡和液體基質(zhì)捕獲于其中并使其穩(wěn)定的片層或泡嚢籠結(jié)構(gòu)。該方法一般包括步驟向pH值為6-8的液體基質(zhì)中提供包含疏水和親水部分的晶態(tài)或半晶態(tài)兩親化合物試劑或物質(zhì)；向液體基質(zhì)中加入溶脹劑，同時(shí)在一定溫度下加熱一段時(shí)間，所述溫度和時(shí)間要足以使晶態(tài)化合物或物質(zhì)融化并提供液體基質(zhì)、溶脹劑和兩親試劑的溶脹親水部分(形成籠結(jié)構(gòu)的片層或泡嚢)的溶液；在足以使籠結(jié)構(gòu)的片層或泡嚢分散的條件下將溶液均質(zhì)化；將經(jīng)均質(zhì)化的溶液冷卻到環(huán)境溫度以下的溫度，以固定片層/泡嚢籠結(jié)構(gòu)，而不會(huì)產(chǎn)生賦予橡膠質(zhì)地的凝膠；以及向溶液中提供空氣泡。由此，片層/泡嚢籠結(jié)構(gòu)將至少大部分氣泡和液體基質(zhì)捕獲于其中并穩(wěn)定化，以使氣泡和液體保持在足夠緊密的結(jié)構(gòu)中，從而基本防止了液體基質(zhì)排出以及氣泡聚結(jié)，從而制得即使經(jīng)歷多次熱激仍保持穩(wěn)定性的穩(wěn)定泡沫。片層結(jié)構(gòu)M也可以稱作多片層泡嚢。液體基質(zhì)一般包括去離子極性流體。在加入兩親試劑之前，將去離子極性流體的pH值調(diào)節(jié)到中性(約7)，接著將溶液加熱到大于65°C-95°C的溫度，約20-85秒。這幫助兩親試劑溶解到液體基質(zhì)中。在包括巴氏殺菌步驟的情況下，在各溫度下的保持時(shí)間在65。C下約25分鐘與85。C下30秒之間調(diào)節(jié)。兩親試劑一般包括表面活性劑，或更具體是乳化劑，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.1-2wt%;溶脹劑通常是與兩親試劑相容并引起該試劑溶脹的材料。對(duì)于示例性的PGE乳化劑，溶脹劑包括可溶于或可^t于液體基質(zhì)中的未酯化脂肪酸，其添加量基于液體基質(zhì)也為約0.1-2wt%。在7的pH值下，大多數(shù)脂肪酸未質(zhì)子化，并帶有保證溶脹效果的凈電荷。均質(zhì)化可以是在約60°C-95°0的溫度和125-225巴下進(jìn)行的高壓均12質(zhì)化；接著將經(jīng)均質(zhì)化的溶液冷卻到低于約10。C但液體基質(zhì)不會(huì)凍結(jié)的溫度，4-20小時(shí)。隨后，在使經(jīng)冷卻的溶液充氣形成泡沫之前，可以進(jìn)一步處理經(jīng)冷卻的溶液，將pH值降低到2-4.5和/或加入鹽。液體基質(zhì)一般包括不含鹽的極性流體，并且任選地包含其量足以為液體基質(zhì)提供增加的粘度以幫助將液體基質(zhì)和氣泡保持在片層/泡嚢籠結(jié)構(gòu)中的粘度增加劑。液體基質(zhì)包括去離子水，粘度改進(jìn)劑可以是本文更具體提到的那些中的任一種。在加入兩親物質(zhì)或化合物之前，一般將粘度改進(jìn)劑加入中性pH值并溫和加熱到約30。C-50。C的去離子水中。氣泡一般是氮?dú)?、氧氣、氬氣或其混合物，并且通過(guò)攪打設(shè)備或引導(dǎo)通過(guò)多孔膜而提供在溶液中。為獲得氣泡中值直徑Xso，o為10-15微米的氣泡，可以使用常規(guī)轉(zhuǎn)子/定子攪打設(shè)備將氣泡夾帶到溶液中。為獲得氣泡中值直徑X5Q，o小于10擺t米且具有氣泡直徑分布比X卯,o/X1M小于3.5的窄氣泡尺寸分布的氣泡，可以通過(guò)6微米平均孔直徑的旋轉(zhuǎn)膜將氣泡提供到溶液中；旋轉(zhuǎn)膜的結(jié)構(gòu)、尺寸、安放和運(yùn)動(dòng)都要^f吏所述尺寸的氣泡脫離膜表面(氣泡在此由通過(guò)膜的氣流形成)，并將它們夾帶到液體基質(zhì)中。最后，為獲得氣泡中值直徑Xso，q小于7.5^:米且具有氣泡直徑分布比X90，0/X卿小于3.5的窄氣泡尺寸分布的氣泡，可以通過(guò)6微米平均孔直徑的膜將氣泡提供到溶液中，所述膜配置成固定的封閉圓筒形，將氣體從外部引入該圓筒內(nèi)以在膜的內(nèi)表面上形成氣泡，而液體基質(zhì)流過(guò)最終由同心或偏心置于膜圓筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)非膜圓筒支撐的膜內(nèi)表面，從而使氣泡脫離。如以上提及的，優(yōu)選制品是固體泡沫，這可以通過(guò)將液體基質(zhì)保持在引起液體基質(zhì)固化或凍結(jié)的穩(wěn)定以下的溫度，使其固化來(lái)提供。意外地，固化或凍結(jié)的基質(zhì)不包括液體形成的中值直徑Xso,o為50微米或更大的緊實(shí)凍結(jié)晶體；此外，在多次熱激之后泡沫保持穩(wěn)定，氣泡和冰晶尺寸分布沒(méi)有明顯變化。無(wú)論是否向去離子的液體基質(zhì)中加入粘度增加劑，這都可以實(shí)現(xiàn)，但因其它原因(在下面詳細(xì)描述中將明了)，優(yōu)選加入粘度增加劑。附圖筒述為進(jìn)一步理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)以及相比較現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該參照下面結(jié)合附圖的描述，其中示例性證實(shí)了本發(fā)明和本發(fā)明的相關(guān)特點(diǎn)，其中圖1是由常規(guī)氣泡M設(shè)備得到的空氣泡尺寸分布圖。圖2是才艮據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案制得的泡沫的空氣泡尺寸分布圖。圖3是表示本發(fā)明中3種不同充氣方法/設(shè)備實(shí)施方案的氣泡直徑的第10%、50%和90%柱形圖。圖4是表示本發(fā)明中3種不同充氣方法/設(shè)備實(shí)施方案的氣泡尺寸分布寬度或窄度的圖。圖5A和5B是本發(fā)明泡沫的片層籠結(jié)構(gòu)的掃描電子顯^:照片。圖6是表示片層相體積與所加入的溶脹劑濃度的函數(shù)依賴關(guān)系圖。圖7是表示根據(jù)本發(fā)明形成泡沫的步驟的工藝圖。圖8示出了如果改變產(chǎn)生泡沫的加熱步驟(I)和pH調(diào)節(jié)步驟(II)的順序所得到的制品，其中顛倒的順序(先II后I)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)明顯潰散，沒(méi)有任何泡沫。圖9是比較根據(jù)本發(fā)明的泡沫和常規(guī)冰糕(sorbet)的排出特點(diǎn)的兩個(gè)測(cè)試管的照片。圖10是經(jīng)過(guò)熱激的泡沫的氣泡直徑的圖，其中圖IOA是表示在熱激之前氣泡的顯孩i圖，圖IOB示出了在熱激之后的氣泡。圖ll是表示根據(jù)本發(fā)明的泡沫的熱激性能的圖。圖12是本發(fā)明充氣設(shè)備的第一實(shí)施方案(類型I)的示意圖，其中示出了通過(guò)具有膜的設(shè)備的軸向切口，所述膜安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)件(即圓筒)的表面，圖12A是放大的縫隙部分，圖12B表示膜表面的緊實(shí)氣體實(shí)體。圖13是本發(fā)明充氣設(shè)備的第二實(shí)施方案(類型II)的示意圖，其中示出了通過(guò)具有膜的設(shè)備的軸向切口，所述膜安裝在固定外件(圓柱形殼體)的表面，圖13A是放大的縫隙部分，示出了從膜孔射入縫隙內(nèi)的氣體絲。圖14A是圖12-13的裝置與旋轉(zhuǎn)軸正交的截面4見(jiàn)圖，示出了旋轉(zhuǎn)內(nèi)件與殼體偏心安置，圖14B表示與旋轉(zhuǎn)軸平行的截面視圖。圖15A是圖12-13的裝置與旋轉(zhuǎn)軸正交的截面視圖，示出了旋轉(zhuǎn)內(nèi)件與殼體同心安置，并且充氣膜固定在殼體上，旋轉(zhuǎn)內(nèi)件(即圓筒)具有帶輪廓的表面，圖15B表示與旋轉(zhuǎn)軸平行的截面視圖。圖16是在膜安裝于固定殼體上的新型膜設(shè)備B-類型II中M處理之后的空氣泡尺寸分布函數(shù)q。(x)(即數(shù)量密度分布)的圖。圖17是在與B-類型I設(shè)備的相同條件下在類型n膜設(shè)備中M處理之后的空氣泡尺寸分布函數(shù)q。(x)(即數(shù)量密度分布)的圖。圖18是在與B-類型I和II設(shè)備的相同條件下在常規(guī)轉(zhuǎn)子/定子設(shè)備中M處理之后的空氣泡尺寸分布函數(shù)q。(x)(即數(shù)量密度分布)的圖。圖19是表示對(duì)于模型配方NDA-1用兩種不同的方法實(shí)施方案充氣，氣泡中值直徑X5Q，。(氣泡體積分布的平均值，q3(x))與30體積分率下分散氣體的函數(shù)關(guān)系圖，所述兩種實(shí)施方案是膜安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓筒上的膜方法/設(shè)備(B-類型I)，以及具有在殼體的固定膜和帶光滑表面的旋轉(zhuǎn)內(nèi)實(shí)心圓筒的膜方法/設(shè)備(B-類型II);條件是配方NDA-1，縫隙0.22mm，rpm:6250。圖20是表示對(duì)于連續(xù)液態(tài)流體相配方NMF-2(2a、2b相當(dāng))用兩種不同的方法充氣，氣泡中值直徑Xso，o(數(shù)量分布的平均值，q。(x))與體積能量密度(單位體積液體的能量輸入)的函數(shù)關(guān)系圖，所述兩種方法是具有湍流特性的常規(guī)轉(zhuǎn)子/定子相互咬合銷(A)和膜安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓筒上的新的膜方法/設(shè)備(B-類型I)。圖21是在膜安裝于固定外殼體上并且旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓筒具有帶輪廓表面的新型膜設(shè)備中分散處理之后的空氣泡尺寸分布函數(shù)q。(x)(即數(shù)量密度分布)的圖(條件是配方NDA-1，縫隙0.22mm,rpm:6250，氣體體積分率0.5)。優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述在下面的描述中，使用了許多有用定義來(lái)限定本發(fā)明并理解其新特征。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"熱激"指從基質(zhì)凍結(jié)的溫度加熱到基質(zhì)是液體或15半液體的溫度，或從基質(zhì)是液體的溫度冷卻到基質(zhì)冷凍或是固體的溫度所造成的泡沫從固體到液體或半液體，或從液體或半液體到固體的狀態(tài)變化。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"耐熱激性"指當(dāng)泡沫經(jīng)歷一次或多次熱激時(shí)保持穩(wěn)定性的能力。這一般表示泡沫在經(jīng)歷熱激之后基本保持其氣泡尺寸和氣泡尺寸分布，即氣泡不會(huì)聚結(jié)并且泡沫結(jié)構(gòu)沒(méi)有惡化。本發(fā)明涉及一種新的多功能穩(wěn)定泡沫，以及制備這種泡沫的方法和并入了或包含該新泡沫的制品。泡沫是氣泡在基質(zhì)中的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，并且加入某些其它組分可得到新的獨(dú)特片層籠結(jié)構(gòu)，這有助于將氣泡穩(wěn)定在泡沫中。根據(jù)泡沫的期望用途，氣泡可以由任何氣體形成。對(duì)于大多數(shù)用途，氣泡由空氣形成，但如果需要，氣體可以是惰性或至少與基質(zhì)液體和預(yù)計(jì)要加入基質(zhì)或泡沫中的組分不反應(yīng)的任何一種。例如，一般優(yōu)選氮?dú)?、氧氣、氬氣、二氧化氮或其混合物，但氫氣、氦氣或其它這種氣體可以用于專有用途的泡沫。泡沫中的精細(xì)氣泡存在于包含某些有用添加劑的液體基質(zhì)中，這些添加劑幫助形成泡沫結(jié)構(gòu)并使其保持，不管泡沫暴露在從引起基質(zhì)凍結(jié)的溫度至將其加熱到剛好在基質(zhì)沸點(diǎn)以下的溫度范圍的何種溫度下。用于形成泡沫基質(zhì)的液體也可以根據(jù)期望的泡沫類型及其終端用途寬范圍地變化。對(duì)此最方便和豐富的液體是水，但可以使用任何其它極性且與氣泡和基質(zhì)成分不反應(yīng)的液體。因?yàn)榕菽氖滓猛臼怯糜谙M(fèi)，因此氣體和液體應(yīng)該對(duì)于人體食用無(wú)毒?；|(zhì)一般包含所述液體，并且包含形成片層或泡嚢籠結(jié)構(gòu)而不會(huì)產(chǎn)生賦予泡沫橡膠質(zhì)地的凝膠的結(jié)構(gòu)化劑。片層籠結(jié)構(gòu)將至少大部分氣泡和液體基質(zhì)捕獲其中，以使氣泡和液體保持在足夠緊密的結(jié)構(gòu)中，從而基本防止了液體基質(zhì)排出以及氣泡聚結(jié)和乳油化，這樣即使泡沫經(jīng)歷多次熱激，仍保持穩(wěn)定性。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"基本防止了......排出"指當(dāng)環(huán)境溫下在容器中保持24小時(shí)之后從泡沫中排出的液體不超過(guò)5%。同樣，術(shù)語(yǔ)"基本保持穩(wěn)定性"指泡沫可以經(jīng)歷一次或多次熱激而不會(huì)損失其結(jié)構(gòu)。這意味著泡沫可以冷凍、融化和再融化，并同時(shí)保持其結(jié)構(gòu)。例如對(duì)于冰洪淋制品，它是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方案，這意味著該制品可以冷凍和再冷凍，而不會(huì)形成尺寸導(dǎo)致該制品不再可口的冰晶。有利地，液體基質(zhì)包括極性流體，氣體是氮?dú)?、氧氣、氬氣、二氧化氮或其混合物，氣泡具有足夠小的平均直徑并且在片層籠結(jié)構(gòu)中充分接近地隔開(kāi)，以防止當(dāng)泡沫經(jīng)受液體基質(zhì)凝固溫度以下的溫度時(shí)，在液體基質(zhì)中形成中值直徑(X5o,o)為50微米或更大的凍結(jié)晶體。優(yōu)選地，液體基質(zhì)包含水，氣體是空氣，氣泡具有小于30微米的中值直徑Xso，o，并且間隔的距離小于30微米，以及泡沫的氣泡直徑分布比X90,0/X10，0小于5。更優(yōu)選地，氣泡的中值直徑Xso,o小于15微米，并且間隔的距離小于15微米，以及泡沫的氣泡直徑分布比X9q,()/X1(M)小于3.5，更特別為2-3。合適的結(jié)構(gòu)化劑一般包括含有疏水部分和溶脹親水部分(形成籠結(jié)構(gòu)片層或泡嚢)的兩親化合物或物質(zhì)。結(jié)構(gòu)化劑往往是乳化劑，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.05-2.5wt%。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)化劑包括在熱、物理-化學(xué)(即對(duì)分子施用"電荷處理"在加熱步驟之前確定中性pH值時(shí)的凈電荷，并在攪打之前在降低的pH值下中和電荷和/或通過(guò)增加鹽離子含量中和電荷)或機(jī)械方面經(jīng)過(guò)預(yù)處理的脂肪酸聚甘油酯("PGE，，)，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.1-1.5wt%。所迷酯要經(jīng)過(guò)處理以提供用于將氣泡和液體基質(zhì)保持在其中的改進(jìn)的片層/泡嚢籠結(jié)構(gòu)，并且特別適用在需要或期望非常精細(xì)的氣泡泡沫時(shí)。這可以通過(guò)加入使片層溶脹并形成更大孔的溶脹劑如非酯化的脂肪酸來(lái)實(shí)現(xiàn)。其它合適的結(jié)構(gòu)化劑包括穩(wěn)定劑和常規(guī)乳化劑，并且寬范圍中的任何一種可以單獨(dú)或以各種組合使用。乳化劑的量并不關(guān)鍵，但一般保持在相對(duì)低的水平。PGE優(yōu)選，因?yàn)樗哂锌煽氐娜苊浟?，這〗吏得能夠?qū)⒒\結(jié)構(gòu)的形成控制在對(duì)于所選定尺寸的氣泡和泡沫的目標(biāo)用途所期望的水平。由于其它乳化劑可以調(diào)節(jié)(通過(guò)添加脂肪酸、鹽和/或降低pH值)以在片層間的空間中提供不同帶電分子的相互作用，所以可以基于例行試驗(yàn)選#^午多其它合適的乳化劑，如甘油一酸酯或三酸酯。相對(duì)量也可以常規(guī)確定，但已發(fā)現(xiàn)用量一般大于當(dāng)前食品如水洪淋中的量，因?yàn)槿榛瘎┘纫坎細(xì)馀萦忠峁┢瑢?泡嚢籠結(jié)構(gòu)。液體基質(zhì)可以包含粘度增加劑以提供足以使氣泡保持在泡沫中的粘度。該組分可以是已知與為泡沫所選定的特定液體一起使用的許多粘度增加劑中的任何一種。當(dāng)基質(zhì)液體是水時(shí)，許多化合物可供技術(shù)人員考慮選擇。粘度增加劑可以是碳水化合物，基于液體基質(zhì)為約5-45wt。/。；植物蛋白質(zhì)或乳蛋白質(zhì)，基于液體基質(zhì)為約5-20wt。/。；多糖，基于液體基質(zhì)為約O.l-2wt%;或其混合物。更具體地，如果存在，碳水化合物可以是蔗糖、葡萄糖、果糖、玉米糖漿、乳糖、麥芽糖或半乳糖(galaxies)，其存在量基于液體基質(zhì)為約20-35wt。/。；如果存在，植物或乳蛋白質(zhì)可以是大豆、乳清或奶蛋白質(zhì)，其存在量基于液體基質(zhì)為約10-15wt%;如果存在，多糖可以是穩(wěn)定劑如半乳甘露聚糖(galctomannan)或瓜爾膠、角豆莢膠、角叉菜膠或黃原膠，其量基于液體基質(zhì)為約0.2-1.25wt%。對(duì)于如本文將提及的目的，可以使用其它材料。在某些實(shí)施方案中優(yōu)選乳化劑和穩(wěn)定劑的組合。本發(fā)明的另一實(shí)施方案涉及本文所述的保持在引起液體基質(zhì)固化或凍結(jié)的溫度以下的溫度的類型的固體泡沫。意外地，該泡沫具有充分小的氣泡尺寸和尺寸分布，以致固化或凍結(jié)的基質(zhì)不含有液體形成的中值直徑X50,o為50^:米或更大的凍結(jié)晶體；此外，該泡沫在多次熱激之后保持穩(wěn)定。本發(fā)明的另一實(shí)施方案涉及制備穩(wěn)定泡沫的方法，該泡沫包含液體基質(zhì)、氣泡和結(jié)構(gòu)化劑，該結(jié)構(gòu)化劑形成將至少大部分氣泡和液體基質(zhì)捕獲其中的片層或泡嚢籠結(jié)構(gòu)。該方法一般包括如下步驟向pH值為6-8的液體基質(zhì)中提供包含疏水部分和親7jc部分的晶態(tài)兩親化合物試劑或物質(zhì)；向液體基質(zhì)中加入溶脹劑，同時(shí)在一定溫度下加熱一段時(shí)間，所述溫度和時(shí)間要足以使晶態(tài)化合物或物質(zhì)融化并提供液體基質(zhì)、所述溶脹劑以及兩親試劑的疏水部分和溶脹親水部分(形成籠結(jié)構(gòu)的片層或泡嚢)的溶液；在足以使籠結(jié)構(gòu)的片層/泡嚢分散的條件下將溶液均質(zhì)化；將經(jīng)均質(zhì)化的溶液冷卻到環(huán)境溫度以下的溫度，以固定籠結(jié)構(gòu)中片層/泡嚢，而不產(chǎn)生賦予橡膠質(zhì)地的凝膠；以及向溶液中提供空氣泡。由此，片層籠結(jié)構(gòu)將至少大部分氣泡和液體基質(zhì)捕獲其中，以使氣泡和液體保持在足夠緊密的結(jié)構(gòu)中，從而基本防止了液體基質(zhì)排出以及氣泡聚結(jié)和乳油化，從而制得即使經(jīng)歷多次熱激仍1'呆持穩(wěn)、定性的穩(wěn)定泡沫。優(yōu)選在加入兩親試劑之前將去離子的液體基質(zhì)的pH值調(diào)節(jié)到中性(約7)，接著將溶液加熱到大于65。C-95。C的溫度，約20-85秒。這幫助兩親試劑溶解到液體基質(zhì)中。在包括巴氏殺菌步驟的情況下，在相應(yīng)溫度下的保持時(shí)間在65""C下25分鐘與85。C下30秒之間調(diào)節(jié)。兩親試劑一般包括表面活性劑，或更具體是乳化劑，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.1-2wt%;溶脹劑通常是與兩親試劑相容并引起該試劑溶脹的材料。對(duì)于示例性的PGE(脂肪酸的聚甘油酯)乳化劑，溶脹劑包括可溶于或可*于液體基質(zhì)中的未酯化脂肪酸，其添加量基于液體基質(zhì)也為約0.1-2wt%。在pH-7值下，大多數(shù)脂肪酸未質(zhì)子化，并帶有保證溶脹效果的凈電荷。均質(zhì)化可以是在約60°C-95。C的溫度和125-225巴下進(jìn)行的高壓均質(zhì)化；接著將經(jīng)均質(zhì)化的溶液冷卻到低于約10。C但液體基質(zhì)不會(huì)凍結(jié)的溫度，4-20小時(shí)。隨后，在使經(jīng)冷卻的溶液充氣形成泡沫之前，可以進(jìn)一步處理經(jīng)冷卻的溶液，以將pH值降低到2-4.5和/或加入鹽。液體基質(zhì)一般包括不含鹽離子的極性流體，并且任選地包含其量足以為液體基質(zhì)提供增加的粘度以幫助將液體基質(zhì)和氣泡保持在片層籠結(jié)構(gòu)中的粘度增加劑。一種液體基質(zhì)包括去離子水，粘度改進(jìn)劑可以是本文更具體提到的那些中的任一種。一般，在加入兩親物質(zhì)或化合物之前，將粘度改進(jìn)劑加入中性pH值、并溫和加熱到約30°C-50。C的去離子水中。氣泡一般是氮?dú)?、氧氣、氬氣、二氧化氮或其混合物，并且其向溶液中的供?yīng)通過(guò)攪打設(shè)備或通過(guò)引導(dǎo)通過(guò)多孔膜進(jìn)行。為獲得氣泡中值直徑X50,Q小于10孩i米且具有氣泡直徑分布比X卯,o/X叫q小于3.5的窄氣泡尺寸分布的氣泡，可以通過(guò)6微米平均孔直徑的旋轉(zhuǎn)膜將氣泡提供到溶液中，所述旋轉(zhuǎn)膜的結(jié)構(gòu)、尺寸、安放和運(yùn)動(dòng)都要4吏所述尺寸的氣泡脫離膜表面(氣泡在此由通過(guò)膜的氣流形成)，并將它們夾帶到液體基質(zhì)中。最后，19要獲得氣泡中值直徑Xso,o小于7.5微米且具有氣泡直徑分布比X9(M)/X10，0小于3.5的窄氣泡尺寸分布的氣泡，這些氣泡可以通過(guò)6孩^:米平均孔直徑的膜提供到溶液中，該膜設(shè)置成固定的封閉圓筒，將氣體從外部引入該圓筒內(nèi)以在膜的內(nèi)表面上形成氣泡，而液體基質(zhì)流過(guò)最終由同心或偏心置于膜圓筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)非膜圓筒支撐的膜內(nèi)表面，從而使氣泡脫離。如以上提及的，優(yōu)選制品是固體泡沫，這可以通過(guò)將液體基質(zhì)保持在引起液體基質(zhì)固化或凍結(jié)的溫度以下的溫度，使其固化來(lái)提供。意外地，固化或凍結(jié)的基質(zhì)不含有液體形成的中值直徑Xso，o為50微米或更大的緊實(shí)凍結(jié)晶體；此外，在多次熱激之后泡沫保持穩(wěn)定，氣泡和冰晶尺寸分布沒(méi)有明顯變化。無(wú)論是否向去離子的液體基質(zhì)中加入粘度增加劑，這都可以實(shí)現(xiàn)，但因其它原因(在下面詳細(xì)描述中將明了)，優(yōu)選加入粘度增加劑。優(yōu)選的粘度增加劑是糖，因?yàn)楸景l(fā)明泡沫的一個(gè)主要用途就是用于食用的食品或藥品。除了增加基質(zhì)粘度以外，糖賦予泡沫令人愉悅和希望的味道。任何常規(guī)的糖組分都可以使用，因?yàn)槠渚唧w類型不是關(guān)鍵。當(dāng)使用多糖時(shí)，優(yōu)選膠。合適的膠包括瓜爾膠、角豆莢膠、黃原膠、果膠或角叉菜膠。已發(fā)現(xiàn)泡沫微結(jié)構(gòu)包括由乳化劑形成的片層或泡嚢"籠"或"室"結(jié)構(gòu)，氣泡捕獲在其中。該籠要充分多功能，以在盡管加熱或冷卻基質(zhì)時(shí)仍保持其方位和結(jié)構(gòu)。此外，該籠結(jié)構(gòu)并不直接依賴于基質(zhì)的粘度，從而在設(shè)計(jì)用于特定終端用途的泡沫中為技術(shù)人員提供了許多選擇。一種實(shí)施方案涉及制備成本低且可廣泛用于許多不同食品的穩(wěn)定納米泡沫。當(dāng)冷凍時(shí)，這種泡沫阻止了水晶的生成和生長(zhǎng)。由于使用少量的常規(guī)成分，這種泡沫成本低。如果需要，這種泡沫可以不含變應(yīng)原(即不含蛋白質(zhì)或乳組分)，或/和可以具有低卡路里含量，含很少脂肪或不含月旨肪。泡沫還提供了具有所期望風(fēng)味釋放的光滑的奶油口感。這些泡沫相對(duì)容易制備，并且室溫下存放穩(wěn)定。它們具有干凈的融化行為，以及干凈和新鮮的風(fēng)p木釋放。由于不含乳成分，所以衛(wèi)生方面的風(fēng)險(xiǎn)低。本泡沫的關(guān)鍵特征是它能夠保持非常小且均勻的微米至納米尺寸的氣泡，這些氣泡在食用者口中充當(dāng)滾珠，提供光滑度和潤(rùn)滑，從而盡管沒(méi)有脂肪仍實(shí)現(xiàn)非常^f象奶油的口感。這打開(kāi)了迄今不能生產(chǎn)的"健康々大食"產(chǎn)品的全新領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)化劑可以單獨(dú)或與穩(wěn)定劑組合存在于泡沫中。膠穩(wěn)定劑與乳化劑在控制粘度，提供口感并改進(jìn)攪打(充氣)性質(zhì)中特別有效；并有效地提供保護(hù)膠質(zhì)以使蛋白質(zhì)對(duì)于熱處理穩(wěn)定，改變脂肪表面的表面化學(xué)以使乳油化最小，為蛋白質(zhì)體系提供酸穩(wěn)定性，以及增加冷凍-融化的穩(wěn)定性。膠可以分類為中性和酸性，直鏈和帶支鏈，膠凝和非膠凝?？梢允褂玫哪z主要是刺梧桐樹(shù)膠、角豆莢膠、角叉菜膠、黃原膠、瓜爾膠、果膠、塔拉膠和羧曱基纖維素。一般地，本發(fā)明的泡沫組合物可以用于制備許多不同的可食用和不可食用的產(chǎn)品。當(dāng)制成食品或飲品組合物時(shí)，泡沫可以是天然甜化的。甜味的天然來(lái)源包括蔗糖(液體或固體)、葡萄糖、果糖和玉米糖漿(液體或固體)。其它甜味劑包括乳糖、麥芽糖和半乳糖。糖和糖源的量?jī)?yōu)選要使得糖固含量至多20wt%,優(yōu)選5-18wt0/。，特別是10-17wt%。如果需要使用人造甜味劑，則本領(lǐng)域公知的任何人造甜味劑都可以使用，如阿斯巴甜、糖精、Alitame(可從Pfizer得到)、雙氧S惡塞噪K(可從Hoechst得到)、環(huán)己烷氨基磺酸鹽、紐甜(neotame)、三氯蔗糖(Sucralose)等。如果使用，優(yōu)選阿斯巴甜。如果需要，甘油或防凍蛋白質(zhì)可以用來(lái)控制具有較大氣泡尺寸和氣泡尺寸分布的泡沫中形成冰。也可以使用山梨糖醇，但優(yōu)選甘油。甘油的用量可以為約1%-5%，優(yōu)選2.5%-4.0%。防凍蛋白質(zhì)(AFP)可以以ppm濃度使用。當(dāng)優(yōu)選的精細(xì)氣泡尺寸(或納米氣泡尺寸)包括在泡沫中時(shí)，不需要這些組分。風(fēng)p未劑優(yōu)選加入制品中，但其量?jī)HAJ陚予溫和、令人愉悅的風(fēng)味。風(fēng)味劑可以是水淇淋中所用的任何商用風(fēng)味劑，例如不同類型的可可、純香草或人造風(fēng)味劑如香蘭素、乙基香蘭素、巧克力、提取物、香料等。還要認(rèn)識(shí)到通過(guò)組合基礎(chǔ)風(fēng)味劑可以得到許多變化的風(fēng)味。糖果組合物調(diào)味成以上提到的味道。合適的風(fēng)味劑還可以包括調(diào)味料如鹽和仿水果或巧克力風(fēng)味劑，它們或者單獨(dú)或者以任何合適的組合使用；在添加鹽的情況下，它們必須在加熱和隨后的冷卻之后但在發(fā)泡之前加入。掩蓋維生素和/或礦物質(zhì)味道的風(fēng)味劑和其它成分也可以包含在本發(fā)明的泡沫制品中。麥芽粉末也可以用來(lái)提供風(fēng)p木。防腐劑如聚山梨糖醇酯80、聚山梨糖醇酯65和山梨酸鉀可以根據(jù)需要使用。鈣優(yōu)選以10-30%RDI，尤其是約25%10)1存在于組合物中。鈣源優(yōu)選磷酸三釣。例如磷酸三4丐的含量可以為0.5-1.5wt%。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，除了鈣源磷酸三鈣之外，制品加有一種或多種維生素和/或礦物質(zhì)和/或纖維來(lái)源。這些可以包括下面的任一種或全部抗壞血酸(維生素C)、生育酚乙酸酯(維生素E)、生物素(維生素H)、維生素A棕櫚酸酯、煙酰胺(維生素B3)、硤化鉀、d-泛酸鉤(維生素B5)、氰鈷胺素(維生素B12)、核黃素(維生素B2)、硫胺單硝酸酯(維生素Bl)、鉬、鉻、硒、碳酸4丐、乳酸鉤、錳(作為疏酸錳)、鐵(作為正磷酸鐵)和鋅(作為氧化鋅)。維生素優(yōu)選以5-20%RDI，尤其是約15MRDI存在。優(yōu)選地，纖維來(lái)源以大于0.5wt。/。且不超過(guò)6wt。/。，尤其是5wt。/。存在于制品中。這些維生素和/或礦物質(zhì)中的某些可以加入冷凍的糖果混料中，而其它可以包括在附加物如糯米紙、雜色劑和調(diào)味汁的成分中。本發(fā)明的泡沫組合物還可以包含功能成分。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"功能成分，，包括用在治療、預(yù)防、診斷、治愈或減輕疾病或病痛中的生理或藥學(xué)活性物質(zhì)，或當(dāng)使用時(shí)給動(dòng)物帶來(lái)一定程度的營(yíng)養(yǎng)或治療好處的物質(zhì)。術(shù)語(yǔ)"功能成分"更具體參照ISLI歐洲定義如果功能食品令人滿意地證實(shí)能以改善健康和舒適狀況和/或減少疾病風(fēng)險(xiǎn)的方式有益地影響生物體的一種或多種目標(biāo)機(jī)能，并且超過(guò)適度營(yíng)養(yǎng)效果，則該食品可以視為"功能性的，，(ScientificConceptofFunctionalFoodsinEurope:ConsensusDocument,BritishJournalofNutrition,第80巻，增刊1，1998.8)。非P艮22制性實(shí)例包括藥物、植物提取物、酶、荷爾蒙、蛋白質(zhì)、多肽、抗原、營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充品如脂肪酸、抗氧化劑、維生素、礦物質(zhì)以及其它藥物或治療有用組分。功能成分可以包括在牙齒或醫(yī)療衛(wèi)生、骨健康、助消化、腸道保護(hù)、全身營(yíng)養(yǎng)、壓力減緩等中具有積極作用的成分。本發(fā)明泡沫組合物的另一優(yōu)選組分是營(yíng)養(yǎng)組分。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"營(yíng)養(yǎng)組分，，指對(duì)動(dòng)物或哺乳動(dòng)物發(fā)揮生理影響的物質(zhì)。通常，營(yíng)養(yǎng)組分滿足消耗者的特定生理功能或促進(jìn)其健康和舒適。特定的營(yíng)養(yǎng)組分包括植物提取物、維生素、礦物質(zhì)、增體劑或其它營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充組分。如本文相互替代使用的，術(shù)語(yǔ)"植物提取物"和"植物制劑"指從植物來(lái)源得到的物質(zhì)。非限制性實(shí)例可以包括蒼白松果菊(echinacea)、西伯利亞人參(Siberianginseng)、4艮杏(ginkobiloba)、可樂(lè)果(kolanut)、白毛萊(goldenseal)、golokola、五味子(schizandra)、接骨木(elderberry)、St.JohnsWort、纈草(valerian)和麻黃(ephedra)。該添加劑可以是已用于治療免疫疾病以及用于預(yù)防或抑制致病細(xì)菌引起的腹瀉的益生菌(probioticbacteria)。營(yíng)養(yǎng)組分可以是選自維生素E、維生素C、維生素B6、葉酸、維生素B12、銅、鋅、硒、釣、磷、鎂、鐵、維生素A、維生素B1、維生素B2、煙堿酸和維生素D的一種或多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或礦物質(zhì)?？梢园@些礦物質(zhì)或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中的任一種或全部。本發(fā)明的食品可以包含聚右旋糖或果糖寡糖如菊粉作為增體劑或纖維來(lái)源，其量?jī)?yōu)選l-10wt0/0，特另'J是l-6wt0/0。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"醫(yī)藥組分"指對(duì)動(dòng)物或哺乳動(dòng)物發(fā)揮局部或系統(tǒng)作用的藥物活性物質(zhì)。醫(yī)藥組分可以是不與泡沫反應(yīng)或使泡沫惡化的任何類型的生物活性劑?？梢赃M(jìn)行簡(jiǎn)單的接觸試驗(yàn)來(lái)確定相容性。該試劑取決于本輸送體系是否用于攝入、局部施用或植入，例如通過(guò)注射或作為栓劑。已發(fā)現(xiàn)與泡沫不相容的活性劑可以經(jīng)涂布、封裝或其它處理以防止活性劑直接接觸泡沫至少直到該輸送體系施用于或給服于對(duì)象之后為止。化妝組分可以是局部施用到動(dòng)物或哺乳動(dòng)物的皮膚或黏膜上以施用醫(yī)藥組分或給動(dòng)物或哺乳動(dòng)物帶來(lái)益處或改善這種益處的任何活性成分或其組合。芳香組分可以是任何類型的增強(qiáng)風(fēng)味或味道的組分或任何類型賦予輸送體系可覺(jué)察的氣味特征的組分。術(shù)語(yǔ)"特定功能性"當(dāng)用于描述組分時(shí)表示該組分具有泡沫本身不能提供的某些特征、性質(zhì)或功能。一種這樣的組分是顏料或其它著色組分。例如當(dāng)泡沫用于食用時(shí)，特定功能性組分可以是風(fēng)味劑、可食用餡、其它感官刺激增強(qiáng)物。對(duì)于藥物輸送體系，特定功能性可以是引起活性添加劑延遲或持續(xù)釋放的物質(zhì)。當(dāng)泡沫用于非食用用途時(shí)，特定功能性組分可以是賦予阻燃性的化合物。技術(shù)人員可以基于待輸送的添加劑，選擇對(duì)于任何特定輸送體系提供所期望功能性的組分。添加劑還可以是生物聚合物或生物工程化組合物，例如提供醫(yī)藥或營(yíng)養(yǎng)組分持續(xù)或延遲釋放的那些。優(yōu)選地，該添加劑是在體內(nèi)生物降解的那種，例如PLGA聚合物。添加劑還可以是用本體系輸送并提供隔音性能的無(wú)機(jī)組分。典型的無(wú)機(jī)組分包括玻璃、粘土或陶資粒子或纖維，這些以合適量添加以實(shí)現(xiàn)所期望絕緣或隔音效果。該輸送體系一般以方便泵送或流體流動(dòng)的粘度制得，或它可以加熱至可流動(dòng)，但之后能夠在安置后固化或冷凍。添加劑的形式對(duì)于本發(fā)明不關(guān)鍵。盡管可以使用氣態(tài)添加劑，但它應(yīng)該可溶于液體基質(zhì)中或能夠引入氣泡中。添加劑優(yōu)選固體或液體形式。一般而言，添加劑是可以與液體基質(zhì)混合的液滴。如果需要，可以使用脂質(zhì)體、乳液組分或其它膠束，液體基質(zhì)作為連續(xù)相。作為選擇地，添加劑可以是粒子，即固體材料或用固體或半固體涂層封裝的固體或液體的復(fù)合材料。這些液滴或粒子可以是可溶的，從而它們完全或部分溶于液體基質(zhì)內(nèi)，或者它們可以是不可溶的并且在泡沫形成之前或之后懸浮在基質(zhì)中。優(yōu)選地，添加劑與液體或氣體存在，并在泡沫形成之前并入輸送體系內(nèi)。本發(fā)明的泡沫還可以用作飲品組合物的輸送體系。如本文所用，術(shù)語(yǔ)"飲品組合物"指單一濃度的即飲組合物，即可飲用組合物。根據(jù)它們的配方，本發(fā)明的食品或々大品可以配制成為食用者開(kāi)始提供能量并保持能量和精神清醒以及提供營(yíng)養(yǎng)。任選并優(yōu)選地，該組合物還提供飽足感和/或使精神振奮。本組合物包含泡沫以及包含一種或多種碳7jC化合物、一種奶蛋白質(zhì)、一種咖啡因天然來(lái)源、維生素預(yù)混物以及任選的風(fēng)味劑、著色劑和抗氧化劑的混合物，并且意外地能開(kāi)始提供能量并保持能量和精神清醒。碳水化合物可以是一種或多種單糖或二糖的混合物，并且優(yōu)選與一種或多種復(fù)合碳水化合物組合。對(duì)于選擇本組合物中使用的有效碳水化合物和碳水化合物的含量，重要的是所選定的碳水化合物及其含量要保證足夠的消化和腸道吸收速率以穩(wěn)態(tài)地維持葡萄糖，而這又為食用者提供能量和精神清醒。已發(fā)現(xiàn)單糖和二糖為食用者提供即時(shí)的能量，而復(fù)合碳水化合物組分在消化道中水解，為食用者提供后續(xù)或延遲的能量并保持能量提供。如本文也提到的，包含一種或多種刺激劑和/或植物化學(xué)成分增強(qiáng)了這種內(nèi)部響應(yīng)。因此，如本文將更具體討論的，特別優(yōu)選為本組合物提供一種或多種刺激劑和/或植物化學(xué)成分，用于優(yōu)化能量和精神清醒的維持。本文可使用的單糖的非限制性實(shí)例包括山梨糖醇、甘露醇、赤蘚糖、蘇糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、木糖醇、核酮糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖和山梨糖。本文優(yōu)選使用的單糖包括葡萄糖和果糖，最優(yōu)選葡萄糖。二糖可以用作即時(shí)能量的來(lái)源。本文可以使用的二糖的非限制性實(shí)例包括蔗糖、麥芽糖、乳糖醇、麥芽糖醇、麥芽酮糖和乳糖。如果泡沫基質(zhì)中尚不存在它們，則可以加入以提供P未道或能量。本文所用的復(fù)合碳水化合物是寡糖、聚糖和/或碳水化合物衍生物，優(yōu)選寡糖和/或聚糖。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"寡糖"指具有3-9個(gè)單糖單元的可消化線性分子，其中這些單元經(jīng)糖苷鍵共價(jià)連接。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"聚糖"指具有多于9個(gè)單糖單元的可消化(即能夠被人體代謝)的大分子，其中這些單元經(jīng)糖苷鍵共價(jià)連接。聚糖可以是線性或帶支鏈的。優(yōu)選地，聚糖具有9-約20個(gè)單糖單元。碳水化合物衍生物如多元醇(例如甘油)也可以用作本文的復(fù)合碳水化合物。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"可消化"指能夠^皮人體所產(chǎn)生的酶代謝。優(yōu)選的復(fù)合碳水化合物的實(shí)例包括棉子糖、水蘇糖、麥芽三糖、麥芽四糖、糖原、直鏈淀粉、支鏈淀粉、聚右旋糖和麥芽糖糊精。最優(yōu)選的復(fù)合碳水化合物是麥芽糖糊精。麥芽糖糊精是若干個(gè)葡萄糖單元長(zhǎng)度形式的復(fù)合碳7JM匕合物分子。麥芽糖糊精在消化道中水解成葡萄糖，于是它們提供了葡萄糖的延伸來(lái)源。麥芽糖糊精可以是通過(guò)玉米淀粉的受控水解制得的噴霧干燥的碳水化合物成分。蛋白質(zhì)源可以選自各種材料，包括但不限于奶蛋白質(zhì)、乳清蛋白質(zhì)、酪蛋白酸鹽、大豆蛋白質(zhì)、蛋白、明膠、膠原蛋白、蛋白質(zhì)水解物及其組合。蛋白質(zhì)源包括不含乳糖的脫脂乳、奶蛋白質(zhì)分離物和乳清蛋白質(zhì)分離物。本組合物還考慮使用豆?jié){。如本文所用，豆?jié){指通過(guò)將除殼的大豆研磨，與水混合，蒸煮并從大豆中回收溶解的豆?jié){而制得的液體。如果需要，本發(fā)明的泡沫制品還可以包含刺激劑以提供精神清醒。含有一種或多種刺激劑起到通過(guò)延遲與本組合物攝入相關(guān)的血糖響應(yīng)，通過(guò)引起葡萄糖利用的代謝變化，通過(guò)轉(zhuǎn)移繞過(guò)腦血管屏障來(lái)直接刺激大腦或通過(guò)其它機(jī)理而為用戶進(jìn)一步維持能量的作用。由于一種或多種刺激劑有助于本組合物攝入時(shí)開(kāi)始提供能量，特別是維持能量，所以本發(fā)明的特別優(yōu)選實(shí)施方案包含一種或多種刺激劑。如本領(lǐng)域//^口的，刺激劑可以從天然來(lái)源中提取得到或可以合成制得。刺激劑的非限制性實(shí)例包括曱基黃嘌呤，如咖啡因、可可堿和茶堿。此夕卜，許多其它黃噤呤衍生物已經(jīng)分離出或合成，它們可以用作本文組合物中的刺激劑。見(jiàn)例如Bruns，BiochemicalPharmacology,第30巻，第325-333頁(yè)(1981)。優(yōu)選使用這些物質(zhì)的天然來(lái)源。優(yōu)選地，一種或多種這些刺激劑通過(guò)咖啡、茶、可拉果、可可果實(shí)、YerbaMate，、yaupon、guarana(瓜拉拿藤)paste和yoco提供。天然植物26提取物是最優(yōu)選的刺激劑來(lái)源，因?yàn)樗鼈兛赡馨渌舆t刺激劑生物利用性的化合物，從而它們可以提供精神恢復(fù)和清醒，而不再疲勞或緊張。最優(yōu)選的甲基黃嘌呤是咖啡因。咖啡因可以從前述植物及其廢料中得到，或作為選擇可以合成制得?？梢杂米骺Х纫虻娜炕虿糠謥?lái)源的咖啡因植物來(lái)源優(yōu)選包括綠茶提取物、瓜拉拿藤、YerbaMate'提取物、紅茶、可樂(lè)果、可可和咖啡。如本文所用的，綠茶提取物、瓜拉拿藤、咖啡和YerbaMate'提取物是最優(yōu)選的咖啡因植物來(lái)源，最優(yōu)選綠茶提取物和YerbaMate'提取物。除作為咖啡因來(lái)源之外，綠茶提取物具有下文將討論的作為黃烷醇的額外優(yōu)點(diǎn)。YerbaMate'提取物可以具有抑制食欲效果的額外好處，并且也可以為此而凈皮包含在內(nèi)。綠茶提取物可以從未發(fā)酵的茶、發(fā)酵過(guò)的茶、部分發(fā)酵過(guò)的茶及其混合物中提取得到。優(yōu)選地，該茶提取物從未發(fā)酵的茶和部分發(fā)酵過(guò)的茶中提取得到。最優(yōu)選的茶提取物從綠茶得到。熱的和冷的提取物都可以用在本發(fā)明中。獲得茶提取物的合適方法公知。例如參見(jiàn)Ekanavake，美國(guó)專利No.5,879,733;Tsai，美國(guó)專利No.4,935,256;Lunder,U.S.4，680，193;和Creswick美國(guó)專利No.4,668,525。優(yōu)選地，綠茶提取物和YerbaMate'提取物以分別為約0.1-約0.4%和約0.1-約0.5%的相對(duì)少的量存在。更優(yōu)選地，它們分別以約0.15-約0.35%和約0.15-約0.25%的量存在。盡管更大的量提供更好的刺激，但它們也給飲品帶來(lái)令人不期望的味道。這可以通過(guò)加入更高量的碳水化合物或通過(guò)加入人造甜味劑來(lái)彌補(bǔ)，使得飲品的最終味道可口。本發(fā)明的泡沫還可以作為澆頭或乳脂加入熱々欠品如咖啡或茶，而不是本身配制成飲品或食品組合物。如以上提到的，任何這些組合物可以還包含維生素或礦物質(zhì)。至少3種，優(yōu)選更多種維生素可以通過(guò)維生素預(yù)混物提供。TheU.S.RecommendedDailyDietaryAllowance-FoodandNutritionBoard,NationalAcademyofSciences-NationalResearchCouncil中定義并提出了維生素和礦物質(zhì)的美國(guó)推薦日納入量(USRDI)?？梢允褂眠@些維生素和礦物質(zhì)的各種組合。這類維生素的非限制性實(shí)例包括膽堿酒石酸氫鹽、煙酰胺、硫胺素、葉酸、d-泛酸鉤、生物素、維生素A、維生素C、維生素B!鹽酸鹽、維生素132、維生素B3、維生素B6氫氯化物、維生素812、維生素D、乙酸維生素E、維生素K。優(yōu)選地，至少3種維生素選自膽堿酒石酸氫鹽、煙酰胺、硫胺素、葉酸、d-泛酸鉤、生物素、維生素A、維生素C、維生素Bn鹽酸鹽、維生素B2、維生素B3、維生素B6氫氯化物、維生素812、維生素D、乙酸維生素E、維生素K。更優(yōu)選地，本組合物包含維生素C和選自膽堿酒石酸氫鹽、煙酰胺、硫胺素、葉酸、d-泛酸鉤、生物素、維生素A、維生素Bi鹽酸鹽、維生素132、維生素B3、維生素86氫氯化物、維生素Bu、維生素D、乙酸維生素E、維生素K中的兩種或更多種其它維生素。在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，組合物包含維生素膽堿酒石酸氫鹽、煙酰胺、葉酸、d-泛酸鉤、維生素A、維生素B,鹽酸鹽、維生素B2、維生素B6氫氯化物、維生素B12、維生素C、乙酸維生素E。在制品包含這些維生素中的一種的情況下，該制品優(yōu)選包含這種維生素的USRDI的至少5%，優(yōu)選至少25Q/。，最優(yōu)選至少35%。商購(gòu)維生素A源也可以包含在本組合物中。如本文所用的，"維生素A"包括但不限于維生素A(視黃醇)、p-胡蘿卜素、視黃醇棕櫚酸酯和視黃醇乙酸酯。維生素A源包括其它原維生素A類胡蘿卜素，例如在富含具有原維生素A活性的類胡蘿卜素的天然提取物中發(fā)現(xiàn)的那些。p-胡蘿卜素如下文將討論的也可以作為著色劑。維生素B2(也稱作核黃素)的商購(gòu)來(lái)源可以用在本組合物中。維生素C的商購(gòu)來(lái)源可以用在本文中。也可以使用封裝的抗壞血酸和抗壞血酸的可食用鹽。本文中可以摻入的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充量的其它維生素包括但不限于膽堿酒石酸氫鹽、煙酰胺、碌u胺素、葉酸、d-泛酸鉤、生物素、維生素B,鹽酸鹽、維生素B"維生素B6氫氯化物、維生素Bu、維生素D、乙酸維生素E、維生素K。本發(fā)明的泡沫組合物還可以包含其它的任選組分，以例如增強(qiáng)它們提供能量、精神清醒、感官性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的性能。例如，黃烷醇、酸化劑、28著色劑、礦物質(zhì)、可溶性纖維、不含熱量的甜味劑、風(fēng)味劑、防腐劑、乳化劑、油、碳化組分等中的一種或多種可以包含在本文組合物中。這種任選的組分可以分?jǐn)湣⑷芙饣蛞云渌绞交烊氡窘M合物中。這些組分可以加入本文組合物中，前提是它們基本不會(huì)妨礙飲品組合物的性質(zhì)，特別是提供能量和精神清醒的性質(zhì)。本文適用的任選組分的非限制性實(shí)例下面給出。如果需要，可以加入一種或多種植物或植物化學(xué)成分。這包括本質(zhì)"健康"的黃烷醇或其它植物化學(xué)試劑。一種或多種黃烷醇的加入起到延遲與本組合物攝入相關(guān)的血糖響應(yīng)，從而為用戶提供進(jìn)一步的能量維持。由于一種或多種黃烷醇有助于本組合物才聶入時(shí)開(kāi)始提供能量，特別是維持能量，所以特別優(yōu)選包含一種或多種黃烷醇。黃烷醇是多種植物(例如水果、蔬菜和花)中存在的天然物質(zhì)。本發(fā)明中可以使用的黃烷醇可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任何合適方法從例如水果、蔬菜或其它天然來(lái)源中提取。例如，黃烷醇可以從一種植物或植物混合物中提取。許多含黃烷醇的水果、蔬菜、花和其它植物都是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。作為選擇，這些黃烷醇可以通過(guò)合成或其它適合的化學(xué)方法制得并摻入本組合物中。黃烷醇，包括兒茶素、表兒茶素及其衍生物可以商購(gòu)。本組合物可以任選但優(yōu)選還包含一種或多種酸化劑。一定量的酸化劑可以用來(lái)保持組合物的pH值。本發(fā)明組合物的pH值優(yōu)選約2-約8,更優(yōu)選約2-約5，甚至更優(yōu)選約2-約4.5，最優(yōu)選約2.7-約4.2。食品飲品的酸度可以通過(guò)已知常規(guī)方法例如使用一種或多種酸化劑調(diào)節(jié)并保持在所需的范圍內(nèi)。通常，上述范圍的a是對(duì)于孩t生物抑制的最大,與所期望々大品風(fēng)p木的最佳,之間的平衡。有才幾和無(wú)才幾可食用酸可以用來(lái)調(diào)節(jié)々大品的pH值。這些酸可以以它們的未離解形式，或者作為其各自的鹽如磷酸氫二鉀或二鈉、磷酸二氫鉀或鈉存在。優(yōu)選的酸是可食用的有機(jī)酸，包括檸檬酸、磷酸、蘋(píng)果酸、富馬酸、己二酸、葡糖酸、酒石酸、抗壞血酸、乙酸、磷酸或其混合物。酸化劑還可以充當(dāng)抗氧化劑使々欠品組分穩(wěn)定化。常用抗氧化劑的實(shí)例29包括但不限于抗壞血酸、EDTA(乙二胺四乙酸)及其鹽。少量的一種或多種著色劑可以用在本發(fā)明的組合物中。優(yōu)選使用P-胡蘿卜素。核黃素和FD&C染料(例如黃#5、藍(lán)#2、紅#40)和/或FD&C色淀也可以使用。通過(guò)將色淀加入其它粉末化成分中，所有粒子，特別是帶色的鐵化合物被完全且均勻地著色，得到均勻帶色的飲品混合物。此外，可以使用FD&C染料或FD&C色淀與其它常規(guī)食品和食品著色劑的混合物。此外，可以4吏用其它天然的著色劑，包括例如葉鄉(xiāng)錄素和葉綠酸，以及水果、蔬菜和/或植物提取物如葡萄、黑茶薦子、aroiiia、胡蘿卜、甜菜根、紅球甘藍(lán)和木槿。天然著色劑優(yōu)選用于"全天然"制品。著色劑的用量根據(jù)所用的試劑和最終制品中所期望的顏色強(qiáng)度變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地確定所述量。一般地，如果使用，著色劑應(yīng)該以組合物的約0.0001%-約0.5%，優(yōu)選約0.001%-約0.1%,最優(yōu)選約0.004%-約0.1%的含量存在。本文組合物可以用一種或多種礦物質(zhì)強(qiáng)化。TheRecommendedDailyDietaryAllowance-FoodandNutritionBoard,NationalAcademyofSciences-NationalResearchCouncil中定義并提出了礦物質(zhì)的美國(guó)推薦日納入量(USRDI)。除非本文另有說(shuō)明，在給定礦物質(zhì)存在于本組合物中時(shí)，本組合物通常包含這種礦物質(zhì)的USRDI的至少約1%，優(yōu)選至少約5%,更優(yōu)選約10%-約200%，甚至更優(yōu)選約40%-約150%，最優(yōu)選約60%-約125%。除非本文另有說(shuō)明，在給定礦物質(zhì)存在于本組合物中時(shí)，本組合物包含這種維生素的USRDI的至少約1%，優(yōu)選至少約5Q/Q，更優(yōu)選約10%-約200%，甚至更優(yōu)選約20%-約150%，最優(yōu)選約25%-約120%。本文組合物中可以任選包含的礦物質(zhì)例如是鉤、鉀、鎂、鋅、碘、鐵和銅?？梢允褂眠m合加入可食用組合物中的這些礦物質(zhì)的任何可溶性鹽，例如檸檬酸鎂、葡糖酸鎂、硫酸鎂、氯化鋅、硫酸鋅、碘化鉀、硫酸銅、葡糖酸銅和檸檬酸銅。鈣是用在本發(fā)明中的特別優(yōu)選的礦物質(zhì)。鈣的優(yōu)選來(lái)源包括例如檸檬30酸鈞-乳酸鉤、氨基酸螯合釣、碳酸鉤、氧化鈣、氫氧化鈣、硫酸釣、氯化鈣、磷酸鋦、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、檸檬酸4丐、蘋(píng)果酸鉤、鈣titrate、葡糖酸鉀、釣realate、酒石酸鉤和乳酸鉤，特別是檸檬酸鉤-蘋(píng)果酸鉀。檸檬酸鈞-蘋(píng)果酸釣的形式在例如Mehansho等，美國(guó)專利No.5,670,344或Diehl等，美國(guó)專利No.5,612,026中有描述。本發(fā)明的優(yōu)選組合物包含按制品重量計(jì)約0.01%-約0.5%，更優(yōu)選約0.03%-約0.2%，甚至更優(yōu)選約0.05%-約0.15%，最優(yōu)選約0.1%-約0.15%4丐。鐵也可以用在本發(fā)明組合物和方法中?？山邮苄问降蔫F本領(lǐng)域公知。摻入制品中的4失化合物的量4艮據(jù)最終制品和目標(biāo)消費(fèi)者所期望的補(bǔ)充水平而寬范圍變化。本發(fā)明的加鐵組合物通常包^4失的USRDI的約5%-約100%,優(yōu)選約15%-約50%，最優(yōu)選約20%-約40%。一種或多種可溶性纖維也可以任選地包含在本發(fā)明的組合物中，以提供例如飽足感和精神恢復(fù)，和/或營(yíng)養(yǎng)好處。可溶性膳食纖維是不能裙人體所產(chǎn)生的酶體系代謝的碳水化合物形式，它們通過(guò)小腸而不被水解(因此不包括在本文復(fù)合碳水化合物的定義中)。不希望受理論限制，由于可溶性膳食纖維在胃中溶脹，所以它們減慢了胃排空，因此延長(zhǎng)了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在腸道中的停留，導(dǎo)致一種飽足感。草、瓜爾膠、黃原膠、藻酸鹽、阿拉伯膠、菊粉、瓊脂和角叉菜膠。這些可溶性纖維中優(yōu)選瓜爾膠、黃原膠和角叉菜膠中的至少一種，最優(yōu)選瓜爾膠或黃原膠。這些可溶性纖維也可以充當(dāng)本發(fā)明中的穩(wěn)定劑。本文所用特別優(yōu)選的可溶性纖維是葡萄糖聚合物，優(yōu)選具有支鏈的那些。這些可溶性纖維中優(yōu)選MatsutaniChemicalIndustryCo.,ItamiCity,Hyogo，Japan按商標(biāo)名Fi(3erso12銷售的纖維。果膠是本文優(yōu)選的可溶性纖維。甚至更優(yōu)選使用低曱氧基果膠。優(yōu)選的果膠具有高于約65%的酯化度，并且從柑橘皮中通過(guò)熱酸提取得到，可以，J:i口從DaniscoCo,，Braband，Denmark^尋至!J。本發(fā)明的泡沫制品當(dāng)用于食用時(shí)要提供有風(fēng)味劑和甜味劑的合適共混，使得它們甜到足以消除由于前述碳水化合物源的存在而造成的其它組分的強(qiáng)烈風(fēng)味。此外，有效含量的不含熱量的甜味劑也可以任選地用在本發(fā)明中以增強(qiáng)本組合物的感官和甜味品質(zhì)，但它不能代替碳水化合物源。不含熱量的甜味劑的非限制性實(shí)例包括阿斯巴甜、糖精、環(huán)己烷氨基磺酸鹽、雙氧噁瘞溱K、L-天冬氨酰-L-苯基丙氨酸低級(jí)烷基酯甜味劑、L-天冬氨酰-D-丙氨酸酰胺、L-天冬氨酰-D-絲氨酸酰胺、L-天冬氨酰-羥基曱基烷烴酰胺甜味劑、L-天冬氨酰-l-羥基乙基烷烴酰胺甜味劑、甘草甜味料和合成烷氧基芳族化合物。阿斯巴甜和雙氧嗜、噻溱K是本文所用最優(yōu)選的不含熱量的甜味劑，并且可以單獨(dú)或組合使用。推薦本發(fā)明中使用一種或多種風(fēng)味劑以增強(qiáng)其可口度。任何天然或合成的風(fēng)p木劑都可以用在本發(fā)明中。例如，本文可以使用一種或多種植物和/或水果風(fēng)味劑。如本文所用的，這種風(fēng)味劑可以是合成或天然的風(fēng)味劑。特別優(yōu)選的水果風(fēng)味劑是外來(lái)和內(nèi)酯風(fēng)味劑如西番蓮風(fēng)味劑、芒果風(fēng)味劑、菠蘿風(fēng)味劑、c叩uacu風(fēng)味劑、番石榴風(fēng)味劑、可可風(fēng)味劑、番木瓜風(fēng)味劑、桃風(fēng)味劑和杏風(fēng)味劑。除了這些風(fēng)味劑以外，可以使用各種其它水果風(fēng)味劑，例如蘋(píng)果風(fēng)味劑、柑橘風(fēng)味劑、葡萄風(fēng)p木劑、覆盆子風(fēng)p未劑、酸果蔓風(fēng)味劑、櫻桃風(fēng)味劑等。這些水果風(fēng)味劑可以從天然來(lái)源如水果汁和風(fēng)味油得到，或可以作為選擇地合成制得。對(duì)于"全天然"飲料，優(yōu)選天然風(fēng)味劑。優(yōu)選的植物風(fēng)味劑來(lái)源包括例如真蘆薈、瓜拉拿藤、人參、銀杏、山楂樹(shù)、木槿、薔薇果、黃春菊、椒薄荷、茴香、姜、甘草、蓮子、五味子、鋸葉棕、菝葜、紅花、St.John'sWort、姜黃、cardimom、肉豆蔻、桂皮、buchu、肉桂、茉莉、山楂、菊、菱角、甘蔗、荔枝、竹勞、香草、咖啡等。其中優(yōu)選瓜拉拿藤、人參、銀杏。除了作為刺激劑來(lái)源以外，茶提取物和咖啡也可以用作風(fēng)味劑。特別地，茶風(fēng)味劑，優(yōu)選綠茶或紅茶風(fēng)味劑(優(yōu)選綠茶)任選與水果風(fēng)味劑的組合具有吸引人的味道。風(fēng)味劑也可以是各種風(fēng)味劑的共混物。如果需要，風(fēng)味劑中的風(fēng)味料可以形成乳液滴，接著再將乳液滴分散在飲品組合物或濃縮物中。由于這些液滴通常具有比水小的比重而因此形成單獨(dú)的相，所以可以使用加重劑(也可以充當(dāng)混濁劑)來(lái)使乳液滴保持分散在々大品組合物或濃縮物中。這種加重劑的實(shí)例是溴化植物油(BVO)和樹(shù)脂酯，特別是酯膠。關(guān)于液體飲品中加重劑和混濁劑的使用的進(jìn)一步描述，參見(jiàn)L.F.Green，DevelopmentsinSoftDrinksTechnology,第1巻，AppliedSciencePublishersLtd.,第87-93頁(yè)(1978)。通常風(fēng)味劑傳統(tǒng)上作為濃縮物或提取W力'口'"rFJTTg'"力、r個(gè)N日、W、《ST、'IYi，、'WT—，，-可口y/jy》、WHJ"。任選地，一種或多種防腐劑可以在本文中額外使用。優(yōu)選的防腐劑包括例如山梨酸鹽、苯甲酸鹽和多磷酸鹽防腐劑。優(yōu)選地，在本文使用防腐劑的情況下，使用一種或多種山梨酸鹽或苯曱酸鹽防腐劑(或其混合物)。適用于本發(fā)明的山梨酸鹽和苯曱酸鹽防腐劑包括山梨酸、苯曱酸及其鹽，包括(但不限于)山梨酸鉤、山梨酸鈉、山梨酸鉀、苯曱酸鉤、苯甲酸鈉、苯曱酸鉀及其混合物。山梨酸鹽防腐劑特別優(yōu)選。山梨酸鉀特別優(yōu)選用于本發(fā)明中。在組合物包含防腐劑的情況下，防腐劑的含量按組合物重量計(jì)優(yōu)選約0.0005%-約0.5%,更優(yōu)選約0.001%-約0.4%,還更優(yōu)選約0.001%-約0.1%,甚至更優(yōu)選約0.001%-約0.05%，最優(yōu)選約0.003%-約0.03%。在組合物包含一種或多種防腐劑的混合物的情況下，這種防腐劑的總濃度優(yōu)選保持在這些范圍內(nèi)。除了飲品和液體或粉末濃縮物之外，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員一般已知的稠度和存放溫度，本發(fā)明還可以制成水淇淋、酸奶或布丁組合物的形式。泡沫的納米-微米氣泡在特定設(shè)計(jì)的相對(duì)簡(jiǎn)單構(gòu)造的設(shè)備中制得。轉(zhuǎn)子在圓柱形殼體的中心旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生流動(dòng)并捕獲空氣。殼體的四周是具有對(duì)應(yīng)于所期望氣泡尺寸的孔的固定膜。隨著經(jīng)攪拌的流體通過(guò)膜并在膜表面上形成氣泡時(shí)，得到大量尺寸均勻的空氣泡。液體流，一般是水沿著膜的外表面通過(guò)，形成層流區(qū)、泰勒渦流或湍流，并且它們將氣泡攜走。這實(shí)現(xiàn)了所期望尺寸(例如10微米以下)的空氣泡的均勻連續(xù)供應(yīng)。當(dāng)要制備冰淇淋時(shí)，可以簡(jiǎn)單地將泡沫冷凍。由于空氣泡的尺寸選擇成具有非常小的冰晶可以生長(zhǎng)于其中的間隙空間，所以消費(fèi)者感覺(jué)制品^^常光滑和具有奶油感。為此優(yōu)選的尺寸是最大尺寸為長(zhǎng)小于50微米的間隙空間。通過(guò)將該間隔控制在這種小的尺寸，在其中形成的任何水晶都具有比該間隔小的尺寸，并且這種小尺寸的這種晶體是品嘗不出的。這從而得到具有更光滑稠度并且避免使制品可口性下降的大冰晶的任何冷凍制品。該制品表明由于氣泡的尺寸更小，用于形成冰的縫隙空間非常小，因此o丄7wA:,隊(duì)*口丄乂ain、J/曰廠々j,!7/3^爾訶二入wyj"〃,曰日。由于氣泡具有均勻的小尺寸，所以它們幾乎如剛性球一般，幾乎不會(huì)結(jié)合形成更大的氣泡。因此，由這種氣泡制得的冰淇淋和其它制品具有優(yōu)異的耐冷凍-融化性，因?yàn)檫@些氣泡保持穩(wěn)定并且防止了水晶在氣泡之間的間隙中生長(zhǎng)到任何可品嘗出的尺寸。這使得這種制品能夠融化和再冷凍，而不會(huì)損失光滑的稠度并且不會(huì)產(chǎn)生大的冰晶或失去泡沫穩(wěn)定性。使用30%糖溶液作為液體基質(zhì)，向其中產(chǎn)生氣泡，得到非常好的結(jié)果。本發(fā)明的優(yōu)選方面涉及具有新的微結(jié)構(gòu)的冷凍充氣可食用泡沫制品，該樣t結(jié)構(gòu)的特征在于超細(xì)的氣泡，小且木碌連接的冰晶，多次冷凍-融化的穩(wěn)定性和新的感官特性，并且由環(huán)境溫度泡沫通過(guò)靜止冷凍制得。環(huán)境溫度泡沫的制備包括對(duì)糖-水混合物進(jìn)行新型充氣，因此本發(fā)明的某些方面涉及旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備和溫和機(jī)械產(chǎn)生具有窄分布的氣泡尺寸的超細(xì)氣體^體或微泡沫的方法。本發(fā)明的另一實(shí)施方案使得能夠形成通過(guò)下面方法生成的冷凍充氣可食用泡沫制品。該方法包括形成非冷凍的可食用泡沫制品，所述形成步驟包括制備并陳化混合物，隨后對(duì)該混合物進(jìn)行充氣。經(jīng)充氣的混合物接著靜止冷凍成冰晶中值直徑X5(M)低于約50微米的水晶。所述新的冷凍可食用泡沫制品具有通過(guò)平均空氣室直徑不大于約15微米的超細(xì)空氣室尺寸而限定的奶油質(zhì)地。此外，該可食用泡沫具有通過(guò)具有低于約50微米的平均水晶直徑而限定的挖取能力，以及改進(jìn)的多次冷凍融化循環(huán)穂、定性。所述新制品的另一主要優(yōu)點(diǎn)涉及通過(guò)非常簡(jiǎn)單的冷凍工藝就可加工，34所述工藝適合在環(huán)境溫度下產(chǎn)生并在靜止?fàn)顟B(tài)下充入合適燒杯/容器中的泡沫。這大量節(jié)約了與加工設(shè)備有關(guān)的成本，因?yàn)椴恍枰B續(xù)冷凍機(jī)。上述新制品提供了以前并不知道的多次冷凍融化穩(wěn)定性，這是因?yàn)樗?xì)分散的窄尺寸分布且穩(wěn)定的空氣室/氣泡結(jié)構(gòu)。這也使得能夠具有突出的奶油感，降低的冷度以及在融化過(guò)程中非凡的形狀保持性。約0-5%或更少脂肪的減少的脂肪含量證實(shí)其保證健康性或"premiumlight"特征。小尺寸和窄的尺寸分布的空氣室/氣泡結(jié)構(gòu)還明顯節(jié)約了成分穩(wěn)定化的成本。此外，具有約0.1-2wt。/。乳化劑用于形成片層或泡嚢相和約0.05-1.25wt%穩(wěn)定劑如膠的混合物提供了多次冷凍融化循環(huán)穩(wěn)定性。這些組分的功能是增加流體基質(zhì)的粘度，以改進(jìn)氣泡和流體的捕獲并因此改進(jìn)穩(wěn)定性。而且，乳化劑在乳化劑所特定的濃度范圍內(nèi)，并且乳化劑片層或泡嚢相在泡沫制品的氣/液界面處或在其附近形成。此外，可以使用帶電分子，這些分子可以摻入片層相結(jié)構(gòu)內(nèi)，并由于靜電排斥力而引起片層相溶脹，由此增加了泡沫結(jié)構(gòu)的多次冷凍融化循環(huán)穩(wěn)定性?？墒秤美鋬雠菽破肪哂械陀贗O微米的平均氣泡直徑，窄的氣泡尺寸分布(如圖4所示X90,0/X，0,^3.5)和一般較高的氣體體積分率(〉50vol%);它們?cè)诃h(huán)境溫度條件下攪打，將其充入杯/容器內(nèi)，接著例如在降至-15。C的冷凍隧道式裝置中冷凍，并且氣泡不會(huì)明顯的變大，也不會(huì)發(fā)生固乂*ns曰.A:JeA4raaim條r廣7J,1/〃"^Ai^3〃廣HV:^。所述新的可食用冷凍泡沫制品的卡路里含量對(duì)于膨脹率約100%的冷凍泡沫制品而言低于約55kcal/100ml。如本文所用，膨脹率定義為(混合物密度-泡沫樣品的密度)/(泡沫樣品的密度)的比，或換句話說(shuō)，膨脹率是空氣加入造成的體積增加的量度，即由于空氣泡的引入或捕獲而引起的制品體積增加的百分比。這樣的低卡路里含量相對(duì)于其它低卡路里甜點(diǎn)仍得到明顯改進(jìn)；這種輕甜點(diǎn)每份的卡路里當(dāng)量含量為約250kcal每100ml份不含泡沫的制品。這可以與所謂的premium冰淇、淋相當(dāng)，后者的卡路里含量即使在100%膨脹率下仍約為280kcal/100ml，約560kcal每100ml份不含泡沫的制品。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，30-60%氣體體積分率等于約40-150%膨脹率。因此，制品在200。/。膨脹率下60kcal/100ml份的卡路里值相當(dāng)于在100%膨脹率下120kcal/100ml份的卡路里值和沒(méi)有膨脹下240kcal/100ml份的卡路里值。因此，術(shù)語(yǔ)"不含氣泡的制品"在些。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及新的低脂冷凍泡沫制品的組合物和方法在靜止冷凍條件下冷凍環(huán)境溫度泡沫，不會(huì)形成大氣泡或相互連接的冰晶以及隨后形成固體。該方法使得能夠形成多次冷凍融化循環(huán)穩(wěn)定性得到改進(jìn)并具有新的可調(diào)節(jié)質(zhì)地的新組合物，特別是用于制備新的冰洪i^制品。一般地，基質(zhì)液體的凝固溫度用來(lái)確定泡沫可以凍結(jié)的溫度。在某些情況下，液體基質(zhì)包含其它影響液體的凝固溫度的組分或成分，以致基質(zhì)的凝固溫度可能低于液體的凝固溫度。技術(shù)人員可以進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)來(lái)確定任何特定基質(zhì)組合物的合適凝固點(diǎn)。因此當(dāng)本說(shuō)明書(shū)提到泡沫的凝固溫度時(shí)，要理解成這表示基質(zhì)及其組分冷凍時(shí)的溫度。在下面的描述中，具有下面組成的示例性泡沫制品配方(稱作NDA-1配方)可實(shí)現(xiàn)特定的產(chǎn)品性質(zhì)24%蔗糖3%葡萄糖漿3%右旋糖(28DE)0.6%乳化劑PGE(聚甘油酯)0.25%瓜爾膠穩(wěn)定劑本發(fā)明的一種實(shí)施方案使得能夠形成下面方法制得的冷凍可食用泡沫制品。該方法包括形成未凍結(jié)的可食用泡沫制品，所述形成步驟包括制備并陳化混合物，隨后對(duì)該混合物進(jìn)行充氣。經(jīng)充氣的混合物接著靜止冷凍成平均水晶直徑低于約50微米的冰晶。如上所述的新制品提供了以前并不知道的多次冷凍融化穩(wěn)定性，這是36因?yàn)樗?xì)分歉的窄尺寸分布且穩(wěn)定的空氣室/氣泡結(jié)構(gòu)。這也使得能夠具有突出的奶油感，降低的冷度并且在融化過(guò)程中非凡的形狀保持性。約0-5%脂肪的減少的脂肪含量保證其健康性或"premiumlight"特征。小尺寸和窄尺寸分布的空氣室/氣泡結(jié)構(gòu)還明顯節(jié)約了成分穩(wěn)定化的成本。所述新制品的另一主要優(yōu)點(diǎn)涉及通過(guò)非常簡(jiǎn)單的冷凍工藝就可加工，所述工藝適合在環(huán)境溫度下產(chǎn)生并在靜止?fàn)顟B(tài)下充入合適燒杯/容器中的泡沫。這大量節(jié)約了與加工設(shè)備有關(guān)的成本，因?yàn)椴恍枰B續(xù)冷凍機(jī)。一方面，冷凍可食用的泡沫制品具有平均空氣室直徑低于約IO微米-15微米的超細(xì)空氣室尺寸。該冷凍可食用的泡沫制品的特征還在于具有X90，Q/X1Q，Q比不大于約2-3的窄氣泡尺寸分布。所述新的冷凍可食用泡沫制品具有通過(guò)平均空氣室直徑不大于約15樣吏米的超細(xì)空氣室尺寸而限定的奶油質(zhì)地。此外，該可食用泡沫具有通過(guò)具有低于約50微米的平均冰晶直徑而限定的挖取能力，以及改進(jìn)的多次冷凍融化循環(huán)穩(wěn)定性。具有約0.05-2wt。/。乳化劑用于形成片層或泡嚢相和約0.05-0.5wt%穩(wěn)定劑如瓜爾膠或其它膠的混合物提供了多次冷凍融化循環(huán)穩(wěn)定性，其中乳化劑在乳化劑所特定的濃度范圍內(nèi)，并且乳化劑片層或泡嚢相在液體基質(zhì)中形成并接著定位于泡沫制品的氣/液界面處或在其附近。此外，可以使用帶電分子，這些分子可以摻入片層相結(jié)構(gòu)內(nèi)，并由于靜電排斥力而引起片層相溶脹(只要pH值調(diào)節(jié)在7附近的中性范圍內(nèi))，由此提高了泡沫結(jié)構(gòu)的多次冷凍融化循環(huán)穩(wěn)定性。在該冷凍可食用泡沫制品中，通過(guò)多層介晶(片層或泡嚢)相使空氣室界面穩(wěn)定，而多層介晶相的溶脹、水停流和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性通過(guò)在已調(diào)節(jié)到中性pH值并且離子濃度^^妻近0的條件下加入一定量未酯化脂肪酸而得到選擇性調(diào)節(jié)。在制備陳化混合物的過(guò)程中，該冷凍可食用泡沫制品具有已調(diào)節(jié)到6.8-7.0的中性pH值和去離子水范圍的非常低的離子濃度。優(yōu)選地，在對(duì)混合物充氣之前該冷凍可食用泡沫制品具有已調(diào)節(jié)到約3.0的pH值。37在一種實(shí)施方案中，該冷凍可食用泡沫制品包含約20-45%由0-25%奶固體、10-40%糖、0-10%脂肪及其組合的干物質(zhì)。在某些方面，該冷凍可食用泡沫制品還包含約O.l-1wtn/。乳化劑用于形成片層相和約0.05-1.25wt。/。如本文公開(kāi)的膠穩(wěn)定劑。乳化劑可以在乳化劑所特定的濃度范圍內(nèi)，并且乳化劑片層或泡嚢相在泡沫制品的氣/液界面處或在其附近形成。該冷凍可食用泡沫制品還可以使用在中性pH值條件下的帶電分子，這些分子可以引入片層相結(jié)構(gòu)內(nèi)，并由于靜電排斥力而引起片層相溶脹，由此提高了泡沫結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。該冷凍可食用泡沫制品還可以使用脂肪酸的聚甘油酯(PGE)作為乳化劑由此形成片層或泡嚢結(jié)構(gòu)，以及^f吏用未酯化的脂肪酸作為引入片層或泡嚢層內(nèi)并引起各片層/泡嚢結(jié)構(gòu)溶脹的帶電分子。這種溶脹可以通過(guò)控制加入的帶電分子的濃度來(lái)控制(這些帶電分子可以引入片層相結(jié)構(gòu)內(nèi)，并由于靜電排斥力而引起片層相溶脹，由此提高了泡沫結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性)。在這種組合物中，脂肪酸的聚甘油酯所形成的片層結(jié)構(gòu)的溶脹通過(guò)使加入的未酯化脂肪酸的濃度為約0.01-2wtW來(lái)控制。該冷凍可食用泡沫制品的泡沫中的氣體分率可調(diào)節(jié)到約25-75volo/0，優(yōu)選50-60vol%,并且該冷凍泡沫制品在約100%膨脹率下的卡路里含量小于約55kcal/100ml。如本文所用的，膨脹率定義為(混合物密度-泡沫樣品的密度)/(泡沫樣品的密度)的比，或換句話說(shuō)，膨脹率是空氣加入的量度，即由于空氣泡的引入或捕獲而引起的制品體積增加的百分比。上述冷凍可食用泡沫制品可以由下面優(yōu)選方法制得，包括步驟通過(guò)將糖和穩(wěn)定劑溶解在去離子水中形成混合物；將乳化劑加入混合物中；將混合物加熱到乳化劑熔點(diǎn)以上的溫度，以使乳化劑溶解到混合物內(nèi)；將混合物均質(zhì)化；將混合物冷卻到低于約10。C的冷卻溫度；將混合物在該冷卻溫度下存放若干小時(shí)；將混合物的pH值降低到酸性范圍；對(duì)混合物進(jìn)行充氣以形成泡沫；以及靜止冷凍該泡沫。一方面，將混合物加熱到巴氏滅菌的溫度。另一方面，在加入乳化劑之前，將糖和穩(wěn)定劑溶解到35-45。C并且pH38值調(diào)節(jié)到約中性條件的去離子水中。所述約中性條件具有約6.8的pH值。另一方面，在約20-60。C以上的溫度下，更優(yōu)選80。C下溶解乳化劑，并隨后進(jìn)行不少于約30秒的巴氏滅菌。另一方面，在約80。C以上的溫度下溶解乳化劑，并隨后進(jìn)行不少于約30秒的巴氏滅菌。另一方面，均質(zhì)化以一步均質(zhì)化，在不低于約100巴的均質(zhì)化壓力下進(jìn)行。作為選擇，均質(zhì)化以一步均質(zhì)化在約150巴的均質(zhì)化壓力下進(jìn)行。在均質(zhì)化之后，將混合物冷卻到約4'C并存放約8小時(shí)以上。作為選擇，在均質(zhì)化之后，將混合物冷卻到約4'C并存放約12小時(shí)以上。優(yōu)選地，在充氣之前，通過(guò)加入檸檬酸將pH值降低到低于約3-4。在降低pH值的同時(shí)，也可以向混合物中加鹽。使用氣體精細(xì)^設(shè)備進(jìn)行充氣。該設(shè)備可以是轉(zhuǎn)子定子攪打設(shè)備、靜止膜攪打設(shè)備、旋轉(zhuǎn)膜攪打設(shè)備或其組合。充氣可以在約4-50。C的溫度下進(jìn)行。在一種實(shí)施方案中，旋轉(zhuǎn)膜攪打設(shè)備配有孔尺寸1-6^:米且孔距10-20微米的受控孔距膜，以形成具有窄氣泡尺寸分布的精細(xì)^l體，并且該膜以5-40m/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)，其中所述窄氣泡尺寸分布定義為X90，0/X叫o不大于約3的分布。一方面，旋轉(zhuǎn)膜攪打設(shè)備在圓周殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，形成與膜表面0.1-10mm的窄環(huán)形縫隙，從而允許更窄尺寸分布的空氣泡更好地脫離膜表面。上述新方法可以形成具有本發(fā)明的超細(xì)平均氣泡直徑，非常窄的尺寸分布且在環(huán)境溫度和大氣壓條件下具有相關(guān)高泡沫穩(wěn)定性的本發(fā)明泡沫結(jié)構(gòu)(如見(jiàn)表2)。至于隨后的靜止冷凍，泡沫制品冷凍而泡沫氣泡結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯變相4造。如本文所用的，變粗^f造指平均氣泡尺寸和尺寸分布寬度增加。表2:泡沫制品的*相的尺寸和體積分率范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>本發(fā)明的泡沫制品結(jié)構(gòu)的另一優(yōu)點(diǎn)是泡沫制品的靜止冷凍方法。這種靜止冷凍不會(huì)產(chǎn)生粗且相互連接強(qiáng)的冰晶結(jié)構(gòu)，進(jìn)而不會(huì)得到硬度和結(jié)冰程度明顯的制品。圖l是利用下面條件，在具有相互咬合銷(intermeshingpin)結(jié)構(gòu)的常規(guī)轉(zhuǎn)子/定子湍流分散設(shè)備中經(jīng)過(guò)分散處理之后的空氣泡尺寸分布函數(shù)q。(x)(如數(shù)量密度分布)的示例性圖配方NDA-1，r.p.m.:3500,氣體體積分率0.5，氣泡直徑X!q,q、x5q,o和X90,0(數(shù)量分布值，q。(x))為6.944、13.667和24.713。雖然這對(duì)某些泡沫實(shí)施方案適用，但對(duì)于獲得多次冷凍融4匕穂、定泡沫并不優(yōu)選。圖2是根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的泡沫制品在本發(fā)明的層流旋轉(zhuǎn)膜充氣設(shè)備中充氣處理之后的空氣泡尺寸分布函數(shù)q。(x)(如數(shù)量密度分布)的示例性圖。在下面條件下，所述膜安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓筒上配方NDA-1，縫隙0.22mm，r.p.m.:6250，氣體體積分率0.5。圖2可以與圖1所示的用常規(guī)轉(zhuǎn)子/定子(R/S)攪打設(shè)備對(duì)相同的模型配方(NDA-1)充氣得到的分布比較?？梢钥吹?，使用旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備得到遠(yuǎn)遠(yuǎn)更小尺寸的氣泡和更受緊密控制的氣泡尺寸分布。氣泡尺寸比較還定量地示于圖3中；該圖是示例性柱形圖，其中柱表示3種不同充氣方法/i殳備的氣泡直徑X叫o、X5(M)和X9(M):具有湍流特性的常規(guī)轉(zhuǎn)子/定子相互咬合銷(A),膜安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓筒上的本發(fā)明膜方法/設(shè)備類型I(B-類型I)，以及殼體上具有固定膜和帶光滑或輪廓表面的旋轉(zhuǎn)內(nèi)實(shí)心圓筒的本發(fā)明膜方法/設(shè)備類型II(B-類型II)。B-類型II設(shè)備的操作條件是配方NDA-l,氣體體積分率0.5。B-類型I和B-類型II設(shè)備都得到明顯更小的氣泡尺寸和尺寸分布。圖4證明了本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備得到的泡沫制品具有減小的氣泡尺寸分布寬度，它是氣泡直徑比X卯，o/Xio，o的示例性圖，所述比表示3種前述不同充氣方法/設(shè)備形式各自的氣泡尺寸分布寬度或"窄度，，。B-類型I和B-類型II設(shè)備的X卯，q/Xlfl,Q比小于A類型設(shè)備，并且B-類型I設(shè)備的X90,0/X卿比接近A型設(shè)備的一半。這與(B型設(shè)備)膜表面的沖擊剪切力的均勻性使得氣泡脫離膜表面，而(A型)均勻性差的多的應(yīng)力分布造成在不均勻應(yīng)力分布的轉(zhuǎn)子定子縫隙中大氣泡^C裂成小氣泡有關(guān)?；揪鶆虻臍馀莩叽缡侵复蟛糠謿馀菰谔囟ǖ某叽绶秶鷥?nèi)，從而避免或減少由于氣體從小的轉(zhuǎn)移到大的(Ostwalt陳化)而造成氣泡不均?；揪鶆虻臍馀莩叽绶植际侵柑囟ǖ臍馀葜睆奖萖90,0/X卿小于約5,優(yōu)選小于3.5，甚至更優(yōu)選小于2-3。除了泡沫制品的與所用攪打i殳備相關(guān)的不同氣泡結(jié)構(gòu)特性之外，泡沫制品特性還基于因新的界面穩(wěn)定化概念而實(shí)現(xiàn)的高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。這種新的界面穩(wěn)定化概念基于表面活性劑體系的使用，從而可以形成片層或泡嚢界面結(jié)構(gòu)，因此還可以通過(guò)使受控分率的特定分子i^該片層/泡嚢相結(jié)構(gòu)而調(diào)節(jié)溶脹效果。圖5示出了由脂肪酸的聚甘油酯(PGE)形成的這種片層相結(jié)構(gòu)。圖6證實(shí)了片層相體積(溶脹)作為所加入的未酯化脂肪酸濃度的函數(shù)依賴關(guān)系。但是這種溶脹調(diào)節(jié)結(jié)合圖7所示用于形成泡沫的本發(fā)明方法可更好地理解。該方法包括將糖和穩(wěn)定劑溶解在去離子水中，加入乳化劑并在其溶解溫度以上的溫度，優(yōu)選巴氏滅菌溫度下使其溶解，聯(lián)合或單獨(dú)進(jìn)行巴氏滅菌，隨后進(jìn)行一步均質(zhì)化，接著將混合物冷卻到5-10。C并隨后在該溫度下存放若干小時(shí)。最后的步驟包括將pH值降低到酸性范圍，接著充氣，并靜止冷凍所得泡沫。圖8證明當(dāng)改變加熱步驟(I)和pH值調(diào)節(jié)步驟(II)的順序時(shí)片層/泡嚢PGE相結(jié)構(gòu)的結(jié)果。左邊的容器示出了根據(jù)正確順序制得的好氣泡，而右邊按顛倒順序(先II后I)制得的氣泡表現(xiàn)出明顯的結(jié)構(gòu)潰散，沒(méi)有任何泡沫穩(wěn)定化能力。圖9證實(shí)了通過(guò)排出特性(在環(huán)境溫度和靜止條件下60分鐘之后分離的液體)表示的"聰明"泡沫穩(wěn)定性。如從所排出的7JC樣流體高度可以看到的，在相似測(cè)試條件下所購(gòu)買冰糕(左邊圓柱)的所述高度是聰明泡沫樣品(右邊圓柱)的約15倍。本泡沫在測(cè)試中損失低于2vo1。/。。圖10證實(shí)了聰明泡沫在冷凍融化條件下就氣泡平均直徑而言的穩(wěn)定性。如從熱激處理前(圖10A)后(圖10B)的結(jié)構(gòu)比較可以看到的，氣泡尺寸分布沒(méi)有明顯變化。這說(shuō)明聰明泡沫具有創(chuàng)新性的"多次冷凍融化穩(wěn)定性"。圖11也證實(shí)了在冷凍融化條件下的結(jié)構(gòu)性，但是針對(duì)冰晶平均直徑而言。同樣，冰晶尺寸沒(méi)有明顯變化，這證明聰明泡沫具有創(chuàng)新性的高"多次冷凍融化穩(wěn)定性"。本發(fā)明的另一實(shí)施方案涉及上述對(duì)液體混合物充氣形成發(fā)泡制品的新設(shè)備和技術(shù)。就此而言，本發(fā)明的一種實(shí)施方案公開(kāi)了機(jī)械均勻并溫和生成具有精細(xì)M窄尺寸分布?xì)馀莸臍怏w^t體或泡沫的新方法。在溫和機(jī)械生成具有窄氣泡尺寸分布的細(xì)氣體^:體的方法中，氣泡在膜的表面生成，并通過(guò)膜在連續(xù)流體相內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和/或通過(guò)該流體相旋轉(zhuǎn)流過(guò)膜，在疊加剪切、拉伸和正應(yīng)力的作用下，氣體有效脫離膜表面。溫和機(jī)械生成具有窄尺寸分布的超細(xì)氣泡的氣體M體或泡沫的方法包括提供膜(或多孔介質(zhì))，形成兩面窄縫隙的至少一個(gè)表面；將氣體輸送通過(guò)膜的孔，氣體在輸送通過(guò)膜孔時(shí)形成氣泡或氣體絲；使氣泡或氣體絲從膜的縫隙邊界表面脫離；以及使氣泡或氣體絲混入連續(xù)的液態(tài)流體相內(nèi)，液態(tài)流體相存在于縫隙中。一方面，所述脫離和混合通過(guò)任何一種下面的機(jī)制進(jìn)行縫隙的一個(gè)表面相對(duì)于另一表面的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的均勻作用的剪切應(yīng)力、拉伸應(yīng)力、慣性應(yīng)力及其組合。一方面，氣體的輸送包括推動(dòng)氣體通過(guò)膜的孔。這種推動(dòng)可以通過(guò)將氣體泵送、抽真空或抽吸通過(guò)膜的孔。液相也可以泵送通過(guò)縫隙。一方面，縫隙在兩個(gè)表面之間形成，并且至少一個(gè)表面包括膜。該縫隙可以在這樣的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體之間形成，一個(gè)旋轉(zhuǎn)體同心或插入另一個(gè)中，第二個(gè)旋轉(zhuǎn)體因此構(gòu)成圍繞第一個(gè)旋轉(zhuǎn)體的殼體并且在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體之間形成同心或偏心的縫隙。作為選擇，該縫隙可以在這樣的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體之間形成，一個(gè)旋轉(zhuǎn)體偏心插入另一個(gè)中，第二個(gè)S走轉(zhuǎn)體因此構(gòu)成圍繞第一個(gè)旋轉(zhuǎn)體的殼體并且在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)體之間形成偏心縫隙。此外，該縫隙的兩個(gè)表面都可以由膜形成。在縫隙的一個(gè)或兩個(gè)表面可以由膜材料制成的同時(shí)，內(nèi)縫隙表面或外縫隙表面相對(duì)于對(duì)方運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)可以以固定的或變化的或可調(diào)節(jié)固定的或周期性振蕩的表面、圓周速度進(jìn)行，或者按受控的速度-時(shí)間歷史相對(duì)于另一表面運(yùn)動(dòng)。氣體通過(guò)膜的流速可以是恒定或變化，或是周期性變化的流速。液體流可以按任一種下面的流動(dòng)方式相對(duì)于縫隙表面運(yùn)動(dòng)純剪切層流、剪切和拉伸混合層流、泰勒渦流、層流至瞬變流狀態(tài)的慣性驅(qū)動(dòng)的湍流及其組合?？梢哉{(diào)節(jié)液體在縫隙內(nèi)的流動(dòng)方式以產(chǎn)生良好界定的剪切、拉伸或慣性應(yīng)力，從而使氣泡或氣體絲脫離膜表面。此外，除了因至少一個(gè)縫隙表面運(yùn)動(dòng)所造成的縫隙中產(chǎn)生的流動(dòng)之外，將連續(xù)液態(tài)流體相泵送通過(guò)縫隙可以產(chǎn)生通過(guò)流體的流動(dòng)速度分量。一方面，縫隙表面相對(duì)于彼此的相對(duì)圓周速度可以為l-40m/s。同樣，連續(xù)液態(tài)流體相在縫隙中的軸向平均速度可以在約0.01-5m/s范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。另一方面，對(duì)氣相所施加的透膜壓力可以為約0.05-5巴。同樣，對(duì)液態(tài)流體相所施加的軸向跨膜壓力可以為約0.01-10巴。另一方面，通過(guò)在約1-5巴絕對(duì)壓力范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的背壓閥控制縫隙。本發(fā)明的另一實(shí)施方案涉及用于實(shí)施該新的發(fā)泡方法的設(shè)備，其使用安裝在旋轉(zhuǎn)體上的膜，旋轉(zhuǎn)體被同心或偏心殼體圍繞，并且殼體與旋轉(zhuǎn)體形成窄的流動(dòng)縫隙；或者使用相反的構(gòu)造膜安裝在同心或偏心的殼體中，實(shí)心旋轉(zhuǎn)體與膜或殼體形成各自的流動(dòng)縫隙。在同心或偏心流動(dòng)縫隙內(nèi)，提供局部形成的流動(dòng)限制，以產(chǎn)生局部流動(dòng)收縮，從而形成拉伸分流和/或湍流。除了旋轉(zhuǎn)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)分流之外，還存在因泵送連續(xù)流體相連續(xù)通過(guò)^t流動(dòng)縫隙所形成的軸向分流。上述新的充氣方法的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠在層流條件下溫和地分散氣體/空氣泡，而這以前沒(méi)有用于精細(xì)介軟的氣體/液體。此外，處理過(guò)程中減少的體積比功率或能量輸入使得可以更好地控制粘性摩擦能量耗散和系統(tǒng)中相關(guān)的溫度升高，從而可以更好地保護(hù)機(jī)械敏43感性和熱敏性系統(tǒng)部件。此外，由于決定氣泡分散過(guò)程的均勻分布的剪切和拉伸力或應(yīng)力的平衡以及不太相關(guān)的支持氣泡再聚結(jié)的離心分層力或應(yīng)力的千擾影響，以及膜孔的初步分散步驟，得到非常精細(xì)分歉并且窄尺寸分布的氣泡。因此，相比較從常規(guī)攪打/充氣技術(shù)得到的氣體*體/泡沫，泡沫制品與微結(jié)構(gòu)相關(guān)的性質(zhì)也可以以更獨(dú)特的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，可調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)分流使得為氣泡脫離膜表面，氣泡變形和氣泡破裂而施加作用的分軟應(yīng)力與通過(guò)連續(xù)工藝的體積/質(zhì)量流速無(wú)關(guān)。而且，對(duì)于較高的氣體分率，所述新型溫和氣泡分散行為允許在增加的氣體分率下進(jìn)一步進(jìn)行氣泡尺寸改進(jìn)，而常規(guī)具有湍流分散特點(diǎn)的基于轉(zhuǎn)子/定子的相互咬合銷技術(shù)卻不是這樣。上述新裝置具有若干優(yōu)點(diǎn)，并且允許簡(jiǎn)單地更改和調(diào)節(jié)所期望的剪切和/或混合的剪切和拉伸膜溢流/分散流動(dòng)特點(diǎn)，保證氣泡有效的脫離和破裂。部分地，由于這兩相(氣/液)之間大的密度差，透膜壓力的適度增加使得氣泡M機(jī)制從半球形或球形氣泡脫離膜表面轉(zhuǎn)變成氣體絲射過(guò)孔進(jìn)入連續(xù)流體相，導(dǎo)致在額外疊加的剪切作用和松弛作用下氣體絲拉伸和破裂。當(dāng)膜安裝在非旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)壁時(shí)，氣體絲射過(guò)或拉伸機(jī)制可以進(jìn)一步通過(guò)施加離心力來(lái)保i正。由于旋轉(zhuǎn)部件(如內(nèi)圓筒)的偏心調(diào)節(jié)，疊加拉伸流動(dòng)的方便施加賦予額外的自由度來(lái)改進(jìn)滴泡脫離/絲破裂效率。由于高的效率和新的氣泡分?jǐn)?，分歉縫隙中所需的停留時(shí)間比常規(guī)設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)更短。這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致有利的緊密且高生產(chǎn)能力的裝置，這種裝置對(duì)于相關(guān)的泡沫制品生產(chǎn)有利于增加生產(chǎn)能力和/或降低生產(chǎn)成本。制備過(guò)程中泡沫的氣泡尺寸可以通過(guò)選擇或改變某些變量或參數(shù)來(lái)進(jìn)一步控制。盡管如此，氣泡尺寸分布保持緊實(shí)，并且如本文所公開(kāi)的產(chǎn)生均勻穩(wěn)定的泡沫。第一變量是所用的設(shè)備類型，因?yàn)槊糠N設(shè)備得到輕微不同范圍的氣泡尺寸。這可能是因?yàn)槟づc殼體之間的縫隙。一般地，在所有44其它參數(shù)相同的情況下，二者之間的縫隙越大，則氣泡尺寸越大。在選定所期望的設(shè)備和縫隙之后，可以改變?cè)O(shè)備的旋轉(zhuǎn)速度以得到所期望的氣泡尺寸，并且越低的旋轉(zhuǎn)速度一般得到越大的氣泡尺寸。另一可以控制的變量是液體基質(zhì)的配方，包括液體類型和期望所包含的添加劑或組分。一般地，越少量的乳化劑得到越大的氣泡，而增加乳化劑的量提供了足夠材料形成可以容納更小尺寸氣泡的籠結(jié)構(gòu)。由于小氣泡情況比大氣泡情況具有更大的表面積，所以需要更多量的乳化劑來(lái)包布?xì)馀莶⑿纬苫\。值得提到的是，看起來(lái)并不是所得到的氣泡尺寸不依賴于膜的孔尺寸或基質(zhì)粘度。下面描述和附圖中描述了本發(fā)明的某些實(shí)施方案及其相關(guān)性質(zhì)，并更詳細(xì)地給出了其它方法和設(shè)備特點(diǎn)以及相比較現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的具有安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓筒(類型I)上的膜的新的膜方法/設(shè)備(類型BI)的示意圖。在圖12中，(l)表示允許氣體/空氣輸送而不會(huì)泄漏通過(guò)旋轉(zhuǎn)中空軸(2)的2個(gè)雙面滑動(dòng)環(huán)密封件。氣體/空氣在氣體/空氣進(jìn)口(3a)ii7v軸，并流過(guò)內(nèi)軸通道(3b)，再通過(guò)孔(3c)離開(kāi)軸進(jìn)入中空旋轉(zhuǎn)圓筒(4),(4)的表面上固定有膜(6)。氣體/空氣在中空?qǐng)A筒(3d)中均勻分布，并從此受壓通過(guò)膜孔(3e)進(jìn)入分散流動(dòng)縫隙(7)內(nèi)，在膜表面(8)形成氣泡，或作為氣體/空氣絲(11)射入縫隙內(nèi)。連續(xù)液態(tài)流體相在流體/混合物進(jìn)口(5)進(jìn)入*設(shè)備。流體/混合物一進(jìn)入分散縫隙(7)，決定性的旋轉(zhuǎn)分流便覆在軸向分流上。在縫隙內(nèi)，在作用于窄流動(dòng)縫隙(7)中的非常均勻的應(yīng)力條件下，流動(dòng)區(qū)域氣泡(8)脫離膜表面，氣體絲(11)破裂。這在圖12A中更清楚可見(jiàn)。氣體M體/泡沫在泡沫出口(16)離開(kāi)該設(shè)備。圓柱型殼體(17)一般構(gòu)造成冷卻夾套，以將粘性摩擦熱驅(qū)散到冷卻劑中，而冷卻劑在冷卻劑進(jìn)口(9)進(jìn)入冷卻夾套并在冷卻劑出口(10)離開(kāi)。圖13示出了才艮據(jù)本裝置笫二實(shí)施方案的具有安裝在固定殼體(類型II)上的膜的新的膜方法/設(shè)備類型BII的信息。軸(2)和相連的圓筒(4)不再是充氣系統(tǒng)的部分。膜(6)安裝在與圓柱形殼體(17)內(nèi)表面相連的籠結(jié)構(gòu)(18)上，并且在殼體內(nèi)壁與膜之間形成氣體/空氣室(19)。通過(guò)45中間氣體/空氣進(jìn)口(13a)向室(19)供應(yīng)氣體/空氣，它們均勻地分布(13b)并受壓通過(guò)膜孔(13e)，ii^a縫隙(7)。預(yù)計(jì)，連續(xù)流體流動(dòng)及其對(duì)*過(guò)程的影響與上述類型I的方法(圖12)類似，不同之處在于離心力影響不同在類型II設(shè)備中，離心力使更多氣相射入分散流動(dòng)縫隙內(nèi)，優(yōu)選形成氣體/空氣絲(11)，而在類型I設(shè)備中，離心力的作用與射入機(jī)制相反，因此更優(yōu)選在膜表面形成氣泡。但是這取決于氣體體積流速和所施加的透膜壓力。圖13A示出了在膜與外圓筒之間的縫隙的第二放大部分中有助于改進(jìn)氣泡脫離膜的泰勒渦流圖案(24)?？梢灶A(yù)計(jì)，圖13A的放大縫隙部分所示意性表明的射入機(jī)制一定程度上有助于形成更小的氣泡，因?yàn)閾?jù)認(rèn)為所形成的氣體/空氣絲當(dāng)在M流中破裂成滴(8)時(shí)具有細(xì)長(zhǎng)的形狀。相反，可以預(yù)計(jì)在內(nèi)旋轉(zhuǎn)膜表面的氣泡形成形成更緊密的氣體/空氣實(shí)體，它們?nèi)绻撾x趨向于形成更大的氣泡或甚至氣體層，如圖12A所示。在后一情況下，氣泡形成可以發(fā)生在流體層表面，并且從該表面脫離出絲。這些趨勢(shì)被如圖1、3、4、16、17和18所示的實(shí)發(fā)〖正實(shí)，這些圖示出了對(duì)于兩種不同方法/設(shè)備類型BI和BII，所得的氣泡尺寸數(shù)量分布(圖1:安裝在內(nèi)旋轉(zhuǎn)圓筒上的膜(類型I)，圖16:安裝在固定殼體上的膜(類型II))和作為氣體體積分率的函數(shù)的平均氣泡直徑(圖17)，而圖18是轉(zhuǎn)子定子設(shè)備的結(jié)果。值得注意的是，在更高的氣體體積分率(此處是50vo1。/。)下平均氣泡尺寸達(dá)到相同的值。這支持了這種解釋氣體/空氣泡脫離/破裂機(jī)制已經(jīng)接近普通類型。這種意外的發(fā)現(xiàn)啟發(fā)了將方法/設(shè)備類型I和II組合，這意味著旋轉(zhuǎn)圓筒和殼體都可以配備膜，由此對(duì)于單位*縫隙體積實(shí)現(xiàn)雙倍的充氣能力。如果超過(guò)臨界泰勒值(如41.3)，如圖12所示的泰勒渦流圖案也出現(xiàn)在相反的類型II結(jié)構(gòu)中。允許增加絲的伸展的拉伸分流可能主要有助于進(jìn)一步增加細(xì)長(zhǎng)氣體/空氣絲的形成，而不是在膜表面的緊密氣體/空氣實(shí)體。為了實(shí)現(xiàn)這種拉伸分流，如圖14A和14B所示采用旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓筒在圓柱形殼體內(nèi)偏心安置(22)。46在收縮縫隙流動(dòng)區(qū)中，流體在流入縫隙區(qū)(20)中加速，從而允許氣體絲額外拉伸。在離開(kāi)縫隙流動(dòng)區(qū)(21)中，等同于收縮的負(fù)拉伸可以支持伸展的氣體/空氣絲松弛，因此產(chǎn)生所謂的Rayleigh不穩(wěn)定性并形成波形絲，保證了其破裂成窄尺寸分布的分散氣泡。如圖15A和15B對(duì)類型II構(gòu)造的膜設(shè)備所證實(shí)的，使用帶輪廓表面的圓筒壁(膜沒(méi)有安裝在其上)也可以在膜表面產(chǎn)生局部周期性拉伸和松弛流動(dòng)。在這種情況下，產(chǎn)生抹過(guò)膜表面的漩渦(23)。使用由具有0.1%多糖/增稠劑和0.6。/。表面活性劑的含7j^莫型溶液構(gòu)成的相同可攪打模型流體體系NDA-I，在旋轉(zhuǎn)部件相當(dāng)?shù)膱A周速度條件下，對(duì)新方法類型I和II(B)進(jìn)行發(fā)泡實(shí)驗(yàn)，得到圖1和20所示的氣泡尺寸分布。還已經(jīng)使用KinematicaAG,Luzern(CH)的常規(guī)轉(zhuǎn)子/定子發(fā)泡設(shè)備進(jìn)行發(fā)泡實(shí)驗(yàn)，其中通常采用湍流條件。所得的氣泡尺寸數(shù)量分布列在圖2中。直接比較圖1和16，表明明顯更粗且更寬分布的氣泡尺寸。這種比較結(jié)果在圖3和4中更突出，其中比較了3種不同充氣方法/設(shè)備的特性氣泡尺寸值如X叫o(即10%數(shù)量的氣泡都比該值小的氣泡直徑)、X50，。(即50%數(shù)量的氣泡都比該值小的氣泡直徑)和X90，0(即卯%數(shù)量的氣泡都比該值小的氣泡直徑)以及氣泡直徑比X9。,Q/X1(M)(即表示氣泡尺寸分布的寬度或窄度)具有湍流特性的常規(guī)轉(zhuǎn)子/定子相互咬合銷(A),膜安裝在旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓筒上的新型膜方法/設(shè)備類型(B，類型I),以及殼體上具有固定膜和帶具有光滑表面的旋轉(zhuǎn)內(nèi)實(shí)心圓筒的新型膜方法/設(shè)備類(B，類型II)。除了前述在相同的旋轉(zhuǎn)部件圓周速度下比較新的方法/設(shè)備類型I和II(B)與常規(guī)轉(zhuǎn)子/定子方法/設(shè)備(A),通過(guò)繪制平均氣泡直徑與發(fā)泡設(shè)備內(nèi)氣/液^t體中的體積能量輸入的函數(shù)關(guān)系，更一般性地比較^/發(fā)泡特性。這示于圖20中，其中使用含3。/。谷粉(mill)蛋白質(zhì)作為表面活性劑和1.5%瓜爾膠作為穩(wěn)定劑/增稠劑的第二模型混合物配方NMF-2體系(配方NMF-2a和NMF-2b輕微不同，但流變行為相當(dāng)；比模型混合配方NDA-1具有更高的粘度，因此得到更大的氣泡直徑)。對(duì)于單位體積的泡沫制品(恒定的M氣體分率50vol%)，該新的旋轉(zhuǎn)膜系統(tǒng)(如圖20中的類型I)相比較常規(guī)方法/設(shè)備(A)消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)更少的能量(少5-7倍)。此外，在所需最^f氐體積能量輸入均為約3xl(^J/mS的情況下，約Xso，3的體積分布(q3(x))的最小可能平均氣泡尺寸，在常規(guī)方法/設(shè)備(A)中-70-75微米(在增加的能量輸入/旋轉(zhuǎn)速度下發(fā)生離心分層造成限制)，該新方法設(shè)備獲得Xso，3-40-45微米(尺寸減小-40%)。圖21又示出了模型混合物配方NDA-1在類型II旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備(膜安裝在固定外壁上)內(nèi)充氣的數(shù)量分布，但釆用了另外具有輪廓表面的內(nèi)圓筒(標(biāo)識(shí)為類型IIb)。將結(jié)果與圖l、16和2比較。當(dāng)與圖l、16和2比較時(shí)，該比較表明類型lib結(jié)構(gòu)也提供了比轉(zhuǎn)子/定子設(shè)備(圖1)明顯更好且更窄分布的氣泡，并且也比類型Ib旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備(圖16)更好，但比內(nèi)圓筒壁沒(méi)有輪廓的類型IIb旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備(圖2)的結(jié)果要差。如本文提到的，本發(fā)明的泡沫可以用于制備各種制品，包括可食用的那些。這種制品包括冷凍制品如冰琪淋、冰糕或其它新型制品，冷凍保存的食品如攪打布丁、乳脂干酪、甜點(diǎn)免頭等，或甚至加熱的食品如奶油湯、調(diào)味汁、囟汁等。本發(fā)明的可食用泡沫也可以根據(jù)食品類型需要包含可食用添加劑如草本香料、調(diào)味料、面包屑、肉、蔬菜，或餡如干果、水果、曲奇片、糖果等。此外，如果需要也可以包含糖漿、澆頭、半固態(tài)物質(zhì)如果汁軟糖、花生黃油、法奇糖等。對(duì)于最優(yōu)選的冰淇淋實(shí)施方案，添加劑可以以在常規(guī)水淇淋制備中相同的方式使用。如果期望添加劑懸浮在泡沫內(nèi)，則可以處理該組分使其具有與泡沫類似的密度，從而當(dāng)基質(zhì)呈液態(tài)時(shí)添加劑不會(huì)因重力沉到泡沫底部。而且，與泡沫具有相同密度的添加劑在混合之后以及在冷凍泡沫之前都保持在原地。減小添加劑密度的一種常規(guī)已知程序是通過(guò)充氣或類似發(fā)泡技術(shù)。這也降低了最終制品的成本，因?yàn)閷?duì)于相同體積，組分或添加劑的重量下降。本泡沫便于制^f氐成本、低卡路里且容易制備的食品為食用者提供健康或營(yíng)養(yǎng)好處。此外，這些食品可以在從基質(zhì)凍結(jié)的溫度至它呈液態(tài)的更高溫度的任何溫度下制得。因此，制品可以在室溫、更低的溫度或甚至更高的溫度下存放、運(yùn)送或消費(fèi)，前提是基質(zhì)不會(huì)加熱到其沸點(diǎn)以上，如果這樣大量的蒸發(fā)可導(dǎo)致泡沫損失。這種制品可以制成不含脂肪，在口中干凈且快速地融化或分解，因此提供干凈的風(fēng)味結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)。而且，這些泡沫能提供奶油感無(wú)需添加脂肪組分。這使得泡沫具有在240至250至可能高達(dá)300kcal/100ml份無(wú)泡沫制品量級(jí)的低卡路里密度，這使得如果不是所有制品，但也是大部分制品都特別適合低脂/低卡路里市場(chǎng)。此外，這些制品可以制成不含蛋白質(zhì)和變應(yīng)原，因?yàn)椴恍枰槠方M分。這樣的結(jié)果是低衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)，使得制品可以在室溫下存放直至食用。即使不含乳品組分，這些制品仍提供奶油、干凈而快速融化的口感，而這是食用者期望和可口的。泡沫中小的空氣泡像滾珠起到潤(rùn)滑食用者的顎的作用。本泡沫開(kāi)創(chuàng)了制備冰洪淋制品的全新途徑。所述泡沫可以在室溫下制備和存放直至需要冷凍成冰淇淋。在制備過(guò)程中，可以制成一般的泡沫，接著可以將泡沫加工成所期望風(fēng)味的制劑并放在容器中，并可以在室溫下運(yùn)送、售賣和存放。這種方法類似于當(dāng)前用于制備顏料的方法，其中制備好底料，需要時(shí)再向其中引入顏色。制備冰淇淋中可利用類似的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵诠S中可以根據(jù)需要制得不同風(fēng)味或配方。實(shí)際上，現(xiàn)在商店可以制作消費(fèi)者在購(gòu)買制品時(shí)想要的特定風(fēng)味或配方并將其賣給消費(fèi)者。可以在室溫下出售帶本泡沫的制品，這樣它容易帶回家并存放直至使用。當(dāng)想食用水淇淋時(shí)，消費(fèi)者僅需要將其i文在水箱中過(guò)一或兩個(gè)小時(shí)^&質(zhì)冷凍。隨后，它可以在環(huán)境溫度下融化并存i文。如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，在不脫離本發(fā)明本質(zhì)性特點(diǎn)的情況下，可以展望根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案形成新的可食用泡沫制品的其它等同或可替換的方法和設(shè)備。因此，前面的公開(kāi)內(nèi)容意在說(shuō)明，并非限制由下面權(quán)利要求所述的本發(fā)明范圍。49權(quán)利要求1.一種穩(wěn)定泡沫，其包含液體基質(zhì)、氣泡和結(jié)構(gòu)化劑，所述結(jié)構(gòu)化劑形成片層或泡囊籠結(jié)構(gòu)而不會(huì)產(chǎn)生賦予泡沫橡膠質(zhì)地的凝膠，其中片層或泡囊籠結(jié)構(gòu)將至少大部分氣泡和液體基質(zhì)捕獲于其中并使其穩(wěn)定，以使氣泡和液體保持在足夠緊密的結(jié)構(gòu)中，從而基本防止了液體基質(zhì)排出以及氣泡聚結(jié)，這樣即使泡沫經(jīng)歷多次熱激，其仍保持泡沫穩(wěn)定性。2.權(quán)利要求l的泡沫，其中液體基質(zhì)包括極性流體，氣體是氮?dú)?、氧氣、氬氣、二氧化?N202)或其混合物，氣泡具有足夠小的平均直徑并且在片層籠結(jié)構(gòu)中充分接近地隔開(kāi)，以防止當(dāng)泡沫經(jīng)受液體基質(zhì)凝固溫度以下的溫度時(shí)，在液體基質(zhì)中形成中值直徑X外o為50微米或更大的緊實(shí)凍結(jié)晶體。3.權(quán)利要求1或2的泡沫，其中液體基質(zhì)包括去離子水，氣體是空氣，氣泡具有小于30微米的中值直徑X50，。，并且間隔的距離小于30微米；且泡沫的氣泡直徑分布比X卯,()/X1Q,。小于5。4.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的泡沫，其中氣泡的中值直徑Xso，o小于15微米，并且間隔的距離小于15微米；且泡沫的氣泡直徑分布比X90，0/X10，0小于3.5。5.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的泡沫，其中結(jié)構(gòu)化劑包含含有疏水部分和溶脹親水部分的兩親化合物或物質(zhì)，所述疏水和親水部分形成片層和/或泡嚢籠結(jié)構(gòu)。6.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的泡沫，其中結(jié)構(gòu)化劑包含兩種相互作用的組分，第一組分是含有疏水部分和親水部分的兩親化合物或物質(zhì)，所述疏水和親水部分形成片層和/或泡嚢籠結(jié)構(gòu)，第二組分包含滲入所述籠結(jié)構(gòu)內(nèi)賦予籠結(jié)構(gòu)高溶脹度的分子，所述溶脹通過(guò)在約7的中性pH值下增加的凈電荷和基質(zhì)流體中非常低的鹽/離子含量產(chǎn)生。7.權(quán)利要求6的泡沫，其中結(jié)構(gòu)化劑第一組分包括在熱、物理-化學(xué)或機(jī)械方面經(jīng)過(guò)預(yù)處理的脂肪酸聚甘油酯(PGE)，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.25-1.5wt%;且結(jié)構(gòu)化劑第二組分包括未酯化的脂肪酸，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.05-2.5wt%o8.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的泡沫，其中在冷卻之后基質(zhì)流體的pH值和/或鹽含量已調(diào)節(jié)到2-4的低pH值和/或高的鹽含量。9.權(quán)利要求5、6、7或8的泡沫，其中結(jié)構(gòu)化劑包括乳化劑且結(jié)構(gòu)化劑存在量基于液體基質(zhì)為約0.05-2wt。/。。10.權(quán)利要求5、6、7、8或9的泡沫，其中結(jié)構(gòu)化劑包括在熱、物理-化學(xué)或機(jī)械方面經(jīng)過(guò)預(yù)處理的脂肪酸聚甘油酯(PGE)，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.25—1.5wt%。11.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的泡沫，其中液體基質(zhì)包含其量足以為液體基質(zhì)提供增加的粘度以幫助基質(zhì)和氣泡保持在片層籠結(jié)構(gòu)中的粘度增加劑。12.權(quán)利要求ll的泡沫，其中液體基質(zhì)包含水，氣體是空氣，粘度改進(jìn)劑是基于液體基質(zhì)為約5-45wt。/。的碳7jc化合物，基于液體基質(zhì)為約5-20wt。/o的植物蛋白質(zhì)或乳蛋白質(zhì)，基于液體基質(zhì)為約0.1-2wt。/。的多糖，或其混合物。13.權(quán)利要求12的泡沫，其中，如果存在，碳水化合物是蔗糖、葡萄糖、果糖、玉米糖漿、乳糖、麥芽糖或半乳糖或其混合物，其存在量基于液體基質(zhì)為約20-35wt%;如果存在，植物或乳蛋白質(zhì)是大豆、乳清或全乳蛋白質(zhì)或其混合物，其存在量基于液體基質(zhì)為約10-15wt%;如果存在，多糖M爾膠、角豆莢膠、角叉菜膠、果膠或黃原膠或其混合物，其量基于液體基質(zhì)為約0.1-1.25wt%。14.一種固體泡沫，其包括保持在引起液體基質(zhì)固化或凍結(jié)的溫度以下的溫度的前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的泡沫，其中固化或凍結(jié)的基質(zhì)不包括液體形成的中值直徑Xso,o為50微米或更大的緊實(shí)凍結(jié)晶體，并且泡沫經(jīng)-2°C下6小時(shí)多次熱激之后保持穩(wěn)定。15.—種制備穩(wěn)定泡沫的方法，所述泡沫包含液體去離子基質(zhì)、氣泡和結(jié)構(gòu)化劑，所述結(jié)構(gòu)化劑形成將至少大部分氣泡和液體基質(zhì)捕獲于其中的片層和/或泡嚢籠結(jié)構(gòu)，所述方法包括向pH值為6-8的去離子極性流體中提供含有疏水部分和親水部分的晶態(tài)兩親試劑化合物或物質(zhì)；向極性流體中加入溶脹劑，在一定溫度下加熱一段時(shí)間，所述溫度和時(shí)間要足以使所述晶態(tài)或半晶態(tài)化合物或物質(zhì)融化并提供液體基質(zhì)、溶脹劑以及兩親試劑的疏水部分和溶脹親水部分的溶液，所述疏水和親水部分形成籠結(jié)構(gòu)片層和/或泡嚢；在足以使籠結(jié)構(gòu)片層和/或泡嚢分?jǐn)湹臈l件下將溶液均質(zhì)化；將經(jīng)均質(zhì)化的溶液冷卻到環(huán)境溫度以下的溫度，以固定片層和/或泡嚢籠結(jié)構(gòu)，而不會(huì)產(chǎn)生賦予橡膠質(zhì)地的凝膠；以及向溶液中提供空氣泡；其中片層和/或泡嚢籠結(jié)構(gòu)將至少大部分氣泡和液體基質(zhì)捕獲于其中并使其穩(wěn)定化，以使氣泡和液體保持在足夠緊密的結(jié)構(gòu)中，從而基本防止了液體基質(zhì)排出以及氣泡聚結(jié)和乳油化，從而制得即使經(jīng)歷熱激仍保持穩(wěn)定性的穩(wěn)定泡沫。16.權(quán)利要求15的方法，其中在加入兩親試劑之前，將極性流體的pH值調(diào)節(jié)到約7并且不含鹽，接著將溶液加熱到大于65。C至95。C的溫度過(guò)一段與兩親試劑和溶脹劑二者的溶解并最終與巴氏殺菌有關(guān)的合適時(shí)間。17.權(quán)利要求15或16的方法，其中兩親試劑包括表面活性劑或更具體是乳化劑，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.05-2wt%;溶脹劑包括可溶于或可*于液體基質(zhì)中的分子，這些分子的凈電荷可通過(guò)將pH值降低到2-4和/或增加鹽離子含量來(lái)調(diào)節(jié)，并且所述分子的添加量基于液體基質(zhì)為約0.05-2wt%。18.權(quán)利要求15或16的方法，其中兩親試劑包括脂肪酸聚甘油酯(PGE),且兩親試劑存在量基于液體基質(zhì)為約0.25-2wt%;且溶脹劑包括未酯化的脂肪酸(FFA)，其存在量基于液體基質(zhì)為約0.05-2.5wt%。19.權(quán)利要求15、16、17或18的方法，其中均質(zhì)化是在約60°C-95°C的溫度和125-225巴下進(jìn)行的高壓均質(zhì)化，并將經(jīng)均質(zhì)化的溶液冷卻到低于約l(TC但液體基質(zhì)不會(huì)凍結(jié)的溫度經(jīng)4-20小時(shí)。20.權(quán)利要求15、16、17、18或19的方法，其中在使經(jīng)冷卻的溶液充氣形成泡沫之前，進(jìn)一步處理經(jīng)冷卻的溶液，以將pH值降低到2-4.5或力口入鹽。21.權(quán)利要求15-20其中一項(xiàng)的方法，其中液體基質(zhì)包括極性物質(zhì)，并且包含其量足以為液體基質(zhì)提供增加的粘度以幫助液體基質(zhì)和氣泡保持在片層籠結(jié)構(gòu)中的粘度增加劑。22.權(quán)利要求15-21其中一項(xiàng)的方法，其中液體基質(zhì)包括去離子水，粘度改進(jìn)劑是基于液體基質(zhì)為約5-45wt%的碳水化合物，基于液體基質(zhì)為約5-20wto/o的植物蛋白質(zhì)或乳蛋白質(zhì)，基于液體基質(zhì)為約0.1-2wt%的多糖，或其混合物；并且在加入兩親物質(zhì)或化合物之前，將粘度改進(jìn)劑加入中性pH值和溫和加熱到約30-50。C的去離子水中。23.權(quán)利要求15-21其中一項(xiàng)的方法，其中氣泡是氮?dú)?、氧氣、氬氣、二氧化?N202)或其混合物，并通過(guò)攪打設(shè)備或引導(dǎo)通過(guò)多孔膜而提供到溶液中。24.權(quán)利要求23的方法，其中氣泡具有10-15微米的氣泡中值直徑X50，q,并通過(guò)轉(zhuǎn)子/定子攪打設(shè)備夾帶到溶液中。25.權(quán)利要求23或24的方法，其中氣泡具有小于IO微米的氣泡中值直徑Xso,o和氣泡直徑分布比X9。，。/X卿小于3.5的窄氣泡尺寸分布，并且通過(guò)6微米平均孔直徑的旋轉(zhuǎn)膜將氣泡提供到溶液中，所述旋轉(zhuǎn)膜的結(jié)構(gòu)、尺寸、安放和運(yùn)動(dòng)要使所述尺寸的氣泡脫離由通過(guò)膜的氣流形成所述氣泡的膜表面，并將它們夾帶到液體基質(zhì)中。26.權(quán)利要求23、24或25的方法，其中氣泡具有小于7.5微米的氣泡中值直徑Xso，o和氣泡直徑分布比X9。,。/Xlfl，()小于3.5的窄氣泡尺寸分布，這些氣泡通過(guò)6微米平均孔直徑的膜提供到溶液中，所述膜配置成靜止的封閉圓筒形，其中氣體從外部引入圓筒內(nèi)以在膜的內(nèi)表面上形成氣泡，而液體基質(zhì)流過(guò)最終由同心或偏心置于膜圓筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)非膜圓筒支持的內(nèi)部膜表面，從而使氣泡脫離并將其夾帶進(jìn)液體基質(zhì)中。27.權(quán)利要求23、24、25或26的方法，其中氣泡具有小于Y微米的氣泡中值直徑Xso,()和氣泡直徑分布比X卯，q/X1(),Q小于3.5的窄氣泡尺寸分布，這些氣泡通過(guò)0.6-0.8倍于Y微米平均孔直徑的膜提供到溶液中，所述膜配置成靜止的封閉圓筒形，其中氣體從外部引入圓筒內(nèi)以在膜的內(nèi)表面上形成氣泡，而液體基質(zhì)流過(guò)最終由同心或偏心置于膜圓筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)非膜圓筒支持的內(nèi)部膜表面，從而使氣泡脫離并將其夾帶進(jìn)液體基質(zhì)中。28.權(quán)利要求15-27其中一項(xiàng)的方法，還包括通過(guò)將液體基質(zhì)保持在引起液體基質(zhì)固化或凍結(jié)的溫度以下的溫度使其固化，并且固化或凍結(jié)的基質(zhì)不包括液體形成的中值直徑Xso,o為50微米或更大的緊實(shí)凍結(jié)晶體，以及在多次熱激之后泡沫保持穩(wěn)定。29.權(quán)利要求28的方法，其中液體基質(zhì)包括極性流體，氣體是氮?dú)?、氧氣、氬氣、二氧化氮或其混合物，氣泡具有足夠小的平均直徑并且在片層籠結(jié)構(gòu)中充分接近地隔開(kāi)，以防止在液體基質(zhì)水中形成中值直徑Xs。，o為50微米或更大的緊實(shí)凍結(jié)晶體；并且液體基質(zhì)還包含其量足以為液體基質(zhì)提供增加的粘度以幫助基質(zhì)和氣泡保持在片層籠結(jié)構(gòu)中的粘度增加劑。30.權(quán)利要求28或29的方法，其中液體基質(zhì)包括去離子水，氣體包括空氣，粘度增加改進(jìn)劑是基于液體基質(zhì)為約5-45wt%的碳水化合物，基于液體基質(zhì)為約5-20wt%的植物蛋白質(zhì)或乳蛋白質(zhì)，基于液體基質(zhì)為約0.1-2wt。/。的多糖，或其混合物。全文摘要一種穩(wěn)定泡沫，包含液體基質(zhì)、氣泡和結(jié)構(gòu)化劑，所述結(jié)構(gòu)化劑形成片層或泡囊籠結(jié)構(gòu)而不會(huì)產(chǎn)生賦予泡沫橡膠質(zhì)地的凝膠。該片層籠結(jié)構(gòu)將至少大部分氣泡和液體基質(zhì)捕獲其中，以使氣泡和液體保持在足夠緊密的結(jié)構(gòu)中并穩(wěn)定，從而基本防止了液體基質(zhì)排出以及氣泡聚結(jié)和乳油化，這樣即使泡沫經(jīng)歷多次熱激，泡沫仍保持穩(wěn)定性。文檔編號(hào)A23L1/00GK101489415SQ200780027036公開(kāi)日2009年7月22日申請(qǐng)日期2007年7月12日優(yōu)先權(quán)日2006年7月17日發(fā)明者E·J·溫德哈伯,K·U·泰普弗爾,N·B·J·杜爾-奧斯特,N·P·穆勒-菲舍爾申請(qǐng)人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司