專利名稱：用于制備充氣食品和的方法和裝置以及可由此獲得的產(chǎn)品的制作方法
用于制備充氣食品和的方法和裝置以及可由此獲得的產(chǎn)品摻入氣孔，也稱為充氣，影響食品的質(zhì)地特性。一般而言，它們的質(zhì)地比非充氣產(chǎn) 品的質(zhì)地輕，且通常為數(shù)倍，充氣產(chǎn)品也顯示更令人愉悅和更淡的味道。因?yàn)閾饺霘饪祝?氣產(chǎn)品也具有比非充氣產(chǎn)品低的每體積熱值。這是重要的特性，尤其對于具有高熱值的產(chǎn) 品例如巧克力和含脂肪的食物。雖然許多充氣產(chǎn)品已知，但一般來說它們不令人滿意，尤其 是在它們的質(zhì)地方面。例如，充氣巧克力已經(jīng)長期在市場銷售。然而，充氣巧克力具有相當(dāng)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)， 具有大約幾毫米的氣泡。因此，充氣巧克力代表常規(guī)非充氣巧克力的供選擇形式，而不是其 更輕的形式。雖然，此類充氣產(chǎn)品可能具有一些市場潛力，但是一般而言它們是不理想的。更加 期望提供充氣產(chǎn)品，此類充氣產(chǎn)品具有人眼實(shí)際上不可檢測的氣孔，而不是相反的顯示大 的孔。此類產(chǎn)品在下面將稱為微孔產(chǎn)品，且是非常理想的，因?yàn)樗鼈兊馁|(zhì)地與非充氣產(chǎn)品的 非常接近。然而，它們每單位體積含有更少的卡路里。提供具有小、微細(xì)和均勻的孔的食品例如巧克力是難以達(dá)到的。在所需的努力和 結(jié)果方面，針對小、均勻孔的現(xiàn)有技術(shù)方法僅部分成功。US 5，238，698公開了制備充氣無蔗糖巧克力的方法。在該方法中，在壓力下和在 約30°C _45°C范圍的溫度下，將巧克力組合物連續(xù)進(jìn)料至加料斗。在注入惰性氣體之后，將 巧克力組合物保持在壓力下，并泵送通過一系列的靜態(tài)混合器單元。在經(jīng)過重復(fù)的氣體注 入和進(jìn)一步的混合器單元之后，然后將含氣體的巧克力組合物泵入沉積器內(nèi)，該沉積器也 保持在大約3巴-5巴的壓力下。仍然在壓力下，然后將巧克力漿料(mass)放入模具內(nèi)，釋 放壓力，以便形成多孔的結(jié)構(gòu)。該方法是不利的，因?yàn)樗a(chǎn)生相當(dāng)大的孔，一般來說，密度下降是有限的。當(dāng)然，在 孔的尺寸與可達(dá)到的密度下降之間存在聯(lián)系。具有大孔的材料傾向于遭受比具有小孔的材 料更大程度的孔塌陷。因此，如果大孔的數(shù)量增加，則多孔結(jié)構(gòu)喪失的可能性也增加。W0 02/013618中公開了用于充氣食品的還一種方法。該文件的方法也基于氣體注 入和靜態(tài)混合器的組合。結(jié)果又是在巧克力中產(chǎn)生平均尺寸0.7mm的大孔。僅在小片中獲 得尺寸為0. 2mm的較小孔。這表明制備具有微孔結(jié)構(gòu)的充氣食物是困難的。這也部分是由于以下事實(shí)為了 產(chǎn)生非常小的孔，現(xiàn)有技術(shù)方法建議采用更強(qiáng)烈的混合操作。然而，這也意味著引入更大量 的能量，而更大量的能量又可以引起產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化，這可能是由于產(chǎn)生的熱量和/或高 剪切所致(W0 2002/013618)。EP 0 730 826公開了一種方法，其用于制備分散于連續(xù)脂質(zhì)相的固體顆粒混合 物。該方法包括混合步驟，其中將脂質(zhì)中的固體顆?；旌希孕纬苫旌衔?，然后該混合物進(jìn) 行精煉步驟，其中將固體顆粒研磨。在研磨步驟之前，通過微孔擴(kuò)散器摻入微粉化的氣泡。 然而，在EP 0 730 826的情況，微粉化的氣泡不保留在產(chǎn)品中。它們僅用于在隨后的研磨 步驟中除去不需要的揮發(fā)物?？紤]到該現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明開始提供用于制備充氣食品的方法。因此，本發(fā)明一般不針對充氣產(chǎn)品的制備，而是主要針對微孔食品，其中氣孔或氣泡小，并均勻地分布而不會 損害產(chǎn)品特性。因此，本發(fā)明打算提供一種方法，其中可以通過施加在產(chǎn)品上的小的機(jī)械作 用和熱應(yīng)力而獲得微孔結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明也打算提供含固體顆粒的此類產(chǎn)品。本發(fā)明也 涉及用于制備微孔食品的裝置。以上目的通過本發(fā)明的方法達(dá)到。按照本發(fā)明的方法，通過將可食用或惰性氣體 通過至少一個(gè)微孔擴(kuò)散器導(dǎo)入工藝流，將氣孔摻入食物加工介質(zhì)內(nèi)。然后，將因此獲得的氣 體/食物混合物通過靜態(tài)混合器摻混。通過該方法，本發(fā)明允許制備充氣食物原料，尤其是微孔食品，其與非充氣食品相 比顯示顯著的密度下降，并且質(zhì)地或味道幾乎沒有變化。此外，本發(fā)明的方法適用于工業(yè)規(guī) 模的制備。本發(fā)明因此提供高度有益的方法和產(chǎn)品。

圖1舉例說明了本發(fā)明的方法。為了清楚的緣故，該圖中不考慮設(shè)備單元的比例。圖1顯示用于制備充氣巧克力時(shí)的本發(fā)明方法。在調(diào)溫機(jī)(1)內(nèi)，將巧克力調(diào)和， 然后依靠泵(2)朝靜態(tài)混合器(5)運(yùn)送。在靜態(tài)混合器之前，通過微孔擴(kuò)散器(4)，將惰性 氣體例如氮?dú)鈴亩栊詺怏w供給單元(3)導(dǎo)入巧克力流。在靜態(tài)混合器的下游，巧克力可以 釋放至沉積頭部或歧管(6)，以便填充至模具、容器等。泵或多個(gè)泵(如果有一個(gè)以上)的 位置在該方法中沒有嚴(yán)格的限制，只要它能夠通過該方法泵送食物介質(zhì)?？梢园凑毡景l(fā)明充氣的食物類型沒有特別地限制。本發(fā)明使用任何食物加工介質(zhì) 工作，該介質(zhì)的物理特性可使的其能夠?qū)饪妆Ａ粼诮橘|(zhì)的基質(zhì)內(nèi)。通常，本發(fā)明的食物為可以在管線內(nèi)輸送的食物。各種食物例如巧克力、咖啡提取 物、奶油干酪、精制干酪、其它乳制品、番茄醬、花生醬以及面包房制品代表本發(fā)明的應(yīng)用實(shí) 例。在通過微孔擴(kuò)散器加入氣體之前，加工介質(zhì)的粘度通常在l_200Pa s的范圍內(nèi)， 且優(yōu)選在l_60Pa s的范圍內(nèi)。優(yōu)選的產(chǎn)品為巧克力和奶油干酪。巧克力配方是在本領(lǐng)域中和在巧克力和巧克力產(chǎn)品官方鑒定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)熟知的類型。以下是在試運(yùn)行期間使用的牛奶巧克力的一般配方。
成分%重量糖35.0-40.0可可脂15.0-20.0可可液醬12.0- 17.0脫脂奶粉6.5-11.5甜乳清粉5.0-10.0乳脂0.0-5.0榛子糊0.0-1.0卵磷脂0.0-0.5
本發(fā)明的食物可包含與產(chǎn)品摻混的固體顆粒例如堅(jiān)果、蔬菜等。通常，堅(jiān)果、葡萄 干和玉米片適合用于巧克力，蔬菜例如鈴狀椒或細(xì)香蔥適用于奶油干酪的情況。在這方面 一般沒有限制，只要粒狀材料具有使它們可以通過靜態(tài)混合器而沒有變質(zhì)或阻塞混合器的 尺寸和形狀。本發(fā)明的氣體是用于食品可接受的惰性氣體。尤其是，本發(fā)明可使用空氣、氮?dú)狻?二氧化碳以及惰性氣體例如氬氣。優(yōu)選的氣體是氮?dú)夂投趸?。?dāng)選擇氣體時(shí)，應(yīng)該牢 記在心高水活性的產(chǎn)品可具有二氧化碳比氮?dú)飧菀兹芙獾膬A向。溶解的二氧化碳可酸 化產(chǎn)品。此外，流體食物添加劑或組分例如香料等可以微細(xì)小滴的形式，通過微孔擴(kuò)散器導(dǎo) 入食物介質(zhì)內(nèi)，以加速香料的均勻分布。氣體通過微孔擴(kuò)散器導(dǎo)入。此類擴(kuò)散器在本領(lǐng)域，例如EP 0 730826、EP 1 932 649、EP 1 717 008,W0 06021375,US 6 593 384等中已知。此類擴(kuò)散器幾乎僅僅用于微孔 聚合物的制備。用于微孔氣體擴(kuò)散器的最常規(guī)的形狀是相對薄、長、中空的圓柱體。該類型的擴(kuò)散 器形狀有利于擴(kuò)散器簡單地加入產(chǎn)品管線內(nèi)，而不會阻礙產(chǎn)品流動。然而，適應(yīng)氣孔在產(chǎn)品 內(nèi)均勻分布的任何其它形狀足以用于擴(kuò)散器。為了用于本發(fā)明的食物，這些擴(kuò)散器不需要特別的修改。一般，任何擴(kuò)散器均是 合適的，只要它透氣至允許足夠的氣體導(dǎo)入食物流內(nèi)，以便允許期望的密度降低的程度。 一般優(yōu)選微孔擴(kuò)散器的孔尺寸在0. 1 u m-20 y m的范圍內(nèi)，優(yōu)選0. 2 y m-10 u m,且最優(yōu)選 0.3um-5umo擴(kuò)散器可由燒結(jié)的金屬制備，并可涂布保護(hù)加工修飾。然而，也可以利用允 許用于食品工業(yè)的其它燒結(jié)的和/或多孔的材料。將氣體導(dǎo)入食物流所需的壓力取決于氣體類型、產(chǎn)品類型以及擴(kuò)散器空隙率和孔 的粒度分布。它也受最終產(chǎn)品中的期望孔尺寸和氣體體積分?jǐn)?shù)的影響。對于在食品工業(yè)內(nèi) 的大多數(shù)應(yīng)用，在微孔擴(kuò)散器之前的壓力范圍為0.5巴-20巴，且優(yōu)選6巴-10巴。然而， 對于具體的應(yīng)用，例如氣體注入咖啡提取物內(nèi)，所需的壓力可在50巴-300巴的范圍，優(yōu)選 80 巴-120 巴。摻入食品內(nèi)的氣體體積分?jǐn)?shù)取決于具體的應(yīng)用，通常在5-75%體積的范圍，優(yōu)選 5-40 %體積，且最優(yōu)選10-30 %體積。為了避免從擴(kuò)散器至排放點(diǎn)的快速壓力下降，可通過在工業(yè)中已知的工具例如機(jī) 械閥、氣動夾緊閥等，來調(diào)節(jié)擴(kuò)散器下游的管線壓力。然后，使氣體/食物混合物在靜態(tài)混合器中進(jìn)行摻混。該類混合器在本領(lǐng)域中已 知并可購買得到。具體的混合器類型取決于粘度和混合比率，對于在食品工業(yè)內(nèi)的大多數(shù) 應(yīng)用，具有相交刀片的靜態(tài)混合器代表優(yōu)選的選項(xiàng)。靜態(tài)混合器用于摻混氣體/食物混合物，并用于減小總的孔尺寸。混合單元的數(shù) 目與比率“添加劑對主流介質(zhì)”成反比，即所述比率越小，需要的混合單元數(shù)目越多。本領(lǐng) 域的技術(shù)人員熟知混合單元的數(shù)目與混合比率之間的相互關(guān)系。當(dāng)加入氣體并使它經(jīng)歷靜態(tài)混合器時(shí)，食物流的溫度不需要相同。然而，便利的是 兩個(gè)步驟在相同的溫度下完成。通常，選擇溫度以使足量的氣體可被吸收而不會負(fù)面地影 響產(chǎn)品。因此，對于巧克力例如，將溫度保持在27V -34°C之間，以便將巧克力保持在調(diào)和 好的狀態(tài)，并避免以后起霜很重要。具有高蛋白質(zhì)含量的產(chǎn)品將很少經(jīng)受40°C以上的溫度。一般而言，對于氣體加入和靜態(tài)混合，溫度范圍為15°C -60°C?？稍陟o態(tài)混合器的下游調(diào)節(jié)產(chǎn)品的溫度，以便在沉積之后獲得期望的產(chǎn)品特性， 例如產(chǎn)品粘度將受沉積溫度的很大影響。一般優(yōu)選在低溫下的產(chǎn)物沉積，因?yàn)榈湫偷牡蜏乩?0°C或更低的溫度，例如 25°C或更低，甚至15°C或更低的溫度，導(dǎo)致較高的產(chǎn)品粘度，這改善了氣孔的保持。在本領(lǐng) 域中熟知的各種沉積器可以用于促進(jìn)在較低溫度下沉積。無論如何，可以由熟練的技術(shù)人 員根據(jù)產(chǎn)品及其需要的特性來優(yōu)化沉積溫度。如前面所述，本發(fā)明針對有小氣孔的產(chǎn)品，且優(yōu)選有微孔結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。微孔一般是 指平均尺寸為lOOym或更小的氣孔。優(yōu)選，平均孔尺寸小于50 ym，且最優(yōu)選平均孔尺寸落 在5 u m-30 y m的范圍內(nèi)。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中，90%的孔的尺寸在10 u m-50 y m之間?？梢杂靡阎募夹g(shù)，例如通過X射線顯微斷層照相術(shù)建立氣孔尺寸。X射線顯微斷層照相術(shù)提供在二維和甚至三維上目測和測量食物原料顯微結(jié)構(gòu)的 獨(dú)特機(jī)會。它允許非破壞性測量，沒有費(fèi)時(shí)的制備方法。顯微測焦X射線力(x-ray force)照亮目標(biāo)，平面X射線檢測器收集放大的投影 圖象。基于當(dāng)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)時(shí)獲得的數(shù)百角度視圖，產(chǎn)生射線照相圖像。使用Feldkamp算法進(jìn) 行重建。通過加入相繼重建的片層來獲得3D-目標(biāo)。儀器的說明名稱SkyScan1172X 射線源20-100kVX射線檢測器10兆象素照相機(jī)檢測能力細(xì)節(jié)檢測至1 y m，取決于樣品架與照相機(jī)之間的距離最大目標(biāo)尺寸直徑68mm測量樣品制備不需要制備。此外，為了達(dá)到高分辨率，可能必需減小原始樣品尺寸。每份樣品一 式三份測量。樣品的分析(使用軟件CTan 1.8)用于分析的不同步驟 將重建的原始圖象的數(shù)據(jù)集重新加載至分析軟件的存儲器內(nèi)。 測定目標(biāo)區(qū)域(R0I)或區(qū)域體積(V0I)，用于評價(jià)(對于整個(gè)樣本集來講，R0I 或V0I應(yīng)該相等)。 二進(jìn)制映象的產(chǎn)生將重建的圖像在密度差的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換成灰度圖像；基于灰 度的選擇，可以測定圖像中的不同結(jié)構(gòu)。 常規(guī)處理程序辨別在V0I (即氣泡)內(nèi)的所有目標(biāo)，并計(jì)算各目標(biāo)的體積。在 所有顆粒均為球形的假設(shè)下進(jìn)行氣泡的分析。在各氣泡體積值的基礎(chǔ)上，計(jì)算孔徑半徑。對 于數(shù)目分布，將氣泡分類成不同的孔徑組，其中總結(jié)了孔的數(shù)目。體積分布顯示通過不同尺 寸等級取得的總體積的按比例份額。近似結(jié)果代表三次不同樣品掃描的三個(gè)分析結(jié)果的平均值。這是獨(dú)立于X光機(jī)和軟件的標(biāo)準(zhǔn)程序。當(dāng)然，技術(shù)人員將理解，必須選擇樣品尺寸和氣泡的數(shù)量，以便它們公平地代表材料。根據(jù)本發(fā)明的方法制備的產(chǎn)品通常包含30%或更少體積的氣體。優(yōu)選，氣體體積 分?jǐn)?shù)小于25%，且最優(yōu)選在10% -25%的范圍。當(dāng)以組合實(shí)現(xiàn)前述優(yōu)選的氣體體積和優(yōu)選 的孔尺寸時(shí)，獲得最佳的結(jié)果。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，沿工藝的進(jìn)一步下游直至沉積器排放點(diǎn)，工藝參數(shù)必需維 持，以便避免快速壓力下降和大的溫度變化。任何這些問題將導(dǎo)致在系統(tǒng)內(nèi)熱力學(xué)不穩(wěn)定 性，且導(dǎo)致孔尺寸偏離標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步的方法和配方修改可以與該方法一起用于最終結(jié)果的調(diào)節(jié)，例如不同橫斷 面積的管在裝置下游的使用、文丘里管的使用、多孔擴(kuò)散器置于進(jìn)一步上游、乳化劑和/或 用于改變粘度的成分的使用等。本發(fā)明提供可以如此使用的有益食品。本發(fā)明的產(chǎn)品也可以用作復(fù)合食品的一部 分，例如作為填充物、作為層或涂層。當(dāng)然，將一種或多種產(chǎn)品組合也是可能的，所述產(chǎn)品可 按照本發(fā)明的方法獲得。
實(shí)施例實(shí)施例1采用裝置制備填充氮?dú)夂投趸嫉奈⒖妆★灒鲅b置包含孔的尺寸為1-5 ym 的微孔擴(kuò)散器和靜態(tài)混合器，該靜態(tài)混合器具有在DN25管線內(nèi)的交叉刀片。對于兩種氣 體，薄餅填充物的比重減少25%，并且氣孔通過沒有幫助的人眼不可檢測。氣孔粒度分布分 析證明，孔尺寸在20 u m-400 y m的范圍。薄餅填充物的成分組成總結(jié)于下表中。
權(quán)利要求
1.制備充氣食品的方法，所述方法包括以下步驟1.通過至少一個(gè)多孔擴(kuò)散器將氣體導(dǎo)入食物加工介質(zhì)流，以便獲得氣體/食物混合 物，和II.使所述氣體/食物加工介質(zhì)混合物在靜態(tài)混合器內(nèi)進(jìn)行摻混操作。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述氣體為可食用氣體、惰性氣體、可食用或惰性氣體或其 混合物。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的方法，其中所述氣體為流體食物成分例如香料、添加劑等。
4.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中加入氣體，以便所述充氣食品包含10-25%體 積的氣體。
5.可按照權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法獲得的產(chǎn)品。
6.權(quán)利要求5的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品的孔尺寸平均為5-30iim。
7.糖食，所述糖食含有權(quán)利要求5或權(quán)利要求6的產(chǎn)品。
8.復(fù)合食品，所述復(fù)合食品含有按照權(quán)利要求5或權(quán)利要求6制備的產(chǎn)品。
9.用于按照權(quán)利要求5-8制備充氣食品的裝置，所述裝置包含多孔擴(kuò)散器和靜態(tài)混合 器，其中所述多孔擴(kuò)散器位于所述靜態(tài)混合器的上游，以便在食物介質(zhì)通過所述靜態(tài)混合 器之前，氣體可通過微孔擴(kuò)散器加入至食物介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備充氣食品的方法，所述方法包括以下步驟通過至少一個(gè)多孔擴(kuò)散器將氣體導(dǎo)入食物加工介質(zhì)流，以便獲得氣體/食物混合物，和使所述氣體/食物加工介質(zhì)混合物在靜態(tài)混合器內(nèi)進(jìn)行摻混操作。本發(fā)明也涉及可通過該方法獲得的產(chǎn)品。
文檔編號A21D13/08GK101999561SQ20101027279
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者J·西蒙森, M·阿比洛夫, S·皮爾森, S·馬庫拉, T·克勞斯 申請人:卡夫食品研發(fā)公司