BR112019005473B1 - Método para produzir uma composição de cor de caramelo comestível e composição de cor de caramelo comestível - Google Patents
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Abstract
Trata-se de uma composição de cor de caramelo comestível e método para produzir a mesma. O método para produzir uma composição de cor de caramelo comestível inclui a etapa de aquecer uma mistura de reação para formar uma composição de cor de caramelo, sendo que a mistura de reação contém: um carboidrato e um composto de sulfito, na ausência de um composto cáustico e na ausência de um composto de amônio.
Description
[0001] Este pedido reivindica o benefício da prioridade do Pedido de Patente Provisório n° U.S. 62/396.994, intitulado “Edible Caramel Color Composition”, depositado em setembro de 2016, que é incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade.
[0002] Esta revelação refere-se, em geral, a uma composição de cor de caramelo comestível e métodos para produzir a mesma.
[0003] As composições de cor de caramelo são amplamente usadas para conferir uma cor desejada aos produtos alimentícios e de bebidas. Essas composições contêm tipicamente misturas complexas de compostos e são geralmente produzidas aquecendo-se carboidratos sozinhos ou na presença de outros ingredientes. As cores de caramelo produzidas com o uso desses processos podem ter cores que estão na faixa de vermelho a marrom avermelhado a marrom escuro ou até mesmo preto.
[0004] O pedido norte-americano US 3,618,588 A, publicado em 09 de novembro de 1971, revela um método para preparar uma composição corante de caramelo, que compreende formar uma mistura de suco de frutas com um teor de carboidratos suficientemente alto para caramelizar e um catalisador de caramelização; aquecer a mistura sob pressão até a temperatura de caramelização; continuar o referido aquecimento na temperatura de caramelização por tempo suficiente para caramelizar o teor de monossacarídeos do referido suco de fruta; remover componentes de aroma de frutas; submeter a cor de caramelo a caramelização adicional, após a remoção dos componentes de aroma e resfriar a cor de caramelo resultante. Como catalisadores, é utilizada uma mistura de amônia e sais alcalinos de ácido sulfúrico e ácido sulfuroso. Diferentemente, a presente invenção propõe uma composição de cor de caramelo da classe II estável a pHs baixos e com tonalidade semelhante àquela das composições de cor de caramelo da classe IV comercialmente disponíveis.
[0005] O pedido norte-americano US 2016/128352 A1, publicado em 12 de maio de 2016, divulga um método para preparar uma composição corante de caramelo, compreendendo: a) misturar um hidrato de carbono com um composto de amônia e um composto de sulfito e a um pH ligeiramente superior a cerca de 5,0 a cerca de 6,0; e, b) aquecer a mistura da etapa a) em um recipiente vedado a uma temperatura de cerca de 120°C a cerca de 137°C e manter uma temperatura na referida faixa por pelo menos cerca de 1,5 horas, em que o referido tempo e temperatura são suficientes para produzir um produto com um nível de cor de pelo menos cerca do dobro da força e um nível de 4-MeI inferior a cerca de 20 ppm. Diferentemente, a presente invenção propõe uma composição de cor de caramelo da classe II estável a pHs baixos e com tonalidade semelhante àquela das composições de cor de caramelo da classe IV comercialmente disponíveis.
[0006] Adicionalmente, nenhum dos pedidos norte- americanos citados revela um método para produzir uma composição de cor de caramelo comestível na ausência de um composto cáustico e de amônio, com tonalidade de 3,8 a 4,5, conforme proposto pela presente invenção.
[0007] Assim, embora uma ampla gama de tonalidades de cor possa ser obtida com composições de cor de caramelo, nem todas as composições podem ser usadas através de todos os produtos alimentícios e de bebidas. Por exemplo, algumas composições de cor de caramelo são adequadas para uso em produtos alimentícios e de bebidas com pH baixo, como bebidas de refrigerante carbonatado, enquanto outras composições de cor de caramelo necessitam de produtos alimentícios e de bebidas com pH mais alto para estabilidade. O custo para produzir determinados tipos ou composições de cor de caramelo também é uma consideração importante para muitos produtos. Portanto, permanece os desafios substanciais para produzir composições de cor de caramelo rentáveis que sejam adequadas em determinados produtos alimentícios e de bebidas.
[0008] Esta revelação geralmente fornece uma composição de cor de caramelo de classe II comestível adequada para uso em produtos alimentícios e de bebidas com pH baixo, como bebidas de refrigerante. Os métodos para produzir a composição de cor de caramelo comestível também são fornecidos.
[0009] De acordo com um aspecto, esta revelação fornece um método para produzir uma composição de cor de caramelo comestível que compreende as etapas de:a) aquecer uma mistura de reação que compreende um carboidrato e um composto de sulfito na ausência de um composto cáustico e na ausência de um composto de amônio, por um tempo suficiente para formar uma composição de cor de caramelo, em que a composição de cor de caramelo comestível tem uma tonalidade de cerca de 3,8 a cerca de 4,5.
[0010] Esta revelação também fornece as etapas adicionais de
[0011] b) opcionalmente, resfriar a composição caramelo/ e
[0012] c) adicionando um cáustico para ajustar o pH da composição de cor de caramelo.
[0013] Um outro aspecto da revelação se refere a uma composição de cor de caramelo comestível preparada por meio de um processo que compreende as etapas estabelecidas imediatamente acima. Constatou-se que esse processo para produzir uma composição de cor de caramelo comestível, especialmente aquecendo-se na ausência de um cáustico para gerar a cor de caramelo, seguido pelo ajuste do pH com um cáustico, fornece uma composição de cor de caramelo que é estável em faixas de pH baixo, tem uma tonalidade semelhante àquela da composição de cor de caramelo da “classe IV” comercialmente disponível (conforme descrito no presente documento) e, portanto, é particularmente útil para uso em bebidas carbonatadas e outros produtos alimentícios e de bebidas com pH baixo.
[0014] Esses e outros aspectos e modalidades são fornecidos na descrição detalhada e nas reivindicações anexas, e determinadas modalidades são ilustradas nas Figuras.
[0015] A Figura 1 é um gráfico que mostra os espectros de absorção visíveis de uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com as cores de caramelo da classe II e classe IV comercialmente disponíveis.
[0016] A Figura 2 é um gráfico que mostra os espectros de absorção de UV de uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com as cores de caramelo da classe II e classe IV comercialmente disponíveis.
[0017] A Figura 3 é um gráfico que mostra o tamanho de partícula médio z e o potencial zeta de uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da invenção em vários valores de pH.
[0018] A Figura 4 é um gráfico que mostra o tamanho de partícula médio z e potencial zeta de uma cor de caramelo da classe II comercialmente disponível de acordo com uma modalidade da invenção em vários valores de pH.
[0019] A Figura 5 é um gráfico que mostra os espectros de IR de uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com uma cor de caramelo da classe II comercialmente disponível.
[0020] A Figura 6 é um gráfico que mostra os espectros de RMN de prótons de uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com uma cor de caramelo da classe II comercialmente disponível.
[0021] Uma ou mais modalidades e/ou aspectos específicos da presente revelação são descritos no presente documento. Em geral, as composições de cor de caramelo comestíveis são fabricadas aquecendo-se carboidratos que consistem em adoçantes nutritivos de grau alimentício comercialmente disponíveis sejam sozinhos ou na presença de ácidos, álcalis ou sais de grau alimentício. Os ácidos, álcalis e/ou sais são usados como catalisadores que fornecem a cor específica e propriedades funcionais. As composições de cor de caramelo comestíveis produzidas sem ácidos, álcalis e/ou sais são geralmente etiquetadas como “açúcar queimado”, e são usados como um sabor com cor incidental, em vez de, estritamente, agentes colorantes. Essas composições de caramelo comestíveis são divididas em quatro classes gerais, descritas abaixo.
[0022] A classe I, também denominada como caramelo simples ou caramelo cáustico, é preparada aquecendo-se carboidratos com ácidos ou álcalis, mas sem o uso de quaisquer compostos de amônio ou sulfito.
[0023] A classe II, também denominada como caramelo de sulfito cáustico, é preparada aquecendo-se carboidratos com ácidos ou álcalis na presença de compostos de sulfito, mas sem o uso de compostos de amônio. Tipicamente, os compostos de caramelo da classe II são sintetizados com o uso de um carboidrato e um sal de ácido sulfuroso (isto é, sais de sulfito de potássio ou sódio). A reação desses produtos químicos é catalisada pela adição de um material cáustico, como hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio. Geralmente, os caramelos da classe II têm uma tonalidade avermelhada e são estáveis em ácido acima dos pHs de cerca de 2,5 a 3.
[0024] A classe III, também denominada como caramelo amônico, caramelo de processo amônico, caramelo de processo amônico em panela fechada, caramelo de processo amônico em panela aberta, caramelo de panificação, caramelo de confeitaria, ou caramelo de cerveja, é preparada aquecendo-se carboidratos com ácidos ou álcalis na presença de compostos de amônio, mas sem o uso de compostos de sulfito.
[0025] A classe IV, também denominada como caramelo amônio de sulfito, é preparada aquecendo-se carboidratos com ácidos ou álcalis na presença de compostos tanto de sulfito quanto de amônio. Geralmente, os caramelos da classe IV têm uma tonalidade marrom ou preta e são geralmente estáveis em ácido acima de pHs de cerca de 1,5.
[0026] As bebidas de refrigerante carbonatadas, como bebidas do tipo cola, em que as composições de cor de caramelo são usadas tipicamente têm um pH de cerca de 1,5 a cerca de 2,5. Devido ao baixo pH dessas bebidas, em que as composições de cor de caramelo da classe II são tipicamente instáveis, as composições de cor de caramelo da classe II eram, geralmente, inadequadas para uso em bebidas de refrigerante carbonatado. Em vez disso, as composições de cor de caramelo da classe IV, que são estáveis em pHs baixos, são tipicamente usadas em refrigerantes carbonatados e outras bebidas ácidas. Além do mais, típicas composições de cor de caramelo da classe II têm uma tonalidade avermelhada em comparação com as composições de cor de caramelo da classe IV, com tonalidades de cor na faixa de cerca de 4,9 a 7,0 para composições de cor de caramelo da classe II e de cerca de 3,0 a 4,5 para composições de cor de caramelo da classe IV. Essa tonalidade avermelhada torna as típicas cores de caramelo da classe II geralmente inadequadas para uso em muitas bebidas de refrigerante carbonatado, como colas, e outros gêneros alimentícios em que a cor mais escura (mais preta) é necessária e as composições de cor de caramelo da classe IV não podem ser usadas.
[0027] Portanto, embora as composições de cor de caramelo da classe IV pareçam ideais para alimentos e bebidas com pH baixo, as composições de cor de caramelo da classe IV são mais custosas e demoradas para produzir do que as composições de cor de caramelo da classe II comercialmente disponíveis. Por exemplo, as composições de cor de caramelo da classe IV necessitam de reagentes adicionais, incluindo amônia, e, frequentemente, podem precisar de etapas de reação e equipamento adicionais. Além do mais, existe controvérsia significativa na indústria em relação à possibilidade de uma distinção toxicológica ser justificada entre caramelos produzidos comercialmente com o uso de amônia ou sal de amônio (composições de cor de caramelo da classe IV) e o caramelo formado em alimentos cozidos ou quando a sacarose é aquecida. Para eliminar a incerteza que circunda o uso de composições de cor de caramelo da classe IV, é desejável formar uma composição de cor de caramelo da classe II que é estável em pHs baixos e tem uma tonalidade semelhante àquela das composições de cor de caramelo da classe IV comercialmente disponíveis.
[0028] As modalidades da presente revelação se referem a métodos para produzir uma composição de cor de caramelo da classe II comestível com uma tonalidade semelhante àquela de composições de cor de caramelo da classe IV comercialmente disponíveis. Mais modalidades da presente revelação se referem a uma composição de cor de caramelo da classe II comestível com uma tonalidade semelhante àquela das composições de cor de caramelo da classe IV comercialmente disponíveis que é estável em pHs acima de cerca de 1,0, por exemplo, em pHs de cerca de 1,0 a cerca de 2,5. Em algumas modalidades, a composição de cor de caramelo de classe II comestível pode ser estável em pHs de cerca de 1,0 a cerca de 2,5, por exemplo cerca de 1,0, cerca de 1,1, cerca de 1,2, cerca de 1,3, cerca de 1,4, cerca de 1,5, cerca de 1,6, cerca de 1,7, cerca de 1,8, cerca de 1,9, cerca de 2,0, cerca de 2,1, cerca de 2,2, cerca de 2,3, cerca de 2,4, cerca de 2,5, ou quaisquer faixas entre as mesmas. Outras modalidades da presente revelação se referem a uma composição de cor de caramelo da classe II comestível com uma tonalidade semelhante àquela das composições de cor de caramelo da classe IV comercialmente disponíveis que é estável em pHs acima de cerca de 0,1, por exemplo, em pHs de cerca de 0,1 a cerca de 2,5. Em algumas modalidades, a composição de cor de caramelo de classe II comestível pode ser estável em pHs de cerca de 0,1 a cerca de 2,5, por exemplo cerca de 0,1, cerca de 0,2, cerca de 0,3, cerca de 0,4, cerca de 0,5, cerca de 0,6, cerca de 0,7, cerca de 0,8, cerca de 0,9, cerca de 1,0, cerca de 1,1, cerca de 1,2, cerca de 1,3, cerca de 1,4, cerca de 1,5, cerca de 1,6, cerca de 1,7, cerca de 1,8, cerca de 1,9, cerca de 2,0, cerca de 2,1, cerca de 2,2, cerca de 2,3, cerca de 2,4, cerca de 2,5, ou quaisquer faixas entre as mesmas.
[0029] Em algumas modalidades, um método para produzir uma composição de cor de caramelo comestível pode incluir as etapas de: aquecer uma mistura de reação que compreende um carboidrato e um composto de sulfito na ausência de um composto cáustico e na ausência de um composto de amônio, por um tempo suficiente para formar uma composição de cor de caramelo, em que a composição de cor de caramelo comestível tem uma tonalidade de cerca de 3,8 a cerca de 4,5. Em algumas modalidades, a composição de cor de caramelo comestível pode ter uma tonalidade de cerca de 3,8 a cerca de 4,5, por exemplo cerca de 3,8, cerca de 3,9, cerca de 4,0, cerca de 4,1, cerca de 4,2, cerca de 4,3, cerca de 4,4, cerca de 4,5, ou quaisquer faixas entre as mesmas. Em algumas modalidades, um método para produzir uma composição de cor de caramelo comestível pode incluir as etapas de: aquecer uma mistura de reação que compreende um carboidrato e um composto de sulfito na ausência de um composto cáustico e na ausência de um composto de amônio, por um tempo suficiente para formar uma composição de cor de caramelo, em que a composição de cor de caramelo comestível tem uma tonalidade menor que cerca de 3,8. Embora essas composições de caramelo comestíveis mais escuras não sejam geralmente úteis na indústria de bebidas, as mesmas podem ser úteis na indústria alimentícia.
[0030] Em outras modalidades, uma composição de cor de caramelo comestível pode ser preparada por meio de um processo que compreende as etapas estabelecidas imediatamente acima. A composição de cor de caramelo resultante é estável em faixas de pH baixa, tem uma tonalidade semelhante àquela das composições de cor de caramelo da “classe IV” comercialmente disponíveis e, portanto, é particularmente útil para uso em bebidas carbonatadas e outros produtos alimentícios e de bebidas com pH baixo.
[0031] Em algumas modalidades, é fornecido um método para produzir uma composição de cor de caramelo comestível. Uma solução de sulfito pode ser adicionada a uma solução de carboidrato para produzir uma mistura de reação que tem um pH de cerca de 1 a cerca de 2, por exemplo, um pH de cerca de 1, um pH de cerca de 1,1, um pH de cerca de 1,2, a pH de cerca de 1,3, um pH de cerca de 1,4, um pH de cerca de 1,5, um pH de cerca de 1,6, um pH de cerca de 1,7, um pH de cerca de 1,8, um pH de cerca de 1,9 ou um pH de cerca de 2,0 e quaisquer faixas entre as mesmas. A solução de sulfito pode ser uma solução líquida ou gasosa de qualquer composto que contém enxofre adequada, como dióxido de enxofre, sulfitos de potássio, sulfitos de sódio e sulfitos de hidrogênio. Conforme seria geralmente compreendido por aqueles versados na técnica, uma solução de dióxido de enxofre aquosa é geralmente denominada como ácido sulfuroso, e pode conter várias espécies de óxidos de enxofre. A solução de carboidrato pode ser qualquer carboidrato adequado que seria conhecido por um versado na técnica, como frutose, glicose, açúcar invertido, melaço, lactose, xarope de malte, ou combinações dos mesmos, que têm, tipicamente, uma densidade de cerca de 80 Brix a cerca de 90 Brix, por exemplo cerca de 80 Brix, cerca de 82 Brix, cerca de 84 Brix, cerca de 86 Brix, cerca de 88 Brix, cerca de 90 Brix, e quaisquer faixas entre as mesmas. Em algumas modalidades, a solução de sulfito pode ser uma solução de ácido sulfuroso, e a solução de ácido sulfuroso pode estar entre cerca de 1% e cerca de 20% de dióxido de enxofre em peso, por exemplo, cerca de 1%, cerca de 5%, cerca de 10%, cerca de 15%, cerca de 20%, ou quaisquer faixas entre as mesmas. Por exemplo, em algumas modalidades, a solução de ácido sulfuroso pode ser uma solução comercialmente disponível que tem cerca de 6% de dióxido de enxofre em peso.
[0032] Em algumas modalidades, a solução de sulfito pode ser uma solução de ácido sulfuroso, e a quantidade de dióxido de enxofre adicionada à mistura de reação na forma de solução de ácido sulfuroso pode estar na faixa de cerca de 1% a cerca de 25% em peso de carboidrato, por exemplo, cerca de 1%, cerca de 5%, cerca de 10%, cerca de 15%, cerca de 20%, cerca de 25%, e quaisquer faixas entre as mesmas. Em algumas modalidades, a solução de ácido sulfuroso é adicionada à solução de carboidrato em um reator fechado sob pressão, por exemplo, de cerca de 0,34 a cerca de 0,82 MPa (50 a cerca de 120 psi), por exemplo, cerca de 0,34 MPa (50 psi), cerca de 0,41 MPa (60 psi), cerca de 0,48 MPa (70 psi), cerca de 0,55 MPa (80 psi), cerca de 0,62 MPa (90 psi), cerca de 0,68 MPa (100 psi), cerca de 0,75 MPa (110 psi), cerca de 0,82 MPa (120 psi), e quaisquer faixas entre as mesmas. Em algumas modalidades, o ácido sulfuroso pode ser adicionado em pelo menos duas porções, pelo menos dois intervalos de tempo durante a reação, por exemplo, metade da solução de ácido sulfuroso pode ser adicionada à mistura de reação no começo da reação, e metade da solução de ácido sulfuroso pode ser adicionada à mistura de reação uma hora após começar a reação. Em algumas modalidades, a solução de ácido sulfuroso pode ser adicionada à mistura de reação por meio de bomba de alta pressão.
[0033] Em algumas modalidades, a mistura de reação resultante pode ter um pH de cerca de 1,0 a cerca de 2,0, por exemplo, cerca de 1,0, cerca de 1,2, cerca de 1,4, cerca de 1,6, cerca de 1,8, cerca de 2,0, ou quaisquer faixas entre as mesmas. A mistura de reação é, então, aquecida por um tempo e temperatura necessários para formar a cor de caramelo desejada. Conforme compreendido pela pessoa versada, temperaturas mais altas e tempos mais longos fornecem composições de cor de caramelo mais escuras e mais intensas e, portanto, o tempo de aquecimento e a temperatura podem ser variados de acordo com as propriedades desejadas do produto final de cor de caramelo. Por exemplo, a mistura de reação resultante pode ser aquecida entre cerca de 120 °C e cerca de 160 °C, por exemplo, cerca de 120 °C, cerca de 130 °C, cerca de 140 °C, cerca de 150 °C, cerca de 160 °C, e quaisquer faixas entre as mesmas. A mistura de reação resultante é mantida sob pressão e aquecida por cerca de 2 a cerca de 6 horas, por exemplo cerca de 2 horas, cerca de 2,5 horas, cerca de 3 horas, cerca de 3,5 horas, cerca de 4 horas, cerca de 4,5 horas, cerca de 5 horas, cerca de 5,5 horas, cerca de 6 horas, e quaisquer faixas entre as mesmas. Por exemplo, em algumas modalidades, a mistura de reação é aquecida para 140 °C por 1 hora, 4 horas, ou 4,5 horas sob pressões de cerca de 0,48 MPa (70 psi) a cerca de 0,68 MPa (100 psi).
[0034] Em algumas modalidades, uma vez que o calor é removido do reator, as ventilações do reator são abertas para liberar qualquer dióxido de enxofre residual. Então, a mistura de reação é geralmente permitida a resfriar para cerca de temperatura ambiente, e o pH pode ser ajustado com um agente cáustico, como hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio. Em algumas modalidades, o pH é ajustado para cerca de pH 2 a 4, por exemplo, para cerca de pH 2, para cerca de pH 2,5, para cerca de pH 3, para cerca de pH 3,5, para cerca de pH 4, e quaisquer faixas entre as mesmas. A composição de cor de caramelo comestível resultante pode, então, ser filtrada, como através de filtração de membrana, e seca por aspersão. A composição de cor de caramelo comestível resultante é uma composição de cor de caramelo da classe II, mas pode ser estável em pHs baixos, como de pH 1,5 a pH 2, e pode ter uma tonalidade semelhante àquela das composições de cor de caramelo da classe IV comercialmente disponíveis, por exemplo, de cerca de 3,8 a 4,5, por exemplo, valores de 3,8, 3,85, 3,9, 3,95, 4,0, 4,05, 4,1, 4,15, 4,2, 4,25, 4,3, 4,35, 4,4, 4,45, 4,5, e todas as faixas entre as mesmas. Em algumas modalidades, é fornecida uma composição caramelo comestível preparada por meio desse processo.
[0035] A Figura 1 é um gráfico que mostra os espectros de absorção visíveis de uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com as cores de caramelo da classe II e classe IV comercialmente disponíveis. A linha marcada “Classe IV” representa os espectros de absorção visíveis medidos para uma composição de cor de caramelo da classe IV comercialmente disponível. A linha marcada “Classe II Comercialmente Disponível” representa os espectros de absorção visíveis para uma composição de cor de caramelo da classe II comercialmente disponível. A linha marcada “Nova Classe II” representa os espectros de absorção visíveis medidos para uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da presente revelação. Conforme pode ser visto a partir dessa Figura, a absorção visível da composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da presente revelação se assemelha proximamente dos espectros de absorção visíveis da composição de cor de caramelo da classe IV comercialmente disponível, particularmente nos comprimentos de onda de cerca de 620 a cerca de 700 nanômetros, que são luz vermelha.
[0036] A Figura 2 é um gráfico que mostra os espectros de absorção de UV de uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com uma cor de caramelo da classe II comercialmente disponível. A linha marcada “Classe II Comercialmente Disponível” representa os espectros de absorção de UV para uma composição de cor de caramelo da classe II comercialmente disponível. A linha marcada “Nova Classe II” representa os espectros de absorção de UV medidos para uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da presente revelação. Conforme pode ser visto a partir dessa Figura, a absorção de UV da composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da presente revelação difere substancialmente da composição de cor de caramelo da classe II comercialmente disponível, em particular, em comprimentos de onda maiores que 285 nm. Embora não seja desejável se ater à teoria, as diferenças em absorção de UV entre 285 a 300 nm são, então, para evidenciar os intermediários de reação diferentes, mecanismos de reação e produtos finais presentes em uma cor de caramelo da classe II comercialmente disponível em comparação com aquela de uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da presente revelação. As diferenças entre essas duas composições de cor de caramelo são adicionalmente demonstradas pelas diferenças nos índices de tonalidade e estabilidade de ácido dos dois produtos.
[0037] A Figura 3 é um gráfico que mostra o tamanho de partícula médio z e o potencial zeta de uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da revelação em vários valores de pH. Conforme pode ser visto a partir desse gráfico, tanto o tamanho de partícula médio z quanto o potencial zeta da composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da revelação são relativamente estáveis através dos valores de pH de cerca de 1,5 a cerca de 8, sendo que todos os valores medidos estão dentre uma faixa de 7 nm e 5 mV, respectivamente. Notavelmente, essa estabilidade em valores com pH baixo possibilita que essa composição caramelo comestível seja usada em pHs baixos, como em bebidas de refrigerante carbonatado.
[0038] A Figura 4 é um gráfico que mostra o tamanho de partícula médio z e potencial zeta de uma cor de caramelo da classe II comercialmente disponível em vários valores de pH. Conforme pode ser visto a partir desse gráfico, o tamanho de partícula médio z diminui precipitadamente em pHs menores que 2, para um tamanho de partícula médio z de cerca de metade do tamanho de partícula em um pH de 8. Notavelmente, essa instabilidade em valores de pH baixo proíbe que essa cor de caramelo da classe II comercialmente disponível seja utilizável em pHs baixos, como em bebidas de refrigerante carbonatado.
[0039] A Figura 5 é um gráfico que mostra os espectros de IR de uma composição de cor de caramel comestível de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com uma cor de caramelo da classe II comercialmente disponível. A linha marcada “C2-ME” representa os espectros de absorção de UV medidos para uma composição de cor de caramelo da classe II comercialmente disponível. A linha marcada “C2-JK” representa os espectros de absorção de UV medidos para uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da presente revelação. Conforme pode ser visto a partir desse gráfico, as estruturas químicas da composição de cor de caramelo da classe II comercialmente disponível diferem significativamente da estrutura química da composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da presente revelação.
[0040] A Figura 6 apresenta um espectro de RMN de 1H de uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da invenção em comparação com uma cor de caramelo da classe II comercialmente disponível. O espectro marcado “C2-ME” representa os espectros de RMN de 1H medidos para uma composição de cor de caramelo da classe II comercialmente disponível. O espectro marcado “C2-3K” representa os espectros de RMN de 1H medidos para uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da presente revelação. Conforme pode ser visto a partir dos espectros, a composição da composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da invenção é distinta daquela da cor de caramelo da classe II comercialmente disponível. Por exemplo, os espectros de RMN de 1H para uma composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da presente revelação mostram picos distintos mais discretos que os espectros de RMN de 1H para uma composição de cor de caramelo comestível comercialmente disponível, sugerindo que a composição de cor de caramelo comestível de acordo com uma modalidade da presente revelação é uma estrutura mais simples com menos porções químicas de subproduto do que a composição de cor de caramelo comestível comercialmente disponível.
[0041] Uma solução de ácido sulfuroso (2.500 gramas) que tem 6% de SO2 em peso foi adicionada por meio de uma bomba de alta pressão para 3.000 gramas de uma solução de xarope de glicose com uma densidade de 84,2 Brix em um reator fechado. A mistura de reação resultante tinha um pH de 1,5. A mistura de reação foi, então, aquecida para 140 °C em uma pressão de 0,68 MPa (100 psi) por 4 horas antes de o calor ser removido da reação. Uma vez que o calor foi removido da reação, as ventilações foram abertas para remover o SO2 residual. O pH da composição de cor de caramelo foi, então, medido, e encontrado como 0,5.
[0042] A composição de cor de caramelo foi, então, permitida a resfriar até a temperatura ambiente, e o pH foi ajustado para 2,9 com uma solução de 50% de KOH. A composição de cor de caramelo resultante foi filtrada através de uma membrana com um tamanho de poro que tem um corte de peso molecular (MWCO) de 270 Daltons, e seca por aspersão. A tonalidade da composição de cor de caramelo foi medida como 4,41. Notavelmente, essa tonalidade é quase a mesma que as cores de caramelo da classe IV comercialmente disponíveis, e cerca de 1,5 a 2 unidades menor que as cores de caramelo da classe II comercialmente disponíveis.
[0043] Uma solução de ácido sulfuroso (1.250 gramas) que tem 6% de SO2 em peso foi adicionada por meio de uma bomba de alta pressão para 3.000 gramas de uma solução de xarope de glicose com uma densidade de 84,2 Brix em um reator fechado. A mistura de reação resultante tinha um pH de 1,5. A mistura de reação foi aquecida para 140 °C a uma pressão de 0,48 MPa (70 psi) por 1 hora. Então, 1.250 gramas de uma solução de ácido sulfuroso que tinha 6% de SO2 em peso foi adicionada por meio de uma bomba de alta pressão em uma taxa de fluxo de 8 ml/min por 150 minutos, enquanto a reação estava a 140 °C, e a pressão foi mantida a 0,48 MPa (70 psi). Após 5 horas, o calor foi removido da reação, e as ventilações foram abertas para remover o SO2 residual. O pH da composição de cor de caramelo foi, então, medido, e encontrado como 0,9.
[0044] A composição de cor de caramelo foi, então, permitida a resfriar até a temperatura ambiente, e o pH foi ajustado para 2,8 com uma solução de 50% de KOH. A composição de cor de caramelo resultante foi filtrada através de uma membrana com um tamanho de poro que tem um corte de peso molecular (MWCO) de 270 Daltons, e seca por aspersão. A tonalidade da composição de cor de caramelo foi medida como 4,45. Notavelmente, essa tonalidade é quase a mesma que as cores de caramelo da classe IV comercialmente disponíveis, e cerca de 1,5 a 2 unidades menor que as cores de caramelo da classe II comercialmente disponíveis.EXEMPLO 3 Uma solução de 3.000 gramas de xarope de glicose com uma densidade de 84,2 Brix foi misturada com 1.000 gramas de água. Essa solução de glicose foi colocada em um reator fechado, e 200 gramas de gás de SO2 foi adicionada ao reator fechado. O pH da mistura de reação resultante foi 1,4. Essa mistura de reação foi aquecida para 140 °C a uma pressão de 0,48 MPa (70 psi) por 1 hora. Então, o calor foi removido da reação, e as ventilações foram abertas para remover o SO2 residual. O pH da composição de cor de caramelo foi, então, medido e encontrado como 0,7.
[0045] A composição de cor de caramelo foi, então, permitida a resfriar até a temperatura ambiente, e o pH foi ajustado para 2,9 com uma solução de 50% de KOH. A composição de cor de caramelo resultante foi filtrada através de uma membrana com um tamanho de poro que tem um corte de peso molecular (MWCO) de 270 Daltons, e seca por aspersão. A tonalidade da composição de cor de caramelo foi medida como 4,35. Notavelmente, essa tonalidade é quase a mesma que as cores de caramelo da classe IV comercialmente disponíveis, e cerca de 1,5 a 2 unidades menor que as cores de caramelo da classe II comercialmente disponíveis.
[0046] Para definir mais claramente os termos usados no presente documento, as definições a seguir são fornecidas, e, ao menos que seja indicado o contrário ou o contexto necessite do contrário, essas definições são aplicáveis por toda esta revelação. Se um termo for usado nesta revelação, mas não for definido especificamente no presente documento, a definição do IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2a Ed. (1997) pode ser aplicada, desde que essa definição não conflite com qualquer outra revelação ou definição aplicada no presente documento, ou torne indefinida ou não habilitada qualquer reivindicação a qual essa definição é aplicada. À medida que qualquer definição ou uso fornecido por qualquer documento incorporado no presente documento a título de referência entra em conflito com a definição ou uso fornecido no presente documento, a definição ou uso fornecido no presente documento prevalece.
[0047] O termo “composto de sulfito” conforme usado no presente documento se refere a um composto molecular (não iônico) ou precursor que contenha, ou seja uma fonte, um óxido de enxofre(IV) (estado de oxidação +4), como, por exemplo, dióxido de enxofre e sulfito de hidrogênio. No entanto, o sulfito iônico e sais de bissulfito não são abrangidos por essa definição.
[0048] O termo “ácido sulfuroso” conforme usado no presente documento se refere geralmente às soluções aquosas de SO2 e não requerem que qualquer espécie de óxidos de enxofre específica esteja presente. Embora não seja desejável se ater à teoria, as soluções aquosas de SO2 são consideradas para sofrer alguma oxidação para formar espécies de S(VI) como HSO4-e SO42-.
[0049] Em relação aos termos ou frases transicionais da reivindicação, o termo transicional “que compreende”, que é sinônimo de “que inclui”, “que contém” ou “caracterizado pelo fato de que”, é inclusivo ou abrangente e não exclui elementos ou etapas de método adicionais não citados. A frase transicional “que consiste em” exclui qualquer elemento, etapa ou ingrediente não especificado na reivindicação. A frase transicional “que consiste essencialmente em” limita o escopo de uma reivindicação aos materiais ou etapas especificados e aqueles que não afetam materialmente a característica (ou características) básicas e inovadoras da invenção reivindicada. Um “que consiste essencialmente em” da reivindicação ocupa um meio termo entre as reivindicações fechadas que são escritas em um formato de “que consiste em” e as reivindicações totalmente abertas que são esboçadas em um formato de “que compreende”. Sem uma indicação do contrário, quando se descreve um composto ou uma composição “que consiste essencialmente em” não deve ser interpretada como “que compreende”, mas se destina a descrever o componente citado que inclui materiais que não alteram significativamente a composição ou o método ao qual o termo se aplica. Por exemplo, uma matéria-prima que consiste essencialmente em um material A pode incluir impurezas tipicamente presentes em uma amostra comercialmente produzida ou comercialmente disponível do composto ou da composição citada. Quando uma reivindicação inclui diferentes recursos e/ou classes de recursos (por exemplo, uma etapa de método, recursos de matéria-prima e/ou recursos de produto, dentre outras possibilidades), os termos transicionais “que compreendem”, “consistem essencialmente em” e “consistem em” se aplicam apenas à classe de recurso para os quais são utilizados e é possível ter diferentes termos ou frases transicionais utilizados com recursos diferentes dentro de uma reivindicação. Por exemplo, um método pode compreender diversas etapas citadas (e outras etapas não citadas), mas utilizar uma preparação de sistema de catalisador que consiste em etapas específicas, mas utilizar um sistema de catalisador que compreende os componentes citados e outros componentes não citados. Embora as composições e os métodos sejam descritos em termos de “que compreendem” vários componentes ou etapas, as composições e os métodos também podem “consistir essencialmente em” ou “consistir em” os diversos componentes ou etapas.
[0050] Os termos “um”, “uma”, “o” e “a” se destinam, a menos que seja especificamente indicado o contrário ou o contexto precise do contrário, a incluir alternativas plurais, por exemplo, pelo menos uma.
[0051] Quando se descreve uma faixa de medições como tonalidades de cor, pHs, e semelhantes, é a intenção do Requerente revelar todo número individual que tal faixa poderia abranger razoavelmente, por exemplo, todo número individual que tem pelo menos uma Figura mais significativa nos pontos finais revelados da faixa. Como um exemplo, quando se refere a uma tonalidade de cerca de 3,8 a cerca de 4,5, é a intenção da Requerente que a revelação dessa faixa também revele e seja equivalente à revelação de cerca de 3,8, cerca de 3,85, cerca de 3,9, e assim por diante, até e incluindo cerca de 4,5. A intenção do Requerente é que esses dois métodos para descrever a faixa sejam intercambiáveis. Além do mais, quando uma faixa de valores é revelada ou reivindicada, a Requerente também se pretende que a revelação de uma faixa reflita, e seja intercambiável com, revelando qualquer e todas as subfaixas e combinações de subfaixas abrangidas no presente documento. Consequentemente, as Requerentes reservam o direito de condicionar ou excluir quaisquer números individuais de qualquer tal grupo, incluindo quaisquer subfaixas ou combinações de subfaixas dentro do grupo, que podem ser reivindicadas de acordo com uma faixa ou de qualquer maneira semelhante, se por qualquer razão a Requerente escolher reivindicar menos que a medida total da revelação, por exemplo, para justificar uma referência que as Requerentes possam não estar cientes no momento do depósito do pedido.
[0052] Os valores ou as faixas podem ser expressos no presente documento como “cerca de”, a partir de “cerca de” um valor particular e/ou a “cerca de” um outro valor específico. Quando tais valores ou faixas forem expressos, outras modalidades reveladas incluem o valor específico citado, a partir do um valor particular, e/ou para o outro valor particular. De modo semelhante, quando os valores forem expressos como aproximações, pelo uso do antecedente “cerca de”, deve-se compreender que o valor específico forma uma outra modalidade. Deve-se compreender adicionalmente que há inúmeros valores revelados no presente documento, e que cada valor também é revelado no presente documento como “cerca de” tal valor específico além do próprio valor. Nos aspectos, “cerca de” pode ser usado para significar dentro de 10% do valor citado, dentro de 5% do valor citado, dentro de 2% do valor citado, ou dentro de 1% do valor citado.
[0053] Quaisquer cabeçalhos que são empregados no presente documento não são destinados a serem usados para interpretar o escopo das reivindicações ou para limitar o escopo da matéria que é revelada no presente documento. Qualquer uso de tempos verbais no passado para descrever um exemplo indicado, de outro modo, como construtivo ou hipotético não se destina a determinar que o exemplo construtivo ou hipotético foi, de fato, executado.
[0054] Todas as publicações e patentes mencionadas no presente documento são incorporadas no presente documento a título de referência com o propósito de descrever e revelar, por exemplo, os construtos e as metodologias que são descritos nas publicações, que podem ser usadas em combinação com a invenção presentemente descrita. As publicações discutidas ao longo do texto são fornecidas somente para sua revelação antes da data de depósito do presente pedido. Nada no presente documento deve ser interpretado como uma admissão de que os inventores não estão autorizados a antedatar tal revelação em virtude da invenção anterior.
[0055] As requerentes reservam o direito de condicionar qualquer seleção, recurso, faixa, elemento ou aspecto, por exemplo, para limitar o escopo de qualquer reivindicação para tratar de uma revelação anterior cujas Requerentes possam desconhecer.
Claims (21)
1. Método para produzir uma composição de cor de caramelo comestível caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de: aquecer uma mistura de reação sob pressão para formar uma composição de cor de caramelo, sendo que a mistura de reação compreende: um carboidrato e um composto de sulfito, na ausência de um composto cáustico e na ausência de um composto de amônio, sendo que a composição de cor de caramelo comestível tem uma tonalidade de 3,8 a de 4,5, em que a mistura de reação é aquecida a uma pressão de 50 psi (345 kPa) a 150 psi (1034 kPa) por um período de tempo de 1 a 10 horas, e em que a mistura de reação é aquecida a uma temperatura de 100°C a 200°C.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto de sulfito é selecionado dentre dióxido de enxofre ou ácido sulforoso.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o carboidrato é selecionado dentre glicose, frutose, açúcar invertido, melaço, lactose ou xarope de malte.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de cor de caramelo comestível é estável a um pH inferior a 1,5.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de aquecer uma mistura de reação sob pressão para formar uma composição de cor de caramelo compreende, ainda: aquecer uma mistura de reação a uma pressão de 70 psi (483 kPa) a 100 psi (690 kPa) por um período de tempo de 2 a 6 horas.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa de aquecer uma mistura de reação sob pressão para formar uma composição de cor de caramelo, a mistura de reação compreende, ainda: aquecer uma mistura de reação sob pressão para uma temperatura de 140°C.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de cor de caramelo tem um pH de 0,1 a 3.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, as etapas de resfriar a cor de caramelo; e ajustar o pH da cor de caramelo.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o pH da cor de caramelo é ajustado por meio da adição de hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, carbonato de sódio, carbonato de potássio, carbonato de hidrogênio ou fosfato de sódio.
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, as etapas de filtrar a cor de caramelo e, então, secar por aspersão a cor de caramelo.
11. Composição de cor de caramelo comestível caracterizada pelo fato de ser preparada por um processo que compreende as etapas de: aquecer uma mistura de reação para formar uma composição de cor de caramelo, sendo que a mistura de reação compreende: um carboidrato e um composto de sulfito, na ausência de um composto cáustico e na ausência de um composto de amônio, sendo que a composição de cor de caramelo comestível tem uma tonalidade de 3,8 a 4,5; em que a mistura de reação é aquecida a uma pressão de 50 psi (345 kPa) a 150 psi (1034 kPa) por um período de tempo de 1 a 10 horas, e em que a mistura de reação é aquecida a uma temperatura de 100°C a 200°C.
12. Composição de cor de caramelo comestível preparada pelo processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o composto de sulfito é selecionado dentre dióxido de enxofre ou ácido sulforoso.
13. Composição de cor de caramelo comestível, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a etapa de aquecer uma mistura de reação sob pressão para formar uma composição de cor de caramelo compreende, ainda: aquecer uma mistura de reação a uma pressão de cerca de 70 psi (483 kPa) a 100 psi (690 kPa) por um período de tempo de 2 a 6 horas.
14. Composição de cor de caramelo comestível, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que na etapa de aquecer uma mistura de reação sob pressão para formar uma composição de cor de caramelo, a mistura de reação compreende, ainda: aquecer uma mistura de reação sob pressão para uma temperatura de 140°C.
15. Composição de cor de caramelo comestível, de acordo com a reivindicação 11, sendo que a composição de cor de caramelo é caracterizada pelo fato de que tem um pH de 0,1 a 3.
16. Composição de cor de caramelo comestível, de acordo com a reivindicação 11, sendo que a composição de cor de caramelo comestível é caracterizada pelo fato de que tem um tamanho de partícula médio de cerca de 5 nm a 60 μm a pHs de 1 a 8.
17. Composição de cor de caramelo comestível preparada pelo processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o carboidrato é selecionado dentre glicose, frutose, açúcar invertido, melaço, lactose ou xarope de malte.
18. Composição de cor de caramelo comestível preparada pelo processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o processo compreende, ainda, as etapas de resfriar a cor de caramelo; e ajustar o pH da cor de caramelo.
19. Composição de cor de caramelo comestível preparada pelo processo, de acordo com reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que o pH da cor de caramelo é ajustado por meio da adição de hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, carbonato de sódio, carbonato de potássio, carbonato de hidrogênio ou fosfato de sódio.
20. Composição de cor de caramelo comestível preparada pelo processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que o processo compreende, ainda, as etapas de filtrar a cor de caramelo e secar por aspersão ou liofilizar a cor de caramelo.
21. Composição de cor de caramelo comestível preparada por um processo caracterizada pelo fato de que o processo compreende as etapas de: aquecer uma mistura de reação para formar uma composição de cor de caramelo, sendo que a mistura de reação compreende: um carboidrato e um composto de sulfito, na ausência de um composto cáustico e na ausência de um composto de amônio, sendo que composição de cor de caramelo comestível tem uma tonalidade inferior a 3,8; em que a mistura de reação é aquecida a uma pressão de 50 psi (345 kPa) a 150 psi (1034 kPa) por um período de tempo de 1 a 10 horas, e em que a mistura de reação é aquecida a uma temperatura de 100°C a 200°C.
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