Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PRODUTO SÓLIDO EXTRUSADO PARA USO EM PRODUTOS ALIMENTÍCIOS".
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um produto sólido que compreende uma mistura que pode ser extrusada de uma emulsão de óleo em água e uma matriz sólida. O produto sólido pode ser utilizado em produtos alimentícios, por exemplo, na forma de um aditivo para bebidas ou na forma de produtos para bebidas instantâneos, por exemplo. A presente invenção fornece ainda uma emulsão de óleo em água que é estável sob as condições necessárias para a preparação de tal produto sólido. Além disso, em contraste aos aditivos tradicionais para produtos alimentícios com base em pós secos por atomização ou por congelamento como agentes de formação de creme, o produto sólido da presente invenção se dispersa espontaneamente quando adicionado a um meio aquoso, isto é, a agitação não é necessária. Além disso, pode gerar uma espuma sem quaisquer agentes formadores de espuma.
Antecedente da Invenção
Normalmente, produtos como agentes de branqueamento de café na forma instantânea são produzidos por secagem por atomização. Entretanto, os produtos produzidos por secagem por atomização são apresentados na forma seca e devido às modificações nas demandas dos consumidores é considerado que apresentações mais flexíveis sejam necessárias tais como produtos na forma líquida ou produtos que possam ser moldados em várias formas. Além disso, o processo de secagem por atomização requer equipamento para produção relativamente volumosa e são necessárias precauções específicas para evitar contaminação microbiana ou contaminação cruzada de outros produtos obtidos no mesmo equipamento. Conseqüentemente, há uma necessidade do desenvolvimento de um método alternativo à secagem por atomização, em que seja fácil limpar o equipamento e possível produzir mudanças de sistema rápidas . Sumário da Invenção
De acordo com tal demanda crescente por soluções mais flexí-veis, os presentes inventores desenvolveram um método alternativo ao de secagem por atomização, a saber, utilizando extrusão. Este método oferece uma solução flexível em relação ao produto obtido e pode evitar a necessidade da adição adicional de ingredientes após o processamento. Quando o 5 produto é obtido por secagem por atomização, normalmente nem todos os ingredientes são incluídos no processo de secagem por atomização, mas alguns são adicionados depois do mesmo, entretanto, quando a extrusão é utilizada todos os ingredientes podem ser submetidos ao processo de extrusão, isto é, é um processo mais simples e econômico. Além disso, o método 10 é menos sensível em relação à oxidação, o equipamento envolvido é fácil de limpar para evitar contaminação microbiana ou de outro tipo, que leva a uma produção segura. Além disso, o método que envolve extrusão leva a um produto com melhor consistência.
Uma meta da invenção é fornecer um produto sólido que possa 15 ser disperso de forma espontânea que será utilizado em produtos alimentícios. Uma meta adicional da invenção é fornecer um produto sólido que após a adição na água ou em um outro líquido fornece uma mistura homogênea de gordura e outros componentes e vice versa. Ainda, é uma meta da invenção fornecer um produto sólido que sem aditivos formadores de espuma ou 20 estabilizantes fornece uma camada de espuma estável em adição ao poder de branqueamento.
Inesperadamente, os presentes inventores descobriram que é possível extrusar uma mistura que compreende uma emulsão de óleo em água sem levar à coalescência ou à inversão da emulsão. Dessa maneira é ".'25 possível a obtenção de um produto sólido que possui propriedades adequadas quando utilizado, por exemplo, na forma de um produto nutricional ou de um aditivo para alimentos uma vez que se dispersa espontaneamente quando adicionado em água ou vice versa e por causa dos componentes de gordura o produto sólido confere poder de branqueamento ao produto. Além 30 disso, o produto sólido pode, se desejado, fornecer uma camada de espuma sem a adição de formadores de espuma especiais. A mistura que pode ser extrusada, isto é, composta da emulsão de óleo em água e uma matriz sóli-da pode ser composta de várias maneiras através da variação tanto da e-mulsão de óleo em água quanto da matriz sólida, que leva a produtos que podem ser, por exemplo, bebidas instantâneas completas ou aditivos para bebidas. Os exemplos de bebidas instantâneas completas são formulações 5 3 em 1, em que, por exemplo, agente de formação de creme, açúcar e café são extrusados em uma proporção apropriada. Como o produto sólido inteiro é extrusado em formatos fixos contendo todos os componentes, problemas de segregação são inteiramente evitados.
Em contraste às formulações conhecidas (tipicamente prepara-10 das por secagem por atomização), o produto sólido de acordo com a presente invenção preservou as propriedades especialmente em relação ao poder de branqueamento e à capacidade de se dispersar após o contato com um meio aquoso. Para esta finalidade, uma questão crucial é a possibilidade de extrusar e expandir uma emulsão de óleo em água junto com uma matriz 15 sólida para a obtenção de um produto sólido em que o conteúdo de gorduras (da fase oleosa na emulsão de óleo em água) é homogeneamente distribuído no produto sólido e em que o tamanho de partícula da(s) substância(s) oleosa(s) é suficientemente baixo de forma a se obter o poder de branqueamento desejado. Conseqüentemente, é de grande importância que a emul-20 são de óleo em água adequada para uso na preparação do produto sólido possa lidar com as condições de extrusão e de expansão sem levar, por e-xemplo, à coalescência (isto é, as substâncias oleosas "fluem" juntas ou se agregam) ou à inversão da emulsão (isto é, para formar uma emulsão de água em óleo ao invés disso, que leva à dispersão da fase aquosa ao invés 25 da fase oleosa).
Em um aspecto, a presente invenção se refere a uma emulsão de óleo em água que possui um teor de água de no máximo aproximadamente 30% p/p e que é estável em relação à coalescência e à inversão quando submetida às condições que envolvem i) a extrusão de uma mistura da emulsão de óleo em água junto com uma matriz sólida em uma proporção em peso de 1:0,5 até aproximadamente 1:5 através do aquecimento a uma temperatura de pelo menos ouque excede o ponto de fusão da mistura para a obtenção de um produto extrusado, e
ii) a expansão do produto extrusado dessa maneira a vácuo para a obtenção de um produto sólido que possui no máximo aproximadamente 5 10% de conteúdo de água.
A presente invenção se refere ainda a um produto sólido para uso em produtos alimentícios compsto de uma emulsão de óleo em água como definido anteriormente extrusado junto com uma matriz sólida e expandido a vácuo, a emulsão de óleo em água compreendendo 10 i) uma fase oleosa que compreende um ou mais componentes de gordura e
ii) uma fase aquosa
e o produto sólido sendo espontaneamente disperso quando adicionado a um meio aquoso. A fase oleosa também pode designar uma fase gordurosa 15 e na emulsão de óleo em água a fase oleosa é dispersa na fase aquosa contínua.
Em um aspecto adicional, a presente invenção se refere a um método para o fornecimento de um produto sólido para uso em produtos alimentícios através de 20 i) extrusão de uma mistura de uma emulsão de óleo em água que compreende uma fase oleosa e uma fase aquosa e a fase oleosa compreendendo um ou mais componentes de gordura, junto com uma matriz sólida a uma temperatura de pelo menos ou excedendo o ponto de fusão da mistura para a obtenção de um material extrusado; '25 ii) expansão do material extrusado a vácuo; e
iii) remoção opcional da umidade residual através da secagem para a obtenção do produto sólido.
Descrição das Figuras
A figura 1 mostra uma organização esquemática do processo. 30 A figura 2 mostra a microscopia confocal por fluorescência de
agente de formação de creme extrusado após a abrasão e a coloração.
A figura 3 mostra a formação de espuma após a dispersão deum agente de formação de creme sem ser derivado do leite de acordo com
os exemplos 1, 2 e 3.
Descrição Detalhada da Invenção
Como mencionado anteriormente, as propriedades e a constitui-5 ção das emulsões de óleo em água para uso na preparação do produto sólido da invenção são cruciais para atingir o resultado desejado em relação ao poder de branqueamento e a capacidade de dispersão.
Conseqüentemente, a presente invenção fornece uma emulsão de óleo em água que possui um conteúdo de água de no máximo aproxima-10 damente 30% p/p e que é estável em relação à coalescência e à inversão quando submetida às condições que envolvem
i) a extrusão de uma mistura da emulsão de óleo em água junto com uma matriz sólida em uma proporção em peso de 1.0,5 até aproximadamente 1:5 através do aquecimento a uma temperatura de pelo menos ou
excedendo o ponto de fusão da mistura para a obtenção de um produto
extrusado, e
ii) a expansão do produto extrusado obtido dessa maneira a vácuo para a obtenção de um produto sólido que possui no máximo aproximadamente 10% de conteúdo de água.
A emulsão de óleo em água da invenção tem que satisfazer o
requerimento mencionado anteriormente em relação à extrusão e à expansão. Qualquer extrusora pode ser utilizada tal como, por exemplo, extrusora com uma única rosca, com duas roscas, com várias roscas, com rosca em anel, com engrenagem planetária etc. ou qualquer outro sistema de mistura
contínua ou descontínua com a possibilidade de moldar o fundido (mistura fundida). Além disso, é pretendido que o termo "vácuo" utilizado no presente contexto signifique uma pressão entre 0,001 e 25 KPa (0,01 e 250 mbar), preferencialmente entre 0,1 e 5 KPa (1 e 50 mbar). Uma faixa mais particularmente preferida fica entre 1 e 2,5 KPa (10 e 25 mbar). Uma matriz sólida
adequada para ser utilizada no teste mencionado anteriormente é maltodex-trina DE 21 ou maltodextrina DE 29 ou misturas das mesmas.
Os presentes inventores descobriram de forma surpreendenteque a emulsão de o/a é estável sob alto cisalhamento, altas temperaturas, altas pressões e uma quantidade mínima de água na extrusora.
Para a obtenção de uma carga relativamente alta de partículas de gordura e ao mesmo tempo evitar a coalescência e/ou a inversão durante 5 a extrusão e a expansão, os presentes inventores descobriram que é importante que o conteúdo de água seja relativamente baixo, isto é, no máximo de aproximadamente 30% p/p.
Além disso, os presentes inventores descobriram que se um emulsificante como, por exemplo, caseinato estiver presente, a proporção 10 em peso entre o componente de gordura e o emulsificante influencia na estabilidade da emulsão. Em relação ao caseinato, os presentes inventores descobriram que uma proporção ótima em peso entre a gordura e o caseinato é dependente da quantidade específica de água empregada. A proporção ideal entre a gordura e o caseinato é de aproximadamente 14 a 26 % de á-15 gua (de forma ideal 69 % de gordura, 5 % de caseinato e 26 % de água). Normalmente, a proporção em peso entre a gordura e o caseinato está em uma faixa de aproximadamente 10 até aproximadamente 18 a 26 % de á-gua. Se a proporção for muito baixa, há um risco de que a emulsão sofra inversão (por exemplo, se a proporção em peso for de aproximadamente 10- 12 ou inferior a 26 % de água). Se, entretanto, a proporção for muito alta (por exemplo, 16-18 ou mais), não é mais possível estabilizar as partículas pequenas de gordura. Outras proteínas podem resultar em outras proporções ótimas adequadas.
A emulsão de acordo com a invenção é uma emulsão de óleo ."25 em água, isto é, contendo uma fase oleosa que compreende um ou mais componentes de gordura e uma fase aquosa. A fase oleosa é a fase dispersa, o que significa que um ou mais componentes de gordura estão distribuídos homogeneamente na fase homogênea (a fase aquosa). O tamanho das gotículas de gordura ou das partículas de gordura é normalmente muito pe-30 queno (isto é, com tamanho em mícron) de forma que uma distribuição mais igual das partículas de gordura é obtida e de forma que a estabilidade da emulsão é otimizada para evitar a coalescência ou a inversão de fase. Estasduas reações adversas são altamente indesejáveis. Coalescência significa que as gotículas ou as partículas de gordura da emulsão em uma primeira etapa fluem juntas e formam gotículas ou partículas maiores. Em uma segunda etapa, a fase oleosa pode se separar da emulsão levando a um sis-5 tema com duas fases completamente separadas.
Como mencionado anteriormente, a emulsão de óleo em água possui um conteúdo relativamente alto de componentes de gordura. Conseqüentemente, em uma modalidade o(s) componente(s) de gordura consti-tui(em) de aproximadamente 30 até aproximadamente 75% p/p da emulsão 10 de óleo em água. Calculado(s) em uma base em matéria seca, o(s) compo-nente(s) de gordura constitui(em) até aproximadamente 95% p/p do conteúdo de matéria seca da emulsão tal como, por exemplo, pelo menos aproximadamente 50% p/p, pelo menos aproximadamente 60% p/p, pelo menos aproximadamente 70% p/p, pelo menos aproximadamente 80% p/p ou pelo 15 menos aproximadamente 90% p/p.
A emulsão de óleo em água de acordo com a invenção é adequadamente utilizada para preparar produtos sólidos para uso em produtos alimentícios. É, portanto, importante que o componente de gordura seja aceitável para uso em produtos alimentícios. Em uma modalidade da invenção, o 20 componente de gordura é selecionado do grupo que consiste em gorduras e óleos vegetais ou animais incluindo óleo de semente de damasco, óleo de damasco, óleo de amêndoa, óleo de abacate, óleo de mamona, gordura de coco, óleo de coco, óleo de milho, óleo de semente de algodão, óleo de semente de uva, óleo de jojoba, óleo de semente de linhaça, óleo de milho, 25 azeite de oliva, óleo de palma, óleo de dendê, óleo de palmoleína, óleo de amendoim, óleo de salsa, óleo de semente de papoula, óleo de semente de colza, óleo de gergelim, óleo de soja, óleo de girassol, óleo de semente de cardo, óleo de nozes, óleo de germe de trigo, sebo de boi, óleo de peixe, toucinho, gordura do leite, óelo de "tall", óleo de baleia e similares; gorduras 30 e óleos sintéticos; gorduras e óleos semi-sintéticos; gorduras e óleos para tempera incluindo gordura de óleo de palma endurecida, óleo de canola e similares; gorduras e óleos hidrogenados e não hidrogenados incluindo óleode mamona hidrogenado, óleo de palma hidrogenado e similares; e misturas dos mesmos.
Como parece partindo dos exemplos contidos aqui, um componente de gordura adequado é uma mistura de óleo de semente de colza, óleo de milho, óleo de coco e palmoleína. Os componentes de gordura de interesse são conseqüentemente selecionados de óleo de semente de colza, óleo de milho, óleo de coco e palmoleína e misturas dos mesmos.
Um outro componente de gordura adequado para uso em uma emulsão de óleo em água de acordo com a presente invenção compreende um ou mais LC PUFAs (ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa) e/ou gordura do leite.
Uma emulsão de óleo em água de acordo com a invenção pode conter um ou mais aditivos aceitáveis para uso em produtos alimentícios. O aditivo pode ser incluído na fase oleosa e/ou na fase aquosa (normalmente dependente da solubilidade do aditivo nas fases individuais). Os aditivos a-dequados para a fase oleosa incluem, por exemplo, emulsificantes, estabili-zantes, melhoradores da textura, agentes espessantes, formadores de espuma, inibidores da formação de espuma, antioxidantes, vitaminas, aromas etc. e os aditivos adequados para a fase aquosa incluem, por exemplo, a-gentes reguladores do pH, tampões, estabilizantes, agentes quelantes, solu-bilizantes, açúcares, adoçantes, proteínas, agentes reguladores do sabor, aromas, vitaminas, nutrientes incluindo sais, minerais etc, agentes corantes etc.
Produto Sólido
Em um outro aspecto a invenção se refere a um produto sólido para uso em produtos alimentícios. O produto sólido é composto de uma emulsão de óleo em água como definido anteriormente extrusada junto com uma matriz sólida e expandido a vácuo, a emulsão de óleo em água compreendendo
i) uma fase oleosa que compreende um ou mais componentes de gordura e
ii) uma fase aquosa,e o produto sólido sendo expontaneamente disperso quando adicionado em um meio aquoso.
A emulsão de óleo em água confere poder de branqueamento ao produto sólido. O poder de branqueamento poder de branqueamento ob-5 tido é aceitável, isto é, idêntico ou melhor comparado com o poder de branqueamento obtido pela secagem por atomização de uma mistura de composição comparável. O poder de branqueamento pode ser medido através de aparatos diferentes e os valores obtidos (por exemplo, valores de L e h°) são altamente dependentes do método específico empregado. Entretanto, se,
por exemplo, um produto seco por atomização e um extrusado de composição similar fossem comparados utilizando as mesmas condições, os presentes inventores descobriram que o produto sólido obtido partindo do processo de extrusão/expansão possuía um poder de branqueamento comparável ao do material seco por atomização.
O poder de branqueamento é principalmente uma função do
conteúdo de gordura, do tamanho da partícula e da concentração de partículas em solução.
Conseqüentemente, o tamanho médio de partícula D(0,5) da gordura contida no produto sólido é de aproximadamente 0,3 um até apro-
ximadamente 10 um tal como, por exemplo, de aproximadamente 0,5 um até aproximadamente 7,5 um, de aproximadamente 0,6 um até aproximadamente 5 um ou de aproximadamente 0,6 um até aproximadamente 4 um.
Em relação ao conteúdo de gordura no produto sólido, os componentes de gordura constituem de aproximadamente 5 até aproximada-
mente 50% p/p tal como, por exemplo, de aproximadamente 10 até aproximadamente 45% p/p, de aproximadamente 20 até aproximadamente 40% p/p ou de aproximadamente 25 até aproximadamente 35% p/p do produto.
O conteúdo de água do produto sólido é no máximo de aproximadamente 7,5% p/p tal como, por exemplo, no máximo de aproximadamen-
te 5% p/p, no máximo de aproximadamente 3% p/p, no máximo de aproximadamente 2% ou no máximo de aproximadamente 1,6 % p/p. O produto sólido pode ser submetido a um processo de secagem para atingir um con-teúdo máximo desejado de água.
Como mencionado anteriormente, um ingrediente importante na associação com o processo de extrusão é a adição de uma matriz sólida à emulsão de óleo em água. Uma matriz sólida adequada contém, por exemplo, carboidratos tais como um ou mais monossacarídeos incluindo glicose, frutose, galactose, dissacarídeos incluindo lactose, sacarose, maltose, polis-sacarídeos incluindo maltodextrinas, raftilina, raftilose, ésteres de monossacarídeos de galacto-oligossacarídeos, ésteres de dissacarídeos, ésteres de polissacarídeos e amidos; e, por exemplo, proteínas tais como proteínas do leite, isto é, caseinatos, proteínas do soro do leite, isolados de proteínas do soro do leite, concentrados de proteínas do soro do leite, pós do soro do leite, concentrados de proteínas do leite, leite em pó integral, leite em pó desnatado e hidrolisados dos mesmos; proteínas da soja, isolados da soja etc, hidrolisados de proteína da soja ou misturas dos mesmos.
Em uma modalidade específica, a matriz sólida compreende uma maltodextrina tal como uma maltodextrina DE 6 até 48 incluindo a mal-todextrina DE 21 e a maltodextrina DE 29 e misturas das mesmas.
Em outras modalidades, a matriz sólida compreende café, chá, cacau, malte, extratos vegetais, ervas, aroma, sabor, açúcares ou adoçantes e misturas dos mesmos.
Para possibilitar a extrusão da emulsão utilizada para preparar o produto sólido da invenção é importante que a extrusão seja realizada a uma temperatura de pelo menos ou excedendo o ponto de fusão da mistura que contém a emulsão de óleo em água e a matriz sólida. Como mostrado nos exemplos contidos aqui, uma temperatura muito baixa leva a uma instabilidade da emulsão durante a extrusão, que por sua vez leva a um produto sólido com poder de branqueamento insuficiente, eliminação do óleo, solubi-lidade reduzida, floculação e outros efeitos indesejados como, por exemplo, a separação completa de fases.
Além da questão do ponto de fusão mencionada anteriormente, uma composição adequada da mistura da emulsão de óleo em água e da matriz sólida é uma composição, em que a proporção em peso entre a emul-são de óleo em água e a matriz sólida depende do tipo desejado de produto. Geralmente, a proporção em peso entre a emulsão de óleo em água e a matriz sólida é de aproximadamente 1:0,5 até aproximadamente 1:5 tal como, por exemplo, de aproximadamente 1:0,75 até aproximadamente 1:4, de a-proximadamente 1:1 até aproximadamente 1:3, de aproximadamente 1:1 até aproximadamente 1:2, de aproximadamente 1:1 até aproximadamente 1:1.5 ou de aproximadamente 1:1, aproximadamente 1:1,25 ou aproximadamente 1:1.5.
O produto sólido obtido pode ser formado em um formato como, por exemplo, péletes, grãos, esferas, cernes ou cores ou formatos predefini-dos como, por exemplo, um coração, uma estrela, um polígono etc. ou pode ser moído em um pó finamente dividido.
Em contraste, por exemplo, aos produtos secos por atomização, em um produto sólido de acordo com a invenção, o ar é capturado dentro do produto sólido e o ar incorporado possui um formato não circular que é observado por microscopia confocal por fluorescência. Pode ser comparado com uma espuma congelada com bolhas de ar não arredondadas. Como observado nos exemplos contidos aqui, um produto seco por atomização não possui qualquer ou muito pouco ar contido dentro do mesmo.
Um produto sólido de acordo com a invenção pode formar espontaneamente uma espuma após o contato com um meio aquoso. Normalmente tal camada de espuma é formada após o contato com 100 mL de água ou com uma solução de café a 1 % a 80°C por 4,2 g do produto. A camada de espuma formada é de aproximadamente 0,2 até aproximadamente 3,5 cm tal como de aproximadamente 0,5 cm até aproximadamente 2,5 cm, quando o teste é realizado em um béquer de 150 mL.
A presente invenção se refere ainda a um método para o fornecimento de um produto sólido para uso em produtos alimentícios através de i) extrusão de uma mistura de uma emulsão de óleo em água que compreende uma fase oleosa e uma fase aquosa e a fase oleosa que compreende um ou mais componentes de gordura, junto com uma matriz sólida a uma temperatura de pelo menos ou excedendo o ponto de fu-são da mistura para a obtenção de um material extrusado;
ii) expansão do material extrusado a vácuo; e
iii) remoção opcional da umidade residual através de secagem para a obtenção do produto sólido.
Um produto sólido de acordo com a invenção pode ter muitas aplicações diferentes. É de interesse particular a aplicação dentro da área alimentícia, por exemplo, como um aditivo para bebidas ou em um produto para beber. Os exemplos de produtos para beber são, por exemplo, produtos instantâneos para beber como, por exemplo, café, chá, café com leite, cappuccino, bebida de cacau etc. Um produto sólido de acordo com a invenção também pode ser utilizado como um agente de formação de creme com origem no leite ou sem origem no leite ou na forma de fórmulas nutricionais.
Ainda, a implementação do método da invenção requer menos espaço que o da tecnologia de secagem por atomização utilizada convencionalmente para produzir tais produtos e o método é mais rápido que os métodos convencionais tornando o método geral significativamente mais eficiente em relação ao custo.
O produto sólido obtido pode ser adicionalmente processado para a obtenção de um alimento ou de um produto nutricional, um aditivo para bebidas ou um produto para beber.
No método mencionado anteriormente, a etapa de expansão do material extrusado a vácuo é tipicamente realizada a uma pressão entre 0,001 e 25 KPa (0,01 e 250 mbar), preferencialmente entre 0,1 e 5 KPa (1 e 50 mbar). Uma faixa particularmente preferida fica entre 1 e 2,5 KPa (10 e 25 mbar).
Durante as etapas do processo i) e/ou ii) normalmente pelo menos aproximadamente 50% p/p da água contida na emulsão de óleo em á-gua são removidos. Entretanto, em certas situações uma etapa iii) é incluída para remover a água e a umidade residual do produto sólido é então normalmente de no máximo aproximadamente 7,5% p/p tal como, por exemplo, de no máximo aproximadamente 5% p/p, de no máximo aproximadamente 3% p/p, de no máximo aproximadamente 2% ou de no máximo aproximada-mente 1,6 % p/p.
Os termos e as definições a seguir são utilizados aqui.
O termo "estável" quando utilizado em associação com a emul-são de o/a da invenção significa que a emulsão é estável em relação à coa-lescência e/ou é estável em relação à inversão, ambas determinadas visualmente.
É pretendido que o termo "formulação 2 em 1" como utilizado aqui, signifique um produto sólido que compreende dois ingredientes diferentes tal como açúcar, adoçante ou agente de formação de creme sem base no leite, agente de formação de creme à base de leite ou melhorador de textura. Na formulação 2 em 1 os ingredientes são misturados em uma quantidade apropriada e sâo extrusados em um produto. Os exemplos não limitan-tes de usos para as formulações 2 em 1 são produtos instantâneos para beber como café, chá etc.
É pretendido que o termo "formulação 3 em 1" como utilizado aqui, signifique um produto sólido que compreende ingredientes diferentes tal como uma bebida, por exemplo, café, cacau ou outro extrato vegetal mais dois outros aditivos, por exemplo, açúcar, adoçante, agente de formação de creme sem base no leite, agente de formação de creme à base de leite ou melhorador de textura. Na formulação 3 em 1 os ingredientes são misturados em uma quantidade apropriada e são extrusados em um produto. Os exemplos não limitantes de usos para as formulações 3 em 1 são produtos instantâneos para beber como café com leite, cappuccino etc.
É pretendido que o termo "matriz sólida" como utilizado aqui, signifique uma mistura de ingredientes sólidos sem líquidos adicionados, os exemplos não limitantes de tais ingredientes sólidos sendo monossacarídeos incluindo glicose, frutose, galactose; dissacarídeos incluindo lactose, sacaro-se, maltose; polissacarídeos incluindo maltodextrinas DE 6 até 48, raftilina, raftilosa; esteres de monossacarídeos de galacto-oligossacarídeos, esteres de dissacarídeos, esteres de polissacarídeos, amidos, adoçantes, proteínas incluindo proteínas do leite, proteínas da soja, extratos vegetais incluindo café, chá, cacau, malte, ervas; aromas ou misturas dos mesmos.É pretendido que o termo "se dispersa espontaneamente" como utilizado aqui, signifique uma dispersão espontânea, isto é, sem agitação necessária e dessa maneira mistura com um meio aquoso.
É pretendido que o termo "poder de branqueamento" como utilizado aqui, signifique um efeito de conferir um branqueamento ou uma opa-lescência a um produto.
A invenção é ilustrada adicionalmente nos exemplos não limitan-
tes a seguir.
Exemplos
Abreviações
NDC - agente de formação de creme sem base no leite LC PUFA - ácido graxo poliinsaturado de cadeia longa
Os exemplos a seguir ilustram produtos sólidos para uso em produtos alimentícios produzidos de acordo com a presente invenção. Nos exemplos uma extrusora de rosca dupla com interengrenamento co-rotacional Clextral do tipo BC45H foi utilizada para o presente estudo, mas qualquer outro sistema de extrusão com uma única rosca ou com várias, de um único estágio ou com estágios múltiplos (por exemplo, extrusora de uma única rosca, com rosca dupla, com várias roscas, com rosca em anel, engrenagem planetária) com a configuração de rosca e condições operacionais apropriadas também pode ser adequado. Condições de Extrusão
As condições de processo a seguir representam testes que atingem boas propriedades de produto como mencionado anteriormente. Ajuste do Processo, configuração de rosca e molde Extrusora Clextral: Tipo BC45H
Comprimento do Processamento: 800 mm (L = 14,4 * D), 4 barris Placa de Molde: 32 orifícios de 1,5 mm de diâmetro
Configuração da Rosca:
<table>table see original document page 15</column></row><table>Ajuste do processo esquemático ver a figura 1
Exemplo 1 - Produto Sólido Adequado Como Um Agente de Formação de Creme sem Base no Leite Formulação de Emulsão:
Fase de Gordura: Fase de água:
340 g de gordura Palmkernel 45-46 120 g de Água 5,0 g de Panodan 165 6,5 g de K2HP04
6,5 g de Na3Citrato 6,5 g de Hexametafosfato de Sódio 100 g de Maltodextrina DE-40 12,5g de Concentrado de Proteína do Leite
Preparação da Fase de Gordura: A gordura Palmkernel 45 é fundida e misturada junto com Panodan 165 a 65°C.
Preparação da Fase de Água: A água é aquecida a 65°C, os sais tamponantes e a maltodextrina são dissolvidos e agitados durante 10 min. A esta solução ligeiramente amarela o concentrado da proteína do leite é adicionado e agitado durante mais 10 min a 65°C.
Preparação da Emulsão: A fase de gordura é adicionada na fase de água sob agitação vigorosa até toda a gordura ser incorporada. Aumento da viscosidade. A pré-emulsão é agitada durante mais 5 min antes da etapa final de homogeneização. A distribuição final do tamanho de partícula é atingida através do bombeamento da emulsão através de um Supratron (princípio estator rotor). Uma emulsão altamente viscosa é obtida e armazenada a 65°C pronta para ser utilizada para extrusão. O conteúdo de matéria,seca é de aproximadamente 80% e o conteúdo de gordura é de aproximadamente 75% (em DM).
A) Extrusão do Agente de Formação de Creme
Misturando, isto é, 35 kg da Emulsão (~80%DM) e 35 kg de Maltodextrina DE-29 como uma matriz sólida na Extrusora, expandindo a vácuo e fixando a estrutura através da remoção de -5% de água a 95% DM, um agente de formação de creme é obtido na forma de um "pélete". O agente deformação de creme possui uma composição similar à de um produto comercial. As péletes se dissolvem facilmente, formam uma espuma, possuem um poder de branqueamento próximo ou idêntico ao da referência. O tamanho médio de partícula das partículas de gordura é D(0,5)= 1,02 u.m.
B) Extrusão do Agente de Formação de Creme sem Formulação de Espuma:
40 kg/h de emulsão junto com 31 kg/h de uma matriz sólida com a composição de 98,8% de Maltodextrina DE 40, 0,90% de éster de açúcar Ryoto S-1570 e 0,90% de éster de açúcar Ryoto S-370 são misturados em uma extrusora e ao mesmo tempo aquecidos até 104° na placa de molde. A expansão a vácuo de 4 KPa (40 mbar) fornece um agente de formação de creme melhorado moldado com um teor de umidade de 4,5%. A umidade residual é removida através da secagem posterior a 50°C até 3%. O tamanho médio das partículas de gordura é D(0,5)=1,11 u.m. Para os detalhes adicionais do processamento ver a Tabela 2.
C) Extrusão da Formulação 2 em 1 (agente de formação de creme e açúcar):
40kg/h de emulsão junto com 48 kg/h de uma matriz sólida com a composição de 65,9% de Maltodextrina DE 29, 0,80% de éster de açúcar Ryoto P-1670 e 33,3% de açúcar são misturados em uma extrusora e ao mesmo tempo aquecidos até 84° na placa de molde. A expansão a vácuo de 4 KPa (40 mbar) fornece uma 2 em 1 moldada com um teor de umidade de 2,8%. O tamanho médio das partículas de gordura é D(0,5)=0,693 um. Para os detalhes adicionais do processamento ver a Tabela 2.
D) Extrusão da Formulação 3 em 1 (agente de formação de creme, açúcar e café):
22kg/h de emulsão 1 junto com 70 kg/h de uma matriz sólida com a composição de 21,0% de Maltodextrina DE 29, 1,2% de éster de açúcar Ryoto P-1670, 64,8% de açúcar e 13,0% de pó de Café são misturados em uma extrusora e ao mesmo tempo aquecidos até 107° na placa de molde. A expansão a vácuo de 2,3 KPa (23 mbar) fornece uma 3 em 1 moldada com um teor de umidade de 2,1%. Para os detalhes adicionais do processamento ver a Tabela 2.
O tamanho médio das partículas de gordura é D(0,5)= 0,832 fim.Uma medida para a ocorrência de glóbulos de gordura é a gordura livre (LI, gordura que pode ser extraída a frio). Para a 3 em 1 extrusada é de aproximadamente 7,8%.
Exemplo 2 - Produto sólido adequado como um agente de formação de creme sem base no leite Formulação da Emulsão:
Fase de Gordura: Fase de água:
420 g de Gordura Palmkernel 45-46 160 g de Água
2 g de Panodan 6,5 g de Na3Citrato
3 g de Dimodan 6,5 g de Hexametafosfa-
to de Sódio 30,8 g de Caseinato de Sódio
Preparação da Fase de Gordura: A gordura Palmkernel 45 é fundida e misturada junto com Panodan 165 e Dimodan a 65°C. Então, o caseinato de sódio, preferencialmente peneirado através de uma peneira de 1 mm, é adicionado na fase de gordura mantendo a ação de agitação. É obtida uma suspensão amarela.
Preparação da Fase de Água: A água é aquecida a 65°C, os sais tamponantes são dissolvidos e agitados durante 10 min.
Preparação da Emulsão: A fase de gordura é adicionada na fase de água sob agitação suave até toda gordura/case inato ser incorporado. Aumento na viscosidade. A pré-emulsão é agitada durante mais 5 min antes da etapa final de homogeneização. A emulsão final é obtida através do pré-aquecimento a 95°C e da homogeneização em vários estágios a 85°C e 30 MPa (300 bar) totais. É obtida uma emulsão altamente viscosa e bombeada diretamente na extrusora.
Extrusão da Formulação do Agente de Formação de Creme:
37 kg/h de emulsão junto com 49 kg/h de uma matriz sólida com a composição de 97,1% de Maltodextrina DE 29, 0,90% de éster de açúcar Ryoto P-1670 e 2,0% de Fosfato de Potássio dibásico são misturados em uma extrusora e ao mesmo tempo aquecidos até 110° na placa de molde. Aexpansão a vácuo de 1KPa (10 mbar) fornece um agente de formação de creme melhorado moldado com um teor de umidade de 5,5%. A umidade residual é removida através da secagem posterior a 50°C até 3%. O tamanho médio das partículas de gordura é D(0,5) = 1,29 |im. Para os detalhes adicionais do processamento ver a Tabela 2.
Exemplo 3 - Produto sólido adequado como um agente de formação de creme à base de leite Formulação da Emulsão:
Fase de gordura: Fase de água:
420 g de gordura Palmkernel 45-46 160 g de Água
2 g de Panodan 6,5 g de Na3Citrato
3 g de Dimodan 6,5 g de Hexametafosfato de Sódio
100 g de leite em Pó de Manteiga Doce
Preparação da Fase de Gordura: A gordura Palmkernel é fundida e misturada junto com Panodan 165 e Dimodan a 65°C. É obtida uma solução amarela.
Preparação da Fase de Água: A água é aquecida a 65°C, os sais tampoantes e leite em pó de manteiga doce são dissolvidos e agitados durante 15 min.
Preparação da Emulsão: A fase de gordura é adicionada na fase de água sob agitação vigorosa até toda a gordura ser incorporada. Aumento da viscosidade. A pré-emulsão é agitada durante mais 5 min antes da etapa final de homogeneixação. A emulsão final é obtida através do pré-aquecimento a 95°C e da homogeneização em vários estágios a 85°C e 30 MPa (300 bar) totais. Uma emulsão altamente viscosa é obtida e bombeada diretamente na extrusora. Extrusão do Produto Final:
37kg/h de emulsão junto com 40 kg/h de uma matriz sólida com a composição de 97,1% de Maltodextrina DE 29, 0,880% de éster de açúcar Ryoto P-1670 e 2,0% de K2HP04 são misturados em uma extrusora e ao mesmo tempo aquecidos até 117° na placa de molde. A expansão a vácuode 4,5 KPa (45 mbar) fornece um agente de formação de creme melhorado moldado com um teor de umidade de 6%. A umidade residual é removida através da secagem posterior a 50°C até 3%. O tamanho médio das partículas de gordura é D(0,5) = 1,63 |a.m. Tabela 2
<table>table see original document page 20</column></row><table>Durante o estudo, condições operacionais muito diferentes foram testadas algumas delas resultando na inversão completa das fases. É especialmente importante o perfil de temperatura do barril: Temperaturas no e abaixo do ponto de fusão da gordura sempre resultaram na separação do óleo; os melhores produtos foram obtidos até agora a temperaturas bem a-cimade100°C.
Exemplo 4 - Estrutura do ar aprisionado nos produtos sólidos extrusados de acordo com a invençãoUm agente de formação de creme sem base no leite preparado através da extrusão de acordo com a invenção foi investigado por microsco-pia confocal semi-invasiva. O espécime foi polido a fim de adquirir uma superfície plana e limpo utilizando ar pressurizado. A superfície foi corada com uma pequena gota de uma solução de vermelho do Nilo em etanol.
O agente de formação de creme tinha um conteúdo de gordura e de água como a seguir: Ext. 3: água 6,55 %, gordura 32,07% p/p
A estrutura do ar no agente de formação de creme extrusado sem base no leite é mostrada na figura 2. A microscopia confocal é feita em um aumento baixo.
Exemplo 5 - Exemplo comparativo: um produto sólido não adequado para uso como um agente de formação de creme sem base no leite Formulação da Emulsão:
Fase de Gordura: Fase de Água:
340 g de Gordura Palmkernel 45-46 120 g de Água 5,0 g de Panodan 165 6,5 g de K2HP04
6,5 g de Na3Citrato 6,5 g de Hexametafosfato de sódio
Preparação da Fase de Gordura: A gordura Palmkernel 45 é fundida e misturada junto com Panodan 165 a 65°C.
Preparação da Fase de Água: A água é aquecida a 65°C, os sais tamponantes são dissolvidos e agitados durante 10 min.
Preparação da Emulsão: A fase de gordura é adicionada na fase de água sob agitação vigorosa até toda a gordura ser incorporada. Aumento da viscosidade. A pré-emulsão é agitada durante mais 5 min antes da etapa final de homogeneização. A distribuição final do tamanho de partícula é atingida através do bombeamento da emulsão através de um Supratron (princípio de estator rotor). Uma emulsão altamente viscosa é obtida e armazenada a 65°C pronta para ser utilizada para a extrusão. O conteúdo de matéria seca é de aproximadamente 80% e o conteúdo de gordura é de aproximada-mente 75% (em DM).
Extrusão da Formulação do Agente de Formação de Creme:
35 kg/h de emulsão junto com 35 kg/h de uma matriz sólida com a composição de 98,8% de Maltodextrina DE 40 e 1,2% de Panodan 165 são misturados em uma extrusora e ao mesmo tempo aquecidos até 77° na placa de molde. A temperatura dos barris partindo da zona de alimentação foi ajustada em 15 / 40 / 85 / 85°C. O agente de formação de creme extrusa-do era solúvel em café quente, entretanto, uma grande quantidade de óleo se separou criando grandes gotículas de óleo sobre a superfície da bebida.