CN101039592A - 非碳水化合物发泡组合物及其制备方法 - Google Patents

非碳水化合物发泡组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

发泡组合物，其包括粉末状无碳水化合物可溶组合物，该可溶组合物包含蛋白颗粒，所述蛋白颗粒有大量含有截留的加压气体的内部空隙。在一种形式中，以如下方法形成所述发泡组合物，在加热所述颗粒至至少玻璃化转变温度的温度之前或同时使所述颗粒经受超过大气压的外部气体压力，且然后，在以可有效将加压气体截留在所述内部空隙里的方式释放外部压力之前或同时，将所述颗粒冷却至低于所述玻璃化转变温度的温度。

Description

非碳水化合物发泡组合物及其制备方法
发明领域
【001】本发明涉及可溶的发泡组合物，并且尤其是，含有加压气体的无碳水化合物发泡蛋白组合物。
发明背景
【002】一些常规制备的食品包含泡沫或泡沫状物。例如，卡普契诺咖啡、牛奶冰淇淋和一些汤会有泡沫或泡沫状物。虽然一些消费者会优先考虑常规制备的食品，但其他消费者越来越要求消费者制备的速溶食物替代物的方便性。为了适应消费者的喜好，制造商通过开发与常规制备的食品有相同或相似特征的速溶食品，已经从方便的速溶食物产品开发了速溶食品，所述速溶食品为消费者提供他们要求的食物产品。制造商的一项挑战是如何从速溶食品生产有泡沫或泡沫状物的食物产品。
【003】用于制备有泡沫或泡沫状物的速溶食物产品的一种现有解决方案是，通过在液体中重构后产生泡沫状物的粉末状发泡组合物的使用。发泡粉末组合物已经用于赋予广泛多样的食物和饮料泡沫或泡沫状物质地。例如，当与水、乳或其它合适的液体结合时，发泡组合物已经用于赋予速溶卡普契诺咖啡和其它咖啡混合物、速溶凉爽饮料混合物、速溶汤混合物、速溶牛奶冰淇淋混合物、速溶甜食浇头、速溶沙司、热或冷谷类等等泡沫或泡沫状物质地。
【004】能用于赋予泡沫或泡沫状物的注射气体的发泡乳脂替代品(creamer)的一些实例公开于美国专利No.4,438,147和EP0458310。更最近，美国专利No.6,129,943公开了通过将气化碳水化合物与蛋白和脂质相结合产生的发泡乳脂替代品。使用这种技术，可能在喷雾干燥之前消除液体乳脂替代品组合物的气体注射。
【005】EP 0 813 815 B1公开了发泡乳脂替代品组合物，该组合物是注射气体的发泡乳脂替代品，或是包含含有超过20重量％蛋白的化学充碳酸气组分的乳脂替代品。描述的粉末有作为基本成分的蛋白、脂质和填充材料，填充物特别是水溶性碳水化合物。获得搅打的奶油样有可舀性的紧密泡沫状物需要高含量蛋白。
【006】美国专利No.6,713,113提供了一种现有技术发泡组合物，该专利公开了包含含碳水化合物、蛋白和截留的加压气体的基质的粉末状可溶发泡组分。然而，含有碳水化合物和蛋白两者的粉末状组分对非氧化性褐变反应易感，该反应能对包装的食物产品的外观、味道和保存期限产生不利影响。这些复杂的化学反应在蛋白和碳水化合物(尤其是还原糖)之间发生，以形成能使食品严重脱色并减少食品味道品质的聚合色素。已经发现无需使用碳水化合物和蛋白组分两者就可以制备含有截留的加压气体的高效发泡组合物。褐变反应可在通常用于食物加工的高温下非常快速地发生，并且对褐变反应的易感性可限制用于生产上述现有技术中公开的类型的发泡组合物的加热条件的范围。
【007】正如WO-A-2004/019699中描述的，可能的解决方案可能是基本上仅含蛋白组合物的使用。然而，蛋白的使用自身也提出一些问题。更重要的是，在公开的专利申请中没有一个公开的实例无碳水化合物。
【008】美国专利No.6,168,819描述了含有蛋白、脂质和载体的颗粒状乳脂替代品，其中多于50重量％的蛋白是部分变性的乳清蛋白，部分变性的乳清蛋白有40％～90％发生变性。乳脂替代品的总蛋白含量是3～30重量％，优选10～15重量％。乳脂替代品特别适合发泡乳脂替代品组合物。当将发泡乳脂替代品组合物添加到煮好的热咖啡饮料中时，其产生大量奶油状的半固体泡沫状物。
【009】美国专利No.6,174,557描述了速溶颗粒干燥混合组合物，其产生有在水中重构后具有大理石状外观的表面泡沫状物的卡普契诺咖啡饮料。通过使咖啡提取物脱气且随后冷冻干燥咖啡提取物以产生有快速溶解的外表面层和缓慢溶解的大内核层的颗粒，来制备干燥混合组合物。产物有至少0.3g/cc的密度。
【0010】美国专利公开No.2003/0026836公开了形成基于碳水化合物的药物或食物的片剂或粉末的方法，其包括使含有饮料基质如可溶咖啡、泡沫状物粉末、糖和乳脂替代品的片剂或粉末经受一定的压力和温度，以生产与水接触后溶解性或可分散性增加的片剂或粉末。另外，公开了通过使片剂或粉末经受加压气体，以便使气体截留其中以促进片剂或粉末与水接触后的溶解或分散，来促进片剂或非泡沫粉末的溶解或分散的方法。值得注意的是，其中提供的可溶组合物的所有实例都是含有碳水化合物的粉末或片剂组合物。在其中的工作实施例中证明了含有截留的气体的片剂的改善的溶解性。然而，在其中任何工作实施例中都没有证明发泡或非发泡、含有截留的气体的粉末的改善的溶解性或可分散性。更重要的是，这一参考文献没有公开含有加压气体的可溶组合物，也没有公开制备含有加压气体的可溶组合物的方法。
【0011】现有发泡添加剂和许多现有产品的缺点是存在蛋白和碳水化合物两者。更重要的是，即使涉及形成基本上仅含蛋白的组合物的技术，如WO-A-2004/019699，也没有公开无碳水化合物的工作实施例。事实上，相关的现有技术没有一种公开了工作实施例或任何对实践无碳水化合物的发泡蛋白组合物的还原。其中形成了所有其中公开的工作实施例基础的WO-A-2004/019699的发泡组合物含有5重量％水平的甘油碳水化合物。事实上，相关的现有技术中没有一种公开工作实施例或任何对实践无蛋白的发泡碳水化合物组合物的还原。
【0012】蛋白可与碳水化合物反应，尤其当加热的时候。大多数时间这些(美拉)反应导致不希望的着色和/或走味的形成。当产品在较高的温度下保持一段时间时，通常在加工或制备的过程中发生这种类型的反应，并且如果在较高温度下保持延长的时间，则经常发生这种类型的反应。在上文讨论的资料中描述的产品制备方法的大多数中，并且尤其是在美国专利No.6,168,819描述的制备方法中，在升高的温度下将延长的时间用于气化粉末。
【0013】更进一步，由于现有发泡咖啡添加剂包括碳水化合物组分和蛋白组分两者，所以希望避免这两种组分的一种的限制饮食的人将不能消费包括任何现有添加剂的饮料。
【0014】虽然发泡咖啡添加剂是可用的，但是仍然需要粉末状无碳水化合物可溶发泡组合物，该组合物在重构后显示出真正的卡普契诺咖啡饮料鉴赏家所需的泡沫特征。例如，现有含有发泡添加剂的所得卡普契诺咖啡饮料缺乏充足的泡沫状物，泡沫状物很快消散或存在两者的组合。此外，相关的现有技术中没有一种公开了工作实施例或任何对实践无碳水化合物的发泡蛋白组合物的还原。
发明概述
【0015】本发明涉及非碳水化合物，即，无碳水化合物的发泡组合物，该发泡组合物提供卓越的对褐变的抗性，并且可提供额外的优点。例如，无碳水化合物的发泡组合物能支持低碳水化合物膳食。此外，改良的发泡组合物能应用于广泛多样的热和冷饮料混合物和其他提供泡沫或泡沫状物质地的速溶食物产品中。
【0016】在其一种形式中，本发明涉及含粉末状无碳水化合物的可溶组合物的发泡组合物，该可溶组合物包含蛋白颗粒，所述蛋白颗粒有大量含有截留的加压气体的内部空隙。在进一步可替代的形式中，当可溶组合物溶于液体中时，每克组合物释放至少大约2cc或者至少大约5cc气体，并且可溶组合物选自乳蛋白、大豆蛋白、卵蛋白、明胶、胶原、乳清蛋白及其混合物。仍在进一步的形式中，组合物可以包括如无机酸或有机酸盐的缓冲剂。
【0017】在其另一种形式中，本发明涉及含有无碳水化合物的可溶发泡颗粒的发泡组合物，所述颗粒包含蛋白并且有大量包含截留的加压气体的内部空隙。以如下方法形成发泡组合物，在加热颗粒至至少玻璃化转变温度(Tg)的温度之前或同时使颗粒经受超过大气压的外部气体压力，且然后，在以可有效将加压气体截留在内部空隙里的方式释放外部气压之前或同时，将颗粒冷却至低于Tg的温度。
【0018】在其另一种形式中，本发明涉及含有无碳水化合物可溶发泡组合物的可溶性可消费食物产品，所述组合物包含蛋白颗粒，所述颗粒有大量包含截留的加压气体的内部空隙。在各种进一步的形式中，可溶食物产品可以包括饮料混合物，如咖啡、可可或茶，例如速溶咖啡、可可或茶，或可溶性可消费产品可以包括速溶食物产品，如速溶甜食产品、速溶干酪产品、速溶谷类产品、速溶汤产品和速溶浇头产品。
【0019】本发明在其另一种形式中涉及制备发泡组合物的方法，其中所述方法包括加热包括蛋白的有内部空隙的无碳水化合物可溶发泡颗粒。将超过大气压的外部压力应用于无碳水化合物可溶发泡颗粒。冷却无碳水化合物可溶发泡颗粒，并释放外部气体压力，借此导致加压气体保留在内部空隙内。在进一步可替代形式中，在加热颗粒之前应用外部压力或在加热颗粒的同时应用外部压力。
优选实施方案详述
【0020】能用于配制无碳水化合物粉末的成分包括蛋白、脂质和其它无碳水化合物的物质。优选蛋白且包括，但不限于乳蛋白、大豆蛋白、卵蛋白、明胶、胶原、小麦蛋白和水解的蛋白。适合的水解的蛋白包括水解的明胶、水解的胶原、水解的酪蛋白、水解的乳清蛋白、水解的乳蛋白、水解的大豆蛋白、水解的卵蛋白、水解的小麦蛋白和氨基酸。选择蛋白或蛋白混合物从而使发泡组合物结构足够强，以致于能够保持在压力下封闭的气体。
【0021】优选水解的明胶，这是由于其优秀的化学和物理性质。它不仅提供了卓越的气体截留特征、发泡性和味道，而且也完全无碳水化合物，并且进一步，不像上述列出的其它蛋白来源，其是非变应性的。作为水解的明胶的替代物，可以使用明胶。相应地，水解的明胶或明胶的使用对制备含有截留的加压气体的发泡组合物是有利的。
【0022】既无蛋白也无碳水化合物的食物成分可与蛋白组合使用，并且可以包括但不限于，有机和无机盐、表面活性剂、乳化剂、植物化学制品、营养添加剂、流动试剂、人造增甜剂、防腐剂、着色剂和一些食用香料。脂质包括但不限于，脂肪、油、氢化油、酯交换的油、磷脂和来自植物、乳制品或动物来源的脂肪酸和其级分或混合物。脂质也可以选自蜡、固醇、植物固醇(stanol)、萜和其级分或混合物。可能的乳化剂实例包括选自Tween 20(聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯)、SSL(硬脂酰-2-乳酸钠)或蔗糖酯的乳化剂。
【0023】能通过任何可有效提供有大量能截留加压气体的内部空隙的颗粒结构的方法生产本发明的粉末状可溶无碳水化合物发泡成分。常规的水溶液的注射气体喷雾干燥是制备这些粉末状可溶发泡组合物的优选方法，但是粉末熔化物的注射气体的挤出也是合适的方法。无气体注射的喷雾干燥一般地生产有相对小内部空隙体积的颗粒，但是这种较不优选的方法也用于制备有合适内部空隙体积的无碳水化合物的发泡组合物。优选氮气，但其它任何食物级气体都可用于气体注射，包括空气、二氧化碳、一氧化二氮或其混合物。
【0024】术语“截留的加压气体”意思是具有比大气压更大压力的气体存在于发泡组合物结构中，并且在没有打开粉末结构的情况下不能离开这种结构。优选，大多数存在于发泡组合物结构中的加压气体物理地含在粉末结构的内部空隙里。根据本发明适合使用的气体可选自氮、二氧化碳、一氧化二氮、空气或其混合物。优选氮，但其它任何食物级气体都能用于将加压气体截留在粉末结构内。
【0025】术语“结构”、“颗粒结构”、“微粒结构”或“粉末结构”意思是结构含大量接近大气压的密闭内部空隙。这些空隙能容纳大体积截留的加压气体，所述气体在该结构溶于液体以产生泡沫状物后作为气泡释放。
【0026】术语“粉末状可溶发泡组合物”、“粉末状发泡组合物”、或“发泡组合物”意思是任何在液体中，且尤其是在水性液体中，可溶的或可崩解且与所述液体接触后形成泡沫或泡沫状物的粉末。
【0027】术语“无碳水化合物”或“非碳水化合物”意思是在发泡组合物的制剂中，在最大的实用程度上有目的且有准备地避免含任何大量碳水化合物的物质。因此，本发明的无碳水化合物发泡组合物事实上无或没有碳水化合物，并且基本上含有少于1％且一般地少于约0.5％的碳水化合物。本发明优选的无碳水化合物组合物是无碳水化合物的。在此处实例中公开的水解的明胶发泡组合物无碳水化合物。
【0028】重量百分数基于最终粉末状发泡组合物的重量，除非另外指明。
【0029】术语“乳化剂”意思是任何有油或气体乳化性质、具有乳化性质且不是蛋白的表面活性化合物，该油或气体乳化性质与本发明中粉末的最终用途相一致。
【0030】在关于非碳水化合物蛋白发泡组合物中使用的术语“基本上100％蛋白”意思是组合物基本上全部是蛋白，其中仅具有在干燥基础上小于1％的痕量非蛋白成分。发泡组合物可以有0～15％、一般1～10％、更一般2～5％的水分含量，和0～0.5、一般0.05～0.4且更一般0.1～0.3的水活度。
【0031】根据本发明的发泡组合物的优点是与适合的液体接触后形成一定量泡沫状物，当用于配制速溶卡普契诺咖啡混合物或其它产品时，所述泡沫状物提供所需的颜色、口感、密度、质地和稳定性。由于它不含碳水化合物，所以与蛋白/碳水化合物混合物相关的不良副作用，如美拉反应和/或蛋白和其它成分之间的反应，不发生或至少被降低。
【0032】任选用一种或多种表面活性剂来配制本发明所述的发泡成分组合物，以改善气泡的形成和在喷雾干燥或挤出过程中内部空隙的产生。在适当水平上合适的表面活性剂的使用能用于影响截留的气体可用的内部空隙的相对大小、数目和体积。由于大多数食物蛋白是天然具有表面活性的，所以可用合适的内部空隙体积而无需表面活性剂来制备合适的含有蛋白的无碳水化合物组合物。表面活性剂包括食物核定的乳化剂，如聚山梨醇酯80、蔗糖酯、硬脂酰乳酸、甘油单酯/甘油二酯、二乙酰酒石酸的单/二甘油酯和磷脂。
【0033】利用一种或多种缓冲剂配制本发明中基于蛋白的无碳水化合物发泡组合物可用于促进喷雾干燥和在液体中的重构。用于本发明的优选缓冲剂是有机或无机酸盐。缓冲剂增加了在发泡组合物中的蛋白的缓冲能力，以改善在某种产品应用如酸性饮料中对聚集或变性的抗性。最优选的缓冲剂是有机酸的钠盐和钾盐。合适的缓冲剂包括但不限于，柠檬酸、苹果酸、反丁烯二酸和磷酸的钠、钾、钙和镁盐。
【0034】用于截留加压气体以制备本发明中发泡组合物的粉末在经受外部气体压力之前，堆积密度和堆密度范围是0.1～0.7g/cc，一般是0.2～0.6g/cc，骨架密度范围是0.3～1.6g/cc，一般是0.4～1.5g/cc，真密度为1.2～1.6g/cc，且内部空隙体积范围为5～80％，一般是10～75％。一般优选有相对大的内部空隙体积的粉末，这是因为它们更强的截留气体的能力。合适的内部空隙体积为至少大约10％，优选至少大约30％，并且更优选至少大约50％。粉末的玻璃化转变温度为30～150℃，一般为40～125℃并且更一般为50～100℃。粉末的水分含量为0～15％，一般为1～10％，更一般为2～5％，并且水活度为0～0.5，一般为0.05～0.4，并且更一般为0.1～0.3。
【0035】当由漏斗倾倒入量筒时，通过测量给定重量(g)的材料所占的体积(cc)来测定堆积密度(g/cc)。堆密度(g/cc)是通过如下方法测定的，将粉末倒入量筒，振动量筒直至粉末沉降至它的最低体积，记录体积，称量粉末，并将重量除以体积。骨架密度(g/cc)是通过如下方法测定的，用氦比重瓶(Micromeritics AccuPyc 1330)测量称量好量的粉末的体积，并将重量除以体积。骨架密度是密度量度，其包括在对大气密闭的颗粒中存在的任何空隙的体积，且排除在颗粒之间的间隙体积，和在对大气开放的颗粒中存在的任何空隙的体积。也从测量用研钵和研杵研磨以去除或对大气打开所有的内部空隙后粉末的骨架密度得到密闭空隙的体积，在此称为内部空隙。这种骨架密度，在此称为真密度(g/cc)，是仅含有粉末的固体物质的真实密度。通过如下方法测定内部空隙体积(％)，即包含在含有粉末的颗粒中的密闭内部空隙的体积百分比，通过从骨架密度的倒数(cc/g)中减去真密度的倒数(cc/g)，然后再用骨架密度(g/cc)和100％乘以该差值。
【0036】玻璃化转变温度标记了以粉末组合物从坚硬的玻璃化状态转变成柔软的橡胶化状态为特征的第二阶段的变化。一般而言，在玻璃化转变温度或高于此温度下，材料中气体的溶解性和扩散速率更高。玻璃化转变温度依赖于化学组成和湿度水平，并且，一般而言，较低的平均分子量和/或较高的湿度将降低玻璃化转变温度。用本领域的技术人员知道的任一种合适的方法，简单地分别减少或增加粉末的水分含量，就可以有意识地升高或降低玻璃化转变温度。玻璃化转变温度能用已确立的差示扫描量热法或热机械分析技术来进行测量。
【0037】通过在任何合适的压力容器中的压力下加热有合适颗粒结构的无碳水化合物粉末，并且通过快速释放压力或通过在减压之前冷却容器来冷却粉末，可制备本发明中包含截留的加压气体的新发泡组合物。优选的方法是在压力容器中密闭粉末并且用压缩气体加压，然后通过放置在预热的烤箱或浴室中，或用穿过内部线圈或外部套的电流或热流体的循环来加热压力容器，以使粉末的温度增加至高于玻璃化转变温度一段时间，在所述时间段可用加压气体有效填充颗粒里的内部空隙，然后通过放置于浴室中或通过冷流体循环，冷却含有粉末的仍加压的容器至大约室温，然后释放压力并且打开容器以复原发泡组合物。发泡组合物能用任何合适的方式分批生产或连续不断生产。本发明中含有大气压气体的新发泡组合物除了在低于粉末的玻璃化转变温度下进行加热外可以以同样的方式生产。
【0038】一般而言，粉末在20～200℃、优选40～175℃并且更优选60～150℃的温度范围内加热1～300分钟，优选5～200分钟，并且更优选10～150分钟。压力容器内部的压力范围是20～3000psi，优选100～2000psi，并且更优选300～1500psi。优选使用氮气，但是任何其他食物级的气体都能用于加压容器，包括空气、二氧化碳、一氧化二氮或其混合物。粉末气体含量和发泡能力通常随加工压力而增加。加热可引起传递给压力容器的初始压力显著增加。在加热期间在压力容器内部达到的最大压力可通过将初始压力乘以用开尔文温度单位表示的加热温度与初始温度的比率进行估计。例如，在25℃(298K)时将容器加压至1000psi，然后加热至120℃(393K)应该使压容力容器中的压力增加至约1300psi。
【0039】在Tg或以上的温度，颗粒气体含量和发泡能力随加工时间而增加，直至达到最大量。气化率通常随压力和温度的增加而增加，并且相对高的压力和/或高的温度可用于缩短加工时间。然而，增加温度至大大超过有效加工所需的温度可使粉末易于坍塌。当在更加优选的条件下进行气化的时候，粉末的粒度分布一般不有意义地发生改变。然而，当气化在更不优选的条件下进行时，如过度高的温度和/或长加工时间，可发生显著的颗粒附聚或结块。相信直到达到压力平衡或直到将粉末冷却至低于Tg，在加热过程中溶解在软化的气体可透过的固体物质中的气体才可扩散入内部空隙。因此，期望冷却的颗粒应该保留截留在内部空隙内的加压气体和溶解在固体物质中的气体。
【0040】当在Tg或以上温度下对粉末加压时，由于太薄弱以致于不能保留加压气体的颗粒结构的局部区域发生爆裂，所以在降压后在短时间内一些颗粒伴随着大声的破裂声发生爆炸是常见的。相反，当在低于Tg将粉末加压和减压时，颗粒爆炸和发生伴随较小声音和力量的任何爆炸是较不常常见的。然而，在降压后短时间内，这些颗粒产生微弱的爆音是常见的。通过在低于Tg的温度下加压，粉末的外观和堆积密度一般地不显著地发生改变，但是骨架密度和内部空隙体积一般地显著地发生改变。
【0041】当储存在低于Tg时，发泡组合物以良好稳定性保留加压的气体，其对水分的侵入有足够的保护作用。在室温下储存在密闭容器中的发泡组合物通常在很多月后表现很好。在低于Tg下加压的粉末不能长时间段地保留加压气体。然而，已惊讶地发现即使在丧失了加压气体后，在低于Tg下加压的喷雾干燥的粉末也比不加压的粉末一般产生显著更多泡沫。相信这种发泡能力有益的增加是由于在干燥过程中大气压力气体渗透入由水从颗粒中蒸发而形成的先前空的内部空隙中而引起的。已经发现可在室温下进行这种增加喷雾干燥的发泡组合物发泡能力的新方法，其具有卓越的结果。
【0042】根据本发明的实施方案制备的发泡组合物的堆积密度和堆密度范围为0.1～0.7g/cc，一般为0.2～0.6g/cc，骨架密度范围为0.3～1.6g/cc，一般为0.5～1.5g/cc，并且更一般为0.7～1.4g/cc，真密度范围为1.2～1.6g/cc，内部空隙体积范围为2～80％，一般为10～70％，并且更一般为20～60％，且包含的加压气体范围为20～3000psi，一般为100～2000psi，并且更一般为300～1500psi。作为参考点，大气压大约是在海平面15psi。在任何温度下的压力处理一般地增加骨架密度并且减少内部空隙体积。通过在低于Tg下的压力处理，堆积密度一般不显著地发生改变，但通过在高于Tg下的压力处理，堆积密度一般增加。由粉末组合物和包括处理时间、温度和压力的加工条件共同决定堆积密度、骨架密度和内部空隙体积的改变。含有截留的加压气体的粉末状发泡组合物通常具有大约1～5000微米大小的颗粒，一般为大约5～2000微米，并且更一般为大约10～1000微米。
【0043】优选在可溶饮料混合物中使用这些新发泡组合物，尤其是速溶咖啡和卡普契诺咖啡混合物。然而，它们能用于任何用液体再水化的速溶食物产品中。虽然这些发泡组合物一般地很好地溶于冷液体中以产生泡沫，但是溶解和发泡能力通常通过在热液体中重构而得到改善。应用包括速溶饮料、甜食、干酪粉末、谷类、汤、浇头粉末和其它产品。
【0044】包括下面的实施例以提供对本发明更好的理解，但决不限制其范围和宽度。
【0045】实施例1：获得了通过在无气体注射的情况下喷雾干燥水溶液生产的商业无碳水化合物(0.0％碳水化合物)水解的明胶粉末。99.2％干燥基础上的蛋白粉末具有浅黄色、0.45g/cc的堆积密度、0.54g/cc的堆密度、1.15g/cc的骨架密度、18％的内部空隙体积、1.41g/cc的真密度、70℃的Tg和大约6％的水分含量。将粉末加入速溶卡普契诺咖啡混合物中，其中使用重量比为大约1份粉末：1份可溶咖啡：2份糖：3份发泡乳脂替代品。用130ml 88℃在内径为65mm的250ml烧杯中重构大约13g卡普契诺咖啡混合物产生了完全覆盖在饮料表面到大约14mm高度的量的泡沫。
【0046】在不锈钢压力容器(75cc容量的气体取样量筒，WhiteyCorporation制造，用在此处所有实施例中)中，在1000psi用氮气在25℃下将6g无碳水化合物的粉末加压5分钟，且然后减压。用卡普契诺咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理将粉末的发泡能力增加了大约150％。由处理过的和未处理过的粉末促成了重构的饮料混合物泡沫密度和增加的泡沫容积的知识可用于估计每种粉末释放的气体的量(对室温和压力进行校正)。估计未经处理过的粉末每克粉末释放约2cc气体，而处理过的粉末每克粉末释放约5.5cc气体。减压后，粉末在短时间内产生微弱的爆音。处理过的粉末的堆积密度未发生改变，但骨架密度增加至1.24g/cc，并且内部空隙体积减少至12％，从而表明为了增加发泡能力，加压和/或减压的力量对大气打开了在颗粒脱水过程中形成的先前空的内部空隙的部分。即使一个星期后，处理过的粉末也保留了增加的发泡能力，这一事实支持了上述假设。
【0047】在1000psi用氮气对另外6g无碳水化合物粉末样品加压，在120℃的烤箱中加热15分钟，且然后在减压之前冷却至大约室温。处理使加压气体截留在粉末里并且许多颗粒在减压后短时间内爆炸。处理过的粉末具有浅黄色、0.54g/cc的堆密度、1.28g/cc的骨架密度和9％的内部空隙体积。用卡普契诺咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理使粉末的发泡能力增加了超过2倍，从而使释放的气体量从每克粉末约2cc气体增加到每克粉末约5.5cc气体。
【0048】在1000psi用氮气对另外6g无碳水化合物粉末样品加压，在120℃的烤箱中加热30分钟，且然后在减压之前冷却至大约室温。处理使加压气体截留在粉末里，并且许多颗粒在减压后短时间内爆炸。处理过的粉末具有浅黄色、0.54g/cc的堆密度、1.33g/cc的骨架密度和6％的内部空隙体积。用卡普契诺咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理使粉末的发泡能力增加了超过4倍，从而使释放的气体量从每克粉末大约2cc气体增加到每克粉末大约9cc气体。
【0049】在1000psi用氮气对另外6g无碳水化合物粉末样品加压，在120℃的烤箱中加热60分钟，且然后在减压之前冷却至大约室温。处理使加压气体截留在粉末里，并且相对更大比例的颗粒在减压后短时间内爆炸。处理过的粉末具有浅黄色、0.52g/cc的堆密度、1.28g/cc的骨架密度和9％的内部空隙体积。用卡普契诺咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理使粉末的发泡能力增加了超过6倍，从而使释放的气体量从每克粉末大约2cc气体增加到每克粉末大约12.5cc气体。所有卡普契诺咖啡饮料都具有卓越的味道。
【0050】实施例2：获得了通过在无气体注射的情况下喷雾干燥水溶液生产的商业无碳水化合物(约0.1％残余乳糖)水解的酪蛋白酸钠粉末。94.5％干燥基础上的蛋白粉末具有浅黄色、纯净的乳气味和味道、0.27g/cc的堆积密度、0.45g/cc的堆密度、1.28g/cc的骨架密度、7％的内部空隙体积、1.37g/cc的真密度、69℃的Tg和大约4％的水分含量。该粉末在速溶增甜的咖啡混合物中的使用，当大约11g混合物在内径为65mm的250ml烧杯中用130ml 88℃的水重构时，产生了完全覆盖在饮料的表面到大约5mm的高度的量的泡沫，其中使用的重量比为大约3份粉末：1份可溶咖啡：2份糖。
【0051】在压力容器中，在1000psi用氮气于25℃对6g无碳水化合物粉末加压5分钟，且然后减压。用增甜的咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理将粉末的发泡能力增加了大约65％。由处理过的和未处理过的粉末促成了重构的饮料混合物泡沫密度和增加的泡沫容积的知识可用于估计每种粉末释放的气体的量(对室温和压力进行校正)。估计未处理过的粉末每克粉末释放约1.25cc气体，而处理过的粉末每克粉末释放约2cc气体。减压后，粉末在短时间内产生微弱的爆音。处理过的粉末的堆积密度和骨架密度不可测量地发生改变，但增加的发泡能力显示加压和/或减压的力量打开了在颗粒脱水过程中形成的先前空的内部空隙的部分。
【0052】在1000psi用氮气对另外6g无碳水化合物粉末样品加压，在120℃的烤箱中加热15分钟，且然后在减压之前冷却至大约室温。处理使加压气体截留在粉末里，并且在没有可见的颗粒爆炸的情况下在减压后短时间内产生了微弱的爆音。处理过的粉末具有浅黄色、0.43g/cc的堆密度、1.28g/cc的骨架密度和7％的内部空隙体积。用增甜的咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理使粉末的发泡能力增加了超过3倍，从而使释放的气体量从每克粉末大约1.25cc气体增加到每克粉末大约4.5cc气体。
【0053】在1000psi用氮气对另外6g无碳水化合物粉末样品加压，在120℃的烤箱中加热30分钟，且然后在减压之前冷却至大约室温。处理使加压气体截留在粉末里，并且在没有可见的颗粒爆炸的情况下在减压后短时间内产生了微弱的爆音。处理过的粉末具有浅黄色、0.44g/cc的堆密度、1.30g/cc的骨架密度和5％的内部空隙体积。用增甜的咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理使粉末的发泡能力增加了超过8倍，从而使释放的气体量从每克粉末大约1.25cc气体增加到每克粉末大约10.5cc气体。
【0054】在1000psi用氮气对另外6g无碳水化合物粉末样品加压，在120℃的烤箱中加热60分钟，且然后在减压之前冷却至大约室温。处理使加压气体截留在粉末里，并且在没有可见的颗粒爆炸的情况下在减压后短时间内产生了微弱的爆音。处理过的粉末具有浅黄色、0.43g/cc的堆密度、1.32g/cc的骨架密度和4％的内部空隙体积。用增甜的咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理使粉末的发泡能力增加了10倍，从而使释放的气体量从每克粉末大约1.25cc气体增加到每克粉末大约12.5cc气体。所有增甜的咖啡饮料都有卓越的纯净乳状味道和气味。
【0055】实施例3：将实施例1中另外5g未处理过的无碳水化合物粉末样品与28g Swiss Miss热可可混合物混合。在内径为65mm的250ml烧杯中，用180ml 90℃重构混合物，以产生被大约7mm高度的泡沫完全覆盖的大约60mm高度的热可可饮料。用实施例1中在120℃下加压60分钟的处理过的粉末的等重量的另一种样品替换未处理过的粉末。以同样方式重构混合物产生了被大约16mm高度的泡沫完全覆盖的大约60mm高度的饮料。由处理过的和未处理过的粉末产生的泡沫有奶油状质地和小气泡尺寸，但仅仅含有处理过的粉末的混合物在重构时产生破裂声。不添加处理过的或未处理过的粉末，在热可可饮料中产生仅大约5mm高度的泡沫的连续层。所有热可可饮料都有卓越的味道。
【0056】实施例4：将实施例1中另外5g未处理过的无碳水化合物粉末样品与13g LiptonCup-a-Soup混合。在内径为65mm的250ml烧杯中，用180ml 90℃水重构该混合物，以产生被大约5mm高度的泡沫完全覆盖的60mm高度的热汤。用实施例1中在120℃下加压60分钟的处理过的粉末的等重量的另一种样品替换未处理过的粉末。以同样方式重构混合物产生了被大约15mm高度的泡沫完全覆盖的大约60mm高度的热汤。由处理过的和未处理过的粉末产生的泡沫有奶油状质地和小气泡尺寸，但仅仅含有处理过的粉末的混合物在重构时产生破裂声。不添加处理过的或未处理过的粉末，在热汤中不产生显著量的泡沫。所有热汤都有卓越的味道。
【0057】实施例5：将实施例l中另外10g未处理过的无碳水化合物粉末样品与17g糖增甜的樱桃风味的Kool-Aid牌软饮料混合物混合，并且在内径为72mm的400ml烧杯中，用240ml冷水重构，以产生被大约5mm高度的白色泡沫完全覆盖的65mm高度的冷红色饮料。用实施例l中在120℃下加压60分钟处理过的粉末的等重量的另一种样品替换未处理过的粉末。以同样方式重构混合物产生了被大约13mm高度的白泡沫完全覆盖的大约65mm高度的饮料。由处理过的和未处理过的粉末产生的泡沫有奶油状质地和小气泡尺寸，但仅含有处理过的粉末的混合物在重构时产生破裂声。不添加处理过的或未处理过的粉末，在饮料中无泡沫产生。所有调味的饮料都有卓越的味道。
【0058】实施例6：将实施例1中另外5g在120℃下加压60分钟处理过的无碳水化合物粉末样品与15g脱脂奶粉和10g糖混合。在内径为54mm的150ml烧杯中，用20ml 5℃的水重构该混合物，并且用勺子搅拌至溶解。产生了大约35mm高度的有稠的、奶油状、搅打样、充气质地的冷的无脂肪甜食浇头。用实施例1中未处理过的粉末的等重量的另一种样品替换处理过的粉末。以同样方式重构混合物产生了具有仅轻微充气质地的约25mm高度的浇头。以同样方式仅重构脱脂奶粉和糖的混合物，产生了无充气质地的大约20mm高度的无吸引力的过稀浇头。概括说，未处理过的粉末赋予浇头制剂大约25％体积膨胀量(overrun)并且稍微改善了质地，然而处理过的粉末赋予浇头制剂大约75％体积膨胀量并且大大地改善了质地。所有浇头都有卓越的味道。
【0059】实施例7：将实施例1中另外10g未处理过的无碳水化合物粉末样品与10g糖和2g可溶咖啡粉末混合。在内径为72mm的400ml烧杯中，用240ml冷脱脂乳重构该混合物，以产生被大约8mm高度的泡沫完全覆盖的大约65mm高度的冷卡普契诺咖啡饮料。用实施例1中在120℃下加压60分钟处理过的粉末的等重量的另一种样品替换未处理过的粉末。以同样方式重构混合物产生了被大约24mm高度的泡沫完全覆盖的大约60mm高度的饮料。由处理过和未处理过的粉末产生的泡沫有卡普契诺咖啡饮料特有的奶油状质地和小气泡尺寸，但仅仅含有处理过的粉末的混合物在重构时产生破裂声。不添加处理过的或未处理过的粉末，在冷卡普契诺咖啡饮料中不产生泡沫的连续覆盖。所有卡普契诺咖啡饮料都有卓越的味道。
【0060】实施例8：将实施例1中另外10g未处理过的无碳水化合物粉末样品与一包Kraftbrand Easy Macmacaroni提供的干酪粉末和干酪正餐混合。在碗中将水加入面食中，并且根据包装说明用微波烹饪。将含有未处理过的粉末的干酪粉末混合物添加到面食中，产生了有泡沫质地的干酪沙司。用实施例1中在120℃下加压60分钟处理过的粉末的等重量的另一种样品替换未处理过的粉末。以同样的方式将这种混合物添加到煮熟的面食中，产生了泡沫非常丰富质地的干酪沙司。仅仅含有处理过的粉末的干酪粉末混合物在重构时产生破裂声。不添加处理过的或未处理过的粉末，在干酪沙司中不产生显著程度的泡沫质地。所有干酪沙司都有卓越的口味。
【0061】实施例9：将实施例1中另外10g在120℃下加压60分钟处理过的无碳水化合物粉末样品与28g Quaker速溶燕麦片混合。在内径为72mm的400ml烧杯中，用120ml 90℃的水重构该混合物，并且用勺子搅拌以溶解粉末。产生了被大约13mm高度的浓稠奶油状的泡沫完全覆盖的大约40mm高度的热谷类。很容易将泡沫搅拌入谷类以产生丰富的、奶油状、充气的质地。很容易将泡沫搅拌入谷类以产生轻微充气的质地。用实施例1中未处理过的粉末的等重量的另一种样品替换处理过的粉末。以同样方式重构混合物产生了被大约3mm高度的泡沫完全覆盖的大约40mm高度的热谷类。以同样方式仅重构速溶燕麦片，产生了无泡沫且无充气质地的大约40mm高度的热谷类。仅含有处理过的粉末的燕麦片混合物在重构时产生破裂声。所有热速溶谷类都有卓越的味道。
【0062】比较实施例：向乳糖的50％水溶液和33DE葡萄糖浆固体(52％干燥基础)脱脂奶粉(47％干燥基础)和磷酸氢二钠(1％干燥基础)注射氮，并且进行喷雾干燥以产生含有碳水化合物和蛋白的粉末。该粉末具有浅黄色、纯净乳气味和味道、0.34g/cc的堆积密度、0.40g/cc的堆密度、0.71g/cc的骨架密度、52％的内部空隙体积、1.49g/cc的真密度、61℃的Tg和大约3％的水分含量。根据实施例2的方法使用速溶增甜的咖啡混合物中的粉末，当大约11g混合物在内径为65mm的250ml烧杯中用130ml 88℃的水重构时，产生了完全覆盖在饮料的表面到大约10mm的高度的量的泡沫。含有粉末的增甜的咖啡混合物有纯净的乳状味道。
【0063】在压力容器中，在1000psi用氮气于25℃对6g含碳水化合物和蛋白的粉末加压5分钟，然后减压。用增甜的咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理将粉末的发泡能力增加了大约160％。由处理过的和未处理过的粉末促成了重构的饮料混合物泡沫密度和增加的泡沫容积的知识可用于估计每种粉末释放的气体的量(对室温和压力进行校正)。估计未处理过的粉末每克粉末释放大约3.5cc气体，而处理过的粉末每克粉末释放大约8.5cc气体。减压后，粉末在短时间内产生微弱的爆音，推测是由于太薄弱以致于不能容纳加压气体的围绕扩散限制的开放空隙的壁发生爆裂造成的。处理过的粉末的堆积密度未发生改变，但骨架密度增加至0.75g/cc，并且内部空隙体积减少至50％，从而表明为了增加发泡能力，加压和/或减压的力量对大气打开了在颗粒脱水过程中形成的先前空的气泡的部分。即使一个星期后，处理过的粉末保留了增加的发泡能力，这一事实支持了上述假设。
【0064】在压力容器中，在1000psi用氮气对另外6g含碳水化合物和蛋白的粉末样品加压，在120℃的烤箱中加热15分钟，且然后在减压之前冷却至大约室温。处理使加压气体截留在粉末里，并且许多颗粒在减压后短时间内伴随破裂音发生爆炸。处理过的粉末具有浅黄色、煮熟的、涩的、加工的味道、0.45g/cc的堆密度、0.98g/cc的骨架密度和37％的内部空隙体积。用增甜的咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理使粉末的发泡能力增加了将近6倍，从而使释放的气体量从每克粉末大约3.5cc气体增加到每克粉末大约20cc气体。含有处理过粉末的增甜的咖啡混合物有不希望的煮熟的、涩的、加工的味道。
【0065】在压力容器中，在1000psi用氮气对另外6g含有碳水化合物和蛋白的粉末样品加压，在120℃的烤箱中加热30分钟，且然后在减压之前冷却至大约室温。处理使加压气体截留在粉末里，并且相对较大比例的颗粒在减压后短时间内爆炸。处理过的粉末具有暗黄色、焦糖化气味、辛涩的、涩的、加工的味道、0.44g/cc的堆密度、0.94g/cc的骨架密度和34％内部空隙体积。用增甜的咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理使粉末的发泡能力增加了5倍，使每克粉末释放的大约3.5cc气体的量增加到大约每克粉末17.5cc气体。含有处理过的粉末的增甜的咖啡混合物有不希望的辛涩的、涩的、加工的味道。
【0066】在压力容器中，在1000psi用氮气对另外6g含有碳水化合物和蛋白的粉末样品加压，在120℃的烤箱中加热60分钟，且然后在减压之前冷却至大约室温。处理使加压气体截留在粉末里并且相对甚至更大比例的颗粒在减压后短时间内伴随破裂声发生爆炸。处理过的粉末具有褐色、焦糖化气味、辛涩的、涩的、烧焦的味道、0.49g/cc的堆密度、0.98g/cc的骨架密度和37％的内部空隙体积。用增甜的咖啡混合物中等重量处理过的粉末替换未处理过的粉末，揭示处理使粉末的发泡能力增加了将近4倍，从而使释放的气体量从每克粉末大约3.5cc气体增加到每克粉末大约13.5cc气体。含有处理过的粉末的增甜的咖啡混合物有不希望的辛涩的、涩的、烧焦的味道。
【0067】尽管本发明已经就优选实施方案进行了相当详细的描述，但是显而易见的是，对本领域的技术人员很显然的是，在不脱离发明的精神和范围的情况下，本发明能够有很多修改和变化。

Claims (40)

1.发泡组合物，其包含：粉末状无碳水化合物的可溶组合物，该可溶组合物包含蛋白颗粒，所述蛋白颗粒有大量含有截留的加压气体的内部空隙。
2.权利要求1的发泡组合物，其中所述粉末状无碳水化合物的可溶组合物含有在干燥重量基础上大于94％的蛋白。
3.权利要求2的发泡组合物，其中所述粉末状无碳水化合物的可溶组合物含有在干燥重量基础上基本上100％的蛋白。
4.权利要求1的发泡组合物，其中当在环境条件下溶于液体中时，所述可溶组合物每克所述组合物释放至少2cc气体。
5.权利要求1的发泡组合物，其中当在环境条件下溶于液体中时，所述可溶组合物每克所述组合物释放至少5cc气体。
6.权利要求1的发泡组合物，其中所述可溶组合物选自乳蛋白、大豆蛋白、卵蛋白、明胶、胶原、小麦蛋白及其混合物。
7.权利要求6的发泡组合物，其中所述蛋白是水解的蛋白。
8.权利要求7的发泡组合物，其中所述水解的蛋白选自水解的明胶、水解的胶原、水解的酪蛋白、水解的乳清蛋白、水解的乳蛋白、水解的大豆蛋白、水解的卵蛋白、水解的小麦蛋白、氨基酸或其混合物。
9.权利要求7的发泡组合物，其中所述水解的蛋白包含水解的明胶。
10.权利要求1的发泡组合物，其中所述蛋白包含明胶。
11.权利要求1的发泡组合物，其中所述组合物进一步包含缓冲剂。
12.权利要求11的发泡组合物，其中所述缓冲剂是有机或无机酸盐。
13.权利要求12的发泡组合物，其中所述盐选自钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、柠檬酸盐、反丁烯二酸盐、苹果酸盐、磷酸盐或其混合物。
14.权利要求1的发泡组合物，其中所述可溶组合物进一步包含分散的脂肪。
15.发泡组合物，其包含：无碳水化合物的可溶发泡颗粒，所述颗粒含有蛋白且有大量含截留的加压气体的内部空隙，以如下方法形成所述颗粒，在加热所述颗粒至至少玻璃化转变温度的温度之前或同时使所述颗粒经受超过大气压的外部气体压力，且然后，在以可有效将所述加压气体截留在所述内部空隙里的方式释放外部气压之前或同时，将所述颗粒冷却至低于所述玻璃化转变温度的温度。
16.权利要求15的发泡组合物，其中所述粉末状无碳水化合物的可溶组合物含有在干燥重量基础上大于94％的蛋白。
17.权利要求16的发泡组合物，其中所述粉末状无碳水化合物的可溶组合物含有在干燥重量基础上基本上100％的蛋白。
18.权利要求15的发泡组合物，其中当在环境条件下溶于液体中时，所述可溶组合物每克所述组合物释放至少2cc气体。
19.权利要求18的发泡组合物，其中当在环境条件下溶于液体中时，所述可溶组合物每克所述组合物释放至少5cc气体。
20.可溶可消费食物产品，其含有无碳水化合物可溶发泡组合物，该组合物包含蛋白颗粒，该颗粒有大量含截留的加压气体的内部空隙。
21.权利要求20的可溶可消费食物产品，其中当在环境条件下溶于液体中时，所述气体以足够产生每克所述组合物至少大约5cc泡沫状物的量存在。
22.权利要求20的可溶可消费食物产品，其中所述食物产品包含选自速溶咖啡混合物、速溶可可混合物和速溶茶混合物的饮料混合物。
23.权利要求20的可溶可消费食物产品，其中所述无碳水化合物的可溶组合物含有在干燥重量基础上大于94％的蛋白。
24.权利要求23的可溶可消费食物产品，其中所述无碳水化合物的可溶组合物含有在干燥重量基础上基本上100％的蛋白。
25.权利要求23的可溶可消费食物产品，其中所述食物产品含有选自速溶咖啡混合物、速溶可可混合物和速溶茶混合物的饮料混合物。
26.权利要求24的可溶可消费食物产品，其中所述食物产品含有选自速溶咖啡混合物、速溶可可混合物和速溶茶混合物的饮料混合物。
27.根据权利要求22的可溶可消费食物产品，其中所述速溶咖啡混合物是速溶卡普契诺咖啡混合物。
28.可溶可消费食物产品20，其中所述可溶可消费食物产品含有选自甜食产品、速溶干酪产品、速溶谷类产品、速溶汤产品和速溶浇头产品的速溶食物。
29.制备发泡组合物的方法，所述方法包含：加热含蛋白且有内部空隙的无碳水化合物的可溶发泡颗粒；对无碳水化合物的可溶发泡颗粒应用超过大气压力的外部压力；冷却无碳水化合物的可溶发泡颗粒；并且释放外部气体压力，借此导致加压气体保留在内部空隙内。
30.权利要求29的方法，其中在加热颗粒之前应用所述外部压力。
31.权利要求29的方法，其中在对颗粒应用热的同时应用所述外部压力。
32.权利要求29的方法，其中在颗粒的至少玻璃化转变温度的温度下，实施所述加热无碳水化合物的可溶发泡颗粒。
33.权利要求32的方法，其中在所述释放外部压力之前实施所述冷却。
34.权利要求32的方法，其中在所述释放外部压力之前实施所述冷却。
35.权利要求32的方法，其中在释放外部气体压力的同时实施所述冷却。
36.权利要求29的方法，其中所述无碳水化合物的可溶发泡颗粒含有在干燥重量基础上大于94％的蛋白。
37.权利要求36的方法，其中所述无碳水化合物的可溶发泡颗粒含有在干燥重量基础上基本上100％的蛋白。
38.权利要求29的方法，进一步包含喷雾干燥含有蛋白的水溶液，以形成无碳水化合物的可溶发泡颗粒。
39.权利要求38的方法，其中所述喷雾干燥包含将气体注射入水溶液中。
40.权利要求38的方法，其中在不将气体注射入水溶液中的情况下实施所述喷雾干燥。
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