CN102905554A - 增强食品产品的气味 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于增强食品产品的气味的方法和设备。在食品产品制造期间，通过多个食品级受控液滴分配头（或一个分配头）将气味增强剂施用或分配到食品产品上。在优选实施例中，分配头由控制器例如编程的PC型计算机根据传感器数据例如电子机械、光学或图像传感器数据来控制。控制器和传感器操作成使得不同食物可选择适当施用或分配的气味增强剂而不浪费或超范围喷射。本发明还提供食品产品，已使用气味增强剂根据所提供的方法和设备增强该食品产品的气味。

Description

增强食品产品的气味

技术领域

本发明涉及食品产品和食品产品制造的领域，并且具体而言提供包含增强剂的增强食品产品，以及用于使用食品级受控液滴分配头例如食品级喷墨型分配头来向食品产品施用增强剂的方法和设备。

背景技术

食品产品的吸引力和或许甚至食品产品的味道通过适当的视觉呈现、一致性和气味来增强；它们的营养含量通过在制备期间保留自然存在的营养成分来增强。然而，已从配料制造、包装并且然后在制备期间进一步处理的食品产品、尤其是冷冻食品产品会具有缺乏吸引力的外观、削弱的味道和降低的营养含量。例如，再加热的预先冷冻面包产品会具有不希望和引不起食欲的一致性；已再加热的预先冷冻的肉制品会缺乏预期的气味。普遍用来再加热冷冻食品产品的微波炉会无法产生对传统烹制的食品所预期的表面外观。最后，预包装的食品产品会由于自然存在营养元素可能在消费前被过滤、丧失或降解而具有减少的营养含量。

由于这些和其他原因，现有技术中可获得的预先包装和冷冻的食品产品会具有削弱的吸引力和营养。为这些产品赋予更接近地模仿原始、传统烹制食品的外观、气味、味道和营养的改进的外观、气味、味道和营养将是有利的。优选地，这些改进的食品产品将通过对已有的食品制造方法和设备作出仅最低限度的修改来可靠和经济地制造。

本领域中已知通过例如在可食用的片材或卷材上印染然后将该片材或卷材布置在诸如蛋糕的食品产品上来给食品产品赋予视觉上有吸引力的装饰、图像、问候语等。参见例如US 6,329,530B1或US 6,652,897B1。适合用于食品产品装饰的可食用的墨水也是已知的。参见例如7,166,153B2或US 7,608,141B2。尽管存在这些布置结构，还是需要并希望进一步的改进。

发明内容

本发明提供一种用于在食品产品制造期间施用增强剂的方法。在一个优选实施例中，该方法包括：1）接收准备好施用一种或多种增强剂的部分制造的食品产品，该食品产品包含一个或多个包装构件或食物支承结构；2）致动受控液滴型分配头以将增强剂的液滴推动（propel）到食品产品的包装构件或食物支承结构上，所述液滴以受控数量和尺寸从分配头中的喷嘴被推动，所述增强剂包含气味增强剂；3）控制分配头使得增强剂以所选择的图案和量施用至食品产品；以及4）提供包含增强剂的食品产品以用于进一步的制造。该食品产品还可包括相关的包装构件或食物支承结构中的一者或多者。优选地，增强剂被分配到食物的外表面上。更优选地，包装构件或食物支承结构还包括活性包装，该活性包装被选择成在食物的微波加热期间达到足以使芳香剂释放可察觉水平的预期气味的温度，并且其中将增强剂分配到活性包装上。

本发明的方法还可包括致动和控制多个受控液滴型分配头以将多股增强剂的液滴以受控数量和尺寸并以所选择的图案和量推动到食品产品上或食品产品中，所述增强剂包含一种或多种气味增强剂。

在一个更优选的实施例中，以从0.001克/cm²至约3克/cm²的面积密度施用增强剂。

本发明还提供一种用于在食品产品制造期间施用气味增强剂的方法。该方法优选包括：1）接收准备好施用一种或多种气味增强剂的部分制造的食品产品，该食品产品包含一个或多个活性包装构件或活性食物支承结构；2）取得与所接收的食品产品有关的信息；3）致动受控液滴型分配头以将气味增强剂的液滴推动到食品产品的活性包装构件或活性食物支承结构上，所述液滴从分配头中的喷嘴中以受控数量和尺寸被推动；4）控制分配头使得气味增强剂以所选择的图案和量施用至食品产品，其中至少部分根据所取得的信息来进行所述致动和控制；以及5）提供包含气味增强剂的食品产品以用于进一步的制造。在一个优选实施例中，分配头被致动和控制成以基本上均匀的图案和量将气味增强剂分配到活性包装构件的至少一部分中。在又一个优选实施例中，所取得的信息包括食品产品有无的指示，并且分配头被致动和控制成仅在指示存在活性包装构件时分配气味增强剂。

在又一个优选实施例中，所取得的信息还可包括食品产品的位置和取向的指示，并且分配头被致动和控制成仅在所指示的位置和取向将气味增强剂分配到活性包装构件上且不超出活性包装构件。

在又一个优选实施例中，所取得的信息包括食品产品类型的指示，并且分配头被致动和控制成以至少部分根据食品产品的类型而选择的图案和量将气味增强剂分配到与食品产品相关的活性包装构件上。

在又一个优选的实施例中，所取得的信息还包括食品产品的图像，并且该方法还包括使所取得的图像与多个模板图像中的一个匹配；以及致动和控制分配头以便以至少部分根据匹配的模板图像而选择的图案和量来施用增强剂。

本发明还提供一种用于在食品产品制造期间施用气味增强剂的设备。在一个优选实施例中，本发明的设备包括：a）传递装置，该传递装置用于将包含一种或多种食物的食品产品传递至设备或从设备传递出来，传递至设备的食品产品已准备施用气味增强剂，并且从设备传递的食品产品包含气味增强剂；b）受控液滴型分配头，该分配头与保持气味增强剂的储器流体连通以用于将气味增强剂的液滴推动到食品产品的活性包装构件上，所述液滴从分配头中的喷嘴以受控的数量和尺寸被推动；以及c）控制器，该控制器用于致动和控制分配头使得气味增强剂以所选择的图案和量施用至食品产品。

在另一个优选实施例中，受控液滴型分配头还包括食品级喷墨式印染头。在又一个优选实施例中，本发明的设备还包括多个受控液滴型分配头，这些分配头与保持一种或多种增强剂的多个储器流体连通以用于以受控的数量和尺寸并以所选择的图案和量将多股增强剂的液滴推动到食品产品上或食品产品中，所述增强剂包含一种或多种气味增强剂。

在又一个优选实施例中，本发明的设备还包括用于取得与传递至设备的食品产品有关的信息的传感器，并且该控制器至少部分根据所取得的信息来致动和控制分配头。更优选地，传感器还包括用于取得所传递的食品产品的图像的成像装置，并且控制器还包括用于使所取得的图像与食品产品的多个模板图像中的一个匹配的处理器/图案缓冲器，并且控制器还致动和控制分配头以便以至少部分根据匹配的模板图像而选择的图案施用增强剂。

本发明还提供一种具有增强的感官特性的食品产品，该食品产品包括活性包装构件或活性食物支承结构；以及以足以在加热后释放可察觉水平的气味的量施用到活性包装构件或活性食物支承结构上的芳香剂。优选地，该活性包装构件或活性食物支承结构被选择成在食物的微波加热期间达到足以使芳香剂释放可察觉水平的预期气味的温度。在一个优选实施例中，本发明的食品产品还包括施用到食物上或食物中的一种或多种另外的增强剂，所述另外的增强剂被选择成在微波加热期间或在微波加热后向食物提供视觉差异或营养差异，或视觉差异和营养差异两者。优选地，本发明的食品产品还包括一种或多种食物。

本发明还提供一个或多个食品级受控液滴型分配头（例如喷墨型印染头）用于将一种或多种增强剂的液滴分配到食品产品上以增强该食品产品的感官特性的用途，所述感官特性包括食品产品的外观、营养价值或气味。

附图说明

通过参考以下对本发明的优选实施例、本发明的特定实施例的说明性示例和附图的详细描述，可更充分地理解本发明，在附图中：

图1A-1D示出了本发明的食品产品的优选实施例；

图2示出了本发明的增强食品产品的优选使用方法；

图3大致示出了本发明的方法和设备；

图4示出了本发明的方法和设备的一个优选实施例；

图5示出了用于施用食品增强剂的方法的另一个优选实施例；以及

图6示出了用于施用食品增强剂的方法的另一个优选实施例。

具体实施方式

本发明提供了具有改进或增强的逼真性的食品产品。换言之，本发明的改进或增强的食品产品具有更类似于从预期配料（“初始”食物）传统地制备的外观、气味、味道或营养等。外观、气味、味道或营养等特性在本领域中通常被称作“感官”特性。相应地且换言之，本发明为食品产品提供增强的感官特性。

本发明还提供用于制造这些改进或增强的食品产品的方法和设备，在优选实施例中，这些方法和设备可容易地整合到已有的食品产品制造方法和设备中。根据本发明，通过以受控量并以受控图案将一种或多种食品增强剂分配或施用到食品产品上或食品产品中来改进或增强食品产品。所提供的制造方法和设备进行这种分配或施用。

术语“食品产品”在文中用来根据上下文总的指称实际可消费的食物，或可消费的食物的包装，或可消费的食物及其包装两者。在需要专一性的情况下，消费品具体地被称作“食物”且其包装被称作“包装构件”；于是，完整的“食品产品”包括一种或多种食物和一个或多个包装构件两者。

在优选实施例中，增强剂在食品产品制备例如加热等前是消费者无法察觉的或者仅可勉强察觉，但在制备后为所制备的食品产品赋予增强的逼真性，也就是当制备好时具有消费者对实际食品预期的增强的外观、气味、味道、营养等。如果增强剂在例如食品产品的例行解包和制备通常伴随的随意检查和处理后不会被注意到，则在此认为增强剂是消费者无法察觉的。如果需要正常的操纵和制备过程以外的特殊检查来鉴别增强剂的有无，则认为消费者可勉强察觉增强剂。这种检查可仅包括很仔细的观察，但常常包括对食品产品进行特殊观察，例如从不同角度或在特殊灯光下观察食品产品，或者例如通过切割、撕开、润湿等来改变食品产品。

在大部分实施例中，可由消费者随意观察到的增强剂是次优选的。然而，在某些优选实施例中，增强剂可在从食品产品的包装移除食品产品后察觉，但仅以在制备前为食品产品赋予消费者对制备前的实际食品将预期的增强的外观、气味、味道、营养等的程度。但是，在食品产品制备期间，改变这些增强剂的察觉品质以便在制备后给食品产品赋予消费者对制备后的实际食物将预期的增强的外观、气味、味道、营养等。例如，提高营养含量的制剂既可以在制备前又可以在制备后增强食品产品。

更具体而言，优选的增强剂包括自然存在的配料、混合物、调味品、提取物、香精等或者由这些组成。增强剂还可以包括人工制备的（例如，合成）化合物或混合物。通常，增强剂用于改进外观、气味（或其他感官品质）或营养。外观增强剂包括例如在加热后呈现褐色、烹制的色泽的褐变剂。这些制剂优选以所选择的的空间图案施用或分配到所制备的食物上（在包装为食品产品前），所述空间图案模仿根据特定烹制方法烹制的食品的外观。

气味增强剂是在加热后释放模仿传统烹制的食物的气味的促进食欲的气味的制剂。尽管这些制剂在可食用的情况下可以位于实际食物上或其中，但它们优选被施用或分配在食品产品的随同食物一起被加热的包装构件上。这些包装构件常常包括用于在微波炉中实现较高温度的活性元素，并且这些较高的温度可以促进增加的气味释放。

营养增强剂优选在食物制备期间有效地施用或分配到食品产品上或食品产品中。而且，这些被分配的营养增强剂随食物可靠地保持在食品产品中且不会由于加热或其他制备步骤而降解。本发明并不限于外观、气味和营养剂，而是还可包含增强食品产品的其他制剂的使用。

优选的制造方法和设备通过文中称作“受控液滴”分配技术和“受控液滴”分配设备（也简称为模仿术语“喷墨头”的“受控液滴分配头”）来将食品增强剂施用或分配到食品产品上或食品产品中。然而，本发明并不限于将描述的优选的“受控液滴”技术，而且也可以使用可选的分配技术例如通过与充满制剂的片材或卷材接触来施用增强剂的接触技术来实践。

更具体地，“受控液滴”分配技术和设备通过以受控的空间图案将通常数量大但受控的液滴投射到所选择的目标例如食品产品上或其中而工作。为了避免被重力、气流等干扰，液滴通常以充分的速度和焦点从合适的距离投射到射流状流中。液滴优选在2-100KHz的范围内的频率具有在25-100μm的范围内的尺寸（对应于10pl至0.5nl的体积）。相应地，受控液滴分配技术可控制通过分配已知数量的已知尺寸或体积的液体来控制食品制剂的量，其中可通过以已知速率分配液滴已知的时长来控制所分配的液滴数量。

这些受控液滴分配技术长期以来应用于印染文本、图像等，其中所投射的射流状流包括可视墨水、染料等的液滴，并且在这种印刷应用中通常被称作“喷墨印染”技术。由于术语“喷墨”和“喷墨印染”非常常见并且非常广泛地使用，所以作为本发明的一部分的“受控液滴”技术通常在文中还被不时称为“喷墨”技术。然而，尽管存在对用词“墨水”或“印染”的任何使用，但必须理解，用墨水、染料等印染并非本发明的一部分，作为替代，本发明仅包含分配、施用食品增强剂等，所述食品增强剂优选在它们向其提供的食品产品上不是可立即察觉的。

当前众所周知、可靠且广泛可用的受控液滴分配技术（喷墨技术）包括连续液滴技术（具有80-100kHz或更大的液滴生产率）和按需液滴技术（具有2-8kHz或更大的液滴生产率），并且在后者中，通过压电装置或通过热装置来分配主要变体（variant）。

通过简要的背景，在连续液滴技术中，液滴随着制剂流从一个或几个小型喷嘴流出而自然形成（还通过超声能量），连续产生，即不论在特定时间是否需要施用或分配，并且通过偏转装置例如静电偏转装置引导。如果在特定时间需要对目标进行施用或分配，则液滴以所选择的图案通过偏转装置偏转到目标上；但如果不需要施用或分配，则液体偏离目标并进入用于捕捉未使用的制剂的贮池。

按需液滴技术仅在接到命令时、即在需要施用或分配的那些时间产生液滴。这里，液滴通过“喷墨印染头”中的冲力形成，并从头中可用的许多可独立控制的喷嘴投射。目标图案通过独立控制许多喷嘴中的一部分或全部、使头和喷嘴组件相对于目标移动或使目标相对于头和喷嘴组件移动中的一者或多者形成。在热按需技术中，通过使少量制剂（该制剂优选是基于水的）蒸发的热的突然、短暂的脉冲来产生冲力。在压电按需技术（压电技术）中，通过压电材料的短暂收缩和膨胀来产生冲力。

本发明的设备和方法的优选实施例借助于连续和压电（按需）受控液滴分配技术（而且还通过均具有类似于当前连续和压电技术的将来开发的受控液滴分配技术）来施用或分配增强剂。这些特定技术是优选的，因为它们通过很难改变所分配的增强剂的机械力或流体力来形成液滴。相比之下，热受控液滴技术是次优选的，因为加热可能改变某些增强剂。另外，连续和压电技术如热技术那样并不限于基于水的增强剂。

相应地，为了简单且不加以限制，以下描述在具有包括多个可独立控制的喷嘴的印染机构（“头”）并且主要通过特定分配喷嘴的受控致动来形成图案的基于压电的受控液滴分配技术方面进行。优选地，压电（和连续）分配头是食品级的分配头，也就是说它们由食品级材料构成并且构造成可清洁以便防止微生物污染物的积聚。

例如喷墨型印染头形式的食品级受控液滴分配头可以买到以用于使用可食用的墨水和染料将例如图像、文本、徽标等可识别的图案印染到食品产品上。参看例如Domino Printing Sciences,plc（Cambridge，UK）。这些头可适合于在本发明中使用，特别是用于以食品状或烹制状图案向食品产品分配或施用食品增强剂。这种情况下，增强剂优选与可食用的载液（例如乳化剂、植物油等）复合以形成具有适合于在商用喷墨型头中使用的特性的合成物，这些特性包括适当尺寸的液滴的就绪信息、冲击点准备好粘附在目标上以便形成预期图案等等。

最后，再次强调，尽管在以下描述中使用了术语“喷墨”和“印染机”，并且尽管食品级喷墨印染头可能适合于在本发明的设备中使用，但本发明并不包含以例如图像、文本、徽标等可识别的图案将墨水印染到食品产品上；作为替代，本发明仅包含以食物状图案向食品产品分配或施用食品增强剂，所分配的增强剂最多仅可勉强察觉。

在优选实施例中，受控液滴分配设备（例如分配头）联接到控制系统上并由控制系统控制，所述控制系统容许根据食品产品的类型来选择增强剂分配图案，并且可选地容许根据食品产品的位置和取向进行分配和施用，从而使超范围喷射最小化。这些控制系统优选接收与已处理或正被处理的食品产品有关的传感器数据并因此可配置在本领域中已知的控制布置结构中。例如，在正馈布置结构中，与要向其施用增强剂的食品产品有关的传感器数据由控制系统在食品产品到达分配头前接收。一旦食品产品到达分配头，便使用其对应的已接收的传感器数据来例如通过预测何时和在何处致动所选择的喷嘴以及何时停用所致动的喷嘴而控制分配头。在反馈布置结构中，与食品产品有关的传感器数据作为该产品正被处理被接收，并在被接收时用来控制分配头的持续活动。控制系统还可在结合的正馈和反馈布置结构中操作，从而利用已接收的传感器数据来预测分配头控制并使用经处理的传感器数据来考虑实际处理修正预测。（次优选地，控制系统可不通过传感器数据在开环布置结构中操作。）

可使用宽范围的传感器来收集用于控制食品产品处理的数据。例如，传感器可包括返回主要与要进行处理的食品产品的有无有关的信息的光或机械感应电子元件。可选地，这些传感器可返回与食品产品位置和取向有关的近似信息。在更优选的实施例中，图像传感器例如数码照相机装置收集与要进行处理的食品产品的有无、位置和取向有关的更精确的数据。可解析该图像数据并且可根据食品产品的特性来控制由视觉系统例如可匹配和识别图像使得增强剂的分配的计算机运行的图像识别软件所产生的控制信号。可能的食品产品的图像和用于向每一特定类型的食品产品施用增强剂的指令可存储在计算机的磁盘上。反馈信息可用于精确地确定应该何时致动分配头或用于监控分配使得可修正误差等。

本发明的设备、例如受控液滴分配设备、传感器如照相机、以及控制器/处理器可容易地结合到协作地工作的子系统和系统中。这些子系统可结合到已有的自动化食品产品生产线中。或者，这些系统可在餐馆厨房中单独使用或者被用作小规模食物制造工艺的一部分。

本发明的优选实施例包括包含已借助于食品级受控液滴分配设备（受控液滴分配头）施用的增强剂的食品产品；优选实施例还包括借助于这些食品级分配头在食品产品上施用或分配增强剂的设备和方法。。增强剂包括例如外观增强剂、气味增强剂、营养增强剂等等。以下描述所选择的优选实施例，但应理解，所述的优选实施例并非限制性的，并且本发明的其他实施例、例如使用可选的分配技术向食品产品施用或分配这些和更多增强剂的那些实施例被涵盖在本发明的范围内。标题在文中仅为了清楚而使用并且不存在任何有意的限制。

图1A-1D和图2示出了本发明的增强食品产品的优选实施例。仅为了一致和简单，将优选实施例描述为包括一种或多种可消费的“食物”，例如面包、肉类、蔬菜等等，以及一个或多个“包装构件”，例如用于店内展示的外包装或用于食物制备的可选的内包装。

具体而言，图1A和1B示出了已将外观增强剂施用或分配到其上的食物（被容纳在食品产品中）的示例。这些示例可代表褐变剂已以所选择的图案施用或分配到它们的外表面上的包含面包或肉制品的食物。褐变剂是在被加热前在食物上不突出或不甚明显而在被加热后就像该食物已在炉顶、炉中、煤上等烹制一样呈褐色、烹制状颜色的复合物和混合物。食品行业中已知的褐变剂包括麦芽糖、右旋糖、（可从Red ArrowInternational（Manitowoc,Wisconsin）购得）、焦糖着色剂、辣椒油或在传统炉或微波中加热后提供褐变反应变化的任何其他制剂。这些制剂也可从其他食品配料供应商购得。

这些图中的左侧的食物10和14被示出为在加热前，并且相应地，褐变剂最多可勉强察觉（并且或许消费者无法常规地察觉）。右侧的食物12和16被示出在微波或传统炉18中加热后；并且相应地，褐变剂已取得烹制状颜色。具体地，褐变剂已以薄平行条纹的图案施用至食物10，使得当被加热时，食品产品12看上去就像它已在烤架上烹制过一样。本发明还包括可通过烧烤产生的其他图案，例如具有两组相交的平行条纹的图案等等。褐变剂已以更均匀的方式施用至食品产品14，使得当被加热时，食品产品16模拟已被烘烤或烧烤或灼烧等外观。本发明包括其他烘烤、烧烤、灼烧图案，其中褐变的强度跨食物的表面以受控方式变化，以适当地模拟这些更多烹制模式。

图1C示出了营养增强的食物的一个示例。食物20是包括层22和位于所述层之间的馅料24的复合物。例如，食物20可以是类似于千层面（lasagna）的产品，这种情况下馅料将是千层面条并且所述层是千层面沙司；或者该食物可为蛋糕，这种情况下馅料将为糖衣（icing）并且所述层为蛋糕材料。一种或多种营养增强剂优选在这些食物的制备期间施用或分配以便位于食物本身内，并从而基本上确定当食物被消费时以本来施用或分配的量存在。例如，营养增强剂可在层22与条例24之间施用和分配。所施用或分配的营养增强剂的量被控制为所选择的目标水平，优选与用于对食品产品作出的任何健康要求的合规性一致的要求。营养增强剂是众所周知的并且可从许多供应商购得。它们包括种子油、包含Ω-3和Ω-6的油、必需脂肪酸、酚类、或当以所选择的目标水平向单独的食物施用时将赋予健康功效的其他基于食物的成分。

图1D示出了包括食物30以及外包装构件28和活性内包装构件32的气味增强的食品产品26的一个示例。活性包装通常指的是具有食物支承结构例如衬托器（或类似）构件的包装，其在微波加热期间与微波相互作用以将微波能量转化为热能，从而产生上升的温度。这里，气味增强剂已施用至内活性包装构件32（优选地，其衬托器），该构件已配制成尤其在由衬托器所产生的较高温度下将可察觉的气味释放到大气中。芳香剂在本领域中是已知的并且可包括天然或有机食物品质风味或或释放气味的芳香化合物的任何配方，这些芳香化合物例如将与水果、蔬菜、面包、肉制品、乳制品、糖、巧克力、香料、坚果油、种子油、植物油或香精等等相关。芳香剂的示例包括：由Givaudan（Vernier,Switzerland）供应的酵母或面包芳香剂；可从Red Arrow购得的烧烤、烘烤或香料芳香剂（后者包括例如天然胡桃木和其他木质烟雾芳香剂）。

图2示出了消费者对气味增强的食品产品26的使用（即制备）。在加热前的步骤36中，消费者除去外包装构件并且装配（或放上等）具有内活性包装32的食物30。一种或多种气味增强剂已施用至活性包装32，使得在步骤38中，当食物随同活性包装一起在微波炉中被加热时，由活性包装的衬托器部分所产生的温度导致芳香剂释放可察觉水平的气味。

尽管在该示例性实施例中向包装构件例如活性包装构件施用气味增强剂，但本发明并不受此限制。在其他实施例中，可在烹制的IQF（分开快速冷冻）状态、部分烹制状态或环境或原状态下将气味增强剂施用或分配到可食用的食品产品例如鸡肉、牛肉、鱼肉、猪肉、蔬菜、水果、面包、生面团或其他食物。

本发明并不限于将单一的增强剂施用或分配到食品产品上，而且在更多优选实施例中，可向单一食品产品施用多种增强剂。例如，可向食物施用褐变剂并且可向用于该食物的活性包装施用芳香剂。此外，可向还包括营养增强剂的食品产品施用芳香剂和/或褐变剂。此外，产品可包括单一类型的多种制剂，例如两种或多种营养或气味增强剂。本领域的普通技术人员将了解更多这样的组合，并且这些组合在本发明的范围内。

本发明还包括借助于食品级、受控液滴分配头（例如适合按需分配含有增强剂的制品的食品级、喷墨印染头）来在食品产品上施用或分配增强剂的设备和方法。

预期这些设备和方法的实施例作为附加或改进结合到已经用于从所供应的材料制造食品产品的已知设备和方法中。为了方便而不加以限制，文中将食品产品制造方法描述为几个单独的方法步骤，并且将食品产品制造设备描述为几个单独的子系统（也称作处理“工位”），其中每个子系统都从前一个子系统接收部分制备的食品产品、执行至少一个方法步骤、并将食品产品传递至下一个子系统。因此，子系统形成生产“线”，其中食品产品通过例如传送带、机械手等传递装置在工位之间传递。在此上下文中，将本发明的设备和方法描述为单独的子系统或工位，其从前面的工位（如果有的话）接收准备好施用增强剂的部分制造的食品产品，施用或分配根据本发明的增强剂，并将包含增强剂的部分制造的食品产品传递至后续工位（如果有的话）。

然而，本发明并不限于这些食品产品制造方法，并且在可选实施例中，本发明的设备和方法可被用作单独的系统。这种单独实施例将用于餐馆厨房、小规模食物服务等中。在这种较小规模应用中，可手动往来于用于施用或分配增强剂的系统传递食物。

本发明的设备通过使用一个或多个受控液滴分配头分配制剂来向食品产品施用增强剂，其中热型分配技术与压电（压电）或连续（超声波）型分配技术相比是次优选的。在下文中但不加以限制，在多个喷嘴、压电型、受控液滴分配头方面描述本发明。用于本发明中的优选压电分配头优选由不会降解或与待施用的增强剂反应的食品级材料制成。可买到以用于使用可食用、可见的墨水在食品产品上印染文本、图案等的食品级喷墨头至少对于特定增强剂（即具有包括粘度、表面张力等充分墨水状流体特性的增强剂）而言可适合于在本发明中使用。

增强剂优选与选择成造就适当的液滴形状和特性并且如果可能的话与已有的食品级喷墨印染头兼容的载液复合。如果增强剂已经被供应有载液，则处于供应状态的载液成分可能需要修改以造就这种适当的液滴形状。此外，增强剂例如气味、风味、褐变、营养和类似增强剂和化合物优选以受控的量、例如以从约3克/cm²低至约0.001克/cm²且更优选地从约2克/cm²低至约0.005克/cm²的面积浓度施用至食品产品。此外，增强剂以优选选择成促进增强剂的预期效果的所选择的表面图案施用，例如，以便于在加热期间促进气味释放的面积和图案施用芳香剂；以便于在加热期间产生受控、形成图案的褐变效果、例如看上去像食品产品已被烧烤、烘烤、灼烧等一样的面积和图案施用褐变剂；以便于适当结合到食品产品中并在加热期间不会降解的面积和图案施用营养剂；等等。

可实现的覆盖面积和图案通常主要通过可使用可获得的分配头（例如，通过个别地控制或致动多个喷嘴）实现的喷射图案来确定。尽管可通过提供用于分配头和目标食物相对于彼此移动的装置来扩大覆盖面积和图案，但优选通过提供可用来同时施用或分配到单一食品产品上的多个分配头来实现扩大的面积和图案。多个分配头也可施用多种不同的增强剂，例如向产品的食物的表面施用褐变剂以及向产品的（活性）包装施用芳香剂。

一个或多个受控液滴分配头优选通过对体现食品产品（食物和/或包装构件）特征的传感器信息作出响应的控制系统控制和定向（例如通过控制哪些喷嘴致动以及何时致动那些喷嘴），使得增强剂可更精确地施用或分配并且可使超范围喷射（即在目标区域以外或超出食物）进一步最小化。超范围喷射可将增强剂释放到周围环境中，并由此引起非计划中的环境影响，例如损害可能吸入过量增强剂的附近工人的健康。已知在常规喷射或雾化系统中经常发生超范围喷射。

这种传感器信息可以是例如通过表示其类型、其相对于分配头（或多个分配头）的位置和取向等等来体现在实际施用或分配前的食品产品的特征的正馈性质的信息。可选择地，传感器信息也可以是通过在施用或分配期间获得反馈性质的信息。正馈信息可由控制系统用来根据食品产品的类型并且还根据其位置和取向来施用或分配一种或多种增强剂（例如，为了使超范围喷射最小化）。反馈信息可由控制系统用来防止或修正处理错误、误差等。

图3示出了本发明的设备和方法的一般特性。这里，实线箭头表示产品流且开口箭头表示与食品产品有关的信息流。接下来的食品产品的处理在设备从例如前面的制造步骤或工位接收食物时41开始。传感器44至少探测该接下来的食品产品在受控液滴分配头附近的有无，并且优选还提供与食品产品有关的更多信息，例如其类型、位置、取向等等。至少部分根据该传感器信息，控制器45致动和控制分配头在食品产品上42、例如在其包含的食物上或在食物的包装上分配增强剂（或多种增强剂）。当分配完成时，将由此增强的食品产品传送到更多的制造步骤或工位43。

传感器44可包括电子机械传感器、光学传感器和优选成像传感器例如照相机。控制系统45可包括计算装置，该计算装置在一个实施例中是可编程的，具有短期和长期存储器以及输入/输出接口。输入接口可用于接收用于正馈或反馈控制的传感器信息，而输出接口可用于传输用于控制分配头或设备的其他构件的信号。定向成往来于操作员的信息和命令也可跨I/O接口交换。用于操作控制系统的程序可存储在长期存储器中并恢复到短期存储器中以用于由可编程的装置执行。具体地，控制系统可实施为特制的嵌入式控制器，或合适地配置的PC型或服务器型计算机。

在优选实施例中，传感器包括提供食品产品图像的照相机（和其他光敏器件），并且所存储的程序的至少一部分实施基于所识别的图像来执行食品产品图像识别和控制信号生成的视觉系统。这种工业视觉系统和程序在本领域中是已知的并且可买到。

接下来，参考图4-6描述图3的方法和设备的特定实施例，其中：图4示出了增强剂（或多种增强剂）图案化地分配到已经制备的食物上；图5示出了增强剂（或多种增强剂）分配到包装构件上，并且图6示出了增强剂（或多种增强剂）在制备期间分配到食物上。在这些图中，传送带往来于本发明的处理工位传递食品产品，未示出本发明的工位前或后的工位。可选择地，本发明的设备可配置用于单独在例如手动传递产品的餐馆厨房中使用。

更具体地，图4示出了在沿传动带（或其他输送机构）50上传送的食物52上施用或分配褐变剂。食物可包含例如面包、肉制品或其他配料。控制系统56包括处理器和以正馈方式操作的图案缓冲器。传感器包括取得接近的（或“下一个”）食物的图像并将所取得的图像传递至控制系统缓冲器的照相机54。执行图像识别软件的控制系统处理器（相当于处理器和软件形成“视觉系统”）将所取得的图像与预期类型的食物的图像模板匹配，从贮藏装置取回特定的增强剂和与模板相关的特定增强剂图案，并且生成和输出控制信号以致使分配头在所匹配的食物到达分配头的范围内时以特定图案施用或分配特定的增强剂。这里，将与特定模板相关的图案示出为覆盖该模板；但在操作中，为了匹配而接收的图像不会具有图案，因为这些图案仅在分配并加热后出现。

更具体地，三个模板58表示烧烤的食物并与第一褐变剂（在储器64a中）和模仿烧烤标记的图案相关；模板60表示焙烤/烘烤/灼烧的食物并与第二褐变剂（在储器64b中）和模仿焙烤/烘烤/灼烧的结果的更均匀的图案相关。图示的设备包括两个分配头62a和62b，分配头62a和62b包括可个别地和独立地控制以施用或分配的多个喷嘴61，分配头被供应有分别来自存储储器64a和64b的第一和第二褐变剂（在下文中，将联接到制剂储器的分配头称作“分配头-储器组件”）。点画（Stippling）63示出了由被致动的喷嘴产生的液滴。

接近的烧烤型食物将通过照相机54成像并与所存储的模板58中的一个匹配，并且当该制品在一定范围内移动时，分配头62a将被致动并由处理器/图像缓冲器56控制以便以相关的烧烤状图案将褐变剂分配到储器64a中。在缺乏更多传感器信息（例如反馈信息）的情况下，分配头62a在食物成像后的固定时间（根据传送带速度）被致动。类似地，接近的焙烤/烘烤/灼烧型食物将成像并与模板60匹配，并且当该制品在一定范围内移动，分配头62b将被致动并由处理器/图像缓冲器控制以便以相关的图案施用或分配储器64b中的褐变剂。同样，在缺乏更多传感器信息的情况下，分配头62b在食物成像后的固定时间（根据传送带速度）被致动。由于已在分配前确定食物的尺寸和形状（正馈模式），所以褐变剂仅以向传送带上或环境中的最低限度超范围喷射向食物施用和分配褐变剂。施用了褐变剂的食物53然后继续传送以进行使用或进一步的制造。

在更多实施例中，图4的设备可构造成以根据不同类型的食物选择的不同图案分配单一褐变剂，或分配三种或多种不同的褐变剂，或随同另一种增强剂例如芳香剂或营养剂一起分配单一褐变剂。此外，可向控制系统供应（反馈模式）另外的反馈传感器信息，该信息指示特定的食物何时实际到达分配头的范围内（不论传送速度是否变化）。

图5示出了向沿传送带78传送的包装构件80例如活性内包装构件施用或分配气味增强剂。这里，由于仅通过传送带传递的单一类型标准尺寸的包装构件，并且由于芳香剂以固定图案向包装构件施用，所以照相机84和处理器88仅需识别沿传动带传送的包装构件的有无并且然后在识别出的包装构件处于分配头的范围内时致动分配头-储器组件86。因此，芳香剂将仅向包装施用而不浪费或超范围喷射。图4的设备可用来将增强剂分配到沿传送带传送的单一类型的标准食品构件上。

代替该正馈控制或除该正馈控制外，该设备还可包括用于反馈控制的传感器，以用于例如感测包装构件何时实际到达分配头/储器组件86。示例性光学型传感器被示出在椭圆形95内并且包括光源90和光传感器94。当包装构件已到达并处于分配头-储器组件86的范围内时，光束91将照亮该包装构件，并且传感器94将响应于该照亮而生成到达存在信号。处理器88然后可根据该存在信号来致动分配头。施用了气味增强剂的食物52然后继续传送以用于使用或进一步的制造。

最后，图6示出了在食物70的制备期间施用营养剂。通过将生面团、馅料等挤出到连续多层带或缎带（ribbon）中并通过用传送带68将连续带或缎带传递到将连续带或缎带分隔或切割成用于包装的多份的切割装置74来制备该食物。例如，这种食物可包括面包型制品，这种情况下挤出机66a、66b和66c挤出不同的面团层；或者可包括充馅型食物，这种情况下挤出机66a和66c用于挤出顶部和底部生面图层，而挤出机66b挤出馅料层；或者可包括蛋糕型食物成分，这种情况下挤出机66a和66b挤出蛋糕的各层，而挤出机66c挤出糖衣。

分配头-储器组件72a、72b和72c进而向各挤出层的表面施用增强剂。例如，所有这些组件都可施用一种或多种营养剂；或者组件72a和72b可施用一种或多种营养剂，而组件72c可在食物被烘焙（并且将通过在加热后呈现烘焙外观而增强）的情况下施用褐变剂；等等。

处理器/控制器76控制挤出机提供连续带或缎带，并且还控制分配头-储器组件施用或分配适量的增强剂。优选地，每一对挤出机和分配头组件（例如66a和72a、66b和72b以及66c和72c）被控制成使得挤出速率和增强剂施用速率大致成比例以便不论该层被较快还是较慢挤出都在每单位面积上施用预期的增强剂的量。增强剂可连续或间歇地但定期地分配。

有利地但未示出，处理器/控制器接收与正被控制的处理有关的传感器信息。例如，处理器/控制器可使用与挤出层的实际厚度和/或速度有关的反馈信息使得可控制增强剂分配速度以确保对挤出层的适当增强比率。可选择地，处理器/控制器可使用与挤出层的完整性有关的正馈信息（来自成像或视觉系统），使得在挤出层中有间隙或裂缝的情况下，可中断增强剂分配以避免施用或分配到传送带上或环境中。

在更多优选实施例中，单个生产线可结合图4-6所示的设备和方法中的两个或更多。例如，可根据图4在食物上施用或分配褐变剂，并且可将增强的食物包装在根据图5施用了芳香剂的包装构件中。可选择地，可根据图4向根据图6制备的多层食物施用或分配褐变剂。本领域的技术人员将理解更多这样的组合在本发明的范围内。

上述本发明的优选实施例并不限制本发明的范围，因为这些实施例是对本发明的几个优选方面的说明。任何相当的实施例意图处于本发明的范围内。实际上，根据随后的描述，本发明除文中所示和描述的实施例外的各种改型例如所述的元件的替代有用组合对于本领域的技术人员来说将变得明显。这些改型也意图落入所附权利要求的保护范围内。在下文中（以及在整个申请中），标题和图例仅为了清楚和方便而使用。

Claims (21)

1.一种用于在食品产品制造期间施用增强剂的方法，所述方法包括：

接收准备好施用一种或多种增强剂的部分制造的食品产品，所述食品产品包括一个或多个包装构件或食物支承结构；

致动受控液滴型分配头以将增强剂的液滴推动到所述食品产品的包装构件或食物支承结构上，所述液滴以受控数量和尺寸从所述分配头中的喷嘴被推动，所述增强剂包含气味增强剂；

控制所述分配头使得所述增强剂以所选择的图案和量施用至所述食品产品；以及

提供包含所述增强剂的所述食品产品以用于进一步的制造。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述食品产品还包括一种或多种食物，并且其中还将所述增强剂分配到食物上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述包装构件或食物支承结构还包括被选择成在所述食物的微波加热期间达到足以使所述芳香剂释放可察觉水平的预期气味的温度的活性包装，并且其中将所述增强剂分配到所述活性包装上。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括致动和控制多个受控液滴型分配头以将多股增强剂的液滴以受控数量和尺寸并以所选择的图案和量推动到所述食品产品上或所述食品产品中，所述增强剂包含一种或多种气味增强剂。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，以从0.001克/cm²至约3克/cm²的面积密度施用所述增强剂。

6.一种用于在食品产品制造期间施用气味增强剂的方法，所述方法包括：

接收准备好施用一种或多种气味增强剂的部分制造的食品产品，所述食品产品包括一个或多个活性包装构件或活性食物支承结构；

取得与所接收的食品产品有关的信息；

致动受控液滴型分配头以将所述气味增强剂的液滴推动到所述食品产品的活性包装构件或活性食物支承结构上，所述液滴以受控数量和尺寸从所述分配头中的喷嘴被推动；

控制所述分配头使得所述气味增强剂以所选择的图案和量施用至所述食品产品；其中至少部分地根据所取得的信息来进行致动和控制；以及

提供包含所述气味增强剂的所述食品产品以用于进一步的制造。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述分配头被致动和控制成以基本上均匀的图案和量将所述气味增强剂分配到所述活性包装构件的至少一部分中。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所取得的信息包括食品产品有无的指示，并且其中所述分配头被致动和控制成仅在指示存在活性包装构件时分配所述气味增强剂。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所取得的信息还包括食品产品的位置和取向的指示，并且其中所述分配头被致动和控制成仅在所指示的位置和取向将所述气味增强剂分配到所述活性包装构件上且不超出所述活性包装构件。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，所取得的信息包括所述食品产品的类型的指示，并且其中所述分配头被致动和控制成以至少部分地根据所述食品产品的类型而选择的图案和量将所述气味增强剂分配到与食品产品相关的所述活性包装构件上。

11.根据权利要求6所述的方法，其中，所取得的信息还包括所述食品产品的图像，并且所述方法还包括：

使所获取的图像与多个模板图像中的一个匹配；以及

致动和控制所述分配头以便以至少部分地根据匹配的模板图像而选择的图案和量施用所述增强剂。

12.一种用于在食品产品制造期间施用气味增强剂的设备，所述设备包括：

传递装置，该传递装置用于将包括一种或多种食物的食品产品传递至设备或从设备传递出来，传递到所述设备的食品产品已准备好施用所述气味增强剂，并且从所述设备传递出来的食品产品包含所述气味增强剂；

受控液滴型分配头，所述分配头与保持所述气味增强剂的储器流体连通以用于将所述气味增强剂的液滴推动到所述食品产品的活性包装构件上，所述液滴以受控数量和尺寸从所述分配头中的喷嘴被推动；以及

控制器，所述控制器用于致动和控制所述分配头使得所述气味增强剂以所选择的图案和量施用至所述食品产品。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述受控液滴型分配头还包括食品级喷墨式印染头。

14.根据权利要求12所述的设备，还包括多个受控液滴型分配头，所述多个分配头与保持一种或多种增强剂的多个储器流体连通以用于以受控的数量和尺寸并以所选择的图案和量将多股增强剂的液滴推动到所述食品产品上或所述食品产品中，所述增强剂包含一种或多种气味增强剂。

15.根据权利要求12所述的设备，还包括

用于取得与传递至所述设备的食品产品有关的信息的传感器；并且

其中，所述控制器至少部分地根据所取得的信息来致动和控制所述分配头。

16.根据权利要求15所述的设备，其中：

所述传感器还包括用于取得所传递的食品产品的图像的成像装置，并且

所述控制器还包括用于使所取得的图像与食品产品的多个模板图像匹配的处理器/图案缓冲器，并且

所述控制器还致动和控制所述分配头以便以至少部分根据所述匹配的模板图像而选择的图案施用所述增强剂。

17.一种具有增强的感官特性的食品产品，所述食品产品包括：

活性包装构件或活性食物支承结构；以及

以在加热后足以释放可察觉水平的气味的量施用到所述活性包装构件或活性食物支承结构上的芳香剂。

18.根据权利要求17所述的食品产品，其中，所述活性包装构件或活性食物支承结构被选择成在食物的微波加热期间达到足以使所述芳香剂释放可察觉水平的预期气味的温度。

19.根据权利要求17所述的食品产品，还包括施用到所述食物上或所述食物中的一种或多种另外的增强剂，其中所述另外的增强剂被选择成在微波加热期间或微波加热后向所述食物提供视觉差异或营养差异，或视觉差异和营养差异两者。

20.根据权利要求17所述的食品产品，所述食品产品还包括一种或多种食物。

21.一个或多个食品级受控液滴型分配头例如喷墨型印染头用于将一种或多种增强剂的液滴分配到食品产品上以增强所述食品产品的感官特性的用途，所述感官特性包括所述食品产品的外观、营养价值或气味。

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