CN105051216A

CN105051216A - 一种龙舌兰甜味剂组合物及其结晶方法

Info

Publication number: CN105051216A
Application number: CN201380070553.8A
Authority: CN
Inventors: 马尔科·安东尼奥·迪亚兹梅迪纳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2015-11-11
Also published as: EP2929059A1; EP2929059A4; WO2014089165A1; US20140154398A1

Abstract

本发明涉及一种用龙舌兰糖浆生产结晶甜味剂的方法，通过将龙舌兰糖浆与粘合剂、抗结块剂和风味增强剂混合，将混合物蒸发和结晶，然后研磨,从而获得结晶龙舌兰甜味剂产品。

Description

一种龙舌兰甜味剂组合物及其结晶方法

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2012年12月4日、发明名称为“一种龙舌兰甜味剂组合物及其结晶方法”的美国专利申请No.61/733,386的优先权。

技术领域

本发明涉及一种用龙舌兰糖浆生产结晶甜味剂的方法，通过将龙舌兰糖浆与粘合剂、抗结块剂和风味增强剂混合，将混合物蒸发和结晶，然后研磨，从而获得结晶龙舌兰甜味剂产品。

背景技术

龙舌兰糖浆是一种由多种龙舌兰作物(包括太匮龙舌兰(Agavetequilana)和刺芽龙舌兰(Agavesalmiana))生产获得的甜味剂。龙舌兰糖浆主要产自墨西哥。

龙舌兰糖浆主要包含果糖和葡萄糖。龙舌兰糖浆比食用砂糖甜，并可替代砂糖使用。尽管如此，龙舌兰糖浆与食用砂糖相比具有更低的血糖指数和血糖负荷，其对身体的影响与果糖相似。

但是，阻碍龙舌兰糖浆广泛应用的一个原因就是其物理性状。液态甜味剂(如龙舌兰糖浆)不方便分成小份量，即单人份的食物或饮品常常需要加糖的量，比如在咖啡中加糖时。

发明内容

概述

在本发明方法之前，由于用龙舌兰糖浆生产结晶甜味剂组合物的制备难度，人们不可能进行大规模生产，也不可能用龙舌兰糖浆制备得到具有低血糖指数的结晶甜味剂。本发明生产结晶龙舌兰甜味剂的方法包括提供龙舌兰糖浆、粘合剂和抗结块剂，并将上述原料放置于搅拌器中，从而形成中间混合物，将该混合物加热至50℃～65℃，同时恒速搅拌。龙舌兰糖浆的优选白利糖度(Brix)为75，粘合剂优选采用源自龙舌兰的菊粉。优选将上述中间混合物以10～15转/分钟的速度搅拌约60分钟。当风味增强剂添加到中间混合物中时，该混合物优选在恒温60℃～70℃条件下，10～15rpm恒速搅拌大约30分钟。

随后，对中间混合物加真空以蒸发脱水。为了避免破坏产品，维持温度50℃～65℃直到水分含量约为10％。真空度优选为500毫米汞柱～585毫米汞柱。然后将部分脱水混合物转移至第一蒸发器中，在50℃～65℃温度下加真空对部分脱水混合物继续脱水，直到获得水分浓度为1％～2％的脱水混合物。蒸发器优选使用薄膜蒸发器，并优选用蒸汽供热。真空度优选为500毫米汞柱～610毫米汞柱。在一个优选的具体实施方式中，经过第一蒸发器中的加热和抽真空后，将部分脱水混合物转移到第二蒸发器中进行进一步加热和抽真空处理，温度优选为50℃～65℃，真空度优选为500毫米汞柱～585毫米汞柱。

然后将脱水混合物转移至冻结隧道以降低脱水混合物的温度，优选降低至5℃，从而使混合物中未结晶的成分结晶。随后将得到的产品加工生产为直径小于或等于2毫米的晶体，优选为小于或等于0.5毫米。采用上述方法制备得到的晶体组合物包含约18wt％±8wt％的低聚果糖、60wt％±10wt％的果糖、2wt％±1wt％的蔗糖和7wt±4wt％的葡萄糖。该组合物优势在于血糖指数为33～37，热量含量约为2.3kcal/g。

定义

本发明中使用的下列术语及其变化形式的含义如下，除非根据使用术语的上下文可清楚的认定该术语具有不同的含义。

“约”和“大约”是指所述数值5％以内的数值(即，所述数值+5％)，优选为3％以内、2％以内或1％以内，除非上下文表明其具有不同的含义。

“龙舌兰糖浆”是指来源于太匮龙舌兰或刺芽龙舌兰作物的水溶液，主要包含果糖和葡萄糖。

“吹风式冻结”是指采用低温冷却液或冷风流经某一产品(如食品)以冷冻该产品的方法，优选以高速流经。

白利糖度(Brix)是指水溶液的糖含量，1度白利糖度是指100g溶液中含有1g蔗糖，用重量(即质量)百分比(％w/w)表示溶液的强度。

蒸发器是指用于蒸发液体(即将液体转化为气体)的设备。在本发明的方法中，液体通常指水，本发明的组合物残余物中的水被蒸发从而除去。

“血糖指数(Glycemicindex)”是衡量食用特定食物成分后血糖水平(即血液中葡萄糖的水平)升高速度的指标。其是指经12小时禁食、消化一定量有效碳水化合物(一般为50g)后2小时内血糖应答曲线下面积(AUC)的增加区域。血糖指数＝{测试食物AUC/AUC标准值(葡萄糖)}×100。优选的，通过从10名受试人处收集数据计算平均值。

“糖类”是指由一个或多个糖单体形成的碳水化合物(包含碳、氢、氧的分子)。大多数的糖单体具有C_nH_2nO_n(n＝3～7)的化学式，如葡萄糖或果糖。糖类可以包括单糖(单个糖单体)和多糖(包含多个单糖分子)。多糖包括二糖，例如蔗糖、麦芽糖和乳糖，低聚糖(包括2～8个单糖)，或更大的糖类聚合物。

“薄膜蒸发器”是指一种用于从混合物中分离一种或多种物质的设备或组件，其通过将混合物在蒸发器的内表面上分散形成薄膜、然后加热和/或抽真空以从混合物中蒸发一种或多种物质。混合物中的剩余固体组分随后通过机械方式移除，例如使用刮板和/或震荡方式。

“隧道式冻结机”和“冻结隧道”是指一种将组合物经传送带通过狭长的通道或外壳进行吹风式冻结或冷却的设备或组件。组合物由传送带运送通过通道，喷射系统将冷空气或低温液喷射到通道内，并由排气系统排出多余的气体。

术语“包含”及其变化形式，例如“包括”和“含有”，并不意在排除其他添加物、部件、整体或步骤。

术语“一个”和“该”及其本文使用的类似指代，可解释为包括单数和复数，除非上下文表明其是其他含义。

附图说明

图1为说明本发明方法优选实施例步骤的流程图。

图2为浓缩龙舌兰糖浆优选系统的示意图。

具体实施方式

一、材料

用于制备本发明的结晶龙舌兰甜味剂的材料包括龙舌兰糖浆、粘合剂和抗结块剂，并可选择的添加风味增强剂。龙舌兰糖浆从龙舌兰核心部分(被称为龙舌兰心)榨出的汁液制备获得，汁液经过滤并加热以便将多糖组分与主要成分为果糖和葡萄糖的糖分分离。最终糖浆产品的颜色呈从浅到深的琥珀色，颜色的深浅取决于糖浆过滤的量，深色的龙舌兰糖浆为过滤最少的(或未进行过滤)。

本发明方法中使用的龙舌兰糖浆的重量占本发明方法所用原料的95％，优选源自太匮龙舌兰。其白利糖度优选为73～76，例如白利糖度约为75，其甜度通常为蔗糖的1.4倍。优选选用的糖浆含水量为35～40％，总固形物(干物质)含量为60％～63％，pH值为4.0～6.8。其颜色可以从澄清到金色、琥珀色或深琥珀色，糖浆的颜色会影响最终产品的颜色。优选选用果糖浓度高的糖浆，例如浓度大于90％，其余成分包括葡萄糖、其他糖类以及微量矿物质，如铜、铁、钠、钙、钾和镁。

本发明的方法中一般需使用粘合剂，目的是为了使最终的甜味剂组合物具有更好的颗粒形态。龙舌兰糖浆中粘合剂的添加量为组合物初始原料重量的2％～5％，举例来说，优选为3％。本发明的方法中优选的粘合剂为大米麦芽糊精和/或果聚糖(菊粉)，虽然粘合剂都可使用，通常为其他多糖如麦芽葡萄糖(maltodextrose)或木薯粉。源自龙舌兰的菊粉热量是粘合剂(例如淀粉)热量的1/3，且可使最终产品超过90％都来源于龙舌兰，因此，本发明的组合物和方法更优选选用菊粉作为粘合剂。通常，菊粉的pH值为5～9，且一般来说多糖组分中超过90％都是低聚果糖，其余成分包括葡萄糖、果糖和蔗糖。

本发明的组合物优选包含一种抗结块剂，如无定型二氧化硅，以帮助防止最终产品结块和吸湿。龙舌兰糖浆中添加抗结块剂的重量为组合物初始原料的1～2％，举例来说，优选添加约1.5％。市售的各种抗结块剂均可用于本发明，如麦芽糊精。

本发明的组合物中还可添加风味增强剂和/或调味剂，一般来说，其添加量小于组合物初始原料重量的0.5％，优选为约0.2％。本发明组合物中可添加各种调味剂或风味增强剂。在一个具体实施例中，在本发明的产品中添加甜度比糖高的甜味剂。优选的甜味剂包括三氯蔗糖和/或甜叶菊，尽管其他甜味剂如糖精、阿斯巴甜和/或三氯蔗糖也可用于本发明。仅在需要获得更高甜度的最终产品时添加上述物质。

二、方法

a)龙舌兰糖浆的转移及原料均质化

本发明制备结晶龙舌兰甜味剂组合物的优选方法和系统分别如附图1和附图2所示。如附图1所示，在步骤10中，首先收集龙舌兰糖浆(优选选择或调整白利糖度至75)，例如收集盛放于容器中；在步骤20中，随后将收集的糖浆转移至搅拌机或混合机110中对本发明的组分进行混合。本发明的中间混合物组分105优选利用容积泵通过端口112被供给系统100(如图2所示)中的混合器110，如箭头111所示。混合机110中的糖浆以10～15转/分钟(rpm)恒速搅拌，优选使用夹套刮刀搅拌。混合器110内的温度保持在适于混合物流动的约50℃～65℃条件下。

利用漏斗116，将粘合剂和抗结块剂缓慢添加到混合反应器114中(步骤20)，混合反应器114以10～15转/分钟恒速转动，并且温度控制在50～65℃。将上述组分混合均匀，形成均匀、澄明(通常有一点黄色)、无结块的混合物。本方法中该部分十分重要，因为，如果上述原料没有混合完全，在最终结晶过程中，该组合物将丧失均一性。在本步骤中，保持恒定温度下恒速搅拌约60分钟。

如需要，风味增强剂此时可与部分龙舌兰糖浆混合以获得分散完全的混合物。一旦风味增强剂分散完全，此时将该混合物添加到混合器中在恒温60℃～70℃下、用10～15转/分钟的恒定速度连续搅拌大约30分钟，直至混合物分散、均匀并且没有结块。

b)在真空蒸发混合器中部分脱水

混合物105完全均质化后，优选将混合器110密封并加真空压力，如附图2的箭头113所示。真空度优选为20～24英寸汞柱(约为500～620毫米汞柱，或约为67kPa～81kPa)，更优选为23英寸汞柱(约为585毫米汞柱，或约为78kPa)，加真空度的目的为将混合器中的压力降至小于大气压强，从而可将混合物中的水分在较低的温度下更快的蒸发进入混合器110的蒸汽膨胀室118。蒸发优选在50℃～65℃的温度下进行。使用恒定低温有助于避免龙舌兰糖浆中酶和其他天然存在的取代基发生降解。

在本方法的该步骤中(步骤30，图1)，将中间混合物浓缩至固含量约为87％～90％(至多95％)并使产品完全均质化。这个阶段的蒸发率通常为60～70升/小时，维持该蒸发率直到固含量为约90％(即10％的水分含量)。一旦混合物的固含量达到90％，为保证混合物的均一性，优选将其转移至储存罐中(比如利用正排量泵)，温度恒定(优选为65℃)，同时缓慢搅拌，例如5～10rpm。

c)在水平薄膜蒸发器中脱水

将步骤30得到的部分脱水混合物从储存罐转移至蒸发器120中，以便对混合物继续脱水，蒸发器优选使用水平刮膜蒸发器(也称为刮膜或薄膜蒸发器)。部分脱水混合物的流速优选为约8kg/min，并通过储存罐上的阀门进行控制。混合物优选在真空压力为20～24英寸汞柱(约为500毫米汞柱～610毫米汞柱，或约为67kPa～81kPa)、温度为约65℃的条件下，以90～120升水/小时的速度进行蒸发。在优选蒸发器中，混合物在蒸发器120、130内的内腔圆筒表面上分散形成薄膜。随后给蒸发器加热以加速蒸发，优选使用蒸汽加热(图2的140)。在所示实施例中，蒸汽140通过蒸汽流入端口121为第一蒸发器120的热交换管124供热，并且循环至第二蒸发器的热交换管134中。

蒸汽器内混合物的流动优选由带有变速驱动器的齿轮电动机(122、132)驱动，由刮刀或桨片带动搅拌。当混合物薄膜移动穿过蒸发器的长度(即以圆筒的形式)时，混合物内的水分被蒸发，水蒸气在反应器中心随吸入气流被释放，由于在真空压力下加热混合物，温度通过采用通有热流体(即蒸汽140)的夹套维持。在该过程中，蒸发器内腔的压力低于标准大气压，从而使混合物中的水分在低温条件下更快蒸发，并脱水直到产品中的水分含量为1％～2％，使用真空蒸发方法的好处在于最终产品的成分不会发生降解。

在如图2所示的优选实施例中，本方法涉及部分脱水混合物通过一系列的两个蒸发器120和130的通路。当混合物到达第二蒸发器130的末端形成含水量为1％～2％的脱水混合物150，并通过出口导管144离开蒸发系统。随后在步骤50中混合物150通过泵146转移进行结晶。

d)在冻结隧道内加速结晶

一旦含水量为1％～2％的脱水混合物150离开蒸发系统，优选使用带有螺杆的正排量泵(也称为螺旋泵或螺杆泵)将其转移至挤出机中，以便将脱水混合物150挤成直径为约4～8毫米的片段。这时将这些片段转移至气流冷冻器，例如隧道式冻结机，进行快速冷却。优选将此时的产品放置在传动带上将其传送到超干冻结隧道内，传送速度优选为8kg/min～9kg/min。冷冻通道的操作温度优选为约-20℃～-35℃，并优选使用低温冷却液，将脱水混合物150的温度从65℃降至5℃。本操作过程中快递降温的目的是为了避免干燥后的混合物由于吸湿性再吸收水分。吸湿会引起抗结性能的降低并缩短产品的货架期。该步骤也对本发明组合物进行了进一步的结晶。

e)粉碎、过筛和包装

当组合物在冷冻通道内结晶后，在步骤60中，对其进一步处理以生产尺寸适合的晶体，例如小于或等于2毫米的晶体。优选将组合物转移到爪式磨粉机以减小颗粒的粒径。磨粉机优选还包括根据粒径对颗粒进行分类的筛子或筛板，以便分离和选择所需粒径的颗粒。

一旦完成研磨和筛分，在步骤70中，最终产品被转移至装货和/或销售的容器。晶体优选通过震荡转移至料斗装袋机，根据需求和要求将预定量的产品装入合适的容器中。产品随后优选进行存储以供分发。

三、产品

经上述方法得到的晶体可被加工成与糖粉(直径约0.01毫米)大小相似的、非常细的晶体颗粒，或加工成与食用砂糖(0.5～2毫米或更大)大小相似的颗粒。当使用深琥珀色的龙舌兰糖浆时，晶体的颜色为亮金黄色。本发明的产品可以用与使用食用砂糖或其他晶体糖类产品相同的方法来使用。

本发明的龙舌兰晶体产品包含糖类、氨基酸、纤维素、维生素及矿物质和果聚糖。本产品的糖类成分通常包括约18wt％±8wt％的低聚果糖、60wt％±10wt％的果糖、2wt％±1wt％的蔗糖和7wt±4wt％的葡萄糖(质量百分数以组合物整体计)。相比之下，从甘蔗中提取的蔗糖含有100％的蔗糖(一种葡萄糖和果糖的二糖)。本发明的龙舌兰晶体的热量含量大约为2.3kcal/g，血糖指数为35(即33～37，优选34～36，最优选35)，相比之下，蔗糖热量含量为4kcal/g，血糖指数为77(高于本发明产品的2倍)

尽管本发明已经参照某些特定的优选实施例进行了相当详细的描述，但其他实施方式也是可行的。例如，本发明方法公开的步骤，其目的并不是限制本发明，也不是为了表明每一个步骤对本发明来说都是必不可少的，相反，这些仅仅是示例性的步骤。因此，所附的权利要求的保护范围不应该仅限于优选实施例所公开的描述。

本发明中的数据范围仅作为一种简短的表达方式，以表示该范围内的每一个单独的数值。除非本发明另有说明，每个单独的数值均可结合到本发明的说明书中，如其在本发明中单独列举一样。本发明引用的所有专利申请和参考文献可通过引用整体并入本发明。

Claims

1.一种生产结晶龙舌兰甜味剂的方法，包括以下步骤：

(a)将龙舌兰糖浆、粘合剂和抗结块剂置于混合器进行混合，形成中间混合物；

(b)将中间混合物加热至50～65℃，同时恒速搅拌；

(c)在50～65℃条件下，对中间混合物加真空进行脱水，直到获得含水量约为10％的部分脱水混合物；

(d)将部分脱水混合物转移至第一蒸发器，在50～65℃条件下，对部分脱水混合物加真空进行脱水，得到水分含量为1～2％的脱水混合物；

(e)将脱水混合物转移至冻结隧道以降低脱水混合物的温度；然后

(f)将脱水混合物加工制成直径小于或等于2毫米的晶体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，龙舌兰糖浆的白利糖度为75。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，粘合剂为菊粉。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，中间混合物的搅拌速度为10～15转/分钟。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，将中间混合物加热并搅拌约60分钟。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括向中间混合物中添加风味增强剂的步骤，从而形成调味的中间混合物。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将调味的中间混合物在恒温60～70℃条件下、10～15rpm恒速搅拌约30分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(c)中的真空压力为500～585毫米汞柱。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(d)中的真空压力为500～610毫米汞柱。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蒸发器为薄膜蒸发器。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，蒸发器通过供给蒸发器的蒸汽加热。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(d)之后，将部分脱水产物转移至第二蒸发器，以获得含水量为1～2％的脱水混合物。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，冻结隧道将脱水混合物的温度降至5℃。

14.一种由龙舌兰糖浆制备的、晶体粒径小于或等于2毫米的结晶组合物，其特征在于，组合物中包含约18wt％±8wt％的低聚果糖、60wt％±10wt％的果糖、2wt％±1wt％的蔗糖和7wt±4wt％的葡萄糖，所述组合物的血糖指数为33～37。

15.根据权利要求14所述的组合物，其特征在于，组合物的热量含量为2.3kcal/g。

16.根据权利要求14所述的组合物，其特征在于，组合物晶体的粒径小于或等于0.5毫米。