CN1132597A

CN1132597A - 用于水质食品的、含微晶纤维素和半乳甘露聚糖树胶的脂状填充剂

Info

Publication number: CN1132597A
Application number: CN95119675A
Authority: CN
Inventors: 埃尔努尔·约瑟夫·麦吉雷; 多明戈·卡斯托迪奥·小托尔森
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 1996-10-09
Also published as: EP0475998A1; NO914601L; DK0475998T3; RU2082299C1; DE69008528T2; AR246167A1; KR920700558A; JPH04502409A; DE69008528D1; BR9007399A; NO914601D0; ES2063359T3; CA2054748C; ZA903761B; KR0146720B1; CA2054748A1; EP0475998B1; HK1003972A1; JPH0675474B2; AU5674290A

Abstract

微晶纤维素与半乳甘露聚糖树胶如瓜耳树胶紧密地混合于一种水介质中，干燥(最好喷射干燥)形成一由球状颗粒粉末构成的新颖聚集体。所得的物料可作为低卡如脂肪一样的物质用于某些食物。第三种可食用的组分如亲油或亲水物质(含蛋白材料或多糖及其混合物等)可随意用于此组成以增进味道或/和其它所需性能。当组成的胶态形式加入食物如沙拉调料或乳酪制品中作为脂肪的替代物时，会带来象脂肪一样的口感和稠度但不含脂肪的卡值。

Description

用于水质食品的、含微晶纤维素和半乳甘露聚糖树胶的脂状填充剂

本发明专利申请系发明专利申请CN90103953.5的分案申请。

本发明涉及一种用于水基食品的新颖、非营养的及/或离子卡路里、水可分散脂状填充剂，具体地说本发明涉及一种新颖的微晶纤维素的组成，制备该组成以及含所述组成的食品的方法，更详而言之，本发明涉及微晶纤维素(MCC)和半甘露聚糖树胶(GG)的大致呈球体状的颗粒聚集体。在干燥时，微晶纤维素及半乳甘露聚糖树胶构成一种新颖的组成，其具有似油脂一样的稠度、外观以及制成食物时的口感(mouth feel)这种物料是非油脂的，因而当它被掺入到诸如色拉调味品、乳制品如冷冻甜点心等(要求低卡路里和/或低脂肪含量)时，它可用于模拟分散于水中的脂肪物理特性和器官感觉特性。这里的“聚集体”一词是指两种或多种组分在湿的或干状态下的一种稳定的物理混合物，但当它干燥时牢固地结合在一起，在典型的食品加工条件下在水中仍保持原状。

这种组成在用作水质食品的脂肪一样的代用品时，也可用作控制的隔离剂、压片赋形剂、调料载体、或用作粘合剂、填充剂或密封剂。

在本发明的另一目的中，也可提供一种含有MCC—GG聚集体的组成，其上吸附有亲油的或亲水的材料如含蛋白质料、聚糖或它们的组合物，这些物料可向MCC—GG组成添加味道并提供其他所需的性能。

在该技术领域中，MCC(过去称为：β-1，4-葡聚糖”)的用途是与其它纤维材料如羧甲基纤维素(CMC)成不同树胶及增甜剂等相结合以形成水可分散的胶体用作稳定剂并增强特定类型食品的机体和组织结构，参见美国专利第3539365号和4263334号。前一个专利描述一种含MCC和CMC的组成，第二个专利描述了一个包含MCC、各种水胶态(hydrocolloid)树胶及增甜剂的组成。MCC的食品用途在美国专利第3023104号已有描述。

这些专利的每种专利均披露了将MCC制备成一种可用作食物填加剂成分的公知方法。

在上述美国专利第4263334号的3组份中组成中所述的各水胶态树胶包括瓜耳树胶、刺槐豆胶、阿拉伯树胶、藻酸钠、黄原胶、刺梧桐树胶等，然而正如此专利所述，除CMC外，没有一种添加剂包括树胶在形成均匀胶态分散体中充当分散体，能获得令人满意的结果，除外即除外加入树胶和增甜剂。

同样，针对胶溶微晶的美国专利第3539365号披露(inter alia栏目6，行6—12；栏目8，行50-53及表IV)使用诸如瓜耳树胶的组成以及制造此组成的混合方法，导致我们发现仅靠(一定分子重量的)CMC作为食品添加剂可以赋于MCC以所需的特性。

另一方面，美国专利第4143163号在披露一种纤维素和树胶组合的同时，如上述专利一样，还进一步透露需要将多元醇加入该组成中以便使所得的物品美味可口。况且，此专利原则上是针对模仿食用纤维，因而既未说明纤维素必须呈微晶状，也未说明所制得产品必须是干燥的。

同样，美国专利第3827899号也披露了一种微晶纤维素和瓜耳树胶的组成，用作含果肉果汁软饮料的稳定剂。但这种组成不同于下述的新颖聚集体，因它决不被干燥成粒状，此外它还含有羧甲基纤维素作为所述的组成的一个必需成份。

美国专利第4739287号和4911946号都采用不同类型球粒充当脂肪代用品，例如美国专利4911946号指出一定微米范围内的微胶态碳水化合物作为乳油状物质使用于食物之中。然而这些文献均未告诉我们微晶纤维素和例如球状的瓜耳树胶的稳定的水可分散组成的用途，正如以下将进一步说明其用作脂状物质一样。

诚然，人们知道瓜耳树胶曾被试图用作胶态MCC的分散剂，因其吸水能力大及成本低，当它与MCC混合时实际上是不相容，因此，阻止MCC的胶溶作用。因此，由于瓜耳树胶象其他半乳甘露聚糖相似，可与MCC形成如絮凝物，可以推测这些水胶态树胶不适用于与MCC混合用作食品稳定剂等。因此，该技术领域对采用半乳甘露聚糖尤其是瓜耳树胶用作食品中MCC的阻挡剂(barrier)或分散剂失去信心，尽管它成本低廉吸水性好。

根据本发明，当在后述条件下微晶纤维与半乳甘露聚糖如瓜耳树胶直接混合形成絮凝物絮凝物干燥时，与所预期相反，获得了一种很高用途颗粒状的MCC/半乳甘露聚糖聚集体，其颗粒大体呈球状，因此特别有效地用作非营养的或低卡、油脂似的食品填充剂，如沙拉调味品、乳制品如冰淇淋等，以及其他用途。人们还发现这种聚集体当在水中重组时不仅在典型食品加工条件下保持原状，而且颗粒形状更似球体，并获得更似油脂样的稠度。

本发明的另一目的是提供前述的组成，它可由包括亲油或亲水物质的第三组份包裹，这里所述的亲水物质包括含蛋白材料及聚糖材料，用以进一步增强所述组成的性能。这种一般为食用材料的包覆层可同时或随后加入以形成MCC—GG产品。

本发明同时还提供制备球状颗粒的水可分散组成的各种方法。因此，根据本发明的一个目的，当MCC与半乳甘露聚糖胶在一含水介质中混合形成控制尺寸的絮凝物时，所获的浆料干燥后，就形成本发明的粉状物质，其颗粒包括大体呈球状的与半乳甘露聚糖胶聚集的MCC。

在本发明的另一目的中，当湿的絮凝物在干燥前用酸处理时，所获的颗粒在任何食品加工步骤期间的抗剪切强度大大增加。

在本发明的另一目的中，如果此新颖的颗粒料在水中重组，并掺合到水基食品中，还可获得如后所述的改进的食品组成。

在制备这种新颖的聚集体时，必须控制湿的和干的制备条件，以便获得具有所需特性的产品以用作食品中树脂状的填充剂，就是说，这种条件是：如下所述的用以控制絮凝物的尺寸大小和分布的混合比率，MCC与GG的比率、所得的聚集体颗粒形状等以及干燥方法。

如果按上述方法制备时，就可获得大体上不溶于水，但水可分散的粉状MCC和GG聚集体，其特征是颗粒大致呈球状，当将它加入食料中获得一种弹性粘稠度，赋于食物有效的油脂状的口感及耐嚼力。这种组成的其它特征是当需要提高抗剪能力时，它可保持所要求这些的性能，即在典型的食品加工条件下，具有抗剪能力耐热性，并在水中重组时保持其球状。

相比之下，尚未干燥的微晶纤维素和瓜耳胶的絮凝物如同用现有技术中所成型的那样，完全不适于用作食物中似油脂状的代用品，因为它们不呈球状，而且不能提供象本发明的组成一样的口感或稠度。

尽管申请人不希望受任何特殊理论的束缚，但相信本发明的干燥重组组成借助树胶与MCC氢键键合在本方法的湿粉磨碎和干燥步骤期间至少部分形成，此外，还相信产品之所以有奶油、油脂状的性能是多因素的组合，就是说颗粒尺寸、尺寸分布、纤维素与树胶比率、以及所获聚集体稠度及球状，特别是当它在含水介质中重组时更是如此。就是说出人意料的是如此形成的聚集体在水中重组时还维持其球状，并在可能包括高度剪切加工的传统食品加工条件下不会分散到其组分部分中，这就是已知的水中瓜耳胶的对水的亲合性及吸水性。此外，据信这种树胶只轻度水合、对纤维素形成强的吸引力，据此，树胶被吸收在纤维素上，从而保持聚集体的球形形状，同时赋于它所加入的食品以韧性即脂肪状的稠度。

本发明中所用的微晶纤维素可以要求是但并不非得是胶体态的尺寸，即它可有约0.1—100μm的平均颗粒尺寸，这取决于MCC是如何制备的，且最好颗粒尺寸如此分布，使得约10—40％以上的颗粒不超过约0.2—0.05μm。这种尺寸和分布的颗粒可借助常规方法获得，如通过纤维素浆水解，接着进行湿机械分裂(disintegration)。

从木质浆或纤维中的提取和加工微晶纤维素在本领域已为人们所知，如在美国专利第3539365号、4263334号(前面已提及)均有描述，这里将用作参考。针对此方法的目的，MCC可以呈一种机械方法分裂的含有5—45％(重量)固体的水质生料或湿的块饼的形状，根据是否采用高固体消耗如30—45％固体或低固体，就是说采用已知的湿固体粉碎方法(如约5—10％固体)而定。参见O.A，Battista“微晶聚合物科学”，第39—40页，Mc Graw—Hill Book Co.(1975)及美国专利第2978446号。

更具体地说，在本发明中所使用的MCC形式的制备已在FM-CCorporation Bnlletins L—0786 AAPS(1986)及G—34(1985)中有过描述。正如那里所描述的，以已知方式有用酸水解木质浆而得的微晶纤维素湿块饼可简单地喷射干燥以生产胶态的粉状级的纤维素(微晶纤维素(Avicel)“PH”级)或将之机械分裂形成胶态级纤维素(微晶纤维素(Avicel)“RC/CL”级，FMC公司)，这取决于纤维素湿块饼是如何处理而定，这些不同级度的颗料尺寸范围为胶态级的0.1—10μm和非胶态级的10—100μm。可以理解，这些范围可稍有重叠，它们的尺寸特别是它们的长度将决定所获的MCC—GG聚集体的尺寸。

胶态级的MCC的制备方法是通过将水解的纤维素湿饼用水重新制浆，接着喷射干制得如上所述颗粒尺寸在10—100μm范围的MCC粉末。

另外，这种胶态级MCC是通过将湿饼水解、过滤并清洗，与此同时可加入添加剂诸如阻挡层分散剂，例如羧甲基纤维素钠及/或按需要加入稳定剂如干的甜乳清等，然后机械磨碎而制得。

然后磨碎的胶态MCC可在诸如一喷射干燥机或批量干燥机中干燥。胶态的MCC如前所述一般具有0.1—10μm的粒度范围，此时颗粒的长度绝大多数小于约1.0μm。

这里所用的半乳干露聚糖胶限定为含有半乳糖和甘露糖的碳水化合物聚合物如瓜耳树胶及刺槐豆胶。参见《食用天然树胶》一书，17—57页，A.A Lawrence，Noyes Data Corp.(1976)。这些市场上可购买的树胶一般以不同粘度的粉状使用，或按需要可以溶液态使用，并以这些形式加入MCC以进行加工，在这些树胶当中，瓜耳树胶特别适用于本发明目的，因为其具有比刺槐豆胶更大的吸水性且成本较低。

MCC与树胶的重量比应使MCC在组成中占数量上优势，尽管树胶应与MCC紧密混合，且其数量足以和MCC包裹形成一稳定聚集体，从而向MCC颗粒提供足够的包覆层，以便使纤维素有特征性的味道。因此，MCC量按要求应为60—99％(重量)，最好为70—95％其余部分由树胶构成，即40—1％(重量)最好是30—5％(重量)。

将MCC和GG加工成树胶包覆也即吸附在纤维素外的聚集颗粒状的过程可按要求在一个含水介质中进行，借助分散均匀的MCC和树胶在控制搅拌条件下形成紧密混合物以得到所需尺寸的絮凝MCC—GG颗粒。这一过程的完成是使用高剪力设备诸如Warign混合器、胶体研磨器、均化器等。此混合物的固体含量可在1—60％(重量)间变化，依据后续干燥方法所需的稠度而定，在一典型工艺方法中，混合过程要进行到两种组份的所需的尺寸聚集体以得到浆状形式为止、一般在室温下进行。接着此浆料需要时还可例如在一均和器中再剪碎以在于程步骤前获得均匀一致分布的聚集体组份。然后所获的混合物共同干燥，最好是喷雾干燥以形成颗粒一般为球状的粉末聚集体，特别是当混合物重分散在水中时更要如此。这里所用的“干燥”一词包括粉状的聚集体，它可含有由纤维素和/或树胶吸附的百分之几的水分。

如前所述，湿的絮凝物在干燥前可随意用酸处理以增加所获的干燥聚集体的抗剪强度防止在后读加工过程中分裂，尤其是在高剪强度条件下的加工过程中分裂。为此目的所采用的酸可以是有机食品级酸、无机食物品级的酸如磷酸、柠檬酸、马来酸、甲酸等，其中最好用磷酸和柠檬酸。

酸的用量并不苛刻，但其量应足以给粉末聚集体带来更高的抗剪强度，尤其在高能剪切强度条件下加工时更得如此。一般酸用量应使絮凝物的pH达到2.0—4.0，最好为2.5—3.5。

干燥形式下的球状聚集体颗粒尺寸按要求应为0.1—100μm当用作油脂类物质时最好5—15μm。为在喷雾干燥时保证此颗粒尺寸和形状，加工条件应以已知方式进行调态，即影响颗粒尺寸以及尺寸分布的条件包括雾化方法(喷嘴、离心类型)、雾化率(轮速、喷嘴尺寸、喷嘴雾化空气压力等)以及浆料性能如粘度及其相关固体量。例如浆料越稀所得的颗粒尺寸就越小，颗粒大小分布范围就越窄。本技术专业人员也认为借助喷嘴尺寸以及其上压力的改变，均匀使干燥的浆料被泵送过喷嘴，从而获得所需的颗粒尺寸。操作温度可以通过选择最佳操作入口、出口温度而调节，这些温度也不严格规定，并可大体根据浆料的性能加以改变。

此外，呈湿饼状的MCC及GG可在一个流化床干燥器中干燥，接着按需要多次粉碎以获得所需的颗粒尺寸、形状及颗粒尺寸。

如果所获得的粉末颗粒平均粒径低于5.0μm，即在0.1—5.10μm范围内，则需要将之暂时与一种水溶性氢化胶体(hydrocolloid)如羧甲基纤维素钠凝聚以便在加工时便利操作；就是说此尺寸范围的颗粒如不用聚成较大的颗粒其行为则会象气态蒸汽或粉尘一样。水溶的氢化胶体(hydrocolloid)量应足以达到所需的团聚尺寸以便利操作，按需要约为球状颗粒和水溶性氢化胶体总量的5.0—45.0％(重量)

一般为可食用物料的第三种成份可随意掺入到MCC—GG组成从而带来附加性能。此组份按要求为亲油或亲水材料，其中后一种材料包括含蛋白质的物质或聚糖或它们的混合。此第三组份最好在MCC—GG干燥前加入其中，借此在MCC—GG聚集体上构成一吸附层。

可采用的亲油材料可以是植物油、动物油、天然白脱油(牛乳脂)、它们的部分氢化及氢化产品。这些材料为改善MCC—GG聚集体的表面特性可加入其中而产生出油脂的香味和味感。此过程是通过在MCC—GG聚集体上形成一个亲油包覆层以制得大体不溶的具有与油脂相关香味的球状颗粒而完成。这些亲油物质经初步乳化，如用表面活性材料乳化以有效地吸附到MCC—GG上，它被搅拌加入该聚集体的含水浆料中以形成切切混合物然后干燥。此表面活性材料所用量约为亲油物料重量的3.0—4.0％，最好3.5％，最好为3.5％，并含有合成的及天然亲水和亲油乳化剂作为蒸馏的单酸甘油脂、乙氧基化的单酸甘油脂、单酸和双酸甘油脂、卵磷脂、聚氧乙烯脱水山梨醇单酯如聚乙烯脱水山梨醇一硬脂酸等。然而为了满意地干燥这种组成物，最好用喷射干燥。一含蛋白质物料也用来包封已涂油的MCC—GG聚集体，并得到有效重新涂覆的干燥粉末。此种可在干燥前加入浆料的含蛋白质物料典型地说含有亲油料总重量的5—100％，最好为40—100％。一种推荐的含蛋白质物料为酪蛋白酸钠。其他合适的含蛋白质物料包括乳清、固化奶(milk solids)、卵清蛋白、植物蛋白或它们的混合物。按需要这些含蛋白质物料可作为MCC—GG的单一涂层或与其它非亲油物质组合用于已知的食品成型中。

来源于天然或合成的多糖也可用来改善重组食品的表面特性如作为稳定剂，增加其味道。它们可以是麦芽糖糊精、玉米糖浆、角叉菜浆(carrageean)、羧甲基纤维素钠、黄原树胶、黄蓍胶、藻酸钠、高低甲氧基果胶、琼脂树胶(gum agar)、刺梧桐胶、阿拉伯胶或它们的混合，而且单糖如糊精糖、果糖也可用于此目的。

这些加工的第三组分可以掺入到该组成以吸附到MCC—GG颗粒上，其量足以包裹颗粒表面，并提供所需的器官感觉的和物理特性，用量可如该组成总重的亦即该聚集体加上第三组份总重的5—45％，最好10—30％。如若需要，可采用这些加入组分的精选组合。在一种制备方法中，聚集体和第三组分的这种组成可以通过同时混合含MCC—GG及第三组分的含水浆料、将混合物干燥，重新给聚集体包覆吸附其上的亲油或亲水物料这一系列步骤而形成。此外，这种聚集体可以单独地形成，接着包覆第三组份。这一方法更多地应用于更加需要亲水组分，特别是在首先要求减少聚集体的颗粒尺寸，接着将之用选择的表面覆层包裹，然后将所获的组成干燥的情况下。

本发明的组成很方便可用多种方法掺入所需的食料中，如沙拉调味品或乳酪制品。一般说来，最好将颗粒组成(作为粉末)分散到水中形成水分散体，然后用常规食品加工法即混合装置将之与食料一道加工。当颗粒组成在水中重组时，颗粒尺寸范围在0.1—100μm，最好为5—15μm。所得的分散体包括混合有足够量的MCC—GG聚集体的水介质以提供所需的象油脂的或相关的性能，聚集体用量一般为水分散液重量的1.0—50.0％当有第三组分存在时分则可采用1.0—15.0％的低用量范围。

掺入已知食品的含水MCC—GG分散体的用量并不严格规定，可视需要而变化。一般说来所用分散体的量应足以提供给食料以所需的油脂状的特性，包括口感、松密度、稠度等。因此，食品可以含少至食品组成总量的1％的MCC—GG聚集体固态量，或多至50％，按要求在约为2—20％。当有第三组分吸附到此MCC—GG聚集体时，则最好用2—10％的低范围。例如，沙拉调味品按要求在最后成型时可含4—12％的MCC—GG，而乳制品如冻甜点心则可含有2—12％的聚集体。

可借助本发明加以改善的其他食料包括糖果、糖霜混合物、人造奶油、麦淇淋、蛋黄酱、肉及植物性填料、布丁、沙司、汤、涂抹食品等水基食物。

如果需要的话，加入食品中的MCC—GG组成可在最后加工步骤中使用已知的稳定剂如黄原胶或羧甲基纤维素钠使食物稳定以免分散等。

在本发明的另一实施例中，如果需要的话，前面提及的具有或不具有第三组份且具有相对于微晶纤维素较大的树胶量的MCC—GG球状聚集体，在高能剪切条件下可进一步转化为水分可散的、水稳定的极细的纤维材料，当它分散在水中时可以在水基食品中充当脂肪一样物质。

对“较大的树胶量”(最好是瓜耳树胶)而言，系指MCC与树胶的重量比，此时MCC仍占优势，但在球状颗粒中树胶的重量为MCC-GG颗粒聚集体总重的15—40％，最好为15—30％，此时MCC含有60—85％，最好为70—85％。换言之，当树胶量为1—15％的低用量，而MCC为85—99％范围时，球状颗粒基本保持其球状，就是说它们具有较高的抗剪切强度。

“高能剪切条件”一词一般是指这样的食品加工条件，即在此条件下可将如上所述具有较高树胶比率的球状MCC—GG颗粒转变成非常细状的包裹树胶的MCC的纤维颗粒。这些高能剪切条件是那些常规使用于冷冻甜点心混合物和冰淇淋的部分冷冻，或用于果酱等烘烤处理的条件。例如，高能剪切条件是那些可用Waring混合器以100rpm操作15分钟所获的条件或通过胶体磨机在后续期间反复加工，例如以10密耳间隙加工30分钟；或用均化器在高压如约6000psi(41.37MPa)条件下而获得。

根据本发明的这一观点，将球状聚集体转变为纤维材料的方法可通过将球状颗粒在高剪切条件下在一含水介质中进行，在水介质中球状颗粒的重量构成为含水分散体总重的1—20％，最好为2—10％，以便获得最佳剪切效果。这个用量范围并不严格要求，并可根据所需纤维颗粒尺寸、分散体的稠度以及所用剪切设备的型号(具体为Waring混合器)而变化。

所获得的纤维材料特征是很细，纤维状GG涂层的MCC颗粒呈聚集体状，此时MCC与GG的重量比基本上与初始球状颗粒的比例相同，即60—85％(重量)的MCC和40—15％的树胶。

所制得的纤维颗粒的尺寸根据所用高能剪切条件的不同而稍有变化，例如，当一个MCC∶瓜耳树胶为85∶15wt％的球状颗粒的4wt％含水分散体在Waring混合器中处在高能剪切条件时，所得的纤维颗粒尺寸范围为0.5—30μm，其中间尺寸在4—5μm，且有99％的颗粒在30μm以下，72％在10μm以下，51％在5μm以下16％小于1μm。因此，纤维颗粒尺寸范围按要求约为0.5—30μm(最大区间)，最好为1—10μm。

同样的亲水的或亲油材料以同样的数量可作为第三组份，及为了上所述同样的目的与球状颗粒结合，以增加终产品的味道之类的性能，其用量为总组成重量的5—45％。制得纤维颗粒的球纤维颗粒得自与球状颗粒特性相一致的材料，这种后者材料在其分散于水介质时，可同样有效地作为水基食品如沙拉调味品乳制品如冰淇淋的非营养性脂肪一样填充剂，这种材料还仿似分散于水中油脂的物理的和器官感觉到性能。

纤维MCC—GG材料在水中重组时，构成水分散体总重的1—50％，虽然最好用较低范围1—15％。正如球状颗粒聚集体的情况一样，掺入任何食品的水分散体的数量并没有严格要求，可根据食品配方设计者的需要而变化。例如可采用足量的分散体使MCC—GG纤维固体量占食物组成总量的1—40％，最好为2—15％。

本发明将由以下实例进行说明，其中实例1—4说明本发明的一个方面，而实例5、6为比较实例。还就是说明5表明加工粉末中瓜耳树胶量不足以给纤维素提供必需的味道层，而例6说明与加工即干燥粉末有关的瓜耳树胶用量过多带来的问题。例7和8说明MCC—G G絮凝物干燥前用酸处理以增强其干燥产品的高能抗剪切强度的方法。例9为另一实施例，说明增加与微晶纤维素相对的树胶量球状颗粒在高能剪切条件下处理以提供呈纤维颗粒状的MCC—GG颗粒聚集体。例10为这种纤维材料在冷冻甜点心配方中的很有用的应用实例。

实例1

用水解的木浆所得到的磨碎的微晶纤维素湿饼(1022.73g)，具有0.1—10.0μm的粒径范围，其中50％粒径小于0.2μm，固体量为38—44％，在40密耳间隙的胶体研磨器中用转速为120rpm的回转器在15分钟分散于11424.30g的蒸馏水之中，从新泽西州的Multikem公司购得瓜耳树胶No.60—70，52.97g(5.6％水分)。被加入其中获得所需的微晶纤维素与瓜耳树胶的固体重量比(约90∶10)并于一10密耳间隙的胶体研磨器中用120rpm的回转器再混合30分钟。所得的浆料被送过一个6000psi(41.37MPa)的Manton Gaulin均化器，并喷射干燥而形成粉末。喷射干燥按如下方式进行：已均化的浆料被喂入一个3英尺(0.0144m)、采用嘴喷雾化0.1英寸(0.00254m)开孔的Bowen喷射干燥器，浆料是借助一可变进料Moyno泵以一定速率送入以提供所需的出口温度。喷射干燥器的操作进/出口空气温度大约分别为175℃和95℃。一种基本不溶于水的球状纤维素/瓜耳树胶粉末就生产出来，在通常的食品加工艺中常遇到的机械剪切条件下应用，它在水中保持原形状。这种粉末的特征是水含量为2.8％、体积密度为35.71bs/ft3(571.9kg/m³)的以及粒径范围为5—70μm。

实例2

实例1的磨碎微晶纤维素湿饼(965.91g)其固体量为38—44％，首先在一个40密耳间隙的胶体研磨器中用转速为120rpm的回转器分散于11454.64g水中15分钟，实例1的第60—70号，79.45g的瓜耳树胶(5.6％水分)加入其中，以获得所需的微晶纤维素与瓜耳树胶的固体重量比(约85∶15)，并在设定10密耳间隙的胶体研磨器中用回转器以120rpm的转速再混合30分钟，将所得的浆料送过一个6000psi(41.37MPa)的Manton Gaulin、均化器中，并喷射干燥成粉末。喷射干燥按如下方式进行：将已均化的浆料喂入一3英尺(0.9144m)的Bowen喷干器中，该喷干器采用喷嘴雾化0.1英寸(0.00254m)开口、90psi(0.62MPa)雾化空气压力。浆料是借助一个可变进料Moyno泵以一定速率送入干燥器中，从而提供所需的出口温度。喷雾干燥器的操作进/出口温度分别约为200℃、110℃。

当所得的喷雾干燥粉末，重量为最终调味产品的4％，被按规定与其它成分混合时，得到如下配方的沙拉调味品：

非油脂沙拉调味品成分含量(重量％)

水 59.45

醋(白蒸馏过的，50粒) 20.00

糖 12.00

番茄酱(26％固体) 2.00

微晶纤维素/瓜耳树胶粉 4.00

盐 1.50

芥茉粉 0.45

黄原树胶 0.35

辣椒油树脂辣椒粉 0.10

洋葱粉 0.10

大蒜粉 0.03

苯甲酸钠 0.02

100.00

由本实例所得的喷干纤维素/瓜耳树胶粉制得的作油脂沙拉调味品具有于从易流动的油基调味品所得到的相似的象油脂一样丰富的组织结构和从可注塑油基调料获得的稠度。

本实例的喷干粉末，含量为终产品的4.0％，也是一低脂肪、低总固体天冬酰胺(Aspartame)增甜冷冻甜点心系统中获得评价。这种冷冻甜点制品是根据如下配方制得：

成分克数

脱脂牛奶 2369.15

全脂牛奶 500.00

MSNF(牛奶固体—非脂肪) 128.35

山梨醇 350.00

天冬酰胺(Aspartame) 1.65

纤维素/瓜耳树胶粉 140.00

CMC-7 MF(中等粘度的羧甲基纤维素 8.75

叉菜胶(carrageenan) 0.35

(4∶1)单甘油二脂/多乙氧基醚80

〔聚乙氧基(20)脱水山梨醇一油酸(ICI)〕 1.75

3500.00

上述的低脂天冬酰胺增甜冷冻甜食制品(带有约0.5％白脱脂)是用喷射干燥纤维素/瓜耳树胶粉制得，它显示与传统的4％白脱脂冰奶制得的产品相似的光滑、含奶油脂一样的组织结构性能。

实例3

如下面详细描述，如果要求任意选择的成分如亲油材料来改善MCC瓜耳树胶球状表面特性，则亲油材料必须先乳化以有效地吸附到纤维素/半乳甘露聚糖聚集体上面和周围以产生具有与脂肪密切相关的香味的不溶的球状颗粒。为形成这种混合物，亲油材料，即氢化脂肪与一表面活性材料通过将此混合物加热至此氢化脂肪熔融而结合。这种脂肪/表面活性剂混合体先在水中乳化，然后加到微晶纤维素/瓜耳树胶絮凝物中，在干燥前将此最终混合物均化。

如实例1中具有38—44％固体的磨碎的微晶纤维素湿饼(900.60g)先在11470.61g蒸馏水、于一设定40密耳间隙的胶体研磨器中用一回转器以120rpm转速分散15分，如实例1中的第60—70号瓜耳树胶71—78g(7.0％水分)被加入其中，获得所需微晶纤维素与瓜耳树胶的固体重量比(约85∶15)然后在设定10mil间隙的胶体研磨器中用回转速以120rpm转速再混合30分，所获的浆料被送到一Groen汽套釜中加热至82℃。氢化脂肪50g(ParamountB；Durkee食品公司)与多乙氧基醚60(聚乙烯(20)脱水山梨醇一油酸(ICI)1.8g是通过将脂肪/乳化剂混合物加热至温度足可熔融氢化脂肪而被结合。然后将脂肪/乳化剂混合物加到微晶纤维素/瓜耳树胶浆料中，并于82℃温度下混合30分钟。加入酪蛋白酸钠5.21g(4.0％水分)，然后再混合1.5分钟。所获乳化液送5500psi(37.92MPa)第一级、500psi(3.45MPa)第二级的Manton Ganlin均化器中，然后喷干形成粉末。

喷射干燥过程是以如下进行的：将已均化的浆料送到一利用喷嘴雾化0.1英寸(0.00254m)开口的3英尺(0.9144m)Bowen喷干器。该浆料借助一可变进料Moyno泵以一定速率送入以提供所需的出口温度。喷干器的操作进/出口空气温度分别约为150、95℃。

所生产的色脂层的喷射干燥粉料可在冷水中搅拌分散，当在水中重新分散时可提供大体球状颗粒。

如在终产品重量的4.0％的喷射干燥粉末按规定与其它成分混合成为沙拉调味品，则获得下列配方：

低卡沙拉调味品成分含量(重量％)

水 59.45

醋(白蒸馏的，50粒) 20.00

糖 12.00

番茄酱(26％固体) 2.00

包脂层纤维素/瓜耳树胶粉 4.00

盐 1.50

芥末粉 0.45

黄原胶 0.35

辣椒油树脂辣椒粉 0.10

洋葱粉 0.10

大蒜粉 0.03

苯甲酸钠 0.02

100.00

用本发明的喷射干燥纤维素瓜耳树胶粉制得的沙拉调味品(仅含0.4％脂肪)具有与可流动的12％油基调味品相似的脂肪一样的丰富组织结构和稠度。

实例4

实例1中所得到的喷射干燥粉末(3.2％水分)重新分散在3738克蒸馏水，并缓慢搅拌混合15分钟。将中等粘度的羧甲基纤维素钠27.63g(4.2％水分)加入并混合30分钟，所得浆料送入一个6000psi(41.37MPa)的。Gaulin均化器中，然后喷射干燥形成粉末。喷射干燥过程按如下方式进行：将已均化的浆料送入有喷嘴雾化0.1英寸(0.00254m)开口的3英尺(0.9144m)Bowen喷干器中，该浆料通过一个可变进料Moyno泵以一定速率送入干燥器以提供所需的出口温度。喷干器的操作进/出口气温约分别为200℃和110℃。

所生产的喷射干燥粉末附聚物(具有30—100μm粒径)显示了完全分散后纤维素/瓜耳树胶的球状，在水中重组后，当慢速搅拌重水化时平均粒径为5—30μm。贮放过夜后，此纤维素/瓜耳树胶分散体显示良好的稳定性、因而与喷射干燥胶态微晶纤维素制品的重分散性和稳定性相类似。

实例5

实例1的磨碎微晶纤维素湿饼(1672g)具有38—44％固体，先在11070g蒸馏水中、在一设定40密耳间隙的胶体研磨器中用回转器以120rpm的转速分散15分钟，将实例1的第60—70号瓜耳树胶(5.6％水分)1.31g加入其中，以获得所需的微晶纤维素与瓜耳树胶固体重量比(96∶4)，并在设定10密耳间隙的胶体研磨器中用回转器以120rpm转速混合30分，将所得浆料送入一个6000psi(41.37MPa)的MantonGanlin均化器中并干燥形成粉末。喷射干燥按如下方式进行：将均化的浆料喷入一个具有喷嘴雾化0.1英寸(0.00254m)开口的Bowen喷干器中。浆料通过一个可变进料Moyno泵以一定速率送入以提供所需的出口度。喷射干燥器的操作进口/出口气体温度分别约为175℃、95℃。

当尝过味，就知道喷射干燥粉制得的含水凝胶系统带有一些沙粒灰混似的口感，纤维素的特性仍然存在，使它从器官感觉上是不能接受的。

实例6

实例1的磨碎微晶纤维素湿饼(448g)，具固体量为38—44％，先在11525g蒸馏水中，于一设定40密耳间隙的胶体研磨器中用回转器以120rpm转速分散15分钟，将实例1的第60—70号瓜耳树胶(5.6％分水)1133g加入，以获得所需的微晶纤维素与瓜耳树胶固体重量比(60∶40)，然后在一设定10密耳间隙的胶体研磨器中用回转器以120tpm转速混合30分钟，所得浆料送过一6000psi(41.37MPa)的MantonGaulin均化器，然后喷干形成粉末。

在上述各实例中所用的不同操作条件的喷射干燥浆料并不能获得干粉末，喷射干燥此浆料的难题显然与瓜耳树胶吸水性有关，即它趋向于保持在水相中，因此，此浆料不能转变成有用的形式，即干粉，此外它包裹干燥壁室作为有不确定性能的湿壁层。

实例7

根据实例1的一般工序和初始材料，先将988.37克磨碎的微晶纤维素湿饼(固体量为38—44％)在11430.98g蒸馏水中，于一设定40密耳间隙的胶体研磨器中用回转器以90rpm转速分散，将磷酸(85％H₃PO₄)(5.0g)加入混合3分钟；将第60—70瓜耳树胶(7.0％湿度)(80.65g)加入以获得所需的微晶纤维素与瓜耳树胶固体量比(约85∶15)，并在一设定10密耳间隙的胶体研磨器中用回转器以90rpm混合30分钟，将所得pH值为2.5的浆料送经一2500psi(17.23MPa)Manton Gaulin均化器，然后喷干形成粉末。喷射干燥工序按如下方式进行：将所均化浆料喂入一有喷嘴雾化0.1英寸(0.22254m)开口的Bowen喷干器，浆料借助一个可变进料Moyno泵以一定速率送入干燥器以获得所需出口温度。喷射干燥器的操作进口/出口气体温度分别约为225℃/145℃。喷射干燥条件根据进料性能诸如粘性以及所得到干燥制品性能及随后产量而调节。

一种不溶的纤维素/半乳甘露聚糖球状粉末被生产出来，此实验性粉末的4％含水分散体在一Waring混合器中混合，并具有球状聚集体抗剪切性能特征。在Waring混合器剪切15分(100rpm)后，经酸处理的MCC-瓜耳聚集体保持其球状一体性。

实例8

根据实例7的一般方法，除了包括第三组份黄原胶外。将938.95g磨碎微晶纤维素湿饼(含38—44％固体)先在11456.97g蒸馏水、于一设定40密耳间隙的胶体研磨器中用回转器以90rpm分散，将磷酸(85％H₃PO₄)(5.0g)加入，混合3分钟，将第60—70瓜耳树胶(7.0％水分)76.61g加入以获得所需要的微晶纤维素与瓜耳树胶的固体量比，然后在设定10密耳间隙的胶体研磨器中用回转以90rpm混合30分钟。将黄原胶(9.0％水分)(27.47g)加入以获得微晶纤维素/瓜耳树胶与黄原胶的所需固体量比，并在胶体研磨器中混合30分钟。所得的pH为3.3的浆料送经一个2500psi(17.23MPa)的MantanGaulin均化器，然后干燥形成粉末。喷射干射过程按如下进行：将已均化的浆料喂入一个具有喷嘴雾化0.1英寸(0.00254m)开口、90psi(0.62MPa)的Bowen喷干器中。该浆料通过一个可变进料Moyno泵以一定速率送入干燥器以提供所需的出口温度。喷射干燥器进口/出口气体温约为225℃/145℃。喷射干燥条件是根据进料性能如粘度及所得到的制品性能及随后产量而调整。

所生产的喷射干燥粉末在4.0％浓度下缓慢搅拌重组时，显示完全分散的球状纤维素/半乳甘露聚糖颗粒。过夜担放后，该纤维素/半乳甘露聚糖分散体呈示良好的稳定性，因而类似于喷干胶态MCC/CMC(微晶纤维素RC或Cl；FMC公司)的重分散性/稳定性。

当在Waring混合器(100rpm)口剪切时，经酸处理的纤维素/瓜耳树脂球状聚集体在15分钟混合后仍保持它们的形状。

实例9

根据实例2的方法及初始材料，取141.001bs(63.96kg)磨碎的微晶纤维素湿饼(固体量为38—44％)，先在一个400gal(1.51m³)混合箱中用191.5gals(0.725m³)先离子水分散，然后送经一个胶体研磨器(Tekmar Disdax反应器—D.R.3/616)(5H.P.)(3730W)以便在加入瓜耳树胶前获得均匀的纤维素颗粒分散液。将FG60—70(9.7％水分)(11.63lbs)(5.28kg)瓜耳树胶加入，并混合浆料30分钟，将该浆料在均化前送经一胶体研磨器两次，浆料的均化是通过一个2500psi(17.23MPa)的Manton Ganlin均化器进行，然后喷干形成粉末。喷射干燥过程按如下进行；将已均化浆料喂入一个利用圆盘雾化的8英寸(2.4384m)Bowen喷射干燥器，转速为20776rpm。浆料是借助一个可变进料Moyno泵以0.67每分钟加仑(4.23×10^-5m³/s)送入喷射干燥器，喷干器的操作进口/出口气体温度约为400—435°F(110-126.7℃)。

粉末在水中缓慢搅拌重新结合为纤维素/瓜耳树胶球状聚集体，当在高剪切条件(Waring混合器—100rpm)剪切时，纤维素/瓜耳树胶聚集体在混合5分钟后会有些颗粒碎裂，在冷凝剪切15分钟后大多数失去其球形口状，形成很细的纤维颗粒。

实例10

实例9的喷射干燥粉末聚集体以一种非脂肪冷冻甜点心系统中被评价，该冷冻甜点制品根据如下配方制备：

组分克数

脱脂牛奶 2590.38

MSNF(牛奶固体，非脂肪) 221.87

糖 420.00

玉米糖浆，80％固体 218.75

纤维素/半乳甘露聚糖粉 43.75

CMC—7MF(中等粘度羧甲基纤维素) 5.25

3500.00

上述用总量为甜点心1.25％的本发明喷干燥纤维素/半乳甘露聚糖粉所制得的作脂肪冷冻甜点制品具有光滑、淇淋脂肪似的组织结构质量，与由常规4％白脱脂冰牛奶在先后冰冻/熔化后所得甜点相似。

Claims

1.一种组成，其特征是一类平均粒径为0.5—30μm的水可分散的，水稳定的纤维颗粒，每一颗粒主要是由占该组成总重量60—85％的微晶纤维及占该组成总重量40—15％的半乳甘露聚糖二者的聚集体构成。

2.根据权利要求1的组成，其特征是所述半乳甘露聚糖树胶为瓜耳树胶或刺槐豆胶。

3.根据权利要求1的组成，其特征是其上吸附有亲油或亲水物质或其混合物。

4.根据权利要求3的组成，其特征是所述的半乳甘露聚糖树胶为瓜耳树胶或刺槐豆胶。

5.一种制备水可分散的、对水稳定的纤维颗粒的方法，其特征是将该一组成的水分散体进行高能剪切条件处理，该组成由平均粒径0.1—100μm的大体呈球状的颗粒组成，每一颗粒主要由占该组成总重60—85％的微晶纤维素及占组成总重40—15％的半乳甘露聚糖树胶二者的聚集体构成。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述球形颗粒上吸附有亲油性或亲水性物质或它们的组合物。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述半乳甘露聚糖树胶为瓜耳树胶或刺槐豆胶。

8.一种水稳定的、水可分散的纤维颗粒，其特征是它们是按权利要求5或6的方法制备的。

9.权利要求1—4之一的组成在食品上的应用。