CN1668646A - 水分散性纤维素及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可以赋予食品充分的增稠作用和稳定性(耐热性、悬浮特性等)食品材料，以及一种通过使用廉价的原料而制备该材料的经济方法。此外，提供了一种主要包含纤维素的新型凝胶。本发明提过了一种源自植物细胞壁的超细纤维状的水分散性纤维素。为了制备该纤维素，使用具有特定性质的原料并对其进行逐步粉碎。也可以通过混合水溶性聚合物等而制成干燥组合物。这种干燥组合物与多糖如葡甘露聚糖等一起混合可以形成凝胶。该凝胶在耐热性和形状保持方面的性能出色，并且可以用于制备新颖的食品。
Description
技术领域
本发明涉及一种水分散性纤维素、其干燥组合物以及其制备方法。此外，本发明主要涉及一种新型凝胶组合物，其可为液体、溶胶、凝胶、糊状或固体形式的食品提供耐热性、乳化、悬浮方面的稳定性、增稠作用、保存期等，并另外提供改善的口感和耐热性。本发明还涉及一种具有新颖口感的海绵状凝胶。
背景技术
已知纤维素粉、微晶纤维素、微原纤化纤维素(MFC)、微生物纤维素(细菌纤维素、微网状纤维素)等纤维素类材料可用于食品中。
纤维素粉的粒度大。因此，当混入固体浓度低的食品如饮料或者具有柔软口感的食品中时，纤维素粉往往会在食用时产生粗糙的感觉。因而，其应用限于奶酪丝(用于防止凝结)、曲奇(用于烘烤时改善形状保留效果)等。
就微晶纤维素而言，已经研制出可在水中分解为小颗粒的新一类微晶纤维素。它几乎不会产生粗糙的感觉，并且除了其他方面以外特别是用于为液体食品提供悬浮稳定性。然而，其特征在于相对低的粘度，因此当用作增稠剂时其必须大量使用。
就微原纤化纤维素而言，公开于JP-A-56-100801、JP-A-61-215601、JP-A-60-186548、JP-A-9-59302等中的那些是已知的。这些基本上可以通过在施加3,000～8,000psi(约21至约56MPa)或100kg/cm2(约10MPa)或更大压力差的同时将纤维素材料的悬浮体通过小直径的孔数次而制备。然而，在这样的压力差下，即使重复处理多次，微原纤化也不能充分进行，大量材料残留下来。因此，其口感会受到粗糙感和摩擦感的不利影响。此外，由于微原纤化组分的绝对量小，因此在许多情况下不能为食品提供充足的粘性和稳定性。
作为上述技术的进一步改进，可以提及的是超微原纤化纤维素，如JP-A-8-284090中所述。首先，在这种技术中，纸浆被用作起始材料，并且原始树木的种类和制备纸浆的方法是无关紧要的。预先用打浆机器(打浆机、低速磨浆机(Jordin)、锥形纸浆精制机、单盘精制机、双盘精制机等)对起始纸浆进行打浆。当通过KAJAANI Co.制造的纤维长度分布测量装置(FS-200)测量的数均纤维长度为0.8mm或更长时，进行预先打浆直到打浆度达到400ml CSF或更小。当数均纤维长度小于0.8mm时，进行预先打浆直到打浆度达到600ml CSF或更小。然后，使用装备有由粒度为No.16-120的磨粒组成的磨粒板的磨粒板型研磨机(Masukou Sangyo K.K.制造的“Super-grindell”)，将打浆度减小至300ml CSF或更小。此外，通过在500～2,000kg/cm2(约49-196MPa)的压力下用高压匀浆器(Nanomizer Co.，Ltd.制造的“Nanomizer”；Microfiuidics Co.，Ltd.制造的“Microfiuidizer”；等)对其进行加工，可以制备一种“超微原纤化纤维素”，根据JAPPN TAPPI No.26所述的方法确定其保水率为350％或更大，并且数均纤维长度为0.05～0.1mm，其中以纤维总数计95％或更多的完整纤维数具有0.25mm或更小的数均纤维长度，所述纤维的轴比为50或更大。根据参考文献JP-A-8-284090，所述纤维素颗粒具有“1μm或更小的纤维宽度，最短的纤维具有约50μm的纤维长度”，这些通过使用光学显微镜和电子显微镜直接观察测量，因而“轴比为50或更大”。
尽管这种超微原纤化纤维素适于用作涂料纸制造中混入涂覆材料的添加剂或者用作染色纸制造中的染料或颜料载体，但是其包含太多量的厚而长的纤维组分以致于不能用作食品用的物料。另一方面，由于可在水中稳定悬浮的精细组分的含量太低，因此其不能为食品提供充足的稳定作用，并且另外会给食品带来不愉快的口感如粗糙感。考虑到纤维的细度以及由此导致的水悬浮稳定性，所述纤维作为食品用物料的适用性是有限的，除了细度可以达到使得筛孔被堵塞的程度而导致无法测量之外。换句话说，所有组分通过筛网使得在用于JAPAN TAPPI No.26中所述的保水率测量的过滤中无法得到任何值。
另外已经公开了由甜菜废丝制备的微原纤化纤维素(JP-A-11-501684)。尽管该物质被称为“纤维素”，但是其实际上是存在于甜菜废丝中的纤维素和胶质或半纤维素的缔合物质，这是导致其特性(例如高粘度)的主要原因。尽管所述胶质和半纤维素可通过“由羧酸导致的充电作用”确定，但是其实际的化学组成是未知的。
JP-A-2000-503704公开了一种组合物，其中纤维素纳米原纤维是由包含约80％或更多的初生壁的细胞和其他添加剂(30重量％或更少)得到的。虽然这种“纤维素纳米原纤维”被认为是与JP-A-11-501684的技术实质上相同的技术，但是唯一的差别在于公开了使用纯净的纤维素。在参考文献JP-A-11-501684中，使用“包含初生壁的细胞”作为原料的意义似乎在于结晶度。换句话说，源自次生壁(例如，木材)的纤维素微纤维具有高结晶度(高于70％)，并因此使得其不能较几十纳米到几微米更细。另一方面，JP-A-11-501684的主要目的在于“对食品等的补充添加以提供实质上非结晶(结晶度50％或更小)纤维素纳米原纤维的一些功能”。因此，“由包含约80％或更多初生壁的细胞得到的纤维素纳米原纤维”可以实质上理解为“具有50％或更小结晶度的纤维素纳米原纤维”。
微生物纤维素也可以被称作其他名称，例如细菌纤维素、细菌微网状纤维素以及发酵纤维素。微生物纤维素是由属于醋菌属类、葡糖杆菌属类、假单胞菌类、土壤杆菌类等的微生物制备的。这种纤维素具有非常高的纯度，并且以生长良好的微纤维形式从微生物细胞中释放出来。因此，其易于纯化，结果制品具有高结晶度并可用作纤维素的晶体结构分析用材料。由于该纤维素具有不同于其他源自植物细胞壁的纤维素的独特微纤维结构，因此已经研究了其在音响材料、造纸添加剂和食品添加剂中的应用。在食品应用中，已经发现了增稠作用或悬浮稳定作用。已经尝试向用于培养微生物的介质中添加特定的聚合物，或者在搅拌的情况下培养所述混合物，或者分解由此得到的制品，或者将该制品用作再分散性干燥粉末(JP-A-3-157402、JP-A-8-291201，和JP-A-2000-512850)。然而，尚未使得通过培养微生物而制备纤维素成为经济的制备技术，这是因为成本高、纤维素生产速度低等问题仍未得到解决。
本发明的一个目的在于通过经济的方法提供一种能够为食品提供充分的增稠作用和稳定作用(即，耐热性，悬浮稳定性和乳化稳定性)而不会对其口感产生不利影响的纤维素材料。此外，本发明的另一目的在于提供一种主要由纤维素组成的新型凝胶组合物。
发明概述
本发明人已经发现上述问题可以通过以下方式来解决：使用具有特定性质的纤维素材料，逐步地减小尺寸和制备具有特定动态粘弹性的微原纤化纤维素的水分散体。
本发明涉及下列实施方案。
一种水分散性纤维素，
该纤维素源自植物细胞壁，该纤维素是结晶的并为细纤维状，具有30重量％或更多的可稳定悬浮于水中的组分，并且当制成0.5重量％的水分散体时，具有小于1的损耗角正切。
该水分散性纤维素包含50重量％或更多的可稳定悬浮于水中的组分，并且当制成0.5重量％的水分散体时，具有小于0.6的损耗角正切。
一种悬浮状含水组合物，其具有：
0.0005～7重量％的上述水分散性纤维素和水。
一种水分散性干燥组合物，其具有：
50～95重量％的上述水分散性纤维素和5～50重量％的水溶性聚合物和/或亲水性物质。
当制成0.5重量％的水分散体时，所述水分散性干燥组合物进一步具有小于1的损耗角正切。
在上述水分散性干燥组合物中，所述水溶性聚合物为羧甲基纤维素钠。
一种凝胶形成组合物，其具有：
上述水分散性干燥组合物和至少一种选自藻酸、半乳甘露聚糖和葡甘露聚糖的多糖。
一种凝胶组合物，其具有：
上述水分散性纤维素、上述悬浮状含水组合物或者上述水分散性干燥组合物，以及至少一种选自藻酸、半乳甘露聚糖和葡甘露聚糖的多糖。
对于上述凝胶组合物而言，所述多糖为葡甘露聚糖，并且该组合物为海绵状结构并可食用。
一种制备所述水分散性纤维素或悬浮状含水组合物的方法，其至少具有下列步骤(1)至(3)：
(1)由平均聚合度为400或更高并且α-纤维素含量为60～100重量％的源自植物细胞壁的纤维素物质制备长度为4mm或更小的纤维素纤维颗粒的水分散体，条件是平均聚合度低于1,300并且α-纤维素含量大于90重量％的纤维素物质除外；
(2)对(1)的水分散体中的纤维素纤维颗粒进行纤维缩短化和微粉化使得其沉降体积变成70体积％或更大；和
(3)在60～414MPa下用高压匀浆机处理(2)中得到的包含纤维素纤维颗粒的水分散体。
在上述方法的步骤(3)中，所述水分散体的浓度为0.1～5重量％，处理压力为70～250MPa，重复该处理6次或更少。
在所述制备悬浮状含水组合物的方法中，步骤(1)还包括混合水溶性聚合物和/或亲水性物质。
在所述制备悬浮状含水组合物的方法中，所述水溶性聚合物为羧甲基纤维素钠。
一种制备水分散性干燥组合物的方法，其至少具有下列步骤(1)至(5)：
(1)由平均聚合度为400或更高并且α-纤维素含量为60～100重量％的源自植物细胞壁的纤维素物质制备长度为4mm或更小的纤维素纤维颗粒的水分散体，条件是平均聚合度低于1,300并且α-纤维素含量大于90重量％的纤维素物质除外；
(2)对(1)的水分散体中的纤维素纤维颗粒进行纤维缩短化和微粉化使得其沉降体积变成70体积％或更大；
(3)在60～414MPa下用高压匀浆机处理(2)中得到的包含纤维素纤维颗粒的水分散体；
(4)将水溶性聚合物和/或亲水性物质混入(3)中处理的水分散体中；和
(5)干燥(4)中得到的水分散体。
在上述制备水分散性干燥组合物的方法中，所述水溶性聚合物是羧甲基纤维素钠。
一种食品组合物，其具有：
所述水分散性纤维素、所述悬浮状含水组合物、所述水分散性干燥组合物或所述凝胶形成组合物。
一种稳定含有乳品成分的饮料的方法，其具有下列步骤：
将所述水分散性纤维素、所述悬浮状含水组合物或所述水分散性干燥组合物混入含有乳品成分的饮料中。
发明详述
下文将详细描述本发明的多种实施方案。
由本发明人提出的水分散性纤维素可以使用源于植物细胞壁的纤维素物质作为起始材料。具体地，可以优选使用的是工业上可用的纤维素物质，例如主要由天然纤维素组成的浆料，例如来自针叶树和阔叶树的木材、棉毛纤维、洋麻、马尼拉麻(蕉麻)、剑麻、黄麻、萨瓦伊草(savaii grass)、细茎针草、甘蔗渣、稻类植物杆、麦秆、芦苇、竹子等。由于这些主要由天然纤维素组成的浆料成本低并且可稳定获得，因此由其得到的制品可以经济地供应市场。微生物纤维素是一种不源于植物细胞壁的纤维素物质，并且不包括在本发明的起始材料中，因为在其供应稳定性和成本方面存在问题。
尽管也可以使用原棉、papilus grass、构树、paper bush、雁皮(gampi)等，但是它们的使用有时不是优选的，因为这些原料难以稳定得到，它们包含大量非纤维素成分，并且处理困难。这对于源于柔软细胞的起始材料例如甜菜浆、果实纤维浆等来说同样适用。当再生纤维素用作起始材料时，无法显示出足够的性能。因此，再生纤维素不包括在本发明的起始材料中。
所述水分散性纤维素由细纤维状的纤维素组成。如此处所用的，术语“细纤维状”指的是纤维长度(长轴)为约0.5μm至1mm，纤维宽度(短轴)为约2nm至60μm，并且长度与宽度的比(长轴/短轴)为约5～400，如通过光学显微镜和电子显微镜观察和测量到的。
所述水分散性纤维素是结晶的。具体地，通过X射线衍射法(Siegel方法)对干燥试样测量得到的结晶度超过50％，优选为55％或更大。对于所述悬浮状含水组合物来说，结晶度同样是在干燥试样上测得的。对于所述水分散性干燥组合物来说，结晶度的测量是按照原样在试样上进行的。当试样包含水溶性聚合物等时，这些成分是非晶的，因此将它们以非晶体计算。即使在这样的情况下，水分散性纤维素可以被认为具有超过50％的结晶度，条件是总结晶度为50％或更大。如果总结晶度例如为49％，那么所述水分散性纤维素必须从其他成分中分离以测量其结晶度。
本发明的水分散性纤维素包含可稳定悬浮于水中的成分。如此处所用的，术语“可稳定悬浮于水中的成分”具体指的是可在水中稳定悬浮而无沉降的成分，即使当其制成浓度为0.1重量％的水分散体并将所得的分散体在1,000G下离心分离5分钟时也是如此。这种成分包含长度(长轴)为0.5～30μm、宽度(短轴)为2～600nm并且长度/宽度的比(长轴/短轴)为20～400的纤维状纤维素，所述数据是通过高分辨率扫描电镜(SEM)观察和测量的。所述宽度优选为100nm或更小，更优选为50nm或更小。
通常，纤维素颗粒的水分散体系的特征在于白色浊度，由于这种白色其可被用作食品用的混浊剂。然而，根据其中几乎所有成分宽度为100nm或更小的本发明的优选实施方案，所述水分散体系的光传输性能增加并因此提高了透明度。“可稳定悬浮于水中的成分”构成了本发明最重要的要素，它是导致以下性质的原因：使体系增稠、使固体细颗粒在水中稳定悬浮、提高乳液体系的热稳定性、与其他多糖相互作用而形成凝胶等。
所述水分散性纤维素包含以全部纤维素计30重量％或更多的“可稳定悬浮于水中的成分”。如果该成分的含量小于30重量％，那么上述作用例如增稠作用等就无法充分体现。该成分的含量越高，则越是优选的。然而，更优选的是该成分的含量为50重量％或更多。对于本发明的悬浮状含水组合物和水分散性干燥组合物来说，所述组合物中包含的全部纤维素的30重量％或更多为可稳定悬浮于水中的成分。
当被制成浓度为0.5重量％的水分散体时，本发明的水分散性纤维素表现出小于1、优选小于0.6的损耗角正切(tanδ)，如在10％应变和10rad/s频率下测得的。损耗角正切值表示水分散体的动态粘弹性。该值越低，所述水分散体越凝胶化。在聚合物的水溶液中，术语“凝胶或凝胶化”被认为指的是其中溶质(聚合物链)形成三维网状结构以固定(凝固)溶剂(水)的状态。对于形成凝胶的水溶性聚合物来说，通常认为在低浓度下损耗角正切为1或更大的值，然而它会随着聚合物浓度的任何增加而降低以在形成凝胶的浓度下达到小于1的值。另一方面，本发明的水分散性纤维素在上述测量条件下具有小于1的损耗角正切，但是具有流动性，因此它不是真正意义上的凝胶。也就是说这意味着在低应变或低频率的条件下，所述分散剂(细纤维状纤维素)可形成三维网状结构并表现出凝固分散介质(水)的性质，即凝胶特性。如果损耗角正切不小于1，那么悬浮性和与如下文中描述的其他多糖形成凝胶的性质就会变差。当损耗角正切小于0.6，这些性质变得更加优良。
本发明的水分散性纤维素不仅可以以与液体混合的状态(分散状态)使用，而且可以以固体(粉末)状态使用。所述纤维素优选地与水混合(分散于水中)。虽然从运输的角度考虑这种情况下含水量优选较小，但从将所述纤维素混合(分散)进入水或食品的简易性考虑含水量优选为80重量％或更大。对于除水之外的液体来说，亲水性液体例如乙醇或甘油可以用于类似的目的。一个优选的实施方案是包含0.0005～7重量％的所述水分散性纤维素和水的浆状或糊状的悬浮状含水组合物，其具有出色的处理性能和混入食品中的性质。当所述水分散性纤维素的含量少于0.0005重量％时，该组合物水几乎不能与区分并且根本不具有效果。当所述水分散性纤维素的含量大于7重量％时，该组合物会失去流动性，因此难以处理。
可以选择地将常用于食品中的成分，例如单糖、低聚糖、糖醇、淀粉、可溶性淀粉、淀粉水解物、油或脂肪、蛋白质、盐如食盐和多种磷酸盐、乳化剂、增稠剂、稳定剂、胶凝剂、酸化剂、防腐剂、杀菌剂、抗氧化剂、杀真菌剂、保存期改进剂、辛香料、食用色素等混入本发明的水分散性纤维素和悬浮状含水组合物中。然而，对于悬浮状含水组合物来说，这些成分可以混入至多约13重量％。如果该量大于上述值，那么所述组合物总体上具有过高的固体含量，其流动性会下降，并且变得难以处理。也就是说，对于悬浮状含水组合物来说，优选的组合物为：水分散性纤维素0.0005～7重量％；水80～99.9995重量％；和其他成分0～13重量％。
本发明的水分散性纤维素和悬浮状含水组合物在水中的悬浮稳定性相当高。因此，它们的保水率(JAPAN TAPPI纸浆测试方法No.26)和打浆度(JIS P 8121)不能通过适用于先前的微原纤化纤维素的步骤测量。
为了测量保水率，当将包含纤维素的水悬浮体(其量相应于0.5g绝对干重)倒入装备有具有74μm筛孔的金属线(Φ20mm)的金属杯状过滤器中并用抽气装置缓慢地吸取该悬浮体时，试样应当形成均匀的垫块。然而，即使在这种条件下，本发明的制品由于凝结或通过金属线而无法形成垫块。当发生凝结时，即使随后在3,000G下对其进行离心分离15分钟，也不发生脱水作用，但是形成分离的水层作为上层。
此外，打浆度(加拿大标准)的测量包括用黄铜筛板(厚度为0.51mm，每1,000mm2的表面上存在969个直径0.51mm的孔)进行过滤。在该测量中，基于以下事实评价纤维素纤维的打浆程度：当纤维素(纸浆)纤维的0.3重量％水分散体通过所述筛体时，该纤维素纤维层叠在筛板上而改变水的下降速度。当测量本发明制品的打浆度时，所述水分散性纤维素通过筛板而不会残留在其上。虽然此处省略了详细描述，但是打浆度会随着对纤维素纤维的打浆过程(下文称为微原纤化)而变得更小。当纤维变得格外短而细作为造纸用纸浆纤维时，所述纤维开始通过筛板，因而逐步达到更高的打浆度。也就是说，随着微原纤化的进行，打浆度起初降低，但是其后增加。鉴于测量的目的和原理，在纤维素纤维已经变得极细的情况下不适于进行这样的测量。
根据上述内容，可以理解的是，在常规的微原纤化纤维素中，纤维细度不如本发明制品的细度高，因为可以测量常规微原纤化纤维素的保水率和打浆度。因此，可以说本发明的制品不同于常规的微原纤化纤维素。
本发明的水分散性干燥组合物是包含50～95重量％水分散性纤维素和5～50重量％水溶性聚合物和/或亲水性物质的干燥制品，并可以为颗粒、细粒、粉末、鳞片、小鳞片或片状的形式。该组合物的特征在于，当将该组合物投入水中并对其施加机械剪切力时，所述颗粒等分解以使得微原纤化纤维素分散入水中。当所述水分散性纤维素的含量少于50重量％时，纤维素的比例太低以至于不能产生增稠、稳定等作用。当所述水分散性纤维素的含量超过95重量％时，其他成分的比例变得相对较低，因而不能保证在水中足够的分散性。从确保提供所述作用程度以及水中分散性的角度来说，待混入的水分散性纤维素的优选量为65～90重量％，待混入的水溶性聚合物和/或亲水性物质的优选量为10～35重量％。
对于常规微原纤化纤维素来说，同样已经尝试由其制备类似的干燥组合物(JP-A-59-189141；JP-A-3-42297；JP-A-60-186548；JP-A-9-59301)。然而，当投入水中时，所有干燥组合物不能提供复原成干燥前状态的微原纤化纤维素。据认为这归因于纤维的微原纤化不充分以致于存在许多支化的纤维束，其易于在干燥时角化(聚结)。另一方面，本发明的水分散性纤维素具有非常细的纤维状结构单元并且几乎不包含支化的纤维束。因此认为可以有效地发挥防止水溶性聚合物角化的作用。可能出于此原因，本发明的水分散性纤维素通过将其分散于水中而容易复原为相当于干燥前的状态。
本发明中所用的水溶性聚合物为具有防止干燥时纤维素角化的活性的物质。具体地，可以使用选自以下的一种、两种或更多种物质：阿拉伯树胶、阿拉伯半乳聚糖、藻酸及其盐、热凝多糖、印度胶、角叉菜胶、梧桐胶、琼脂、黄原酸胶、瓜尔胶、酶促水解的瓜尔胶、温柏树种胶、结冷胶、明胶、罗望子胶、难消化的糊精、黄芪胶、帚叉藻胶(Furcellaran)、出芽短梗孢糖(pullulan)、果胶、刺槐豆胶、水溶性大豆多糖、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚丙烯酸钠等。
在这些物质中，特别优选的是羧甲基纤维素钠。至于羧甲基纤维素钠，优选使用羧甲基取代程度为0.5～1.5并且当制成1重量％水溶液时粘度为约5～9,000mPa□s的那些，更优选使用羧甲基取代程度为0.5～1.0并且当制成1重量％水溶液时粘度为约1,000～8,000mPa□s的那些。
本发明中所用的亲水性物质指的是在冷水中具有高溶解度、几乎不提供粘度并且在室温下为固体的物质。就亲水性物质而言，可以使用选自以下物质中的一种、两种或更多种物质：糊精、水溶性糖(葡萄糖、果糖、蔗糖、乳糖、异构糖、木糖、海藻糖、偶合糖、泊雷糖(paratinose)、山梨糖、还原淀粉糖化麸质、麦芽糖、乳果糖、低聚果糖、低聚乳糖)、糖醇(木糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇等)。如上所述，所述水溶性聚合物具有防止纤维素角化的作用，然而一些水溶性聚合物将水输送入干燥组合物内部的性能差。因此，有时必须更长时间地施加较强的机械剪切力以在水中分散所述干燥组合物。另一方面，所述亲水性物质主要可以提高输水性能，具体地，促进干燥组合物的水分散性能。由于糊精在实现该作用中效果非常好，因此优选使用糊精。
本发明中所用的糊精为通过用酸、酶或加热的方式水解淀粉而形成的部分水解制品，其中葡萄糖残基通过α-1，4键和α-1，6键结合。正如以DE(葡萄糖当量)表示的，本发明中使用DE值为约2～42的那些。从中除去了葡萄糖和低分子量低聚糖的支化糊精同样可以使用。
除了所述水分散性纤维素、水溶性聚合物和亲水性物质之外，可以选择地向本发明的水分散性干燥组合物中混入适用于食品的成分，例如淀粉、油和脂肪、蛋白质、盐如食盐和多种磷酸盐、乳化剂、酸化剂、甜味剂、辛香料、食用色素等，目的是改善悬浮稳定性、风味、外观等。所述各成分的总量为至多85重量％，并根据生产率、功能、价格等确定该量。
如上所述，当将所述水分散性干燥组合物投入水中并对其施加机械剪切力时，所述结构单元(例如颗粒)被分解并且细纤维状纤维素被分散于水中。其中，通过用旋转匀浆机于80或更低的温度在15,000rpm或更小的转速下使0.5重量％水分散体分散15分钟的方式施加机械剪切力。
由此得到的水分散体包含以全部纤维素成分计30重量％或更多的“可稳定悬浮于水中的成分”。该水分散体在0.5重量％的浓度下表现出小于1的损耗角正切。测量水分散性纤维素中“可稳定悬浮于水中的成分”的含量和损耗角正切的方法将在下文描述。如上所述，水分散性纤维素中“可稳定悬浮于水中的成分”具有0.5～30μm的长轴和2～600nm的短轴。长轴/短轴的比为20～400。优选地，其宽度为100nm或更小，更优选为50nm或更小。
其次，制备本发明的水分散性纤维素、悬浮状含水组合物和水分散性干燥组合物的方法将在下文描述。
如上所述，本发明的水分散性纤维素用原料为源于植物细胞壁的纤维素物质。这里，将说明其一般性质。为了有效地制备本发明的水分散性纤维素，优选使用平均聚合度为400或更高并且α-纤维素含量为60～100重量％的纤维素物质。然而，即使所述性质满足上述条件，也要同时排除平均聚合度低于1,300并且α-纤维素含量超过90重量％的那些。更优选地，原料的α-纤维素含量为85重量％或更小，最优选为75重量％或更小。尤其优选的是原料包括木质纸浆、棉毛纤维浆、麦秆浆和竹浆。当原料的平均聚合度低于1,300且α-纤维素含量超过90重量％时，在其被制成0.5重量％水分散体的情况下使得纤维素具有小于1的损耗角正切是相当困难的(测量平均聚合度和α-纤维素含量的方法将在下文描述)。
本发明水分散性纤维素的制备方法的重要之处在于，简要地说，以尽可能微粉化的形式在无纤维缩短化的条件下提取所述原料中包含的纤维素微纤维。此处所用的术语“纤维缩短化”指的是通过切割等作用使纤维素微纤维的纤维长度变短，或纤维已经被缩短的状态本身。术语“微粉化”指的是通过例如撕裂操作使纤维素微纤维的纤维直径变细，或纤维直径已经变细的状态本身。根据现有技术，“微粉化”过程或多或少地伴随着“纤维缩短化”过程，因为不存在可以仅通过提供剪切作用而仅仅产生“微粉化”的装置。
特别地，当起始纤维素物质的平均聚合度低时，往往会出现“纤维缩短化”。当进行微粉化处理直到没有发现粗纤维的过程中，纤维缩短化作用同时进行。结果，所得纤维状纤维素的0.5重量％水溶液会表现出1或更大的损耗角正切。
此外，起始纤维素物质的α-纤维素含量也会影响损耗角正切的值。也就是说，当α-纤维素的含量高时，“微粉化”和“纤维缩短化”同时进行，因此，当被制成0.5重量％水溶液时，损耗角正切往往大于1，这是不希望的。顺便提及的是，α-纤维素不溶于NaOH的17.5重量％水溶液，并且被认为具有相对较高的聚合度和高结晶度。当包含在起始纤维素材料中的不同于α-纤维素的成分(即β-纤维素、γ-纤维素、半纤维素等)的含量增加时，“微粉化”往往优先于“纤维缩短化”而进行。因此，当不同于α-纤维素的成分的含量增加时，水分散体的损耗角正切往往会变得小于1。据认为这可能是由于以下事实所致：α-纤维素成分构成高度结晶的微纤维成分，而其他成分处于所述微纤维的周围。
本发明中，为了进行“微粉化”并同时抑制“纤维缩短化”，优选使用具有较高平均聚合度和较低α-纤维素含量的起始纤维素材料。然而，α-纤维素成分通常具有高的聚合度，因而当α-纤维素含量低时，平均聚合度往往同时变得较低。因此，必需详细研究以确定它们之间的最佳平衡状态。
研究的结果是已经发现，当α-纤维素含量为60～90重量％，并且条件是起始纤维素物质的平均聚合度为400或更高但是低于1,300时，“微粉化”优先于“纤维缩短化”进行，以及当α-纤维素含量为60～100重量％，并且条件是起始纤维素物质的平均聚合度为1,300或更高时，“微粉化”优先于“纤维缩短化”进行。就这一点而言，α-纤维素的含量低于60重量％的情况是不适合的，因为能够变成微原纤化纤维素的成分的含量会相应地减少。
为了促进微粉化，本发明中所用的起始材料可以在进行预处理后使用。至于预处理的方法，例如可以包括浸入稀释的碱性水溶液中(例如，1mol/LNaOH水溶液)数小时、浸入稀释的酸性水溶液中、酶处理、爆炸分裂等。
将叙述制备本发明水分散性纤维素的方法的一个实例。
(1)纤维素纤维颗粒的水分散体的制备
首先，将本发明中所用的起始纤维素物质粉碎成长度为4mm或更小的纤维颗粒。优选地，全部纤维颗粒的50％或更多具有约0.5mm或更大的长度。更优选地，所有颗粒的长度为3mm或更小，最优选地所有颗粒的长度为2.5mm或更小。粉碎方法可以是干法或者湿法。对于干法的情况而言，可以使用粉碎机、锤磨机、针磨机、球磨机等，对于湿法的情况而言，可以使用高速旋转匀浆机、切碎机等。如果必要，在加工所述起始纤维素材料使其具有有助于使供料进入各机器的尺寸之后进行该处理。粉碎处理可以重复多次。强烈粉碎机器(例如湿介质搅拌型粉碎机)的使用是不希望的，因为它会生产过短化的纤维。
优选的机器是湿型Comitrol(URSCHEL LABORATORIES，Inc.)。当使用Comitrol时，将起始浆料切成5～15mm正方形尺寸，使其水合至含水量为约72～85％，然后将所述材料投入装备有切割头或微切割头的设备中以进行所述处理。
然后，将由此得到的纤维颗粒投入水中，借助螺旋桨式搅拌器、旋转匀浆机等将其分散并且无凝结。在起始材料具有由制浆工艺等产生的短纤维颗粒长度的情况下，有时可以仅通过分散操作并且不必使用研磨机进行上述粉碎作用而制备长度为4mm或更小的纤维颗粒的水分散体。在这种分散操作中，所述分散体中纤维素的浓度优选为约0.1至5重量％。同时，可以加入水溶性聚合物和/或亲水性物质以稳定纤维颗粒的悬浮体或防止其凝结。混入羧甲基纤维素钠是优选实施方案之一。
(2)纤维素纤维颗粒的纤维缩短化和微粉化
对存在于(1)中得到的水分散体内的纤维素纤维颗粒进行纤维缩短化处理和微粉化，使其程度达到沉降体积为70体积％或更大，优选为85体积％或更大。此处所用的术语“沉降体积”指的是当将细纤维素纤维颗粒分散于水中而得到纤维素含量为0.5重量％的均匀水分散体，并将100mL该分散体倒入内径为25mm的玻璃管中，通过上下翻转该管数次搅动内容物，以及然后将该管于室温下放置4小时的时候观察到的混浊悬浮体层的体积。
可以通过用例如高速旋转匀浆机、活塞式匀浆机、磨石旋转型粉碎机(whetstone-rotational pulverizer)等的设备处理(1)中得到的水分散体的方式进行上述纤维缩短化和微粉化。优选的设备为磨石旋转型粉碎机，其是一种胶体磨碎机或石臼型粉碎机。例如，这是一种其中将由No.16-120磨石颗粒组成的磨石一起研磨以及使上述水分散体通过研磨部分而进行粉碎处理的设备。如果必要，该处理可以重复多次。在这种情况下，优选的实施方案之一是将所述磨石更换成具有合适的磨石颗粒尺寸的磨石。例如，磨石旋转型粉碎机对“纤维缩短化”和“微粉化”均有贡献，并且贡献的比例可以通过选择磨石颗粒的粒度而控制。因而，当希望纤维缩短化时，有用的是No.46或以下的磨石，而当希望微粉化时，有用的是No.46或以上的磨石。No.46的磨石同时表现出这两种作用。具体的设备包括Pure FineMill(Grinder Mill)(Kurita Kikai Seisakusho，Co.，Ltd.)，以及Cerendipitor，Supermasscolloidor，Supergrindell(全部由MasukouSangyo，Co.，Ltd．制造)等。
(3)高压匀浆机处理
用高压匀浆机在60～414MPa的压力下处理包含已经在(2)中缩短和微粉化的纤维状纤维素颗粒的水分散体以制备水分散性纤维素和悬浮状含水组合物。如果必要，可以重复该处理多次。也可以通过离心分离等分离较细的纤维素成分。
当所述纤维状纤维素颗粒的平均聚合度为2,000或更高并且α-纤维素的含量超过90重量％时，有时必须重复所述高压匀浆机处理多于10～20次。然而，鉴于生产效率，理想的是通过适当地选择起始材料和步骤(2)中磨石旋转型粉碎机的处理条件而控制该处理的次数至6次或更少。
通常，当所述处理次数增加时，最初粘度增加但其后会逐渐下降。这可能是由于以下事实所致：随着处理次数的增加，“微粉化”较纤维缩短化更迅速地达到其上限。当该体系粘度上升直至达到微粉化的极限后，随着处理次数的增加实质上仅有“纤维缩短化”在进行以降低该体系的粘度。
微粉化往往更优先地在较低的纤维素颗粒浓度下进行。结果，表观粘度可获得的最大值变得更高并且损耗角正切变得更低。较低的处理压力同样地会使得可获得的最大粘度更高和损耗角正切更低。然而，这需要增加处理次数，其会导致生产率下降。这种情况下，当α-纤维素的含量高时可获得的最大粘度难以达到。相反地，当处理压力高时，可获得的最大粘度可以在较少次的处理后达到，但在这种情形下，“纤维缩短化”容易进行并且粘度的绝对值变得更低。
基于上述发现，本发明中匀浆机内的处理压力的下限为60MPa，其上限为414MPa。当压力低于60MPa时，“微粉化”不能有效进行，并且不能制得本发明的水分散性纤维素。目前，没有发现产生超过414MPa压力的设备。压力优选为70～250MPa，以及更优选为80～150MPa。
待处理的水分散体中纤维素颗粒的浓度优选为约0.1～5重量％，进一步优选为0.3～3重量％。
处理温度可以适当地从约5～95的范围中选择。虽然微粉化在较高处理温度下更容易进行，但是所述纤维被显著缩短，这取决于起始材料的种类。例如，在木质浆料的情况下，在75或更高下进行微粉化并且粘度迅速增加，而在麦秆浆料和蔗渣浆料的情况下，粘度倾向于下降，因此所述处理优选在25～60下进行。
具体地，该设备包括：压力式匀浆机(Invensys APV Co.，Izumi FoodMachinery K.K.，Sanwa Kikai K.K.)、Emulsiflex(AVESTIN Inc.)、Ultimizer System(Sugino Machine，Co.，Ltd.)、Nanomizer System(Nanomizer K.K.)、Microfiuidizer(MFIC Corp.)等。
(4)混合水溶性聚合物和/或亲水性物质
如果需要，可向根据(3)处理的水分散体中加入水溶性聚合物和/或亲水性物质。所述水溶性聚合物和/或亲水性物质可以在将其制成水溶液后加入或者以其原来的粉末形式加入。当其以粉末形式加入时，往往会出现凝聚，特别是当固体浓度高时，粉末的加入会使流动性变差，因此，其中适当地使用合适的搅拌器或混合器。
(5)干燥
在本发明的水分散性干燥组合物的制备中，通过已知的方法干燥(4)中得到的水分散体。不产生干燥物质硬块的方法是可行的。例如，冷冻干燥法、喷雾干燥法、盘式干燥法、鼓式干燥法、带式干燥法、流化床干燥法、微波干燥法、生热鼓风式真空干燥法等是优选的。如果长时间地在高温下进行干燥，那么水分散性会变差。这可能是由于纤维素颗粒(纤维)的显著角化所致。从水分散性的角度考虑，干燥温度优选为120或更低，特别地为110或更低。从处理特性和时间稳定性的角度考虑，干燥后的含水量优选为15重量％或更少，进一步优选为10重量％或更少，最优选为6重量％或更少。如果含水量小于2重量％，那么所述制品会带静电，从而导致粉末变得难以处理。
根据需要粉碎干燥制品。就粉碎机而言，可以使用刀磨机、锤磨机、针磨机、喷射式研磨机等，并且进行粉碎直到粉末变得可以完全通过目径为2mm的筛子。更优选地，进行粉碎直到粉碎的制品变得可以几乎全部通过目径为425μm的筛子，作为平均值，粒度达到10～250μm。这样，可以制得所述水分散性干燥组合物。
本发明的另一实施方案—凝胶形成组合物可以通过将所述水分散性干燥组合物与至少一种选自藻酸、半乳甘露聚糖和葡甘露聚糖中的多糖粉末混合而获得。根据已知的方法混合这些粉末，即通过使用容器旋转式混合器(筒型、V型、双圆锥型等)、容器固定式混合器(带式、螺杆式、桨式、行星移动式、高速流动式、转盘式等)、流化混合器、气流搅动式混合器等。大致说来，以10～90重量％水分散性干燥组合物和90～10重量％多糖的比例进行混合。
根据上述方法得到的本发明的水分散性纤维素、悬浮状含水组合物、水分散性干燥组合物和凝胶形成组合物包含纤维素作为主要成分，其是一种不溶于水的物质。然而，由于所述纤维素为非常细的纤维形式，因此当混入食品中时，其不会使得食品具有任何粗糙的口感或粉状感觉。此外，它们在增稠、保持形状、悬浮稳定性、乳化稳定性、热稳定性(蛋白质的耐热性、保持形状、防止变性)方面的性能出色，并且在赋予稠度感(bodyfeel)方面的性能优异。这些性能不仅可用于食品领域，而且同样可用于药物、化妆品以及工业应用中。
其中混入本发明的水分散性纤维素、悬浮状含水组合物、水分散性干燥组合物和凝胶形成组合物的食品组合物的实例包括但不限于以下类型：
奢侈饮料(luxury drink)，例如咖啡、红茶、粉末绿茶、可可饮料、红豆汤、果汁、豆浆等；
含有奶品成分的饮料，例如鲜奶、加工奶、乳酸饮料等；
多种饮料，其包括富含营养的饮料例如钙强化饮料等以及包含食用纤维的饮料等；
乳制品，例如黄油、乳酪、酸乳酪、咖啡用奶油、鲜奶油(whippingcream)、乳蛋糕乳脂、蛋黄布丁(custard pudding)等；
冷冻制品，例如冰淇淋、软乳酪、乳冰(lacto-ice)、冰奶茶、冰冻果子露、冰冻酸乳酪等；
加工过的脂肪食品，例如蛋黄酱、人造黄油、涂抹食品(spread)、起酥油等；
汤；
炖菜；
调味品，例如沙司、TARE、(调味沙司)、调味涂料(dressing)等；
以芥末糊为代表的多种糊状调味品；
以果酱和面粉糊为典型的多种馅料；
多种凝胶或糊状食品，包括红豆酱、果冻、以及吞咽受损者用食品；
包含谷类作为主要成分的食品，例如面包、面条、意大利面食、比萨饼、玉米片等；
日式和欧式糕点，例如蜜饯、曲奇、饼干、烤饼、巧克力、年糕等；
以熟炼鱼糕(boiled fish cake)、炸鱼饼等为代表的捏制海制品；
以火腿、香肠、汉堡肉饼等为代表的畜制品；
日常菜，例如奶油炸肉饼(cream croquette)、中餐酱料、焦黄面包和干酪屑(gratin)、汤团等；
美味食品，例如腌鱼内脏、在日本酒糟中的腌制蔬菜等；
液体食物，例如管进食的液体食物等；
食品添加物；以及
宠物食品等。
这些食品全部都包括在本发明中，不必考虑其形式的任何差别以及制备时的加工操作，正如杀菌食品、冷冻食品、微波食品等中所见的。
目前，混合入食品中的主要纤维素制品是微晶纤维素(复合体)。当在水中搅拌时，微晶纤维素复合体产生胶状结晶纤维素的细颗粒，并且其通常以这种形式混合入食品中。胶状微晶纤维素颗粒通过源自颗粒表面负电荷的颗粒-颗粒斥力以及源于杆状形式颗粒的三维网状结构而表现出其作用，例如悬浮稳定作用和乳化稳定作用。然而，由于其结构单元是颗粒，因此在低pH值下所述颗粒表面的电荷被中和而降低悬浮稳定性。此外，形成网状结构需要一定量的纤维素。
相反地，本发明的水分散性纤维素具有非常细的纤维形状，这不同于胶状微晶纤维素颗粒。本发明的水分散性纤维素在水中以相对直的形式存在而不会不弯曲或环绕。因而，其具有大的排斥体积。这种空间位阻被认为是产生例如增稠、形状保持、悬浮稳定、乳化稳定、热稳定性等作用的原因。因此，可以在纤维素量非常低的情况下表现出这些作用，并且即使在低pH值或高离子浓度的环境下，粘度和悬浮稳定性也不会受到显著影响。虽然待混合入食品组合物中的水分散性纤维素(或悬浮状含水组合物或水分散性干燥组合物)的量可以随着混合目的而改变，例如，在低卡路里酱状物的情况下该量为约1～5重量％，在食用涂脂(fat spread)中该量为约0.05～2重量％，在冰冻食品中该量为约0.01～1重量％，在蛋黄酱类调味品中该量为约0.1～0.5重量％，在沙司或液体调料(liquid dressing)中该量为约0.1～0.5重量％，在饮料中该量为约0.0005～0.1重量％。
当混合入食品组合物中时，本发明的水分散性纤维素可以根据已知的方法与其他粉末物质一起混合并进行加工。在更优选的方法中，将本发明的制品单独形成或者与其他成分组合形成浓度为约0.25～2重量％的水分散体，然后将其混入食品组合物中。在进一步优选的实施方案中，分散于水中的操作是在60～80下通过使用高速旋转匀浆机、活塞式匀浆机或切割混合器而进行的。
向饮料如咖啡和茶；乳制品如牛奶、乳酪、全脂奶粉、脱脂奶粉等中混入物质通常是为了赋予柔软感觉，使其富含营养物质以及产生牛奶般的味道。然而，有时乳品成分(脂肪球)的乳化会由于长期储存或加热而衰退，脂肪成分会浮在饮料的上表面并且在饮料和容器的接触处聚集成环。如果发生该现象，那么整个上表面会被白色的膜覆盖。尽管这种膜可以通过振荡饮料而暂时破坏，但是当饮料静置时会立刻重新形成所述薄膜。在极端情况下，脂肪沉积在容器的内壁而形成环，或者该环破坏并混入饮料中。这样的饮料不再具有商业价值，并且导致用户的索赔。这个问题被称为“出油(oil-off)”或“油环(oil ring)”。此外，如果乳化被破坏，那么乳蛋白会凝结并且有时会沉淀至容器底部。这同样有损于外观和味道。近年来，大量使用的不仅有罐头而且有透明容器例如瓶子和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶。另外，现在甚至热饮料也装在PET瓶中出售。因而希望发展有效的稳定技术。
当混合入含有乳品成分的饮料中时，本发明的制品可以有效地解决上述问题。如本发明中所提及的，术语“乳品成分”是指液体奶(鲜奶、牛奶等)、奶粉(全脂奶粉、脱脂奶粉等)、炼乳(无糖炼乳、加糖炼乳等)、乳酪(奶油、鲜忌廉(whipping cream)等)、酸乳酪等。饮料中乳品成分的含量为约0.1～12％脱脂奶固体成分和0.01～6％乳脂成分。可以根据目标饮料(例如，乳品饮料、含有乳品的提神饮料)适当地选择混合量。如在本发明中所用的，术语“含有乳品成分的饮料”具体指的是加工奶、发酵乳饮料、酸奶饮料、含有乳品的茶(红茶、粉末绿茶、绿茶、大麦茶、乌龙茶等)、含乳品的汁液(含果汁的饮料、含蔬菜汁的饮料等)、含有乳品的咖啡、含有乳品的可可饮料、营养均衡的饮料、液体食品等。就其原料而言，可以提及的是水分散性纤维素(或悬浮状含水组合物或水分散性干燥组合物)、乳品成分、饮料的主要成分和水，另外以及甜味剂、风味剂、食用色素、酸化剂、辛香料、和乳化剂(甘油脂肪酸酯-单酸甘油酯、甘油脂肪酸酯有机酸单甘油酯、聚甘油脂肪酸酯、聚甘油缩合的蓖麻油酸酯、脱水山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、卵磷脂、resolecithin、硬脂酰乳酸钙等)。构成脂肪酸酯的脂肪酸为具有6-22个碳原子的饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸，例如辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、芥酸等。构成有机酸单甘油酯的有机酸为乙酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸、二乙酰基酒石酸等。此外，可以混入酪蛋白钠；增稠稳定剂(κ-角叉菜胶、ι-角叉菜胶、λ-角叉菜胶、羧甲基纤维素钠、藻酸丙二醇酯、刺槐豆胶、瓜尔胶、刺云豆胶、果胶等)；微晶纤维素、食用纤维(难消化的糊精、聚葡萄糖、酶促水解的瓜尔胶、水溶性大豆多糖等)、营养增强剂(维生素、钙等)、风味物质(咖啡粉、鲜奶精(milk flavor)、白兰地等)、食品材料(果肉、果汁、蔬菜、蔬菜汁、淀粉、谷类、豆浆、蜂蜜、植物油和脂肪、动物脂肪和油等)，以及调味品(味噌、酱油、食盐、谷氨酸钠等)。
包含乳品成分的饮料可以通过已知的方法生产。例如，将粉末起始材料(糖、脱脂奶粉等)加入热水中并搅拌和溶解(分散)。然后，加入液体起始材料例如咖啡提取物、果汁、奶油等并均化，将其倒入容器中以得到制品。根据物品类型(罐头、瓶、PET瓶、纸包装、杯等)、需要的储存条件(冷冻、室温、高温等)以及所需的储存期，通过适当地选择HTST(瞬间高温)消毒、热敷消毒、蒸馏消毒等方法进行消毒。优选地，在混合包括所述水分散性纤维素或悬浮状含水组合物或水分散性干燥组合物的所有成分之后，对本发明的饮料进行均化处理至少一次，从而可以使得乳品成分高度稳定。
所述水分散性干燥组合物可以与粉末起始材料一起混合。然而，水分散性干燥组合物只有当其以分散的细纤维状纤维素形式存在于饮料中才表现出其作用，因此理想的是用高效搅拌器如高速旋转匀浆机等对其搅拌。另外，也可以在混合前将水分散性干燥组合物与水或热水一起搅拌而制备分散体。在制备分散体的时候调节温度至60～80以及使用活塞式高压匀浆机(10MPa或更高)是优选实施方式之一。
以约0.001～0.5％(固体)、优选0.005～0.2％、更优选0.007～0.1％的量将所述水分散性纤维素(或悬浮状含水组合物或水分散性干燥组合物)混入含乳品成分的饮料中。如果其含量太小，那么无法充分体现防止出油的效果。如果其含量太大，那么体系粘度变得过高，并且饮料的自然口感(吞咽感)会受到不利影响，从而降低其商业价值。虽然出油现象的详细机理尚不知道，但是这可能是由于以下事实所致：乳品成分中的脂肪球由于热振动发生相互碰撞从而破坏乳液状态，导致脂肪成分的漂浮和蛋白质的沉淀。据认为，当使用本发明的制品时，细纤维状纤维素可以形成遍及整个饮料的网状物，该网状物可产生防止脂肪球之间碰撞的空间位阻并可防止乳液破坏。另外的可能性是由于纤维素往往会与乳品成分(脂肪球)发生弱相互作用，脂肪球受到邻近细纤维状纤维素的约束，因而，脂肪球的热振动受到抑制。
对于牛奶咖啡饮料而言，混合的理想量为约0.008～0.08％。对于先前的纤维素添加剂如微晶纤维素而言，所述出油可以通过与甘油脂肪酸酯结合使用而得到抑制。然而，如果制品在高温约60下储存，那么所述乳品成分和微晶纤维素会发生相互作用，有时会导致凝结。相反地，对于本发明的饮料而言，在冷冻储存(5)、室温储存(25)和甚至热储存(60)的条件下，可以保持均匀的外观而不发生出油和油环，并且此外不存在蛋白质的沉淀和所述体系的凝结或分离，即使本发明制品的量为0.08％或更小时也是如此。不用说明，将本发明制品与其他作用已知的物质混合是容许的，例如乳化剂、角叉菜胶、酪蛋白钠、羧甲基纤维素钠、微晶纤维素等。这样就可以例如销售以热状态储存于PET瓶中的牛奶咖啡，并且不会改变外观例如出油。
已经知道微晶纤维素或细纤维状纤维素的高浓度水分散体可以形成凝胶。这种类型的凝胶被称为“弱凝胶”。当对这种凝胶施加轻微应力时，其不会流动但是表现为弹性体。然而，当对其施加大应力时，其会流动。此外，当应力消除时，其可以表现出弱凝胶的原有性质。虽然这种类型的凝胶可以表现出类似蛋黄酱的柔软性和流动性，但是其不能象果冻或布丁那样保持形状，也不具有那种口感。
另一方面，当本发明的凝胶形成组合物被制成水分散体并放置时，其可形成类似于果冻和布丁的所谓“真凝胶”。真凝胶不同于弱凝胶之处在于当对其施加过度应力时真凝胶不会流动但是结构被破坏。当真凝胶被粉碎时，其会呈现小凝胶集合体的微凝胶状态。微凝胶是一种弱凝胶。
至今已经已知许多技术可用于通过结合使用多种多糖而形成凝胶。例如，包括黄原酸胶和刺槐豆胶的组合以及角叉菜胶和刺槐豆胶的组合。就纤维素和其他多糖组成的真凝胶而言，JP-A-63-196238公开了可以通过以下方式制备凝胶材料：将微原纤化纤维素与魔芋头或魔芋粉混合以制备浆料，然后干燥所述浆料或将其冷冻并融化。然而，当干燥时这种凝胶会象橡皮糖那样变得非常硬，当冷冻并融化时，该凝胶会显著分离水而产生非常不均匀的质地以致于不能咬食。因而该凝胶不适用于食品。
如本发明中所用的，藻酸类包括藻酸、藻酸盐和藻酸丙二醇酯。由于这些材料必须以溶解于水中的状态使用，因此控制pH和控制盐浓度可能是必要的。由于其水溶性，因而尤其优选藻酸钠。藻酸是由β-D-甘露糖醛酸(缩写为M)和α-L-葡糖醛酸(缩写为G)组成的1，4-连接型嵌段共聚物。藻酸分子由三段组成，即M组成的嵌段(M-M-M-M)、G组成的嵌段(G-G-G-G)以及两种片段交替组合而成的嵌段(M-G-M-G)。另一方面，半乳甘露聚糖其结构中具有由β-1，4-连接的β-D-甘露糖片段组成的主链以及由α-1，6-连接的α-D-半乳糖片段组成的侧链。存在多种半乳甘露聚糖，例如瓜尔胶、刺云豆胶、刺槐豆胶等，它们的不同之处在于甘露糖和半乳糖的比例。由于许多半乳甘露聚糖具有源于起始材料的独特气味，优选使用无味的纯化制品。葡甘露聚糖具有β-1，4-连接的D-葡萄糖和D-甘露糖的结构，其中葡萄糖与甘露糖的比例为约2∶3。这包括魔芋粉和醇提纯的葡甘露聚糖，其中优选的是高聚合度的纯化葡甘露聚糖。具体地说，当制成1％水溶液时，优选的是25下粘度为30Pa□s或更大的那些，特别优选的是粘度为40Pa□s或更大的那些。
如上所述，当将水分散性干燥组合物和至少一种选自藻酸、半乳甘露聚糖和葡甘露聚糖中的多糖分散于水中并然后放置时，可以形成凝胶组合物。然而，凝胶组合物的形成并不限于使用所述水分散性干燥组合物的情况。同样可以使用水分散性纤维素或悬浮状含水组合物。然而，当同样可以使用水分散性干燥组合物时，达到最高凝胶强度。就混合量而言，水分散性干燥组合物(或水分散性纤维素或悬浮状含水组合物)的量用为0.15％(固体)或更多，至少一种选自藻酸、半乳甘露聚糖和葡甘露聚糖中的多糖的用量为0.03％或更多。固体成分的总浓度的上限为约5％。制备的凝胶组合物的凝胶强度(断裂强度)为至多约1N。多糖可以以粉末形式加入，或在其制成水溶液(溶胀溶液)之后与分散于水中的水分散性干燥组合物(或水分散性纤维素或悬浮状含水组合物)混合。如果在将多糖制成水溶液(或溶胀溶液)后使用多糖，那么凝胶强度倾向于变高。如果将多糖在高温(30℃以上)下混合，那么会立即开始形成凝胶，因此可以通过于较低温度(例如，约5℃)和高速搅拌下混合而在短时间内得到较高的凝胶强度。
如果对这些凝胶状组合物进行热处理，那么可以得到更高的凝胶强度(断裂强度)。术语“热处理”指的是保持在30℃或更高温度下放置的操作。可以在通过放置由混合所述水分散性干燥组合物(或水分散性纤维素或悬浮状含水组合物)与多糖得到的混合物的方式形成凝胶状组合物的时候进行热处理，或者可以在形成凝胶组合物之后进行热处理。
较高的热处理温度可以在较短时间内产生较高的凝胶强度。当在一旦形成凝胶状组合物之后对其进行加热时，凝胶强度可通过在高于用以形成凝胶组合物的温度(例如60～120℃或更高)下加热数秒至数天而显著增加。即使温度降低至较低的温度，也可以保持强度。也就是说，它在热力学上是不可逆的。即使对其进行再次加热，该凝胶组合物也不会溶解或者造成水分离，因而具有非常高的热稳定性。因此，可以在食用之前加热该凝胶组合物。具体地说，该组合物可以在50℃或更高温度下保持0.011N的凝胶强度。如果该凝胶组合物的量减少，那么其可以提供类似于现有凝胶的非常柔软的凝胶，但是其在热稳定性方面仍旧表现出色并且无水分离现象。因此，其最适于用作普通甜点(desert)和作为蒸馏食品，如近年来引起公众兴趣的针对吞咽作用失调者的食品。从膳食多样化的角度考虑，由于以下原因：可以提供热食品、即使在凝胶柔软的情况下水分离程度也同样较小以及即使在蒸馏消毒的情况下也可以保持凝胶结构，因此如果混入了固体成分(例如碎食物等)，其不会发生沉淀。这使得可以保持食品与消毒之前同样均匀的状态。由于所述凝胶组合物即使当被投入热水中时也会不溶解或分散，因此该组合物可以呈切块状并用作味噌汤或其他汤中的成分。
对于所述凝胶形成组合物和凝胶组合物中混合的成分来说，最合适的是由所述水分散性纤维素和羧甲基纤维素钠组成的那些。当半乳甘露聚糖用作多糖时，即使在低温下凝胶强度也倾向于变高。然而，应当注意的是如果过度受热，那么半乳甘露聚糖会分解并且凝胶强度变低。由于葡甘露聚糖的热稳定性高，即使在形成凝胶组合物之后受热其凝胶强度也几乎不会降低。由于高粘度型葡甘露聚糖，优选通过预先将其制成溶胀溶液的方式使用葡甘露聚糖。虽然所述水分散性干燥组合物(或水分散性纤维素或悬浮状含水组合物)与多糖之间各自存在最佳的混合比例，最佳比例以多糖的比例表示时为约5～40重量％。例如，对于刺槐豆胶的情况来说，该比例为约50重量％，对于刺云豆胶的情况来说，该比例为约10重量％，对于葡甘露聚糖的情况来说，该比例为约30重量％。
如此处所用的，术语“具有海绵状结构的凝胶组合物”(下文称为“海绵状凝胶”)指的是具有类似海绵结构的凝胶。其中的孔的短轴(d)和长轴(l)为约1～1,000μm，并且d/l为约1～10，所述孔为多边形如三角形、正方形、梯形、菱形、五边形、六边形等。孔的形状可以在足量的水存在下通过用光学显微镜以透射光或偏振光对用锋利的刀切成薄片的凝胶观察得到。同样可以在冷冻干燥后通过SEM观察孔的形状。在定义孔的分隔壁中，所述水分散性纤维素和葡甘露聚糖形成凝胶，其中含水量为约5～50％。保留在孔中的水量为约90～95％。
本发明的海绵状凝胶包含水分散性干燥组合物(或水分散性纤维素或悬浮状含水组合物)、葡甘露聚糖和水。近似组成(固体)为水分散性干燥组合物(或水分散性纤维素或悬浮状含水组合物)∶葡甘露聚糖＝85∶15～35∶65(固体)，优选为80∶20～37∶63，特别优选为75∶25～40∶60。当该组成比例处于上述范围内时，可以表现出较高的断裂强度。所述凝胶中的固体总浓度为约0.1～5％，特别优选为0.5～1.5％。如果固体浓度低，那么凝胶强度(断裂强度)变低。当浓度太高时，该体系粘度会变得过高并且搅拌和混合变得难以进行。
本发明的海绵状凝胶是可食用的，并可用于食品中。其具有足够低的硬度而适于健康人咬食和咀嚼。其凝胶强度(断裂强度)为约0.1～5N。和用于洗餐具的海绵类似，当用勺子等推挤时，本发明的海绵状凝胶随着其体积的收缩会释放出水分。当向其中加入足量的水分时，所述海绵可以吸收水分并膨胀直到其恢复原样。可以重复该操作，因而，水分的吸收和分离能够以可逆的方式实现。虽然如此，如上所述，所述海绵状凝胶具有足够低的硬度使得人们可以咬食和咀嚼。所述海绵状凝胶具有源自海绵结构的松脆或易碎的质地。食用时这种凝胶表现出的口感，即由从整个凝胶中流出的水分产生的多汁感和咬食时的松脆口感，是一种不同于现有凝胶(如琼脂、角叉菜胶/刺槐豆胶凝胶、纤维果、魔芋等)的新颖口感。
为了制备本发明的海绵状凝胶，首先必须使水分散性干燥组合物(或水分散性纤维素或悬浮状含水组合物)处于其中细纤维状纤维素均匀分散于水中的状态。为此，理想的是使用高效设备例如高速旋转匀浆机、活塞式高压匀浆机等制备分散体。更优选地，制备所述分散体时的温度为60或更高。为了在水中溶解(溶胀)高粘度型葡甘露聚糖，可以使用已知的方法。例如，可以在室温下将葡甘露聚糖加入水中并搅拌，之后将该混合物放置7小时或更久。所述水分散的混合物可以按照如下方式制备：通过首先将水分散性干燥组合物(或水分散性纤维素或悬浮状含水组合物)分散于水中，然后加入葡甘露聚糖粉末并充分搅拌该混合物，或通过加入葡甘露聚糖的水溶液以及然后搅拌和混合所得的混合物。高速旋转匀浆机的实例包括由Tokushu Kika Kogyo，Co.，Ltd.制造的TK Homomixer，由Nippon Seiki，Co.，Ltd.制造的Excel Autohomogenizer等。
随后，将该水分散的混合溶液冷冻。该步骤可以通过搅拌和混合该溶液、将其放置以形成凝胶组合物和其后冷冻所得的组合物而实现，或通过立即冷冻制得的混合物而实现。通过经热处理等一次形成具有高凝胶强度(断裂强度)的凝胶组合物和其后进行冷冻的方式可以使得所述海绵状凝胶达到更高的凝胶强度(断裂强度)。
所述冷冻是通过将水分散的混合溶液供入容器中并冷却至低于凝固点的温度而进行的。该方法包括浸入冷却介质(如盐水等)的方法；将其放置在低温环境(如冰箱中)下的方法；在升高的压力下冷却至低于凝固点的温度和然后减压至大气压以促进冷冻的方法等。可以适当选择这些方法中的一种。冷冻温度(冷冻速率)会显著影响所述海绵状结构的形成。例如，当在不低于-20的相对较高的温度下缓慢冷冻时，可以形成大孔和厚的分隔壁并且产生的口感往往变得非常松脆。另一方面，当在-45或更低的相对较低的温度下迅速冷冻时，可以形成小孔并且产生的口感往往变得柔软而光滑。这可能归因于海绵状结构中的孔依赖于冰晶生长这一事实。通过将冷冻制品放置在超过0的温度下实现解冻。例如，解冻温度可以为室温或者更高的温度。
为了改善味道和外观，可以向本发明的海绵状凝胶中混入其他食品材料，例如淀粉、油和脂肪、蛋白质、盐等以及调味品、甜味剂、食用色素、辛香料、酸化剂、乳化剂、增稠稳定剂、食用纤维、营养增强剂(维生素、钙等)以及风味材料，条件是这些材料的加入不会对凝胶的形成性能产生不利影响。
本发明的海绵状凝胶适用于甜点(例如什果宾治、anmitsu(用蜂蜜和豆酱的煮熟的豌豆)、果冻等)成分中。在这种情况下，例如，由水分散性干燥组合物(或水分散性纤维素或悬浮状含水组合物)、葡甘露聚糖和水形成海绵状凝胶，然后将该凝胶浸入糖浆中并混合入甜点中。
此外，本发明的凝胶适合用于饮料、汤、馅料等的强化中。本发明制品的可逆吸收和释放水分的性质也可用在药物、化妆品和工业制品领域中。
实施例
下文通过实施例进一步详细地描述本发明。实施例中所述的测量是按照下列方法进行的。
<纤维素物质的平均聚合度>
纤维素物质的平均聚合度根据ASTM指示：D 1795-90“Standard TestMethod for Intrinsic Viscosity of Cellulose”确定。
<纤维素物质的α-纤维素含量>
这种测定是根据JIS P8101-1976“Method for Testing Dissolved Pulp”5.5α-纤维素进行的。
<纤维素纤维(颗粒)的形状(长轴、短轴、长轴/短轴比值)>
由于纤维素纤维(颗粒)的尺寸可以在宽范围内变化，因此不能仅通过一种显微镜观察所有的情况。因此，根据纤维(颗粒)的尺寸适当地选择光学显微镜和扫描电镜(中等分辨率SEM和高分辨率SEM)以进行观察和测量。
当使用光学显微镜时，将调节至适当浓度的纤维素纤维(颗粒)的水分散体放在载玻片上，盖上盖玻片，并进行观察。
当使用中等分辨率SEM(由JEOL Ltd.制造的JSM-5510LV)时，将含水试样溶液放在样品架上并风干，之后于其上气相沉积约3nm的Pt-Pd，然后观察该试样。
当使用高分辨率SEM(由Hitachi Science Systems，Co.，Ltd.制造的S-5000)时，将试样水分散体放在样品架上并风干，随后气相沉积约1.5nm的Pt-Pd然后观察该试样。
对从照片中选择的15或更多个颗粒测量纤维素纤维(颗粒)的长轴、短轴和长轴/短轴比值。在以下所述的实施例中，纤维的形状包括从几乎直的形状到弯曲的形状(象头发)，但其中没有像废纱线一样的卷曲状。在一根纤维内短轴(厚度)的变化范围宽，因而取平均值。高分辨率SEM用于观察短轴为约几个nm到200nm的纤维，但是一根纤维太长，不能在单一的视野中观察到。因而，在移动视野的同时重复进行照相，之后结合照片进行分析。
<损耗角正切>(＝损耗弹性模量/储能弹性模量)
(1)称出一份试样和水以得到具有0.5重量％固体浓度的水分散体，用Ace匀浆机(由Nippon Seiki，Co.，Ltd.制造，型号AM-T)在15,000rpm下分散15分钟。
(2)分散体在25环境下放置3小时。
(3)在于下列条件下测量之前将试样溶液供入动态粘弹性测量设备中并放置5分钟。由其结果，得出在10rad/s的频率下的损耗角正切(tanδ)。
设备：ARES(型号100 FRTN1)(由Rheometric Scientific Inc.制造)
几何结构：二重壁库埃特粘度计(Double Wall Couette)
温度：25
应变：10％(固定的)
频率：1至100rad/s(在约170秒期间内升高)
<0.25％粘度>
(1)称出一份试样和水以得到具有0.25重量％固体浓度的水分散体，用Ace匀浆机(型号AM-T，由Nippon Seiki，Co.，Ltd.制造)在15,000rpm下分散15分钟。
(2)分散体在25下放置3小时。
(3)在彻底搅拌之后，准备旋转粘度计(B型粘度计BL形状，由Tokimek，Co.，Ltd.制造)。在完成所述搅拌之后30秒，转子开始转动。之后30秒，读取粘度计的示数，由其计算得到粘度。转子的转速固定为60rpm，可以根据粘度适当地改变转子。
<沉降体积>
(1)称出一份试样和水以得到0.5重量％的水分散体，并将其供入有盖的玻璃容器中。以手动的方式振荡和搅动该内容物约20次。
(2)将100mL试样溶液倒入内径为25mm的玻璃管中，上下翻转该管数次以搅动所述内容物，之后将管在室温下放置4小时。
(3)目测混浊的(或半透明的)悬浮液层体积，其作为沉降体积(％)。
<水分散性纤维素中“可稳定悬浮于水中的成分”的含量>
(1)称出一份试样和水以得到具有0.1重量％纤维素浓度的水分散体，用Ace匀浆机(型号AM-T，由Nippon Seiki，Co.，Ltd.制造)在15,000rpm下分散15分钟。
(2)将20g试样溶液供入离心管中并通过离心机在1,000G离心分离5分钟。
(3)移走上层液体层，测量沉淀成分的重量(a)。
(4)然后，使该沉淀成分完全干燥，测量固体成分的重量(b)。
(5)根据下列公式，计算得到“可稳定悬浮于水中的成分”的含量(c)：c＝5,000×(k1+k2) [重量％]
条件是，当该体系不包含水溶性聚合物(和/或亲水性物质)时，k1和k2根据下列公式计算：
k1＝0.02-b
k2＝{k1×(a-b)}/(19.98-a+b)
当该体系包含水溶性聚合物(和/或亲水性物质)时，k1和k2根据下列公式计算：
k1＝0.02-b+s2
k2＝k1×w2/w1
纤维素/水溶性聚合物(亲水性物质)＝f/d[混合比例]
w1＝19.98-a+b+0.02×d/f
w2＝a-b
s2＝0.02×d×w2/{f ×(w1+w2)}
当“在水中可稳定分散的成分”的含量非常大时，沉淀成分的重量变小，因此就使用上述方法而言，测量的准确性水平低。因此，在这样的情况下，(3)及其之后的过程按照下列方式进行。
(3’)取出上层液体层并测量其重量(a’)。
(4’)然后，使上层成分完全干燥，测量固体成分的重量(b’)。
(5’)根据下列公式，计算出“在水中可稳定分散的成分”的含量(c)：
c＝5,000×(k1+k2)[重量％]
条件是，当该体系不包含水溶性聚合物(和/或亲水性物质)时，k1和k2根据下列公式计算：
k1＝b’
k2＝k1×(19.98-a’+b’)/(a’-b’)
当体系包含水溶性聚合物(和/或亲水性物质)时，k1和k2根据下列公式计算：
k1＝b’-s2×w1/w2
k2＝k1×w2/w1
纤维素/水溶性聚合物(亲水性物质)＝f/d[混合比例]
w1＝a’-b’
w2＝19.98-a’+b’-0.02×d/f
s2＝0.02×d×w2/{f×(w1+w2)}
当操作(3)中上层液体层和沉淀成分之间的界线不清晰且分离困难时，可以在适当降低的纤维素浓度下进行该操作。
《实施例1》
将市售可得木质浆料(平均聚合度＝1,710，α-纤维素含量＝93重量％)切成6×12mm的长方形并浸入足量的水中。其后立即，将浆料从水中取出，从筛中滤过水。那时，含水量为74重量％。当使湿浆料通过切割研磨机(“Comitrol”型号1700，由URSCHEL LABORATORIES，Inc.制造，微切割头/刀片距离：2.029mm，叶轮转速：9,000rpm)一次，纤维长度变成0.25～3.25mm(纤维长度为0.5mm或更大的成分的含量为约98％)。
称量切割研磨机处理过的制品和水以得到2重量％的纤维含量，搅拌混合物直到不再观察到纤维之间的缠结。用磨石旋转型粉碎机(“Cerendipiter”型号MKCA6-3，由Masukou Sangyo，Co.，Ltd.制造；磨床：MKE6-46，磨床转速：1,800rpm)处理由此得到的水分散体。处理次数为4次，并且磨床间隙分别变化至200 60 40 40μm。由此得到的水分散体具有93％的沉降体积。
随后，用水稀释由此得到的水分散体以使得浓度为1重量％，将稀释了的分散体通过高压匀浆机(“Microfluidizer”型号M-110Y，由MFIC Corp.制造，处理压力：110MPa)8次。然后，该分散体在35,000G离心分离30分钟，弃去上层液体，在滤纸之间对沉淀物进行脱水以得到含水量为82重量％的水分散性纤维素A。其0.25％粘度为70mPas。其结晶度为82％。当用光学显微镜和中等分辨率SEM观察时，观察到长轴为10～400μm、短轴为1～10μm并且长轴/短轴比值为10～300的细纤维状纤维素。损耗角正切为0.21。虽然试图根据JAPAN TAPPI浆料测试方法No.26测量其保水率，但是全部试样通过杯状过滤器，因而不能确定其值。“可稳定分散于水中的成分”的含量为95重量％。当通过高分辨率SEM观察该成分时，观察到长轴为0.9～20μm、短轴为5～100nm并且长轴/短轴比值为30～300的非常细的纤维状纤维素。
《实施例2》
将市售可得麦秆浆(平均聚合度＝930，α-纤维素含量＝68重量％)切成6×12mm的长方形。向其中加入水以得到4重量％的浓度。用民用混合器搅拌该混合物5分钟。当用高速旋转匀浆机(ULTRA-DISPERSER，型号LK-U，由Yamato Kagaku制造)分散该混合物1小时，纤维长度变成4mm或更小。
分别在改变磨床间隙为60 40μm的同时，由用磨石旋转型粉碎机(“Cerendipiter”型号MKCA6-3，磨床：MKE6-46，磨床转速：1,800rpm)处理此得到的水分散体两次。由此得到的水分散体具有95体积％的沉降体积。
随后，用水稀释由此得到的水分散体至1重量％的浓度，将稀释了的分散体通过高压匀浆机(“Microfiuidizer”型号M-110Y，处理压力110MPa)20次以得到悬浮状含水组合物B。其结晶度为72％。0.25％粘度为84mPas。当通过光学显微镜和中等分辨率SEM观察时，观察到长轴为10～900μm、短轴为1～30μm并且长轴/短轴比值为6～100的细纤维状纤维素。损耗角正切为0.19。虽然试图测量其保水率，但是全部试样通过杯状过滤器而不能确定其值。“可稳定分散于水中的成分”的含量为99重量％。当通过高分辨率SEM观察该成分时，观察到长轴为0.7～15μm、短轴为4～200nm并且长轴/短轴比值为30～350的非常细的纤维状纤维素。
《实施例3》
用水稀释从实施例2中磨石旋转型粉碎机处理的制品至2重量％的浓度，并将其通过高压匀浆机(“Ultimizer System”型号HJP25030，由SuginoMachine，Co.，Ltd.制造，处理压力：175MPa)8次以得到悬浮状含水组合物C。结晶度为74％。0.25％粘度为69mPa s。当通过光学显微镜观察时，观察到长轴为10～700μm、短轴为1～30μm并且长轴/短轴比值为10～150的细纤维状纤维素。损耗角正切为0.43。虽然试图测量其保水率，但是全部试样通过杯状过滤器而不能确定其值。“可稳定分散于水中的成分”的含量为89重量％。当通过高分辨率SEM观察该成分时，观察到长轴为1～20μm、短轴为6～300nm并且长轴/短轴比值为30～350的非常细的纤维状纤维素。
《实施例4》
在用手撕碎的同时将市售可得稻杆浆(平均聚合度＝810，α-纤维素含量＝82重量％，含水量＝55重量％)投入水中，搅拌直到不再观察到纤维之间的缠结。从而，制备了固体浓度为3重量％的水分散体。纤维长度为2.5mm或更小。
用磨石旋转型粉碎机(“Cerendipiter”型号MKCA6-3，磨床转速：1,800rpm)处理由此得到的水分散体两次。第一次通过时，所用的磨床为MKE6-46且间隙为100μm，第二次通过时，磨床为MKGAW6-80且间隙为50μm。由此得到的水分散体具有83体积％的沉降体积。
随后，用水稀释由此得到的水分散体以使得浓度为0.5重量％，将稀释了的分散体通过高压匀浆机(“Microfiuidizer”型号M-140K，处理压力175MPa)6次以得到悬浮状含水组合物D。其结晶度为65％。0.25％粘度为43mPa s。当通过光学显微镜观察时，观察到长轴为30～800μm、短轴为1～40μm并且长轴/短轴比值为8～120的细纤维状纤维素。损耗角正切为0.91。虽然试图测量其保水率，但是部分试样通过杯状过滤器而残留物造成堵塞，因而不能确定其值。“可稳定分散于水中的成分”的含量为37重量％。当通过高分辨率SEM观察该成分时，观察到长轴为1～20μm、短轴为10～300nm并且长轴/短轴比值为25～350的非常细的纤维状纤维素。
《实施例5》
将市售可得木质浆料(平均聚合度＝1,820，α-纤维素含量＝77重量％)切成6×16mm的长方形并向其中加入足量的水以得到80重量％的固体浓度。将该混合物通过切割研磨机(“Comitrol”型号1700，切割头刀片距离：2.03mm，叶轮转速：3,600rpm)，同时控制水分离和浆料碎屑至最小量。结果，纤维长度变成0.75-3.75mm。
称量切割研磨机处理过的制品、羧甲基纤维素钠和水使得羧甲基纤维素钠的浓度达到0.0706重量％，搅拌混合物直到不再观察到纤维之间的缠结。用磨石旋转型粉碎机(“Celendipiter”型号MKCA6-3，由MasukouSangyo，C0.，Ltd.制造；磨床：MKE6-46，磨床转速：1,800rpm)处理由此得到的水分散体。分别在改变磨床间隙为110 80μm的同时，进行处理两次。由此得到的水分散体具有89％的沉降体积。
随后，用水稀释由此得到的水分散体至0.5重量％的浓度，并将稀释了的分散体通过高压匀浆机8次(“Microfiuidizer”型号M-110Y，处理压力：110MPa)以得到悬浮状含水组合物E。其结晶度为79％或更大。其0.25％粘度为128mpa s。当通过光学显微镜和中等分辨率SEM观察时，观察到长轴为30～900μm、短轴为1～50μm并且长轴/短轴比值为6～200的细纤维状纤维素。损耗角正切为0.45。虽然试图测量其保水率，但是部分试样通过杯状过滤器而残留物造成了堵塞，因而不能确定其值。“可稳定分散于水中的成分”的含量为75重量％。当通过高分辨率SEM观察该成分时，观察到长轴为1～20μm、短轴为8～150nm并且长轴/短轴比值为30～350的非常细的纤维状纤维素。
《实施例6》
将实施例5中磨石旋转型粉碎机处理的制品直接通过高压匀浆机4次(“Microfiuidizer”型号110Y，处理压力：95MPa)以得到悬浮状含水组合物F。结晶度为79％或更高。0.25％粘度为68mPa s。当通过光学显微镜观察时，观察到长轴为10～400μm、短轴为1～5μm并且长轴/短轴比值为10～300的细纤维状纤维素。损耗角正切为0.64。虽然试图测量其保水率，但是部分试样通过杯状过滤器而残留物造成了堵塞，因而不能确定其值。“可稳定分散于水中的成分”的含量为43重量％。当通过高分辨率SEM观察该成分时，观察到长轴为1～20μm、短轴为10～150nm并且长轴/短轴比值为30～300的非常细的纤维状纤维素。
《实施例7》
称量实施例5中切割研磨机处理过的制品、羧甲基纤维素钠和水使得纤维素的浓度达到3重量％和羧甲基纤维素钠的浓度达到0.106重量％，搅拌混合物直到不再观察到纤维之间的缠结。用磨石旋转型粉碎机(“Cerendipiter”型号MKCA6-3，由Masukou Sangyo，Co.，Ltd.制造；磨床：MKE6-46，磨床转速：1,800rpm)处理由此得到的水分散体。分别在改变磨床间隙成150 120μm的同时，进行处理两次。由此得到的水分散体具有91％的沉降体积。
随后，用水稀释由此得到的水分散体以使浓度为3重量％，并将稀释了的分散体通过高压匀浆机5次(“Microfiuidizer”型号M-140K，处理压力：200MPa)以得到悬浮状含水组合物G。其结晶度为76％或更大。其0.25％粘度为67mPa s。当通过光学显微镜观察时，观察到长轴为20～700μm、短轴为1～50μm并且长轴/短轴比值为5～150的细纤维状纤维素。损耗角正切为0.31。虽然试图测量其保水率，但是部分试样通过杯状过滤器而残留物造成了堵塞，因而不能确定其值。“可稳定分散于水中的成分”的含量为59重量％。当通过高分辨率SEM观察该成分时，观察到长轴为1～15μm、短轴为10～80nm并且长轴/短轴比值为30～300的非常细的纤维状纤维素。
《实施例8》
将羧甲基纤维素钠加入悬浮状含水组合物C(实施例3)中使得纤维素∶羧甲基纤维素钠的比值达到85∶15(重量份)，用搅拌式匀浆机搅拌并混合15分钟。
随后，通过鼓式干燥机干燥该悬浮状含水组合物并用刮具刮落。通过切割研磨机(“Flush Mill”，由Fuji Powdal，Co.，Ltd.制造)将其粉碎以使得粉碎后的材料达到几乎完全通过目径为1mm的筛子，而得到水分散性干燥组合物H。
水分散性干燥组合物H具有71％或更高的结晶度，0.25％粘度为61mpa s，以及损耗角正切为0.51。“可稳定悬浮于水中的成分”的含量为75重量％。当通过高分辨率SEM观察该成分时，观察到长轴为1～20μm、短轴为10～300nm并且长轴/短轴比值为30～350的非常细的纤维状纤维素。
《实施例9》
将羧甲基纤维素钠加入悬浮状含水组合物F(实施例6)中以使得纤维素∶羧甲基纤维素钠的比值达到80∶20(重量份)，用搅拌式匀浆机搅拌并混合15分钟。
随后，通过鼓式干燥机干燥该悬浮状含水组合物并用刮具刮落。通过切割研磨机(“Flush Mill”)将其粉碎以使得粉碎后的材料达到几乎完全通过目径为1mm的筛子，而得到水分散性干燥组合物I。
水分散性干燥组合物I具有77％或更高的结晶度，0.25％粘度为66mPa s，以及损耗角正切为0.65。“可稳定悬浮于水中的成分”的含量为40重量％。当通过高分辨率SEM观察该成分时，观察到长轴为1～20μm、短轴为10～150nm并且长轴/短轴比值为30～300的非常细的纤维状纤维素。
《实施例10》
将市售可得甘蔗渣浆料(平均聚合度＝1,320，α-纤维素含量＝77％)切成6×16mm的长方形。称量甘蔗渣浆料、羧甲基纤维素钠和水使得纤维素的浓度达到3重量％和羧甲基纤维素钠的浓度达到0.176重量％，并通过民用混合器搅拌该混合物5分钟。
用磨石旋转型粉碎机(“Cerendipiter”型号MKCA6-3，磨床：MKE6-46，磨床转速：1,800rpm)处理由此得到的水分散体3次。由此得到的水分散体具有100体积％的沉降体积。
随后，用水稀释由此得到的水分散体以使浓度为2重量％，并将稀释了的分散体通过高压匀浆机4次(“Microfiuidizer”型号M-140K，处理压力：110MPa)以得到悬浮状含水组合物。其结晶度为73％或更高。其0.25％粘度为120mPa s。当通过光学显微镜和中等分辨率SEM观察时，观察到长轴为10～500μm、短轴为1～25μm并且长轴/短轴比值为5～190的细纤维状纤维素。损耗角正切为0.32。“可稳定分散于水中的成分”的含量为99重量％。
将羧甲基纤维素钠加入悬浮状含水组合物中以使得纤维素∶羧甲基纤维素钠的比值达到85∶15(重量份)，并用搅拌式匀浆机搅拌和混合该混合物15分钟。随后，通过鼓式干燥机干燥该悬浮状含水组合物并用刮具刮落。通过切割研磨机(“Flush Mill”，由Fuji Powdal，Co.，Ltd.制造)将其粉碎以使得粉碎后的材料达到几乎完全通过目径为2mm的筛子，而得到水分散性干燥组合物J。水分散性干燥组合物J结晶度为73％，0.25％粘度为143mPa s，以及损耗角正切为0.38。“可稳定悬浮于水中的成分”的含量为98重量％。当通过高分辨率SEM观察“可稳定分散于水中的成分”时，观察到长轴为1～17μm、短轴为10～350nm并且长轴/短轴比值为20～250的非常细的纤维状纤维素。
《实施例11》
凝胶形成组合物K是通过混合水分散性干燥组合物H(85重量份)和藻酸钠(其1％水溶液在20℃下的粘度为500～600mPa s)(15重量份)而制备的。
随后，称量组合物K和水以得到1重量％的固体成分浓度，通过Ace匀浆机(型号AM-T，由Nippon Seiki，Co.，Ltd.制造)在25℃下以15,000rpm分散10分钟。将该分散体装入内径为45mm的圆柱形玻璃容器中至约45mm的高度并在5℃下放置24小时以得到凝胶组合物。5℃下凝胶强度为0.04N。
通过流变计(“RHEO METER”型号NRM-2002J；推进夹具：10mmΦ球形夹具；推进速度2cm/min)直接测量凝胶强度(断裂强度)，而不必从容器中移出该凝胶组合物。
《实施例12》
凝胶形成组合物L是通过混合水分散性干燥组合物H(85重量份)和瓜尔胶(其1％水溶液在25℃下的粘度：900～1,100mPa s)(15重量份)而制备的。
随后，称量组合物L和水以得到1重量％的固体成分浓度，并通过Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散10分钟。将该分散体装入内径为45mm的圆柱形玻璃容器中至约45mm的高度并在5℃下放置24小时以得到凝胶组合物。5℃下凝胶强度为0.16N。凝胶强度以与实施例11中相同的方法测量。
《实施例13》
凝胶形成组合物M是通过混合水分散性干燥组合物H(60重量份)和葡甘露聚糖(其1％水溶液在25℃下放置7小时之后的粘度：100Pa s或更高)(40重量份)而制备的。
随后，称量组合物M和水以得到1重量％的固体成分浓度，并通过Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散10分钟。将该分散体装入内径为45mm的圆柱形玻璃容器中至约45mm的高度并在5℃下放置24小时以得到凝胶组合物。5℃下凝胶强度为0.32N。
当凝胶组合物在60℃下放置24小时，其凝胶强度(60℃)变成1.6N。既没有观察到水分离也没有观察到变形。
当分散操作之后立即在120℃下对凝胶组合物进行加热处理15分钟时，得到具有0.36N的凝胶强度(25℃)的凝胶组合物。凝胶强度全部以与实施例11中相同的方法测量。
《实施例14》
凝胶形成组合物N是通过混合水分散性干燥组合物I(60重量份)和葡甘露聚糖(其1％水溶液在25℃下的粘度：900～1,100mPa s)(40重量份)而制备的。
随后，称量组合物N和水以得到1重量％的固体成分浓度，并通过Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散10分钟。将该分散体装入内径为45mm的圆柱形玻璃容器中至约45mm的高度并在5℃下放置24小时以得到凝胶组合物。5℃下凝胶强度为0.11N。当为了热处理而将该凝胶组合物于80℃下放置3小时，其凝胶强度(80℃)增加至0.33N。既没有观察到水分离也没有观察到变形。即使冷却至5℃时该凝胶组合物也可大致保持相同的凝胶强度(0.31N)。凝胶强度全部以与实施例11中相同的方法测量。
《实施例15》
通过以下方式制备凝胶组合物：称量水分散性干燥组合物I、提纯的瓜尔胶(其1％水溶液在25℃下的粘度：5～6Pa s)和水使得水分散性干燥组合物I和瓜尔胶的浓度分别达到0.9重量％和0.1重量％，通过Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散该混合物10分钟，然后将其在5℃下放置24小时。5℃时凝胶强度为0.09N。当对该凝胶进行热处理(80℃下放置3小时)，凝胶强度80℃下增加至0.12N。既没有观察到水分离也没有观察到变形。即使冷却至5℃时，该凝胶组合物也可大致保持相同的凝胶强度(0.11N)。
全部凝胶强度以与实施例11中的相同方法测量。
《实施例16》
通过以下方式制备凝胶组合物：称量水分散性干燥组合物J、葡甘露聚糖(其1％水溶液在25℃下放置7小时之后的粘度：100Pa s或更高)和水使得水分散性干燥组合物J和葡甘露聚糖的浓度分别达到0.7重量％和0.3重量％，通过Ace匀浆机于80℃下以15,000rpm分散10分钟，然后进行热处理(80℃下放置3小时)。25℃时凝胶强度为0.10N。
当将由此得到的凝胶组合物加热至60℃，凝胶强度变为0.17N。既没有观察到水分离也没有观察到变形。
在另一个试验中，将水分散性组合物J投入80℃的热水中，并通过Ace匀浆机以15,000rpm分散5分钟以得到1重量％的水分散体。另一方面，在25℃下将葡甘露聚糖投入水中并溶胀7小时以得到1重量％的溶胀溶液。在分别冷却至5℃之后，将它们以7∶3的比例(水分散性干燥组合物J∶葡甘露聚糖＝7∶3)通过Ace匀浆机在15,000rpm下一起混合并分散5分钟，在80℃下进一步热处理5分钟以得到凝胶组合物。25℃时凝胶强度为0.21N。
所有的凝胶强度是以实施例11中相同的方法测量的。
《实施例17》
将水分散性干燥组合物J投入80℃的热水中并通过Excel自动匀浆机(型号ED-7，由Nippon Seiki，Co.，Ltd.制造)以15,000rpm分散10分钟，之后加入刺云豆胶并在15,000rpm下分散10分钟以得到包含0.9重量％水分散性干燥组合物J和0.1重量％刺云豆胶的液体混合物。由此得到的混合物在5℃下放置72小时以得到凝胶组合物。25℃时其凝胶强度为0.15N。当加热至60℃，其凝胶强度增加至0.17N。既未观察到水分离也没有观察到变形。所有凝胶强度以与实施例11中相同的方法测量。
《对比实施例1》
将市售可得的木质浆料(平均聚合度＝1,050，α-纤维素含量＝97重量％)切成6×16mm的长方形并浸入足量的水中。在确定该浆料已经全部被水浸湿之后，用筛子轻轻地滤去水。那时，固体成分的浓度为76重量％。当将该湿浆料通过切割研磨机(“Comitrol”型号1700，切割头刀片距离：2.03mm，叶轮转速：3,600rpm)一次时，纤维长度达到0.75～3.25mm。
称量切割研磨机处理过的制品和水以得到2重量％的纤维含量，搅拌该混合物直到不再观察到纤维之间的缠结。用磨石旋转型粉碎机(“Cerendipiter”型号MKCA6-3，由Masukou Sangyo，Co.，Ltd.制造；磨床：MKE6-46，磨床转速：1,800rpm)处理由此得到的水分散体。分别在改变磨床间隙成110→80μm的同时，进行处理两次。由此得到的水分散体具有90体积％的沉降体积。
随后，用水稀释由此得到的水分散体以使得浓度为1重量％，并将稀释了的分散体通过高压匀浆机8次(“Microfluidizer”型号M-110Y，处理压力：110MPa)以得到纤维素水分散体a。其0.25％粘度为36mPa s。当通过光学显微镜和中等分辨率SEM观察时，观察到长轴为40～1,000μm、短轴为1～65μm并且长轴/短轴比值为4～100的纤维状纤维素。当被制成0.5重量％水溶液，其损耗角正切为1.1。虽然试图测量其保水率，但是部分试样通过杯状过滤器而残留物造成了堵塞，因而不能确定其值。“可稳定分散于水中的成分”的含量为18重量％。
《对比实施例2》
将市售可得的木质浆料(平均聚合度＝1，210，α-纤维素含量＝94重量％)切成6×16mm的长方形并浸入足量的水中。在确定该浆料已经全部被水浸湿之后，用筛子轻轻地滤去水。那时，固体成分的浓度为78重量％。当将该湿浆料通过切割研磨机(“Comitrol”型号1700，切割头刀片距离：2.03mm，叶轮转速：3,6000rpm)一次时，纤维长度达到0.25～3.25mm。
称量切割研磨机处理过的制品和水以得到2重量％的纤维浓度，搅拌该混合物直到不再观察到纤维之间的缠结。用磨石旋转型粉碎机(“Cerendipiter”型号MKCA6-3，磨床：MKE6-46，磨床转速：1,800rpm)处理由此得到的水分散体。分别在改变磨床间隙成110→80μm的同时，进行处理两次。由此得到的水分散体具有88体积％的沉降体积。
随后，用水稀释由此得到的水分散体以使浓度为1重量％，并将稀释了的分散体通过高压匀浆机8次(“Microfiuidizer”型号M-110Y，处理压力：110MPa)以得到纤维素水分散体b。其0.25％粘度为56mPa s。当通过光学显微镜观察时，观察到长轴为50～1,050μm、短轴为1～50μm并且长轴/短轴比值为4～150的纤维状纤维素。损耗角正切为0.92。虽然试图测量其保水率，但是部分试样通过杯状过滤器而残留物造成了堵塞，因而不能确定其值。“可稳定分散于水中的成分”的含量为25重量％。
《对比实施例3》
将市售可得的纤维素粉末(平均聚合度＝390，α-纤维素含量＝72重量％)分散于水中以得到3重量％浓度。纤维长度为0.005～2mm。用磨石旋转型粉碎机(“Cerendipiter”型号MKCA6-3，磨床：MKGAW6-80，磨床转速：1,800rpm)处理该水分散体。分别在改变磨床间隙至80和50μm的同时，进行处理两次。由此得到的水分散体具有78体积％的沉降体积。
随后，用水稀释由此得到的水分散体以使浓度为1重量％，并将稀释了的分散体通过高压匀浆机8次(“Microfiuidizer”型号M-110Y，处理压力：110MPa)以得到含水纤维素分散体c。其0.25％粘度为69mPa s。当通过光学显微镜观察时，观察到长轴为5～60μm、短轴为1～30μm并且长轴/短轴比值为3～25的纤维颗粒。损耗角正切为1.8。虽然试图测量其保水率，但是全部试样通过杯状过滤器，因而不能确定其值。“可稳定分散于水中的成分”的含量为69重量％。然而，当通过高分辨率SEM观察时，发现所述纤维被高度缩短并具有0.2～1μm的长轴、20～70nm的短轴和6～30的长轴/短轴比值。
《实施例18-27》
通过使用水分散性纤维素A、悬浮状含水组合物B至G以及水分散性干燥组合物H至J作为本发明的制品，制备可可饮料。首先，称量各成分和热水(80℃)使得各成分的浓度达到如下值：本发明制品0.05％(固体)、可可粉0.5％、全脂奶粉0.8％、砂糖5.0％、乳化剂(中等纯度的硬脂酸单甘油酯)0.2％以及食盐0.05％。通过螺旋桨式搅拌器在80℃下以600rpm搅拌该混合物10分钟，条件是在水分散性干燥组合物H和I的情况下，例外地在进行预分散(通过Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散0.5％水分散体15分钟)之后使用它们。
接着，用活塞式匀浆机分别在15和20MPa下对该分散体进行两次均化处理，倒入玻璃制耐压瓶中，在121℃下消毒30分钟。在用流水将消毒的混合物冷却至室温之后，以手动方式振荡并搅动约10次，然后将其在60℃的环境下放置一周。
在可可饮料中，重要的问题包括(1)随着时间的推移可可颗粒沉淀并附着于容器的底部，(2)一旦沉淀的可可颗粒即使通过振荡容器也难以再分散，(3)可可的乳品成分和油质成分会分离并聚集(出油)在饮料的上部，以及(4)稳定剂的加入导致粘度增加和吞咽感(口感)的退化等。关于这些项目的评价结果概述于表1中。
表1 可可饮料的评价
| 实施例 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | |
| 本发明的制品 | 水分散性纤维素 | 悬浮状含水组合物 | 水分散性干燥组合物 | ||||||||
| A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | ||
| 粘度(mPa·s)*1 | 5.9 | 6.1 | 4.4 | 2.4 | 7.2 | 4.6 | 3.5 | 4.6 | 5.1 | 5.5 | |
| 可可粉层体积(％)*2 | 100 | 100 | 32 | 23 | 85 | 45 | 52 | 20 | 29 | 35 | |
| 可可附着于容器底部 | 无 | 无 | 元 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
| 可可粉层的再分散性(次)*3 | - | - | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| 出油 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
*1在试样制备之后就测量粘度(有BL转接器的B型粘度计，转子转速12rpm，25℃下)
*2由饮料中可可粉层的体积表示％。当其为100％，可可粉均匀悬浮在饮料中。当其为1％，大部分可可粉沉淀并附着于容器的底部。
*3上下翻转容器然后回到原始位置的操作算作一次。为了再分散可可粉层以使体系均匀所需的该操作的重复次数被用于评价(-：在该情形下没有出现)。数值越小意味着再分散性越好，这是优选的。
从结果中显见的是，本发明的制品以微小量(如0.05％的制品)就可以达到使可可完全悬浮的作用或使沉淀的可可再分散变得容易，即使观察到了一定程度的沉淀。另外，在维持相对低粘度的同时，存在防止出油的作用。
《对比实施例4和5》
根据实施例14制备和评价可可饮料，不同的是本发明的制品被市售可得的细纤维素(“Ceolus Cream”FP-03，由Asahi Kasei Kabushiki Kaisha制造)代替。对于这些对比实施例，细纤维素(固体)的含量分别为0.05重量％和0.4重量％。评价结果示于表2中。
所用的细纤维素的0.25％粘度为1mPa s。尽管在光学显微镜下观察时其具有相当模糊的颗粒形状，但是其长轴为约5～10μm、短轴为1～2μm并且长轴/短轴比值为约5。损耗角正切是不可测量的，这是因为其粘弹性低于设备的检测极限。虽然试图测量其保水率，但是全部试样通过了杯状过滤器而无法确定其值。通过测量“可稳定分散于水中的成分”含量的方法得到的所述成分的含量为65重量％。当通过高分辨率SEM观察这两个试样时，观察到长轴为100～300nm、短轴为20～50nm并且长轴/短轴比值为4～10的杆状颗粒。
《对比实施例6和7》
根据实施例14制备和评价可可饮料，不同的是本发明的制品被市售可得的微原纤化纤维素(“Celish”FD-100G，由Daicel Kagaku Kogyo，Co.，Ltd.制造)代替。微原纤化纤维素(固体)的含量为0.05％和0.4重量％。评价结果列于表2中。
所用的微原纤化纤维素的0.25％粘度为41mpa s。当在光学显微镜下观察时，颗粒的形状为如下：长轴100～500μm、短轴2～40μm并且长轴/短轴比值为10～200。其损耗角正切为0.64，其保水率为390％。由测量“可稳定分散于水中的成分”含量的方法得到的所述成分的含量为14重量％。当通过高分辨率SEM观察该成分时，观察到长轴为1～20μm、短轴为10～100nm并且长轴/短轴比值为10～300的纤维颗粒。
《对比实施例8-11》
根据实施例14制备和评价可可饮料，不同的是本发明的制品被纤维素水分散体a至c代替，并且在另一个实施例中不存在本发明的制品(空白)。以根据固体成分表示，将纤维素水分散体的含量调节至0.05重量％。评价结果示于表2中。
表2 可可饮料的评价
| 对比实施例 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 对比制品 | 细纤维素 | 微原纤化纤维素 | 纤维素水分散体 | 空白 | ||||
| a | b | c | ||||||
| 对比制品的含量(固体)(％) | 0.05 | 0.4 | 0.05 | 0.4 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0 |
| 粘度(mPa·s)*1 | 1.7 | 2.7 | 1.9 | 3.4 | 1.8 | 1.6 | 1.6 | 1.6 |
| 可可粉层的体积(％)*2 | 1 | 63 | 1 | 56 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 可可附着于容器底部 | 有 | 无 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 |
| 附着的可可/可可粉层的再分散性(次)*3 | 12 | 1 | 11 | 5 | 12 | 13 | 9 | 15 |
| 出油 | 有 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 有 |
*1在试样制备之后就测量粘度(有BL转接器的B型粘度计，转子转速12rpm，25℃)。
*2由饮料中可可粉层的体积表示％。当其为100％，可可粉均匀悬浮在饮料中。当其为1％，大部分可可粉沉淀并附着于容器的底部。
*3上下翻转容器然后回到其原始位置的操作算作一次。计算再分散附着的可可粉和可可粉层以使体系均匀所需的重复次数。数值越小意味着再分散性越好，这是优选的。
尽管细纤维素和微原纤化纤维素可以显示与本发明制品相似的效果，但是必须以大约8倍本发明制品的量使用这些材料。
《实施例28-30》
用本发明的悬浮状含水组合物C和F以及水分散性干燥组合物I制备酸奶饮料。首先，将果胶(“UNIPECTIN”AYD-358，由SYSTEMSBIO-INDUSTRIES制造)溶解于80℃的热水中以制备2重量％水溶液。该溶液在5℃下储存过夜。然后，称量本发明的制品、市售可得的5倍浓缩的酸奶、2％果胶水溶液和水以使得本发明制品的浓度为0.003％(固体含量)、5倍浓缩的酸奶浓度为20％和2％果胶水溶液的浓度为1.5％。然后搅拌该混合物5分钟(螺旋桨式搅拌器，500rpm，室温)；条件是在水分散性干燥组合物I的情况下，在进行预分散(即用Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散其0.5％的水分散体15分钟)之后使用该组合物。
其次，用活塞式匀浆机(15MPa)对其进行均化处理，在用螺旋桨搅拌的同时在85℃下加热和消毒10分钟，将其倒入玻璃容器中，用流水冷却至室温，手动振荡并搅动大约10次，之后将其在60℃的环境下放置3天。
酸奶饮料的问题包括：(1)随着时间的推移牛乳蛋白质颗粒沉淀并附着于容器底部，(2)一旦沉淀的牛乳蛋白质颗粒即使振荡容器也不能轻易地再分散，(3)如果加入过量稳定剂，虽然悬浮稳定性增加了，但是粘度也会升高，并且因此对口感产生不利影响(出现糊状的感觉)。关于这些项目的评价结果列于表3中。
表3 酸奶饮料的评价
| 实施例 | 28 | 29 | 30 |
| 本发明的制品 | 悬浮状含水组合物 | 水分散性干燥组合物 | |
| C | F | I | |
| 粘度(mpa·s)*1 | 3.1 | 3.2 | 3.0 |
| 沉淀的牛乳蛋白质体积(％) | 2 | 2 | 2 |
| 沉淀的牛乳蛋白质的再分散性(次)*2 | 2 | 2 | 4 |
*1在试样制备之后就测量粘度(有BL转接器的B型粘度计，转子转速12rpm，25℃)。
*2颠倒翻转容器然后回到其原始位置的操作算作一次。沉淀的牛乳蛋白质的再分散性通过计算再分散和使沉淀的牛乳蛋白质消失所需的操作次数而评估。数值越小意味着再分散性越好，这是优选的。
从结果中显见的是，尽管本发明的制品不能防止乳蛋白颗粒沉淀，但是改善了沉淀的乳蛋白质颗粒的再分散性，即使当以非常小的量使用时也是如此。虽然粘度至多为3.2mpa s，但是饮用时几乎感觉不到该粘度，并且不会觉查出糊状的感觉。
《对比实施例12-18》
就以下列情况制备和评价酸奶饮料：以指定浓度使用与对比实施例4中所用相同的细纤维素、与对比实施例5中所用相同的微原纤化纤维素和水分散体b-c代替本发明的制品；不存在本发明制品(空白)。评价结果示于表4中。
表4 酸奶饮料的评价
| 对比实施例 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| 对比制品 | 细纤维素 | 微原纤化纤维素 | 含水纤维素分散体 | 空白 | |||
| b | c | ||||||
| 对比制品的含量(固体)(％) | 0.003 | 0.05 | 0.003 | 0.05 | 0.003 | 0.003 | 0 |
| 粘度(mpa·s)*1 | 2.2 | 2.4 | 2.2 | 2.5 | 2.2 | 2.3 | 2.2 |
| 沉淀的牛乳蛋白质粉末层体积(％)*2 | 1 | 2 | 1 | 3 | 1 | 1 | 1 |
| 沉淀的牛乳蛋白质的再分散性(次) | 44 | 3 | 10 | 4 | 11 | 30 | 46 |
*1在试样制备之后就测量粘度(有BL转接器的B型粘度计，转子转速12rpm，25℃)。
*2颠倒翻转容器然后回到其原始位置的操作算作一次。沉淀的牛乳蛋白质的再分散性通过计算再分散和使沉淀的牛乳蛋白质消失所需的操作次数而评估。数值越小意味着再分散性越好，这是优选的。
尽管细纤维素和微原纤化纤维素也可以发挥与本发明制品类似的作用，但是它们必须以10倍于本发明制品或更多的量使用。
《实施例31-33》
将水分散性干燥组合物H、I或J加入热水中并用Ace匀浆机(型号AM-T，由Nippon Seiki，Co.，Ltd.制造)在80℃下以15,000rpm分散15分钟以制备0.5％分散体。向1～20份这种分散体中加入热水(80℃)、48份咖啡提取物溶液、12.5份奶(脱脂的固体成分8.8％，乳脂3.8％)、6份糖、0.06份的碳酸氢钠以及0.03份的蔗糖棕榈酸酯。调节热水的量使得总量达到100份。在80℃下通过螺旋桨搅拌由此得到的液体混合物10分钟，然后用活塞式匀浆机对其均化两次(最初压力：15MPa，第二次压力：5MPa)并倒入容积为200mL的玻璃制耐热瓶中。在121℃消毒30分钟，并用流水将其冷却以得到奶咖啡。该奶咖啡在5、25或60℃的环境下放置一个月，目测外观的均匀性(出油、凝结、沉淀的存在)。结果示于表5中。使具有BL转接器的B型粘度计以60rpm的转速由在5℃下储存一天后的制品测量所述试样的粘度。
[外观的评价标准]
-： 完全不出现
±：很轻微地出现
+： 出现
++：明显出现
表5 奶咖啡储存试验的结果(储存一个月)
| 水分散性干燥组合物的含量 | 实施例31 | 实施例32 | 实施例33 | |||||||
| 配方I | 配方J | 配方H | ||||||||
| 0.005％ | 储存温度(℃) | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 |
| 外观/出油 | - | + | + | - | - | + | - | + | + | |
| 外观/凝结 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 外观/沉淀 | + | + | + | - | + | + | + | + | + | |
| 粘度(mPa·s) | 1.9 | 1.9 | 1.9 | |||||||
| 0.02％ | 储存温度(℃) | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 |
| 外观/出油 | - | - | + | - | - | - | - | - | - | |
| 外观/凝结 | - | - | + | - | - | - | - | - | + | |
| 外观/沉淀 | - | + | + | - | - | - | - | - | - | |
| 粘度(mpa·s) | 2.1 | 2.2 | 2.0 | |||||||
| 0.05％ | 储存温度(℃) | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 |
| 外观/出油 | - | - | + | - | - | - | - | - | - | |
| 外观/凝结 | - | + | + | - | - | + | - | - | + | |
| 外观/沉淀 | - | - | + | - | - | + | - | - | + | |
| 粘度(mPa·s) | 3.5 | 4.0 | 3.3 | |||||||
| 0.1％ | 储存温度(℃) | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 |
| 外观/出油 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 外观/凝结 | - | + | + | + | + | + | - | + | + | |
| 外观/沉淀 | - | + | + | + | + | + | - | + | + | |
| 粘度(mPa·s) | 7.2 | 8.3 | 6.8 | |||||||
下文中所述的对比实施例19提出了不包含本发明水分散性干燥组合物的配方。在这种情况下，观察到了乳蛋白质的沉淀和出油。相反，根据所述实施例，由于水分散性干燥组合物的加入，可以显著抑制沉淀和出油；条件是该复合材料含量的增加倾向于某种程度上促进凝结。符号“±”即“很轻微地出现”指的是体系通过用手摇动能够容易地变均匀的情况，而这事实上对于使用是足够好了。
《实施例34》
以与实施例31中相同的方法制备奶咖啡，不同的是用悬浮状含水组合物F代替水分散性干燥组合物I。奶咖啡中F的量以固体计为0.025％。用与实施例31中同样的方法进行评价，结果示于表6中。
《实施例35》
以与实施例31中同样的方法制备奶咖啡，不同的是用悬浮状含水组合物C代替水分散性干燥组合物I并混合入ι-角叉菜胶。C的量以固体成分计为0.02％。ι-角叉菜胶加入的量为0.005％。按照实施例31中的方式进行评价的结果示于表6中。
表6 奶咖啡储存试验的结果(储存一个月)
| 实施例34 | 实施例35 | |||||
| 储存温度(℃) | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 |
| 外观/出油 | - | ± | ± | - | ± | ± |
| 外观/凝结 | - | - | ± | - | - | ± |
| 外观/沉淀 | - | - | ± | - | - | ± |
| 粘度(mPa·s) | 2.3 | 2.2 | ||||
[外观的评价标准]
-： 完全不出现
±：很轻微地出现
+： 出现
++：明显出现
《对比实施例19》
以与实施例31中相同的方法制备奶咖啡，不同的是不使用水分散性干燥组合物I。按照实施例31中的方式进行评价的结果示于表7中。
在该配方中，不是特别地加入稳定剂，除了加入抑菌乳化剂(蔗糖棕榈酸酯)。在这种情况下，观察到乳蛋白质的沉淀和出油。难以使这种状态的奶咖啡商品化，即使是罐装储存。
《对比实施例20》
以与实施例31中相同的方法制备奶咖啡，不同的是加入0.2份高纯度硬脂酸单甘油酯并且不使用水分散性干燥组合物I。按照实施例31中的方式进行评价的结果示于表7中。
当在25℃下储存，观察到乳品成分的严重凝结。在60℃下，观察到少许出油和清晰的沉淀。
《对比实施例21》
以与实施例31中相同的方法制备奶咖啡，不同的是加入0.2份高纯度硬脂酸单甘油酯和0.1份结晶纤维素制品(“Avicel”RC-591，由Asahi KaseiKabushiki Kaisha制造)，并且不使用水分散性干燥组合物I。按照实施例31中的方式进行评价的结果示于表7中。该实施例代表了JP-A-6-335348中公开的技术。
《对比实施例22》
以与实施例31中相同的方法制备奶咖啡，不同的是加入0.2份高纯度单硬脂酸甘油酯和0.3份微晶纤维素制品(“Avicel”RC-591，由Asahi KaseiKabushiki Kaisha制造)，并且不使用水分散性干燥组合物I。按照实施例31中的方式进行评价的结果示于表7中。该对比实施例代表了JP-A-6-335348中公开的技术。
表7 奶咖啡储存试验的结果(储存一个月)
| 对比实施例19 | 对比实施例20 | 对比实施例21 | 对比实施例22 | |||||||||
| 储存温度(℃) | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 | 5 | 25 | 60 |
| 外观/出油 | ± | + | + | - | *1 | ± | - | - | - | - | - | - |
| 外观/凝结 | - | - | - | ++ | ++ | - | + | - | - | - | - | ± |
| 外观/沉淀 | + | + | ++ | ± | *2 | + | ± | + | + | ± | - | ± |
| 粘度(mPa·s) | 1.9 | 2.2 | 2.8 | 4.7 | ||||||||
[外观的评价标准]
-： 完全不出现
±：很轻微地出现
+： 出现
++：明显出现
*1虽然没有观察到出油，但是这是由于乳品成分的严重凝结。
*2虽然没有观察到沉淀，但是这是由于乳品成分的严重凝结。
显见的是，在对比实施例21中，由于0.2份乳化剂和0.1份微晶纤维素制品的加入，60℃下储存稳定性增加了。然而，认为在5、25和60℃下稳定性均不充分。在对比实施例22中，由于0.2份乳化剂和0.3份微晶纤维素制品的加入，5和25℃下奶咖啡的状态变得非常好。然而在60℃下，出现严重凝结。
《实施例36-39》
具有下列配方的SHABUSHABU(和蔬菜煮熟的薄片牛肉)用芝麻调料通过使用悬浮状含水组合物C和F以及水分散性干燥组合物H和J而制备。首先，在55℃下用旋转匀浆机搅拌除了醋以外的成分5分钟，然后加入已经用水稀释两倍的醋，进一步在55℃下搅拌得到的混合物5分钟。此时，在用旋转式匀浆机于80℃下以10,000rpm预分散其1.5％水分散体60分钟后，使用水分散性干燥组合物H和J。芝麻调料的配方如下所示：砂糖30％、芝麻油7％、芝麻酱5％、食盐4％、醋2％、本发明的制品0.2％(固体)和黄原酸胶0.05％，余量为水。然后，将该混合物倒入玻璃容器中，紧密塞住并在80℃加热和消毒20分钟。由此得到的芝麻调料试样在25℃下放置一个月。
芝麻调料需要具有适当的稠度感(粘度)，以及需要有足够的体系稳定性以防止芝麻酱和油质成分分离。这些性能的评价结果示于表8中。
表8 SHABUSHABU用芝麻调料的评价结果
| 实施例 | 36 | 37 | 38 | 39 |
| 本发明的制品 | 悬浮状含水组合物 | 水分散性燥组合物 | ||
| C | F | H | J | |
| 粘度(mpa s)*1 | 320 | 342 | 331 | 360 |
| 稳定性*2 | 均匀状态并且无分离和凝结 | 均匀状态并且无分离和凝结 | 均匀状态并且无分离和凝结 | 均匀状态并且无分离和凝结 |
*1在试样制备之后就测量粘度(旋转粘度计，剪切速率20s-1，25℃)。所用的粘度计为型号RM-180，由Rheometric Scientific Inc.制造。
*2通过目测外观而评价稳定性。
《对比实施例23-29》
根据实施例36制备SHABUSHABU用芝麻味料，其中以指定的浓度使用对比实施例6中的微原纤化纤维素和纤维素水分散体c的情况，其中不使用本发明制品(空白)的情况，以及其中黄原酸胶的含量增加至0.3％而不混合本发明制品的情况。评价的结果示于表9中。
表9 SHABUSHABU用芝麻调料的评价结果
| 对比实施例 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 |
| 对比制品 | 细纤维素 | 微原纤化纤维素 | 纤维素水分散体 | 空白 | 增加黄原酸胶的体系 | ||
| 对比制品的含量(固体)(％) | 0.2 | 1 | 0.2 | 1 | 0.2 | 0 | 0 |
| 粘度(mpa·s)*1 | 212 | 225 | 220 | 290 | 240 | 207 | - |
| 稳定性*2 | 下部形成的透明层(29％) | 下部形成的透明层(8％) | 下部形成的透明层(22％) | 下部形成的透明层(6％) | 下部形成的透明层(11％) | 下部形成的透明层(32％) | 凝胶化 |
*1在试样制备之后就测量粘度(旋转粘度计，剪切速率20s-1，25℃)。所用的粘度计为型号RM-180，由Rheometric Scientific Inc.制造。
*2通过目测外观而评价稳定性。
空白试样的粘度低并且观察到了分离(对比实施例28)。增加了黄原酸胶的体系形成了凝胶，这可能由于芝麻中的蛋白质成分和黄原酸胶之间的某种相互作用。另一方面，其他对比实施例均不能显示出充分高的稳定性，尽管其中有些显示了相对高的粘度。
《实施例40-42》
使用悬浮状含水组合物C和F以及水分散性干燥组合物H按照下面所述的配方制备低脂肪蛋黄酱类调味品作为本发明的制品。首先，在Hobart混合器中于150rpm下搅拌水、本发明的制品、黄原酸胶和蛋黄5分钟。然后，在继续搅拌的同时，以20g/min的速率加入菜籽油，并进一步搅拌10分钟。随后，加入调料混合物粉末和醋并进一步搅拌5分钟。最后，用胶体研磨机(间隙：10mil，转子转速：3,000rpm)使该混合物均化以得到调味品。混合物的配方如下：菜籽油35％、蛋黄10％、醋7％、本发明制品0.4％(固体)、混合的调料粉末(食盐/盐/芥末粉/谷氨酸钠＝26/9/4/1)4％以及黄原酸胶0.3％，余量为水。仅对水分散性干燥组合物H进行预分散处理，即在使用以前用旋转匀浆机于80℃下以10,000rpm分散其1.5％水分散体60分钟。
低脂肪蛋黄酱类调味品需要具有适当的稠度感，以光滑的口感而无糊状的感觉。这些性能的评价结果示于表10中。
《对比实施例30-32》
根据实施例40制备和评价低脂肪蛋黄酱类调味品，对于其中以指定浓度使用对比实施例4中的细纤维素和对比实施例6的微原纤化纤维素的情况，以及其中黄原酸胶的含量增加至0.6％而不混合本发明制品的情况。其评价结果示于表10中。
表10 低脂肪蛋黄酱类调味品的评价结果
| 实施例/对比实施例 | 实施例 | 对比实施例 | ||||
| 40 | 41 | 42 | 30 | 31 | 32 | |
| 本发明制品/对比制品 | 悬浮状含水组合物 | 水分散性干燥组合物 | 细纤维素 | 微纤纤维素 | 包含0.6％黄原酸胶的体系 | |
| C | F | H | ||||
| 本发明制品/对比制品的含量(固体)(％) | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 2.5 | 1.5 | 0 |
| 粘度(Pa·s)*1 | 22.0 | 21.3 | 20.8 | 21.1 | 20.5 | 19.1 |
| 口感 | 光滑感且无糊状感 | 光滑感且无糊状感 | 光滑感且无糊状感 | 光滑感且无糊状感 | 光滑感且无糊状感 | 糊状口感 |
*1用旋转粘度计(型号RM180，由Rheometric Scientific Inc.制造，剪切速率50s-1，25℃)测量粘度。
当使用本发明制品时，调味品具有相对于常规(非低脂肪)蛋黄酱的稠度(粘度)，并且显示光滑但不是糊状的口感。另一方面，在使用细纤维素和微原纤化纤维素的情况下，其2.5％或1.5％的量对于得到类似的稠度是必要的。在仅混合黄原酸胶的情况下，通过使用0.6％的量得到了相当的粘度，但是调味品具有水溶性胶的糊状口感特性。
《实施例43-45》
通过使用水分散性干燥组合物H、I和J制备蛋奶布丁状凝胶作为本发明制品。首先，称量组合物以使得本发明制品的浓度达到1％，向其中加入热水，并用Ace匀浆机在80℃以15,000rpm使该混合物均化10分钟。将热水与10份糖、8份脱脂奶粉、3份椰子油、1份蛋黄、0.5份明胶、0.2份琼脂和0.2份甘油脂肪酸酯一起加入5份的分散体中。在85℃下搅拌并混合得到的混合物15分钟之后，用活塞式匀浆机在15MPa下处理该混合物一次以得到蛋奶布丁溶液。以干重计算供入上述所有粉末状原料。然后，加入热水以得到100份的总重量。
其次，将蛋奶布丁溶液装入容积为100mL的玻璃耐热瓶中，在5℃的环境中冷却1小时，然后在105℃加热和消毒30分钟以得到蛋奶布丁状凝胶。在将该凝胶于5℃的环境中放置24小时后，评价其外观和口感。结果，所有试样显示均匀的外观，而不存在乳蛋白质的凝结或者由乳品成分分离形成的透明凝胶部分。当与下面所述的对比实施例33的试样比较时，其口感光滑、结构细腻、无粗糙感。
《对比实施例33》
以与实施例43中同样的方法制备蛋奶布丁状凝胶，不同的是不使用水分散性干燥组合物H。将其在5℃的环境中放置24小时后，对外观和口感进行评价。结果，牛乳蛋白质细微地凝结，以及在容器的底部或上部形成少量的透明凝胶。口感为略微粗糙的粗粒感。
《实施例46》
通过使用本发明的水分散性干燥组合物J制备粉末绿茶布丁。首先，称量水分散性干燥组合物J以使得其浓度达到1％，加入热水中，并通过Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散10分钟。将热水与12份糖、7份脱脂奶粉、3份椰子油、1.2份粉末绿茶、1份蛋黄、0.25份κ-角叉菜胶、0.2份刺槐豆胶、0.2份黄原酸胶以及0.2份脂肪酸甘油酯一起加入5份该分散体中。在85℃下搅拌并混合该混合物15分钟后，用活塞式匀浆机在15MPa下对其处理一次以得到粉末绿茶布丁溶液。以干重计算供入所有粉末状原料，并添加热水以便得到100份的总重量。
随后，将该布丁溶液装入100mL玻璃耐热瓶中，在室温环境下冷却1小时以得到粉末绿茶布丁。另外在105℃加热和消毒该布丁30分钟。在5℃的环境中放置以上得到的试样24小时，之后评价其外观和口感。结果，试样都显示均匀的外观，其中绿茶粉末遍及布丁存在。其口感为无粗糙感的细腻质地，并且直到全部吃完其味道仍保持不变。
《对比实施例34》
以与实施例46中同样的方法制备粉末绿茶布丁，不同的是不使用水分散性干燥组合物J。在消毒之前的试样中，部分粉末绿茶沉淀至容器底部。虽然口感良好并具有细腻的质地，但是各部分的味道有所变化。在消毒之后的试样中，所述粉末绿茶几乎全部沉淀。
《实施例47》
通过使用本发明的水分散性干燥组合物I制备含果汁的果冻。首先，称量水分散性干燥组合物I以使其浓度达到1％，加入热水中，并用Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散10分钟。将水和7.5份的葡萄柚汁(浓缩至5倍于其原始浓度)加入10份该分散体中，并加热至85℃，之后加入10份糖、4份难消化的糊精、0.2份脱酰化的结冷胶和0.1份乳酸钙，并搅拌以制备果冻溶液。以干重计算供入所有粉末材料。添加水以得到100份的总重量。
随后，将果冻溶液装入100mL玻璃耐热瓶中并在5℃的环境中冷却1小时，之后将其在80℃下加热消毒30分钟或在105℃下加热消毒30分钟以得到含葡萄柚汁的果冻。将其在5℃的环境中放置24小时后，评价外观和口感。结果，80℃下消毒30分钟的制品无水分离和裂纹形成，且显示均匀的外观。凝胶强度为0.53N。在105℃下消毒30分钟的制品同样外观均匀且凝胶强度为0.51N。与其中不添加水分散性干燥组合物I的对比实施例35(下文所述)的制品比较起来，其口感在果汁味道方面稍微更强烈些。其粉碎时的状态有些延长。粉碎形式是质地细腻并且滑润。
不用将该果冻从容器中移出来测量凝胶强度(断裂强度)，而是直接在除去了盖子的瓶中通过“RHEO METER”型号NRM-2002J(由FudoKogyo，Co.，Ltd.制造，具有推进夹具(10mmΦ球形夹具))以6cm/min的推进速度进行测量。
《对比实施例35》
以与实施例47中同样的方法制备含葡萄柚汁的果冻，不同的是不使用水分散性干燥组合物I。将其在5℃的环境中放置24小时之后，对外观和口感进行评价。结果，在80℃下消毒30分钟的制品无水分离和裂纹且显示均匀的外观。凝胶强度为0.60N。然而，105℃下消毒30分钟的制品，容许在其上表面进行水分离，并且形成一些裂纹。此外，果汁成分的浓度不均匀，且外观也不均匀。凝胶强度为0.65N。 (高凝胶强度可能是由于凝胶的收缩，如从水分离可以看出)。在两种情况下，口感是坚硬和脆性的(易碎的)，这是结冷胶的特征。当用舌头或牙齿试着粉碎它时，难以细微地且完全地粉碎。
《实施例49》
通过使用本发明的凝胶形成组合物N制备胡萝卜酱。将18份蒸熟的胡萝卜、4.5份糖、4.5份柠檬汁和1份凝胶形成组合物N添加至72份热水(80℃)中，并分散该混合物。将该分散体倒入内径为45mm的玻璃耐热瓶中，并在80℃下加热消毒30分钟。从而，得到了无水分离、胡萝卜纤维的凝结和沉淀的胡萝卜酱。凝胶强度为0.09N。当在60℃下加热，既不表现溶解也不表现水分离。60℃时凝胶强度为0.11N。
不用将该冻从容器中移出来测量凝胶强度(断裂强度)，而是直接在除去了盖子的瓶中通过“RHEO METER”型号NRM-2002J(由FudoKogyo，Co.，Ltd.制造，具有推进夹具(10mmΦ球形夹具))以6cm/min的推进速度进行测量。
《对比实施例36》
将18份蒸熟的胡萝卜、4.5份糖、4.5份柠檬汁和1.4份明胶分散于71.6份的80℃热水中，并倒入内径为45mm的玻璃耐热瓶中。当其立即冷却至5℃，没有观察到水分离，但是大多数胡萝卜沉淀而留下透明冻作为上层。5℃下凝胶强度为0.07N。当其加热至60℃，凝胶融化，且胡萝卜完全沉淀。
《实施例50》
使用本发明的凝胶形成组合物N制备包含稻米的凝胶，从而为受看护的病人提供食品。首先，向28.6份市售可得的蒸熟的稻米中加入70.4份水并用民用混合器搅拌5分钟。然后，加入1份本发明制品，用旋转式匀浆机(“T.K.Homomixer MARK II”型号2.5，由Tokushu Kikakogyo，Co.，Ltd.制造)在6,000rpm下分散得到的混合物15分钟，并装入玻璃制耐热瓶中。在105℃下热处理30分钟后，用流水冷却该瓶，然后在5℃的环境中放置过夜。由此得到的凝胶无分离和凝结，其凝胶强度为0.21N。
不用将凝胶组合物从容器中取出来测量凝胶强度，而是直接在除去了盖子的瓶中通过“RHEO METER”型号NRM-2002J(由Fudo Kogyo，Co.，Ltd.制造，具有推进夹具(10mmΦ球形夹具))以2cm/min的推进速度进行测量。
《实施例51》
通过使用本发明的水分散性干燥组合物J制备南瓜布丁，从而为受看护的病人提供食品。首先，将本发明的制品加入热水中，并用Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm搅拌10分钟。然后，向其中加入葡甘露聚糖并分散以得到具有1.05％组合物J和0.45％葡甘露聚糖的液体分散体。向50份的该分散体中加入20份蒸熟的南瓜、24份奶、5.4份糖、0.1份无盐黄油和0.1份盐，并且将该混合物一起搅拌并混合。将该混合物倒入内径为45mm的玻璃耐热瓶中，并在5℃的环境中放置1小时，然后在105℃消毒30分钟。因此，得到不会分离或凝结的均匀的南瓜布丁。25℃时凝胶强度为0.15N。当其加热至50℃时，在50℃下显示0.12N的凝胶强度，并且不融化、无水分离。当食用该南瓜布丁时，该凝胶在口中轻轻地被粉碎，从而不表现糊状感觉，并赋予显著的南瓜和牛奶的感觉。因而据认为该南瓜布丁可以用于必须避免食用固体食品的病人。该南瓜布丁可以在加热状态下食用。
不用将凝胶组合物从容器中取出来测量凝胶强度，而是直接在除去了盖子的瓶中通过“RHEO METER”型号NRM-2002J(由Fudo Kogyo，Co.，Ltd.制造，具有推进夹具(10mmΦ球形夹具))以2cm/min的推进速度进行测量。
《对比实施例37》
将80℃的热水加入琼脂中以得到浓度为0.4％的琼脂水溶液。向50份该水溶液中加入20份蒸熟的南瓜、24份奶、5.4份糖、0.5份无盐黄油和0.1份盐。将该混合物一起搅拌和混合之后，倒入内径为45mm的玻璃制耐热瓶中。将其在5℃的环境中放置大约1小时后，于105℃下消毒30分钟。结果，该体系凝固，并且南瓜纤维聚集在所述凝胶的上表面。当其加热至50℃并尝试食用时，口中很难获得凝胶感。南瓜和牛奶的味道非常淡。
《实施例52》
通过使用水分散性干燥组合物H制备味噌汤凝胶，从而为受看护的病人提供食品。首先，将本发明制品加入80℃的水中，并通过Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散10分钟。此外，加入葡甘露聚糖并进行分散以得到具有1％组合物H和0.43％葡甘露聚糖的水分散体。向70份该水分散体中加入由21份热水(80℃)、8份白味噌和1份金枪鱼味的调味品组成的搅拌混合物，并搅拌和混合所得的混合物。将由此得到的混合物倒入内径为45mm的玻璃耐热瓶中，向其中加入5块约1cm见方的豆腐。在5℃的环境中放置该瓶大约1小时。其后，在105℃消毒30分钟。结果，得到了其中豆腐(大豆凝乳)块均匀分布在整个汤中并且无水分离和沉淀的味噌汤凝胶。25℃时凝胶强度为0.09N。当凝胶加热至50℃时，凝胶既不融化也不发生水分离，并在50℃下保持0.07N的凝胶强度。当其食用时，凝胶在口中轻轻地粉碎，不表现糊状感觉，且明显地显示出味噌的滋味和金枪鱼味，同时不存在任何不合适的味噌汤的感觉。
不用将凝胶组合物从容器中移出来测量凝胶强度，而是直接在除去了盖子的瓶中通过“RHEO METER”型号NRM-2002J(由Fudo Kogyo，C0.，Ltd.制造，具有推进夹具(10mmΦ球形夹具))以2cm/min的推进速度进行测量。
《对比实施例38》
向90.7份80℃的热水中加入8份白味噌和1份金枪鱼味调味品，并搅拌和混合该混合物。此外，向其中加入0.3份天然型结冷胶，并搅拌和混合。将该混合物装入内径为45mm的玻璃制耐热瓶中，向其中加入5块约1cm见方的豆腐，并在5℃的环境中放置得到的混合物约1小时，之后在105℃消毒30分钟。结果，分离出水分且形成了两层(味噌的固体成分和豆腐沉淀至下部50体积％区域)。当加热该制品至50℃时，断裂强度(50℃)为可与实施例52相当的0.06N。然而，食用时其具有滑移质地，这是天然结冷胶的特征，其与味噌汤非常不同。
《实施例53》
称量水分散性干燥组合物I(2.1g)，将其加入297g热水中并通过Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散10分钟。将葡甘露聚糖(0.9g)(PropolA，由Shimizu Kagaku，Co.，Ltd.制造)添加至该分散体中，进一步搅拌该混合物10分钟，然后补充由于蒸发而损失的水分。由此，得到了固体浓度为1％的300g液体混合物。以干重计算供入所有粉末状材料。将该液体混合物(44g)倒入容积为125mL的广口聚碳酸酯瓶中，在80℃的水浴中加热3小时，然后用流水冷却1小时，并在家用冰柜-冰箱的冷冻室中于-20℃冷冻24小时。然后，为了解冻将其在40℃的环境下放置以得到凝胶组合物。
将该凝胶的薄片放在载玻片上，并在光学显微镜下观察。发现具有海绵状结构。其中的孔的尺寸为20μm×50至300μm×400μm。当用抹刀挤压时，该凝胶释放出水分，并且体积收缩。当向其中加入足量的水时，该凝胶吸收水分并膨胀而恢复最初的形状。也就是说，它是海绵状凝胶。当该凝胶吸收了足量的水分时，其可以保留125倍于其固体重量的水分。当通过用抹刀施加压力而释放水分时，其可以保留20倍于其固体重量的水分。当该凝胶食用时，感觉到松脆的口感。凝胶强度(断裂强度)为0.82N。
在将凝胶组合物切成10mm(高)×20mm(宽)×30mm(长)尺寸的圆柱体后，测量凝胶强度(断裂强度)，其中凝胶强度是通过“RHEOMETER”型号NRM-2002J(由Fudo Kogyo，Co.，Ltd.制造，具有推进夹具(0.3mm钢琴线夹具))以6cm/min的推进速度测量的。
《实施例54》
以与实施例53中同样的方法得到凝胶组合物，不同的是用水分散性干燥组合物J代替水分散性干燥组合物I；条件是通过将试样浸入用干冰调节至-45℃的乙醇中以及随后将试样在-25℃的冰柜中放置3小时而进行冷冻。解冻是通过将该试样放置于室温下进行的。
将该凝胶的薄片放在载玻片上，并在光学显微镜下观察。结果，发现具有海绵状结构，其孔的尺寸为10μm×20μm至50μm×80μm。当用抹刀挤压时，该凝胶释放出水分，并且体积收缩。向其中加入足量的水时，该凝胶吸收水分并膨胀至恢复最初的形状。也就是说，它是海绵状凝胶。当该凝胶吸收了足量的水分时，其可以保留85倍于其固体重量的水分。当其通过用抹刀挤压而使得释放水分时，其可以保留15倍于其固体重量的水分。食用该凝胶时，其表现出松脆的口感。凝胶强度为0.56N。
《对比实施例39》
重复实施例53中的步骤，不同的是用结晶纤维素复合物(“Avicel”RC-591，由Asahi Kasei Kabushiki Kaisha制造)代替水分散性干燥组合物I。然而，解冻后的内容物具有流动性，并不呈现出凝胶的外观。
《对比实施例40》
将热水(294g)加入6g市售可得的微原纤化纤维素(“Celish”FD-100G，由Daicel Kagaku Kogyo，Co.，Ltd.制造)中，并用Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散10分钟以得到300g固体含量为2％的分散体。然后，将291g热水加入9g葡甘露聚糖(Propol A，由Shimizu Kagaku，Co.，Ltd.制造)中，并用Ace匀浆机在80℃下以15,000rpm分散10分钟以得到300g固体含量为3％的液体分散体。通过TK Homomixer在25℃下以8,000rpm均匀地混合280g 2％的微原纤化纤维素分散体和100g 3％的葡甘露聚糖分散体5分钟，以得到380g固体含量为2.26％的液体混合物。将该混合物(44g)装入容积为125mL的广口聚碳酸酯瓶中，于-20℃冷冻60小时，并在室温下放置以得到凝胶。
该凝胶的凝胶强度是不可测得，因为它超过了设备的测量限度(19.6N)。当尝试食用时，它几乎太硬以致于无法咬食，因此无论如何不能被认为是可食用的。
《实施例55》
通过使用本发明的制品制备乳冰。因此，将10份粟酱加入55.45份加热至40℃的水中。在搅拌和混合该混合物的同时，向其中加入10份脱脂奶粉、10份糖、10份悬浮状含水组合物D(固体浓度0.5重量％)和0.25份脂肪酸甘油酯。然后，加入4份椰子油，并在80℃下搅拌和溶解所得的混合物10分钟。用活塞式匀浆机使该混合物均化之后，加入0.3份香草精并在5℃下陈化16小时。然后，使该混合物冷冻并凝固以得到乳冰。
尽管由此得到的乳冰具有稠度感觉，但是其在口中融化方面的口感是出色的，并且没有任何糊状感觉。其耐热冲击性同样是优良的。
《实施例56》
通过使用本发明制品制备具有在沙拉中容易感受到稠度感的凯萨沙拉调味料。首先，将水分散性干燥组合物J加入80℃的热水中，并用Ace匀浆机在15,000rpm下分散5分钟以得到浓度为1重量％的分散体。然后，向20份该分散体中连续混合25份市售可得的蛋黄酱、6份苹果醋、5份糖、4份柠檬汁、3份盐、1.5份粉末奶酪、0.1份谷氨酸钠、0.05份大蒜粉、0.05份粗粉胡椒、0.05份粗粉辣椒、0.2份黄原酸胶，并用水使总重量为100份。最后，通过TK Homomixer在80℃下以7,000rpm搅拌该混合物12分钟以得到均化的混合物，然后消毒。
静态粘度(用B型粘度计测量，转子No.3，12rpm，25℃)高达约2.3Pas；振动粘度为约2Pa s。至于口感，当在口中融化时，该调味料具有强烈的稠度感，并且无糊状感觉。当酱该调味料从容器中倒出时，其平滑地流出。该调味料在25℃下储存一个月时，可以保持均匀的外观，并且不存在油和水的分离，以及无辛香料的凝结和沉淀。
《对比实施例41》
根据实施例56制备凯萨沙拉调味料，不同的是不使用水分散性干燥组合物J并且使用0.3份黄原酸胶。
静态粘度和振动粘度为大约2.4Pa s。虽然稠度感觉高，但是同时可以感觉到强烈的糊状感觉(在口中不易融化，像浆糊一样的感觉)。当将该调味料从容器中倒出时，它会变成一团，而不能平滑地流动。
工业实用性
本发明的细纤维状纤维素可以为多种食品提供稠度感觉和稳定性(热稳定性、悬浮稳定性等)并且对食品的口感不会产生不利影响。此外，通过将其与特定的多糖混合，可以提供在耐热性方面出色的凝胶和具有新颖口感的凝胶。本发明的细纤维状纤维素可以由源自廉价植物细胞壁的纤维素通过经济的方法而制备。
Claims (17)
1.一种水分散性纤维素，其中该纤维素源自植物细胞壁，该纤维素是结晶的并为细纤维状，其含有30重量％或更多的可稳定悬浮于水中的成分，并且当制成0.5重量％的水分散体时具有小于1的损耗角正切。
2.根据权利要求1的水分散性纤维素，其包含50重量％或更多的可稳定悬浮于水中的成分，并且当制成0.5重量％水分散体时具有小于0.6的损耗角正切。
3.一种悬浮状含水组合物，其包含：
0.0005～7重量％的根据权利要求1或2的水分散性纤维素和水。
4.一种水分散性干燥组合物，其包含：
50～95重量％的根据权利要求1或2的水分散性纤维素和5～50重量％的水溶性聚合物和/或亲水性物质。
5.根据权利要求4的水分散性干燥组合物，其中当所述组合物被制成0.5重量％水分散体时具有小于1的损耗角正切。
6.根据权利要求4或5的水分散性干燥组合物，其中所述水溶性聚合物为羧甲基纤维素钠。
7.一种凝胶形成组合物，其包含：
根据权利要求6的水分散性干燥组合物和至少一种选自藻酸、半乳甘露聚糖和葡甘露聚糖中的多糖。
8.一种凝胶组合物，其包含：
根据权利要求1或2的水分散性纤维素、根据权利要求3的悬浮状含水组合物或者根据权利要求4至6中任一项的水分散性干燥组合物和至少一种选自藻酸、半乳甘露聚糖和葡甘露聚糖中的多糖。
9.根据权利要求8的凝胶组合物，其中所述多糖为葡甘露聚糖，并且该组合物具有海绵状结构并可食用。
10.一种制备根据权利要求1或2的水分散性纤维素或根据权利要求3的悬浮状含水组合物的方法，其至少包括下列步骤(1)至(3)：
(1)由平均聚合度为400或更高并且α-纤维素含量为60～100重量％的源自植物细胞壁的纤维素物质制备长度为4mm或更小的纤维素纤维颗粒的水分散体，条件是平均聚合度低于1,300并且α-纤维素含量大于90重量％的纤维素物质除外；
(2)对(1)的水分散体中的纤维素纤维颗粒进行纤维缩短化和微粉化使得其沉降体积变成70体积％或更大；和
(3)在60～414MPa下用高压匀浆机处理(2)中得到的包含纤维素纤维颗粒的水分散体。
11.根据权利要求10的方法，其中，步骤(3)中，所述水分散体的浓度为0.1～5重量％，处理压力为70～250MPa，重复该处理6次或更少。
12.根据权利要求10或11的制备悬浮状含水组合物的方法，其中步骤(1)还包括混合水溶性聚合物和/或亲水性物质。
13.根据权利要求12的制备悬浮状含水组合物的方法，其中所述水溶性聚合物为羧甲基纤维素钠。
14.一种制备根据权利要求4或5的水分散性干燥组合物的方法，其至少包括下列步骤(1)至(5)：
(1)由平均聚合度为400或更高并且α-纤维素含量为60～100重量％的源自植物细胞壁的纤维素物质制备长度为4mm或更小的纤维素纤维颗粒的水分散体，条件是平均聚合度低于1,300并且α-纤维素含量大于90重量％的纤维素物质除外；
(2)对(1)的水分散体中的纤维素纤维颗粒进行纤维缩短化和微粉化使得其沉降体积变成70体积％或更大；
(3)在60～414MPa下通过高压匀浆机处理(2)中得到的包含纤维素纤维颗粒的水分散体；
(4)将水溶性聚合物和/或亲水性物质混入(3)中处理的水分散体中；和
(5)干燥(4)中得到的水分散体。
15.根据权利要求14的制备水分散性干燥组合物的方法，其中所述水溶性聚合物为羧甲基纤维素钠。
16.一种食品组合物，其包含：
根据权利要求1或2的水分散性纤维素、根据权利要求3的悬浮状含水组合物、根据权利要求4-6中任一项的水分散性干燥组合物或者根据权利要求7的凝胶形成组合物。
17.一种稳定含乳品成分的饮料的方法，其包括：
将根据权利要求1或2的水分散性纤维素、根据权利要求3的悬浮状含水组合物或者根据权利要求4-6中任一项的水分散性干燥组合物混入含乳品成分的饮料中。
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