CN1988810A - 含冰产品 - Google Patents

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Abstract

提供了一种含冰产品，其包含在－18℃的(i)第一群体冷冻颗粒，该第一群体基本上由冷冻可食用颗粒，或冷冻可食用颗粒和冰颗粒的混合物组成，具有大于0.5mm的粒度；和(ii)第二群体冰颗粒，具有的平均粒度使第一群体的平均粒度与第二群体的平均粒度之比大于10并小于100，其中第一群体颗粒的重量与第二群体颗粒的重量之比为2∶3至9∶1，且第一群体和第二群体一起提供至少90％的存在于该产品中的冷冻颗粒。还提供了制备这些产品的方法。

Description

含冰产品
发明领域
本发明涉及具有内含物的含冰产品，所述产品具有特定的双峰冷冻颗粒分布，其提供了改进的产品流动/柔软特性。本发明还涉及生产该产品的方法。
发明概述
我们开发了包括内含物的新冷冻组合物，通常为冷冻食品，其比具有相同成分和冰含量而通过传统方法制作的等同产品更加柔软。用于制备该产品的方法包括通过用处于mm尺寸范围的冷冻颗粒内含物(与小于0.1mm的一般冰晶尺寸以及大于5mm的通常内含物尺寸相比)替换一些存在于终产品中的冰而控制冰相。我们发现，对于提供最佳产品，不仅较大冷冻颗粒内含物处于特定尺寸范围是重要的，而且该大冷冻颗粒内含物群体重量与当产品其余部分被冷冻时形成的小冰晶群体重量的比也是重要的。
所获双峰冰分布得到更柔软的产品，例如，直接从冷冻装置(即在约-18℃)取用时具有改进的可舀性和/或可掘性，所述双峰冰分布中，一群体中的冰晶和其它群体中的冷冻颗粒的尺寸处于某些尺寸范围且该两群体以某些比例存在。也可以产生例如冷冻糖食这类直接从冷冻装置取用时可挤压的冰冻产品。
以这种方式加入内含物的额外优点在于，在内含物是水果碎块等时，可通过减少对水果成分的热加工来维持水果的理想性质，例如香味和质地，即直接加入冷冻水果消除了在混合及巴氏灭菌期间融化并加热水果的需要。
因此，在第一方面，本发明提供了一种含冰产品，例如冷冻食品，其包含在-18℃下的(i)第一群体冷冻颗粒，该第一群体包括粒度大于0.5mm的冷冻可食用颗粒；和(ii)第二群体冰颗粒，具有的平均粒度使第一群体的平均粒度与第二群体的平均粒度之比大于9、优选10，其中第一群体颗粒的重量与第二群体颗粒的重量之比为2∶3至9∶1，优选2∶3至4∶1或3∶1，且第一群体和第二群体一起提供至少90％、优选至少95％的存在于该含冰产品中的冷冻颗粒。
该含冰产品优选为冰糖食(ice confection)。
在第二方面，本发明提供产生含冰产品如冷冻食品的方法，该方法依照下列次序包括：
(i)将产品浓缩物冷却到-4℃以下的温度；
(ii)将冷却的浓缩物与冷冻颗粒组合，冷冻颗粒的主要部分具有大于5mm的粒度；所述颗粒包括冷冻可食用颗粒；和
(iii)机械性地降低冷冻颗粒的尺寸，从而使基本所有所获冷冻颗粒具有大于0.5mm且小于5mm的尺寸；以及任选地
(iv)将步骤(iii)所获产品的温度降低到-18℃或更低温度。
该含冰产品优选为冰糖食。
浓缩物优选是冷冻糖食预混合料浓缩物。
在一个实施方案中，该方法还包括步骤(v)，该步骤将水性液体加入步骤(iii)或步骤(iv)所获产品中。
在相关方面，本发明提供可以通过本发明方法获得的含冰产品。也提供通过本发明方法获得的含冰产品。
发明详述
除非另外定义，在此使用的所有技术和科学术语具有与本领域(例如冷冻糖食制造业)普通技术人员所通常理解的相同意义。各种术语的定义和描述以及用于冷冻糖食制造业中的技术见Ice Cream，第四版，Arbuckle(1986)，Van Nostrand Reinhold Company，New York，NY。
测试和定义
膨胀率(overrun)
本发明的含冰产品是充气的或未充气的。术语“充气的”指气体被故意引入该产品，例如通过机械方式。气体可以是任何食品级气体例如空气、氮气或二氧化碳。充气程度通常由术语“膨胀率”定义。在本发明的上下文中，％膨胀率以体积(在大气压下测量)限定为：
产品中存在的膨胀率将根据所需产品的性质而变化。例如，冰淇淋中膨胀率的水平通常为约70-100％，而冰糕中膨胀率通常低于20％。
未充气的含冰产品优选具有低于20％的膨胀率，更优选低于10％。未充气食品并未经过例如搅打这类有意步骤(deliberate steps)以增加含气量。但是，应当理解，在未充气冷冻食品制备期间，可能有低水平的气体(例如空气)被引入到产品中。
冰含量
按照de Cindio和Correra在Journal of Food Engineering(1995)24，405-415页中所述的通过绝热量热法测量冰含量。已证明量热法技术。(特别是绝热量热法)是最合适的，因为它们和其他一些技术不同，可以用于复杂食物体系，并且不要求关于该食物的任何其他信息(例如组成数据)。较大的测量样品量(80g)允许测量不均匀样品，例如声明具有不同冰粒度的那些。
尺寸、面积尺寸和体积
冷冻颗粒是通常具有不规则形状的三维物体。然而，观察和测量这类颗粒的方法往往是二维的(见下)。因此，通常在一或二维单独进行测量，并转化为所要求的测量值。
我们以“面积尺寸”指图像平面(即，使用光学成像观察时)中所见的最大面积。通常应当测量至少500个颗粒。
可以通过假定颗粒形状规则、并在此基础上计算尺寸或体积而从面积尺寸测量值计算颗粒的尺寸和体积。假定的规则形状一般为球体，因此尺寸为(面积尺寸/π)的平方根的2倍。下文对此详细描述。
在-10℃或-18℃进行测量。然而，尽管更易于实施在-10℃进行的尺寸，面积和体积测量，但仍需将其转化为在-18℃的等价物，如下文所述。在标准压力下进行各测量。
冷冻粒度分布
可以如下测量冷冻产品的冷冻粒度分布。
样品制备
用于样品制备的所有设备、试剂和产品均在使用前对测量温度(-10℃)平衡至少10小时。
取10gm冷冻产品样品，加入到50cm3分散溶液(20％的乙醇水溶液)，并温和搅拌30秒或直到样品完全分散为单独颗粒。然后温和地将全部冰/乙醇/水混合物倒入直径14cm的皮氏培养皿中，确保完全转移，并再次温和搅拌以确保冰颗粒在培养皿中分散均匀。两秒后(使得颗粒移动停止)捕获全皿图像。
各产品取十个重复样品。
可以设计水性乙醇分散溶液以与实验体系的测量条件匹配，见《Handbook of Chemistry and Physics》，CRC Press，Boca Raton，Florida，USA中的“Concentration properties of Aqueous solutions：conversion tables”。
成像
可以使用所供应的具有大镜头(macro-len)组件的家用数码相机(例如JVC KY55B)获取图像。选择相机以提供足够的放大倍数，从而将具有0.5mm2至大于50mm2的面积尺寸的颗粒可靠成像。为了成像，将含有样品的皮氏培养皿置于黑色背景上，并于低角度照明(SchottKL2500 LCD)使冰易于被感知为亮物体。
分析
使用Carl Zeiss Vision KS400 Image分析软件(Imaging AssociatesLtd，6 Avonbury Business Park，Howes Lane，Bicester，0X26 2UA)实施图像分析，所述软件具有特别开发的宏程序以确定图像中各颗粒的面积尺寸。需要使用者干预以从图像去除：皮氏培养皿边缘、空气泡、恰好连接的冰颗粒以及任何残余的未分散物质。在这些情况中，仅仅冰颗粒之间的明显连接是相对频繁的。
取用的10个样品允许对于所表征的各产品按尺寸排列至少500个、一般几千个颗粒。从所述图像分析，可以计算组成这些体系的冷冻可食用颗粒(0.5mm2以上)的两个定义特征：
(i)所含较大冷冻可食用颗粒的直径范围和平均数。
(ii)组成最初10gm样品的所含较大冷冻可食用颗粒的体积以及由此的重量。
通过将二维面积分析转化为计算的体积φL从而估计冷冻可食用颗粒的体积。根据所测各颗粒的直径进行这样的估计。因此：
1.对于球形颗粒(例如小于图1中研磨泵切刀间隙尺寸“d”的颗粒，在此假定颗粒为球形)，将测量面积转化为等价圆面积，以及相关的直径和半径。然后使用等价半径计算等价的球体积(mm3)。直径代表关于长度的颗粒“尺寸”。
2.对于非球形颗粒，计算将取决于形状。例如大于图1中研磨泵切刀间隙尺寸“d”的颗粒，假定颗粒是平面盘状，具有所测面积和由切刀“d”给定的厚度，从而得到颗粒体积(mm3)。
另外，进行测量的温度(-10℃)可以不同于产品的生产和保存温度。在此情况下，有必要估计冰量与最初体系的“差异”(根据需要而定)。可以使用WO98/41109中所述方法或de Cindio和Correra(同前)中所述的直接量热法进行这种估计。然后基于对其测量体积成线性比例，将“差异”量归因于测量的各个冰颗粒，以提供在最初样品中的体积和体积尺寸分布的最终估计。
将估计体积乘以已知的颗粒密度，通过所述图像分析程序所测冷冻可食用颗粒的估计体积也因此产生了最初产品中冷冻可食用颗粒的重量φL。
冷冻颗粒和小冰晶体的比例
可以使用绝热量热法(上述)测量没有向其中加入大的冷冻可食用颗粒的冷冻浓缩物样品，或者没有从其中除去大的冷冻可食用颗粒的产品样品的小冰晶量φs，以重量计。
由此值和通过前述章节计算的添加的较大冷冻可食用颗粒的重量(φL)，计算出较大冷冻可食用颗粒与较小冰之比φL/φs。
扫描电子显微镜
通过低温扫描电子显微镜(LTSEM)观察样品的显微结构。
在SEM样品制备之前将样品在干冰上冷却到-80℃。切割样品块(6mm×6mm×10mm)，并使用化合物OCTTM于凝固点安放在改良样品支持物上。OCT是主要用于为光学显微镜低温制备材料的水性包埋介质。也称其为“tissue tek”，由Agar Scientific供应。使用OCT而不是水为电子显微镜安放样品的优点在于，当OCT从液体变为固体(即冷冻)时，其从透明变为不透明，从而能够经视觉鉴定凝固点。该点的鉴定允许使用液体在其凝固前最冷时镶嵌样品，这将在快速冷却期间提供有力支撑作用。将包括样品的支持物投入液氮浆(Slush)并转移到低温制备仓：Oxford Inst.CT1500HF(Oxford Instruments，Old station way，Eynsham Whitney，Oxon，OX29 4TL，UK)。该仓处在约10-4-10-5毫巴的真空下，将样品升温至-90℃。将冰缓慢蚀刻以展现并非由冰自身引起的表面细节，从而于该温度在恒定真空下2-3分钟将水去除。一旦经过蚀刻，将样品冷却到-110℃以防止进一步升华，并使用氩等离子体以金包被。该工艺也发生在真空下，伴有10-1毫巴的应用压力和5毫安的电流30秒。然后将样品转移至常规扫描电子显微镜(JSM 5600-Jeol UK Ltd，Jeol House，Silvercourt Watchmead，Welwyn Garden City，Herts，AL71LT，UK)，该扫描电子显微镜安装有在-150℃温度的Oxford Instruments冷台。检查样品，并通过数码图像获取软件捕获目的区域。
从这些数字图像可以观察到较小的冰颗粒(小于0.5mm2)，并可以计算平均粒径。
粒度之比
可以分别从LT SEM和光学显微镜分析计算较小和较大冰分布的平均粒度之比。将所述比表达为
σL-/σS＝较大颗粒的平均分布/较小颗粒的平均分布总固体
通过Ice Cream第六版，Marshall等人，(2003)，第296页中所述的烘炉干燥方法测量该体系的干重。
硬度试验(Vickers)
维氏硬度试验(Vickers hardness test)是压陷试验(indentationtest)，包括将锥形压陷器推入材料表面并记录作为尖端位移的函数的施加的力。在压陷负荷周期和卸载周期期间测量力和位移。
维氏锥体几何形状是机器制造业标准(Bsi 427，1990)。它在尖端的顶角为136°以HV＝Fmax/A确定硬度，其中HV是维氏硬度，Fmax是施加的最大力(见图)且A是留在材料表面的压陷的投影面积。如下确定面积A，假定压陷具有与形成压陷的压陷器相同的几何形状，并且可以由此从d1给定的压陷深度(图)确定投影面积，A＝24.5d1 2。材料的维氏硬度是材料对弹性形变的抗性的度量。
将测试样品收集在小罐中，并在硬化(-25℃)后在测试温度(-10℃或-18℃)预先平衡过夜。在Instron制造的通用测试机器(编码4500)中，在控温箱内于-18℃进行测量。十字头速率为2mm/min。最大负荷为95N。对于冰糕或果汁冰糕，将锥形尖推进材料表面1.5mm的深度，对于冰淇淋为2.5mm。
除了实施例包括任何比较例之外，或另外明确指出之处，说明书和权利要求书中的所有数字应理解为由“约”字修正。
含冰产品
本发明的含冰产品(例如冰糖食)以冷冻颗粒的特定双峰分布为特征，所述含冰产品提供比以单峰冰分布制作的相同产品更柔软、更可流动的流变能力。双峰分布由两个截然不同的冷冻颗粒群体组成。第一群体(冷冻可食用颗粒)具有相对大的粒度，而第二群体(冰晶)具有小粒度(处于浆料冷冻装置中冷冻冰糖食的标准方法获得的数量级)，即小于100μm。
该产品优选具有在-18℃小于4MPa、更优选在-18℃小于3或2MPa的维氏硬度。
重要的是，第一群体冷冻颗粒的重量等于或大于冷冻颗粒总重量的40％，优选大于50％、60％或65％。第一群体冷冻颗粒的重量也应当等于或小于冷冻颗粒总重量的90％。在一个实施方案中，优选第一群体冷冻颗粒的重量等于或小于冷冻颗粒总重量的85％或80％，例如小于或等于75％。
同样重要的是，第二群体冷冻颗粒(冰晶)的重量等于或小于冷冻颗粒总重量的60％，优选小于40％或35％。第二群体冷冻颗粒的重量也应当等于或大于冷冻颗粒总重量的10％。在一个实施方案中，优选第二群体冷冻颗粒的重量等于或大于冷冻颗粒总重量的15％或20％，例如大于或等于25％。
以比表示，第一群体与第二群体冷冻颗粒的重量比为2∶3至9∶1，例如2∶3至4∶1、1∶1至9∶1、1∶1至4∶1、1∶1至3∶1、2∶1至9∶1、2∶1至4∶1或2∶1至3∶1。
第一群体中的冷冻颗粒具有大于0.5mm、更优选高于0.75、0.9、1或1.5mm的粒度。第一群体中的冷冻颗粒优选具有等于或小于5mm、例如小于4mm或3.5mm的粒度。
第二群体中的冰颗粒一般具有的粒度使第一群体的平均粒度比与第二群体的平均粒度比的比例大于9、更优选大于10。在一个实施方案中，该比例大于20。该比例一般小于100，例如小于50。
在优选实施方案中，第二群体中的冰颗粒具有小于100μm、优选小于90或80μm的粒度。
应当理解，双峰产品中一些冷冻颗粒将具有位于两群体之间的尺寸。然而，这些颗粒应当占含冰产品中冷冻颗粒总重量的10％或更少，更优选低于5％。
冷冻可食用颗粒包括水含量相对高(例如水果)至极少或没有水(例如巧克力)的材料。由此，在本发明上下文中，冷冻可食用颗粒指在温度低于0℃，优选低于-4℃的固体可食用材料颗粒，无论颗粒自身是否含有冰。合适的冷冻可食用颗粒的例子包括水果块、果汁、蔬菜块、巧克力或糖衣、乳制品例如牛奶和酸乳酪、沙司、糊膏和食物乳状液、糖食块(例如蜜饯、圆形软糖、奶油软糖)或饴糖。术语“冷冻可食用颗粒”并不包括冰自身或仅含有痕量溶质例如调味料或着色剂以致总固体含量例如低于1wt％的冰。
第二群体中的冷冻颗粒主要是在冷冻过程中形成的冰。然而，第一群体中的冷冻颗粒可以是冷冻可食用材料或冷冻可食用材料与冰的组合。在后一情况，优选第一群体中至少20wt％，更优选至少30、40或50wt％的冷冻颗粒是冷冻可食用颗粒。
在一个实施方案中，本发明的含冰产品是冰糖食并包括一般含有牛奶或乳固体的糖食(例如冰淇淋、奶冰、冷冻酸乳酪、冷冻果子露和冷冻奶油冻)、以及不含有牛奶和乳固体的冷冻糖食(例如冰糕、果汁冰糕、格兰尼它冰糕和冷冻浓汤)。本发明的冰糖食也包括冷冻饮料(例如奶昔和smoothies)，尤其是可以在-10℃食用的冷冻饮料。
本发明的含冰产品可以是浓缩物形式，即，比等同的正常浓度产品具有更低的冰/水含量(因此具有更高重量百分数的固体含量)。可以用例如水性液体(例如牛奶或水)稀释这类浓缩物以提供凉爽饮料。
制造含冰产品的方法
本发明的方法包括通过正常冷冻一部分产品(所述产品比终产品含有较低百分率的水/冰)而产生一些冰，并用处于mm范围内的相对大的冷冻可食用颗粒(任选与相对大的冰块混合)替换其余的冰。然后将大颗粒加入冷冻浓缩物中，混合，将大颗粒的尺寸机械性地降低到0.5mm或以上的所需尺寸。该方法的优点是可以降低产生的较小冰的重量，因为在冷冻浓缩物中比正常浓度制剂的情况下形成更少的冰晶。这因此允许添加巨大量的单独制备的较大冷冻颗粒、以及允许混合物被加工成产生具有所需小冰与大冷冻颗粒之比的所需双峰群体。
浓缩物一般具有至少35重量％、优选至少40重量％或45重量％的总固体含量。总固体含量一般最高65％、优选最高60％，因为难于加工很高固体含量的浓缩物。相反，终产品一般具有低于30％或更低的总固体含量。
将浓缩物冷却到-4℃以下、优选-6℃、-8℃、或-10℃以下的温度。这一般通过将浓缩物在冰淇淋冷冻装置或类似物(例如刮面式换热器)中冷冻而实现。
可以按照如下所述制备大冷冻颗粒，其主要部分具有至少5mm的尺寸，例如大于5mm。可以在例如美国专利号4,569,209中所述的由含有冰冻颗粒混合物的进料罐提供进料的碎冰机中产生含有至多12％固体的大冷冻颗粒。所需制冷容量大于在这一机器中冷冻纯水时的容量，因为所述固体降低了凝固点。通过合适尺寸的喷嘴，如US5126156中所述，将未冷冻颗粒混合物浸入液氮可产生含有更高固体水平的大冷冻颗粒。其它大冷冻颗粒，例如巧克力是可以从供应商以合适尺寸块获得的冷冻水果块，或者通过切割巧克力棒或者整个冷冻水果。可以理解，制作这些包含于混合物中的大冷冻颗粒时，一小部分可能具有尺寸小于5mm的颗粒。短语“主要部分”指至少90％、更优选至少95％的颗粒具有等于或大于5mm的尺寸。
然后将大冷冻颗粒与冷却/冷冻浓缩物混合。这可以通过例如经过水果供料器将大冷冻颗粒添加到离开冰淇淋冷冻装置的冷却/冷冻浓缩物中而实现。
所添加的冷冻颗粒的量(以终产品的wt％计)优选至少22％、更优选至少25、30或35％。添加的冷冻颗粒的量一般少于80、70或60％。优选，在加入冰和冷冻可食用颗粒混合物时，加入的冷冻颗粒的至少20wt％，更优选至少30、40或50wt％是冷冻可食用颗粒。
粒度降低步骤包括将添加的大冷冻颗粒的尺寸机械性地降低到所需尺寸。在一个优选实施方案中，可以经过尺寸(d)小于5mm、优选大于0.5至4mm、更优选大于0.75、0.9或1mm且小于3.5mm的收缩件传递混合物而实施该步骤。这允许在线(in line)降低粒度，并且可以包括例如经过含有尺寸为d的出口的泵传递混合物，和/或在以距离d分隔、其中一个平板相对于另一个旋转的平行平板之间传递浆料。图1显示了合适的设备，并在实施例中描述。
应当调整机械尺寸降低步骤从而使所获颗粒的主要部分(即，至少90％、更优选至少95％)具有大于0.5mm且小于5mm、更优选大于0.75、0.9或1mm且小于4或3.5mm的尺寸。
然后一般将所获产品进行进一步处理以将其温度降低到一般保存温度，例如-18℃或更低，例如-25℃。也可以任选地将该产品在保存前经过硬化步骤，例如气流冷冻(例如-35℃)。食用前，通常将该产品回温到至少-18℃。在一个实施方案中，将该产品升温到-10℃，并作为饮料食用。
现在参考下列实施例对本发明进行进一步说明，所述实施例仅为说明性的并且是非限制性的。实施例参考了附图：
图1是用于本发明方法的尺寸降低装置的实例的附图。
图2是显示模型系统中冰尺寸/添加与否对产品硬度的作用的图表。
图3是本发明产品的电子显微照片。比例尺＝1mm。
实施例
制造方法
浓缩物的制备
将除香料和酸之外的所有成分在搅拌加热混合罐中组合，并在65℃的温度进行2分钟高速剪切混合。然后使所获混合物经过150巴、70℃的匀浆器，继而在83℃巴斯德杀菌20秒，并使用板式换热器快速冷却到4℃。然后将香料和酸加入混合物，在冷冻前将所获糖浆在搅拌罐中于4℃保持约4小时的时间。
冰颗粒的制备
使用Ziegra冰机UBE 1500(ZIEGRA-Eismaschinen GmbH，Isemhagen，Germany)制造测量为约5×5×5-7mm的冰颗粒。
冷冻可食用颗粒的制备
使用制冷容量增加的、且由进料罐(并非水供应)进料的改装Ziegra冰机UBE 1500(ZIEGRA-Eismaschinen GmbH，Isemhagen，Germany)制造冷冻可食用颗粒。该Ziegra冰机冷冻该混合物以形成测量为约5×5×5-7mm的颗粒。颗粒是“干的”，即没有附随的未冰冻混合物从该机器出现。
冷冻水果颗粒的制备
对于兴奋饮料的情况，冷冻可食用颗粒混合物由冷水(+5℃)在灭菌混合容器中预稀释，比例为1份兴奋饮料比3份水。随后将其转移到Ziegra机器的进料罐且如上所述进行加工以产生冷冻颗粒。
对于可直接使用的成分(水果汁、牛奶和浓汤)的情况，成分从冷藏器(chill)(+2至+5℃)直接进入进料罐。
测量为约10mm×10mm×10mm的IQF(单独速冻)水果预冷冻立方体直接获自供应商(SVZ，Royal Cosun Group)。这些并未通过Ziegra机器，而是直接用叶片型进料器(Hoyer FF)在所述随后的尺寸降低之前加入冷冻浓缩物。
巧克力颗粒的制备
低固体巧克力混合物的制备是通过混合组分成分进入搅拌加热混合罐并在65℃下进行高速剪切混合2分钟而进行的。然后使所获混合物经过150巴、70℃的匀浆器，继之在83℃巴斯德杀菌20秒，并使用板式换热器快速冷却到4℃。随后在通过Ziegra机器冷冻前将其转移到冷却进料罐中将混合物保持在4℃。
冷冻可饮用产品中使用的巧克力直接获自供应商(BarryCallebaut)，并预冷冻至-2℃。这些并未通过Ziegran机器，而是用叶片型进料器(Hoyer FF)直接加入到冷冻浓缩物混合物中。
浓缩物的冷冻
使用普通冰淇淋冷冻装置Crepaco W04(刮面式换热器)以敞口搅拌装置(80系列)冷冻浓缩物，混合物流速为120L/小时，挤出温度为-10至-14℃，冷冻装置出口膨胀率为0至100％。从冷冻装置出来后，立即使用水果供料器Hoyer FF4000(叶片型)将冷冻颗粒进料到冷冻浓缩物流中以形成浆料。控制来自冷冻装置的浓缩物的流速和冰添加物的流速以提供所需的冰内含物水平。
然后使所获浆料经过尺寸降低装置。在图1a至1c中示意显示了尺寸降低装置(10)，包括离心泵(APV Puma泵)的驱动(20)和外壳(11)。
大致圆柱体状的外壳(11)具有置于其边缘的管状出口(13)和位于其基底中央的管状入口(12)。与入口(12)相对并位于外壳(11)顶端中央的是接收离心泵传动轴(20)的孔(14)。传动轴(20)由于位于其间的环形密封(14a)的存在而处于与外壳(11)的密封接合中。
位于外壳(11)内的是一对平行平板(15，25)，其与外壳(11)同轴排列，并且以距离d彼此纵向相隔。下部平板(15)固定地安置于外壳(11)基底上，而上部平板(25)则固定地安置于传动轴(20)上。通过安置于传动轴(20)上，上部平板(25)可相对于外壳(11)转动。相反，由于安置于外壳(11)上，下部平板(15)是固定的。
下部平板(15)包含具有中央孔(18)的圆盘(16)，通过该孔与外壳(11)入口(12)流体连通中。圆盘(16)的整个底面是平坦的，并且与外壳(11)基底接触。圆盘(16)的顶面朝向中央孔(18)呈放射状向内逐渐变细。围绕平板(15)周围规则分隔的多个(例如四个)鳍状物(17)从圆盘(16)顶面伸出。各鳍状物(17)具有从圆盘(16)顶面外缘向内放射状延伸、并保持在圆盘(16)顶面外缘高度的上表面。
上部平板(25)与下部平板(15)相似但倒转，从而平坦的是圆盘(26)的顶面，而底面逐渐变细。上部平板的圆盘(26)的中央孔接收传动轴(20)，且圆盘(26)顶面与外壳(11)上部略微纵向相隔，以允许平板(25)自由转动。上部平板(25)可以具有与下部平板(15)不同鳍状物排列，在此情况下，上部平板(25)具有三个鳍状物(27)而下部(15)具有四个鳍状物(17)。
安排尺寸降低装置(10)，从而需要通过入口(12)泵入的浆料在其能够通过出口(13)离开之前经过平行平板(15，25)之间。平板的狭窄间隔(d)和转动的上部平板(25)上的鳍状物(27)相对于下部平板(15)的鳍状物(17)的摩擦作用一起确保了通过该装置的冰颗粒在至少一维上的最大长度小于d。取决于产品要求，所述收缩件尺寸(d)可以在0.1至5mm之间变化。
试验
试验1-3证明了其中采用大冰颗粒而不采用冷冻可食用颗粒的体系的原理。在试验1-3中所述的工艺随后用于实施例1-4以产生本发明的包括内含物的产品，其中加入冷冻内含物以部分或完全替代一些Ziegra冰。
试验1-可挤压的冰镇饮料浓缩物
使用本发明的方法制作可挤压的饮料产品浓缩物。可以在从冷冻装置取出后于-18℃直接从容器挤压该浓缩物，并且加入牛奶或水以提供冰镇饮料。该制剂中包含较少量的水以产生浓缩混合物。然后从Ziegra机将其余的水(50％)作为冰加入。制作对照样品，其中制剂含有通常量的水：在加工期间没有加入冰。
成分   浓缩混合物     樱桃浆产品     对照
水(％)   47.12     23.56     73.56
蔗糖(％)   9.6     4.8     4.8
一水合右旋糖(％)   14.4     7.2     7.2
低果糖玉米糖浆(78％固体)   27.6     13.8     13.8
瓜尔胶(％)   0.4     0.2     0.2
樱桃香料(％)   0.06     0.03     0.03
红色素(％)   0.02     0.01     0.01
柠檬酸(％)   0.8     0.4     0.4
总固体(％)   45.5     22.75     22.75
膨胀率(％)   0     0     0
添加冰％   0     50     0
-18℃的总冰   ---     64     64
添加冰的比例％   ---     78     0
研磨泵间隙尺寸(mm)   ---     1.0     ---
大小颗粒粒度之比   ---     10     ---
试验1：以下列设置运行冰淇淋冷冻装置：65L/小时的混合物流量，7％的膨胀率，2.5巴的桶压，110％的电动机负荷，以及-13.1℃的挤出温度。
在520rpm以1.5mm的间隙尺寸设置运行尺寸降低装置。在线压力为1巴。以1400g/min的速度加入使用Ziegra机产生的冰颗粒。
比较试验1：以下列设置运行冷冻装置：100L/小时的混合物流量，7％的膨胀率，2.5巴的桶压，100％的电动机负荷，以及-6.2℃的挤出温度。
在520rpm以间隙尺寸1.5mm的设置运行尺寸降低装置。在线压力为2-3巴。
收集两个样品，并且在于-25℃保存之前在气流冷冻器中硬化。使用维氏硬度试验分析样品。维氏硬度试验是压陷测试，包括将锥形压陷器推入材料表面并记录作为尖端位移的函数的施加的力。在压陷负荷周期和卸载周期期间测量力和位移。对于冰糕，在将其拔出之前，将锥形尖推进材料表面1.5mm的深度。
结果：
添加50％冰(来自Ziegra机)的浓缩混合物的总固体经测量为23.31％。不添加冰的混合物的总固体经测量为22.47％。因此两种产品在总固体上是相似的(并且在实验误差内与从各成分的固体含量计算的值22.75％一致)。
Instron硬度试验结果如下：
实施例1(添加冰的产品)    3.02±0.24MPa
比较例1(不添加冰的产品)  7.37±0.92MPa
硬度试验结果显示，通过控制冰相，对于等同的固体水平可制成更柔软的产品。数据显示，仅通过冰淇淋冷冻装置加工的样品与添加冰颗粒并在冷冻装置后降低尺寸的样品之间硬度显著降低。含有冰颗粒内含物的样品可以在-18℃以手工从小袋挤压出来，而不含添加颗粒的产品则不能在未经产品升温或处理的情况下挤压出来。
该产品具有额外的消费者优势，即它是可以加入到水或牛奶或其他稀释剂中以产生含冰饮料的冷冻浓缩物。可以将含有冰颗粒的较柔软的冷冻体系搅拌到稀释剂中，并易于分散，从而产生饮料，而对照则需要大量的物理破坏以使其破碎然后稀释。一旦稀释，较大颗粒冰保持提供冰冷、芳香并凉爽的饮料，所述饮料可以直接食用或通过吸管汲取。其他实施例包括含有水果浓缩物和浓汤的产品、加味冰茶和冷冻奶昔。
这组试验描述了冷冻冰糕产品(浓缩物A至D)，将多种比例的Ziegra冰添加到通过标准冰淇淋冷冻装置(Crepaco W04)冷冻的浓缩混合物中，然后将该组合进行上述冰粒度降低，由此制作所述冷冻冰糕产品。
实施例2-柔软冰糕
成分 对照     浓缩物A   浓缩物B    浓缩物C     浓缩物D
蔗糖(％) 4.8     5.85     6.4     7.385     8.73
低果糖玉米糖浆(％)78％固体 13.8     16.83     18.4     21.23     25.09
一水合右旋糖(％) 7.2     8.78     9.6     11.08     13.09
瓜尔胶(％) 0.25     0.305     0.33     0.385     0.45
柠檬酸(％) 0.4     0.488     0.53     0.615     0.727
草莓香料(％) 0.2     0.24     0.27     0.308     0.36
甜菜根色素(％) 0.09     0.11     0.12     0.138     0.16
总固体(％) 23.1     28.1     30.7     35.5     41.9
水(％) 73.25     67.397     64.35     58.859     51.393
添加冰(％) 0     17     25     35     45
-18℃的总冰 64     64     64     64     64
添加冰的比例％ 0     28     39     55     70
研磨泵间隙尺寸(mm) N/A     0.151.53.0     0.151.53.0     0.151.53.0     0.151.53.0
大小颗粒粒度之比 N/A     1.51530     1.51530     1.51530     1.51530
这些样品的硬度试验(见方法)显示，不合后添加冰的对照样品与以多种水平添加冰的样品之间有三倍的差异。这说明添加大颗粒冰及其后来的尺寸控制相对于仅仅通过冰淇淋冷冻装置冷冻有好处。
含有添加冰的样品的比较显示，对于(1)以占总冰的40至70％的比例；以及(2)以1.5至3mm的粒度直径添加的冰颗粒，硬度进一步降低(见图2)。
可以将上述各硬度减半，从而进一步优化更柔软的冷冻产品对消费者的益处。所述“柔软度”可以在一系列产品形式中表示出来，下列试验对此加以说明：
试验3-可挤压冰产品
成分(％)     浓缩物     终产品     对照产品
水     47.353     31.727     64.727
一水合右旋糖     21.538     14.43     14.43
蔗糖     12.308     8.246     8.246
低果糖玉米糖浆(78％固体)     12.308     8.246     8.246
越桔汁(39.5％固体)     5.385     3.608     3.608
柠檬酸     0.4     0.268     0.268
槐树豆胶     0.4     0.268     0.268
葡萄汁香料     0.308     0.206     0.206
总固体     44.7     30.0     30.0
添加冰     ---     33     0
-18℃的总冰(％)     ---     52     52
添加冰的比例％     ---     63％     0％
研磨泵间隙尺寸(mm)     ---     1.0，3.0     ---
大小颗粒粒度之比     ---     10，30     ---
试验3显示的是向冷却浓缩混合物添加33％的冰、并随后使用具有1至3mm的间隙尺寸的研磨泵降低冰尺寸而制备的产品。将产品在-6℃挤出，然后气流冷冻(-35℃两小时)并随后于-25℃保存。食用前将产品回温到-18℃。发现该产品可以在-18℃以手工直接从包装中挤压出来(见图3中的照片)，因为其允许直接食用，这而对消费者是有利的。
可以将此与从冰淇淋冷冻装置直接冷冻、且随后没有后添加冰的对照产品比较。进行等同硬化、保存和回温后，发现产品在-18℃非常坚硬，并且在不经显著升温或通过包装捏制产品表面时不能直接从包装中挤压出来。
实施例1-可舀冰淇淋产品
这组试验描述了可舀冰淇淋产品，其通过将冷冻可食用颗粒加入冰淇淋混合物制备而成。冷冻可食用颗粒在Ziegra冰机中由四种液体混合物产生：全脂牛奶、橙汁(10％固体)、低固体巧克力混合物(5％全乳奶粉、3％蔗糖、3％可可粉10/12、0.05％香料和89％水)和含有1份兴奋饮料(Robinsons High Juice，含50％来自浓缩物的橙汁，44％碳水化合物)比3份水的稀释桃兴奋饮料。冷冻颗粒被加入通过标准冰淇淋冷冻装置(Crepaco W04)冷冻到100％膨胀率的冰淇淋浓缩混合物以形成小冰晶。该组合物随后进行上述冰粒度降低，在每种情况下采用两种不同间隙尺寸。
浓缩物   产品1   产品2   产品3   产品4
水椰子油脱脂奶粉蔗糖低果糖葡萄糖糖浆(78％固体)LBGK-角又菜胶MGP香料色素添加颗粒％在-18℃小冰颗粒量％大小颗粒量之比研磨泵间隙尺寸(mm)大小颗粒粒度之比 49.867.706.7420.0015.000.250.040.300.100.01-------------------------   冷冻牛奶颗粒32.415.014.3813.009.750.160.030.200.070.01353511.0，3.010，30   冷冻橙汁颗粒32.415.014.3813.009.750.160.030.200.070.01353511.0，3.010，30   冷冻低固体巧克力颗粒32.415.014.3813.009.750.160.030.200.070.01353511.0，3.010，30   冷冻桃兴奋饮料颗粒32.415.014.3813.009.750.160.030.200.070.01353511.0，3.010，30
通过采用后加入冷冻颗粒，该冰淇淋具有柔软和可流动质地，这允许产品在-18℃可直接从桶中舀取。
实施例2-可舀水果冰产品
重复实施例1，采用水果冰(充气到10％和60％的膨胀率)而不采用冰淇淋。加入由橙汁和桃兴奋饮料(如上所述)以及草莓浓汤(10Brix单一浓度，来自供应商SVZ)制备的冷冻颗粒。
  浓缩物 产品1     产品2     产品3
水蔗糖低果糖葡萄糖糖浆(78％固体)LBG瓜尔胶Hygel 8293柠檬浓缩物x5添加颗粒％在-18℃的小冰颗粒量％大小颗粒量之比研磨泵的间隙尺寸(mm)大小颗粒粒度之比 49.6623.3022.500.230.080.234.00-------------------------  橙汁冷冻颗粒32.2815.1514.630.150.050.152.6035351∶11.0，4.010，40     草莓浓汤冷冻颗粒32.2815.1514.630.150.050.152.6035351∶11.0，4.010，40     桃兴奋饮料冷冻颗粒32.2815.1514.630.150.050.152.6035351∶11.0，4.010，40
通过采用后加入冷冻颗粒，该产品可在-18℃直接从桶中舀取。
实施例3-添加了冷冻水果颗粒的冰糕产品
添加了冷冻水果块的充气冰糕产品如下生产。将约10mm的冷冻水果(草莓或芒果)立方体加入冰糕混合物，该混合物已经在标准冰淇淋冷冻装置(Crepaco W04)中冷冻到10％或者60％的膨胀率。该组合物随后进行上述粒度降低。
  浓缩物     产品1     产品2
水蔗糖低果糖葡萄糖糖浆(78％固体)一水合右旋糖瓜尔胶柠檬酸香料添加颗粒％在-18℃小冰颗粒量％大小颗粒量之比碾磨泵间隙尺寸(mm)大小颗粒粒度之比 649.2319.626.220.230.60.1-------------------------     冷冻草莓块41.606.0012.754.040.150.390.0735351∶11.0，3.010，30     冷冻芒果块41.6612.754.040.150.390.0735351∶11.0，3.010，30
将冷冻颗粒加入产品内产生了可舀冰糕，其在其它情况下难以舀取。将冷冻水果块包含到冰糕中也产生了具有新质地对比和香味递送的新鲜产品。
实施例4-添加了巧克力颗粒的冷冻饮品
通过该技术，可制备在低于-18℃的温度配售的产品，随后通过回温到-10℃，产品变得可饮用。添加了巧克力碎块的巧克力饮品的制备如下所述。约5-7mm尺寸的预冷冻(-2℃)巧克力块被加入巧克力冰淇淋混合物中，该混合物通过标准冰淇淋冷冻装置(Crepaco W04)冷冻到30％的膨胀率。该巧克力块通过叶片型进料器(Hoyer FF4000)可控地进料到冷冻浓缩物中。该组合物随后进行上述粒度降低。
  成分     浓缩物     产品
  水低果糖葡萄糖糖浆(78％固体)液体右旋糖椰子油MGP瓜尔胶lota角叉菜胶SMP乳清浓缩物可可粉10/12巧克力黑白(chocolate darkwhite)巧克力颗粒添加的大冰颗粒添加的总冷冻可食用颗粒％(冰+巧克力)在-18℃的小冰颗粒量％大小颗粒量之比研磨泵间隙尺寸(mm)大小颗粒粒度之比     37.728.6144.20.290.070.145.74.32300---------------     18.8514.372.10.1450.0350.072.852.1511.5203050232.2∶11.7517
没有冷冻颗粒内含物的这些体系会很硬且需要高水平的糖来使其在-10℃可饮用，但是这也会使其太甜。这些实施例是可在-10℃通过吸管吸吮的且不需要高糖水平来使得其如此。对于消费者而言，这允许递送可在-10℃作为含冰饮料直接消费的产品。大块冰和巧克力颗粒保留在饮料中以给消费者提供新颖且新鲜的冰感觉。
经必要修正，在上述单个章节中涉及的本发明的多个特征和实施方案可适当用于其他章节。因此在一个章节中详细说明的特征可以与其他章节中详细说明的特征根据需要进行组合。
在上述说明书中提及的所有出版物在此引用作为参考。不背离本发明范围，本发明所述方法和产品的多个修改和变化对于本领域技术人员而言是显而易见的。尽管本发明就具体的优选实施方案进行描述，但应当理解，不应将要求保护的本发明不适当地限制于这些具体实施方案。事实上，对所述实施本发明的模式的多种修改应被认为在下列权利要求范围内，而所述修改对于相关领域技术人员而言是显而易见的。

Claims (13)

1.一种含冰产品，其包含在-18℃的
(i)第一群体冷冻颗粒，该第一群体基本上由冷冻可食用颗粒，或冷冻可食用颗粒和冰颗粒的混合物组成，具有大于0.5mm的粒度；和
(ii)第二群体冰颗粒，具有的平均粒度使第一群体的平均粒度与第二群体的平均粒度之比大于10并小于100，
其中第一群体颗粒的重量与第二群体颗粒的重量之比为2∶3至9∶1，且第一群体和第二群体一起提供至少90％的存在于该产品中的冷冻颗粒。
2.根据权利要求1的产品，其中第一群体和第二群体颗粒提供至少95％的存在于该产品中的冷冻颗粒。
3.根据权利要求1或2的产品，其中第一群体冷冻颗粒基本上由冷冻可食用食物颗粒组成。
4.根据在前权利要求任一项的产品，其中第一群体冷冻颗粒的量与第二群体冰颗粒的量之比为1∶1至4∶1。
5.根据在前权利要求任一项的产品，其中第一群体冷冻颗粒具有高于1mm且低于5mm的粒度。
6.根据在前权利要求任一项的产品，其具有在-18℃低于4MPa的维氏硬度。
7.根据在前权利要求任一项的产品，其为冰糖食产品。
8.一种产生含冰产品的方法，该方法依照下列次序包括：
(i)将产品浓缩物冷却到-4℃以下的温度；
(ii)将冷却的浓缩物与冷冻颗粒组合，冷冻颗粒的主要部分具有大于5mm的粒度；所述颗粒基本上由冷冻可食用颗粒或冷冻可食用颗粒与冰颗粒的混合物组成；和
(iii)机械性地降低冷冻颗粒的尺寸，从而基本所有所获冷冻颗粒具有大于0.5mm且小于5mm的尺寸。
9.根据权利要求8的方法，其中该浓缩物是冷冻糖食预混合料浓缩物。
10.根据权利要求8的方法，其中该浓缩物是奶昔浓缩物。
11.根据权利要求8-10任一项的方法，其中在步骤(iii)中，基本所有所获冷冻可食用颗粒具有大于1mm的尺寸。
12.根据权利要求8-11任一项的方法，其进一步包括将步骤(iii)所获产品的温度降低到-18℃或更低温度的步骤(iv)。
13.通过权利要求8-12任一项的方法获得的含冰产品。
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