ES2553552T3 - Espuma estable y procedimiento para su fabricación - Google Patents

Abstract

Una espuma estable que comprende una matriz de líquido, burbujas de gas y un agente estructurante que comprende dos componentes que interactúan, en la que el primer componente agente estructurante comprende un éster de poliglicerol dé ácidos grasos (PGE) pretratado térmica, físicoquímica o mecánicamente y está presente en una cantidad del 0,25 al 1,5 % en peso de la matriz de líquido y el segundo componente agente estructurante comprende ácidos grasos no esterificados y está presente en una cantidad del 0,05 al 2,5 % en peso del líquido.

Description

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DESCRIPCION

Espuma estable y procedimiento para su fabricacion Antecedentes de la invencion

La presente invencion se refiere a espumas estables que tienen una distribucion de tamano de las burbujas de aire fino controlado y a productos comestibles preparados a partir de la misma que tienen un contenido bajo en grasa. Como productos particularmente interesantes preparados a partir de dichas espumas se incluyen helados y productos congelados relacionados.

La fabricacion de burbujas de gas dispersadas finamente en una fase fluida lfquida o semisolida, denominadas o bien dispersiones gaseosas en el caso de fracciones de volumen de gas inferiores a aproximadamente el 10-15 % o bien espumas en el caso de fracciones de volumen de gas superiores a aproximadamente el 15-20 % son de gran interes particularmente en las industrias alimentaria, farmaceutica, cosmetica, ceramica o de materiales para la construccion La fraccion gaseosa en productos relacionados con estas industrias posee un gran impacto sobre parametros ffsicos tales como la densidad, la reologfa, la conductividad termica y la compresibilidad y propiedades relacionadas de la aplicacion. En el area alimentaria, la aireacion de sistemas lfquidos a semisolidos anade valor respecto a la consistencia y a propiedades de percepcion/sensoriales relacionadas tales como la cremosidad, la blandura y la suavidad, asf como una retencion de la forma y estabilidad de segregacion mejoradas. En el caso de sistemas de alimentos espedficos, tales como los postres congelados o helados, la gran reduccion de la conductividad termica es otro factor principal de estabilidad que protege el producto frente a un rapido derretido; por ejemplo, debido a los choques termicos aplicados en la "cadena de fno" desde la tienda al frigonfico del consumidor. El gran aumento de la interfase interna tambien puede dar acceso a una nueva area de adsorcion y fijacion/estabilizacion de moleculas funcionales/tecno-funcionales tales como aromatizantes y/o compuestos nutricionalmente activos.

En masas pastosas de hielo basadas en agua, aireadas y congeladas de forma convencional del tipo de los helados, las propiedades sensoriales tfpicamente importantes como la capacidad de formar bolas de helado, la cremosidad, la suavidad, la retencion de la forma durante la fusion y la estabilidad frente a los choques termicos vienen determinadas por una interaccion de las tres fases dispersas: celulas de aire/burbujas, globulos grasos/aglomerados de globulos grasos y cristales de agua helada, dentro de los intervalos de tamano y las fracciones de volumen caractensticos de estos componentes dispersos los que se muestran por ejemplo en la Tabla 1.

Tabla 1; Intervalo de tamano y fracciones de volumen de las fases dispersas en helados

convencionales

Celulas de gas/aire Aglomerados de globulos grasos Cristales de agua helada

Diametro promedio X50,ci/|im

25 -35 2 -100 o CD O LO

Fraccion de volumen/ % vol.

o CD O LO 8 -15 4^ O cn o

Las celulas de aire pequenas bien estabilizadas son las principales responsables de la sensacion de textura suave y cremosidad durante la fusion del helado en la boca del consumidor. Una estructura espumosa/celulas de aire mas pequena en el estado fundido durante el tratamiento de cizallamiento entre la lengua y el paladar provoca una percepcion mas pronunciada de cremosidad. Un tamano menor de las celulas de aire tambien contribuye a una vida de almacenamiento mas larga de los sistemas de helado congelado debido a un incremento de la hidrancia esterica del crecimiento de cristales de hielo. A una fraccion de volumen de gas constante, un numero mayor de celulas de aire mas pequenas genera una mayor area de interfase gaseosa total y por tanto, una disminucion del grosor de las lamelas formadas entre las celulas de aire por la fase fluida acuosa continua. Ello restringe el crecimiento de cristales de hielo dentro de estas lamelas. Otra contribucion directa aunque menos pronunciada a la cremosidad proviene de los aglomerados de globulos grasos de tamano promedio de un diametro inferior a 20-30 micrometros. Cuando los agregados de globulos grasos son mayores a aproximadamente 30-50 micrometros, la sensacion cremosa se transforma en una sensacion en boca mantecosa, grasosa.

La capacidad para formar bolas de las pastas congeladas y aireadas, tal como los helados, esta relacionada principalmente con la estructura de los cristales de hielo, en particular con el tamano de los cristales de hielo y su interconectividad. La capacidad para formar bolas es la caractenstica de calidad mas importante de los helados en el intervalo de temperaturas bajas entre -20 °C y -15 °C.

En la fabricacion de helados convencional, la congelacion parcial se realiza en congeladores continuos o discontinuos que tienen intercambiadores de calor con superficie dotada de rascado, que se enfnan a temperaturas de salida de aproximadamente -5 °C. A continuacion, la pasta de helado se carga en copas o se forma a la salida de la matriz de extrusion. A continuacion, los productos se endurecen en tuneles de congelacion con temperaturas del

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aire refrigerante de aproximadamente -40 °C hasta que se alcanza una temperatura del nucleo del producto de aproximadamente -20 °C. Despues, los productos se almacenan y/o distribuyen. Tras la precongelacion de las recetas de helado convencionales en el congelador de helados, aproximadamente un 40-45 % del agua congelable se encuentra congelada en forma de cristales de agua helada. Otra fraccion de aproximadamente un 55-60 % del agua congelable se encuentra todavfa en estado lfquido debido a la disminucion del punto de congelacion de la solucion acuosa concentrada en azucares, polisacaridos y protemas. La mayor parte de esta fraccion acuosa se congela durante el enfriamiento adicional en el tunel de endurecimiento. En esta etapa de endurecimiento, el helado se encuentra en estado de reposo. En consecuencia, el agua congelada adicionalmente cristaliza en las superficies de los cristales de hielo existentes, provocando su crecimiento desde aproximadamente 20 micrometros a 50 micrometros o mas. Algunos de los cristales de hielo se interconectan formando una red tridimensional de cristales de hielo. Cuando se forman dichas redes, el helado se comporta como un cuerpo solido y disminuye su capacidad para formar bolas.

Ciertas patentes tales como las patentes de EE.UU. N.°s: 5.620.732; 6.436.460; 6.491.960; 6.565.908 divulgan la restriccion del crecimiento de cristales de hielo durante el enfriamiento/endurecimiento mediante el uso de protemas anticongelantes. Se espera que ello tambien tenga un impacto positivo sobre la conectividad de los cristales de hielo respecto a la mejona de la capacidad de formacion de bolas.

Las patentes de EE.UU. numeros 6.558.729. 5.215.777. 6.511.694 y 6.010.734 divulgan el uso de otros ingredientes espedficos, tales como grasa vegetal de bajo punto de fusion, poliesteres de acidos grasos de poliol o azucares espedficos tales como mezclas de sacarosa/maltosa, para reblandecer los productos helados relacionados, mejorando de este modo la capacidad de formacion de bolas y la cremosidad.

El documento US 3 936 391 divulga productos espumados o batidos que comprenden ester de poliglicerol como emulsionante.

Las patentes de EE.UU. N.°s: 5.345.781, 5.713.209, 5.919.510, 6.228.412 y RE36.390 divulgan equipamientos de procesamiento espedficos, principalmente extrusores de congelacion continuos de tornillo unico o doble, para refinar la microestructura del helado (celulas de aire, cristales de hielo y aglomerados de globulos grasos) utilizando fuerzas de friccion de alta viscosidad que actuan a las tfpicamente muy bajas temperaturas de procesamiento de 10 °C a -15 °C, mejorando de este modo las propiedades de textura y estabilidad.

Otras publicaciones divulgan el uso de fases de tensioactivo mesomorfico preparandose una premezcla que tiene tensioactivos y agua a una temperatura especificada para proporcionar una fase de lamelas continua. Estos documentos incluyen la solicitud de patente europea 753.995 y la publicacion PCT W095/35035. Se puede encontrar otro abordaje se divulga el uso de fases mesoforficas de tensioactivo comestible como agente de estructuracion y/o sustitutos de grasa en la patentes de EE.UU. 6.368.652, la solicitud de patente europea 558.523 y la publicacion PCT W092/09209.

La publicacion PCT WO2005/013713 divulga una fabricacion de hielo que posee al menos un 2 % en peso de grasa y su procedimiento de fabricacion, en el que parte o toda la grasa se encuentra presente en forma de cuerpos oleosos.

No obstante, a pesar de estas divulgaciones persiste la necesidad de un procedimiento para formar espumas heladas o productos de confitena helados que, cuando se congelan, no presentan un aumento pronunciado del tamano de las burbujas de gas y su generacion asociada de un comportamiento en forma de cuerpo solido o de hielo pronunciado.

Ademas, persiste la ausencia de tecnicas de aireacion novedosas que aborden la necesidad descrita en lo que antecede. Por ejemplo, la tecnologfa de aireacion basada en membranas industriales es todavfa bastante nueva. La aireacion o batido convencional de sistemas de fluido lfquido se realiza habitualmente utilizando dispositivos de mezclado dispersivos de rotor/estator en campos de flujo turbulento en condiciones de velocidad aportacion de energfa muy elevada.

Los procedimientos de dispersion basados en membrana son conocidos en el area de los lfquidos/dispersiones de lfquidos (emulsificacion) que utilizan modulos de membrana estaticos en los que el desprendimiento de gotas de lfquido dispersas esta provocado por el desbordamiento de la membrana con la fase de lfquido continua. Sin embargo, esto significa que las fuerzas o tensiones que soportan el desprendimiento de gotas estan directamente acopladas al flujo volumen de la fase fluida continua. Esto es ciertamente inaceptable para la fabricacion de sistemas de dispersion o emulsiones relacionados si los cambios en el caudal del volumen tambien afectanan a la distribucion del tamano de las gotas de la fase dispersa modificando de este modo las propiedades relacionadas del sistema.

Tambien se han introducido los primeros intentos en el batido de membrana utilizando dispositivos de membrana estaticos con el mismo tipo de problemas descritos en el procesamiento de lfquidos/dispersiones de lfquidos, sin embargo, con problemas mas pronunciados en relacion con la generacion de burbujas pequenas, en particular en el

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caso de fracciones de volumen de gas mas elevadas (> 30-40 %). Este hecho puede basarse en una relacion ffsica bien conocida, descrita por el denominado numero capilar cntico (Cac). El tipo de flujo principal generado en las proximidades (es decir, en la capa lfmite de Prandtl) de una membrana estatica de desbordamiento es el flujo de cizallamiento. En el flujo de cizallamiento, el numero capilar cntico esta altamente relacionado con el cociente de viscosidad entre las fases dispersa y continua (Hdispersa/Hcontinua). En particular para cocientes de viscosidad muy bajos con valores < 10" 3 - 10" 4 que representan sistemas de espuma, el Cac puede alcanzar valores superiores a aproximadamente 10-30. La razon de ello se encuentra en que a pesar de la gran deformacion de las burbujas de aire en lfquidos cizallados, no existe una division eficaz o, en otras palabras, la deformacion cntica de las burbujas se incrementa de forma importante con la disminucion del cociente de viscosidad. A caudales de volumen muy elevados se alcanzan condiciones de flujo turbulento con la dispersion de burbujas mejorada. No obstante, este hecho no es satisfactorio respecto al tamano de las burbujas ni a la amplitud de la distribucion estrecha del tamano de las burbujas. Incluso en el dominio del flujo turbulento existe una capa Prandtl laminar en las proximidades de las paredes, lo que limita el mecanismo de dispersion turbulento.

Recientemente se ha introducido un dispositivo de membrana rotatorio para lfquido/dispersion lfquida que muestra el elevado potencial de mejona de la dispersion de gotas, en particular respecto a gotas pequenas y con una distribucion del tamano estrecha, pero este dispositivo no se ha usado para la dispersion de gases o la formacion de espuma. Es probable que esto se deba a los problemas relacionados con las dificultades con la division de las burbujas de gas en un flujo laminar dominado por el cizallamiento descritos previamente, asf como debido a la elevada diferencia de densidades entre las dos fases, lo que hace que el procedimiento sea incluso mas diffcil en campos de flujo giratorios, particularmente si son laminares. La fase gaseosa que posee menos de un uno por ciento de la densidad del lfquido tiende a separarse hacia radios mas pequenos (equivalentes a presiones centnfugas inferiores) en el campo de fuerza centnfuga que actua en los flujos giratorios laminares sin alteraciones relacionadas con el flujo. Estos problemas fundamentales estan sin resolver.

La patente alemana DE 101 27 075 da a conocer un dispositivo de membrana giratorio para la fabricacion de sistemas de emulsion. Sin embargo, este dispositivo no es adecuado para la generacion de dispersiones de gas homogeneas finamente dispersadas o espumas debido a las grandes dimensiones radiales de los espacios de dispersion formados entre los modulos de la membrana y la carcasa que facilitanan el desmezclado de las fases a la elevada velocidad giratoria necesaria para el refinamiento de las burbujas de gas.

Las publicaciones PCT WO 2004/30799 y WO 01/45830 describen dispositivos de membrana similares para la produccion de emulsiones con problemas identicos a los de las dispersiones de gas o espumas que se han mencionado anteriormente.

Existe, por tanto, la necesidad de un nuevo dispositivo y un procedimiento de aireacion que permita la formacion de una espuma congelada baja en grasa que cuando se congele no forme burbujas de gas grandes o cristales de hielo interconectados y su consiguiente comportamiento como cuerpo solido. . Existe tambien la necesidad de productos que contengan dicha nueva espuma.

Sumario de la invencion

La invencion hace referencia a una espuma estable que comprende una matriz lfquida, burbujas de gas y un agente estructurante como se expone en la reivindicacion 1 que forma una estructura de jaula lamelar y/o vesicular sin formar una estructura de gel que imparte una textura de caucho a la espuma. La estructura de jaula laminares encierra al menos una parte substancial de las burbujas de gas y de la matriz de lfquido en su interior para retener las burbujas de gas y el lfquido en una estructura lo suficientemente compacta que evite substancialmente el drenaje de la matriz de lfquido y la coalescencia y descremado de las burbujas de gas manteniendo la estabilidad de la espuma incluso cuando esta se somete a multiples choques termicos.

De forma ventajosa, la matriz de lfquido comprende un fluido polar, el gas es nitrogeno, oxfgeno, dioxido de nitrogeno (N2O2), argon o mezclas de los mismos, las burbujas de gas poseen un diametro promedio lo suficientemente pequeno y se encuentran lo suficientemente juntas en la estructura de jaula lamelar/vesicular para evitar la formacion de cristales congelados que posean diametros promedio de 50 micrometros o mas en la matriz de lfquido cuando se somete la espuma a una temperatura inferior a la temperatura de congelacion de la matriz de lfquido. Preferentemente, la matriz de lfquido contiene agua, el gas es aire, las burbujas de gas poseen un diametro promedio X50,0 inferior a 30 micrometros y estan separadas por una distancia inferior a las 30 micrometros y la espuma posee una distribucion de diametros de las burbujas de gas Xg0,0/X10,0 inferior a 5. Mas preferentemente, las burbujas de gas poseen un diametro promedio X50,0 inferior a 15 micrometros y estan separadas por una distancia inferior a las 15 micrometros y la espuma posee una distribucion de diametros de las burbujas de gas Xg0,0/X-i0,0 inferior a 3,5 y mas particularmente es inferior a 2,5.

Los agentes estructurantes adecuados generalmente comprenden un compuesto o material anfifflico que incluye partes hidrofobicas e hidrofflicas hinchadas que forman la estructura en celdas lamelares o vesiculares. El agente estructurante comprende un ester de poliglicerol de acidos grasos (PGE) pretratado termicamente, ffsico-

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qmmicamente y esta presente en una cantidad del 0,25 % al 1,5 % en peso de matriz de Kquido. El PGE se trata para proporcionar una estructura en celdas lamelares/vesiculares mejorada para retener las burbujas de gas y la matriz de lfquido en su interior y es particularmente util cuando se requieren o desean espumas con burbujas de gas muy finas.

La matriz de lfquido puede incluir un agente potenciador de la viscosidad en una cantidad suficiente para proporcionar a la matriz de lfquido una viscosidad mayor para ayudar a retener la matriz y las burbujas de gas en la estructura de jaula lamelar/vesicular. El agente potenciador de la viscosidad puede ser un carbohidrato en una cantidad del 5 % al 45 % en peso de la matriz de lfquido, una protema vegetal o lactea en una cantidad del 5 % al 20 % en peso de la matriz de lfquido, un polisacarido en una cantidad del 0,1 % al 2 % en peso de la matriz de lfquido, o una mezcla de los mismos. Mas espedficamente, el carbohidrato, si esta presente es sacarosa, glucosa, fructosa, jarabe de mafz, lactosa, maltosa, o galactosa o una mezcla de las mismas y esta presente en una cantidad del 20 % al 35 % en peso de la matriz de lfquido, la protema vegetal o lactea, si esta presente, es soja, suero lacteo o protema de la leche entera en una cantidad del 10 % al 15 % en peso de la matriz de lfquido y el polisacarido, si esta presente, es goma guar, goma garrofm, goma carragenina, goma xantana, pectina o una mezcla de las mismas en una cantidad del 0,2 % al 1,25 % en peso de la matriz de lfquido.

Otra realizacion de la invencion hace referencia a espumas solidas de los tipos que se describen en la presente invencion y que se mantienen a una temperatura por debajo de la temperatura que provoca que la matriz de lfquido se solidifique o congele. Sorprendentemente, la matriz solidificada o congelada no incluye cristales congelados compactos del lfquido que posean diametros promedio (X50,0) de 50 micrometros o superiores y la espuma permanece estable sin cambios significativos en el tamano de las burbujas y las distribuciones del tamano tras multiples choques termicos.

Otra realizacion de la invencion hace referencia a un procedimiento de fabricacion de una espuma estable como se expone en la reivindicacion 6 que comprende una matriz de lfquido, burbujas de gas y un agente estructurante que forma una estructura en celdas lamelares o vesiculares que encierra al menos una parte substancial de las burbujas de gas y la matriz de lfquido en su interior. Este procedimiento generalmente incluye las etapas de: proporcionar un compuesto o material de agente anfifflico cristalino o semicristalino que incluye partes hidrofobicas e hidrofflicas en una matriz de lfquido a un pH entre 6 y 8; anadir un agente expansor a la matriz de lfquido con calentamiento durante un penodo de tiempo y a una temperatura suficiente para que funda el compuesto o material cristalino y proporcione una solucion de matriz de lfquido, el agente expansor y partes hidrofobicas e hidrofflicas hinchadas del agente anfifflico que forman las lamelas o vesmulas de la estructura en celdas; homogeneizar la solucion en condiciones suficientes para dispersar las lamelas o vesmulas de la estructura en celdas; enfriar la solucion homogeneizada a una temperatura inferior a la temperatura ambiente para fijar las lamelas/vesmulas en la estructura en celdas sin generar un gel que de una estructura gomosa; y proporcionar burbujas de gas a la solucion. Por tanto, la estructura de jaula lamelar/vesicular encierra y estabiliza al menos una parte substancial de las burbujas de gas y de la matriz de lfquido en su interior para retener las burbujas de gas y el lfquido en una estructura lo suficientemente compacta que evite substancialmente el drenaje de la matriz de lfquido y la coalescencia de las burbujas de gas para preparar una espuma estable que mantenga la estabilidad de la espuma incluso cuando esta se somete a multiples choques termicos. La dispersion de una estructura lamelar tambien se puede denominar vesmulas multilamelares.

La matriz de lfquido comprende generalmente un fluido polar desionizado. El pH del fluido polar desionizado se ajusta a neutro (aproximadamente 7) antes de la adicion del agente anfifflico y despues, la solucion se calienta hasta una temperatura por encima de 65 °C a 95 °C durante un tiempo de aproximadamente 20 a 85 segundos. Esto ayuda a disolver el agente anfifflico en la matriz de lfquido. En caso de combinar una etapa de pasteurizacion, el tiempo de mantenimiento a las temperaturas correspondientes se ajusta adecuadamente entre aproximadamente 25 minutos a 65 °C y 30 segundos a 85 °C. El agente anfifflico comprende generalmente un tensioactivo o mas espedficamente un emulsionante y se encuentra presente en una cantidad entre aproximadamente un 0,1 % al 2 % en peso de la matriz de lfquido y el agente expansor es tfpicamente un material compatible con el agente anfifflico y que provoca que el agente se expanda. Para el emulsionante PGE de ejemplo, el agente expansor comprende acidos grasos no esterificados que son solubles o dispersables en la matriz de lfquido y tambien se anade en una cantidad entre aproximadamente un 0,1 % y un 2 % en peso de la matriz de lfquido. A un pH de 7, la mayona de los acidos grasos no estan protonados y llevan una carga neta que contribuye al efecto expansor.

La homogeneizacion puede ser una homogeneizacion a alta presion realizada a entre 125 y 225 bares a temperaturas de 60 °C a 95 °C y despues la solucion homogeneizada se enfna hasta una temperatura de menos de 10 °C pero sin llegar a la congelacion de la matriz de lfquido durante un penodo de entre aproximadamente 4 y 20 horas. A continuacion, la solucion enfriada puede tratarse adicionalmente para disminuir el pH entre 2 y 4,5 y/o anadir sal antes de airear la solucion enfriada para formar la espuma.

La matriz de lfquido comprende generalmente un fluido polar libre de iones salinos e incluye opcionalmente potenciador de la viscosidad en una cantidad suficiente para proporcionar a la matriz de lfquido una viscosidad mayor para ayudar a retener la matriz y las burbujas de gas en la estructura de jaula lamelar/vesicular. La matriz de

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Ifquido contiene agua desionizada y el agente modificador de la viscosidad puede ser cualquiera de los mencionados mas espedficamente en la presente invencion. El agente modificador de la viscosidad se anade generalmente al agua desionizada a un pH neutro y con un calentamiento moderado hasta una temperatura de 30 °C y 50 °C antes de anadir al material o compuesto anfifflico.

Las burbujas de gas son generalmente de nitrogeno, oxfgeno, argon, o mezclas de los mismos y se proporcionan en la solucion mediante un dispositivo espumador o mediante introduccion a traves de una membrana porosa. Para obtener burbujas de gas que posean un diametro de burbuja de gas promedio Xso.o que esta entre 10 y 15 micrometros se puede usar un dispositivo de batido de rotor/estator convencional para atrapar las burbujas de gas en la solucion. Para obtener burbujas de gas que posean un diametro de burbuja de gas promedio Xso,o inferior a 10 micrometros y una distribucion estrecha del tamano de las burbujas de gas con un cociente de distribucion de diametros de burbujas Xg0,0/Xi0,0 inferior a 3, 5, las burbujas de gas pueden proporcionarse a la solucion a traves de una membrana giratoria con un diametro promedio de poro de 6 micrometros que esta configurada, dimensionada, situada y desplazada para desprender las burbujas de gas de este tamano desde la superficie de la membrana donde se forman a partir de un flujo de gas que pasa a traves de la membrana y las arrastra a la matriz de lfquido. Finalmente, se pueden obtener burbujas de gas que poseen un diametro de burbuja de gas promedio X50,0 inferior a 7,5 micrometros y una distribucion estrecha del tamano de las burbujas de gas con un cociente de distribucion de diametros de burbuja Xg0,0/Xi0,0 inferior a 3,5. Estas burbujas de gas pueden proporcionarse a la solucion a traves de una membrana con un diametro promedio de poro de 6 micrometros que esta configurada en forma de un cilindro cerrado que esta fijo con gas introducido desde el exterior dentro del cilindro para formar burbujas de gas en la superficie interior de la membrana y fluyendo la matriz lfquida por la superficie interior de la membrana soportada eventualmente por un cilindro no membranoso giratorio situado de forma concentrica o excentrica dentro del cilindro membranoso para desprender las burbujas de gas

Tal como se ha comentado previamente, un producto preferente es una espuma solida y esta se puede proporcionar mediante la solidificacion de la matriz de lfquido manteniendola a una temperatura inferior a la que provoca que la matriz de lfquido se solidifique o congele. Sorprendentemente, la matriz solidificada o congelada no incluye cristales congelados compactos del lfquido que posean diametros promedio (X50,0) de 50 micrometros o superiores y ademas en la que la espuma permanece estable sin cambios significativos en el tamano de las burbujas y las distribuciones del tamano tras multiples choques termicos. Esto puede obtenerse se anada o no un agente potenciador de la viscosidad a la matriz de lfquido desionizada, aunque es preferente la utilizacion de un agente potenciador de la viscosidad por otras razones que seran aparentes en la siguiente descripcion detallada.

Breve descripcion de los dibujos

Para comprender de forma adicional la naturaleza y ventajas de la invencion, asf como las ventajas relacionadas en comparacion con el estado actual de la tecnica, debera hacerse referencia a la descripcion siguiente, tomada conjuntamente con las figuras acompanantes, en las que la invencion y las propiedades relacionadas con la invencion se demuestran mediante ejemplo, en las que:

La Fig. 1 es un grafico de la distribucion de los tamanos de burbujas de gas obtenida con un dispositivo de dispersion de burbujas convencional.

La Fig. 2 es un grafico de la distribucion de los tamanos de burbujas de gas de una espuma producida de acuerdo con una de las realizaciones de la presente invencion.

La Fig. 3 es un grafico de barras que muestra los percentiles 10°, 50° y 90° de los diametros de burbujas de tres realizaciones diferentes de procedimiento/dispositivo de aireacion de la invencion.

La figura 4 es un grafico que indica la anchura o "estrechez" de la distribucion del tamano de las burbujas de tres realizaciones diferentes de procedimiento/dispositivo de aireacion de la invencion.

Las Figs. 5A y 5B son imagenes de microscopia electronica de barrido de las estructuras de celdas lamelares de las espumas de la invencion.

La Fig. 6 es un grafico que muestra la dependencia del volumen de la fase lamelar en funcion de la concentracion de agente expansor anadido.

La Fig. 7 es un diagrama de procedimiento que muestra las etapas para la formacion de la espuma de acuerdo con la invencion.

La Fig. 8 muestra el producto resultante obtenido si se modifica el orden de la etapa de calentamiento (I) y la etapa de ajuste de pH (II) que produce la espuma, en la que el orden inverso (II y a continuacion I) genera una colapso pronunciado de la estructura sin producirse espuma.

La Fig. 9 es una fotograffa de dos tubos de ensayo para comparar las caractensticas de drenaje de una espuma de acuerdo con la invencion con las de un sorbete convencional.

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La figura 10 es un grafico de diametros de burbuja de espumas sometidas a choque termico, siendo la Fig. 10A una microfotograffa que muestra las burbujas antes del choque termico y la Fig. 10B ilustra las burbujas despues del choque termico.

La Fig. 11 es un grafico que muestra el comportamiento frente al choque termico de una espuma de acuerdo con la invencion.

La Fig. 12 es un dibujo esquematico de una primera realizacion (tipo I) del dispositivo de aireacion de la presente invencion que muestra un corte axial a traves del dispositivo con la membrana instalada en la superficie de la parte interna giratoria (es decir cilindro), mostrando las secciones de espacio aumentadas de las Figs. 12A y la Fig. 12B la entidad de gas de compacto en la superficie de la membrana.

La Fig. 13 es un dibujo esquematico de una segunda realizacion (tipo II) de un dispositivo de aireacion de la presente invencion que muestra un corte axial a traves del dispositivo con la membrana instalada en la superficie de la parte externa fija (carcasa cilmdrica) , mostrando las seccion de espacio aumentada de la Fig. 13A los filamentos de gas disparados desde el poro de la membrana hacia el espacio.

La Fig. 14A es una vista en seccion a traves del aparato de las Figs. 12-13, ortogonal al eje de rotacion, que muestra la disposicion excentrica de la parte interna giratoria y la carcasa, mostrando la figura 14B una vista en seccion paralela al eje de rotacion.

La Fig. 15A es una vista en seccion a traves del aparato de las Figs. 12-13, ortogonal al eje de rotacion, que muestra la disposicion concentrica de la parte interna giratoria y la carcasa con la membrana de aireacion fijada a la carcasa y la superficie perfilada de la parte interna giratoria (es decir cilindro) , mostrando la figura 15B una vista en seccion paralela al eje de rotacion.

La Fig. 16 es un grafico de la funcion qo (x) de distribucion del tamano de burbujas de aire (es decir distribucion de densidad numerica) tras el tratamiento de dispersion en el nuevo dispositivo de membrana Tipo-B II con la membrana montada en la carcasa fija.

La Fig. 17 es un grafico de la funcion qo (x) de distribucion del tamano de burbujas de aire (es decir distribucion de densidad numerica) tras el tratamiento de dispersion en el dispositivo de membrana tipo II segun las mismas condiciones que en el dispositivo Tipo-B I.

La Fig. 18 es un grafico de la funcion qo (x) de distribucion del tamano de burbujas de aire (es decir distribucion de densidad numerica) tras el tratamiento de dispersion en un dispositivo de rotor/estator convencional segun las mismas condiciones que en el dispositivo Tipo-B I y II.

La Fig. 19 es un grafico que muestra la dependencia funcional del diametro promedio de las burbujas Xso,o (valor promedio de la distribucion del volumen de las burbujas, q3 (X) ) en funcion del gas dispersado a una fraccion de volumen de 3o para la formula modelo NDA-1 aireada con las dos realizaciones de procedimiento diferentes: dispositivo/procedimiento de membrana con la membrana montada en un cilindro interno giratorio (Tipo-B I) y dispositivo/procedimiento de membrana con una membrana fija en la carcasa y un cilindro solido interno giratorio con superficie lisa (Tipo-B II) ; condiciones: Receta NDA-1, espacio: o,22 mm, rpm.: 625o).

La Fig. 2o es un grafico que muestra la dependencia funcional del diametro promedio de las burbujas Xso,o (valor promedio de la distribucion numerica, qo (X) ) como funcion de la densidad de energfa volumetrica (entrada de energfa por volumen de lfquido) para una formula de fase de fluido lfquida continua NMF-2 (2a, 2b comparable) aireada con los dos procedimientos diferentes: tornillo entrelazado de rotor/estator convencional con caractensticas de flujo turbulento (A) y el dispositivo/procedimiento de membrana novedoso con la membrana montada en el cilindro interno giratorio (Tipo-B I).

La Fig. 21 es un grafico de la funcion de distribucion de tamano de las burbujas de aire qo (x) (= distribucion de densidad numerica) tras el tratamiento dispersante en el dispositivo de membrana novedoso con la membrana montada en la carcasa externa fija y con la superficie perfilada del cilindro interno giratorio (condiciones: receta NDA-1, espacio: o,22 mm, rpm.: 625o, fraccion de volumen de gas o,5).

Descripcion detallada de los modos de realizacion preferentes

En la siguiente descripcion se utilizan una serie de definiciones utiles para definir la invencion y entender sus caractensticas novedosas.

El termino "choque termico" tal como se utiliza en la presente invencion significa un cambio en el estado de la espuma de solido a lfquido o semilfquido o viceversa, provocado por el calentamiento desde una temperatura en la que la matriz esta congelada a una temperatura en la que la matriz es lfquida o semilfquida, o por el enfriamiento desde una temperatura en la que la matriz es lfquida a una temperatura en la que la matriz es solida o congelada.

La expresion "resistencia al choque termico" tal como se utiliza en la presente invencion significa la capacidad de la espuma en mantener su estabilidad cuando se somete a uno o mas episodios de choque termico. Esto significa

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generalmente que la espuma mantiene substancialmente el tamano de las burbujas y la distribucion de tamano de burbujas tras experimentar un choque termico, es decir, las burbujas no se unen y la estructura de la espuma no se deteriora.

La presente invencion hace referencia a una espuma estable versatil y novedosa as^ como a procedimientos para fabricar la espuma y a productos que incorporan o contienen la espuma novedosa. La espuma es una disposicion unica de burbujas de gas en una matriz con la adicion de ciertos componentes adicionales que da lugar a una estructura de jaula lamelar unica y novedosa que contribuye a estabilizar las burbujas en la espuma.

Las burbujas pueden fabricarse de cualquier gas dependiendo de la utilizacion deseada de la espuma. Para la mayona de las utilizaciones, las burbujas de gas son de aire, pero si se desea, el gas puede ser cualquiera que sea inerte o al menos no reactivo con el lfquido o la matriz y los componentes que se anticipa que van a incluirse en la matriz o espuma. Por ejemplo, en general son preferentes el nitrogeno, el oxfgeno, el argon, el dioxido de nitrogeno o mezclas de los mismos, aunque para aplicaciones de espuma especializadas pueden utilizarse el hidrogeno, el helio u otros gases similares. Las burbujas finas de la espuma se encuentran presentes en una matriz de lfquido que contiene ciertos aditivos utiles que favorecen y mantienen la estructura de la espuma a pesar de que se exponga a temperaturas diferentes que oscilan entre aquellas que provocan que la matriz se congele y aquellas que la calientan justo por debajo del punto de ebullicion de la matriz.

El lfquido que se utiliza para formar la matriz de la espuma tambien puede variar ampliamente dependiendo del tipo deseado de espuma y de su utilizacion final. El lfquido mas adecuado y conveniente para este objetivo es el agua, aunque puede utilizarse cualquier otro lfquido que sea polar y no reactivo con las burbujas de gas y los constituyentes de la matriz. Como la utilizacion primaria de la espuma es para ser consumida, el gas y el lfquido no debenan ser toxicos para el consumo humano.

La matriz comprende generalmente el lfquido e incluye un agente estructurante que forma una estructura de jaula laminares o vesiculares sin generar un gel que de a la espuma una textura gomosa. La estructura de jaula lamelar encierra al menos una parte substancial de las burbujas de gas y de la matriz de lfquido en su interior para retener las burbujas de gas y el lfquido en una estructura lo suficientemente compacta que evite substancialmente el drenaje de la matriz de lfquido y la coalescencia y descremado de las burbujas de gas manteniendo la estabilidad de la espuma incluso cuando esta se somete a multiples choques termicos.

La expresion "evita substancialmente el drenaje" tal como se utiliza en la presente invencion significa que no mas de mas del 5 % del lfquido drena desde la espuma cuando se mantiene durante 24 horas a temperatura ambiente en un contenedor. Tambien el termino "mantiene la estabilidad substancialmente" significa que la espuma puede someterse a uno o mas choques termicos sin perder su estructura. Esto significa que la espuma puede congelarse, fundirse y refundirse manteniendo su estructura. En un helado, por ejemplo, que es la implementacion preferente de la invencion, ello significa que el producto puede congelarse y recongelarse sin que se generen cristales de hielo de un tamano que pueda hacer que el producto pierda su palatabilidad.

De forma ventajosa, la matriz de lfquido comprende un fluido polar, el gas es nitrogeno, oxfgeno, argon, dioxido de nitrogeno o mezclas de los mismos, las burbujas de gas poseen un diametro promedio lo suficientemente pequeno y se encuentran lo suficientemente juntas en la estructura de jaula lamelar/vesicular para evitar la formacion de cristales congelados que posean diametros promedio (X5o,o) de 50 micrometros o mas en la matriz de lfquido cuando se somete la espuma a una temperatura inferior a la temperatura de congelacion de la matriz de lfquido. Preferentemente, la matriz de lfquido contiene agua, el gas es aire, las burbujas de gas poseen un diametro promedio X5o,o inferior a 30 micrometros y estan separadas por una distancia inferior a las 30 micrometros y la espuma posee una distribucion de diametros de las burbujas de gas Xgo,o/Xio,o inferior a 5. Mas preferentemente, las burbujas de gas poseen un diametro promedio X5o,o inferior a 15 micrometros y estan separadas por una distancia inferior a las 15 micrometros y la espuma posee una distribucion de diametros de las burbujas de gas Xgo,o/Xio,o inferior a 3,5 y mas particularmente esta entre 2 y 3.

Los agentes estructurantes adecuados generalmente comprenden un compuesto o material anfifflico que incluye partes hidrofobicas e hidrofflicas hinchadas que forman la estructura en celdas lamelares o vesiculares. El agente estructurante sera frecuentemente un emulsionante y estara presente en una cantidad de aproximadamente o,o5 al 2,5 % en peso de matriz de lfquido. Un agente estructurante preferente comprende un ester de poliglicerol de acidos grasos (PGE) pretratado termicamente, ffsico-qmmicamente (es decir aplicando un "tratamiento de carga" de las moleculas; la carga neta pronunciada a pH neutro, antes de la etapa de calentamiento y neutralizacion de las cargas a pH reducido y/o mediante un incremento del contenido ionico de sal antes del batido) o el ester de poliglicerol de acidos grasos (“PGE”) mecanicamente pretratado y esta presente en una cantidad de aproximadamente o,1 % al 1,5 % en peso de matriz de lfquido. El ester se trata para proporcionar una estructura en celdas lamelares/vesiculares mejorada para retener las burbujas de gas y la matriz de lfquido en su interior y es particularmente util cuando se requieren o desean espumas con burbujas de gas muy finas. Ello puede conseguirse mediante la adicion de un

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agente expansor, tal como acidos grasos no esterificados, que hacen que las lamelas se hinchen y formen poros mas grandes.

Otros agentes estructurantes adecuados incluyen agentes estabilizadores y emulsionantes convencionales, pudiendo utilizarse cualquiera de una amplia variedad solo o en diversas combinaciones. La cantidad de emulsionante no es cntica pero generalmente se mantiene a un nivel relativamente bajo. PGE es preferente porque posee una capacidad de hinchamiento controlable y ello permite el control de la formacion de la estructura en celdas hasta el nivel deseado para el tamano de las burbujas seleccionado y la utilizacion prevista de la espuma. Como otros emulsionantes pueden ser ajustables (mediante la adicion de acidos grasos, sales y/o disminucion del pH) para proporcionar interacciones de moleculas cargadas diferentes en el espacio entre lamelas, pueden seleccionarse tras un analisis rutinario una serie de otros emulsionantes adecuados, por ejemplo mono o trigliceridos. Las cantidades relativas pueden determinarse tambien de forma rutinaria, pero se ha observado que en general las cantidades a utilizar seran mayores a las utilizadas en los productos alimentarios habituales, tales como helados, porque el emulsionante esta tanto recubriendo las burbujas de gas como proporcionando la estructura laminar/vesicular de las celdas.

La matriz de lfquido puede incluir un agente potenciador de la viscosidad para proporcionar una viscosidad suficiente para que permanezca entre las burbujas en la espuma. Este componente puede ser cualquiera de una serie de agentes potenciadores de la viscosidad conocidos para su utilizacion con el lfquido en concreto seleccionado para la espuma. Cuando la matriz de lfquido es agua, el experto en la tecnica posee una amplia gama de compuestos a tener en cuenta en el momento de la seleccion. El agente potenciador de la viscosidad puede ser un carbohidrato en una cantidad del 5 % al 45 % en peso de la matriz de lfquido, una protema vegetal o lactea en una cantidad del 5 % al 20 % en peso de la matriz de lfquido, un polisacarido en una cantidad del 0,1 % al 2 % en peso de la matriz de lfquido, o una mezcla de los mismos. Mas espedficamente, el carbohidrato, si esta presente puede ser sacarosa, glucosa, fructosa, jarabe de mafz, lactosa, maltosa, o galactosa y esta presente en una cantidad del 20 % al 35 % en peso de la matriz de lfquido, la protema vegetal o lactea, si esta presente, puede ser soja, suero lacteo o protema de la leche en una cantidad del 10 % al 15 % en peso de la matriz de lfquido y el polisacarido, si esta presente, puede ser un estabilizante tal como un galactomanano o goma guar, goma garrofm, goma carragenina o goma xantana en una cantidad del 0,2 % al 1,25 % en peso de la matriz de lfquido. Pueden utilizarse para este objetivo otros materiales tal como se mencionara en el presente documento. La combinacion de un emulsionante y un agente estabilizador es la preferida en algunas realizaciones.

Otra realizacion de la invencion hace referencia a espumas solidas de los tipos que se describen en la presente invencion y que se mantienen a una temperatura por debajo de la temperatura que provoca que la matriz de lfquido se solidifique o congele. Sorprendentemente, la espuma posee una tamano y una distribucion del tamano de las burbujas lo suficientemente pequenos para que la matriz solidificada o congelada no incluya cristales congelados de lfquido que posean diametros promedio (X50,0) de 50 micrometros o superiores y ademas la espuma permanece estable tras multiples choques termicos.

Otra realizacion de la invencion hace referencia a un procedimiento de fabricacion de una espuma estable que comprende una matriz de lfquido, burbujas de gas y un agente estructurante que forma una estructura en celdas lamelares o vesiculares que encierra al menos una parte substancial de las burbujas de gas y la matriz de lfquido en su interior. Este procedimiento generalmente incluye las etapas de: proporcionar un compuesto o material de agente anfifflico cristalino que incluye partes hidrofobicas e hidrofflicas en una matriz de lfquido a un pH entre 6 y 8; anadir un agente expansor a la matriz de lfquido con calentamiento durante un penodo de tiempo y a una temperatura suficiente para que funda el compuesto o material cristalino y proporcione una solucion de matriz de lfquido, el agente expansor y partes hidrofobicas e hidrofflicas hinchadas del agente anfifflico que forman las lamelas o vesmulas de la estructura en celdas; homogeneizar la solucion en condiciones suficientes para dispersar las lamelas o vesmulas de la estructura en celdas; enfriar la solucion homogeneizada a una temperatura inferior a la temperatura ambiente para fijar las lamelas/vesmulas en la estructura en celdas sin generar un gel que de una estructura gomosa; y proporcionar burbujas de gas a la solucion. Por tanto, la estructura de jaula lamelar encierra y estabiliza al menos una parte substancial de las burbujas de gas y de la matriz de lfquido en su interior para retener las burbujas de gas y el lfquido en una estructura lo suficientemente compacta que evite substancialmente el drenaje de la matriz de lfquido y la coalescencia y descremado de las burbujas de gas para preparar una espuma estable que mantenga la estabilidad de la espuma incluso cuando esta se somete a multiples choques termicos.

El pH de la matriz de lfquido desionizada, preferentemente, se ajusta a neutro (aproximadamente 7) antes de la adicion del agente anfifflico y despues, la solucion se calienta hasta una temperatura por encima de 65 °C a 95 °C durante un tiempo de aproximadamente 20 a 85 segundos. Esto ayuda a disolver el agente anfifflico en la matriz de lfquido. En caso de combinar una etapa de pasteurizacion, el tiempo de mantenimiento a las temperaturas correspondientes se ajusta adecuadamente entre aproximadamente 25 minutos a 65 °C y 30 segundos a 85 °C. El agente anfifflico comprende generalmente un tensioactivo o mas especfficamente un emulsionante y se encuentra presente en una cantidad del 0,1 % al 2 % en peso de la matriz de ifquido y el agente expansor es tfpicamente un material compatible con el agente anfifflico y que provoca que el agente se expanda. Para el emulsionante PGE

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(ester de poliglicerol de acidos grasos) de ejemplo, el agente expansor comprende acidos grasos no esterificados que son solubles o dispersables en la matriz de Uquido y tambien se anade en una cantidad entre aproximadamente un 0,1% y un 2 % en peso de la matriz de lfquido. A un pH de 7, la mayona de los acidos grasos no estan protonados y llevan una carga neta que contribuye al efecto expansor.

La homogeneizacion puede ser una homogeneizacion a alta presion realizada a entre 125 y 225 bares a temperaturas de aproximadamente 60 °C a 95 °C y despues la solucion homogeneizada se enfna hasta una temperatura de menos de aproximadamente 10 °C pero sin llegar a la congelacion de la matriz de lfquido durante un penodo de entre aproximadamente 4 y 20 horas. A continuacion, la solucion enfriada puede tratarse adicionalmente para disminuir el pH entre 2 y 4,5 y/o anadir sal antes de airear la solucion enfriada para formar la espuma.

La matriz de lfquido comprende generalmente un fluido polar libre de iones salinos e incluye opcionalmente potenciador de la viscosidad en una cantidad suficiente para proporcionar a la matriz de lfquido una viscosidad mayor para ayudar a retener la matriz y las burbujas de gas en la estructura de jaula lamelar. Una matriz de lfquido contiene agua desionizada y el agente modificador de la viscosidad puede ser cualquiera de los mencionados mas espedficamente en la presente invencion. El agente modificador de la viscosidad se anade generalmente al agua desionizada a un pH neutro y con un calentamiento moderado hasta una temperatura de aproximadamente 30 °C y 50 °C antes de anadir al material o compuesto anfifflico.

Las burbujas de gas son generalmente de nitrogeno, oxfgeno, argon, dioxido de nitrogeno o mezclas de los mismos y se proporcionan en la solucion mediante un dispositivo espumador o mediante introduccion a traves de una membrana porosa. Para obtener burbujas de gas que posean un diametro de burbuja de gas promedio X50,0 inferior a 10 micrometros y una distribucion estrecha del tamano de las burbujas de gas con un cociente de distribucion de diametros de burbujas Xg0,0/X10,0 inferior a 3, 5, las burbujas de gas pueden proporcionarse a la solucion a traves de una membrana giratoria con un diametro promedio de poro de 6 micrometros que esta configurada, dimensionada, situada y desplazada para desprender las burbujas de gas de este tamano desde la superficie de la membrana donde se forman a partir de un flujo de gas que pasa a traves de la membrana y las arrastra a la matriz de lfquido. Finalmente, para obtener burbujas de gas que poseen un diametro de burbuja de gas promedio X50,0 inferior a 7,5 micrometros y una distribucion estrecha del tamano de las burbujas de gas con un cociente de distribucion de diametros de burbuja Xg0,0/X-i0,0 inferior a 3,5. Estas burbujas de gas pueden proporcionarse a la solucion a traves de una membrana con un diametro promedio de poro de 6 micrometros que esta configurada en forma de un cilindro cerrado que esta fijo con gas introducido desde el exterior dentro del cilindro para formar burbujas de gas en la superficie interior de la membrana y fluyendo la matriz lfquida por la superficie interior de la membrana soportada eventualmente por un cilindro no membranoso giratorio situado de forma concentrica o excentrica dentro del cilindro membranoso para desprender las burbujas de gas.

Tal como se ha comentado previamente, un producto preferente es una espuma solida y esta se puede proporcionar mediante la solidificacion de la matriz de lfquido manteniendola a una temperatura inferior a la que provoca que la matriz de lfquido se solidifique o congele. Sorprendentemente, la matriz solidificada o congelada no incluye cristales congelados compactos del lfquido que posean diametros promedio (X50,0) de 50 micrometros o superiores y ademas en la que la espuma permanece estable sin cambios significativos en el tamano de las burbujas y las distribuciones del tamano tras multiples choques termicos. Esto puede obtenerse se anada o no un agente potenciador de la viscosidad a la matriz de lfquido desionizada, aunque es preferente la utilizacion de un agente potenciador de la viscosidad por otras razones que seran aparentes en la siguiente descripcion detallada.

Un agente potenciador de la viscosidad preferido es un azucar, dado que uno de los usos primarios de la espuma de la presente invencion es en alimentos o productos farmaceuticos para el consumo. Ademas de aumentar la viscosidad de la matriz, el azucar da a la espuma un sabor deseable y placentero. Puede utilizarse cualquier componente de azucar convencional dado que no existen aspectos cnticos referentes al tipo espedfico. Cuando se utiliza un polisacarido se prefiere a una goma. Como gomas adecuadas se incluyen goma guar, goma garrofm, goma xantano, pectina o carragenina.

Se ha encontrado que la microestructura de la espuma incluye una estructura en "jaula" o "celda" lamelar o vesicular formada por el emulsionante y en la que quedan encerradas las burbujas. La jaula es suficientemente versatil para retener su orientacion y estructura a pesar de que la matriz se caliente y enfne Ademas la estructura en jaula no es directamente dependiente de la viscosidad de la matriz de manera que se proporcionan al tecnico experto diversas opciones para el diseno de una espuma para una utilizacion final concreta.

Una de las realizaciones hace referencia a la produccion de nanoespumas estables que son de bajo coste y gran utilidad para una serie de productos alimentarios diferentes. Cuando se congelan, estas espumas obstaculizan la generacion y crecimiento de cristales de hielo. Estas espumas son de bajo coste debido al pequeno numero de ingredientes convencionales. Si se desea, dichas espumas pueden carecer de alergenos (es decir, no contienen protemas o derivados de la leche) y/o pueden poseer un bajo contenido calorico con poca o ninguna grasa. Las espumas tambien proporcionan una sensacion bucal suave y cremosa con una liberacion de sabor deseable.

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Estas espumas son relativamente faciles de fabricar y son estables durante el almacenamiento a temperature ambiente. Poseen un comportamiento de fusion limpio con una liberacion de sabor fresco y limpio. Poseen un riesgo higienico bajo debido a la omision de ingredientes lacteos.

Una caractenstica clave de esta espuma es su capacidad para retener burbujas muy pequenas, homogeneas, de un tamano entre micrometros y nanometros que actuan como rodamientos de bolas en la boca del consumidor para proporcionar una lubricacion y suavidad que producen una sensacion bucal muy cremosa a pesar de la ausencia de grasa. Esto abre toda una nueva frontera en el campo de los productos para una "dieta saludable" hasta ahora imposibles de fabricar.

El agente estructurante puede estar presente en las espuma solo o en combinacion con un estabilizador. Los estabilizadores a base de gomas son particularmente efectivos con emulsionantes para controlar la viscosidad, proporcionar una sensacion en la boca y mejorar las propiedades de formacion de espuma (aireacion); proporcionar un coloide protector para estabilizar las protemas frente al procesamiento por calor; modificar la qmmica superficial de las superficies grasas para minimizar la formacion de crema; proporcionar a los sistemas proteicos estabilidad frente a acidos e; incrementar la estabilidad congelacion-descongelacion. Las gomas pueden clasificarse como neutras y acidas, lineales y ramificadas, gelificantes y no gelificantes. Las principales gomas que pueden utilizarse son las gomas Karaya, goma garrofina, carragenina, xantano, guar, pectina, goma tara y carboximetilcelulosa.

Generalmente, las composiciones de espumas de la invencion pueden utilizarse para fabricar diferentes productos comestibles y no comestibles. Cuando se utilizan en la composicion de alimentos y bebidas, la espuma puede edulcorarse de forma natural. Como fuentes naturales de edulcoracion se incluyen sacarosa (lfquida o solida), glucosa, fructosa y jarabe de mafz (lfquido o solido). Otros edulcorantes incluyen lactosa, maltosa y galactosa. Los niveles de azucares y fuentes de azucares dan lugar preferentemente a niveles solidos de azucar de hasta un 20 % en peso, preferentemente entre un 5 y un 18 % en peso, especialmente entre un 10 y un 17 % en peso.

Si se desea utilizar edulcorantes artificiales, puede utilizarse cualquiera de los edulcorantes artificiales conocidos en la tecnica tales como aspartamo, sacarina, Alitame® (comercializado por Pfizer), acesulfamo potasico (comercializado por Hoechst) , ciclamatos, neotamo, sucralosa y similares. En caso de utilizarse, se prefiere el aspartamo.

Si se desea, pueden utilizarse glicerol y tambien protemas anticongelantes para controlar la formacion de hielo en espumas que poseen un tamano y una distribucion del tamano de las burbujas mas grandes. Tambien puede emplearse sorbitol, pero es preferente el glicerol. El glicerol se puede utilizar en una cantidad de aproximadamente 1 % al 5 %, preferentemente del 2,5 % al 4,0 %. Las protemas anticongelantes (AFP) pueden utilizarse en concentraciones a nivel de ppm. Estos componentes no son necesarios cuando se incluyen en la espuma los tamanos de burbujas pequenos (o tamanos de nanoburbuja) preferentes.

Preferentemente se anaden aromatizantes al producto pero solamente en cantidades que proporcionen un sabor suave y placentero. El aromatizante puede ser cualquiera de los aromas comerciales empleados en los helados, tales como diversos tipos de cacao, vainilla pura, o aromas artificiales tales como la vainillina, etilvainillina, chocolate, extractos, especias y similares. Se apreciara de forma adicional que pueden obtenerse muchas variaciones de aromas mediante combinaciones de los aromas basicos. Las composiciones fabricadas se aromatizan para poseer un sabor tal como se ha mencionado previamente. Como aromatizantes adecuados tambien pueden incluirse condimentos, tales como la sal e imitaciones de aromas de fruta o chocolate ya sea de forma aislada o en cualquier combinacion adecuada, mientras que en el caso de las adiciones de sal estas deben realizarse tras el calentamiento y enfriamiento subsiguiente, pero antes de la formacion de la espuma. Los aromatizantes que enmascaran sabores desagradables de vitaminas y/o minerales y otros ingredientes pueden incluirse tambien en las espumas de la invencion. Tambien puede utilizarse malta en polvo para proporcionar aroma.

Pueden utilizarse segun se desee conservantes tales como Polisorbato 80, Polisorbato 65 y sorbato potasico. El calcio se encuentra preferentemente presente en una cantidad del 10 % al 30 % de la RDI, especialmente aproximadamente un 25 % de la RDI. La fuente de calcio es preferentemente el fosfato tricalcico. Por ejemplo, los niveles de % en peso de fosfato tricalcico pueden oscilar del 0,5 % al 1,5 %. En una realizacion preferente, el producto esta reforzado con una o mas vitaminas y/o minerales y/o fuentes de fibra, ademas del fosfato tricalcico como fuente de calcio. Estos pueden incluir cualquiera o todos los siguientes: acido ascorbico (vitamina C) , acetato de tocoferol (vitamina E) , biotina (vitamina H) , palmitato de vitamina A, niacinamida (vitamina B3) , yoduro potasico, pantotenato de d-calcio (vitamina B5) , cianocobalamina (vitamina B12) , riboflavina (vitamina B2) , mononitrato de tiamina (vitamina B1) , molibdeno, cromo, selenio, carbonato calcico, lactato calcico, manganeso (en forma de sulfato de manganeso) , hierro (tal como ortofosfato ferrico) y cinc (tal como oxido de cinc). Las vitaminas se encuentran presentes preferentemente del 5 % al 20 % de la RDI, especialmente de aproximadamente 15 % de la RDI. Preferentemente, las fuentes de fibra se encuentran presentes en el producto en cantidades superiores al 0,5 % en peso que no excedan el 6 % en peso, especialmente un 5 % en peso.

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Algunas de las vitaminas y/o minerales pueden anadirse a la mezcla de fabricacion congelada mientras que otras pueden incluirse en los ingredientes para complementos tales como obleas, variegados y salsas.

Las composiciones de espuma de la invencion tambien pueden contener un ingrediente funcional. La expresion "ingrediente funcional", tal como se utiliza en el presente documento, incluye substancias fisiologica o farmacologicamente activas pensadas para ser utilizadas en el tratamiento, prevencion, diagnostico, curacion o mitigacion de enfermedades, o substancias que proporcionen algun grado de beneficio nutricional o terapeutico en un animal cuando se consumen. El termino "ingrediente funcional" hace referencia de forma mas particular a la definicion de la ISLI europea que afirma que un alimento funcional puede considerarse como "funcional" si se demuestra satisfactoriamente que afecta de forma beneficiosa una o mas funciones diana del organismo, mas alla de efectos nutricionales adecuados de un modo que es o una mejona del estado de salud y bienestar y/o una reduccion del riesgo de enfermedad (Scientific Concept of Functional Foods in Europe: Consensus Document, British Journal of Nutrition, Volumen 80, suplemento 1, August 1998). Como ejemplos sin caracter limitante se incluyen farmacos, extractos botanicos, enzimas, hormonas, protemas, polipeptidos, antfgenos, suplementos nutricionales tales como acidos grasos, antioxidantes, vitaminas, minerales, asf como otros compuestos farmaceutica o terapeuticamente utiles. Los ingredientes funcionales pueden incluir ingredientes que poseen efectos activos en la higiene dental o medica, salud osea, ayudas digestivas, proteccion intestinal, nutricion general, disminucion del stress, etc.

Otro componente preferente de la composicion de espuma de la presente invencion es un componente nutritivo. La expresion "componente nutritivo" tal como se utiliza en la presente invencion hace referencia a una sustancia que ejerce un efecto fisiologico sobre un animal o mairnfero. Tfpicamente, los componentes nutritivos cumplen una funcion fisiologica espedfica o promueven la salud y bienestar del consumidor. Como componentes nutritivos espedficos se incluyen extractos botanicos, vitaminas, minerales, agentes de carga y otros suplementos nutricionales.

Las expresiones "extracto botanico" y "botanico", tal como se utilizan de forma intercambiable en la presente invencion, hacen referencia a sustancias derivadas de plantas. Como ejemplos sin caracter limitante pueden incluirse la equinacea, el ginseng siberiano, el ginko biloba, la nuez de cola, el sello de oro (goldenseal) , golo cola, esquizandra, la baya del sauco, la hierba de San Juan (hiperico) , la valeriana y la efedra.

Este aditivo puede ser una bacteria probiotica pues estas se han utilizado para el tratamiento de alteraciones de la inmunidad, asf como para evitar o inhibir la diarrea provocada por bacterias patogenas.

El componente nutritivo puede ser uno o mas nutrientes o minerales seleccionados del grupo formado por vitamina E, vitamina C, vitamina B6, acido folico, vitamina B12, cobre, zinc, selenio, calcio, fosforo, magnesio, hierro, vitamina A, vitamina B1, vitamina B2, niacina y vitamina D. Puede incluirse cualquiera o todos estos minerales o nutrientes.

El producto alimentario de la presente invencion puede incluir como agentes de carga polidextrosa u oligosacaridos de fructosa tales como la inulina, o una fuente de fibra, incluyendose en un porcentaje del 1 % al 10 % en peso, especialmente del 1 % al 6 % en peso.

La expresion "componente medicinal", tal como se utiliza en el presente documento, hace referencia a una sustancia farmacologicamente activa que ejerce un efecto o efectos sistemicos o localizados sobre un animal o mai^ero.

El componente medicinal puede ser cualquier tipo de agente biologicamente activo que no reaccione con la espuma o la deteriore de otro modo. Para determinar la compatibilidad puede realizarse una simple prueba de contacto. El agente dependera de si el sistema de administracion esta pensado para la ingestion, para la aplicacion topica o para la implantacion, por ejemplo mediante inyeccion o supositorio. Los agentes activos que no son compatibles con la espuma pueden recubrirse o encapsularse o tratarse de cualquier otro modo que evite que el agente activo entre en contacto directo con la espuma al menos hasta que el sistema de administracion se aplique o administre al sujeto.

El componente cosmetico puede ser cualquier ingrediente o combinacion de ingredientes activos que se aplica de forma topica a la piel o la membrana mucosa de un animal o marnffero para administrar un componente medicinal o proporcionar un beneficio o mejorar un beneficio al animal o mam^era.

El componente aromatico puede ser cualquier tipo de componente potenciador del aroma o sabor o cualquier tipo de componente que proporcione un caracter de olor perceptible al sistema de administracion.

La expresion "funcionalidad espedfica" cuando se utiliza para describir un componente significa que el componente posee alguna caractenstica, propiedad o funcion que no es proporcionada por la espuma por sf misma. Uno de estos componentes es un pigmento o cualquier otro aditivo que proporcione color. Por ejemplo, cuando la espuma es para el consumo, una funcionalidad espedfica puede ser un aroma, una inclusion comestible u otro elemento que potencie las propiedades organolepticas. Para sistemas de administracion farmaceutica, la funcionalidad espedfica

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puede ser un material que provoque una liberacion sostenida o retardada del aditivo activo. Cuando la espuma no esta destinada para consumo, la funcionalidad espedfica pude ser un compuesto que proporcione caracter igmfugo. El experto en la tecnica puede seleccionar los componentes que proporcionen la funcionalidad deseada para cualquier sistema de administracion en particular en base al aditivo que se vaya a administrar.

El aditivo tambien puede ser un biopolfmero o composicion de bioingeniena tales como los que proporcionan una liberacion retrasada o sostenida de componentes medicinales o nutritivos. Preferentemente, este aditivo se degrada biologicamente en el organismo, por ejemplo un polfmero PLGA.

El aditivo tambien puede ser un componente inorganico que es administrado por el sistema y que proporciona caractensticas de insonorizacion. Como componentes inorganicos tfpicos se incluyen partfculas o fibras de ceramica, vidrio, o barro que se anaden en cantidades adecuadas para conseguir el efecto deseado de insonorizacion o aislamiento. El sistema de administracion se prepara generalmente con una viscosidad que facilita el bombeo o el flujo de fluido, o puede calentarse para que sea capaz de fluir pero que a continuacion sea capaz de solidificar o congelarse tras haber sido instalado.

La forma del aditivo no es un aspecto cntico de la invencion. Aunque puede utilizarse un aditivo gaseoso, deber ser soluble en la matriz de lfquido o capaz de ser incorporado en las burbujas de gas. El aditivo preferentemente es en forma solida o lfquida. Generalmente, el aditivo es una gotita de lfquido que puede mezclarse con la matriz de lfquido. Si se desea pueden utilizarse liposomas, componentes para formar emulsiones u otras micelas, representando la matriz de lfquido la fase continua. Alternativamente, el aditivo puede ser una partfcula, es decir un material solido o un material compuesto de un solido o lfquido que es encapsulado con un recubrimiento solido o semisolido. Estas gotas o partfculas pueden ser solubles de manera que se disuelven completa o parcialmente en la matriz de lfquido, o pueden ser insolubles y suspenderse en la matriz antes o despues de formar la espuma. Preferentemente, el aditivo esta presente con el lfquido o gas y se incorpora al sistema de administracion antes de la formacion de la espuma.

Las espumas de la invencion tambien pueden utilizarse como sistema de administracion de composiciones de bebida. Tal como se utiliza en el presente documento, la expresion "composicion de bebida" hace referencia a una composicion sencilla y lista para berberse, es decir bebible.

Dependiendo de su formula, los productos alimentarios o bebidas de la presente invencion se pueden formular para proporcionar la instauracion y mantenimiento de un estado energetico y de alerta mental ademas de ser nutritiva para el consumidor. Opcional y preferentemente, las composiciones proporcionan ademas sensacion de saciedad y/o refrescante. Las presentes composiciones, que comprenden la espuma y una mezcla de uno o mas carbohidratos, una protema lactea, una fuente de cafema natural, una premezcla de vitaminas y opcionalmente, un aromatizante, un agente colorante y un antioxidante, proporcionan sorprendentemente dicha instauracion y mantenimiento de un estado energetico y de alerta mental.

Los carbohidratos pueden ser una mezcla de uno o mas monosacaridos o disacaridos y preferentemente en combinacion con uno o mas carbohidratos complejos. Al seleccionar el tipo de carbohidratos y la cantidad de los mismos efectivos para ser utilizados en las presentes composiciones, es importante que los carbohidratos y los niveles de los mismos se escojan para permitir una velocidad de digestion y absorcion intestinal que proporcione un mantenimiento estable de los niveles de glucosa, que a su vez proporcione un estado energetico y de alerta al consumidor.

Se ha descubierto que los monosacaridos y disacaridos proporcionan una energfa inmediata al consumidor mientras que los carbohidratos complejos, son hidrolizados en el tracto digestivo proporcionando un inicio tardfo o retrasado y mantenido del estado energetico al consumidor. Como tambien se indica en la presente invencion, la inclusion de uno o mas estimulantes y/o constituyente fitoqmmicos vegetales incrementa esta respuesta interna. De acuerdo con lo anterior, tal como se comentara de forma mas particular en el presente documento, es particularmente preferente que se proporcionen a la composicion uno o mas estimulantes y/o constituyentes fitoqmmicos vegetales para optimizar el mantenimiento del estado energetico y de alerta mental.

Como ejemplos no limitantes de monosacaridos que pueden utilizarse en la presente invencion se incluyen el sorbitol, manitol, eritrosa, treosa, ribosa, arabinosa, xilosa, xilitol, ribulosa, glucosa, galactosa, manosa, fructosa y sorbosa. Como monosacaridos preferentes para ser utilizados en la presente invencion se incluyen glucosa y fructosa, lo mas preferentemente glucosa. Como fuente de energfa inmediata pueden utilizarse disacaridos. Los ejemplos no limitantes de disacaridos que pueden utilizarse en la presente invencion se incluyen sacarosa, maltosa, lactitol, maltitol, maltulosa y lactosa. Estos pueden anadirse en caso de no estar previamente presentes en la matriz de espuma para proporcionar sabor y energfa.

Los carbohidratos complejos utilizados en la presente invencion son oligosacaridos, polisacaridos y/o derivados de carbohidratos, preferentemente oligosacaridos y/o polisacaridos. Tal como se utiliza en el presente documento, el

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termino "oligosacarido" significa una molecula lineal digerible que posee entre 3 y 9 unidades de monosacarido, estando las unidades conectadas covalentemente a traves de enlaces glucosfdicos. Tal como se utiliza en el presente documento, el termino "polisacarido" significa una macromolecula digerible (es decir, capaz de ser metabolizada por el organismo humano) que posee mas de 9 unidades de monosacarido, estando las unidades conectadas covalentemente a traves de enlaces glucosfdicos. Los polisacaridos pueden ser de cadena lineal o ramificada. Preferentemente, los polisacaridos poseen de 9 a aproximadamente 20 unidades de monosacarido. Tambien pueden utilizarse como carbohidratos complejos de la presente invencion derivados de carbohidratos, tales como los alcoholes politndricos (por ejemplo, glicerol). Tal como se utiliza en el presente documento, el termino "digerible" significa capaz de ser metabolizado por los enzimas producidos por el cuerpo humano.

Los ejemplos de carbohidratos complejos preferentes incluyen rafinosas, estaquiosas, maltotriosas, maltotetraosas, glicogenos, amilosas, amilopectinas, polidextrosas y maltodextrinas. Los carbohidratos complejos mas preferentes son las maltodextrinas.

Las maltodextrinas son una forma de molecula de carbohidrato complejo que tiene una longitud de varias unidades de glucosa. Las maltodextrinas se hidrolizan a glucosa en el tracto digestivo donde proporcionan una fuente mantenida de glucosa. Las maltodextrinas pueden ser ingredientes carbohidrato secados por pulverizacion fabricados mediante hidrolisis controlada del almidon de mafz.

La fuente de protema puede seleccionarse de diversos materiales, incluyendo sin limitaciones, protemas de la leche, protemas del suero lacteo, caseinato, protemas de la soja, clara de huevo, gelatinas, colageno, hidrolizados de protema y combinaciones de las mismas. En las fuentes de protema se incluyen leche descremada libre de lactosa, aislados de protemas de la leche y aislados de protemas del suero lacteo. Tambien se considera la utilizacion con las presentes composiciones de la leche de soja. Tal como se utiliza en el presente documento, la leche de soja se refiere a un lfquido fabricado molturando habas de soja descascarilladas, mezclando con agua, cociendo la mezcla y recuperando la leche de soja disuelta a partir de las habas.

Cuando se desea, los productos de espuma de la presente invencion pueden comprender ademas un estimulante para proporcionar un estado de alerta mental. La inclusion de uno o mas estimulantes sirve para proporcionar un mantenimiento adicional del estado energetico al usuario al disminuir la respuesta glucemica asociada con la ingesta de la composicion, la provocar una alteracion metabolica de la utilizacion de glucosa, al estimular directamente el cerebro por translocacion a traves de la barrera hematoencefalica y otros mecanismos. Dado que uno o mas estimulantes contribuiran a la instauracion y particularmente al mantenimiento de un estado energetico cuando se ingiere la composicion, es una realizacion particularmente preferente de la presente invencion la inclusion de uno o mas estimulantes.

Tal como se conoce comunmente en la tecnica, los estimulantes pueden obtenerse por extraccion a partir de una fuente natural o pueden producirse sinteticamente. Los ejemplos no limitante de estimulantes incluyen metilxantinas, por ejemplo cafema, teobromina y teofilina. Adicionalmente, se han aislado o sintetizado muchos mas derivados de la xantina, que pueden usarse como estimulante en las composiciones del presente documento. Vease, por ejemplo, Bruns, Biochemical Pharmacology, Vol. 30, pp. 325-333 (1981). Es preferente que se utilicen fuentes naturales de estos materiales.

Preferentemente, uno o mas de estos estimulantes son proporcionados por el cafe, el te, la nuez de cola, el fruto del cacao, la yerba mate, apalachina, pasta de guarana y el yoco. Las fuentes mas preferentes de estimulantes son los extractos naturales de plantas dado pueden contener otros compuestos que retrasen la biodisponibilidad del estimulante proporcionando de este modo una estado de estimulacion mental y de alerta sin tension ni nerviosismo.

La metilxantina mas preferente es la cafema. La cafema puede obtenerse de las plantas previamente mencionadas y sus residuos o, como alternativa, puede prepararse sinteticamente. Como fuentes botanicas preferentes de cafema que pueden utilizarse como fuente unica o parcial de cafema se incluyen el extracto de te verde, el guarana, el extracto de yerba mate, el te negro, las nueces de cola, el cacao y el cafe. Tal como se utiliza en el presente documento, las fuentes botanicas mas preferentes de cafema son el extracto de te verde, el guarana, el cafe y el extracto de yerba mate, mas preferentemente el extracto de te verde y el extracto de yerba mate Ademas de servir como fuente de cafema, el extracto de te verde tiene la ventaja adicional de ser un flavanol tal como se comentara mas adelante. extracto de yerba mate puede tener el beneficio adicional de tener un efecto supresor del apetito y tambien puede incluirse con este objetivo.

El extracto de te verde puede obtenerse mediante la extraccion de tes no fermentados, tes fermentados, tes parcialmente fermentados o mezclas de los mismos. Preferentemente, los extractos de te se obtienen de la extraccion de tes fermentados parcialmente o no fermentados. Los extractos de te mas preferentes son los obtenidos del te verde. En la presente invencion, pueden utilizarse tanto extractos calientes como fnos. Los procedimientos adecuados de obtencion de extractos de te son bien conocidos. Ver, por ejemplo, Ekanavake, las

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patentes de EE.UU. N.°: 5.879.733; Tsai, patente de EE.UU. N.°: 4.935.256; Lunder patente de EE.UU. 4.680.193 y Creswick patente de EE.UU. 4.668.525.

Preferentemente los extractos de te verde y yerba mate se encuentran presentes en cantidades relativamente pequenas de entre aproximadamente el 0,1 % y el 0,4 % y entre aproximadamente el 0,1 % y el 0,5 % respectivamente. Mas preferentemente, estan presentes entre aproximadamente el 0,15 y aproximadamente el 0,35 % y entre aproximadamente el 0,15 y el 0,25 %, respectivamente. Si bien cantidades mayores provocan una estimulacion mayor, tambien proporcionan un sabor menos deseable a la bebida. Ello puede compensarse mediante la adicion de cantidades mayores de carbohidratos o mediante la adicion de un edulcorante artificial de manera que el sabor final de la bebida sea agradable.

En lugar de formularse como bebida o composicion alimentaria por sf misma, la espuma de la presente invencion tambien puede anadirse como cobertura o leche en polvo para una bebida tal como el cafe o te. Cualquiera de estas composiciones, tal como se ha mencionado previamente puede comprender ademas vitaminas o minerales. Pueden proporcionarse al menos tres y preferentemente mas vitaminas mediante una premezcla de vitaminas. La ingesta diaria recomendada de EE.UU. (USRDI) de vitaminas y minerales esta definida y establecida en la "ingesta diaria recomendada" - Food and Nutrition Board, National Academy of Sciences-National Research Council ("Junta de alimentacion y nutricion, Consejo de Investigacion de la Academia Nacional de Ciencias"). Pueden utilizarse diversas combinaciones de estas vitaminas y minerales.

Los ejemplos no limitantes de dichas vitaminas incluyen bitartrato de colina, niacinamida, tiamina, acido folico, pantotenato d-calcico, biotina, vitamina A, vitamina C, clorhidrato de vitamina B1, vitamina B2, vitamina B3, clorhidrato de vitamina B6, vitamina B12, vitamina D, acetato de vitamina E y vitamina K. Preferentemente, se seleccionan al menos tres vitaminas del grupo formado por bitartrato de colina, niacinamida, tiamina, acido folico, pantotenato d- calcico, biotina, vitamina A, vitamina C, clorhidrato de vitamina B1, vitamina B2, vitamina B3, clorhidrato de vitamina B6, vitamina B12, vitamina D, acetato de vitamina E y vitamina K. Mas preferentemente, la composicion comprende vitamina C y dos o mas vitaminas adicionales seleccionadas del grupo formado por bitartrato de colina, niacinamida, tiamina, acido folico, pantotenato d-calcico, biotina, vitamina A, clorhidrato de vitamina B1, vitamina B2, vitamina B3, clorhidrato de vitamina B6, vitamina B12, vitamina D, acetato de vitamina E y vitamina K. En una realizacion especialmente preferente de la presente invencion, la composicion comprende bitartrato de colina, niacinamida, acido folico, pantotenato d-calcico, vitamina A, clorhidrato de vitamina B1, vitamina B2, vitamina B3, clorhidrato de vitamina B6, vitamina B12, vitamina C y acetato de vitamina E. Cuando el producto contiene una de estas vitaminas, el producto comprende al menos el 5 %, preferentemente al menos el 25 % y mas preferentemente al menos el 35 % de la USRDI de dicha vitamina.

Tambien pueden incluirse en las presentes composiciones fuentes comercialmente disponibles de vitamina A. Tal como se utiliza en la presente invencion, el termino "vitamina A" incluye, sin caracter limitante, vitamina A (retinol), beta-caroteno, palmitato de retinol y acetato de retinol. Como fuentes de vitamina A se incluyen otros carotenoides pro-vitamina A tales como los hallados en extractos naturales con un alto contenido en carotenoides con actividad pro-vitamina A. El betacaroteno tambien puede servir como agente colorante tal como se comentara mas adelante. En las presentes composiciones, pueden utilizarse fuentes comercialmente disponibles de vitamina B2 (tambien conocida como riboflavina). En la presente invencion pueden utilizarse fuentes comercialmente disponibles de vitamina C. Tambien pueden utilizarse acido ascorbico encapsulado y sales de acido ascorbico comestibles.

Cantidades suplementarias nutricionalmente de otras vitaminas que pueden incorporarse en la presente invencion incluyen, sin caracter limitante, bitartrato de colina, niacinamida, tiamina, acido folico, pantotenato d-calcico, biotina, clorhidrato de vitamina B1, vitamina B3, clorhidrato de vitamina B6, vitamina B12, vitamina D, acetato de vitamina E y vitamina K.

Las composiciones de espuma de la presente invencion pueden comprender ademas componentes adicionales opcionales para incrementar, por ejemplo, su capacidad de proporcionar energfa, estado de alerta mental, propiedades organolepticas y perfil nutricional. Por ejemplo, pueden incluirse en las composiciones del presente documento uno o mas flavonoles, acidulantes, agentes colorantes, minerales, fibras solubles, edulcorantes acaloricos, agentes aromatizantes, conservantes, emulsionantes, aceites, componentes de carbonatacion y similares. Estos componentes adicionales pueden dispersarse, solubilizarse o mezclarse de cualquier otro modo en las presentes composiciones. Estos componentes pueden anadirse a las composiciones de la presente invencion siempre y cuando no obstaculicen substancialmente las propiedades de la composicion de bebida, particularmente la provision de un estado energetico y de alerta mental. A continuacion se proporcionan ejemplos sin caracter limitante de componentes opcionales adecuados.

Si se desea pueden anadirse uno o mas constituyentes fitoqmmicos derivados de plantas o botanicos. Entre ellos se incluyen los flavonoles u otros compuestos fitoqmmicos que son esencialmente "saludables". La inclusion de uno o mas flavonoles sirve para retrasar la respuesta glucemica asociada con la ingesta de las composiciones de la presente invencion, proporcionando un mantenimiento adicional del estado energetico del usuario. Dado que uno o

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mas flavonoles contribuiran a la instauracion y particularmente al mantenimiento del estado energetico cuando se ingiera la composicion, es particularmente preferente que se incluyan una o mas flavonoles.

Los flavonoles son sustancias naturales presentes en una diversidad de plantas (por ejemplo frutas, vegetales y flores). Los flavonoles que pueden utilizarse en la presente invencion pueden extraerse de, por ejemplo, frutas, vegetales y otras fuentes naturales adecuadas, mediante cualquier procedimiento adecuado bien conocido por los expertos en la tecnica. Por ejemplo, los flavonoles pueden extraerse a partir de una unica planta o mezclas de plantas. Existen diversas frutas, vegetales, flores y otras plantas que contienen flavonoles conocidos por los expertos en la tecnica. Alternativamente, estos flavonoles pueden prepararse mediante procedimientos sinteticos u otros procedimientos qmmicos adecuados e incorporados en las presentes composiciones. Los flavonoles, incluyendo la catequina, la epicatequina y sus derivados, estan disponibles comercialmente.

Las composiciones de la presente invencion pueden comprender ademas opcional pero preferentemente uno o mas acidulantes. Puede utilizarse una cantidad de acidulante para mantener el pH de la composicion. Las composiciones de la presente invencion poseen preferentemente un pH de aproximadamente 2 a aproximadamente 8, mas preferentemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 5, aun mas preferentemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 4, 5 y de forma mas preferente de aproximadamente 2,7 a aproximadamente 4,2. La acidez de bebidas y alimentos puede ajustarse y mantenerse dentro del intervalo necesario mediante procedimientos conocidos y convencionales, por ejemplo mediante la utilizacion de uno o mas acidulantes. Tfpicamente, la acidez dentro de los intervalos mencionados previamente es un balance entre la acidez maxima para la inhibicion microbiana y la acidez optima para el sabor de la bebida deseado.

Pueden utilizarse acidos comestibles tanto organicos como inorganicos para ajustar el pH de la bebida. Los acidos pueden estar presentes en su forma no disociada o, alternativamente, en forma de sus sales correspondientes, por ejemplo, sales potasicas o sodicas de fosfato de hidrogeno o sales potasicas o sodicas de fosfato dihidrogeno. Los acidos preferentes son acidos organicos comestibles que incluyen acido cftrico, acido fosforico, acido malico, acido fumarico, acido adfpico, acido gluconico, acido tartarico, acido ascorbico, acido acetico, acido fosforico o mezclas de los mismos.

El acidulante tambien puede servir como antioxidante para estabilizar los componentes de la bebida. Como ejemplos de antioxidante utilizados habitualmente se incluyen sin caracter limitante el acido ascorbico, EDTA (acido etilendiaminotetraacetico) y sales de los mismos.

En las composiciones de la presente invencion pueden utilizarse pequenas cantidades de uno o mas agentes colorantes. Se utiliza preferentemente betacaroteno. Tambien pueden utilizarse la riboflavina y colorantes FD&C (por ejemplo amarillo#5, azul#3, rojo#40) y/o lacas FD&C. Al anadir lacas a otros ingredientes en polvo, todas las partfculas, en particular el compuesto de hierro coloreado, adoptan un color uniforme y completo consiguiendose una mezcla de bebida de color uniforme. Adicionalmente, puede utilizarse una mezcla de colorantes FD&C o una laca FD&C en combinacion con otros alimentos y colorantes alimentarios convencionales. Adicionalmente, pueden utilizarse otros agentes colorantes naturales, incluyendo, por ejemplo, clorofilas y clorofilinas, asf como frutas, vegetales, y/o extractos de plantas tales como uva, grosella negra, aronia, zanahoria, remolacha, col roja e hibisco. Los colorantes naturales son preferentes para los productos "todo natural".

La cantidad de agente colorante utilizado puede variar, dependiendo de los agentes utilizados y de la intensidad de color deseada en el producto acabado. La cantidad puede determinarse facilmente por un experto en la tecnica. Generalmente, en caso de utilizarse, el agente colorante debena estar presente a un nivel de aproximadamente el 0,0001 % a aproximadamente el 0,5 %, preferente de aproximadamente el 0,001 % a aproximadamente el 0,1 % y mas preferentemente de aproximadamente el 0,004 % a aproximadamente el 0,1% en peso de la composicion.

Las composiciones de la presente invencion pueden fortificarse con uno o mas minerales. La ingesta diaria recomendada de EE.UU. (USRDI) de minerales esta definida y establecida en la "ingesta diaria recomendada" - Food and Nutrition Board, National Academy of Sciences-National Research Council ("Junta de alimentacion y nutricion, Consejo de Investigacion de la Academia Nacional de Ciencias").

A no ser que se especifique de otro modo en la presente invencion, cuando un mineral determinado esta presente en la composicion, la composicion comprende tipicamente al menos aproximadamente el 1 %, preferentemente al menos aproximadamente un 5%, mas preferentemente entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente un 200%, aun mas preferentemente de aproximadamente el 40 % a aproximadamente el 150 % y de forma mas preferente de aproximadamente el 60 % a aproximadamente el 125 % de la USDRI para dicho mineral. A no ser que se especifique de otro modo en la presente invencion, cuando un mineral determinado esta presente en la composicion, la composicion comprende al menos aproximadamente el 1 %, preferentemente al menos aproximadamente un 5%, mas preferentemente entre aproximadamente el 10 % y aproximadamente un 200 %, aun mas preferentemente de aproximadamente el 20 % a aproximadamente el 150 % y de forma mas preferente de aproximadamente el 25 % a aproximadamente el 120 % de la USDRI para dicha vitamina.

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Los minerales que pueden incluirse opcionalmente en las composiciones de la presente invencion son, por ejemplo, el calcio, potasio, magnesio, cinc, yodo, hierro y cobre Puede utilizarse cualquier sal soluble de estos minerales adecuada para ser incluida en composiciones comestibles, por ejemplo, citrato magnesico, gluconato magnesico, sulfato magnesico, cloruro de zinc, sulfato de zinc, yoduro potasico, sulfato de cobre, gluconato de cobre y citrato de cobre.

El calcio es el mineral particularmente preferente para su uso en la presente invencion. Como fuentes preferentes de calcio se incluyen, por ejemplo, la lactato-citrato calcico, aminoacido quelato de calcio, carbonato calcico, oxido calcico, hidroxido calcico, sulfato calcico, cloruro calcico, fosfato calcico, hidrogeno fosfato calcico, dihidrogeno fosfato calcico, citrato calcico, malato calcico, citrato calcico, gluconato calcico, realato calcico, tartrato calcico y lactato calcico y en particular, malato-citrato calcico. La forma del citrato-malato calcico se describe en, por ejemplo, la patente de Ee.UU. N.°: 5.670.344 de Mehansho y otros; o en la patente de EE.UU. N.°: 5.612.026 de Diehl y otros. Las composiciones preferentes de la presente invencion comprenderan de aproximadamente el 0,01 % a aproximadamente el 0,5 %, mas preferentemente de aproximadamente el 0,03 % a aproximadamente el 0,2%, aun mas preferentemente de aproximadamente el 0,05 % a aproximadamente el 0,15 % y de forma mas preferente de aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 0,15 % de calcio, en peso de producto.

Tambien puede utilizarse el hierro en las composiciones y procedimientos de la presente invencion. Las formas aceptables de hierro son bien conocidas en la tecnica. La cantidad de compuesto de hierro incorporada al producto variara ampliamente dependiendo del nivel de suplementacion deseado en el producto final y del consumidor diana. Las composiciones fortificadas en hierro de la presente invencion contienen tfpicamente de aproximadamente el 5 % a aproximadamente el 100 %, preferentemente de aproximadamente el 15 % a aproximadamente el 50 % y de forma mas preferente de aproximadamente el 20 % a aproximadamente el 40 % de la USDRI del hierro.

Tambien pueden incluirse opcionalmente en las composiciones de la presente invencion una o mas fibras solubles para proporcionar, por ejemplo, sensacion de saciedad o refrescante y/o beneficios nutritivos. Las fibras dieteticas solubles son una forma de carbohidratos que no pueden ser metabolizados por el sistema enzimatico producido por el cuerpo humano y que pasan a traves del intestino delgado sin ser hidrolizados (y por tanto, no quedan incluidos en la definicion de carbohidratos complejos de la presente invencion). Sin pretender quedar limitado por la teona, dado que las fibras dieteticas solubles se hinchan en el estomago, ralentizan el vaciado gastrico, prolongando de este modo la retencion de nutrientes en el intestino, lo que provoca sensacion de saciedad.

Como fibras solubles que pueden utilizarse individualmente o en combinacion en la presente invencion se incluyen, sin caracter limitante, pectinas, psillium, goma guar, goma xantano, alginatos, goma arabiga, insulina, agar y carragenina. Son preferentes entre las anteriores al menos una entre goma guar, xantano y carragenina, mas preferentemente goma guar o goma xantana. Estas fibras solubles tambien sirven como agentes estabilizadores de la presente invencion.

Son fibras solubles particularmente preferentes para ser utilizadas en la presente invencion los polfmeros de glucosa, preferentemente aquellos que poseen cadenas ramificadas. Es preferente entre estas fibras solubles una comercializada con el nombre comercial de Fil3ersol2, disponible comercialmente de Matsutani Chemical Industr y Co., Ciudad Itami, Hyogo, Japon.

Las pectinas son fibras solubles preferentes de la presente invencion. Aun mas preferentemente se utilizan pectinas metoxi bajas. Las pectinas preferentes poseen un grado de esterificacion superior a aproximadamente el 65 % y se obtienen mediante extraccion acida caliente a partir de la piel de cftricos y pueden obtenerse, por ejemplo, de Danisco Co., Braband, Dinamarca.

Los productos de espuma de la presente invencion, cuando estan pensados para el consumo, se dotan de la mezcla adecuada de aromas y edulcorantes de manera que son lo suficientemente dulces para eliminar los aromas fuertes de los otros componentes debido a la presencia de las fuentes de carbohidratos previamente mencionadas. Ademas, en la presente invencion tambien pueden utilizarse opcionalmente niveles efectivos de edulcorantes acaloricos para incrementar la calidad organoleptica y de dulzura de las composiciones, pero no como substituto de la fuente de carbohidratos. Como ejemplos sin caracter limitante de edulcorantes acaloricos se incluyen el aspartamo, la sacarina, los ciclamatos, el acesulfamo potasico, los edulcorantes ester inferior de L-aspartil-L-fenilalanina, amidas de L-aspartil-D-alanina, amidas de L-aspartil-D-serina, edulcorantes amida de L-aspartil-hidroximetil alcano, edulcorantes amida de L-aspartil-1-hidroxietilalcano, glicirricinas y aromatizantes alcoxi sinteticos. Los edulcorantes acaloricos mas preferentemente utilizados en la presente invencion son el aspartamo y el acesulfamo potasico y pueden utilizarse solos o en combinacion.

Para la presente invencion se recomiendan uno o mas agentes aromatizantes para incrementar su palatabilidad. En la presente invencion puede utilizarse cualquier agente aromatizante natural o sintetico. Por ejemplo pueden utilizarse en la presente invencion uno o mas aromas de fruta y/o botanicos. Tal como se utiliza en la presente invencion, dichos aromas pueden ser sinteticos o naturales.

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Son aromas de frutas particularmente preferentes los aromas exoticos y lactonicos tales como, por ejemplo, aromas de fruta de la pasion, aromas de mango, aromas de pina, aromas de cupuacu, aromas de guava, aromas de cacao, aromas de papaya, aromas de melocoton y aromas de albaricoque. Ademas de estos aromas, puede utilizarse una variedad de aromas de frutas tales como, por ejemplo, aromas de manzana, aromas de dtricos, aromas de uva, aromas de frambuesa, aromas de arandano, aromas de cereza y similares. Estos aromas pueden obtenerse de fuentes naturales tales como zumos de frutas y aceites esenciales o, alternativamente, pueden prepararse sinteticamente. Los aromatizantes naturales son preferentes para las bebidas "todo natural".

Como aromas botanicos preferentes se incluyen, por ejemplo, aloe vera, guarana, ginseng, ginkgo, espino, hibisco, escaramujo, camomila, menta piperita, hinojo, jengibre, regaliz, semilla de loto, esquizandra, palma enana americana, zarzaparrilla, cartamo, hierba de San Juan, curcuma, cardamomo, nuez moscada, corteza de cassia, buchu, canela, jazmm, espino chino, crisantemo, castana de agua, cana de azucar, lichi, brotes de bambu, vainilla, cafe y similares. Son preferentes entre los anteriores el guarana, gingseng y ginko. Ademas de servir como fuentes de estimulantes, los extractos de te y cafe tambien pueden utilizarse como agentes aromatizantes. En particular, la combinacion de aromas de te, preferentemente aromas de te verde o te negro (preferentemente te verde), opcionalmente de forma conjunta con aromas de frutas posee un sabor agradable.

El agente aromatizante tambien puede comprender una mezcla de varios aromas. Si se desea, el aroma en el agente aromatizante puede formarse dentro de gotas de emulsion que se dispersan a continuacion en la composicion de bebida o concentrado. Dado que estas gotas habitualmente poseen una gravedad espedfica menor que la del agua y por tanto formanan una fase separada, pueden utilizarse agentes de carga (que tambien pueden actuar como agentes opacificadores) para mantener las gotas de emulsion dispersas en la composicion de bebida o concentrado. Son ejemplos de dichos agentes de carga los aceites vegetales bromados (BVO) y los esteres de resina, en particular las gomas ester. Vease L. F. Green, Developments in Soft Drinks Technology, Vol. 1, Applied Science Publishers Ltd., pp. 87-93 (1978) una descripcion mas detallada de la utilizacion de agentes de carga y agentes opacificadores en bebidas lfquidas. Tfpicamente, los agentes aromatizantes estan disponibles comercialmente como concentrados o extractos o como aromatizantes sinteticos en forma de esteres, alcoholes, aldehudos, terpenos, sesquiterpenos y similares.

Opcionalmente, en la presente invencion pueden utilizarse adicionalmente uno o mas conservantes. Como conservantes preferentes se incluyen, por ejemplo, los conservantes tipo polifosfato, sorbato y benzoato. Preferentemente, cuando en la presente invencion se utiliza un conservante, se utilizan uno o mas conservantes del tipo sorbato o benzoato (o una mezcla de los mismos). Los conservantes de tipo sorbato y benzoato adecuados para ser utilizados en la presente invencion incluyen el acido sorbico, el acido benzoico y sales de dichos acidos, incluyendo (sin caracter limitante) sorbato calcico, sorbato sodico, sorbato potasico, benzoato calcico, benzoato sodico, benzoato potasico y mezclas de los mismos. Son particularmente preferentes los conservantes del tipo sorbato. El sorbato potasico es particularmente preferente para ser utilizado en la presente invencion.

Cuando una composicion comprende un conservante, este se incluye preferentemente en niveles entre aproximadamente el 0,0005 % a aproximadamente el 0,5 %, mas preferentemente de aproximadamente el 0,001 % a aproximadamente el 0,4 % de conservante, aun mas preferentemente de aproximadamente el 0,001 % a aproximadamente el 0,1 %, aun mas preferentemente de aproximadamente el 0,001 % a aproximadamente el 0,05 % y de forma mas preferente de aproximadamente el 0,003 % a aproximadamente el 0,03 % de conservante, por peso de la composicion. Cuando la composicion comprende una mezcla de uno o mas conservantes, la concentracion total de dichos conservantes se mantiene preferentemente dentro de estos valores.

Ademas de bebidas y concentrados lfquidos o en polvo, la presente invencion tambien puede prepararse en forma de composicion de helado, yogur o pudding dependiendo de la consistencia y la temperatura de almacenamiento tal como es conocido de forma general por el experto en la tecnica.

Las nano o microburbujas de la espuma se producen en un dispositivo disenado especialmente de construccion relativamente sencilla. Un rotor gira en el centro de una carcasa cilmdrica para generar un flujo y encerrar aire. Cerca de la circunferencia de la carcasa se dispone una membrana que posee poros que se corresponden con el tamano de burbuja deseado. A medida que el fluido agitado pasa por la membrana en la superficie de la que se generan las burbujas, se produce un gran numero de burbujas de aire de tamano uniforme. Se pasa una corriente de lfquido, generalmente agua, por la superficie externa de la membrana generandose campos de flujo laminar, o un flujo de vortices de Taylor o corrientes de Foucault turbulentas que se lleva las burbujas. Ello genera un suministro continuo y uniforme de burbujas de aire del tamano deseado (por ejemplo inferior a los 10 micrometros).

Cuando quiere fabricarse un helado, la espuma puede simplemente congelarse. Como el tamano de las burbujas de aire se ha seleccionado para tener espacios intersticiales muy pequenos donde pueden crecer los cristales de hielo, la percepcion del consumidor es la de un producto muy suave y cremoso. Un tamano preferente para este objetivo es el de espacios intersticiales inferiores a 50 micrometros de longitud en su dimension mayor. Controlando esta separacion de un tamano tan pequeno, los cristales que se formen en su interior poseen una dimension que es mas

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pequena que la separacion y con un tamano tan pequeno estos cristales no son perceptibles en la boca. Ello confiere a cualquier producto congelado una consistencia mas suave, evitando cristales grandes que disminuyen la palatabilidad del producto. Este producto demuestra que debido al tamano mas pequeno de las burbujas, el espacio intersticial disponible para la formacion de hielo es muy pequeno, evitando de este modo la formacion de grandes cristales de hielo compactos y tridimensionales.

Como las burbujas son de un tamano pequeno y uniforme, actuan como si fueran esferas ngidas y practicamente no tiene tendencia a unirse y formar burbujas mas grandes. De este modo, el helado y otros productos fabricados a partir de la espuma de la presente invencion poseen una resistencia excelente a la congelacion-descongelacion pues las burbujas permanecen estables y evitan el crecimiento de cristales de hielo en los intersticios entre las burbujas de un tamano perceptible en la boca. Ello permite que estos productos se fundan y recongelen sin perder la consistencia suave y sin generar cristales de hielo grandes o perder la estabilidad de la espuma. Se han conseguido muy buenos resultados utilizando una solucion de azucar al 30 % como matriz de lfquido dentro de la que se generan las burbujas.

Un aspecto preferente de la presente invencion hace referencia a un producto en forma de espuma comestible aireada congelada con una microestructura novedosa caracterizada por burbujas de gas superfinas, cristales de hielo pequenos e interconectados de forma holgada, estabilidad frente a ciclos multiples congelacion-descongelacion y que posee nuevas caractensticas sensoriales, fabricado a partir de una espuma a temperatura ambiente mediante congelacion en reposo. La fabricacion de la espuma a temperatura ambiente incluye una aireacion novedosa de una mezcla de azucar-agua y asf ciertos aspectos de la presente invencion estan relacionados con un dispositivo de membrana giratorio y a un procedimiento para la generacion mecanica suave de dispersiones de gas superfinas o micro-espumas con una distribucion estrecha del tamano de las burbujas de gas.

Otra realizacion de la presente invencion permite la formacion de un producto en forma de espuma comestible congelada que se genera por el procedimiento siguiente. El procedimiento incluye la formacion de un producto en forma de espuma comestible no congelada, en el que la formacion supone la preparacion y maduracion de una mezcla y a continuacion la aireacion de dicha mezcla. A continuacion la mezcla aireada se congela en reposo formandose cristales de hielo que poseen un diametro promedio de cristal de hielo X5o,o inferior a aproximadamente 50 micrometros.

El producto en forma de espuma comestible congelada novedoso posee una textura cremosa definida por poseer un tamano de celdas de aire superfinas con un diametro promedio no superior a aproximadamente 15 micrometros. Ademas, la espuma comestible posee una capacidad para formar bolas de helado caractenstica definida por poseer unos cristales de hielo con un diametro promedio inferior a aproximadamente 50 micrometros, asf como una estabilidad mejorada frente a los ciclos multiples de congelacion-descongelacion.

Otra ventaja principal del producto novedoso hace referencia a su procesamiento mediante un procedimiento de congelado muy sencillo, que se aplica a la espuma generada a temperatura ambiente y que se carga en contendores/vasos de precipitados en condiciones de reposo. Ello proporciona un gran ahorro de costes en equipos de procesamiento, pues no son necesarios congeladores continuos.

El producto novedoso descrito proporciona una estabilidad frente a ciclos multiples de congelacion-descongelacion no conocida con anterioridad, debido a su estructura de burbujas de gas/celdas de aire estables, con una estrecha distribucion de tamano y finamente sensacion de fno. Ello permite una marcada cremosidad, una frialdad reducida y un comportamiento de retencion de la forma extraordinario durante la fusion. El contenido reducido en grasa inferior a aproximadamente 0-5% apoya su caracter saludable o "ultra ligero". La estructura de burbujas/celdas de aire de pequeno tamano y con una distribucion estrecha del tamano tambien permite un ahorro de costes remarcable en ingredientes estabilizadores.

Ademas, la estabilidad frente a ciclos multiples de congelacion-descongelacion viene definida por una mezcla que posee aproximadamente entre un 0,1 % y un 2 % en peso de emulsionante, para formar fases laminares o vesiculares y aproximadamente entre un 0,05 y un 1,25 % en peso de estabilizador tal como una goma. La funcion de este componente es incrementar la viscosidad de la matriz de fluido para mejorar el atrapamiento de burbujas y fluido y consiguientemente mejorar la estabilizacion. Ademas, el emulsionante esta presente a unas concentraciones espedficas de emulsionantes, formandose las fases laminares o vesiculares del emulsionante en o cerca de las interfases gas/fluido del producto en forma de espuma. Ademas, pueden utilizarse moleculas cargadas que se pueden incorporar a la estructura de la fase laminar y debido a fuerzas electrostaticas repulsivas provocar el hinchado de la fase laminar, de manera que se incrementa la estabilidad frente a ciclos multiples de congelacion- descongelacion de la estructura en forma de espuma.

El producto en forma de espuma congelada comestible posee unos diametros promedio de burbuja por debajo de las 10 micrometros, una distribucion estrecha del tamano de las burbujas (Xg0,0/X-i0,0 ^q 3, 5 como se muestra en la figura 4) y en general posee una fraccion de volumen de gas elevada (> 50 % en volumen) , que se espuma a

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temperature ambiente, se carga en vasos/contenedores y a continuacion se congela, por ejemplo en un tunel de congelacion hasta una temperatura de -15 °C sin un incremento pronunciado del tamano de las burbujas de gas y sin la generacion de un comportamiento en forma de cuerpo solido o de hielo.

El producto en forma de espuma comestible congelada novedoso posee un contenido calorico para un producto en forma de espuma congelada con un esponjamiento de aproximadamente un 100% inferior a aproximadamente 55 kcal/100 ml. Tal como se utiliza en la presente invencion, el esponjamiento se define como el cociente (densidad de la mezcla - densidad de la muestra de espuma)/(densidad de la muestra de espuma) o, en otras palabras, el esponjamiento es una medida del incremento de volumen por el aire anadido, es decir el porcentaje de incremento de volumen debido a la incorporacion o atrapamiento de burbujas de aire. El bajo contenido calorico es una mejora significativa sobre otros postres bajos en calonas, que poseen un contenido calorico equivalente por porcion de aproximadamente 250 kcal para una porcion de 100 ml sin burbujas. Este valor puede compararse con los denominados helados "premium" que poseen un contenido calorico de aproximadamente 280 kcal/100 ml incluso con un esponjamiento del 100 %, lo que representa aproximadamente 560 kcal por porcion de 100 ml sin burbujas. Como es conocido por el tecnico experto en este sector tecnico, una fraccion de volumen de gas entre un 30 % y un 60 % es equivalente a aproximadamente un esponjamiento del 40-150 %. Asf, un producto que posea un valor calorico de 60 kcal por porcion de 100 ml con un esponjamiento del 200 % es equivalente a un valor calorico de 120 kcal por porcion de 100 ml con un esponjamiento del 100 % y 240 kcal por 100 ml sin esponjamiento. Asf, en la presente invencion, el termino "sin burbujas" se utiliza para designar aquellas porciones que no han sido sometidas a esponjamiento y que pueden utilizarse como base comparativa con formulaciones de helados anteriores.

En su realizacion mas preferente, la presente invencion hace referencia a un procedimiento y composicion para un producto en forma de espuma congelada baja en grasa mediante congelacion de una espuma a temperatura ambiente en condiciones de congelacion en reposo sin que se formen burbujas de gas grandes o cristales de hielo interconectados con un comportamiento subsiguiente en forma de solido. El procedimiento permite la formacion de una composicion novedosa que posee una estabilidad mejorada frente a ciclos multiples de congelacion- descongelacion y unas propiedades de textura nuevas y ajustables, en particular para la preparacion de productos en forma de nuevos helados.

Generalmente, se utiliza la temperatura de congelacion de la matriz de lfquido para determinar la temperatura a la que puede congelarse la espuma. En algunas situaciones, la matriz de lfquido incluye otros componentes o ingredientes que afectan la temperatura de congelacion del lfquido de manera que la temperatura de congelacion de la matriz puede estar por debajo de la temperatura de congelacion del lfquido. El tecnico experto puede realizar ensayos de rutina para determinar el punto de congelacion adecuado para cualquier composicion de matriz en particular. Por tanto, cuando el documento hace referencia a la temperatura de congelacion de la espuma, se entiende que ello significa la temperatura a la que se congelaran la matriz y sus componentes.

En la siguiente descripcion, se obtuvieron las propiedades de un producto caractenstico a partir de una formula de producto en forma de espuma a modo de ejemplo (referido como formula NDA-1), que posee la composicion siguiente:

Sacarosa 24%

Jarabe de glucosa 3%

Dextrosa (28DE) 3%

Emulsionante PGE (ester de poliglicerol) 0,6%

Estabilizador de goma guar 0,25%.

Una realizacion de la presente invencion permite la formacion de un producto en forma de espuma comestible congelada que se forma mediante el procedimiento siguiente. El procedimiento incluye la formacion de un producto en forma de espuma comestible no congelada, en el que la formacion supone la preparacion y maduracion de una mezcla y posteriormente la aireacion de dicha mezcla. A continuacion, la mezcla aireada es congelada en reposo formandose cristales de hielo que poseen un diametro promedio inferior a aproximadamente 50 micrometres.

El producto novedoso descrito previamente proporciona una estabilidad frente a ciclos multiples de congelacion- descongelacion no conocida previamente, debido a su estructura de burbujas de gas/celdas de aire de aire estables, con una estrecha distribucion de tamano y finamente dispersadas. Ello permite una cremosidad marcada, una frialdad reducida y un comportamiento de retencion de forma extraordinaria durante la fusion. El contenido reducido en grasa entre un 0 % y el 5 % apoya su caracter saludable o "ultra ligero". La estructura de jaula de aire/burbujas pequenas y con una distribucion estrecha del tamano permite un ahorro de costes remarcable en agentes estabilizadores.

Otra ventaja principal de este producto novedoso hace referencia a su procesamiento mediante un procedimiento de congelacion muy sencillo, que se aplica a una espuma generada a temperatura ambiente que se carga en contenedores/vaso de precipitado en condiciones de reposo. Ello proporciona un importante ahorro de costes en el equipo de procesamiento, dado que no son necesarios congeladores continuos.

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En un aspecto, el producto en forma de espuma congelada comestible posee un tamano de celdas de aire superfino con un diametro promedio de las celdas de aire inferior a entre aproximadamente 10 y 15 micrometros. El producto en forma de espuma congelada comestible tambien se caracteriza por poseer una distribucion estrecha del tamano de las burbujas con un cociente Xgo,o/Xio,o no superior a aproximadamente 2-3.

El producto novedoso en forma de espuma comestible congelada posee una cremosidad en su textura definida por poseer un tamano de celdas de aire superfino con un diametro promedio de las celdas de aire no superior a aproximadamente 15 micrometros. Ademas, la espuma comestible posee una capacidad para formar bolas de helado definida por poseer un diametro promedio de los cristales de hielo inferior a aproximadamente 50 micrometros, asf como una estabilidad mejorada frente a ciclos multiples de congelacion-descongelacion.

La estabilidad frente a ciclos multiples de congelacion-descongelacion viene definida por poseer la mezcla aproximadamente entre un 0,05 y un 2 % en peso de emulsionante, para formar fases laminares o vesiculares y aproximadamente entre un 0,05 % y un 0,5 % en peso de estabilizador tal como la goma guar u otras gomas, estando presente el emulsionante a unas concentraciones espedficas de emulsionantes y formandose las fases laminares o vesiculares del emulsionante en la matriz de lfquido, ubicandose a continuacion en o cerca de las interfases gas/fluido del producto en forma de espuma.

En este producto en forma de espuma comestible congelada, las interfases de celdas de aire se estabilizan mediante fases mesomonas en multiples capas (laminares o vesiculares) ajustandose selectivamente su hinchado, inmovilizacion de agua y comportamiento estabilizador de la estructura mediante la adicion de una cantidad de acidos grasos no esterificados en condiciones de pH ajustado a valor neutro y concentracion de iones cercana a cero. El producto en forma de espuma comestible congelada posee un pH neutro ajustado entre 6, 8 y 7 y una concentracion de iones muy baja a nivel del que posee el agua desionizada durante la preparacion y maduracion de la mezcla. Preferentemente, el producto en forma de espuma comestible congelada posee un pH ajustado a aproximadamente 3,0 antes de la aireacion de la mezcla.

En una realizacion, el producto en forma de espuma comestible congelada incluye aproximadamente un 20-45 % de materia seca formada por un 0-25 % de solidos lacteos, 10-40 % de azucares, 0-10 % de grasa y combinaciones de los mismos. En algunos aspectos, el producto en forma de espuma comestible congelada tambien incluye aproximadamente entre un 0 y un 1 % en peso de un emulsionante, para formar las fases laminares y aproximadamente entre un 0, 05 % y un 1,25 % en peso de un estabilizador de goma tal como se ha descrito en la presente invencion. El emulsionante puede estar presente a unas concentraciones espedficas de emulsionantes, formandose las fases laminares o vesiculares del emulsionante en o cerca de las interfases gas/fluido del producto en forma de espuma.

El producto en forma de espuma comestible congelada tambien puede utilizar moleculas cargadas en condiciones de pH neutro, que pueden incorporarse a la estructura de la fase laminar y debido a fuerzas electrostaticas repulsivas provocar el hinchado de la fase laminar, mejorando de este modo la estabilidad de la estructura en forma de espuma. El producto en forma de espuma comestible congelada tambien puede utilizar como emulsionantes esteres de poliglicerol de acidos grasos (PGE) formandose de este modo e incorporandose estructuras laminares o vesiculares y acidos grasos no esterificados como moleculas cargadas en las capas laminares o vesiculares y provocandose el hinchado de la estructura laminar/vesicular correspondiente. El hinchado puede controlarse mediante el control de la concentracion de moleculas cargadas anadidas que pueden incorporarse a la estructura de la fase laminar y debido a fuerzas electrostaticas repulsivas provocar el hinchado de la fase laminar, mejorando de este modo la estabilidad de la estructura en forma de espuma. En dicha composicion, el hinchado de las estructuras laminares formadas por los esteres de poliglicerol de acidos grasos se controla manteniendo una concentracion de acidos grasos no esterificados anadidos entre aproximadamente un 0,01 % y un 2 % en peso.

El producto en forma de espuma comestible congelada posee una fraccion de gas en la espuma que es ajustable a entre aproximadamente un 25 % y 75 % en volumen y preferentemente entre un 50 % y un 60 % en volumen y un contenido calorico del producto en forma de espuma congelada, con un esponjamiento de aproximadamente el 100 %, inferior a aproximadamente 55 kcal/100 ml. Tal como se utiliza en la presente invencion, el esponjamiento se define como el cociente (densidad de la mezcla - densidad de la muestra de espuma)/(densidad de la muestra de espuma) o, en otras palabras, el esponjamiento es una medida del aire anadido, es decir el porcentaje de incremento de volumen debido a la incorporacion o atrapamiento de burbujas de aire.

El producto en forma de espuma comestible congelada descrito previamente puede fabricarse mediante el siguiente procedimiento preferente que incluye las etapas de formar una mezcla mediante la disolucion de azucares y estabilizadores en agua desionizada; anadir un emulsionante a la mezcla; calentar la mezcla a una temperatura por encima del punto de fusion del emulsionante para disolverlo en la mezcla; homogeneizar la mezcla; enfriar la mezcla a una temperatura de enfriamiento inferior a aproximadamente 10 °C; almacenar la mezcla a la temperatura de enfriamiento durante aproximadamente varias horas; disminuir el pH de la mezcla a nivel acido; aireacion de la mezcla para formar la espuma; y congelar en reposo la espuma. En un aspecto, la mezcla se calienta a una temperatura de pasteurizacion.

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En otro aspecto, los azucares y estabilizadores se disuelven en agua desionizada a 35-45 °C y un pH ajustado a una situacion aproximadamente neutra antes de la adicion del emulsionante. La situacion aproximadamente neutra posee un pH de aproximadamente 6,8.

En otro aspecto, el emulsionante se disuelve a una temperature superior a entre aproximadamente 20 y 60 °C, mas preferentemente a 80 °C con una pasteurizacion subsiguiente durante no menos de aproximadamente 30 segundos. En otro aspecto, el emulsionante se disuelve a una temperatura superior a aproximadamente 80 °C con una pasteurizacion subsiguiente durante no menos de aproximadamente 30 segundos.

En otro aspecto, la homogeneizacion se realiza en forma de homogeneizacion en una etapa con una presion de homogeneizacion no inferior a aproximadamente 100 bar. Alternativamente, la homogeneizacion se realiza en forma de homogeneizacion en una etapa con una presion de homogeneizacion de aproximadamente 150 bares.

Tras la homogeneizacion, la mezcla se enfna a aproximadamente 4 °C y se almacena durante un penodo de tiempo de aproximadamente mas de 8 horas. Alternativamente, tras la homogeneizacion la mezcla se enfna a aproximadamente 4 °C y se almacena durante un penodo de tiempo de aproximadamente mas de 12 horas. Preferentemente, antes de la aireacion el pH se disminuye a menos de aproximadamente 3-4 mediante la adicion de acido cftrico. Mientras se disminuye el pH, tambien pueden anadirse sales a la mezcla.

La aireacion se realiza utilizando un dispositivo que dispersa el gas finamente. El dispositivo puede ser: un dispositivo de batido rotor estator, un dispositivo de batido de membrana estatica, un dispositivo de batido de membrana giratoria, o combinaciones de los mismos. La aireacion puede realizarse a una temperatura entre aproximadamente 4 °C y 50 °C.

En una realizacion, el dispositivo de batido de membrana giratoria esta equipado con una membrana con una distancia entre poros controlada que posee un tamano de poros de 1-6 micrometres y una distancia entre poros de 10-20 micrometres para la dispersion fina con una distribucion estrecha del tamano de las burbujas y la membrana gira a una velocidad circunferencial entre 5 y 40 m/s, definiendose la distribucion estrecha del tamano de las burbujas como distribucion con un cociente Xg0,0/X10,0 no superior a aproximadamente 3. En un aspecto, el dispositivo de batido de membrana giratoria gira dentro de una carcasa cilmdrica, formando un espacio anular estrecho de entre 0, 1 y 10 mm con la superficie de la membrana, permitiendo de este modo un desprendimiento mejorado de burbujas de aire con una distribucion mas estrecha de tamanos a partir de la superficie de la membrana.

El procedimiento novedoso descrito previamente permite la formacion de una estructura en forma de espuma novedosa con diametros promedio de burbuja superfinos novedosos, una distribucion muy estrecha de tamanos que provoca una estabilidad de la espuma elevada en condiciones de temperatura ambiente y presion atmosferica (por ejemplo ver tabla 2). Con la congelacion en reposo subsiguiente, el producto en forma de espuma se congela sin un engrosamiento significativo de la estructura de burbujas de la espuma. Tal como se utiliza en la presente invencion, engrosamiento hace referencia al incremento del tamano promedio de las burbujas y la anchura de la distribucion de tamanos.

Tabla 2: Intervalos tamano y fracciones de volumen de las fase dispersas del ___________________producto en forma de espuma___________________

Celdas de gas/aire Cristales de agua helada

Diametro promedio X50,ci/|im

1 -10 o CD O

Fraccion de volumen/ % vol.

25 -70 4^ O cn o

Una ventaja adicional de la estructura del producto en forma de espuma novedosa es el procedimiento de congelacion en reposo del producto en forma de espuma. Esta congelacion en reposo no genera una estructura de cristales de hielo fuertemente interconectada y gruesa con la subsiguiente dureza y abundancia de hielo significativa del producto.

La Fig. 1 es una grafica ejemplo de la funcion de distribucion del tamano de las burbujas de aire q0 (x) (por ejemplo, distribucion de densidad numerica) tras un tratamiento de dispersion en un dispositivo de dispersion de flujo turbulento por rotor/estator convencional con geometna de tornillo entrelazado utilizando las condiciones siguientes: formula NDA-1, r.p.m: 3.500, fraccion de volumen de gas 0, 5; los diametros de burbuja x^a x50,0 y xg0,0 (valores de la distribucion numerica, q0 (x)) son 6, 944, 13, 667 y 24, 713. Aunque esto es util para algunas realizaciones de espuma no es preferente para obtener una espuma estable frente a multiples ciclos de congelacion-descongelacion.

La Fig. 2 es una grafica ejemplo de la funcion de distribucion del tamano de las burbujas de aire q0 (x) (por ejemplo, distribucion de densidad numerica) del producto en forma de espuma de acuerdo con una realizacion de la presente invencion tras el tratamiento de aireacion en el dispositivo de aireacion de membrana giratoria de flujo laminar

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novedoso. La membrana se monto en un cilindro interno giratorio con las condiciones siguientes: formula NDA-1, espacio: 0, 22 mm, r.p.m.: 6.250; fraccion de volumen de gas 0,5. La figura 2 puede compararse con la distribucion obtenida con la aireacion del mismo modelo de formula (NDA-1) con un dispositivo de batido rotor/estator (R/S) convencional mostrado en la figura 1. Tal como puede observarse, la utilizacion del dispositivo de membrana giratoria conlleva un tamano de burbuja mucho mas pequeno y una distribucion del tamano de las burbujas mucho mas controlado.

La comparacion de los tamanos de las burbujas tambien se muestra cuantitativamente en la Figura 3, que es una grafica de barras ejemplo que muestra los diametros de burbuja xio,o, X5o,o y xgo,o de tres versiones diferente del dispositivo/procedimiento de aireacion: un rotor/estator de tornillo entrelazado convencional con caractensticas de flujo turbulento (A) , un dispositivo/procedimiento de membrana novedoso tipo I con la membrana montada en un cilindro interno giratorio (Tipo-B I) y un dispositivo/procedimiento de membrana novedoso tipo II con la membrana fijada en la carcasa y un cilindro solido interno giratorio o superficie perfilada (Tipo-B II) . Las condiciones de funcionamiento del dispositivo Tipo-B II fueron formula NDA-1, fraccion de volumen de gas o, 5. Ambos dispositivos Tipo-B I y Tipo-B II producen tamanos de burbujas y distribuciones del tamano de las burbujas significativamente mas pequenas.

La amplitud reducida de la distribucion del tamano de las burbujas del producto en forma de espuma procesado en el dispositivo de membrana giratorio de la presente invencion se demuestra en la figura 4, que es un grafico ejemplo del cociente de diametros de burbuja xgo,o/xio,o que indica la amplitud o "estrechez" de la distribucion del tamano de las burbujas correspondiente a las tres versiones de dispositivo/procedimiento de aireacion diferentes mencionadas previamente. El cociente xgo,o/xio,o de los dispositivos Tipo-B I y Tipo-B II es inferior a la del dispositivo tipo A, siendo el del tipo B I casi la mitad del dispositivo tipo A. Ello se relaciona con la uniformidad de las fuerzas de cizallamiento impactantes en la superficie de la membrana (dispositivos tipo-B) que provoca el desprendimiento de las burbujas de la superficie de la membrana comparada con la mucho menos uniforme distribucion del esfuerzo que provoca la ruptura de burbujas grandes en burbujas mas pequenas con la distribucion del esfuerzo heterogenea en los espacios de rotor/estator (tipo A).

Un tamano de las burbujas substancialmente uniforme significa que la mayona de las burbujas se encuentran en un intervalo de tamanos concreto para evitar o reducir la desproporcion por la transferencia de gas desde las burbujas mas pequenas a las mas grandes (maduracion de Ostwalt). Una distribucion del tamano de las burbujas substancialmente uniforme significa que el cociente de diametros de las burbujas xgo,o/xio,o es inferior a aproximadamente 5, preferentemente inferior a 3, 5, incluso mas preferentemente inferior a entre 2 y 3.

Ademas de las caractensticas diferentes de la estructura de burbujas de gas del producto en forma de espuma, asociadas con el dispositivo de batido utilizado, las caractensticas del producto en forma de espuma se basan en su elevada estabilidad estructural resultante de un concepto de estabilidad entre fases novedoso. Este concepto de estabilidad entre fases novedoso se basa en la utilizacion de sistemas de tensioactivos que permiten la formacion de estructuras de interfases laminares o vesiculares en las que ademas puede ajustarse un efecto de hinchado mediante la implementacion de una fraccion controlada de moleculas espedficas en la estructura de fase laminar/vesicular. La figura 5 muestra dicha estructura de fase laminar formada por esteres de poliglicerol de acidos grasos (PGEs) . La figura 6 demuestra la dependencia del volumen de la fase laminar (hinchado) en funcion de la concentracion de acidos grasos no esterificados anadida. Sin embargo el ajuste del hinchado se entiende mejor en el contexto del procedimiento novedoso de formacion de la espuma, mostrado en la figura 7. Este procedimiento comprende disolver azucares y estabilizadores en agua desionizada, anadir el emulsionante y disolverlo a una temperatura superior a su temperatura de fusion, preferentemente a temperatura de pasteurizacion, una pasteurizacion acoplada o separada y una homogeneizacion subsiguiente en una etapa, seguido del enfriamiento de la mezcla a una temperatura de entre 5 y io °C y el almacenamiento subsiguiente a dicha temperatura durante un penodo de varias horas. Las etapas finales incluyen disminuir el pH a valores acidos, con la subsiguiente aireacion y la congelacion en reposo de la espuma resultante.

La Fig. 8 demuestra el resultado de la estructura de la fase laminar/vesicular PGE si se modifica el orden de la etapa de calentamiento (I) y ajuste del pH (II). El contenedor de la izquierda muestra la espuma con burbujas finas fabricada con el orden correcto, mientras que el de la derecha, fabricado utilizando el orden inverso de las etapas (II y a continuacion I), muestra un colapso pronunciado de la estructura, sin ninguna capacidad de estabilizacion de la espuma.

En la Fig. 9, se demuestran las caractensticas de estabilidad de la espuma inteligente, expresadas por las caractensticas de drenaje (lfquido separado tras 6o minutos a temperatura ambiente y en reposo). Como puede apreciarse por la altura del lfquido acuoso drenado, en el caso de un sorbete comercial (cilindro de la izquierda), esta es aproximadamente i5 veces la altura de la muestra de espuma inteligente (cilindro de la derecha) en condiciones de ensayo similares. La espuma de la presente invencion pierde menos del 2 % de su volumen en este ensayo.

La Fig. io demuestra la estabilidad de la espuma inteligente en condiciones de congelacion-descongelacion respecto al diametro promedio de las burbujas de gas. Como puede observarse comparando la estructura antes

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(figura 10A) y despues (figura 10B) del tratamiento de choque termico, no se produce un cambio significativo de la distribucion del tamano de las burbujas. Ello denota la innovadora "estabilidad frente a ciclos multiples de congelacion-descongelacion" de la espuma inteligente.

La figura 11 demuestra tambien el comportamiento estructural en condiciones de congelacion-descongelacion respecto, sin embargo, al diametro promedio de los cristales de hielo. De nuevo, no se observa un cambio significativo en el tamano de los cristales de hielo, demostrando la innovadora elevada "estabilidad frente a ciclos multiples de congelacion-descongelacion" de la espuma inteligente.

Otra realizacion de la presente invencion versa sobre el dispositivo y tecnicas novedosas para la aireacion de la mezcla lfquida descrita previamente para formar el producto en forma de espuma. En este aspecto, una realizacion de la presente invencion da a conocer un nuevo procedimiento para la generacion mecanica suave y uniforme de dispersiones de gas o espumas con burbujas de gas finamente dispersadas y con una distribucion estrecha de tamanos.

En el procedimiento para la generacion mecanica suave de dispersiones finas de gas con una distribucion estrecha del tamano de las burbujas de gas, las burbujas se generan en la superficie de una membrana y desde la que se consigue eficientemente su desprendimiento o por el movimiento giratorio de la membrana dentro de una fase fluida continua y/o por el flujo giratorio de esta fase fluida a traves de la membrana aplicando, debido a la accion de un cizallamiento superpuesto, esfuerzos de elongacion y normales.

El procedimiento para la generacion mecanica suave de dispersiones de gas o espumas que poseen burbujas superfinas con una distribucion estrecha del tamano, incluye: proporcionar una membrana (o medio poroso) que forma al menos una superficie de un espacio estrecho de dos superficies; suministrar un gas a traves de los poros de la membrana, formando dicho gas burbujas o filamentos de gas cuando se suministra a traves de los poros de la membrana; desprender las burbujas o filamentos de gas desde la superficie de la membrana que delimita el espacio; y mezclar las burbujas o filamentos de gas con una fase fluida lfquida continua, estando presente dicha fase fluida lfquida en el espacio.

En un aspecto, el desprendimiento y mezclado se realizan mediante uno de los mecanismos siguientes: un esfuerzo de cizallamiento que actua de forma homogenea, esfuerzos de elongacion, esfuerzos de inercia y combinaciones de los mismos, provocados por el movimiento de una de las superficies del espacio en relacion con la otra.

En un aspecto, el suministro de gas incluye el impulso de gas a traves de los poros de la membrana. El impulso se puede llevar a cabo por bombeo, aspiracion o succion del gas a traves de los poros de la membrana. La fase lfquida tambien se puede bombear a traves del espacio.

En un aspecto, el espacio esta formado entre dos superficies, al menos una de las cuales incluye la membrana. El espacio puede formarse entre dos cuerpos simetricos giratorios, insertandose uno concentricamente dentro del otro, formando el segundo consiguientemente una carcasa alrededor del primero y formandose un espacio concentrico o excentrico entre los cuerpos. Alternativamente, el espacio puede formarse entre dos cuerpos simetricos giratorios, insertandose uno excentricamente dentro del otro, formando el segundo consiguientemente una carcasa alrededor del primero y formandose un espacio excentrico entre los cuerpos. Ademas, ambas superficies del espacio pueden estar formadas por membranas.

Mientras que una de las dos o ambas superficies del espacio pueden estar fabricadas de un material membranoso, o bien la superficie interna del espacio o bien su superficie externa se mueve en relacion a la otra. El movimiento puede ser a una velocidad circunferencial superficial variable o fijada de forma ajustable o periodicamente oscilante o con una historia velocidad-tiempo controlada respecto a la otra superficie.

La velocidad de flujo de gas a traves de la membrana puede ser una velocidad de flujo constante o variable o variable periodicamente.

El flujo de lfquido puede moverse en relacion con las superficies del espacio con uno de los regfmenes siguientes: flujo de cizallamiento laminar puro, flujo mixto de cizallamiento laminar y de elongacion, flujo de vortices de Taylor, flujo turbulento conducido por la inercia en condiciones de regimen de flujo laminar a transitorio y combinaciones de los mismos. El regimen de flujo del lfquido dentro del espacio puede ajustarse para generar esfuerzos de cizallamiento, elongacion o inercia bien definidos que desprenden las burbujas o filamentos de gas de la superficie de la membrana. Adicionalmente, ademas del flujo generado en el espacio provocado por el movimiento de al menos una de las superficies del espacio, puede generarse un componente de velocidad de fluido a traves del flujo mediante el bombeo de la fase de fluido lfquido continua a traves del espacio. En un aspecto, la velocidad circunferencial relativa de las superficies del espacio puede estar entre 1 y 40 m/s una respecto a la otra. Del mismo modo, la velocidad promedio axial de la fase de fluido lfquido continua en el espacio puede ajustarse entre aproximadamente 0, 0l y 5 m/s.

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En otro aspecto, la presion transmembrana aplicada a la fase gaseosa puede ser de entre aproximadamente 0, 05 y 5 bar. Del mismo modo, la presion axial a traves de la membrana aplicada a la fase de fluido Ifquido puede ser de entre aproximadamente 0, 01 y 10 bares. En otro aspecto, el espacio esta controlado por una valvula de contrapresion ajustada a entre aproximadamente 1 y 5 bares.

Aun otra realizacion de la presente invencion hace referencia a un dispositivo para llevar a cabo este procedimiento de batido novedoso utilizando o bien una membrana instalada en un cuerpo giratorio, rodeada por una carcasa concentrica o excentrica que forma un espacio de flujo estrecho con el cuerpo giratorio, o utilizando la construccion inversa con una membrana instalada en la carcasa concentrica o excentrica y un cuerpo giratorio solido que forma el espacio de flujo correspondiente con la membrana o la carcasa. Con el espacio de flujo concentrico o excentrico formado localmente se proporcionan restricciones al flujo para generar una contraccion del flujo local que provoca componentes de flujo de elongacion y/o flujos turbulentos. Ademas del componente de flujo giratorio generado por el movimiento del cuerpo giratorio, existe un componente de flujo axial generado por el bombeo de la fase de fluido continuo continuamente a traves del espacio del flujo de dispersion.

El nuevo procedimiento de aireacion previamente descrito es ventajoso porque permite la dispersion suave de las burbujas de aires/gas en condiciones de flujo laminar, que no se ha aplicado previamente a dispersiones de gas/lfquido finamente dispersas.

Ademas, la reducida entrada de energfa o potencia espedfica de volumen durante el procedimiento permite un mejor control de la disipacion de energfa de friccion viscosa y del incremento de temperatura correspondiente en el sistema, permitiendo de este modo una mejor proteccion de los componentes mecanicos y sensibles al calor del sistema.

Ademas, como resultado del balance de las fuerzas o esfuerzos de cizallamiento y elongacion distribuidos de forma uniforme que dominan el procedimiento de dispersion de las burbujas y la influencia de alteracion menos relevante de las fuerzas o esfuerzos centnfugos de desmezclado que fomentan el reagrupamiento de las burbujas, acoplado con una etapa inicial de dispersion por los poros de la membrana, se generan burbujas dispersadas muy finamente y que ademas tienen una distribucion estrecha de tamanos. Consiguientemente, tambien pueden ajustarse las propiedades del producto en forma de espuma relacionadas con su micro-estructura de una forma muy distinta en comparacion con las espumas/dispersiones de gas resultantes de tecnologfas de aireacion/batido convencionales.

Adicionalmente, el componente de flujo giratorio ajustable confiere independencia a los esfuerzos de dispersion activos que se aplican para el desprendimiento de las burbujas de la superficie de la membrana, a la deformacion de las burbujas y a la division de las burbujas, de la velocidad de flujo de masa/volumen a traves del procedimiento continuo.

Ademas, para fracciones de gas mas altas, la dispersion de burbujas de gas suave novedosa permite un refinamiento adicional del tamano de las burbujas sin incrementar la fraccion de gas, lo que no ocurre en las tecnicas de tornillo entrelazado basadas en un rotor/estator convencional con caractensticas de flujo de dispersion turbulento.

El nuevo aparato descrito previamente posee diversas ventajas y permite la modificacion y ajuste sencillos de las caractensticas deseadas de flujo de dispersion/desbordamiento de la membrana de cizallamiento y/o cizallamiento mixto y elongacion, que contribuye a al eficiente desprendimiento y division de las burbujas. En parte, debido a la gran diferencia de densidad entre las dos fases (gas/lfquido) un incremento moderado de la presion transmembrana desplaza el mecanismo de dispersion de burbujas de un desprendimiento de burbujas de la superficie de la membrana entre semiesferico y esferico al disparo de filamentos de gas a traves de los poros en la fase de fluido continua provocando la elongacion y rotura de los filamentos de gas apoyado por los efectos de cizallamiento y relajacion superpuestos adicionalmente.

El mecanismo de elongacion o disparo de filamentos puede apoyarse adicionalmente por las fuerzas centnfugas que actuan cuando la membrana se instala en la pared interna de la carcasa no giratoria.

La aplicacion facilitada de caractensticas de flujo de elongacion superpuestas debida al ajuste excentrico de la parte giratoria (por ejemplo el cilindro interno) confiere una libertad adicional para mejorar la eficiencia del desprendimiento de gotas/division de filamentos.

Debido a la dispersion de burbujas novedosa altamente eficiente, el tiempo de estancia necesario en el espacio de dispersion es mucho menor en comparacion con los dispositivos convencionales. Esto a su vez conlleva un aparato compacto y de alto rendimiento que es ventajoso desde un punto de vista de incremento de la capacidad y/o reduccion de costes de produccion para el producto en forma de espuma relacionada.

El tamano de las burbujas de la espuma puede controlarse adicionalmente durante el procedimiento de fabricacion mediante la seleccion o cambio de algunas variables o parametros. Aun asf, la distribucion del tamano de las burbujas permanece ajustada y tal como se ha descrito en la presente invencion de manera que se genera una

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espuma estable y uniforme. Una primera variable es el tipo de dispositivo que se utiliza, pues cada uno de ellos proporciona una gama de tamanos de burbuja ligeramente diferente Esto se debe probablemente al espacio entre la membrana y la carcasa. Generalmente, siendo el resto de parametros iguales, cuanto mayor es el espacio entre los dos, mayor es el tamano de la burbuja. Tras seleccionar el dispositivo y espacio deseados, puede variarse la velocidad giratoria del dispositivo para obtener el tamano de burbuja deseado, con velocidades de giro mas lentas dando lugar generalmente a burbujas de tamano mayor. Otra variable que puede controlarse es la formula de la matriz de lfquido, tanto respecto al tipo de lfquido como a los componentes o aditivos deseados incluidos. Generalmente, una menor cantidad de emulgente dara lugar a burbujas mas grandes, mientras que incrementar la cantidad de emulgente proporciona material suficiente para formar una estructura en celdas que puede acomodar burbujas de tamano menor. Dado que las burbujas mas pequenas poseen un area superficial mayor que las burbujas mas grandes, se necesita una mayor cantidad de emulgente para recubrir las burbujas y formar la jaula. Es interesante resaltar que no parece que el tamano de las burbujas a generar dependa del tamano del poro de la membrana o de la viscosidad de la matriz.

En la descripcion siguiente y las figuras acompanantes en las que se describen algunas realizaciones de la invencion y sus propiedades correspondientes se proporcionan con mayor detalle caractensticas adicionales del procedimiento y del dispositivo asf como sus ventajas relacionadas en comparacion con el estado actual de la tecnica.

La figura 12 muestra un diagrama esquematico del procedimiento/dispositivo de membrana (tipo-B I) con la membrana montada sobre el cilindro interno giratorio (tipo I), de acuerdo con una primera realizacion de la invencion. En la Fig. 12, (1) denota dos cierres hermeticos deslizantes de doble cara que permiten el suministro del gas/aire sin fugas a traves del vastago hueco giratorio (2). El gas/aire entra en el vastago por la entrada de gas/aire (3a) , fluye a traves del canal (3b) del vastago interno y abandona de nuevo el vastago a traves de los orificios (3c) entrando en el cilindro giratorio hueco (4) , que en su superficie sostiene la membrana (6). El gas/aire se distribuye uniformemente en el cilindro hueco (3d) y desde este es presionado a traves de los poros (3e) de la membrana hacia el espacio del flujo de dispersion (7) formando burbujas en la superficie (8) de la membrana o disparando filamentos (11) de gas/aire dentro del espacio. La fase de fluido lfquido continua entra en el dispositivo de dispersion por la entrada del fluido/mezcla (5). Tan pronto como el fluido/mezcla entra en el espacio de dispersion (7), el componente de flujo giratorio dominante se superpone al componente de flujo de rendimiento axial. Dentro del campo de flujo del espacio, se desprenden burbujas de gas (8) de la superficie de la membrana y se dividen filamentos de gas (11) en condiciones de esfuerzo muy uniformes que actuan en el espacio de flujo (7) estrecho. Esto se observa mas claramente en la Figura 12A. La dispersion de gas/espuma abandona el dispositivo por la salida de espuma (16). La carcasa cilmdrica (17) se construye de forma general como una camisa refrigerante para transferir el calor de friccion viscosa disipado a un agente refrigerante, que entra en la camisa refrigerante por la entrada de agente refrigerante (9) y la abandona por la salida de agente refrigerante (10).

La Fig. 13 muestra informacion adicional sobre el nuevo procedimiento/dispositivo de membrana tipo-B II con la membrana montada sobre la carcasa fija (tipo II), de acuerdo con una segunda realizacion del presente aparato. El vastago (2) y el cilindro (4) conectado ya no son parte del sistema de aireacion. La membrana (6) se monta sobre una construccion en jaula (18) conectada a la superficie interna de la carcasa cilmdrica (17) y forma una camara de gas/aire (19) entre la pared interna de la carcasa y la membrana. A traves de una entrada central de gas/aire (13a) se suministra gas/aire a la camara (19), que se distribuye de forma uniforme (13b) y se presiona a traves de los poros de la membrana (13e) dentro del espacio de dispersion (7).

El flujo fluido continuo y su impacto en el procedimiento de dispersion se espera que sean similares a la version tipo I del procedimiento descrito anteriormente (Fig. 12), salvo en el impacto diferente de las fuerzas centnfugas que en este dispositivo tipo II favorecen mas el disparo de la fase gaseosa en el espacio de flujo de dispersion, formando preferentemente filamentos de gas/aire (11), mientras que en el dispositivo tipo I las fuerzas centnfugas trabajan contra el mecanismo de disparo ofreciendo de este modo una mayor preferencia por la formacion de burbujas en la superficie de la membrana. Sin embargo, ello depende de la velocidad del flujo de volumen de gas y de la presion transmembrana aplicada. En una segunda seccion aumentada del espacio entre la membrana y el cilindro externo se muestra un patron de flujo de vortices de Taylor (24) que contribuye a mejorar el desprendimiento de las burbujas de la membrana en la Fig. 13A.

Puede esperarse que el mecanismo de disparo mostrado esquematicamente en la parte del espacio aumentada de la Fig. 13A favorezca en cierta medida la formacion de burbujas mas pequenas asumiendo que el filamento de gas/aire formado tiene una forma delgada cuando se divide en gotas (8) en el flujo de dispersion. Por el contrario, la formacion de burbujas en la superficie de la membrana giratoria interna puede esperarse que forme entidades de gas/aire mas compactas con tendencia, en caso de que se desprendan, a formar burbujas de gas mas grandes o incluso una capa de gas tal como se demuestra en la Fig. 12A. En este ultimo caso, la formacion de burbujas puede tener lugar en la superficie de la capa de fluido de la que se desprenden filamentos. Estas tendencias se confirmaron mediante experimentos tal como se demuestra en las Figs. 1, 3, 4, 16, 17 y 18 que muestran las distribuciones numericas del tamano de las burbujas resultantes (Fig. 1: para una membrana montada en un cilindro giratorio

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interno (tipo I); Fig. 16: para una membrana montada en una carcasa fija (tipo II)) y los diametros promedio de las burbujas como funcion de la fraccion de volumen de gas para los dos procedimientos/dispositivos diferentes tipos BI y BII (Fig. 17) y en la Fig. 18 para un dispositivo rotor/estator. De forma interesante, a fracciones de volumen de gas mas elevadas (en este caso: 50 % vol.) el tamano promedio de las burbujas alcanza el mismo valor. Esto apoya la interpretacion de que el mecanismo de desprendimiento/division de las burbujas de gas/aire se ha acercado a un tipo comun.

Este descubrimiento sorprendente ha motivado la combinacion de ambos procedimientos/dispositivos tipo I y tipo II, lo que significa que puede equiparse tanto el cilindro giratorio como la carcasa con una membrana, doblando de este modo la capacidad de aireacion por volumen de espacio de dispersion. Tal como se muestra en la Fig. 12, en la construccion inversa tipo II tambien se producen patrones de flujo de vortices de Taylor si se excede un numero de Taylor cntico (por ejemplo 41, 3).

Los componentes de flujo de elongacion que permiten incrementar el estiramiento de los filamentos pueden contribuir substancialmente a aumentar la formacion de filamentos de gas/aire mas delgados en lugar de entidades de gas/aire compactas en la superficie de la membrana. Para implementar dichos componentes de flujo de elongacion se utiliza la disposicion excentrica (22) del cilindro interno giratorio dentro de la carcasa cilmdrica tal como se muestra en las Figs. 14A y 14B. En el dominio de flujo del espacio que contrae, el fluido es acelerado en el dominio de espacio de entrada (20) permitiendo una elongacion adicional de los filamentos de gas. En el dominio de flujo del espacio que se separa (21) una elongacion negativa equivalente a una contraccion puede fomentar la relajacion de los filamentos de gas/aire estirados fomentando de este modo la generacion de las denominadas inestabilidades de Rayleigh, dando lugar a filamentos ondulados que fomentan la division en burbujas dispersadas con una distribucion estrecha del tamano.

Tambien pueden generarse flujos locales periodicos de elongacion y relajacion en la superficie de la membrana utilizando una superficie perfilada de la pared del cilindro sobre la que no esta montada la membrana, tal como se demuestra en las Figs. y 15B para la construccion tipo II del dispositivo de membrana. En este caso se generan vortices periodicos (23) que baten la superficie de la membrana.

En condiciones de velocidad circunferencial comparables de la parte giratoria, aplicadas a los experimentos de formacion de espuma mediante los procedimientos novedosos tipo I y II (B), se obtuvieron las distribuciones de tamano de las burbujas mostradas en las Figs. 1 y 20 y utilizando el mismo sistema de fluido modelo batible NDA-1, formado por una solucion modelo acuosa con un 0,1% de polisacarido/espesante y un 0,6 % de tensioactivo. Los experimentos de formacion de espuma tambien se realizaron con un dispositivo de formacion de espuma rotor/estator convencional de Kinematica AG, Lucerna (Suiza), con el que tfpicamente se aplican condiciones de flujo turbulento. En la Fig. 2 se muestra la distribucion numerica de tamanos de burbuja resultante. La comparacion directa de las Figs. 1 y 16 muestra los tamanos de burbuja claramente mas gruesos y de distribucion mas amplia.

Esta comparacion es mas pronunciada en las Figs. 3 y 4, en las que se comparan valores de los tamanos de burbuja caractensticos como x-10,0 (es decir, el diametro de burbuja por debajo del que el 10 % de las burbujas son mas pequenas) , x50,0 (es decir, el diametro de burbuja por debajo del que se encuentran el 50 % de las burbujas) y xg0,0 (es decir, el diametro de burbuja por debajo del que se encuentran el 90 % de las burbujas) y el cociente de diametro de burbuja xg0,0/x-i0,0 (es decir, un valor indicativo de la anchura o "estrechez" de la distribucion del tamano de las burbujas, respectivamente) para las tres versiones diferentes del procedimiento/dispositivo de aireacion: tornillo entrelazado rotor/estator convencional con caractensticas de flujo turbulento (A), nuevo procedimiento/dispositivo de membrana con la membrana montada en el cilindro interno giratorio (B, tipo I) y nuevo procedimiento/dispositivo de membrana con la membrana fija en la carcasa y un cilindro solido interno giratorio con superficie lisa (B, tipo II)

Ademas de la comparacion de los procedimientos/dispositivos novedosos tipos I y II (B) con el procedimiento/dispositivo con rotor/estator convencional (A) a la misma velocidad circunferencial de los elementos giratorios mostrada previamente, se ha realizado una comparacion mas general de las caractensticas de dispersion/formacion de espuma trazando graficamente los diametros promedio de las burbujas en funcion de la entrada de energfa volumetrica en la dispersion de gas/lfquido dentro del dispositivo de formacion de espuma. Esto se muestra en la figura 20 para la segunda receta de mezcla modelo sistema NMF-2 que contiene un 3 % de protemas lacteas como tensioactivo y un 1, 5 % de goma guar como estabilizador/espesante (ligeras modificaciones de las formulas NMF-2a y NMF-2b, pero con un comportamiento reologico comparable, mayor viscosidad en comparacion con la formula mezcla modelo NDA-1 y consiguientemente con diametros mayores de burbujas de gas resultantes) El nuevo sistema de membrana giratoria (por ejemplo, el tipo I en la Fig. 20) consume mucha menos energfa (un factor de 5-7 veces menos) por volumen de espuma (para una fraccion de gas dispersado constante de un 50 % en volumen) en comparacion con el procedimiento/dispositivo convencional (A).

Ademas, para una misma entrada de energfa volumetrica minima necesaria de aproximadamente 3 x 107 J/m3 para conseguir el tamano promedio de burbuja mmimo posible de la distribucion de volumenes (q3 (x) ) de aproximadamente X50,3; “ 70-75 micrometros en el procedimiento/dispositivo convencional (A) (limitacion debida al

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desmezclado centnfugo al aumentar la entrada de ene^a/velocidad de giro) el procedimiento/dispositivo novedoso alcanza un X50,3; “ 40 - 50 micrometros (reduccion de tamano de (“ 40 %)

En la figura 21 se muestran de nuevo las distribuciones numericas de la receta de mezcla modelo NDA-1, aireada dentro del dispositivo de membrana giratorio tipo II (membrana montada en la pared fija externa) , pero con la superficie perfilada adicionalmente del cilindro interno/denominada tipo II b. Los resultados se comparan con las Figs. 1, 16 y 2. Cuando se compara con las Figs. 1, 16 y 2, la comparacion muestra que la construccion tipo II b tambien proporciona burbujas claramente mas finas y con una distribucion de tamanos mas estrecha que el dispositivo rotor/estator (Fig. 2) y tambien mas finas que el dispositivo de membrana giratorio tipo I (Fig. 16) pero peor que el dispositivo de membrana giratorio tipo II sin la pared del cilindro interno perfilada (Fig. 1).

Tal como se indica en el presente documento, las espumas de la invencion pueden utilizarse para fabricar varios productos, incluyendo productos comestibles. Entre dichos productos se incluyen productos congelados tales como helados, sorbetes u otras novedades, productos alimentarios refrigerados tales como pudines batidos, quesos cremosos, aderezos para postres y similares, o incluso productos alimentarios calientes tales como sopas cremosas, salsas, jugos de carne y similares.

Las espumas comestibles de la invencion tambien pueden incluir aditivos comestibles, tales como hierbas, especias, trozos de pan, carnes, vegetales o inclusiones tales como frutos secos, frutas, trozos de galleta, caramelos o similares segun se desee para el tipo de producto alimentario. Ademas, tambien pueden incluirse, si se desea, siropes, aderezos, materiales semisolidos, tales como malvaviscos, mantequilla de cacahuete, dulce de azucar o similares. Para la realizacion mas preferente de helado, los aditivos pueden utilizarse del mismo modo que en la fabricacion de helados convencional. Si se desea suspender el aditivo en la espuma, es posible procesar el componente para conferirle una densidad similar a la de la espuma de manera que el aditivo no se hunda en la espuma debido a la gravedad cuando la matriz se halle en estado lfquido. Asimismo, los aditivos con la misma densidad que la espuma permanecen en su lugar despues del mezclado y antes de la congelacion de la espuma. Un procedimiento conocido convencionalmente para la reduccion de la densidad de un aditivo es mediante aireacion o tecnicas de formacion de espuma similares. Esto tambien reduce el coste del producto final, dado que para el mismo volumen se reduce el peso del componente o aditivo.

Las espumas de la presente invencion facilitan la fabricacion de productos alimentarios de bajo coste, bajos en calonas, faciles de fabricar, que proporcionan beneficios nutritivos o de salud al consumidor. Ademas, estos productos alimentarios pueden fabricarse a cualquier temperatura desde las temperaturas a las que la matriz esta congelada hasta temperaturas mas altas a las que la matriz es lfquida. Por tanto, los productos pueden almacenarse, transportarse o consumirse a temperatura ambiente, temperaturas mas bajas o incluso a temperaturas mas altas siempre que la matriz no se caliente por encima de su punto de ebullicion, temperatura a la que una evaporacion significativa puede provocar la perdida de la espuma Dichos productos pueden fabricarse sin grasas que se derriten o desintegran limpia y rapidamente en la boca, lo que proporciona un perfil o caracter de sabor limpio. Ademas, estas espumas proporcionan una sensacion cremosa en la boca sin la adicion de componentes grasos. Ello permite que la espuma posea una densidad calorica reducida del orden de las 240 a 250 kcal, hasta quiza tan altas como de 300 kcal/100 ml de porcion sin burbujas, lo que hace que la mayona, si no todos, los productos sean eminentemente adecuados para el mercado de alimentos bajos en grasas/calonas. Ademas, estos productos pueden fabricarse sin protemas y alergenos dado que no son necesarios componentes lacteos. Ello da lugar a riesgos higienicos bajos, de manera que los productos pueden almacenarse a temperatura ambiente hasta su consumo. Incluso sin componentes lacteos, estos productos proporcionan una sensacion en la boca cremosa, limpia y de fusion rapida, lo que es deseable y sabroso para los consumidores. Las burbujas de aire pequenas de la espuma actuan como pequenos rodamientos de bolas que lubrican el paladar del consumidor.

La espuma crea un modo completamente nuevo de fabricar productos helados. La espuma puede fabricarse y almacenarse a temperatura ambiente hasta que se quiera congelar para formar el helado. En el procedimiento de fabricacion, puede hacerse una espuma generica que luego puede procesarse en las formulaciones con los aromas deseados y colocarse en recipientes que puedan transportarse, venderse y almacenarse a temperatura ambiente. Este procedimiento sena similar al actualmente disponible para la fabricacion de pinturas, en el que se hace una base y el color se anade a peticion. Existen ventajas similares para la fabricacion de helados, ya que en la fabrica, pueden hacerse formulaciones o aromas diferentes segun se desee. De hecho en la actualidad es posible que las tiendas hagan y vendan al consumidor el sabor o formulacion espedfica que deseen al adquirir el producto. El producto se vende con la espuma a temperatura ambiente de manera que es facil de transportar a casa y almacenarlo hasta su utilizacion. Cuando se quiere consumir el helado, el consumidor solo tiene que introducirlo en el congelador durante una o dos horas para dejar que la matriz se congele. Despues, se puede fundir y almacenar a temperatura ambiente.

Como entenderan los expertos en la tecnica, se pueden concebir otros procedimientos y dispositivos equivalentes o alternativos para la formacion del nuevo producto espumado comestible de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion sin desviarse de las caractensticas esenciales de la misma. De acuerdo con lo anterior, se pretende que la divulgacion anterior sea ilustrativa, aunque no limitante, del alcance de la invencion que se expone en las siguientes reivindicaciones.

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   REIVINDICACIONES

   1. Una espuma estable que comprende una matriz de ffquido, burbujas de gas y un agente estructurante que comprende dos componentes que interactuan, en la que el primer componente agente estructurante comprende un ester de poliglicerol de acidos grasos (PGE) pretratado termica, ffsicoqmmica o mecanicamente y esta presente en una cantidad del 0,25 al 1,5 % en peso de la matriz de ffquido y el segundo componente agente estructurante comprende acidos grasos no esterificados y esta presente en una cantidad del 0,05 al 2,5 % en peso del ffquido.
2. 2. La espuma de la reivindicacion 1, en la que el pH y/o el contenido de sal de la matriz de ffquido se ha ajustado a un pH de entre 2 y 4 y/o a una sal alta despues del enfriamiento.
3. 3. La espuma de la reivindicacion 1 o 2, en la que el agente estructurante comprende un emulsionante presente en una cantidad del 0,05 al 2 % en peso de la matriz de ffquido.
4. 4. La espuma de cualquier reivindicacion precedente, en la que la matriz de ffquido comprende agua, el gas es aire y la matriz de ffquido incluye un agente modificador de la viscosidad seleccionado del grupo que consiste en un hidrato de carbono en una cantidad del 5 al 45 % en peso de la matriz de ffquido, una protema vegetal o lactea en una cantidad del 5 al 20 % en peso de la matriz de ffquido, un polisacarido en una cantidad del 0,1 al 2 % en peso de la matriz de ffquido y una mezcla de los mismos.
5. 5. La espuma de la reivindicacion 4, en la que el hidrato de carbono, si esta presente es sacarosa, glucosa, fructosa, jarabe de mafz, lactosa, maltosa, o galactosa o una mezcla de los mismos y esta presente en una cantidad del 20 % al 35 % en peso de la matriz de ffquido, la protema vegetal o lactea, si esta presente, es soja, suero lacteo o protema de la leche entera o una mezcla de las mismas en una cantidad del 10 % al 15 % en peso de la matriz de ffquido y el polisacarido, si esta presente, es goma guar, goma garrofm, goma carragenina, goma xantana, pectina o una mezcla de las mismas en una cantidad del 0,2 % al 1,25 % en peso de la matriz de ffquido.
6. 6. Un procedimiento de fabricacion de una espuma estable, que comprende una matriz de ffquido desionizada, burbujas de gas y un agente estructurante que forma una estructura de jaula lamelar y/o vesicular que atrapa y estabiliza al menos una parte sustancial de las burbujas de gas y la matriz de ffquido en su interior, procedimiento que comprende

   proporcionar un compuesto de agente anfifflico cristalino que comprende ester de poliglicerol de acidos grasos en un fluido polar desionizado a un pH de entre 6 y 8;

   anadir un agente expansor que comprende acidos grasos no esterificados al fluido polar con calentamiento a una temperatura por encima de 65 °C a 95 °C durante un tiempo de 20 a 85 segundos; homogeneizar la solucion en condiciones suficientes para dispersar la estructura de jaula de lamelas y/o de vesmulas; enfriar la solucion homogeneizada a una temperatura inferior a la ambiente; y proporcionar burbujas de aire en la solucion.
7. 7. El procedimiento de la reivindicacion 6, en el que el pH del fluido polar se ajusta a aproximadamente 7 y se libera de la sal antes de la adicion del agente anfifflico.
8. 8. El procedimiento de la reivindicacion 6 o 7, en el que el agente anfifflico comprende un tensioactivo o mas espedficamente un emulsionante presente en una cantidad del 0,05 al 2 % en peso de la matriz de ffquido y el agente expansor comprende moleculas que son solubles o dispersables en la matriz de ffquido, siendo la carga neta de estas moleculas ajustable reduciendo el pH a entre el 2 y el 4 y/o aumentando el contenido de iones de sal, con las moleculas anadidas en una cantidad de entre el 0,05 y el 2 % en peso de la matriz ffquida.
9. 9. El procedimiento de la reivindicacion 6 o 7 en el que el ester de poliglicerol de acidos grasos (PGE) esta

   presente en una cantidad del 0,25 al 2 % en peso de la matriz de ffquido y en el que los acidos grasos no

   esterificados (FFA) estan presentes en una cantidad del 0,05 al 2,5 % en peso de la matriz de ffquido.
10. 10. El procedimiento de la reivindicacion 6, 7, 8, o 9, en el que la homogeneizacion puede ser una

    homogeneizacion a alta presion realizada a entre 125 y 225 bares a temperaturas de 60 °C a 95 °C y la

    solucion homogeneizada se enfffa hasta una temperatura de menos de 10 °C pero sin llegar a la congelacion de la matriz de ffquido durante un peffodo de entre aproximadamente 4 y 20 horas.
11. 11. El procedimiento de la reivindicacion 6, 7, 8, 9 o 10, en el que la solucion enfriada se trata adicionalmente para reducir el pH a entre 2 y 4,5 o para anadir una sal antes de airear la solucion enfriada para formar la espuma.
12. 12. El procedimiento de una de las reivindicaciones 6 a 11, en el que la matriz de ffquido comprende agua desionizada y un agente modificador de la viscosidad seleccionado del grupo que consiste en un hidrato de

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    carbono en una cantidad del 5 al 45 % en peso de la matriz de Ifquido, una protema vegetal o lactea en una cantidad 5 al 20 % en peso de la matriz de lfquido, un polisacarido en una cantidad del 0,1 al 2 % en peso de la matriz de lfquido y una mezcla de los mismos y el agente modificador de la viscosidad se anade al agua desionizada a un pH neutro y con calentamiento moderado a una temperatura de 30 a 50 °C antes de anadir el material o compuesto anfifflico.
13. 13. El procedimiento de una de las reivindicaciones 6 a 12, en el que las burbujas de gas son nitrogeno, oxfgeno, argon, dioxido de nitrogeno (N2O2) o mezclas de los mismos y se proporcionan en la solucion mediante un dispositivo de batido o mediante la introduccion a traves de una membrana porosa.
14. 14. El procedimiento de la reivindicacion 13, en el que las burbujas de gas tienen un diametro de burbuja de gas promedio X50,0 que esta entre 10 y 15 micrometros y son arrastradas en la solucion por un dispositivo de batido de rotor/estator.
15. 15. El procedimiento de la reivindicacion 13 o 14, en el que las burbujas de gas tienen un diametro de burbuja de gas promedio X50,0 inferior a 10 micrometros y una distribucion estrecha del tamano de las burbujas de gas con un cociente de distribucion de diametros de burbujas Xg0,0/X10,0 inferior a 3,5 y en donde las burbujas de gas se proporcionan en la solucion a traves de una membrana giratoria con un diametro promedio de poro de 6 micrometros que esta configurada, dimensionada, situada y desplazada para desprender las burbujas de gas de este tamano desde la superficie de la membrana en la que se forman a partir de un flujo de gas que pasa a traves de la membrana y las arrastra a la matriz de lfquido.
16. 16. El procedimiento de la reivindicacion 13, 14 o 15, en el que las burbujas de gas poseen un diametro de burbuja de gas promedio X50,0 inferior a 7,5 micrometros y una distribucion estrecha del tamano de las burbujas de gas con un cociente de distribucion de diametros de burbuja Xg0,0/X-i0,0 inferior a 3,5, en el que estas burbujas de gas se proporcionan a la solucion a traves de una membrana con un diametro promedio de poro de 6 micrometros que esta configurada en forma de un cilindro cerrado que esta fijo con gas introducido desde el exterior dentro del cilindro para formar burbujas de gas en la superficie interior de la membrana y fluyendo la matriz lfquida por la superficie interior de la membrana soportada eventualmente por un cilindro no membranoso giratorio situado de forma concentrica o excentrica dentro del cilindro membranoso para desprender las burbujas de gas y arrastrarlas en la matriz de lfquido.
17. 17. El procedimiento de la reivindicacion 13, 14 o 15 o 16, en el que las burbujas de gas poseen un diametro de burbuja de gas promedio X50,0 inferior a Y micrometros y una distribucion estrecha del tamano de las burbujas de gas con un cociente de distribucion de diametros de burbuja Xg0,0/X-i0,0 inferior a 3,5, en el que estas burbujas de gas se proporcionan a la solucion a traves de una membrana con un diametro promedio de poro de 0,6 a 0,8 veces Y micrometros que esta configurada en forma de un cilindro cerrado que esta fijo con gas introducido desde el exterior dentro del cilindro para formar burbujas de gas en la superficie interior de la membrana y fluyendo la matriz lfquida por la superficie interior de la membrana soportada eventualmente por un cilindro no membranoso giratorio situado de forma concentrica o excentrica dentro del cilindro membranoso para desprender las burbujas de gas y arrastrarlas en la matriz de lfquido.
18. 18. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 17, que comprende ademas la solidificacion de la matriz de lfquido manteniendola a una temperatura que es inferior a la que provoca que la matriz de lfquido se solidifique o congele, en el que la matriz solidificada o congelada no incluye cristales congelados compactos del lfquido que tienen diametros promedio X50,0 de 50 micrometros o superiores y ademas en el que la espuma permanece estable tras multiples choques termicos.
19. 19. El procedimiento de la reivindicacion 18, en el que la matriz de lfquido comprende un fluido polar, el gas es nitrogeno, oxfgeno, argon, dioxido de nitrogeno o mezclas de los mismos, las burbujas de gas tienen un diametro promedio suficientemente pequeno y estan suficientemente estrechamente espaciadas en la estructura de jaula lamelar para evitar la formacion de cristales congelados compactos que tienen diametros promedio X50,0 de 50 micrometros o mayores en el agua de la matriz de lfquido y la matriz de lfquido comprende ademas un agente potenciador de la viscosidad en una cantidad suficiente para proporcionar a la matriz de lfquido una viscosidad aumentada para ayudar a retener la matriz y las burbujas de gas en la estructura de jaula lamelar.