JP2004201687A - 食物用水分バリア - Google Patents

Abstract

【課題】不均質な食品内の水分移動を抑制する。
【解決手段】水分移動の抑制のために多成分食物系においてバリアとして有用な親水コロイドおよびバリアを使用する。親水コロイドは粉末として施用することができる。
【効果】親水コロイド含有バリアは、系中の水分移動を抑制することができ、それによって食品の貯蔵寿命を改善し、ならびに製品が凍結／融解サイクルに耐える能力を高める。そうすることで、食物系の感覚的な品質が高められる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、食品における粉末の使用に関する。より詳細には、本発明は、水分移動を抑制するために多成分食物系においてバリアとして有用な親水コロイドに関する。

多領域系内の水分移動は、食品産業における積年の問題であり、難題であった。不均質な食品内の水分の内部移動は、所望の感覚特性および栄養特性の時期尚早の損失に至り得る。例えば、湿った詰め物もしくはトッピングからパイもしくはピザの皮への水分の伝達は、皮のテキスチャーに望ましくない変化を引き起こすことによって、貯蔵寿命および全般的な質を低下させる。さらに、水分または油分の移動は、例えば多層のトライフルにおいては可溶性の色を伴うことがあり、ここでは、層間の色の移動は、目に見える概観を損ない得る。他の多領域系の例としては、コーンもしくはサンドウィッチ中のアイスクリーム、フルーツの詰まったペストリー、液体の芯のあるチョコレートもしくはハードキャンディ、チーズおよびクラッカースナック、チーズケーキおよびポケットサンドウィッチ／ミールが挙げられる。

食物系における水分移動は、多領域食物系における各領域の水の量および水の活性に依存する。多領域食物系は、非平衡の状態を生じる種々の水活性(a_w)および水分含量を有する２以上の成分を含む食物系をいう。水活性、または相対蒸気圧は、一定もしくは平衡な相対湿度での水蒸気の化学ポテンシャルである。例えば、冷凍ピザのソース（a_w約0.98、水分90%）からピザの皮（a_w約0.85、水分15〜25％）への水の移動は、皮を湿らせる。その上、水活性が0.35〜0.5を超えたなら、塩味のクラッカー、ポップコーン、ふくらませたコーンカールおよびポテトチップスは、砕けやすさを失う。一般的な多領域食物系の他の水活性の相違の例を以下の表１に挙げる。

１つの領域または食物成分から別の領域への水分低下または水分増加は、周囲の食物成分および環境と熱力学的平衡に達しようとする試みにおいて連続的に生じる。水活性平衡のような要因は、拡散もしくは質量移動の速度に作用し、それによって水分移動の速度および量に影響を及ぼす。他の要因としては、ガラス転移、結晶化、表面相互作用、毛細管の径および分布、系の粘度、系中の成分および温度が挙げられる。したがって、ある不均質な食物の貯蔵寿命を伸ばすためには、上記の要因によって水分含量の所望の分布を安定化させることが必要である。

食物中の水分量は、新鮮さを維持し、微生物の増殖を制御し、かつ口触りおよびテキスチャーを提供するために不可欠である。水分移動はまた、完成した食品の品質を危うくすることの他に、製品の製造および流通を妨げ得る。水分移動を抑制するための解決法としては分別包装（高価である）、配合剤を添加しての化学ポテンシャル、拡散速度またはガラス転移の操作および層間に可食のバリアを使用することが挙げられる。配合剤は、低a_w成分、高a_w成分または両方に添加することができる。増粘剤(viscosifier)および湿潤剤のような配合剤が、食物成分の粘度／分子移動度および水活性を変えるために使用されてきた。しかしながら、得られる製品はしばしば、テキスチャー的および感覚的に許容できない。その上、成分の再処方は、製品独特である。

水分移動によって示される問題を解決するに当たっての試みの大部分は、可食バリアとして働く疎水性フィルムを適用することに集中した。例えば、水分低下を防止するために果物および野菜に施用されるワックスコーティングが、1800年代から使用されてきた。可食フィルムは主として、香気、風味、テキスチャー、概観または取り扱い特性における変化を抑制することによって、食物の貯蔵の寿命および品質を延ばすために使用される。良好な物理的水分バリアは、低い水分透過性を有し、食品表面をうまく覆いかつ表面によく接着し、冷凍および冷蔵温度に耐え、可撓性でかつ破損に抵抗性であり、気づかれないほどの感覚的な特性を有し、製造および施用が容易である。

物理的バリアとしては、製品表面を覆い、表面に接着するフィルムまたはコーティングが挙げられ、噴霧、コーティング(enrobing)、浸漬または押出しによって施用される。コーティングは、全食品の一部として消費者が食べることができる材料または複合材料の薄い純層である。コーティングは、食品上に直接施用され、かつ形成され、一方、フィルムは、表面に施用された、予め形成された自立シートである。しかしながら、フィルムは、手を触れると、または温度変化で、裂ける傾向がある。フィルムはまた、望ましくない口触りを与え得る。

異なる水活性の成分を有する食品の少なくとも1表面に、乾燥した冷水膨潤性（水和性）可食粉末を施用することによって、優れた水分バリア特性が提供されることがここに見出された。水膨潤性物質は、水分に暴露後約５分以内に水を吸収することができなければならない。さらに好ましくは、水膨潤性物質は、水分に暴露後約２分以内に水を吸収することができる。なおさらに好ましくは、水膨潤性物質は、水分に暴露後約50秒以内に水を吸収することができる。最も好ましくは、水膨潤性物質は、水分に暴露後ほぼ直ちに、または直ちに水を吸収し始めることができる。適当な水膨潤性物質としては、冷水可溶性のデンプン、カラギーナン、ガム（グアー、キサンタン、イナゴマメ、ゲランガム、セルロースガム、コンニャクガムおよびアラビアガムを含む）、メチルセルロース、アルギン酸プロピレングリコールエステルおよびペクチンが包含される。

施用される粉末の量は、組み合わせてまたは単独で使用されるならいかに速く粉末が膨潤するか、特定の粉末の膨潤体積ならびに系中の水の量および基体の表面積に一部依存する。かくして、高膨潤体積または高粘度膨潤／水和粉末は、低膨潤または低粘度のものより少ない量で使用される。

粉末は、食物表面上に直接噴霧するか、または、現場で水分バリアを形成し、特定の多領域食品の製造操作と両立できる任意の他の方法で施用することができる。バリアは、２つ以上の成分間にある限り、基体を焼く前または後に施用することができる。粉末は、コーティングまたはフィルム中に使用することができ、かつ接着剤または流動性補助剤と混合することができる。

これらの目的物および他の望ましい特徴を得ることができる方法を、以下の説明および添付の図面で説明する。

本明細書において使用する場合、水分バリアは、冷水膨潤性デンプン、カラギーナン、ガム（グアー、キサンタン、イナゴマメ、ゲランガム、セルロースガム、コンニャクガムおよびアラビアガムを含む）、メチルセルロース、アルギン酸プロピレングリコールエステルおよびペクチンを含む任意の水膨潤性物質から形成される。

物質がデンプンのときは、穀類または根系デンプン(root starch)を包含する任意の供給源に由来することができる。デンプンの典型的な供給源は、穀類、塊茎、根、豆類および果実である。天然の供給源は、任意のコーン（メイズ）、エンドウ、ジャガイモ、サツマイモ、バナナ、大麦、小麦、米、オート麦、サゴ、アマランス、タピオカ、アロールート、カンナ、モロコシ類の品種ならびに、それらのワキシーおよび高アミロース品種であり得る。本明細書において用いる場合、「ワキシー」とは、約10質量％以下、特に約5質量％以下、より特には約3質量％以下、最も特には1質量％以下のアミロースを含むデンプンを含むことを意図する。本明細書において用いる場合、「高アミロース」という語は、少なくとも約40質量％、特に少なくとも約70質量％、より特には少なくとも約80質量％のアミロースを含むデンプンを含むことを意図する。本明細書において用いる場合、「アミロース含有」という語は、少なくとも約10質量％のアミロースを含むデンプンを包含する。

デンプンは天然のデンプンまたは変性デンプンであることができる。本明細書において用いられる変性デンプンは、物理的、化学的に、および／または加水分解によって変性されたデンプンを包含することを意図する。物理的変性としては、剪断または熱的阻害による変性、例えばチュー(Chiu)らの米国特許第5,725,676号に記載されたプロセスによる変性を含む。

デンプンは化学的に変性することができる。化学的に変性されたデンプンとしては、限定されることはないが、それらの架橋、アセチル化、有機エステル化、ヒドロキシエチル化、ヒドロキシプロピル化、ホスホリル化、無機エステル化、カチオン、アニオン、非イオンおよび両性イオンの、ならびにコハク酸エステルおよび置換コハク酸エステル誘導体が包含される。そのような変性は、例えば「変性デンプン：特性および用途(MODIFIED STARCHES: PROPERTIES AND USES)」ワーズバーグ(Wurzburg)、O.B.編、CRCプレス社(CRC Press Inc.)、フロリダ州（1986年）に記載されているように、当技術分野でよく知られている。

デンプンはまた加水分解することができる。適当なデンプンとしては、酸化、酸加水分解、酵素加水分解、熱および／または酸デキストリン化によって製造された、流動性または低粘性変性デンプンが包含される。これらのプロセスは当技術分野でよく知られている。

ここで使用するのに適当な特性を有する任意のデンプンを、当技術分野で公知の任意の方法によって精製して、多糖類に本来あるかまたは加工中に作られるデンプンの粗悪な風味および色を除去することができる。デンプンを処理するための適当な精製方法は、カジカ(Kasica)らの欧州特許第554,818号によって示される特許の系統に開示されている。アルカリ洗浄技術も有用であり、セイデル(Seidel)の米国特許第4,477,480号およびバータラン(Bertalan)らの第5,187,272号により示される特許の系統に記載されている。

物質は、その冷水膨潤性形態で使用される。それは、そのような形態で市販されていて得ることができるか、または当技術分野でよく知られた技術を用いて、例えばドラム乾燥、噴霧乾燥、押出し等によって、冷水可溶性物質に転化することができる。そのようなプロセスの典型例は、米国特許第3,137,592号、第4,600,472号、第4,280,851号、第5,131,953号、第5,188,674号、第5,281,432号、第5,318,635号、第5,435,851号および第5,571,552号に開示されたものであり、それらの開示は、引用することによって本明細書に組み入れられる。

さらなる適当なデンプンとしては、当技術分野で公知であり、例えば米国特許第4,465,702号、第5,037,929号および第5,149,799号に開示された冷水膨潤性の（アルファ化されたデンプン）を包含する。デンプンをアルファ化するための慣用的な手法はまた当業者に公知であり、例えばパウエル(Powell), E. L.、「アルファ化デンプンの製造および使用(Production and Use of Pregelatinized Starch)、デンプン：化学および技術(STARCH: CHEMISTRY AND TECHNOLOGY)」第II巻、産業的な面(Industrial Aspects)、第XXII章、第523-536頁、ウィスラー(Whistler), R. L.およびパスカル(Paschall), I. F.編、アカデミック プレス(Academic Press)、ニューヨーク州（1967年）に記載されている。

理想的なバリアは、食品が供せられる温度範囲にわたって連続かつ一貫していなければならない。理想的なバリアはまた、複合食品の元のままの状態を維持し、好ましくはそれに貢献しなければならない。

乾燥した、冷水膨潤性（水和性）の可食粉末を、異なる水活性の成分を有する食品の少なくとも１面に施用することによって、水分バリア特性が提供される。バリアは、皮またはペストリーの生地を標準的に焼く(par-baking)前または後に施用することができる。膨潤性／水和性粉末が水分バリアとして働くために、乾燥した、均質な層を、移動が生じる界面に広げなければならない。粉末の溶液は、食物系中に多すぎる水を組み込むので、有効ではない。

粉末は、任意の他の成分／化合物と合わせて、例えばフィルム、接着剤、流動性補助剤、脂質、ワックス、タンパク質およびコーティングのように、任意の機能性ならびに／または施用および製造の容易さを高めることができる。所望の組成物は連続層を形成しなければならず、一旦水分と接触したなら、接触から約１分未満以内に水分バリアとして働くように十分に膨潤しなければならない。粉末は、必要とされる移動を可能にするバリアを提供し、それによって高水分含量のたまりを防ぐ。膨潤性粉末は、種々の貯蔵条件、例えば冷凍、冷蔵および環境下で使用することができる。

水分移動を抑制する他に、本発明の乾燥粉末に基づくバリアは、製品の概観に加わる。例えば、ピザに添加したときには、ピザを焼いた後に、より「充満した」概観を有し、チーズが焦げず、皮のセル構造が維持される。他の用途、例えばチーズケーキおよびアイスクリームサンドウィッチにおいては、バリアは充填物が基材にくっつくのを助け、全般的に堅固な製品基材が達成される。パイでは、バリアを有する製品は、あまり漏れがなく、カットしてもその構造を保持する。開示されたバリアの味覚、食感および後味の感覚的特性は、気づかないほどである。開示されたバリアは、全食物の一部として食され、食品が消費されたときに消費者は、バリアに気が付かない。

試験の手順
水移動
水移動速度は、質量測定による吸収性試験系(Gravimetric Absorbency Testing System)(GATS、M/Kシステムズ社(M/K Systems, Inc.)により製造された)によって測定した。試験されるべき試料は、可動台に取り付けられた多孔性フィルター上に置かれる。可動台は、水を満たした管によって貯蔵器に付けられる。水貯蔵器は、分析用の秤の上にある。試験中、水は管を通って出され、貯蔵器から失われた水は、時間の関数として測定される。道具は、吸収性試験への重力の影響を相殺するメカニズムを組み入れる。試験のために、0.500+/-0.001gの乾燥粉末を計量し、ろ紙（円形、70mm、ファットマン(Whatman)（商標）から）の表面上にあるプラスチック環（内径45mmおよび高さ60mm）の内部に均一に広げる。試料（ろ紙およびプラスチック環を含む）をGATSの多孔性プレート上に置き、貯蔵器から失われた水を時間の関数として記録する。実験は室温で行なわれる。試料を繰り返して、実験の再現性を立証した。

沈降体積(settling volume)
沈降体積試験の手順は以下のようである：1.000+/-0.001g（無水物基準）の乾燥粉末を計量し、激しい撹拌下にある50mlの脱イオン水を含有する100mlのビーカー中に分散させる。試料が完全に湿り、水に分散された後、100mlの目盛付きシリンダーに全部移す。水を加えて、溶液を100mlにする。試料を、少なくとも24時間平静に保持して、完全に沈降させる。沈降した総体積を、沈降体積として記録する。

食物モデル系
ミルククラッカー（ナビスコ）、パンテイストッキングから切り取った純ナイロン布帛および市販されていて得られるラグ(Ragu)（商標）ピザソースからなる食物モデル系(FMS)を開発した。試料は、対照を用いて少なくとも三重で行なった。クラッカーの初期質量を調べ、ナイロン布帛の片を施用した。クラッカー／ナイロン構成物の上にバリアを施用した。バリアを均一に分配した後、茶さじ２杯のソースをクラッカーの上に広げた。系を室温で４時間置いた。時間経過後、バリアおよびソースを含むナイロン布帛を除去し、クラッカーの最終質量を記録した。クラッカー、粉末およびソースのテキスチャーを書き留めた。結果は、クラッカー当たりの平均質量増加量として記録した。

予備形成されたフィルム、形成されたコーティングおよび開示されたバリアを、FMSを用いて評価した。典型的には、バリアのないFMSは4.5〜5.0gの質量増加を有し、クラッカーは浸され、ばらばらにこわれた。３グラム未満の質量増加が許容でき、クラッカーはいくらかのテキスチャー特性を保持していた。２グラム以下の質量増加が理想的である。FMSはまた、バリアの温度安定性を試験するのに使用される。

結果
GATSにより測定した、開示されたバリアの水吸収性は、２つのメカニズム、水の毛管現象による排出および膨潤に帰する。水の毛管現象による排出および膨潤は、水分バリア性能において反対の役割を演じる。したがって、これら２つの寄与が分離されることが重要である。

図１は、粒状デンプンおよび開示されたバリア（ここでは、冷水膨潤性（CWS）デンプン）の水吸収性曲線を示す。粒状デンプンは室温で膨潤性ではないので、水吸収性は、水の逃し量のみを反映する。図１に示されるように、粒状デンプンの水吸収性は、約100秒以内に平衡吸収性に達し、約50秒以内に90％の吸収性に達する。それに対して、開示されたバリアの水吸収性は、膨潤のため測定中増加を維持する。それ故に、毛管現象による排出プロセスは膨潤より速い。かくして、GATSにより測定した、最初の100秒の水吸収性は、毛管現象による排出によって支配される。

本発明のバリア（ここでは、ドラム乾燥および噴霧乾燥したデンプン）を、FMSにおいて粒状（非膨潤性）デンプンと比較した。クラッカーの質量を、22時間間隔にわたって種々の時間に測定した。図２は、バリアなしの対照がこの時点で同レベルになってから４時間にわたる試料の質量増加を示す。クラッカーの質量増加を監視することによって、図２に示したように、対照および粒状デンプンは耐水分移動性を提供しなかったことが証明された。本発明のバリアは耐水分移動性を提供し、３グラム未満の質量増加であった。

GATS測定およびFMS試験の間の相関関係を図３に示す。試料は膨潤性粉末を含んでいた（ここでは、ガムおよびCWSデンプン）。y-軸は、FMSの４時間での食物マトリックスにおける質量増加を示す。マトリックスの小さい質量増加は、少量の水がマトリックスへと移動したこと、すなわち、良好な水分バリア性能を示す。100秒での水吸収性が多ければ多いほど、食物モデル系における質量増加が多くなる。移動中、粉末層は、水と接触した領域から始まって、徐々に水和する。細かい粒径の試料は、粗い粒子層より多くの、完全に全層を湿らせる時間を必要とする。幾つかの試料は、粉末層を保持するろ紙から剥すことができる柔軟なフィルム様の層を形成する。幾つかの試料は、試料が膨潤した後、ゲル様または非常に粘稠な層を形成する。これらの試料は、FMSの研究に基づいて非常に良好な水分バリア性能を有する。膨潤性の粒子は、膨潤すると、大きく柔かい粒子に変わることが知られている。これらの柔かい膨潤粒子、特に大きい膨潤比（完全に膨潤した粒子対乾燥粒子の体積比として定義される）を有する粒子は、「融合」して、GATSの結果の基になる層を形成することができる。さらに、膨潤比が大きければ大きいほど、完全に膨潤したときに粒子が柔かくなる。層は水の毛管現象による排出を妨げ、水の拡散を遅くし、それによって水分バリアとして働く。

膨潤性である親水コロイドの大部分、例えばグアーガム、メチルセルロース、アルギン酸ナトリウムおよびイナゴマメガムは、図４に示したように、FMSにおいて水分移動に抑制を与えた。汎用小麦粉はバリアを形成せず、質量増加およびテキスチャーが対照と同等であった。粒径または粘度のために膨潤しないガムは同様に働かない。試験した他の親水コロイドは、アルギン酸プロピレングリコールエステル、ゲランガム、セルロースガム、ペクチンおよびコンニャクガムであった。全てが上記の親水コロイドと同等であり、対照を超える改善があった。

膨潤性粒子は、水の毛管現象による排出および拡散速度を減らすことによってだけでなく、膨潤により粒子中に水を保持することによって、食物用途で水分バリアとして働く。図５は、膨潤体積の関数としての水分バリア性能（基体への水の取り込み）への沈降体積の影響の傾向のプロットを示す。一般に、膨潤体積が大きければ大きいほど、水分バリアは良好になる。したがって、（GATS測定に基づいて）比較的高い量の毛管現象による排出を有する試料は、ソースからマトリックスへと動く水の半量より多くを妨げることができる。これらの試料は普通は、比較的大きい粒径、低い充填密度および低い膨潤体積を有する。膨潤後、試料は粒状または果肉質の湿った層を形成する。粒状の層の水分バリア性能は、柔かいフィルム様もしくは粘稠な層を形成するものほど良好ではない。GATS測定およびFMS試験の間の相違は、GATSについては大量の水が直ちに水分バリアの前面に達するが、FMS試験においては、水は、ソースから水分バリアへと徐々に動くことである。図２のFMSの対照曲線に示されたように、60％の水が15分間でマトリックスへと排出され、80％の水が半時間でマトリックスに達する。したがって、膨潤は毛管現象による排出よりゆっくりとしたプロセスであるが、水分バリアは、膨潤し、バリア層に水を保持する時間を有する。バリア層に保持される水の量の他に、膨潤体積はまた、湿った粒子の堅さを示す。膨潤体積が大きければ大きいほど、粒子は柔かくなる。その結果、「融合し」、毛管現象による排出および拡散を減らす連続層を形成するのが容易である。これは、高い膨潤物質の別の特性である。

図６は、毛管現象による排出への粒径の影響を示す。全ての異なる粒径画分は、１つの市販製品（ここでは、ドラム乾燥変性デンプン）から分離された。したがって、化学的および加工処理による多様性は全ての画分について同じであり、それゆえに、膨潤体積は全ての画分について同じである。毛管現象による排出量は、粒径約30〜約150ミクロンと共に増加し、その後、図６に示したように、一様になる。図７に示されるように、充填もしくはタップ密度は、粒径が低下するにつれて増加することも認められた。明らかに、小さい粒径は、単位質量当たり大きい表面積を有し、単位質量当たり小さい表面積を有する大きい粒径の粒子より速く膨潤する。したがって、小さい粒径の粒子は、大きい粒径の粒子より、膨潤および毛管現象による排出の競争において良い立場を有する。充填密度は試料の間隙率を反映する。充填密度が高ければ高いほど、間隙率は低くなり、毛管現象による排出があまり生じない。また、連続層は、毛管現象による排出を妨げ、水分バリア特性を改善する高密度に充填された試料から速く形成する。

本発明のバリアの凍結／融解（F/T）安定性を試験し、バリアを有していない対照およびFMSを用いたワックス予備形成フィルムに対して比較した。図８は、種々のサイクルでの結果を示す。ワックスフィルムおよび開示されたバリアの両方が、最初の４時間以内にテキスチャーに悪影響を与える初期の水分移動を防止した。しかしながら、ワックス予備形成フィルムはF/Tサイクル中に裂け、水分バリアとしての使用のためにそれが望ましくないことを示した。開示されたバリアは、対照より有意に少ない質量増加を有し、９回のF/Tサイクル後でさえ、テキスチャー特性を保持した。

市販製品の評価によって、他の製品、例えばピザ、レモンメレンゲパイ、チェリーパイ、チーズケーキ、チェリーコブラー、アイスクリームサンドウィッチおよびヨーグルトにおける水分バリアについての可能性が観察された。

水分バリア粉末は、種々の方法で施用することができる。工業的には、滝（粉末の流れ）、小麦粉散粉機(duster)もしくはふるい、または粉末噴霧器の技術が、粉末を施用するのに典型的に使用される。滝の系においては、粉末は基体上に大量に注がれ、余分なものは吸引されるかもしくは吹き飛ばされる。噴霧系は、粉末および液体の噴霧器の両方を含む。粉末噴霧器は静電荷を生じ、よって食物が反対に帯電し、製品にくっつく。液体噴霧器は、粉末をくっつけるかまたは粉末を含むのを助ける溶液を噴霧するために使用することができる。

これらの技術のほとんどは、粉末の回収系を必要とする。使用される技術のタイプは、使用される粉末のタイプに影響を及ぼし得る。例えば、滝の技術は、高密度でほこりの少ない粉末を必要とする。

粉末の密度を変えて、粉末を重く、ほこりが少なくかつ施用を容易にすることができる。これは、限定されないが、粉末の粒径を変えること、粉末を充填剤、例えば砂糖、粒状デンプンおよび／または小麦粉と合わせること、粉末を脂肪、例えば植物油、鉱油、バターおよび／またはショートニングと乾燥ブレンドおよび／または共加工することならびに、粉末の水分含量を変えることを含む種々の手段によって達成することができる。

バリア粉末はまた、溶液、例えば水または脂肪（植物油、バターおよびショートニングを含む）に分散させることによって、配達することができる。それぞれが短所を有する。例えば、水溶液は固体の量を制限する。バターおよびショートニングは室温で固化し、施用を困難にする。油は食物用途の味を油っこくする傾向がある。
粉末バリアを基体に添加する前もしくは後、固着剤をまた食物基体に施用することができる。固着剤の例としては、水、油および高固形分溶液が包含される。

実施例
I. ピザ
ピッツェリアで焼いた皮、市販のピザソースおよび本発明のバリアを用いて、ピザを作った。凍結／融解サイクル後にピザを評価するために、記述的な分析パネルを用いた。+/-1スコアの標準偏差にて目隠し対照および新鮮な試料を用いて、パネルの再現性を定期的にチェックした。感覚的な評価を図９に示す。新鮮なピザを調理の直ぐ前に製造し、水分移動のほとんどない理想をシミュレートした。結果は、本発明のバリア（ここでは、CWSデンプン粉末）の添加により、皮のテキスチャーが対照より改善され、新鮮な試料に近づいたことを示す。

図１０においては、本発明のバリア（ここでは、ドラム乾燥および噴霧乾燥したデンプン）を、同じ基材の粒状（すなわち非膨潤性）デンプンバリアと比較することによって、ピザ食物系の感覚的な面を評価した。粒状デンプンバリアは水分移動を抑制せず、対照と同等であった。調理せずに水に水和するように作られた、噴霧乾燥した製品およびドラム乾燥した製品の両方が、最良の結果を成し遂げた。両方共、耐噛み切り性、底の上の皮のテキスチャーおよび底の皮のテキスチャーに有意の改善を有していた。

水と接触して置かれたときに膨潤する他の親水コロイド（カラギーナン、グアーガム、ゲランガムおよびアルギネートを含む）を、CWSデンプンを用いて感覚的に評価した。対照と比較した感覚的な結果を図11に報告する。アルギン酸エステルおよびグアーガムは、非常にバリバリとした底の皮および良好な皮のセル構造を有していた。４種のガムの全てがソースの風味に悪影響を与えた。ガム、特にグアーおよびアルギン酸エステルは、CWSデンプンと同様に機能した。

II. レモンメレンゲパイ（メレンゲなし）
本発明のバリアを、レモンパイにおいて対照と比較した。バリアを、市販の入手可能な冷凍の約22.9cm（9-インチ）の深皿パイ皮（フラワー インダストリーズ(Flower Industries)（商標）Pet-Ritz（商標））の上に撒き散らした後、約204℃（約400°F）で約13分間焼いた。レモンパイの詰め物を加える前に、皮を室温に冷却した。レモンパイの詰め物は、水、砂糖、コーンスターチ、卵の黄身、レモンジュース、バターおよび塩を含んでいた。パイを冷蔵庫に貯蔵し、貯蔵後１日、２日および３日に評価した。

全体的に、バリアは詰め物から水を幾らか吸収し、それによって冷蔵貯蔵中の水移動を抑制した。冷蔵庫で３日後、バリアを有する皮は、バリアのない対照より堅く、パリパリしていた。対照は、冷蔵庫で２日後に柔かく、湿っていた。レモンパイにおいては、バリアはまた、構造的な一体性を維持し、および／または離液を防止して、一旦切り分けてもパイが損なわれないままであるのを助けた。

III. チェリーパイ
本発明のバリアを、チェリーパイにおいて対照と比較した。バリアを、市販の入手可能な冷凍の深皿パイ皮（フラワー インダストリーズ(Flower Industries)（商標）Oronoque Orchards（商標））の上に撒き散らした。市販のチェリーパイの詰め物（バーズ アイ（商標）フーズ(Birds Eye Foods)からのComstock（商標））を加え、パイを、約204℃（約400°F）で約55分間クッキーシート上で焼いた。最初、冷蔵後１日および２日にパイの評価を行なった。別のパイのセットを焼いた後、冷凍した。冷凍パイを、３、７および10サイクルの後に評価した。１サイクルは、室温で６時間および冷凍18時間からなっていた。

開示されたバリアを有するチェリーパイにおいては、対照のパイにおいてみられたようには、詰め物がこぼれなかった。バリアは充填物から水を幾らか吸収し、これはパイを無傷に保ちながらバリアを形成した。冷蔵庫で２日後、開示されたバリアを有する皮は、バリアのない対照より堅く、パリパリしていた。冷凍パイにおいては、３サイクル後に、対照は柔かく、湿っていた。10サイクル後、バリアを有する冷凍パイの皮は、堅く、乾燥していた。開示されたバリアはまた、詰め物を加える前に一部焼いたパイ皮に添加することができる。

IV.A. アイスクリームサンドウィッチ
本発明のバリアを有するアイスクリームサンドウィッチと有しないものとを比較した。開示されたバリアは、市販の入手可能なココアクッキーの内部に均一に広げられた。2.54cm（１インチ）厚さのクッキーカッターを用いて、アイスクリームをスライスし、２つのクッキーの間に置いた。サンドウィッチをバッグに入れ、12時間−6.7℃（20°F）および12時間−17.8℃（0°F）で一巡するサイクル冷凍庫中に置いた。アイスクリームサンドウィッチを、１週間後および２週間後に評価した。

アイスクリームサンドウィッチにおいては、バリアは、堅いテキスチャーのクッキーを提供した。２週間のサイクル後、対照のクッキーは柔軟で柔かく、一方、バリアを有するクッキーは堅かった。バリアはまた、アイスクリームサンドウィッチのためのクッキー／ウエハースを焼く前に施用することができる。

IV.B. チョコレートコーティングクッキーを有するアイスクリームサンドウィッチ
混合された本発明のバリアを有するチョコレート混合コーティングと、本発明のバリアを有さないものとを、アイスクリームサンドウィッチを用いて比較した。チョコレートを溶かし、クッキーにコーティングした。開示されたバリアを20％（質量／質量）［理想的には5〜10％（質量／質量）］で、コーティング中に混合した。コーティングを、予め焼かれた市販の入手可能なシュガークッキーに施用した。2.54cm（1-インチ）厚さのクッキーカッターを用いてアイスクリームをスライスし、２つのクッキーの間に置き、コーティングはアイスクリームに接触していた。サンドウィッチをバッグに入れ、12時間−6.7℃（20°F）および12時間−17.8℃（0°F）で一巡するサイクル冷凍庫中に置いた。アイスクリームサンドウィッチを、２週間後に評価した。

膨潤性粉末は、食物基体を覆うフィルムまたはコーティングに加えて、水分移動を抑制するのを助けることができる。開示されたバリアを含むチョコレート混合コーティングは、開示されたバリアを添加しなかったチョコレート混合コーティングより多く水分移動を抑制した。開示されたバリアは、アイスクリームから水を幾らか吸収し、それでサイクルの間中の過剰の水はさらにクッキー基体を湿らせることはなかった。サイクル冷凍庫中で２週間後、バリア／粉末を混合コーティング中に有するクッキーは、堅いテキスチャーを有していた。

IV.C. クラムスのトッピングを有するチェリーコブラー
チェリーコブラーの上のクラムスのトッピングを、開示されたバリアを有するかまたは有さないで評価した。チェリー、砂糖、コーンスターチおよび他のフレーバー／着色剤を含むチェリーの詰め物をパイ皿に加え、部分的に冷凍した。バリアを、部分的に冷凍したチェリーの詰め物の上に施用した。小麦粉、砂糖、ショートニングおよび塩から作ったクラムスを、チェリーの詰め物の上に撒き散らした。コブラーを冷凍し、４サイクル循環させ、１サイクルは室温で１時間および少なくとも３時間冷凍であった。コブラーの大きさおよび深さに依存して、コブラーは約204℃（400°F）で少なくとも40分間冷凍状態から焼かれた。

この施用例においては、バリアは高水分基体に添加され、その後、低水分の成分が添加された。バリアはまた、充填前にパイの殻に、およびトッピング前に詰め物の上に（皮またはクラムス）添加することができる。開示されたバリアを詰め物およびクラムスの間に有するコブラーは、より厳しく好感を与えるようにみえた。果物の詰め物は、クラムスを通って浸出しなかった。クラムスはまたパリパリしていて、詰め物中に陥没しなかった。この製品は全般的に、より高級なまたは新鮮な概観を有していた。すくい上げた後、開示されたバリアを有するコブラーは、出てきてクラムスをさらに湿らせる過剰の汁／詰め物を有していなかった。

V. 多層ヨーグルト
乾燥グラノーラを、ヨーグルトの底部または上部に施用した。バリアを、グラノーラとヨーグルトの間に施用した。ヨーグルトを、冷蔵温度で１日間、２日間および３日間貯蔵した。乾燥成分に混ぜ、味をみることによって、ヨーグルトを評価した。

ヨーグルトと乾燥成分との間のバリアは移動を抑制し、乾燥成分をそこなわないままにかつ堅くした。バリアはまた、ヨーグルトの離液を抑制し、トッピングを乾燥したままにした。バリアは、ヨーグルト中の他の層（果物、クッキー、ふくらませた片およびフレーバー／スパイスを含む）間に添加することができる。

VI. 大味覚試験パネル
レモンパイおよびチェリーパイについて、照合試験を行なった。実施例３に従ってレモンパイを製造し、冷蔵庫に２日間貯蔵した。実施例４に従ってチェリーパイを製造し、冷蔵庫に２日間貯蔵した。照合試験は以下のようにして行なった：

1. パネリストが皮またはクッキーの堅さを評価するように指示する無記名投票が、20〜25名のパネリストに与えられた。
2. パネリストは、バリアを有するかまたは有していない試料である対照を味わうように指示された。対照は、10-ポイントの等級で５の評点を与えられた。
3. パネリストは、コード化された試験試料を与えられた。パネリストは、固定ポイントとして照合得点を用いて試験試料を評価するように要求された。試験試料が対照より良い／堅いであったなら、試料は得点で５より高く評価された。同様に、試験試料が対照より湿っぽかったなら、得点で５より低い値を有した。
4. 各試験試料について各パネリストの得点が記入され、平均された。最小有意差(LSD)間隔が、各試験試料について計算された。

照合味覚試験は、図12に示されたように、開示されたバリアを有するパイと有していないパイとの間のレモンパイの皮の堅さの有意差を確認した。チェリーパイについての試験結果は、図13に示されたように、バリアを有するパイと有していないパイの皮の間の有意差を確認した。開示されたバリアを有するパイは、乾燥し、堅いテキスチャーを有していた。図12および図13に関して、テキスチャー評点が高ければ高いほど、製品は堅くなる。

質量測定による吸収性試験系(Gravimetric Absorbency Testing System)(GATS)によって測定した、冷水膨潤性(CWS)デンプンと比べた非膨潤性顆粒の水吸収性を示すグラフである。 食物モデル系(FMS)で水分バリアとして使用される膨潤性物質および非膨潤性物質の両方の質量増加を示すグラフである。 GATS測定およびFMS測定からのデータを相関させるグラフである。 水分移動バリアとして有用な種々の親水コロイドの質量増加を示す棒グラフである。 FMSの沈降体積(settling volume)および質量増加の間の相関関係を示すグラフである。 毛管現象による水の排出への粒径の影響を示すグラフである。 変性したデンプン基材について、粒径とタップ密度との間の相関関係を示すグラフである。 種々のFMSが施用されるバリアにおいて異なる、繰り返し凍結、融解されたときの、種々のFMSの質量増加への影響を示す棒グラフである。 凍結／融解サイクル後本発明のバリアを用いて製造されたピザ対新たに製造されたもしくは「理想の」ピザの感覚的な評価を示す棒グラフである。 膨潤性および非膨潤性の両方のデンプンを水分バリアとして使用した食物系の感覚的な評価を示す棒グラフである。 膨潤性デンプンと他の膨潤性親水コロイドの両方を水分バリアとして使用した食物系の感覚的な評価を示す棒グラフである。 本発明のバリアを用いて作られたレモンパイおよびバリアなしのレモンパイの大味覚試験パネルからの最小有効差(least significant difference)(LSD)間隔を示すグラフである。 本発明のバリアを用いて作られたチェリーパイおよびバリアなしのチェリーパイの大味覚試験パネルからの最小有効差 (LSD)間隔を示すグラフである。

Claims (17)

1. 少なくとも１種の親水コロイドを含む、多領域食物系における水分移動を抑制するためのバリアであって、異なる水活性の領域間に置かれるバリア。
2. 少なくとも１種の親水コロイドが、冷水膨潤性デンプン、カラギーナン、ガム、メチルセルロース、アルギン酸プロピレングリコールエステルおよびペクチンからなる群より選択される請求項１記載のバリア。
3. 少なくとも１種の親水コロイドが、水膨潤性親水コロイドである請求項１記載のバリア。
4. 少なくとも１種の親水コロイドが、少なくとも１種の冷水膨潤性性デンプンである請求項１記載のバリア。
5. 少なくとも１種の親水コロイドが、少なくとも１種の冷水膨潤性性可食粉末である請求項１記載のバリア。
6. 少なくとも１種の親水コロイドが、少なくとも２種の冷水膨潤性性可食粉末のブレンドである請求項５記載のバリア。
7. 粉末の粒径が約150ミクロン未満である請求項５記載のバリア。
8. 少なくとも１種の冷水膨潤性性可食粉末が、少なくとも１種の変性された冷水膨潤性デンプンである請求項５記載のバリア。
9. フィルム、接着剤、流動性補助剤、脂質、ワックス、タンパク質およびコーティングからなる群より選択される１種以上の成分をさらに含む請求項１記載のバリア。
10. 高水活性の領域と低水活性の領域との間の水分移動が減少された食物系であって、水膨潤性物質を有する水分バリアを含む食物系。
11. 水膨潤性物質が少なくとも１種の親水コロイドである請求項１１記載の食物系。
12. 少なくとも１種の親水コロイドが、少なくとも１種の変性された冷水膨潤性デンプンである請求項１２記載の食物系。
13. 水膨潤性物質が、少なくとも１種の冷水膨潤性デンプンである請求項１１記載の食物系。
14. 食物系における水分移動を抑制する方法であって、異なる水活性の領域間に親水コロイド含有バリアを施用する工程を含む方法。
15. 親水コロイド含有バリアが、少なくとも１種の冷水膨潤性粉末から成る請求項１７記載の方法。
16. 領域間にバリアを施用する前に溶液中に親水コロイド含有バリアを入れる工程をさらに含む請求項１７記載の方法。
17. 異なる水活性の領域間に粉末として親水コロイド含有バリアを施用する工程をさらに含む請求項１７記載の方法。

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