JP6019075B2 - ガス放散組成物ならびにそれらを製造および使用する方法 - Google Patents
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Description
従来どおりに調製された食品アイテムの多くは、泡立ちや泡を包む。例えば、カプチーノ、ミルクセーキ、および一部のスープは、泡立ちや泡を有することがある。従来どおりに調製された食品アイテムは、一部の消費者によって好ましいと見なされることがあるとはいえ、他の消費者は、調製された即席食品代替物に消費者の利便性を益々求めている。消費者の好みに便宜を図るために、製造者は、従来どおりに調製された食品アイテムと同じかまたは類似した特徴を有する即席食品アイテムを開発することにより製造された即席食品製品に、消費者が求める食品製品を彼らに与える即席食品製品を開発してきた。製造者にとっての1つの挑戦は、即席食品アイテムから、泡立ちや泡を有する食品製品をいかに製造するかである。
ガス放散組成物を、非晶質構造、44℃のガラス転移温度(Tg)、および複数の内部空隙を有する市販の低密度ガス注入噴霧乾燥スキムミルク粉末(SMP)(ロット1)(Diehl Foods;Defiance、Ohio;Cocoa Riche LDブランドNFDM粉末)から調製した。SMPの試料6.0gを、75mLのステンレススチール圧力容器(Whiteyガスサンプリングシリンダー;1800psi(75.9kg/cm2)までの定格最大圧力)に入れ、次いで、25℃において窒素で1000psi(70.3kg/cm2)まで加圧した。容器を、窒素ガス源に容器を連結するバルブを閉じることにより密閉した。容器を、5分にわたって保持し、次いで、排気することにより減圧し、ガス放散SMP組成物を得た。
実施例1の市販SMPの追加ロット(ロット2および3)を、実施例1の方法を使用して加圧した。加圧する前に、ロット2のSMPは、0.23g/mLのかさ密度、0.32g/mLのタップ密度、1.44g/mLの材料密度、0.87g/mLの見掛け密度、2.82mL/gの内部空隙容量、および0.45mL/gのAIVV(40容量%)を有していた。したがって、加圧の前に測定された内部空隙容量は、AIVVよりも1.95mL/g大きかった(すなわち、3.2倍大きかった)。加圧の後に、ロット2のSMPは、1.06g/mLの見掛け密度および0.25mL/gのAIVV(26容量%)を有していた。加圧する前に、ロット3のSMPは、0.24g/mLのかさ密度、0.33g/mLのタップ密度、1.44g/mLの材料密度、0.72g/mLの見掛け密度、2.64mL/gの内部空隙容量、および0.69mL/gのAIVV(50容量%)を有していた。したがって、加圧の前に測定された内部空隙容量は、AIVVよりも2.57mL/g大きかった(すなわち、3.8倍大きかった)。加圧の後に、ロット3のSMPは、0.80g/mLの見掛け密度および0.56mL/gのAIVV(44容量%)を有していた。
以下の実施例は、上記に記載されているようなカプチーノミックスに組み入れられる場合の本発明のガス放散組成物の発泡能力に対するガス圧力および加圧時間の影響を示している。実施例2のロット3SMPの追加試料6.0gを、窒素ガスで実施例1の方法を使用して125psi(8.79kg/cm2)、250psi(17.58kg/cm2)、375psi(25.33kg/cm2)、500psi(35.15kg/cm2)、750psi(52.73kg/cm2)、1000psi(70.3kg/cm2)、および1250psi(87.9kg/cm2)において加圧し、一連のガス放散組成物を得た。異なる圧力において調製されたこれらのガス放散組成物の試料5.5gを別々に使用し、試料1aの方式に従ってカプチーノミックス(試料3a〜3g)を製剤化し、実施例1の方法に従ってSMP減圧から5分後に再構成した。
以下の実施例は、即席コールドデザートトッピングミックスから得られるオーバーラン容量を増加させるための本発明のガス放散組成物の有用性を示している。実施例2のロット3SMPの追加試料8.5gを75mLの容器に入れ、次いで、25℃において窒素ガスで1000psi(70.3kg/cm2)まで加圧し、5分にわたって保持し、排気することにより減圧してガス放散組成物を得た。
以下の実施例は、相対的に低い圧力において相対的に長い時間にわたって本発明のガス放散組成物に負荷する効果および無脂肪または脂肪含有即席カプチーノミックスから得られる泡立ち容量を増加させる能力を示している。実施例2のロット3SMPの追加試料6.0gを75mLの容器に入れ、次いで、25℃において窒素ガスで300psi(21.09kg/cm2)まで加圧し、直ちに150psi(10.55kg/cm2)まで排気し、密閉し、16日にわたって保持し、次いで、排気することにより減圧してガス放散組成物を得た。保持時間の間に、容器内の圧力は、150psi(10.55kg/cm2)から約90psi(63.27kg/cm2)まで降下した。理論により制約されることを望むわけではないが、このことは、主に、SMP材料中に存在する制限通路を通じて有意な部分のガスが内部粒子空隙へ相対的にゆっくりと移動したことに起因すると考えられた。このガス放散SMPの試料5.5gを、250mLのビーカー内で可溶性コーヒー粉末2.0gおよび砂糖4.0gと混ぜた(試料5a)。88℃の温度において水150mLで再構成すると、初期泡立ち高さが30mmの小さな気泡状泡立ちの即席無脂肪カプチーノ飲料が得られた。このことは、実施例2において得られた見掛け平衡データポイント(図3に示す)が、真の最終平衡を示すものではなかったこと、および長めの保持時間が、開放内部粒子空隙に移動する圧縮ガスの量をさらに増加させることができることを示している。ガス充填と損失は共に、対数速度の現象であるはずであり、見掛け平衡は、最終平衡の前に現れるであろう。
実施例2のロット3SMPの追加試料6.0gを75mLの容器に入れ、次いで、25℃において窒素ガスで150psi(10.55kg/cm2)まで加圧し、容器を窒素ガス源に開放しておくことにより7日にわたって150psi(10.55kg/cm2)の一定圧力下に保持し、排気することにより減圧してガス放散組成物を得た。このガス放散SMPの試料5.5gを、65mmの内径を有する250mLのビーカー内で可溶性コーヒー粉末2.0g、砂糖4.0g、および非発泡性高密度コーヒーホワイトナー粉末(50%脂肪)2.5gからなるカプチーノミックス(試料6a)に加えた。ガス放散SMPを同じ重量の未処理ロット3SMP出発材料で置き換えた比較カプチーノミックス(試料6b)を調製した。ミックスを、SMP減圧から3分後に250mLのビーカー内で88℃の水150mLで別々に再構成した。ガス放散組成物によるカプチーノミックス(約12mL/gのガス含有量を有する)は、28mmの初期泡立ち高さを生じた。これは、10mmにすぎない初期泡立ち高さを生じた未処理SMPによる比較カプチーノミックス(約4mL/gにすぎないガス含有量を有する)よりも大きく増加した。したがって、SMP出発材料をこれらの条件下で圧縮ガスと接触させることは、この応用例において約3倍のガス含有量および放出泡容量を提供するのに有効であった。
以下の実施例は、即席ホットココアミックスから得られる泡立ち容量を増加させる本発明のガス放散組成物の能力を示している。実施例2のロット3SMPの試料6.0gを75mLの容器に入れ、次いで、25℃において窒素ガスで1000psi(70.3kg/cm2)まで加圧し、20分にわたって保持し、排気することにより減圧してガス放散組成物を得た。このガス放散組成物のすべて6.0gを、250mLのビーカー内でBaker’s(商標)Hot Cocoaミックス29gと混ぜ合わせた(試料7a)。ミックスを、SMP減圧から4分後に、88℃の温度において水150mLで再構成すると、初期泡立ち高さが30mmのホットココア飲料が得られた。泡立ちは、クリーム状の硬さおよび主に微小な気泡サイズの外観を有していた。ガス放散SMPを同じ重量の未処理SMP出発材料で置き換えた比較ミックス(試料7b)を調製した。上記のように再構成すると、初期泡立ち高さが10mmにすぎずあまり望ましくない粗めの泡立ち外観の飲料となった。ガス放散SMPと未処理SMPのどちらも添加しない別の比較ミックス(試料7c)を調製した。このミックスを再構成すると、初期泡立ち高さが7mmにすぎずあまり望ましくない粗めの泡立ち外観の飲料が得られた。したがって、開示されている条件下でSMP出発材料を圧縮ガスと接触させることは、この応用例において約3倍のガス含有量および放出泡容量を提供するのに有効であった。さらに、ガス放散SMPおよび未処理SMPと共に製剤化された飲料は、これらの成分なしに製剤化された飲料に比較して改善された風味および口当たりを有していた。
以下の実施例は、淹れたコーヒー飲料上に泡立ち状トッピングを生じる本発明のガス放散組成物の能力を示している。実施例2のロット3SMPの試料9.0gを75mLの容器に入れ、次いで、25℃において窒素ガスで500psi(35.15kg/cm2)まで加圧し、容器を窒素ガス源に開放しておくことにより10分にわたって500psi(35.15kg/cm2)の一定圧力下に保持し、排気することにより減圧してガス放散組成物を得た。このガス放散組成物の試料8.0gを、内径が72mmの400mLのビーカー内で非発泡性高密度コーヒーホワイトナー粉末(50%脂肪)4.0gと混ぜた(試料8a)。SMP減圧から3分後に、65℃の温度において淹れたてのコロンビアコーヒー150mLで再構成すると、初期泡立ち高さが24mmの白くなったカプチーノ飲料が得られた。泡立ちは、クリーム状の硬さおよび主に明るい色の微気泡サイズの外観を有していた。ガス放散SMPを同じ重量の未処理SMP出発材料で置き換え、同じ重量のコーヒーホワイトナー粉末と混ぜ合わせ、同じ容量の淹れたコーヒーを使用して同様に再構成した比較試料(試料8b)は、類似の明るい色の微気泡サイズの泡立ち外観で8mmにすぎない初期泡立ち高さを有する飲料を生じた。ガス放散SMPか未処理SMP出発材料のどちらかと共に製剤化された飲料は、淹れたコーヒー単独と比較した場合に改善された風味および口当たりを示し、有利には、良好なタンパク質およびカルシウム源と一緒に3分の1回分のスキムミルクの等価物を提供した。
内部空隙を含有する粒子を含むいくつかの代替非晶質粉末を、粉末の試料6.0gを75mLの容器に別々に入れ、次いで、25℃において窒素ガスで1000psi(70.3kg/cm2)まで加圧し、密閉し、5分にわたって保持し、排気することにより減圧することにより、有効なガス放散組成物を提供するそれらの能力について同様に評価した。これらは、異なる供給業者から市販されている高密度(かさ密度0.40g/mL)、噴霧乾燥SMP(試料9a)、極めて高い表面積(108m2/g)およびミクロ多孔性構造を有する低密度(タップ密度0.24g/mL)凍結乾燥マルトデキストリン粉末(試料9b)、および低密度(0.09g/mL)噴霧乾燥即席茶粉末(試料9c)を包含した。同様に評価された内部空隙を含有する他の代替非晶質粉末は、特許文献5の実施例1、2、3、および11の低密度ガス注入噴霧乾燥非タンパク質粉末(試料9d)、特許文献4の実施例1および2の噴霧乾燥非炭水化物粉末(試料9e)、および特許文献7の実施例1、4、6、7、および8のコーヒー粉末(試料9f)を包含した。
以下の実施例は、トラップされた圧縮ガスを含有する非タンパク質発泡性組成物の使用に比べて、本発明のガス放散組成物と共に製剤化された即席カプチーノ飲料の認知されるミルク状態および泡立ち安定性を増強する能力を示している。実施例2のロット3SMPの試料6.0gを75mLの容器に入れ、次いで、25℃において窒素ガスで1000psi(70.3kg/cm2)まで加圧し、2.5分にわたって1000psi(70.3kg/cm2)の一定圧力下に保持し、排気することにより減圧してガス放散組成物を得た。カプチーノミックス(試料10a)を、このガス放散組成物5.0gを、可溶性コーヒー粉末2.0g、砂糖4.0g、および非発泡性高密度コーヒーホワイトナー粉末(50%脂肪)4.0gに加えることにより調製した。比較カプチーノミックス(試料10b)を、ガス放散組成物を等しい重量の、92%マルトデキストリンおよび8%ナトリウムオクテニルスクシネート置換修飾デンプン(乾燥ベース)を含有する窒素注入噴霧乾燥粉末を含む非タンパク質発泡組成物で置き換えることを除いて、同じ方式に従って調製し、続いて、特許文献5の実施例2に一般的に記載されている方法を使用してトラップされた圧縮ガスを負荷した(すなわち、粉末試料6.0gを圧力容器内で室温において窒素ガスで1000psi(70.3kg/cm2)まで加圧し、60分超にわたって120℃の温度において容器を加熱することによりそのガラス転移温度より高く粉末を加熱し、室温まで容器を冷却し、開けることにより容器を減圧して圧縮ガスを放出させる)。各ミックスを、65mmの内径を有する250mLのビーカーに入れ、減圧から5分後に、88℃の温度において水150mLで再構成した。ガス放散組成物を含有するカプチーノミックスである試料10aは、再構成された場合に、32mmの初期飲料泡立ち高さを生じた。比較ミックスである試料10bも、再構成された場合に、32mmの初期飲料泡立ち高さを生じた。比較飲料と本発明のガス放散組成物を含有する飲料の双方の初期泡立ち高さを二つ組で測定し、泡立ち高さも、再構成後に最長10分にわたって経時的に測定し、泡安定性を比較した。下記の表3に示す結果により例示されるように、本発明のガス放散組成物により生じた泡立ちは、比較非タンパク質発泡性組成物により生じた泡立ちよりも有益に安定であり、有意に長めの半減期(すなわち、泡立ちが、その初期高さの2分の1(この実施例では16mm)まで減衰する時点)を提供した。
以下の実施例は、本発明の粒子状成分およびガス放散組成物の物理的および構造的特性を特徴付けることができることを示している。実施例2のロット3SMPの別の試料を、圧縮ガスと接触させる前に走査電子顕微鏡(SEM)、水銀ポロシメトリー侵入、および窒素ガス吸着により分析し、粒子状成分の細孔構造に関連する情報を得た。
Claims (19)
- 低密度ガス注入噴霧乾燥粒子を含むガス放散粒状組成物であって、
前記低密度ガス注入噴霧乾燥粒子は、外部表面、前記粒子内の複数の開放内部空隙、および前記開放内部空隙内に大気圧以上の圧力で保持されたガスを有し、
前記開放内部空隙は、前記粒子の外部表面および周囲雰囲気との間で、前記粒子内の制限直径を有する複数の制限通路を介してガス伝達しており、前記制限通路は、1μm未満、かつガス分子の直径の2倍以上である制限直径を有し、
前記制限通路および前記制限直径は、前記開放内部空隙に保持されたガスが、分子放散により、指数関数的に減少する速度において前記周囲雰囲気へ脱出させるのに有効であり、
前記粒子は、少なくとも80重量%の無脂肪ミルク粉末を含み、
前記粒子は、0.25g/mL未満の嵩密度を有する
ことを特徴とするガス放散粒状組成物。 - 内部空隙内に保持されているガスの量が、組成物1グラム当たり少なくとも8mLであることを特徴とする請求項1に記載のガス放散粒状組成物。
- 前記粒子が、0.5から5000μmの範囲の粒子寸法を有することを特徴とする請求項1に記載のガス放散粒状組成物。
- 前記開放内部空隙は、0.01から2000μmの範囲の直径を有することを特徴とする請求項1に記載のガス放散粒状組成物。
- 前記粒子が、水性媒質中に可溶であることを特徴とする請求項1に記載のガス放散粒状組成物。
- 前記開放内部空隙中に収容される加圧ガスが食用であることを特徴とする請求項1に記載のガス放散粒状組成物。
- 前記粒子は、少なくとも90重量%の無脂肪ミルク粉末を含むことを特徴とする請求項1に記載のガス放散粒状組成物。
- 前記粒子は、0.20g/mL未満のかさ密度を有することを特徴とする請求項1に記載のガス放散粒状組成物。
- 前記粒子は、少なくとも0.5mL/gの内部空隙容量を有することを特徴とする請求項1に記載のガス放散粒状組成物。
- 前記粒子は、少なくとも1.0mL/gの内部空隙容量を有することを特徴とする請求項1に記載のガス放散粒状組成物。
- 低密度ガス注入噴霧乾燥粒子を含むガス放散粒状発泡組成物であって、
前記低密度ガス注入噴霧乾燥粒子は、外部表面、前記粒子内の複数の開放内部空隙、および前記開放内部空隙内に大気圧以上の圧力で保持されたガスを有し、
前記開放内部空隙は、前記粒子の外部表面および周囲雰囲気との間で、前記粒子内の制限直径を有する複数の制限通路を介してガス伝達しており、前記制限通路は、1μm未満、かつガス分子の直径の2倍以上である制限直径を有し、
前記制限通路および前記制限直径は、前記開放内部空隙に保持されたガスが、分子放散により、指数関数的に減少する速度において前記周囲雰囲気へ脱出させるのに有効であり、
前記粒子は、密閉内部空隙中に加圧されたガスを捕捉しておらず、
前記粒子は、少なくとも80重量%の無脂肪ミルク粉末を含み、
前記粒子は、0.25g/mL未満の嵩密度を有する
ことを特徴とするガス放散粒状発泡組成物。 - 低密度ガス注入噴霧乾燥粒子を含むガス放散粒状発泡組成物であって、
前記低密度ガス注入噴霧乾燥粒子は、外部表面、前記粒子内の複数の開放内部空隙、および前記開放内部空隙内に大気圧以上の圧力で保持されたガスを有し、
前記開放内部空隙は、前記粒子の外部表面および周囲雰囲気との間で、前記粒子内の制限直径を有する複数の制限通路を介してガス伝達しており、前記制限通路は、1μm未満、かつガス分子の直径の2倍以上である制限直径を有し、
前記制限通路および前記制限直径は、前記開放内部空隙に保持されたガスが、分子放散により、指数関数的に減少する速度において前記周囲雰囲気へ脱出させるのに有効であり、
前記粒子中に存在するガスの大部分は、前記開放内部空隙中に保持される大気圧以上の圧力に加圧されたガスであり、
前記粒子中に存在するその余のガスは、噴霧乾燥中に形成される閉鎖内部空隙中に捕捉された未加圧のガスであり、
前記粒子は、少なくとも80重量%の無脂肪ミルク粉末を含み、
前記粒子は、0.25g/mL未満の嵩密度を有する
ことを特徴とするガス放散粒状発泡組成物。 - ガス放散粒状組成物を製造する方法であって、
加圧容器内で、可溶性のガス注入噴霧乾燥粒子成分を、前記粒子成分のガラス転移温度未満の温度で、大気圧以上の圧力の食用ガスと接触させる工程であって、前記粒子成分は、外部表面、粒子内の複数の開放内部空隙、および粒子内の制限直径を有する複数の制限通路を有し、前記制限通路は、1μm未満、かつガス分子の直径の2倍以上である制限直径を有し、前記大気圧以上の圧力の食用ガスは、前記制限通路を通って、前記外部表面から、前記開放内部空隙へと通過する工程と、
前記加圧容器を減圧して、前記開放内部空隙に大気圧以上の圧力のガスが保持された粒子を有するガス放散粒状組成物を提供する工程であって、前記粒子内の開放内部空隙は、前記粒子内の制限通路を介して前記粒子の外部表面および周囲雰囲気とガス伝達しており、前記制限通路および前記制限直径は、前記開放内部空隙に保持されたガスが、分子放散により、指数関数的に減少する速度において前記周囲雰囲気へ脱出させるのに有効であり、
前記粒子は、少なくとも80重量%の無脂肪ミルク粉末を含み、前記粒子は、0.25g/mL未満のかさ密度を有する工程と
を含むことを特徴とする方法。 - 前記開放内部空隙内に保持されているガスの量が、組成物1グラム当たり少なくとも8mLであることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記粒子が、0.5から5000μmの範囲の粒子寸法を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記開放内部空隙は、0.5から5.0mL/gの範囲の容量を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記開放内部空隙は、0.01から2000μmの範囲の直径を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記粒子は、少なくとも90重量%の無脂肪ミルク粉末を含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記粒子は、0.20g/mL未満のかさ密度を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。
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