COMPOSICIÓN ESPESANTE CON PROPIEDADES DE PRODUCCIÓN DE VISCOSIDAD MEJORADAS
Campo Técnico La invención se refiere a una composición espesante que puede producir viscosidad con facilidad cuando se agrega a un material deseado que contiene agua y, particularmente, se refiere a una composición espesante con propiedades que producen viscosidad mejoradas que es adecuada para uso en productos alimenticios tales como bebidas de refresco, dips, salsas, aderezos, sopas, mousses y gelatinas o adecuadas para uso en la producción de viscosidad con una pequeña cantidad agregada a alimentos o los similares para pacientes que tienen dificultad para masticar o tragar debido a trastornos en la alimentación. Técnica Antecedente La goma de xantano es soluble en agua fría y la solución resultante exhibe una fuerte viscosidad pseudoplástica. La solución parece formar una red débil como un gel y por lo tanto tiene excelentes propiedades de dispersión y estabilización de emulsión para sólidos o grasas y aceites insolubles a una viscosidad relativamente baja. La goma de xantano tiene también buena resistencia al calor, los ácidos y el congelamiento. Para tipos diferentes de alta resistencia, la goma de xantano se usa en varios campos tales como alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos. Con el fin de usar efectivamente la goma de xantano, es
necesario primero hidratar completamente la goma de xantano. La viscosidad se puede producir solamente cuando está completamente hidratada. Cuando los usuarios en general o los similares usan goma de xantano para productos alimenticios y los similares, el polvo de goma de xantano puede formar fácilmente los llamados "agregados" (un estado en el cual solamente se disuelve la superficie del polvo de la goma de xantano y la parte interna del polvo permanece sin disolver). Los agregados de goma de xantano están hidratados insuficientemente y tienden a tener un estado en el cual no pueden realizar su función. Cuando se hidrata la goma de xantano, la velocidad de desarrollo de viscosidad tiende a aumentar cuando disminuye el tamaño de partícula de la goma de xantano y tiende a disminuir cuando aumenta el tamaño de partícula. Las partículas de tamaño más pequeño de la goma de xantano proporcionan un área superficial más grande y tienden a formar agregados significativamente cuando se dispersan en agua y así se requiere un dispositivo de dispersión o disolución o los similares para completar la hidratación. Por lo tanto, hay dificultades asociadas con el aseguramiento de la dispersión y disolución de la goma de xantano. Las técnicas convencionales conocidas para dispersar y disolver goma de xantano en agua incluyen una técnica en la cual la goma de xantano se dispersa en etanol y después se dispersa y disuelve en el material deseado tal como agua, y un método en el cual la goma de xantano se agita vigorosamente con un dispositivo de agitación o
disolución, tal como un dispersor de manera que puede disolverse sin formar agregados. Estos métodos, los cuales son para uso industrial, requieren un cierto nivel de pericia y son difíciles de realizar bajo circunstancias domésticas u otras sin tal equipo. Se describe también una técnica que incluye usar un polisacárido soluble en agua y un agente emulsificante para una solución aglutinante y usar la solución aglutinante para granulación de manera que se mejora la solubilidad (por ejemplo, ver Literatura de Patente 1 más adelante). En este método, sin embargo, se pueden formar agregados dependiendo del método de alimentación y el proceso de disolución no es siempre fácil. Ha habido una demanda de una composición que puede ser dispersada y disuelta más fácilmente y alcanzar rápidamente la viscosidad deseada. Literatura de Patente 1: Patente Japonesa No.3186737 Descripción de la Invención Objetivos a Lograrse Mediante la Invención Así, ha existido una demanda de una composición que esté exenta de formar agregados como el polvo convencional y pueda alcanzar rápidamente la viscosidad deseada. Tales propiedades son altamente demandadas particularmente cuando se usa goma de xantano para espesar alimentos para cuidado especial o alimentos de entrenamiento para personas con dificultad para mascar o tragar. Es un objetivo de la invención proporcionar una composición espesante que pueda desarrollar viscosidad rápidamente cuando se agrega en una pequeña cantidad a un material deseado que contiene agua y
pueda reducir significativamente el tiempo de trabajo del usuario. Medios para Resolver los Problemas A la luz de tales circunstancias, los inventores han hecho investigaciones activas para mejorar las propiedades productoras de viscosidad y solubilidad de la goma de xantano. Como resultado, los inventores se han enfocado en el hecho de que cuando la goma de xantano se disuelve, la solubilidad se reduce dependiendo de la concentración de las sales, y han encontrado que cuando una sal de potasio se deja aglutinarse a la superficie de la goma de xantano, por ejemplo, mediante rociado y secado de una solución de cloruro de potasio, solamente se modifica la superficie de la goma de xantano para tener una solubilidad reducida de manera que la dispersabilidad de la goma de xantano en agua puede ser incrementada significativamente y que la goma de xantano dispersa en agua puede desarrollar viscosidad rápidamente. Esto requiere necesariamente el aglutinamiento de una sal de potasio a la superficie de la goma de xantano. El proceso de mezclar simplemente goma de xantano y polvo de sal de potasio no es efectivo para mejorar las propiedades productoras de viscosidad. Efectos de la Invención Cuando se deja que una sal de potasio se aglutine a la superficie del polvo de goma de xantano, la humectabilidad del agua de la superficie de la goma de xantano es mejorada, de manera que la dispersabilidad en agua puede ser mejorada significativamente y que la velocidad a la cual se alcanza la viscosidad pico puede ser
incrementada significativamente. Mejor Modo de Llevar a Cabo la Invención La goma de xantano y una sal de potasio, permitidas como aditivos alimenticios, se pueden usar en la invención. En la invención, goma de xantano se refiere a una sustancia de goma natural la cual se produce purificando polisacáridos producidos mediante la fermentación por el microbio Xanthomonas campestris de glucosa y los similares y se acumula extracelularmente y preparando un polvo de los polisacáridos. En la invención, la sal de potasio puede ser cualquier sal de potasio usada generalmente para productos alimenticios y puede ser por lo menos una seleccionada del grupo que consiste de cloruro de potasio, citrato monopotásico, citrato tripotásico, DL-tartrato ácido de potasio, L-tartrato ácido de potasio, carbonato de potasio, pirofosfato de tetrapotasio, polifosfato de potasio, metafosfato de potasio, fosfato tripotásico, fosfato ácido de dipotasio y fosfato diácido de potasio. En términos de incrementar adicionalmente la solubilidad, se prefiere el cloruro de potasio. En la invención, el aglutinamiento se refiere al estado de aglutinación de partículas de sal de potasio en la superficie de las partículas de la goma de xantano e incluye un estado en el cual se aglutinan las partículas de la sal de potasio, en la forma de un cristal, a la superficie de las partículas de la goma de xantano, específicamente, un estado en el cual la sal de potasio sirve como un aglutinante o un agente de recubrimiento y se aglutina en la superficie
de la goma de xantano. Más específicamente, el aglutinamiento se refiere a un estado en el cual el aglutinamiento con las partículas permanece aún cuando las partículas se hacen vibrar en una criba malla 60 durante 30 segundos. El polvo fino que se forma mediante desintegración inducida por vibración y pasa a través de la criba malla 60 es de preferencia cuando mucho de 20% en peso, más preferiblemente cuando mucho 15% en peso, aún más preferible cuando mucho 10% en peso. En general, el polvo de goma de xantano y polvo de cloruro de sodio tienen cada uno tamaño de partículas menores que malla 60. Así, si el polvo de goma de xantano y el polvo de cloruro de potasio se mezclan simplemente y después la mezcla de polvos resultante se tamiza a través de la criba malla 60, teóricamente 100% del polvo pasa a través de la criba. El aglutinamiento se puede lograr mediante cualquier método. Ejemplos del método para el aglutinamiento incluyen un método que incluye humedecer las partículas de goma de xantano y sal de potasio para dejar que se unan unas con otras y secarlas, y un método que incluye rociar uniformemente una solución de sal de potasio sobre polvo de goma de xantano y secarlos. De preferencia, una solución de sal de potasio se rocía sobre goma de xantano y después se sujeta a secado fluidizado, de manera que se puede dejar que la sal de potasio se aglutine en la superficie de las partículas de goma de xantano y que el aglutinamiento de la sal de potasio con la goma de xantano sea uniforme. Aunque el secado fluidizado se puede realizar mediante cualquier método, se prefiere que una solución acuosa de 1
a 10% en peso de cloruro de potasio se rocíe como un aglutinante y se sujete después a secado fluidizado. Con respecto a la cantidad de la sal de potasio de aglutinamiento, de preferencia de 0.5 a 7 partes en peso de la sal de potasio, más preferiblemente de 1 a 7 partes en peso de la sal de potasio se aglutine con 100 partes en peso de goma de xantano. No es preferible una cantidad de más de 7 partes en peso, porque tal cantidad puede conducir a un incremento en la higroscopicidad de las partículas de manera que el desarrollo de viscosidad puede ser lento. No se prefiere una cantidad menor que 0.5 partes en peso, porque tal cantidad de sal de potasio puede proporcionar una pequeña cantidad de aglutinamiento de manera que no puede acelerarse el desarrollo de viscosidad. En la invención, la viscosidad pico se refiere a un valor que se obtiene cuando se dispersa y disuelve goma de xantano en un estado ideal. Específicamente, cuando se dispersa y disuelve una cierta cantidad de goma de xantano en una cierta cantidad de agua, se observa que la viscosidad tiende a aumentar con el tiempo inmediatamente después de la adición de la goma de xantano al agua, pero el incremento se detiene después de un cierto periodo de tiempo, y la viscosidad en ese momento se define como la viscosidad pico. Por ejemplo, 1 g de goma de xantano se agrega a 99 g de agua a 20° C y se agita durante un cierto periodo de tiempo (durante 30 segundos, a 600 r/m), de manera que la viscosidad empieza a aumentar y se estabiliza en un cierto valor constante después de aproximadamente 30 minutos. La viscosidad es llamada la viscosidad
pico. Cuando se usa la sal de potasio que se aglutina a la goma de xantano de acuerdo con la invención, el periodo de tiempo requerido para alcanzar por lo menos 90% de la viscosidad pico puede ser a lo máximo de 2 minutos después de la adición, y así, el tiempo de trabajo realmente requerido para que el usuario prepare un espesante agitando a mano puede reducirse significativamente, en comparación con un caso donde se usan los granulos de goma de xantano sin tratamiento superficial, con los cuales el periodo de tiempo requerido para alcanzar por lo menos 90% de la viscosidad pico es de por lo menos 10 minutos. Si se compara la goma de xantano aglutinada con sal de potasio con los granulos de goma de xantano sin tratamiento superficial, se puede experimentar realmente un rápido desarrollo de viscosidad porque el primero se puede dispersar y disolver sin formar agregados. La composición espesante de la invención puede tener cualquier composición, siempre que contenga goma de xantano modificada con la sal de potasio de aglutinación. Por ejemplo, sin embargo, por lo menos se puede usar también uno seleccionado de goma guar, goma guar descompuesta enzimáticamente, carragenanos, goma de karaya, CMC de sodio, alginato de sodio, almidón modificado y dextrina. Aunque se puede usar cualquier tipo de dextrina, se prefiere DE (Dextrosa Equivalente) de 6 a 30, más preferiblemente de 6 a 25, en vista de la dispersabilidad. La invención se describe más específicamente mostrando el ejemplo a continuación, el cual no pretenden limitar el alcance de la
invención. Ejemplo 1 <Preparación de Solución Aglutinante> Cinco g de cloruro de potasio se agitaron y disolvieron en 95 g de agua de iones intercambiados a 50° C. <Proceso de Rociado> Un ciento de g de goma de xantano se mantuvo en un estado fluidizado, y 50 g de la solución de cloruro de potasio se rociaron sobre el mismo. Después de que se completó el rociado, los granulos resultantes se fluidizaron y se trataron para dar 94.3 g de una composición de goma de xantano. Un recipiente con un volumen de
100 ml se llenó con la composición hasta el nivel de lleno y se midió el peso de los granulos depositados. El peso de los granulos fue de 41 g y el peso específico de granel fue de 0.41 g/ml. En una criba JIS estándar malla 60 con un diámetro interno de 150 mm, se hicieron vibrar 20 g de los granulos resultantes durante 30 segundos
(OCTAGON Modelo 200, Kabushiki Kaisha lida-Seisakusho, un ancho de vibración de 2 a 3 mm, 3600 veces/minuto) de manera que se determinó el grado de la aglutinación de partículas. Como resultado, de 20 g pasaron 2.04 g de polvo a través de la criba malla 60 y así el contenido de goma de xantano y cloruro de potasio con un bajo grado de aglutinación fue de 10.2% en peso. Se demostró que el restante
89.8% estaba en un estado de intentona. Los granulos después de secado fluidizado, los granulos que permanecen en la criba de malla 60 y el polvo que pasa a través de la criba malla 60 se midieron para
el contenido de potasio por 100 g mediante espectrometría de absorción atómica. Como resultado, los granulos después de secado fluidizado, los granulos que permanecieron en la criba de malla 60 y el polvo que pasó a través de la criba malla 60 contuvieron 1600 mg, 1600 mg y 1600 mg de potasio, respectivamente, de manera que se demostró que el potasio se unió uniformemente en la composición de goma de xantano. Ejemplo 1 Comparativo Se preparó un producto comparativo de manera similar al Ejemplo 1, excepto que se usó agua de iones intercambiados en lugar de la solución de cloruro de potasio. <Proceso de Rociado> Un ciento de g de goma de xantano y 2.5 g de polvo de cloruro de potasio (la misma cantidad que en el Ejemplo 1) se mantuvieron en un estado fluidizado, y se rociaron sobre los mismos 50 g de agua de ion intercambiado. Después de que se completó el rociado, los granulos resultantes se fluidizaron y se secaron para dar 92 g de una composición de goma de xantano. Un recipiente con un volumen de 100 ml se llenó con la composición hasta el nivel de lleno, y se midió el peso de los granulos depositados El peso de los granulos fue de 45 g, y el peso específico a granel fue de 0.45 g/ml. Se determinó el grado de aglutinación de 20 g de los granulos resultantes en la misma manera que en el Ejemplo 1. Como resultado, de 20 g pasaron 4.18 g de polvo a través de la criba malla 60, y el contenido de goma de xantano y cloruro de potasio con un bajo grado de aglutinación fue de
.9% en peso. Los granulos después del secado fluidizado, los granulos que permanecieron en la criba malla 60 y el polvo que pasó a través de la criba malla 60 se midieron para el contenido de potasio por 100 g mediante espectrometría de absorción atómica, en la misma manera que en el Ejemplo 1. Como resultado, los granulos después del secado fluidizado, los granulos que permanecieron en la criba malla 60 y el polvo que pasó a través de la criba malla 60 contuvieron 1600 mg, 1400 mg y 2500 mg de potasio, respectivamente. El potasio no se unió uniformemente en la composición de goma de xantano, y se demostró que el cloruro de potasio débilmente aglutinante pasó excesivamente a través de la criba malla 60. Ejemplo 1 de Prueba usando un dispersor de bajos giros (fabricado por Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) 1 g de los granulos obtenidos en el Ejemplo 1 o el Ejemplo 1 Comparativo se agregó de una vez a 99 g de agua de ion intercambiado a 20° C con agitación a 600 r/minuto y se agitó durante 30 segundos. Después la mezcla se dejó reposar y se midió para viscosidad después de 2, 5, 10 y 30 minutos con un viscosímetro tipo B (fabricado por Tokyo Keiki, a una velocidad rotacional de 12 r/minuto, con un rotor No. 3 después de 30 segundos). La viscosidad medida después de 30 minutos se normalizó como 100%, y los resultados de la medición se expresaron como porcentajes de régimen de logro de viscosidad de acuerdo con la fórmula: (medición/viscosidad después de 30 minutos) x 100. Con respecto al Ejemplo 1 y el Ejemplo 1 Comparativo, los resultados de la medición
se muestran en la Tabla 1, y los regímenes de logro de viscosidad se muestran en la Figura 1. Tabla 1
En el Ejemplo 1, el grado de aglutinación entre la goma de xantano y el cloruro de potasio fue alto, y la superficie del polvo de goma de xantano se modificó en una proporción elevada, de manera que el producto tuvo buena dispersabilidad en agua y se dispersó y disolvió uniformemente en agua y desarrolló viscosidad rápidamente sin formación de agregados, aún bajo condiciones débiles de agitación. En el Ejemplo 1 Comparativo el grado de aglutinación del cloruro de potasio fue bajo, y la superficie del polvo de goma de xantano se modificó en una proporción baja, de manera que el producto tuvo una dispersabilidad pobre y se formaron agregados bajo agitación y alcanzó apenas la viscosidad pico después de 30 minutos. Ejemplo 2 de Prueba Ejemplo de Uso en Productos Alimenticios Los granulos de goma de xantano preparados en el Ejemplo 1 se usaron para formar un aderezo francés de acuerdo con la formulación mostrada en la Tabla 2. Se mezclaron simplemente diferentes
materiales de manera que la viscosidad se desarrolló y estabilizó rápidamente después del mezclado. Aún después de 30 minutos, no se observó cambio en la viscosidad. Tabla 2
Aplicabilidad Industrial La invención reduce significativamente el tiempo requerido para disolver goma de xantano y permite también el proceso de disolución, el cual requería de otro modo un perito en la técnica anterior, en el hogar o los similares, sin requerir ninguna técnica o equipo especial. Breve Descripción del Dibujo La Figura 1 es una gráfica que muestra los regímenes de logro de viscosidad.