MX2012011403A - Compuesto de celulosa. - Google Patents
Compuesto de celulosa.Info
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Abstract
Se describe un compuesto de celulosa el cual comprende celulosa y una goma hidrofílica, el compuesto de celulosa tiene una dispersión acuosa 1-masa % de la misma la cual tiene un módulo de almacenamiento (G') de 0.06 Pa o mayor cuando el pH de la misma es 4.
Description
COMPUESTO DE CELULOSA
CAMPO TECNICO
La presente invención se relaciona con un compuesto de celulosa que muestra un estado de dispersión y estado de suspensión estables cuando se dispersa en ácido o agua con alta concentración de sal.
ANTECEDENTES DE LA TECNICA
Un compuesto de celulosa de celulosa y una goma hidrofilica convencionalmente se conocen para formar coloide de celulosa en un medio acuoso y muestran estabilidad de suspensión satisfactoria y se utiliza ampliamente en los campos, por ejemplo, de alimentos, productos médicos, cosméticos, ¦ pinturas, cerámicos, resinas, catalizadores y otros productos industriales. Particularmente, se utiliza un compuesto de celulosa, por ejemplo, como estabilizante tal como un estabilizante de suspensión, un estabilizante de emulsificación y un estabilizante de espesante, un agente que imparte textura, un agente que genera turbidez, un mejorador de blanqueado, un mejorador de fluidez, un pulidor, un material alternativo para una fibra en la dieta y una grasa y aceite. Por ejemplo, en una bebida, por ejemplo leche enriquecida con calcio, se agrega un compuesto de celulosa para estabilizar la suspensión de componentes insolubles en agua de alta gravedad como calcio y carbonato de calcio de la leche.
Para mejorar el efecto estabilizante de suspensión de un compuesto de celulosa se han realizado diversos estudios.
La literatura de patente 1 describe un compuesto dispersable en agua que contiene microcelulosa y carboximetilcelulosa de sodio.
La literatura de patente 2 describe una composición de alimento que contiene un compuesto dispersable en agua formado de microcelulosa y carboximetilcelulosa de sodio.
No obstante, los compuestos de celulosa descritos en las literaturas de patente 1 y 2 presentan un problema en que el desempeño estabilizante de dispersión en presencia de un ácido y/o una sal no es suficiente, lo que resulta en que se presenta separación y agregación cuando el compuesto de celulosa se utiliza en bebidas de jugos de fruta, bebidas con lactobacillus o aderezos líquidos.
La literatura de patente 3 describe una composición dispersable en agua que contiene microcelulosa y carboximetilcelulosa de sodio específica y una composición de alimento que contiene la composición dispersable en agua. Se describe que la composición dispersable en agua muestra excelente estabilidad de suspensión y estabilidad de emulsión bajo un ambiente ácido .
En la composición dispersable en agua descrita en la literatura de patente 3, la microcelulosa misma tiene excelente estabilidad de dispersión en bebidas de jugos de fruta, bebidas ácidas tales como bebidas con lactobacillus y composiciones acuosas que contienen sal tal como aderezos que incluyen salsa y salsa para recubrir. No obstante, la composición dispersable en agua tiene el problema de que la estabilidad de almacenamiento a largo plazo, además, la estabilidad de la suspensión cuando un componente insoluble en agua tal como un material de alimento funcional se agrega son insuficientes, lo que provoca sedimentación y agregación .
La literatura de patente 4 describe un estabilizador que contiene celulosa dispersable en agua y un polisacárido . Puesto que el estabilizador contiene celulosa microfibrosa suspendida de manera estable en agua, sirve para fijar partículas en un alimento y bebida ácida o con alta concentración de sal tal como yogurt, salsa de frutas y aderezo, lo que contribuye a generar productos comerciales que tienen buena apariencia. No obstante, la celulosa microfibrosa descrita en la literatura de patente 4 se conforma de celulosa y forma de semilla de Psyllium en combinación. Esto no es un compuesto y por lo tanto la estabilidad de la suspensión es insuficiente.
La literatura de patente 5 describe un compuesto de celulosa bacteriana. La literatura de patente describe que el compuesto de celulosa bacteriana se utiliza en diversos tipos de bebidas que contienen leche y bebidas de leche estables al ácido se pueden producir puesto que es excelente en estabilidad de dispersión y estabilidad de suspensión. La celulosa bacteriana descrita en la literatura de patente 5 tiene una forma extremadamente diluida y larga y por lo tanto el módulo elástico de almacenamiento (C) de una dispersión en agua se vuelve excesivamente alto. Como un resultado, genera el problema de que la textura (sensación en la garganta) de un alimento o bebida que contiene la celulosa bacteriana se vuelve pesada. Además, si la cantidad aditiva de la celulosa bacteriana se reduce para controlar la textura, se presenta el problema de agregación con un componente de un alimento y una bebida.
TECNICA ANTERIOR LITERATURA DE PATENTE
Literatura de patente 1: JP 7102113 A
Literatura de patente 2: JP 6335365 A
Literatura de patente 3: JP 9003243 A
Literatura de patente 4: JP 2008048604 A Literatura de patente 5: JP 2009291081 A
LA INVENCION
PROBLEMA TECNICO
El compuesto de celulosa convencional formado de celulosa y goma hidrofílica es probable que genere agregación y separación particularmente cuando se dispersa en un medio acuoso ácido o con alta concentración de sal y la función como un estabilizante no se ejerce lo suficiente. Por esta razón, es difícil utilizarla en bebidas de jugos de frutas y bebidas vegetales, bebidas ácidas tales como bebidas con lactobacillus y aderezos tales como aliños, salsa para recubrir y salsa.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un compuesto de celulosa que tenga baja viscosidad y excelente estabilidad de dispersión y excelente estabilidad de suspensión en una dispersión acuosa ácida o con alta concentración de sal. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un compuesto de celulosa que tenga excelente estabilidad de suspensión y que nunca haya sido obtenida en la técnica anterior en alimentos y bebidas ácidos o con alta concentración de sal que contenga un componente insoluble en agua tal como un material de alimento funcional.
Se definen en lo siguiente los términos "estabilidad de dispersión" y "estabilidad de suspensión" utilizados en la especificación de la presente solicitud.
El término "estabilidad de dispersión" se refiere a la estabilidad de dispersión de un compuesto de celulosa mismo cuando el compuesto de celulosa se dispersa en un medio acuoso. De manera más especifica, la estabilidad de dispersión" significa que la dispersión genera una apariencia homogénea sin provocar, por ejemplo, separación agregación o sedimentación de partículas de celulosa.
La "estabilidad de suspensión" significa que un medio acuoso que contiene los componentes además del compuesto de celulosa, tal como polvo de cacao, calcio y un material de alimento funcional, estos componentes están suspendidos y estabilizados efectivamente por la adición del compuesto de celulosa. De manera más específica, el término "estabilidad de suspensión" significa que la dispersión proporciona una apariencia homogénea sin provocar, por ejemplo, separación, agregación o sedimentación no solo de celulosa sino también de otras partículas de componente.
SOLUCION TECNICA
La presente invención ha encontrado que un compuesto de celulosa, el cual se puede obtener por combinación alta de celulosa y una goma hidrofílica y que se incrementa en un módulo elástico de almacenamiento (G' ) presenta baja viscosidad, excelente estabilidad de dispersión y excelente estabilidad de suspensión en una dispersión acuosa ácida o con alta concentración de sal. En base en estos hallazgos se ha obtenido la presente invención .
De manera más especifica, los presentes inventores, por primera vez, han encontrado que, cuando se amasa celulosa y una goma hidrofílica, si una mezcla de amasado en estado semisólido que contiene un contenido sólido en una concentración predeterminada o mayor y que tiene una viscosidad alta se amasa por aplicación de energía de amasado alta, la energía de amasado se transfiere fácilmente a la mezcla de amasado con el resultado de que la formación de un compuesto de la celulosa y la goma hidrofílica se lleva a cabo para incrementar el módulo elástico de almacenamiento (G' ) del compuesto de celulosa resultante y en incluso un ambiente ácido o de alta concentración de sal, el compuesto de celulosa proporciona un módulo elástico de almacenamiento alto (C ) .
Para describir de manera más específica, la presente invención es lo siguiente:
(1) Un compuesto de celulosa que comprende celulosa y una goma hidrofílica, en donde el compuesto de celulosa tiene un módulo elástico de almacenamiento (G' ) de 0.06 Pa o mayor en una dispersión acuosa de pH 4, la cual contiene el compuesto de celulosa en una cantidad de 1% en masa .
(2) El compuesto de celulosa de acuerdo con (1), en donde la goma hidrofílica es un polisacárido aniónico.
(3) El compuesto de celulosa de acuerdo con (1) o (2), en donde la goma hidrofílica es un polisacárido aniónico ramificado.
(4) El compuesto de celulosa de acuerdo con cualquiera de (1) a (3), en donde la goma hidrofílica es por lo menos una que se selecciona del grupo que consiste de goma de gelano, goma de xantano, goma de karaya o goma de semilla de Psyllium.
(5) El compuesto de celulosa de acuerdo con cualquiera de (1) a (4), en donde la goma hidrofílica es goma de semilla Psyllium.
(6) El compuesto de celulosa de acuerdo con cualquiera de (1) a (5), en donde el compuesto de celulosa comprende 50 a 99% en masa de celulosa y 1 a 50% en masa de la goma hidrofílica y tiene un módulo elástico de almacenamiento (G' ) de 0.15 Pa o mayor.
(7) El compuesto de celulosa de acuerdo con cualquiera de (1) a (6), que contiene además una goma hidrosoluble diferente de la goma hidrofílica mencionada en lo anterior.
(8) El compuesto de celulosa de acuerdo con cualquiera de (1) a (7), en donde la goma hidrosoluble es por lo menos una que se selecciona del grupo que consiste de carboximetilcelulosa de sodio, LM pectina, alginato de sodio y goma de gelano.
(9) El compuesto de celulosa de acuerdo con cualquiera de (1) a (8), en donde la relación en masa de la goma hidrofilica y la goma hidrosoluble es de 30/70 a 99/1.
(10) Un alimento y bebida que contiene el compuesto de celulosa de acuerdo con (1) a (9), en donde el alimento y la bebida tienen un pH de 5 o menor o concentración de sal de 0.01 mol/1 o mayor.
(11) El alimento y bebida de acuerdo con (10), que contiene 0.01% en masa o más de un componente insoluble en agua.
(12) Un procedimiento para elaborar un compuesto de celulosa que comprende celulosa y una goma hidrofilica, que comprende una etapa de amasar una mezcla de amasado de la celulosa que tiene una concentración de contenido de sólido de 20% en masa o mayor y la goma hidrofilica con una energía de amasado de 50 Wh/kg o mayor, en donde el compuesto de celulosa tiene un módulo elástico de almacenamiento (G' ) de 0.06 Pa o mayor en una dispersión acuosa de pH 4 la cual contiene el compuesto de celulosa en una cantidad de 1% en masa.
(13) Un compuesto de celulosa que se obtiene en el procedimiento de acuerdo con el inciso (12).
EFECTOS VENTAJOSOS DE LA INVENCION
La presente invención puede proporcionar un compuesto de celulosa que tiene baja viscosidad, excelente estabilidad a la dispersión y excelente estabilidad de suspensión en una dispersión acuosa ácida o con alta concentración de sal. Los alimentos y bebidas excelentes en estabilidad de dispersión se pueden proporcionar al agregar el compuesto de celulosa de la presente invención a alimentos y bebidas tales como bebidas de jugos de frutas, bebidas de leche ácida y aderezos líquidos. Además, el componente insoluble en agua tal como un material de alimento funcional se agrega a estos alimentos y bebidas, se pueden proporcionar alimentos y bebidas que tienen apariencia homogénea y estabilidad de suspensión excelente mientras se suprime, por ejemplo, la separación, agregación o sedimentación de los mismos.
DESCRIPCION BREVE DE LAS FIGURAS
La figura 1 es una curva de esfuerzos y deformaciones obtenida por medición de viscoelasticidad en una dispersión de agua que contiene 1% en masa del compuesto de celulosa A (véase ejemplo 1) .
La figura 2 es una curva de esfuerzos y deformaciones que se obtiene por medición de viscoelasticidad sobre una dispersión en agua que contiene 1% en masa de compuesto de celulosa K (véase el ejemplo comparativo 3) .
MEJOR MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCION
La presente invención se describirá de manera más especifica en lo siguiente.
El compuesto de celulosa de la presente es un compuesto de celulosa que comprende celulosa y una goma hidrofilica. La formación de un compuesto utilizado en la presente invención significa que la superficie de celulosa está recubierta con una goma hidrofilica con la ayuda de un enlace químico tal como un enlace de hidrógeno.
CELULOSA
En la presente invención, el término "celulosa" se refiere a una sustancia fibrosa insoluble en agua derivada de modo natural, que contiene celulosa. Los ejemplos de materias primas de las mismas incluyen madera, bambú, paja, paja de arroz, algodón, ramina, bagazo, kenaf, remolacha, ascidia y celulosa bacteriana. Estos materiales de celulosa como se encuentran de modo natural se pueden utilizar solos o como una mezcla de dos tipos o más, como materia prima.
Respecto a la celulosa que va a ser utilizada en la presente invención, es preferible celulosa cristalina que tenga un grado de polimerización promedio de 500 o menor. Se puede determinar el grado de polimerización promedio en base en el método de viscosidad específica reducida utilizando una solución de etilendiamina de cobre, la cual se define en la prueba de identificación de celulosa cristalina (3) de la ("the 14th edition of the Japanese Pharmacopeia" (publicada por Hirokawa Shoten K.K.). El grado de polimerización promedio preferiblemente es de 500 o menor debido a que, en la etapa de formación de un compuesto con una goma hidrofilica, una sustancia basada en celulosa se vuelve sujeto de tratamiento físico tal como agitación, pulverización y molido, y se acelera con facilidad la formación de un compuesto. El grado de polimerización promedio de modo más preferible es de 300 o menor y de manera preferible adicional de 250 o menor. Cuanto menor sea el grado de polimerización promedio más fácil será el control de la formación del compuesto. Por lo tanto, no se limita particularmente el límite inferior; no obstante, un intervalo preferible de 10 o mayor.
Como un método para controlar el grado de polimerización promedio, por ejemplo, se menciona un tratamiento de hidrólisis. Puesto que la despolimerización de celulosa amorfa dentro de una fibra de celulosa se acelera por el tratamiento de hidrólisis, el grado de polimerización promedio disminuye. Al mismo tiempo, puesto que no solo la celulosa amorfa mencionada en lo anterior sino también las impurezas tales como la hemicelulosa y lignina son eliminadas por el tratamiento de hidrólisis, el interior de la fibra se vuelve poroso. En virtud de esto, en una etapa de aplicación una fuerza de cizallamiento mecánica a la celulosa y una goma hidrofilica, es decir, en una etapa de amasado, la celulosa se vuelve sujeto de tratamiento mecánico y por lo tanto se vuelve sujeto de pulverización. Como un resultado, el área superficial de la celulosa aumenta lo que permite que se controle fácilmente la formación de un compuesto con una goma hidrofilica.
Los ejemplos del método de hidrólisis incluyen, pero no se limitan particularmente a hidrólisis ácida, degradación hidrotérmica, explosión de vapor y descomposición por microondas. Estos métodos se pueden utilizar solos o en combinación de dos tipos o más. En el método de hidrólisis ácida, el grado de polimerización promedio se puede controlar fácilmente al agregar, por ejemplo, ácidos protónicos, ácidos carboxilicos, ácido de Lewis o heteropoliácido a una sustancia de celulosa dispersada en un medio acuoso en una cantidad apropiada e incrementar la temperatura mientras se agita. En este momento, las condiciones de reacción tales como temperatura, presión y tiempo varían dependiendo del tipo de celulosa, concentración de celulosa, tipo de ácido y concentración de ácido, pero pueden ser controladas apropiadamente de manera que se obtenga un grado de polimerización promedio deseado. Por ejemplo, se mencionan condiciones para tratar celulosa mediante el uso de una solución acuosa de ácido mineral de 2% en masa o menos a 100°C o más bajo presión, durante 10 minutos. En las condiciones, un componente catalizador tal como un ácido permea al interior de una fibra de celulosa y acelera la hidrólisis con el resultado de que la cantidad de uso del componente catalizador disminuye y la purificación siguiente se lleva a cabo fácilmente.
La celulosa contenida en el compuesto de celulosa de la presente invención preferiblemente tiene una forma de microparticula . La forma de partícula de la celulosa está representada por una relación de L/D en donde el eje mayor (L) y el eje menor (D) de las imágenes de partícula se obtienen al preparar 1% en masa de suspensión en agua pura del compuesto de celulosa de la presente invención, dispersar la suspensión por un homogeneizador de alto cizallamiento (nombre comercial "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones, 15,000 rpm x 5 minutos), al diluir la dispersión acuosa resultante con agua pura a 0.1 a 0.5% en masa, vaciar la dispersión de agua diluida sobre mica, secar las partículas resultantes al aire y medir las partículas resultantes secadas de esta manera bajo un microscopio electrónico de exploración de alta resolución (SEM) o un microscopio de fuerza atómica (AFM) .
La forma de partícula de la celulosa se calcula como un valor promedio (relación) de L/D de 100 a 150 partículas.
El valor L/D preferiblemente es menor de 20, de manera más preferible 15 o menor, de modo preferible adicional 10 o menor, particularmente preferible 5 o menos y de modo especialmente preferible menos de 5 y de manera mucho más preferible 4 o menos.
GOMA. HIDROFILICA
La goma hidrofílica se refiere a una sustancia de peso molecular alto hidrofílica que contiene parcialmente un sacárido o un polisacárido en la estructura química. El término hidrofílico (como propiedad) se refiere a una propiedad de ser disuelto parcialmente en agua pura a temperatura normal. La propiedad hidrofílica se define cuantitativamente como, cuando se disuelven (0.05 g) de goma hidrofílica en 50 mi de agua pura mientras se agita (utilizando una barra de agitación) , hasta que la solución alcanza el equilibrio y se trata con un filtro de membrana que tiene una abertura de tamiz de 1 µp?, el componente que pasa a través del filtro de membrana está contenido en la goma hidrofílica en una cantidad de 1% en masa o mayor. Como ejemplos de la goma hidrofílica en el caso de utilizar un polisacárido son preferibles las siguientes:
Los ejemplos de las mismas incluyen goma de semilla de Psyllum (CSG) , goma de algarrobo, goma guar, goma de semilla de tamarindo, goma de karaya, quitosana, goma arábiga, goma ghatti, goma traganth, agar, carragenina, ácido alginico, alginato de sodio, alginato de calcio, pectina H , pectina LM, goma de Azotobacter vinelandii , goma de xantano, cudlano, pululano, dextrano, goma de gelano, gelatina y un derivado de celulosa tal como carboximetilcelulosa de sodio, carboximetilcelulosa de calcio, metilcelulosa, hidroxipropilcelulosa e hidroxietilcelulosa . Estas gomas hidrofilicas se pueden utilizar en combinación de dos o más tipos.
POLISACARIDO ANIONICO
Una de las gomas hidrofilicas mencionadas en lo anterior, las gomas hidrofilicas, las cuales liberan cationes en agua y sirven como aniones por si mismas se denominan polisacáridos aniónicos. Un polisacárido aniónico preferiblemente se utiliza como una goma hidrofílica. Esto es debido a que la formación de un compuesto con celulosa se facilita adicionalmente y se incrementa la resistencia a ácido y la resistencia a sal de un compuesto de celulosa.
Como el polisacárido aniónico, son preferibles los siguientes.
Los ejemplos de los mismos incluyen goma de semilla de Psyllium (CSG) , goma de karaya, carragenina, ácido alginico, alginato de sodio, alginato de calcio, pectina HM, pectina LM, goma de Azotobacter vinelandii, goma de xantano, goma de gelano y un derivado de celulosa tal como carboximetilcelulosa de sodio y carboximetilcelulosa de calcio. Estos polisacáridos aniónicos se pueden utilizar en combinación con dos o más tipos .
POLISACARIDO ANIONICO RAMIFICADO
De los polisacáridos aniónicos mencionados en lo anterior, los polisacáridos aniónicos que tienen una estructura química ramificada se denominan polisacáridos aniónicos ramificados. Un polisacárido aniónico ramificado preferiblemente se utiliza como una goma hidrofílica en el compuesto de celulosa de la presente invención debido a que se incrementa aún más la resistencia a ácido de un compuesto de celulosa. La estructura ramificada en la presente se refiere a una estructura la cual por lo menos uno de los tres grupos hidroxi (alcohol primario en la posición C6) dentro de una exosa incluida en un polisacárido está sustituida con un sustituyente que tiene un peso molecular mayor que el metilol vía un enlace químico. Preferiblemente, el sustituyente es un sacárido o una estructura polisacárida vía un enlace éter. Como el polisacárido aniónico ramificado son preferibles los siguientes .
Los ejemplos de los mismos incluyen goma de semilla de psyllium (CSG) , goma de karaya, goma de xantano y goma de gelano. Estos polisacáridos aniónicos se pueden utilizar en combinación con dos o más tipos.
De estos polisacáridos aniónicos ramificados, se prefiere particularmente la goma de semilla de psyllium (CSG) puesto que cuando CSG se forma con celulosa, mejora la estabilidad de dispersión y la estabilidad de suspensión de un compuesto de celulosa.
GOMA DE SEMILLA DE PSYLLIUM
La goma de semilla de psyllium se refiere a un polisacárido (goma) que se obtiene la cubierta exterior de la semilla de una planta (Plantago ovata Forskal) , y de manera más especifica, se menciona un polisacárido obtenido de la cubierta de la semilla de Isagol o Plantago ovate.
En la medida en que la goma de semilla de psyllium contiene un polisacárido (goma) obtenido de la cubierta exterior de semilla de una planta (CSG) mencionada antes, incluso si contiene impurezas, se encuentra dentro de la goma de semilla de psyllium en la presente invención. Por ejemplo, la goma obtenida al extraer el polisacárido con un solvente tal como agua, la cascarilla obtenida por triturado de la cubierta exterior y un material obtenido mediante la utilización de estos tratamientos en combinación, se incluyen todos. Además, pueden estar en un estado en polvo, en un estado en masa, en un estado de torta o en un estado liquido.
La CSG tiene una estructura química de un polisacárido que no es de celulosa que tiene una cadena principal formada de xilano altamente ramificado y una cadena lateral formada de arabinosa, xilosa, ácido galacturónico y rhamnosa. Las relaciones de los sacáridos que constituyen la cadena lateral son: D-xilosa (aproximadamente 60% en masa) ; L-arabinosa (aproximadamente 20% en masa) ; L-rhamnosa (aproximadamente 10% en masa) ; y ácido D-galacturónico (aproximadamente 10% en masa) . Estas relaciones en masa pueden cambiar hacia arriba o hacia abajo en 5% en masa, dependiendo de la materia prima de CSG y la etapa de producción para CSG.
Además, en la medida en que CSG tenga la estructura mencionada en lo anterior, se puede hidrolizar CSG con un ácido o una enzima similar a xilanasa, o similar para controlar la viscosidad.
Preferiblemente, la CSG tiene una viscosidad de 200 mPa · s o menos, medida al 1% de solución acuosa pura en masa. La viscosidad en la presente se refiere a un valor medido por un viscosímetro (viscosímetro TVB-10, fabricado por Toki Sangyo Co., Ltd.) inmediatamente después de que se llena un vaso de precipitado de 200 mi con una solución acuosa 1% en masa de CSG preparada en agua pura y controlado para encontrarse a una temperatura de 25°C y después se hace girar por un rotor a 60 rpm durante 30 segundos (el rotor se puede cambiar apropiadamente, dependiendo de la viscosidad. El rotor que se va a utilizar es el siguiente, 1 a 20 mPa-s, tipo BL, 21 a 100 mPa-s: No. 1, 101 a 300 mPa-s: No. 2 y 301 mPa · s : No. 3). La viscosidad preferiblemente es baja debido a la formación de un compuesto con celulosa se facilita y también debido a que la sensación refrescada en la garganta se proporciona fácilmente en la garganta cuando se utiliza CSG en una bebida. La viscosidad es de manera más preferible 100 mPa*s o menor y de manera preferible adicional 50 mPa · s o menor. El valor limite inferior es, aunque no se limita particularmente, preferiblemente de 5 mPa*s o mayor como el intervalo obtenido como material industrial.
MODULO ELASTICO DE ALMACENAMIENTO
A continuación se describe el módulo elástico de almacenamiento (G1) del compuesto de celulosa de la presente invención.
El compuesto de celulosa de la presente invención tiene un módulo elástico de almacenaimento (G') de 0.06 Pa o mayor, el cual se obtiene como el módulo elástico de almacenamiento de una dispersión acuosa de pH 4 que contiene 1% en masa de compuesto de celulosa. El módulo elástico de almacenamiento representa elasticidad rehológica de una dispersión acuosa y representa el grado de formación de compuesto entre celulosa y una goma hidrofílica o el grado de formación de compuesto entre celulosa y una goma hidrofílica y otra goma hidrosoluble . Un módulo elástico de almacenamiento mayor significa que la formación de compuesto entre celulosa y una goma hidrofílica o la formación de compuesto entre celulosa y una goma hidrofílica y otra goma hidrosoluble se acelera para formar una estructura de red rígida de un compuesto de celulosa en una dispersión acuosa. Cuanto más rígida se vuelva la estructura de red será más adecuada la estabilidad de dispersión y la estabilidad de suspensión de un compuesto de celulosa.
Una celulosa convencional tiene un módulo elástico de almacenamiento bajo en un estado ácido o de concentración alta de sal y la estabilidad de dispersión y la estabilidad de suspensión de la misma son extremadamente bajas. No obstante, el compuesto celulósico de la presente invención presenta un módulo elástico de almacenamiento mayor incluso en un estado ácido o de alta concentración de sal y tiene excelente estabilidad de dispersión y excelente estabilidad de suspensión.
En la presente invención, el módulo elástico de almacenamiento se define como un valor obtenido al medir la viscoelasticidad dinámica de una dispersión acuosa en la cual se dispersa un compuesto de celulosa en un medio acuoso de pH 4. Cuando se suministra tensión a la dispersión acuosa, el componente elástico el cual mantiene la tensión almacenada dentro de una estructura de red de compuesto de celulosa se expresa como un módulo elástico de almacenamiento .
Un método para medir el módulo elástico de almacenamiento es el siguiente: en primer lugar, se dispersa en agua pura compuesto de celulosa mediante el uso de un homogeneizador de alto cizallamiento (nombre comercial, "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones, 15,000 rpm x 5 minutos) para preparar una dispersión en agua pura 1.8% en masa. La dispersión en agua se mezcla con amortiguador Mcllvaine 0.2 M, pH 4 (solución acuosa de fosfato ácido disódico 0.2 M y ácido cítrico 0.1 M) . Después la concentración del compuesto de celulosa se ajusta a 1% en masa (cantidad total, 300 g, concentración de iones 0.06 moles/1 pH ) , se permite que la dispersión acuosa resultante repose a temperatura ambiente durante 3 días. La tensión dependiente por estrés de la dispersión de agua se mide por el aparato de medición de viscoelasticidad (tipo ARES100FRTN1 , fabricado por Rhemoetric Scientific, Inc., geometría: tipo Couette de pared doble, el barrido se realiza a una temperatura constante a 25.0°C y una velocidad angular de 20 rad/segundo dentro de un intervalo de tensión de 1 a 794%; una dispersión acuosa se suministra lentamente mediante el uso de un goteo de manera que no destruye una microestructura y permite que repose durante 5 minutos y después la medición se inicia en el modo de tensión dinámico) . El módulo elástico de almacenamiento en la presente invención se refiere a un valor que corresponde a una tensión de 20% en la curva de esfuerzos y deformaciones obtenida por la medición mencionada antes. Cuanto mayor es el valor de módulo elástico de almacenamiento, más elástica la estructura de la dispersión acuosa formada del compuesto de celulosa, lo que representa que la celulosa y una goma hidrofilica y otra goma hidrosoluble están altamente combinadas .
El módulo elástico de almacenamiento de un compuesto de celulosa preferiblemente es de 0.15 o mayor, de manera más preferible de 0.2 Pa o mayor y de manera preferible adicional 0.5 Pa o mayor.
El limite superior del módulo elástico de almacenamiento de un compuesto de celulosa no se determina particularmente; no obstante, en vista de la facilidad para ingerir como bebida, el limite superior es de 6.0 Pa o menor. El limite superior de 6.0 Pa o menor es preferible debido a que una bebida que contiene un compuesto de celulosa en una cantidad aditiva (la cual varia dependiendo de las clases de bebida, por ejemplo 0.1 a 1.0% en masa en una bebida de jugo de fruta) a la cual la estabilidad de suspensión se obtiene lo suficiente, proporciona una sensación ligera en la garganta. Además, incluso en el caso en donde la cantidad aditiva de compuesto de celulosa desciende para controlar la textura (por ejemplo, 0.5% en masa o menor) , rara vez se produce agregación o similar con un componente insoluble en agua diferente de celulosa.
ESTRUCTURA DEL COMPUESTO DE CELULOSA
El compuesto de celulosa de la presente invención se caracteriza porque la dispersión de una goma hidrofilica se extiende radíamente desde la superficie de celulosa es suficientemente grande incluso en condiciones ácidas. Cuanto más grande es la dispersión de una goma hidrofilica que se extiende desde la superficie de celulosa, más fácil se enreda con la goma hidrofilica adyacente del compuesto de celulosa. Como un resultado, los compuestos de celulosa se enredan densamente entre sí para obtener una estructura de red rígida. De esta manera, mejora el módulo elástico de almacenamiento (G1) y se incrementa la estabilidad de dispersión y la estabilidad de suspensión. La dispersión de una goma hidrofilica se puede medir por el siguiente método .
En primer lugar, se dispersa un compuesto de celulosa por un homogeneizador de alto cizallamiento (nombre comercial "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co. , Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones 15,000 rpm x 5 minutos, cantidad total 300 g) en agua pura para preparar una dispersión de agua pura 1.0% en masa. La dispersión acuosa se mezcla con un amortiguador Mcllvaine 0.2 M, pH 3.5 (una solución acuosa de fosfato diácido disódico 0.2 M y ácido cítrico 0.1 M) para controlar la concentración del compuesto de celulosa para que sea 0.5% en masa (concentración de ión, 0.06 moles/1, pH 4.0) y después se diluye con agua pura para controlar una concentración del compuesto de celulos para que sea 0.1% en masa. Se permite que la dispersión acuosa resultante reposa a temperatura ambiente durante 3 días o más. A partir de la dispersión acuosa se succiona lentamente una alícuota (5 µ?) mediante el uso de un goteo de manera que no se destruya la microestructura de la dispersión acuosa y se permite que descienda lentamente en gotas a mica separada (1 cm x 1 cm) . Después se elimina por soplado el contenido de humedad adicional por medio de un ventilador de aire, la muestra se deposita sobre la mica y se observa por AFM (microscopio de sonda de exploración SPM-9700 fabricado por Shimadzu Corporation, modo en fase, se utiliza OMCL-AC240TS fabricado por Olympus Corporation como una sonda) . En la imagen bajo observación, se observa una partícula de celulosa como partícula en forma de barra que tiene una altura de 2 nm o mayor y una goma hidrofílica que tiene una altura de menos de 2 nm extendida radialmente desde la partícula de celulosa alrededor de la partícula se puede observar.
Un polisacárido aniónico ramificado preferiblemente se utiliza como una goma hidrofílica, debido a que se obtiene una dispersión mayor alrededor de la partícula de celulosa. Adicionalmente, se utiliza preferiblemente goma de semilla de psyllium como una goma hidrofílica debido a que se obtiene una dispersión más grande adicional alrededor de la partícula de celulosa.
RELACION DE COMBINADO DE CELULOSA Y GOMA HIDROFILICA
El compuesto de celulosa de la presente invención preferiblemente contiene celulosa en una cantidad de 50 a 99% en masa y una goma hidrofílica en una cantidad de 1 a 50% en masa.
Al formar un compuesto, la superficie de una partícula de celulosa se recubre con una goma hidrofílica vía un enlace químico tal como un enlace de hidrógeno. En virtud de esto, cuando el compuesto de celulosa se dispersa en una solución acuosa ácida o con alta concentración de sal, mejoran la estabilidad de la dispersión y la estabilidad de suspensión de la misma.
Además, la formación de una composición se facilita mediante el uso de celulosa y una goma hidrofílica que satisfaga los contenidos mencionados antes y la estabilidad de suspensión y la estabilidad de dispersión en la dispersión acuosa ácida o con alta concentración de sal mejora para obtener un efecto de evitar sedimentación de un componente insoluble en agua tal como un material de alimento funcional.
GOMA HIDROSOLUBLE
Se prefiere que el compuesto de celulosa de la presente invención contiene además una goma hidrosoluble diferente de la goma hidrofilica. Como la goma hidrosoluble son preferibles una goma que sea altamente expandible y que forme fácilmente un compuesto con celulosa.
Los ejemplos de las mismas incluyen goma de algarrobo, goma guar, goma de semilla de tamarindo y goma de karaya, quitosana, goma arábiga, agar, carragenina, ácido alginico, alginato de sodio (denominado en la siguiente como "ARG-Na" ) , HM pectina, LM pectina (a continuación denominados como "LMP") , goma de Azotobacter vinelandii , goma de xantano, curdlano, pululano, dextrano, goma de gelano (a continuación denominada como "GLG"), gelatina, derivados de celulosa tales como carboximetilcelulosa de sodio (a continuación denominado como "CMC-Na"), carboximetilcelulosa de calcio, metilcelulosa, hidroxipropilcelulosa e hidroxietilcelulosa . Se pueden utilizar en combinación de dos tipos o más.
De las gomas hidrosolubles mencionadas antes, por lo menos una que se selecciona de CMC-Na, LMP, ARG-Na y GLG son preferibles. Estas gomas son preferibles debido a que se combinan fácilmente con celulosa y una goma hidrofilica.
La "CMC-Na" es un compuesto que se obtiene al sustituir un grupo hidroxi de celulosa con un ácido monocloroacético y que tiene una estructura química lineal de D-glucosa unida a ß-1,4, CMC-Na se obtiene por pulpa de fusión (celulosa) con una solución de hidróxido de sodio y eterificarla con ácido monocloroacético (o una sal de sodio del mismo) .
De manera particular, se prepara CMC-Na de manera que tenga un grado de sustitución y viscosidad dentro de un intervalo específico y se utiliza preferiblemente en vista de la formación de compuesto. El grado de sustitución, el cual se refiere al grado de enlace éter de un grupo carboximetilo o respecto a un grupo hidroxi en celulosa preferiblemente es de 0.6 a 2.0. El grado de sustitución preferiblemente se encuentra dentro del intervalo anterior debido a que CMC-Na se encuentra suficientemente dispersado y la producción es fácil en ese intervalo. El grado de sustitución de manera más preferible es de 0.6 a 1.3. La viscosidad de CMC-Na en una solución de agua pura 1% en masa preferiblemente es de 500 mPa · s o menor, de manera más preferible 200 mPa-s o menor, de manera aún más preferible 50 mPa-s o menor y de modo particularmente preferible 200 mPa-s o menor. Cuanto más baja se vuelva la viscosidad de CMC-Na, con mayor facilidad se forma un compuesto de celulosa y una goma hidrofilica. El limite inferior no se determina particularmente; no obstante, preferiblemente se encuentra dentro del intervalo de 1 mPa · s o mayor.
El término "L P" se refiere a un compuesto que tiene una estructura en la cual está presente un polisacárido (goma) ácido constituido principalmente de ácido galacturónico y varios tipos de sacáridos neutros. En la medida en que un compuesto tenga tal estructura química, se encuentra dentro de LMP en la presente invención, sin importar la materia prima y el método de producción. Puesto que la pectina se une a celulosa, etc., en una textura en planta y se presenta como un componente insoluble en agua, se obtiene al separar de la protopectina junto con otros componentes solubles bajo condiciones de alta temperatura/ácido. En LMP, el ácido galacturónico mencionado antes está presente en dos formas, es decir, forma de metiléster y forma ácida. No obstante, es preferible LMP que tenga un grado de esterificación (el porcentaje de ácido galacturónico preferible en forma de éster) de menos de 50%, en vista de su formación del compuesto de celulosa y una goma hidrofilica.
El término "ARG-Na" se refiere a un compuesto que tiene una estructura en la cual el ácido a-L-glucurónico y el ácido ß-D-manurónico tienen, cada uno, una forma piranosa y están unidos vía un enlace 1, 4-glucosidico . En la medida en que un compuesto tiene tal estructura química, se encuentra dentro de ARG-Na en la presente invención, sin importar la materia prima y el método de producción. ARG-Na es uno de los polisacáridos contenidos principalmente en algas cafés, representados por el alga wakame, el alga enredada (kombu) y hijiki.
Industrialmente, el ácido alginico se obtiene de algas de materia prima que pertenecen a los géneros Lessonia , Macrocystis , Ecklonia , Duvillaea y Ascophyllum, los cuales son ricos en ácido alginico. Las algas de materia prima se pulverizan y tratan con ácido para obtener un extracto. El extracto se filtra y el precipitado remanente se trata con ácido para obtener ácido alginico. El ácido alginico se trata con carbonato de sodio, etc. y se convierte en alginato de sodio, se seca y se pulveriza para obtener alginato de sodio pulverizado.
Una solución acuosa de ARG-Na es neutra y fluida en vista de la viscosidad. La viscosidad de ARG-Na, la cual se mide en una solución de agua pura 1% en masa, preferiblemente es de 300 mPa-s o menor, de manera más preferible 100 mPa-s o menor y de manera preferible adicional 30 mPa-s o menor. Cuanto menor sea la viscosidad más fácil se llevará a cabo la formación de un compuesto entre celulosa y una goma hidrofílica y por lo tanto será más preferible.
El término "GLG" se refiere a un polisacárido microbiano desacetilado obtenido por desacetilación de un polisacárido producido por un microbio, Sphingomon elodea y secretado fuera de las células microbianas. GLG es un heteropolisacárido lineal el cual se forma de unidades repetidas que consisten de cuatro sacáridos: glucosa, ácido glucurónico, glucosa y L-rhamnosa y que tiene un grupo carboxilo derivado de ácido glucurónico. GLG se divide en dos tipos, un tipo desacilo y un tipo nativo, los cuales difieren en la presencia o ausencia de un grupo acetilo y un grupo glicelilo en la glucosa unida 1-3. El tipo desacilo es GLG que tiene un grupo acetilo y un grupo glicerilo separado. El tipo nativo es GLG que tiene un residuo glucosa al cual se enlazan un residuo glicerilo único y un promedio de 1/2 residuos acetilo. En la presente invención, cualesquiera uno del tipo desacilo y del tipo nativo se pueden utilizar; no obstante, el tipo desacilo es preferible puesto que la formación de un compuesto entre celulosa y una goma hidrofílica se acelera fácilmente debido a la estructura mencionada antes.
De lo mencionado en lo anterior, se prefieren de manera más preferible C C-Na y LMP. En vista de la formación de compuesto el más preferible es CMC-Na.
RELACION EN MASA DE GOMA HIDROFILICA Y GOMA HIDROSOLUBLE
La relación en masa de una goma hidrofilica y una goma hidrosoluble, como se menciona en lo anterior, preferiblemente es de 30/70 a 99/1. En el compuesto de celulosa de la presente invención, si la relación de una goma hidrofilica y una goma hidrosoluble, como se menciona en lo anterior, se encuentra dentro del intervalo anterior, el compuesto de celulosa de la presente invención presenta estabilidad de dispersión y estabilidad de suspensión en una dispersión acuosa que contiene el compuesto de celulosa de la presente invención dentro de un intervalo de pH amplio desde débilmente alcalino (pH8) a ácido (pH3) . Además, al agregar una goma hidrosoluble al compuesto de celulosa de la presente invención, la estabilidad de suspensión del compuesto de celulosa de la presente invención en la dispersión acuosa, particularmente en la región ácida (pH5 o menor) mejora adicionalmente . La relación en contenido de una goma hidrofilica y una goma hidrosoluble de manera más preferible es de 40/60 a 90/10 y de manera mucho más preferible de 40/60 a 80/20.
DIAMETRO DE PARTICULA PROMEDIO EN VOLUMEN DE COMPUESTO DE
CELULOSA
El diámetro de partícula promedio en volumen de un compuesto de celulosa es de preferiblemente 20 µp\ o menor. El diámetro de partícula promedio en volumen en la presente se refiere a un tamaño de partícula 50% acumulativo en una distribución de tamaño de partícula volumen-frecuencia, el cual se obtiene al preparar una suspensión de agua pura de un compuesto de celulosa en una concentración de 1% en masa, dispersado por un homogeneizador de alto cizallamiento (nombre comercial "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones 15,000 rpm x 5 minutos) y someterlo a análisis de difracción láser (nombre comercial "LA-910" fabricado por HORIBA Ltd., tratamiento ultrasónico: 1 minuto, índice de refracción: 1.20) .
Además, un compuesto de celulosa se forma preferiblemente de partículas finas de compuesto de celulosa que tienen un diámetro de partícula promedio en volumen de 0.01 a 200 m. Un compuesto de celulosa producido como un polvo seco constituye agregados secundarios que tienen estas partículas finas agregadas en el mismo y que tienen un diámetro de partícula promedio en peso aparente de 10 a 250 \im. Los agregados secundarios, cuando se colocan en agua y se agitan, se desintegran y dispersan en las partículas finas compuestas de celulosa mencionadas antes. El diámetro de partícula promedio en peso aparente se refiere al peso acumulativo de tamaño de partícula 50% en una distribución de tamaño de partícula obtenido por tamizado de una muestra (10 g) durante 10 minutos mediante el uso de un agitador de tamiz del sistema de agua corriente en la parte inferior (tipo de agitador de tamiz A fabricado por Taira Kosakusho) y un tamiz estándar JIS ( Z8801-1987 ) . Nótese que, puesto que el diámetro de partícula promedio en peso de un agregado secundario de compuesto de celulosa seco y el diámetro partícula promedio en volumen de un compuesto de celulosa en una solución en dispersión medido por análisis de difracción láser difieren en el principio de medición, los valores que se obtengan no necesariamente se correlacionan entre sí.
Si el diámetro de partícula promedio en volumen de un compuesto de celulosa es 20 pm o menor, la estabilidad de dispersión y la estabilidad de suspensión de un compuesto de celulosa mejoran más fácilmente. Además, se puede proporcionar un alimento que contenga un compuesto de celulosa que presente una textura uniforme sin una sensación granosa en la lengua. El diámetro de partícula promedio en volumen de manera más preferible es de 15 pm o menor, de modo particularmente preferible de 10 pm o menor y de modo aún más preferible de 8 pm o menor. Conforme disminuye el diámetro de partícula promedio en volumen, mejora con mayor facilidad la estabilidad de dispersión y la estabilidad de suspensión de un compuesto de celulosa.
Por lo tanto, el limite inferior no se limita particularmente; no obstante, el intervalo preferible está dentro de 0.1 µp? o mayor.
CANTIDAD DE COMPONENTE COLOIDAL EN COMPUESTO DE CELULOSA
Adicionalmente, el compuesto de celulosa preferiblemente contiene un componente de celulosa coloidal en una cantidad de 30% en masa o mayor. El contenido del componente de celulosa coloidal se obtiene al preparar 1% en masa de suspensión de agua pura de un compuesto de celulosa, dispersar la solución en suspensión por un homogeneizador de alto cizallamiento (nombre comercial, "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones 15,000 rpm x 5 minutos) separación centrifuga (nombre comercial "6800 type centrifuge" rotor tipo RA-400 fabricado por KUBOTA Corporation, condiciones de tratamiento: fuerza centrifuga: 2,000 rpm (5600G*, *G representa la aceleración de la gravedad) x 15 minutos) y se determina el porcentaje en masa de un contenido de sólido (que incluye celulosa, goma hidrofilica y goma hidrosoluble) remanente en el sobrenadante después de la centrifugación. El tamaño del componente de celulosa coloidal es de 10 m o menor, de manera más preferible de 5.0 µp? o menor y de modo particularmente preferible de 1.0 um o menor. El tamaño en la presente se refiere al tamaño de partícula 50% acumulativo en la distribución de tamaño de partícula volumen-frecuencia, lo cual se obtiene al preparar una suspensión de agua pura de un compuesto de celulosa en una concentración de 1% en masa, dispersándola con un homogenei ador de alto cizallamiento nombre comercial "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones 15,000 rpm x 5 minutos) y al someterla a análisis de difracción láser (nombre comercial "LA-910" fabricado por HORIBA Ltd., tratamieinto ultrasónico: 1 minuto, índice de refracción: 1.20). Si el contenido del componente de celulosa coloidal es 30% en masa o mayor, la estabilidad de dispersión y la estabilidad de suspensión mejoran de manera más fácil. El contenido de modo más preferible es 40% en masa o más y, de manera preferible más particularmente 50% en masa o mayor. Cuanto mayor sea el contenido del componente de celulosa coloidal mayor será la estabilidad de dispersión. Por lo tanto, el límite superior no se limita particularmente; no obstante, el intervalo preferido 100% en masa o menor.
SUSTANCIA HIDROFILICA
Para mejorar la dispersibilidad en agua se puede agregar adicionalmente una sustancia hidrofílica adicional a una goma hidrofílica y una goma hidrosoluble, al compuesto de celulosa de la presente invención. La sustancia hidrofilica se refiere a una sustancia orgánica altamente soluble en agua fría y que rara vez imparte viscosidad. Los ejemplos de sustancias orgánicas adecuadas incluyen polisacáridos hidrofilicos tales como un hidrolizado de almidón, una dextrina, una dextrina indigerible y una polidextrosa; oligosacáridos tales como fructo-oligosacárido, galactooligosacárido, maltooligosacárido, isomaltooligosacárido, lactosa, maltosa, sacarosa, a, ß y ?-ciclodextrina, monosacáridos tales como glucosa, fructosa y sorbosa y alcoholes de azúcar tales como maltitol, sorbitol y eritritol. Estas sustancias hidrofilicas se pueden utilizar en combinación con dos tipos o más. De las sustancias orgánicas mencionadas antes son preferibles en vista de su capacidad de dispersión un polisacárido hidrofilico tal como un hidrolizado de almidón, una dextrina, una dextrina indigerible y una polidextrosa.
Se pueden agregar libremente otros componentes en la medida en que no deterioren la dispersibilidad y estabilidad de una composición en agua.
METODO PARA PRODUCIR COMPUESTO DE CELULOSA
A continuación se describe un método para producir un compuesto de celulosa de la presente invención.
El compuesto de celulosa de la presente invención que satisface un módulo elástico de almacenamiento específico se puede obtener al aplicar fuerza de cizallamiento mecánico a celulosa y una goma hidrofílica en una etapa de amasado, para pulverizar celulosa; al mismo tiempo, se combina la goma hidrofílica a la superficie de celulosa. Además se puede agregar una goma hidrosoluble diferente de una goma hidrofílica y otros aditivos. El compuesto tratado en el procedimiento mencionado antes, si es necesario, se seca. El compuesto de celulosa de la presente invención sometido al cizallamiento mecánico mencionado antes puede estar en cualquier estado tal como no secado y secado.
Para aplicar fuerzas de cizallamiento mecánico se puede utilizar un método de amasado utilizando una máquina de amasado, etc. Los ejemplos de la máquina de amasado incluyen una amasadora, un extrusor, un mezclador planetario y un molino. Se pueden utilizar en un sistema continuo tal como un sistema butch. Como la temperatura de amasado se puede utilizar una temperatura de procedimiento natural; no obstante, si se genera calor de una reacción para formar un compuesto y fricción, etc., durante un procedimiento de amasado, el amasado se puede realizar mientras se extrae el calor. Estos mecanismos se pueden utilizar solos o combinados en dos tipos o más. Estas máquinas apropiadamente se pueden seleccionar dependiendo del requerimiento de viscosidad, etc., en diversos usos.
Además, cuanto menor sea la temperatura de amasado más se suprime el deterioro de la goma hidrofilica con el resultado de que el módulo elástico de almacenamiento del compuesto de celulosa obtenido (G1) aumente y por lo tanto es preferible. La temperatura de amasado preferiblemente es de 0 a 100 °C, de manera más preferible de 10 a 90°C, de modo particularmente preferible de 20 a 70°C, de manera preferible adicionalmente de 20 a 60°C y de manera mucho más preferible de 20 a 50°C. Para mantener la temperatura de amasado mencionada antes bajo alta energía, es libre de utilizar un medio de enfriamiento tal como una chaqueta de enfriamiento y radiación de calor.
El contenido sólido durante un procedimiento de amasado preferiblemente es 20% en masa o mayor. Si la mezcla en un estado semisólido con alta viscosidad se amasa, la mezcla amasada no se vuelve acuosa y por lo tanto la energía de amasado, como se describe más adelante, se puede transferir fácilmente a la mezcla amasada para facilitar la formación de un compuesto y por lo tanto es preferible. El contenido sólido durante un procedimiento de amasado de manera más preferible es 30% en masa o mayor y de modo mucho más preferible 40% en masa o mayor. El límite superior no está limitado particularmente; no obstante, en consideración al caso de evitar un estado seco (contenido de baja humedad) de una mezcla de amasado y para obtener un efecto de amasado suficiente y un estado de amasado homogéneo, un intervalo práctico del contenido sólido durante un procedimiento de amasado preferiblemente es 90% en masa o menos, de manera más preferible 70% en masa o menos y de manera preferible adicional 60% en masa o menos. Además, para ajusfar el contenido de sólido de manera que se encuentre dentro del intervalo anterior, se puede agregar una cantidad necesaria de agua antes de una etapa de amasado o durante la etapa de amasado o en estas dos etapas .
En lo siguiente se describirá la energía de amasado. La energía de amasado se define por la energía eléctrica por unidad de masa (Wh/kg) de una mezcla amasada. La energía de amasado preferiblemente es de 50 Wh/kg o mayor. Si la energía de amasado es de 50 Wh/kg o mayor, la propiedad de molido proporcionada a la mezcla amasada es alta y se acelera la formación de un compuesto entre celulosa y una goma hidrofílica y otra goma hidrosoluble, con el resultado de que mejoran la estabilidad de dispersión y estabilidad de suspensión de un compuesto de celulosa en ácido o en concentración alta de sal. La energía de amasado es de manera más preferible 80 Wh/kg o mayor y de manera preferible adicional de 100 Wh/kg o mayor.
Se considera que cuanto mayor se vuelve la energía de amasado, se facilita más la formación de un compuesto. No obstante, si la energía de amasado es excesivamente alta, se requiere un equipo industrial excesivamente grande. Dado que la carga excesivamente grande se aplica al equipo, el límite superior de energía de amasado preferiblemente se establece que es de 1000 Wh/kg.
El grado de formación de un compuesto se concibe por la relación de enlaces hidrógeno entre la celulosa y el otro componente. Conforme avanza la formación del compuesto, se incrementa la relación de enlaces hidrógeno y mejora el efecto de la presente invención. Además, si se lleva a cabo la formación de un compuesto, el módulo elástico de almacenamiento (G1) de un compuesto de celulosa aumenta .
Al obtener el compuesto de celulosa de la presente invención, cuando una mezcla amasada obtenida en la etapa de amasado mencionada antes se seca, se puede utilizar un método de secado conocido tal como secado de etapa de anaquel, secado con neblina, secado en banda, secado en lecho fluido, liofilización y secado por microondas. Cuando una mezcla amasada se somete a una etapa de secado, es preferible que una mezcla amasada se someta a una etapa de secado sin agregar agua mientras se mantiene la concentración de contenido de sólidos en la etapa de amasado. Después de secar, el contenido de humedad de un compuesto de celulosa preferiblemente es 1 a 20% en masa. Si el contenido de humedad es 20% o menos, pueden raramente presentarse problemas, por ejemplo, el espesor y la extinción, y un problema en el costo de transporte. El contenido de humedad de manera más preferible es 15% o menor y de modo particularmente preferible 10% o menor. Además, si el contenido de humedad 1% o mayor, la dispersibilidad no se deteriora debido al sobresecado. El contenido de humedad de modo más preferible es de 1.5% o mayor .
Para comercializar un compuesto de celulosa, la forma en polvo se maneja fácilmente. Por lo tanto, el compuesto de celulosa seco preferiblemente se pulveriza a un polvo. No obstante, cuando se utiliza cegado por aspersión como un método de secado, se lleva a cabo el secado y pulverización simultáneamente. En este caso, la pulverización no es necesaria. Para pulverizar el compuesto de celulosa seca, se puede utilizar un medio conocido tal como un molino cortador, un molino de martillo, un molino de perno y un molino de chorro. La pulverización se realiza en la medida en que el compuesto de celulosa pulverizado puede pasar completamente a través de un tamiz que tiene una abertura de 1 mm, de manera más preferible, un tamiz que tiene una abertura de 425 µp? y se realiza preferiblemente de manera que se obtiene un diámetro de partícula promedio (diámetro de partícula promedio en peso) de 50 a 250 µp?.
Cuando el compuesto de celulosa se seca en agua, el compuesto se dispersa fácilmente para formar una dispersión coloidal estable que contiene celulosa dispersada homogéneamente y que tiene una textura uniforme sin sensación granulosa. Particularmente, las formas de compuesto de celulosa en un estado ácido o con alta concentración de sal, una dispersión coloidal estable sin provocar agregación y separación de la celulosa y por lo tanto ejerce una excelente función como un estabilizante, etc .
USO
El compuesto de celulosa de la presente invención se utiliza adecuadamente en concentración ácida o alta en sal para alimentos y bebidas, es decir, el pH 5 o menor de una concentración de sal de 0.01 mol/1 o mayor.
CANTIDAD ADITIVA A ALIMENTOS Y BEBIDAS ACIDAS
La cantidad aditiva de un compuesto de celulosa a un alimento y bebida ácidos no se limita particularmente; no obstante, por ejemplo, 0.01% en masa o de manera más preferible en el caso de bebidas de jugos de vegetal. Si la cantidad aditiva de celulosa compuesta es 0.01% en masa o mayor, la estabilidad de dispersión y de suspensión aumenta y se obtiene una excelente estabilidad de emulsión y prevención de sinéresis. La cantidad aditiva de manera más preferible es 0.05% en masa o mayor, y de modo preferible adicional, 0.1% en masa o mayor. Si la cantidad aditiva de compuesto de celulosa es 5% en masa o menor, no se produce la agregación y separación. Además, la cantidad de aditivo de 5% en masa es menos preferible desde el punto de vista de facilidad de tomar como una bebida (sensación en la garganta, sensación granulosa en la lengua) .
CANTIDAD ADITIVA A UN ALIMENTO Y BEBIDA CON ALTA CONCENTRACION DE SAL
La cantidad aditiva de un compuesto de celulosa respecto a alimentos con alta concentración de sales y bebidas no se limita particularmente; no obstante, por ejemplo, la cantidad aditiva del mismo a aderezos tal como la salsa para recubrir preferiblemente 0.01% en masa o mayor. Si la cantidad aditiva de compuesto de celulosa es 0.01% en masa o mayor, se incrementa la estabilidad de dispersión y de suspensión y se obtiene excelente estabilidad y efecto de prevención de sinéresis. La cantidad aditiva de manera más preferible es 0.03% en masa o mayor. Si la cantidad aditiva de compuesto de celulosa es 5% en masa o menos, no se produce agregación y separación. Además, la cantidad aditiva de 5% en masa o menos preferiblemente es vista de la facilidad para ingerir, como una bebida (la sensación en la garganta, la sensación granulosa o sobre la lengua) .
COMPONENTE INSOLUBLE
Particularmente, el compuesto de celulosa se utiliza adecuadamente en alimentos y bebidas con concentración ácida o alta en sales que contiene un componente insoluble en agua. El componente insoluble en agua es un componente el cual no se disuelve en agua, y, en la presente invención, hace referencia a un componente capaz de pasar a través de un tamiz que tiene una abertura de 10 mm, de manera más preferible un tamiz que tiene una abertura de 5 mm y de manera particularmente preferible un tamaño que tenga una abertura de 2 mm. El componente insoluble en agua se vuelve inestable en un estado de concentración de sal ácido o alto; no obstante, la excelente estabilidad de suspensión se obtiene si el compuesto de celulosa de la presente invención se agrega.
Los ejemplos del componente insoluble en agua incluyen proteínas contenidas en alimentos y bebidas, piezas de fruta, lactobacillus contenidos en bebidas con lactobacillus, etc., un contenido de pulpa en las bebidas de jugos de vegetal, etc., por ejemplo leche de calcio, carbonato de calcio, beta-glucano, proteína (proteína de frijol de soya, lactoproteína, colagenina) , un material alimenticio funcional que tenga una gravedad específica mayor que el agua, tal como el ácido turmérico y lichi, los compuestos ubidecarenona tales como coenzima Q10, los compuestos omega-3 tales como el ácido docosahexaenoico y el ácido eicosapentanoico y ásteres de los mismos, y un material de alimento funcional que tiene una gravedad especifica menor que la del agua tal como un compuesto ceramida .
La cantidad aditiva de materiales alimenticios funcionales como se menciona en lo anterior varia dependiendo de si la cantidad introducida de la bebida por día y la eficacia del material, no obstante, la cantidad aditiva preferiblemente es de 0.01% en masa o de manera más relativa a un promedio, de manera más preferible 0.05% en masa o más y de manera preferible adicionalmente 0.1% en masa o mayor.
ALIMENTO Y BEBIDA ACIDOS
Los ejemplos específicos de alimentos y bebidas ácidos y los alimentos y bebidas con una concentración alta de sal se describen a continuación.
Los ejemplos específicos de alimento y bebidas ácidos de pH 5 o menor incluyen bebidas de jugo de vegetales que contienen jugo de vegetal y/o jugo de frutas, etc., y bebidas de vegetal/fruta-jugo/leche que contienen vegetales por jugo y con el jugo de fruta y la leche tal como leche de vaca y/o leche de soya, las bebidas ácidas tales como una bebida de leche ácida, una bebida de lactobacillus que incluye un yogurt, una bebida deportiva, una bebida de vinagre para la salud que contiene vinagre de fruta diluido con agua y alimentos ácidos tales como hielos comestibles que incluyen helados, helados suaves y sorbetes que contienen jugo de frutas, los cuales se agregan como sabor de fruta y alimentos gelatinosos que incluyen jalea y mermelada. Además, en la medida en que los alimentos y bebidas sean suministradas en las formas mencionadas antes en el momento de comer y beber, el producto intermedio de las mismas, de manera más especifica en los alimentos y bebidas pulverizados por liofilización, secado por aspersión, etc., pueden encontrarse dentro de los alimentos y bebidas ácidas en la presente invención.
La acidez de pH 5 o menos se define como pH de alimentos y bebidas procesados en diversas formas como se menciona en lo anterior en el caso de ser almacenadas durante uno o más días en el nivel de distribución o en el caso de ser suministradas para comer o beber. Un método para medir el pH es el siguiente. Después de que el contenido sólido se retira del alimento y bebida, como se menciona en lo anterior, por centrifugación y/o filtración, el pH del alimento y bebida resultantes se puede medir por un medidor de pH (medidor de pH D-50 fabricado por HORIBA) .
BEBIDA DE JUGO DE VEGETAL
Las bebidas de jugo de vegetal contienen un componente diferente a un compuesto de celulosa, es decir, el jugo de vegetal y/o jugo de frutas en una cantidad de 10% en masa o más y 100% en masa o menos. En la presente invención, la frase "que contiene jugo de vegetal y/o jugo de frutas en una cantidad de 10% en masa o mayor" significa que la relación de jugo de vegetal y/o jugo de fruta respecto a la bebida completa es 10% en masa o más en conversión directa.
El jugo de vegetal se refiere a un extracto de vegetal, un puré de vegetal, polvo de triturado de vegetal seco o una mezcla de estos. Como vegetal utilizado como materia prima generalmente se utiliza un vegetal que tenga un olor similar a pasto, el cual se reconoce como difícil de ingerir. Por ejemplo, los vegetales de frutas que incluyen tomate, pimiento verde y calabaza; los vegetales en hoja que incluyen repollo, espinaca, lechuga, perejil, berro, kale y komatsuna; vegetales de raíz que incluyen zanahorias, rábano japonés y bardana; vegetales de tallos que incluyen espárragos y apio, y vegetales de flores que incluyen brócoli y coliflor. Los ejemplos de vegetales de color verde incluyen hojas jóvenes de cebada, kale, Angelical keiskei (asitaba) , alfalfa, molokheiya, hojas jóvenes de avena, hojas jóvenes de trigo, brócoli, brotes de brócoli, repollo, comatuna, hojas de rábano japonés, rábano japonés, mostaza de hierbas caseras para cocinar, mostaza, berro, brotes de berro, hojas de wasavi y espinaca. Los vegetales se pueden utilizar en combinación de dos tipos o más. No se limitan particularmente los métodos y condiciones para producir jugo de vegetales. Se puede utilizar un método conocido. Se puede producir un extracto por un método que incluye escaldado de vegetales, triturado y extracción o por un método de extracción realizado a baja temperatura. Además, se puede producir puré mediante escaldado de vegetal, macerado del mismo con un equipo para elaborar pulpa y un acabado o triturado por un molino de piedra o por picado de vegetales en piezas pequeñas por un mezclador.
El jugo de frutas es un liquido extraído de una fruta. Los ejemplos de la fruta incluyen frutas cítricas, manzana, uva, durazno, piña, guayaba, plátano, mango, cassis, mora azul, acerola, ciruela pasa, papaya, fruta de la pasión, ciruela, pera, albaricoque, lichi, melón, pera y ciruela japonesa. Las frutas se pueden utilizar solas o como una mezcla de dos tipos o más.
Las frutas cítricas se refieren a frutas de plantas que pertenecen a la subfamilia Rutaceae, Rutaceae. De manera más específica, las frutas cítricas incluyen naranjas mandarinas tales como naranja mandarina enzhou, naranja mandarina Kishu, naranja ponkan, Angkor, mandarina, danzerin, Kouji {Citrus leiocarpa) , Shiikuwasha, Tachibana y Shiranui; otras naranjas tales como naranja Natsudaidai, naranja hassaku, Hyuganatsu (Citrus aurantium) , Sanbokan (Citrus sulcata) , Kawachi bankan, Kinukawa y Naruto; naranjas tales como naranja valenciana, naranja con ombligo y naranja sanguínea; tangor/tanzero tales como Citrus tankan, Iyo, Mercot, Kiyomi, Orlando, Minneola y Seminóle; limas tales como lima mexicana y lima de Taití, sidras de limonada tales como limón de Lisboa, limón eureka, diamante y etrog; Shaddock tal como Banpeiyu y Tosa shaddock, toronjas tales como Duncan, Marsh, Thompson y ruby-red; grupo yuzu, tal como yuzu, kabosu, sudachi, hanayu, kizu; kumquat y naranja trifoliada.
De las frutas cítricas mencionadas en lo anterior, el jugo de naranja es uno de los cuales la presente invención es altamente eficaz incluso en una cantidad y se aplica de modo preferible. Esto es debido a que cuando se agrega jugo de naranja a una bebida vegetal, es importante mantener el equilibrio de sabor entre la acidez y lo agrio.
Un método y condiciones para producir jugo de fruta no se limita particularmente. Se puede utilizar un método conocido. El factor de enriquecimiento, el método de enriquecimiento para el jugo de fruta, etc., no se limitan particularmente .
Además, a una bebida de jugo de fruta que se le han agregado proteínas, la presente invención es aplicada adecuadamente. Los ejemplos de proteínas incluyen lactoproteína, proteínas vegetales (proteína de frijol de soya) y colágeno. Se pueden utilizar como una mezcla de dos tipos o más.
La cantidad de proteína agregada para enriquecimiento, en vista de la capacidad de captar una gran cantidad de proteína a la vez, preferiblemente es de 0.1% en masa o mayor, de manera más preferible de 0.5% en masa o mayor y de manera preferible adicional 1.0% en masa o mayor. El límite superior no se limita particularmente; no obstante, en vista de la viscosidad de una bebida y la facilidad para ingerir la bebida, el límite superior preferiblemente es 10% en masa o menor.
En un método para producir una bebida de jugo de vegetal que contiene una proteína y el compuesto de celulosa de la presente invención, por lo menos un agente protector de superficie para una proteína que se selecciona de HM pectina (a continuación denominado como "HMP"), caseína y polisacárido de frijol de soya se utiliza preferiblemente en combinación. De los agentes de recubrimiento de superficie mencionados antes, es preferible HMP puesto que es superior al efecto de suprimir interacción excesiva entre la celulosa y una proteína.
El término "HMP" se refiere a una pectina constituida de un polisacárido (goma) ácido que consiste principalmente de ácido galacturónico y varios tipos de sacáridos neutros y que tiene un grado de esterificación (la relación de ácido galacturónico presente en forma de éster) de 50% o mayor. En la medida en que la pectina tiene esta estructura química, se encuentra dentro de HMP en la presente invención sin importar la materia prima y el método de producción.
La "caseína" es una de las lactoproteínas contenidas en leche de vaca y generalmente se extrae como un sólido de leche. La caseína es una fosfoproteína (proteína fosforilada) en la cual el ácido fosfórico se ha unido principalmente a una porción derivada de serina (residuo serina) de los aminoácidos que constituyen la proteína. La caseína no está constituida de una proteína única y se clasifica en tres componentes: caseína (alfa caseína), caseína ß (beta caseína) y caseína ? (kappa caseína) . La caseína utilizada en la presente invención se refiere a una composición que consiste de por lo menos una de estas, sin importar la composición de estas caseínas.
El término "polisacárido de frijol de soya" se refiere a un polisacárido que se obtiene de una fibra de dieta insoluble (residuos de cuajada y frijol) generados en la producción de proteína de frijol de soya a través de extracción y purificación en presencia de un ácido débil. El polisacárido de frijol de soya químicamente está constituido de galactosa, arabinosa, ácido galacturónico, rhamnosa, xilosa, fucosa y glucosa y tiene una estructura en la cual el galactano y el arabinano se han unido a una cadena de ácido rhamnogalacturónico.
Se describe un método de utilización de HMP y polisacárido de frijol de soya. La cantidad aditiva de HMP y polisacárido de frijol de soya preferiblemente es 1/20 (relación en masa) o mayor, de manera más preferible 1/10 o mayor y de manera preferible adicional 1/5 o mayor, en relación a la cantidad de proteína total que se va a agregar a una bebida de jugo vegetal. Como un método de adición del mismo, un método para preparar una solución acuosa a una suspensión acuosa de una proteína y agregar HMP y/o un polisacárido de frijol de soya a la solución (o la suspensión) y agitación de la mezcla se menciona como un ejemplo. De esta manera, la superficie de la proteína está recubierta con HMP y/o el polisacárido del frijol de soya (en esta etapa, el jugo de vegetal y el jugo de frutas pueden estar presentes de modo concomitante) . Posteriormente, se agrega el compuesto de celulosa de la presente invención. El compuesto de celulosa preferiblemente se dispersa en agua por adelantado y se agrega debido a que se incrementan los efectos tales como estabilización de suspensión y prevención de sinéresis.
A continuación se describe un método de uso de caseína. La cantidad aditiva de caseína preferiblemente es 1/40 (relación en masa) o mayor, de manera más preferible 1/20 o mayor y de manera preferible adicional 1/10 o mayor en relación a la cantidad de proteína total que se va a agregar a una bebida de jugo de vegetal. Como un método de adición del mismo, se menciona como un ejemplo un método para preparar una dispersión en agua del compuesto de celulosa de la presente invención, adición de caseína (la caseína se puede agregar ya sea en un estado en solución acuosa o en un estado en polvo seco) y agitación de la mezcla. De esta manera, la superficie del compuesto de celulosa se recubre con caseína (en esta etapa, el jugo de vegetal y el jugo de fruta pueden estar presentes de manera concomitante). Posteriormente se agrega la proteína. La proteína preferiblemente se dispersa o se disuelve en agua por adelantado y se agrega debido a que se incrementan los efectos tales como estabilización de suspensión y prevención de sinéresis.
BEBIDA DE LECHE CON JUGO DE FRUTAS Y VEGETALES
La bebida de leche con jugo de frutas y vegetales se refiere a una bebida preparada al agregar leche de vaca y/o leche de soya a una bebida de jugo de vegetales para enriquecer las proteínas de la bebida. Se puede utilizar leche de vaca o leche de soya sola o en combinación y la relación de cantidad de los mismos no se limita.
La bebida de leche y jugo de frutas y vegetales a la cual se le agrega el compuesto de celulosa de la presente invención preferiblemente contiene, en vista de la ingestión de leche de vaca y/o la bebida de leche de soya, la leche de vaca y/o leche de soya en una cantidad de 5% en masa o más y 90% en masa o menos.
En la presente invención, el término "que contiene leche de vaca y/o leche de soya en una cantidad de 5% en masa o mayor" significa que la relación de leche en relación a la bebida total es 5% en masa o más en conversión directa incluso si la leche de vaca y/o la leche de soya se agrega en forma de leche procesada tal como leche sin grasa o leche baja en grasa.
BEBIDA DE LECHE ACIDA
Una bebida de leche ácida se define bajo las ordenanzas del ministerior para leche y productos lácteos relacionada a las normas de composición (ordenanza del ministerior respecto a leche y productos de leche) y hace referencia a una bebida que contiene leche o productos de leche, sin importar la cantidad de los mismos. La leche y los productos de leche incluyen leche liquida tal como leche y leche procesada, crema, leche desnatada pulverizada y todas las leches pulverizadas y leche fermentada. Además, la bebida de leche ácida en la presente invención incluye una bebida de leche fermentada y una bebida de leche no fermentada. La bebida de leche ácida en la presente invención preferiblemente tiene un pH de 3 a 5, de manera más preferible 3.3 a 4.5 y de modo particularmente preferible 3.6 a 4.4. El pH dentro del intervalo preferible es en vista de lo agradable al paladar de la bebida. Para ajustar el pH, se puede utilizar un ácido comestible orgánico e inorgánico. Cualquier ácido comestible orgánico e inorgénico se puede utilizar en la medida en que se utilizan generalmente en alimentos. Los ejemplos de los mismos que se pueden utilizar incluyen ácido láctico, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido málico, ácido ascórbico, ácido acético, ácido fumárico, ácido fosfórico, ácido adípico, ácido glucónico, ácido succínico, fosfato ácido de potasio o de sodio, fosfato diácido de potasio o de sodio y jugo de frutas. Particularmente, en vista de la calidad de acidez, el ácido láctico, el ácido cítrico, el ácido tartárico, el ácido málico, el ácido ascórbico y el ácido acético son preferibles.
BEBIDA CON LACTOBACILLUS
La bebida con lactobacillus se refiere a una bebida que contiene lactobacillus viables o no viables en una cantidad de 0.01% en masa o mayor. La base de la bebida puede ser cualquier bebida de leche, bebida de jugo de fruta, bebida carbonatada, etc. Los ejemplos de una bebida con lactobacillus que contiene bacterias viables incluye yogurt y un liquido fermentado de un lactobacillus vegetal diluido apropiadamente con la base de bebida mencionada antes o agua. Cuanto mayor sea el contenido de lactobacillus, mayor será el efecto de la presente invención. De esta manera, el contenido de lactobacillus de modo más preferible 0.05% en masa y de modo preferible adicional 0.1% en masa o mayor.
BEBIDA DEPORTIVA
La bebida deportiva se refiere a una bebida adecuada para beber durante o después de una actividad deportiva, de manera más especifica se refiere a una bebida carbonatada capaz de reabastecer eficientemente agua, electrolitos y minerales y energía, los cuales disminuyeron durante la actividad deportiva mediante transpiración, etc. A una bebida deportiva, por ejemplo, se le pueden agregar de acuerdo con el sabor diversos tipos de aderezos y componentes nutricionales . Los ejemplos de los mismos incluyen agentes colorantes, aminoácidos, vitaminas, sales minerales y especias. Se puede agregar cualquier sustancia en la medida en que se combina habitualmente en bebidas deportivas. La bebida deportiva se caracteriza porque contiene ácido cítrico o una sal del mismo en una relación predeterminada. No se limita particularmente un método para agregar ácido cítrico o una sal del mismo a una bebida deportiva. La preparación de ácido cítrico se puede combinar con una bebida.
El contenido de ácido cítrico preferiblemente de 0.15 a 0.5% en masa, de manera preferible adicional de 0.2 a 0.5% en masa y de manera mucho más preferible de 0.3 a 0.5% en masa .
BEBIDA DE VINAGRE
La bebida de vinagre se ingiere adecuadamente para promover la salud y para propósitos de mantenimiento de la salud. El vinagre se divide generalmente en "vinagre de fermento" y "vinagre sintético" de acuerdo con las normas agrícolas japonesas (Japan Agricultural Standars) . El "vinagre de fermento" se distingue en base en el tipo de materia prima y la cantidad utilizada de materia prima incluye vinagre de grano, el cual se obtiene al utilizar una materia prima que contiene granos en una cantidad predeterminada o mayor, vinagre de fruta obtenido mediante la utilización de una materia prima que contiene una fruta o jugo de fruta en una cantidad predeterminada o mayor y vinagre de fermento diferente al vinagre de grano y vinagre de fruta. Los ejemplos de vinagre de grano incluyen vinagre de cebada, vinagre de arroz, vinagre de malta, vinagre de trigo, vinagre sin sake, vinagre de sake no refinado, vinagre de mijo, vinagre de arroz puro, vinagre de arroz no pulido, vinagre negro de arroz no pulido y vinagre negro de cebada. Los ejemplos de vinagre de fruta incluyen vinagre de sidra, vinagre de uva, vinagre de vino blanco, vinagre de vino rojo y vinagre balsámico. El tipo de vinagre no se limita particularmente. La bebida de vinagre contiene ácido acético y el contenido del mismo preferiblemente es de 0.05 a 5% en masa, de manera más preferible 0.1 a 3% en masa y de modo preferible adicional 0.2 a 2% en masa. Si el contenido es 5% en masa o menos, la acidez y el olor irritante no son demasiado fuertes para su ingestión. Además, si el contenido es 0.05% en masa o mayor, la acidez no es demasiado débil para ser utilizado adecuadamente como una bebida de vinagre.
VISCOSIDAD DE LA BEBIDA ACIDA
La bebida ácida en la presente invención preferiblemente tiene una viscosidad, a 20°C, medida por un viscosimetro tipo B de 3 a 700 mPa-s. Si la viscosidad se encuentra dentro del intervalo, la agregación y precipitación de componentes se suprimen para preparar un alimento y bebida ácida fácilmente para ingerirse. En vista de esto, la viscosidad es de manera más preferible 10 a 400 mPa«s y de modo preferible adicional 20 a 200 mPa-s.
ALIMENTO ACIDO
Los ejemplos del alimento ácido de pH 5 o menos incluyen alimentos transparentes o en estado liquido opacos tales como una bebida, alimentos sólidos transparentes u opacos ( semisólidos ) tales como jaleas.
Los ejemplos específicos de los alimentos en estado líquido incluyen, además de las bebidas ácidas mencionadas antes, bebidas de suplemento nutricional casi medicamentos, bebidas con vitaminas que contienen el grupo de vitamina B y vitamina C y bebidas orientadas por el sabor tal como té de limón y té con sabores. Además de estos, los jarabes de frutas aderezados con frutas y jugo de frutas y los aderezos líquidos que tienen acidez (pH 5 o menos), las salsas para recubrir, los aliños y las salsas se mencionan.
Además, los ejemplos específicos de alimentos sólidos (semisólidos) incluyen alimentos similares a geles, tales como jalea, budín y mermelada; productos de leche ácidos tales como yogurt y crema agria; productos congelados comestibles que incluyen helado, helado suave y sorbete que contiene frutas, pulpa de frutas, jugo de frutas y saborizante de frutas.
PRODUCTOS CONGELADOS COMESTIBLES
Los productos congelados comestibles se refieren a un alimento y una bebida incluida en los alimentos ácidos mencionados antes y que contiene hielo, cuando se ingiere y se come. Los ejemplos de los mismos incluyen helado, helado suave y sorbete.
ALIMENTO SIMILAR A GEL
El alimento similar a gel se refiere a un alimento y bebida incluido en los alimentos ácidos mencionados antes y que contiene gel, cuando se ingiere y se come. Los ejemplos de los mismos incluyen jalea, budín y mermelada. El agente de gelatinización en la presente incluye un agente que contiene una proteína tal como una gelatina y clara de huevo y un agente solidificado con una goma hidrosoluble tal como carragenina, goma de xantano y goma de semilla de tamarindo.
ALIMENTOS Y BEBIDAS CON ALTA CONCENTRACION DE SALES
Los ejemplos específicos de alimentos y bebidas con concentración alta de sales (0.01 moles/1 o mayor) incluyen aderezos, dispersiones, salsas para recubrir y cremas que tienen alimentos tales como semillas de ajonjolí y una emulsión de aceite funcional dispersada en el mismo. Además, en la medida en que adquieren las formas mencionadas antes en el momento de su ingestión y su bebida, los alimentos y bebidas pulverizados (por ejemplo, aderezos pulverizados, sopa en polvo, arroz con té verde caliente o concentrado de sopa caliente, etc.), los cuales se preparan por liofilización, secado por aspersión, etc., como un producto intermediario, también se encuentran dentro de los alimentos y bebidas con alta concentración de La concentración alta en sales de 0.01 mol/1 se refiere a una concentración de sal del alimento y bebida procesado de manera diversa en las formas mencionadas antes en el caso de ser almacenadas durante uno o más días en el nivel de distribución o en el caso de ser suministradas para su ingestión o para su bebida. La concentración de sal se refiere a la concentración de un contenido de sal en una solución acuosa obtenida al eliminar un contenido sólido en un alimento y una bebida, como se menciona en lo anterior, por centrifugación y/o filtración y se refiere a la concentración molar (moles/1) en términos de NaCl, lo cual se convierte a partir del valor (% en masa) medido por un medidor de sal (medidor de sal digital ES-421, fabricado por ATAGO) .
METODO PARA AGREGAR COMPUESTO DE CELULOSA
Como un método para agregar el compuesto de celulosa de la presente invención a un alimento o bebida ácido o con alta concentración de sal, se menciona el siguiente método. El compuesto de celulosa de la presente invención se puede agregar al dispersarlo en agua simultáneamente con materia prima principal o componentes tales como un agente colorante, una especia, un acidulante y un espesante.
Además, cuando un polvo seco de compuesto de celulosa se dispersa en un medio acuoso ácido o con alta concentración de sales, es preferible que el compuesto de celulosa se disperse una vez en agua y después se agrega a una forma de alimento deseada. Esto es debido a que la estabilidad de la dispersión del compuesto de celulosa mejora. Cuando el compuesto de celulosa es polvo seco, el compuesto de celulosa se puede dispersar en agua por un método de uso de una máquina de amasado que incluye diversos tipos de máquinas de dispersión, emulsificantes y molidos habitualmente usados en la etapa de producción de alimentos. Los ejemplos específicos de la máquina de amasado que se pueden utilizar incluyen diversos tipos de mezcladoras tales como un agitador de propelentes, un mezclador de alta velocidad, un homomezclador y un cortador; molinos tal como molino de bolas, un molino coloidal o un molino de esferas en un equipo para triturar; los dispersadores/emulsificadores representados por un homogeneizador a alta presión, tal como homogeneizador a alta presión y nanomizer; máquinas de amasado representadas, por ejemplo, por un mezclador planetario, un amasador, un extrusor y un turbolizador . Las máquinas de amasado se pueden utilizar en combinación de dos tipos o más. Adicionalmente, la dispersión se puede elaborar fácilmente si el amasado se realiza mientras se incrementa la temperatura.
Por ejemplo, cuando se agrega un compuesto de celulosa a una bebida de jugo vegetal o una bebida de leche y jugo de fruta y vegales, un método de mezclado del compuesto de celulosa con una bebida de jugo y vegetales o una bebida de leche y jugo de frutas y vegetales y después se dispersa el compuesto de celulosa por un homomezclador o un método de dispersión del compuesto de celulosa por el homomezclador en agua y después mezclado de la dispersión resultante con una bebida de jugo de vegetales o una bebida de leche y jugo de fruta y vegetales se mencionan. Al agregar un compuesto de celulosa a una bebida de jugo de vegetales y una bebida de leche y jugo de frutas y vegetales, se puede suprimir la sedimentación de un componente insoluble del contenido de pulpa que se encuentra en una bebida.
Cuando se agrega un compuesto de celulosa a una bebida de lactobacillus, un método de adición de un compuesto de celulosa a una bebida de lactobacillus y después la dispersión del compuesto de celulosa por un homomezclador o un método de suministro de un compuesto de celulosa por un homomezclador en agua y después mezclado con una bebida de lactobacillus se mencionan. Al agregar un compuesto de celulosa a una bebida de lactobacillus, la celulosa se puede dispersar de manera estable sin agregar celulosa; y al mismo tiempo se pueden suprimir la sedimentación de lactobacillus y proteina en una bebida de lactobacillus .
Cuando un alimento y bebida ácidos o con una concentración alta de sal contienen partículas de 20 µta o mayor como un componente insoluble en agua en una cantidad de 0.01% en masa o mayor, es preferible que se aplique una presión de 10 MPa o mayor por un homogeneizador de alta presión (por ejemplo, un homogeneizador Manton-Gaulin fabricado por APV) en su etapa de producción para homogeneizar las partículas, en vista de la estabilidad al almacenamiento a largo plazo.
El compuesto de celulosa de la presente invención mejora significativamente en su dispersibilidad de coloide en un medio acuoso de un estado ácido o con alta concentración de sales y se puede aplicar a, además de los alimentos, suministros médicos, cosméticos, materias primas para limpiadores y agentes de tratamiento para uso alimenticio e industrial, materias primas para detergentes para uso casero (prendas de vestir, una cocina, una casa, artículos para la mesa, etc.), pinturas, pigmentos, materiales cerámicos, látex basado en agua, agentes para emulsificación (polimerización) , agentes para agricultura, agentes para procesamiento de fibras (agente de refinamiento, asistente de teñido, suavizante, repelente de agua), agente de acabado de liberación de manchas, mezclas para concreto, tintas de impresión, aceites de lubricación, agentes antiestáticos, aditivos contra la niebla, lubricantes, dispersantes, agentes para eliminar entintado, etc. De estos, en los alimentos particularmente los alimentos ácido y alimentos que contienen sales o combinación de los mismos, se puede mantener un estado estable de dispersión sin generar agregación, separación, sinéresis y sedimentación. Además, el compuesto de celulosa mejora de modo significativa en funcionamiento como un estabilizante y el problema de sensación granulosa se puede superar por la sensación uniforme en la lengua y el cuerpo. Por lo tanto, el compuesto de celulosa se puede utilizar en una amplia variedad de alimentos además de los descritos en lo anterior.
EJEMPLOS
La presente invención se describe por medio de los siguientes ejemplos. No obstante, estos no deben considerarse como limitantes del alcance de la presente invención .
METODOS PARA MEDIR EL MODULO ELASTICO DE ALMACENAMIENTO DE
COMPUESTO DE CELULOSA
(1) Se dispersa un compuesto de celulosa en agua pura mediante un homogeneizador de alto cizallamiento ( (nombre comercial "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones, 15,000 rpm x 5 minutos), para preparar una dispersión en agua pura de 1.8% en masa de concentración .
(2) La dispersión acuosa y el amortiguador Mcllvaine 0.2 M, pH 4 (solución acuosa de fosfato ácido disódico 0.2 M y ácido cítrico 0.1 M) se mezcla para ajustar la concentración del compuesto de celulosa para que sea 1% en masa (cantidad total, 300 g de concentración de iones: 0.06 moles/1, pH 4). Posteriormente, la dispersión en agua resultante se permite que repose hasta temperatura ambiente durante 3 días.
(3) La tensión dependiente por estrés de la dispersión de agua se mide por un aparato de medición de viscoelasticidad (tipo ARES100FRTN1 , fabricado por Rheometric Scientific, Inc., geometría: tipo Couette de pared doble, el barrido se realiza a tensión en el intervalo de 1 a 794%) . En la presente invención, como el módulo elástico de almacenamiento (G1) se utiliza un valor que corresponde a una tensión de 20% de la curva de esfuerzos y deformaciones obtenida por la medición mencionada antes.
DIAMETRO DE PARTICULA PROMEDIO EN VOLUMEN DE COMPUESTO DE
CELULOSA
(1) Un compuesto de celulosa se suspende en agua pura en una concentración de 1% en masa y se dispersa por un homogeneizador de alto cizallamiento (nombre comercial "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones, 15,000 rpm x 5 minutos).
(2) La dispersión de agua resultante se somete a análisis de difracción láser (nombre comercial "LA-910" fabricado por HORIBA Ltd., tratamiento ultrasónico: 1 minuto, índice de refracción; 1.20) para medir la distribución de tamaño de partícula. En la distribución de tamaño de partícula de volumen-frecuencia obtenido en la presente, el tamaño de partícula 50% acumulativo se define como el diámetro de partícula promedio en volumen.
CONTENIDO DE COMPONENTE DE CELULOSA COLOIDAL EN EL COMPUESTO DE CELULOSA
(1) Se suspende un compuesto de celulosa en agua pura en una concentración de 1% en masa y se dispersa por un homogeneizador de alto cizallamiento (nombre comercial "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones, 15,000 rpm x 5 minutos).
(2) Subsecuentemente se realiza centrifugación
(nombre comercial "6800 type centrifuge", tipo de rotor tipo RA-400 fabricado por KUBOTA Corporation, condiciones de tratamiento: fuerza centrífuga: 2000 rpm (5600G*, *G representa la aceleración de la gravedad) x 15 minutos; un tubo de centrífuga se carga con una cantidad total de 50 g) .
(3) Después de la centrifugación el sobrenadante se alimenta a una botella tarada de gas y se seca a 60 °C durante 15 horas y posteriormente a 105°C durante 2 horas. Después de que se obtiene peso constante en un desecador se mide el peso. Por separado, una dispersión acuosa no centrifugada se seca de la misma manera y se mide el peso. A partir de los resultados se obtiene el porcentaje en masa de contenido de sólido de celulosa remanente en el sobrenadante de acuerdo con la siguiente expresión.
Fórmula de cálculo: (contenido de sólidos del sobrenadante (50 g) )/ (contenido de sólidos de dispersión acuosa no centrifugada (50 g) ) x 100.
ESTABILIDAD DE DISPERSION: OBSERVACION DE APARICION DE DISPERSION ACUOSA DE COMPUESTO DE CELULOSA DISPERSADA
La dispersión acuosa obtenida por el método de medición de módulo elástico de almacenamiento mencionado en lo anterior (2) se evalúa visualmente en base en los criterios definidos con respecto a los siguientes cuatro incisos.
(Separación) evaluado en base en el volumen de una capa de color claro superior de un cilindro de vidrio.
® (excelente) ; sin separación, O (buena) : separación menor de 10%: ? (aceptable): separación menor de 30%, x (inaceptable) : separación de 30% o mayor
(Sedimentación) se evalúa en base en la cantidad de sustancia depositada en el fondo de un cilindro de vidrio .
® (excelente) : sin sedimentación, O (buena) : sedimentación parcialmente delgada, ? (aceptable) : sedimentación completamente delgada, * (inaceptable) : sedimentación completamente gruesa.
(Agregación) se evalúa en base en la cantidad de la porción no homogénea en un cilindro de vidrio completo.
® (excelente) : homogénea, O (buena) : ligerasmente no homogénea pacialmente; ? (aceptable) : parcialmente no homogéneo, ? (inaceptable) ; completamente no homogéneo
VISCOSIDAD DE LA DISPERSION ACUOSA DE COMPUESTO DE CELULOSA
Se midió la dispersión de agua obtenida por el método (2) de medición de módulo elástico de almacenamiento mencionado en lo anterior, 3 horas después de la dispersión (almacenado a 25°C) por un viscosimetro tipo B (velocidad del rotor revolvente: 60 rpm. Se coloca una muestra y se permite que repose durante 30 segundos y después se hace girar durante 30 segundos y se mide. Nótese que el rotor puede cambiarse apropiadamente dependiendo de la viscosidad. El rotor utilizado en la presente es como sigue. La manera más especifica, uno a 20 mPa.s: tipo BL, 21 a 100 mPa.s: número 1, 101 a 300 mPa.s: número 2, 301 mPa . s número 3). Los resultados de medición se clasifican en base en los siguientes criterios.
(Viscosidad) ® (excelente) ; 1 a 50, O (buena) : 51 a 75; ? (aceptable) : 76 a 100, * (inaceptable) : 101 o mayor [mPa . s] .
FORMA DE LA PARTICULA 1 DE CELULOSA: LOS COMPUESTOS DE CELULOSA A a M SE ENCUENTRAN EN ESTA CATEGORIA
Se suspende un compuesto de celulosa en agua pura en una concentración de 1% en masa y se dispersa en un homogeneizador de alto cizallamiento (nombre comercial "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones, 15, 000 rpm x 5 minutos). La dispersión de agua resultante se diluye con agua pura hasta 101% en masa y una gota única se vierte sobre mica mediante el uso de un gotero. Se elimina por soplado el contenido de humedad excesivo por medio de un ventilador de aire y se seca al aire para preparar una muestra. Se obtiene una imagen mediante un microscopio de fuerza atómica (aparato de Nano Scope IV MM, fabricado por Digital Instruments, exploración EV, modo de medición Tapping o derivación, sonda NHC, sonda de cristal única de tipo de silicio) . En base en la imagen, las partículas que tienen un eje mayor (L) de 2 pm o menor se seleccionan y las del eje mayor (L) y el eje menor (D) del mismo se mide. Las formas de las partículas de celulosa, las cuales se definen por la relación de (L/D) se calculan como un valor promedio de L/D de 100 a 150 partículas .
FORMA DE PARTICULA 2 DE CELULOSA: LOS COMPUESTOS DE CELULOSA N y O SE ENCUENTRAN DENTRO DE ESTA CATEGORIA
Se suspende un compuesto de celulosa en agua pura en una concentración de 0.25 % en masa y se dispersa con un homogeneizador de alto cizallamiento (nombre comercial "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones, 15, 000 rpm x 5 minutos). La dispersión de agua resultante se diluye con agua pura hasta 0.01 a 0.05% en masa y se vierte una gota única sobre mica mediante el uso de un gotero. Se elimina por soplado el contenido de humedad excesivo mediante un ventilador de aire y se seca al aire para preparar una muestra. Platino y paladio se depositan por vapor con un espesor de 3 nm. Se obtiene una imagen mediante microscopio de electrón de exploración (aparato de tipo JSM-5510LV, fabricado por JEOL Ltd.). En base en la imagen, se miden el eje mayor (L) y el eje menor (D) de la imagen. Las formas de las partículas de celulosa, las cuales se definen por la relación de (L/D) se calculan como un valor promedio de L/D de 100 a 150 partículas.
ESTABILIDAD DE SUSPENSION: OBSERVACION DE LA APARIENCIA DEL
ALIMENTO Y LA BEBIDA
Diversos tipos de bebidas (respecto al método de producción, véanse los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos) se evalúan visualmente para los siguientes 4 incisos en base en los criterios determinados previamente .
(Separación) evaluado en base en el volumen de una capa de color claro superior de un cilindro de vidrio.
® (excelente) : sin separación, O (buena) : separación menor de 10%, ? (aceptable) : separación menor de 30%, X (inaceptable) : separación de 30% o mayor.
(Sedimentación) evaluada en base en la cantidad de sustancia depositada en el fondo de un cilindro de vidrio .
® (excelente) : sin sedimentación, O (buena) : sedimentación parcialmente delgada, ? (aceptable) : sedimentación completamente delgada, X (inaceptable) : sedimentación completamente gruesa
(Agregación) evaluada en base en la cantidad de porción no homogénea en el cilindro de vidrio completo.
® (excelente) : homogénea, O (buena) : ligeramente no homogénea de modo parcial, ? (aceptable) : parcialmente no homogénea, X (inaceptable): completamente no homogénea.
VISCOSIDAD DE BEBIDA * EL CRITERIO DE EVALUACION NO APLICA
A ALIMENTOS DIFERENTES DE BEBIDAS
Una hora (almacenado a 25°C) después de la producción de cada bebida (respecto al método de producción, véanse los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos), se midió la viscosidad por un viscosimetro tipo B (velocidad del rotor revolente: 60 rpm. Se coloca una muestra, se permite que repose durante 30 segundos, se somete a rotación durante 30 segundos y después se mide. Nótese que el rotor se puede cambiar apropiadamente dependiendo de la viscosidad. Los rotores utilizados en la presente son los siguientes. 1 a 20 mPa*s: tipo BL, 21 a 100 mPa-s: No. 1, 101 a 300 mPa · s : No. 2, 301 mPa · s : No.
3) . Los resultados de medición se clasifican en base en lo siguientes criterios.
(Viscosidad) ® (excelente) : 1 a 10, O (buena) : 10 a 20, ? (aceptable): 20 a 50, X (inaceptable): 50 o más [mPa-s]. Posteriormente, la celulosa simplemente se denominará como MCC, la goma de semilla de Psyllium como CSG, la carboximetilcelulosa de sodio como CMC-Na, la goma de gelano como GLG, el alginato de sodio como ARG-Na y la LM pectina como LMP.
EJEMPLO 1
Se corta pulpa DP disponible comercialmente en piezas y se hidroliza en ácido clorhídrico 2.5 moles/1 a 105°C durante 15 minutos, se lava con agua y después se filtra para preparar una torta húmeda similar a celulosa que tiene un contenido de sólido de 50% en masa (el grado de polimerización promedio es de 220) .
Subsecuentemente, la torta húmeda de MCC, CSG (PG020, fabricado por MRC Polysaccharide Co.f Ltd., viscosidad de 1% en masa de solución de la misma 40 mPa-s), CMC-Na (F-7A fabricado por Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., viscosidad de solución 1%: 11 mPa-s) se preparan y sedimentan en un mezclador planetario (5DM-03-R fabricado por SHINAGAWA MACHINERY WORKS Co., Ltd., aspa de agitación: tipo gancho) de manera que la relación en masa de MCC/CSG/CMC-Na es 90/5/5 y se agrega agua de manera que se satisface un contenido de sólidos de 45% en masa.
Posteriormente la mezcla se amasa a 126 rpm para obtener compuesto A de celulosa. La energía de amasado se controla de acuerdo con el tiempo de amasado en el mezclador planetario y el valor de medición real del mismo es de 0.6 kWh/kg. Como la temperatura de amasado, la temperatura de la mezcla de amasado se mide directamente por un terraopar. La temperatura de amasado es de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es de 50 a 60°C.
El módulo elástico de almacenamiento (G1) del compuesto de celulosa A resultante es de 0.48 Pa . Además, el diámetro de partícula promedio en volumen del compuesto de celulosa A es de 6.2 ym, el componente de celulosa coloidal es 55% en masa y la partícula L/D es de 1.6. La estabilidad de dispersión (separación, sedimentación, agregación, viscosidad) del compuesto de celulosa A se evalúa y los resultados se muestran en la Tabla 1.
Utilizando esto, se prepara como sigue un jugo de fruta y vegetales enriquecido con calcio.
El compuesto de celulosa A se dispersa en agua mediante un homomezclador TK (MARKII fabricado por Tokushu Kika Kogyo Co. , Ltd.) a 8, 000 rpm durante 10 minutos para obtener una dispersión de agua pura que contiene 6% en masa de compuesto de celulosa A. Jugo de fruta y vegetales disponible comercialmente (vegetales life 100 fabricado por KAGOME Co., Ltd.) dispersado por un homomezclador TK y el compuesto de celulosa A en una dispersión de agua pura se agregan de manera que la concentración de contenido de sólidos del compuesto de celulosa A se establece en 0.3% en masa y se dispersa por un homomezclador TK para preparar una bebida.
A la bebida se le agrega calcio de leche (cantidad aditiva en la bebida es 0.2% en masa) y se agita mediante el uso de un homomezclador TK a 4,000 rpm durante
5 minutos para obtener un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio. Esto se permite que repose durante 1 hora en una atmósfera a 25°C y posteriormente se mide la viscosidad de la bebida. Adicionalmente, esto se almacena en un cilindro de vidrio de volumen de 100 mi, se permite que repose a temperatura ambiente durante 3 días y se observa visualmente la apariencia (separación, sedimentación, agregación, viscosidad) . Los resultados de evaluación de la estabilidad de suspensión se muestran en la Tabla 1.
EJEMPLO 2
Se prepara celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el Ejemplo 1 en una dispersión acuosa de celulosa que se prepara en las condiciones en donde MCC/CSG/CMC-Na están contenidas en una relación en masa de 90/3/7 y el contenido de sólidos es de 40% en masa. La dispersión acuosa de celulosa se amasa en el mismo aparato que en el Ejemplo 1 para obtener el compuesto de celulosa B. La energía de amasado es 0.1 kWh/kg. La temperatura de amasado, la cual se mide de la misma manera que en el Ejemplo 1, es de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es de 50 a 60°C.
El módulo elástico de almacenamiento (C) es de 0.2 Pa y el diámetro de partícula promedio volumen es de 6.8 µp?. El componente de celulosa coloidal es de 45% en masa y la partícula L/D es 2.0. Se evalúa la estabilidad de dispersión mediante la utilización del compuesto de celulosa B de la misma manera que en el Ejemplo 1.
Adicionalmente, esto se utiliza de la misma manera que en el Ejemplo 1 para preparar un jugo de fruta y vegetales enriquecido con calcio y se evalúa la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
EJEMPLO 3
Se prepara celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el Ejemplo 1, y se pesa, de manera que MCC/CSG/GLG (gel Kelco fabricado por CP KELCO, Lot070628, la viscosidad de 1% solución en masa: 1222 mPa · s ) está contenido en una relación en masa de 90/9/1. Después se agrega de manera que el contenido de sólidos es de 49.5% en masa, la mezcla se amasa por un mezclador planetario para obtener el compuesto de celulosa C. La energía de amasado es de 0.5 kWh/kg. La temperatura de amasado, la cual se mide de la misma manera que en el Ejemplo 1, es de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es de 50 a 60°C.
El compuesto de celulosa C resultante tiene un módulo elástico de almacenamiento (G') de 0.18 Pa y un diámetro de partícula promedio volumen de 7.5 µ??. El contenido de componente de celulosa coloidal es de 53% en masa y la partícula L/D es 1.6. Se evalúa la estabilidad de dispersión al utilizar el compuesto de celulosa C de la misma manera que en el Ejemplo 1.
Adicionalmente, esto se utiliza para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evalúa la estabilidad de la suspensión de la misma manera que en el Ejemplo 1. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
EJEMPLO 4
Se prepara celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el Ejemplo 1 y se pesa de manera que MCC/CSG/CMC-Na está contenida en una relación en masa de 50/25/25. Después se agrega agua de manera que el contenido de sólidos es 49% en masa, la mezcla se amasa por un mezclador planetario para obtener el compuesto de celulosa D. La energía de amasado es 0.6 kWh/kg. La temperatura de amasado, la cual se mide de la misma manera que en el Ejemplo 1 es de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es de 50 a 60°C.
El módulo elástico de almacenamiento (C) es de 0.2 Pa y el diámetro de partícula promedio en volumen es de 5.8 µp\. El componente de celulosa coloidal es 36% en masa y la partícula L/D es 1.6. Se evaluó la estabilidad de la dispersión utilizando el compuesto de celulosa D de la misma manera que en el Ejemplo 1.
Adicionalmente, esto se utilizó de la misma manera que en el Ejemplo 1 para preparar un jugo de fruta y vegetales enriquecido con calcio y se evaluó la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
EJEMPLO 5
Se prepara celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el Ejemplo 1 y se pesa de manera que MCC/CSG/ARG-Na (RIMICA arginina SKAT-UVL fabricado por KIMICA Corporation, solución 1% que tiene una viscosidad de 4.1 mPa'S) está contenido en una relación en masa de 92/2.5/2.5. Posteriormente se agrega agua de manera que el contenido del sólido es de 45% en masa, la mezcla se amasa por un mezclador planetario para obtener el compuesto de celulosa E. La energía de amasado es 0.6 kWh/kg. La temperatura de amasado la cual se limpia de la misma manera que en el Ejemplo 1 es de 20 a 60 °C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es de 50 a 60 °C.
El módulo elástico de almacenamiento (G1) es de 0.5 Pa y el diámetro de partícula promedio en volumen es 7.8 pm. El componente de celulosa coloidal es 43% en masa y la partícula L/D es 1.6. La estabilidad de dispersión se evalúa mediante la utilización del compuesto de celulosa E de la misma manera que en el Ejemplo 1.
Además, esto se utiliza de la misma manera que en el Ejemplo 1 para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evalúa la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
EJEMPLO 6
Se prepara celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el Ejemplo 1 y se pesa de manera que MCC/CSG están contenidos en una relación en masa en 90/10.
Posteriormente se agrega agua de manera que el contenido de sólido es 45% en masa, la mezcla se amasa por medio de un mezclador planetario para obtener el compuesto de celulosa F. La energía de amasado es 0.5 k h/kg. La temperatura de amasado, la cual se mide la misma manera que en el Ejemplo 1 es 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es 50 a 60°C.
El módulo elástico de almacenamiento (G') es de 0.15 Pa y el diámetro de partícula promedio en volumen es de 7.4 m. El componente de celulosa coloidal es 56% en masa y la partícula L/D es 1.6. Se evaluó la estabilidad de dispersión mediante la utilización del compuesto de celulosa F de la misma manera que en el Ejemplo 1.
Adicionalmente, esto se utilizó de la misma manera que en el Ejemplo 1 para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evaluó la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
EJEMPLO 7
Se preparó celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el Ejemplo 1 y se pesó de manera que MCC/CSG/LMP (LNSN325, fabricado por Unitec Foods Co., Ltd.) estaba contenido en una relación en masa de 90/5/5. Posteriormente se agregó agua de manera que el contenido de sólidos es 45% en masa, la mezcla se amasa por un mezclador planetario para obtener el compuesto de celulosa M. La energía de amasado es de 0.5 kWh/kg. La temperatura de amasado, la cual se mide la misma manera que en el Ejemplo 1 es de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es 50 a 60°C.
El módulo elástico de almacenamiento (C) es 0.17 Pa y el diámetro de partícula promedio en volumen es 7.2 µp?. El componente de celulosa coloidal es 54% en masa y la partícula L/D es 1.6. Se evaluó la estabilidad de dispersión mediante la utilización del compuesto de celulosa M de la misma manera que en el Ejemplo 1.
Adicionalmente, esto se utilizó de la misma manera que en el Ejemplo 1 para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evaluó la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
EJEMPLO COMPARATIVO 1
Se preparó celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el Ejemplo 1 y se pesó de manera que MCC/CSG/C C-Na está contenido en una relación en masa de 80/0/20. Posteriormente se agregó agua de manera que el contenido de sólidos es 45% en masa, la mezcla se amasó en un mezclador planetario para obtener el compuesto de celulosa G. La energía de amasado es 0.5 kWh/kg. La temperatura de amasado, la cual se mide de la misma manera que en el Ejemplo 1 es de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es 50 a 60°C.
El compuesto de celulosa G tiene un módulo elástico de almacenamiento (G') de 0.02 Pa y un diámetro de partícula promedio en volumen de 8.8 µp?. El componente de celulosa coloidal de 35% en masa y una partícula L/D de 1.6. La estabilidad de dispersión se evaluó utilizando compuestos de celulosa G de la misma manera que en el Ejemplo 1.
Adicionalmente esto se utilizó de la misma manera que en el Ejemplo 1 para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evaluó la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
EJEMPLO COMPARATIVO 2
Se preparó celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el Ejemplo comparativo 1 y se pesó de manera que MCC/CSG/CMC-Na está contenida en una relación en masa de 90/5/5. Posteriormente se agregó agua de manera que el contenido sólido es de 28% en masa, la mezcla se amasó en un mezclador planetario para obtener el compuesto de celulosa J. La energía de amasado es de 0.04 k h/kg. La temperatura de amasado, la cual se midió de la misma manera que en el Ejemplo 1 es de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es de 50 a 60°C.
El módulo elástico de almacenamiento (G') del compuesto de celulosa J es 0.01 Pa y el diámetro de partícula promedio en volumen es de 13.5 pm. El componente de celulosa coloidal es 28% en masa y la partícula L/D es 2.4. La estabilidad de dispersión se evaluó utilizando el compuesto de celulosa J de la misma manera que en el Ejemplo comparativo 1.
Adicionalmente, esto se utilizó de la misma manera que en el Ejemplo comparativo 1 para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evaluó la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
EJEMPLO COMPARATIVO 3
Pulpa DP, disponible comercialmente, se corta en piezas y se hidroliza en 10% en masa de ácido clorhídrico a 105°C durante 20 minutos. El residuo insoluble en ácido obtenido por la hidrólisis se filtra y se lava para preparar una dispersión acuosa de celulosa que tiene un contenido de sólidos de 10% en masa (el grado de polimerización promedio es 200) . El diámetro de partícula promedio de la celulosa sometida a hidrólisis es 17 µta. La dispersión acuosa de celulosa se somete dos veces a un procedimiento de pulverización realizado por un aparato de pulverización de proceso en húmedo con agitación media (molino apex, tipo AM-1, fabricado por Kotobuki Engineering & Manufacturing Co. , Ltd. ) utilizando esferas de óxido de zirconia que tienen un diámetro de 1 mm F como un medio en las condiciones en donde un número de rotación de aspa de agitación es 1800 rpm y la cantidad de suministro de dispersión de agua de celulosa es 0.4 1/min para obtener una pasta de microcelulosa.
Una microcelulosa a pasta/CSG/CMC-Na (grado de sustitución: 0.90, viscosidad: 7 mPa-s) se pesa de manera que satisface una relación en masa de 80/0/20. A esta mezcla se agrega agua pura de manera que satisface la concentración de contenido de sólidos tales en 11% en masa. La mezcla resultante se dispersa por un homomezclador TK (MARKII, fabricado por Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) a 8,000 rpm durante 20 minutos para preparar una dispersión acuosa similar a pasta (dado que la energía de amasado se calcula a partir del consumo de energía del molino de vértice y el homogenizador TK y una cantidad de tratamiento, es de 0.03 kWh/kg. La temperatura de amasado, la cual se mide de la misma manera que en el Ejemplo es 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es de 50 a 60°C) .
La dispersión acuosa se seca mediante un secador de tambor (tipo KDD-1, fabricado por Kusunoki Kikai Seisakusho) a una presión de vapor de agua de 2 kg/cm2, un número de rotación de 0.6 rpm, extraído por raspado por un raspador y pulverizado de manera gruesa en un molino plano (fabricado por Fuji Paudal Co., Ltd.) para obtener compuesto de celulosa K similar a una placa o incrustación. La energía de amasado es de 0.03 kWh/kg y el módulo elástico de almacenamiento (G') del compuesto de celulosa K es 0.01 Pa y un diámetro de partícula promedio en volumen del mismo es de 3.4 µp?. El componente de celulosa coloidal es de 40% en masa y la partícula L/D es 2.4. La estabilidad de dispersión se evalúa mediante la utilización del compuesto de de celulosa K de la misma manera que en el Ejemplo comparativo 1.
Adicionalmente, esto se utiliza para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evalúa la estabilidad de la suspensión de la misma manera que en el Ejemplo comparativo 1. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
EJEMPLO COMPARATIVO 4
Pulpa DP disponible comercialmente se corta en piezas y se hidroliza en 10% en masa de ácido clorhídrico a 105°C durante 20 minutos. El residuo insoluble en ácido obtenido por hidrólisis se filtra y se lava para obtener celulosa similar a torta húmeda que tiene un contenido de humedad de 60% en masa. Se agrega agua de manera que se satisface un contenido de sólido de 45% en masa y la celulosa resultante se trata en un mezclador planetario durante 2 horas bajo las mismas condiciones que en el Ejemplo 1. Al material molido se le agrega agua de manera gue tiene un contenido de sólidos de 7% en masa y se dispersa en un homogenizador de alto cizallamiento (nombre comercial "Excel autohomogenizer ED-7" fabricado por Nippon Seiki Co., Ltd., condiciones de tratamiento: número de rotaciones 15,000 rpm x 5 minutos). Posteriormente, la centrifugación se realiza a una fuerza centrifuga de 2500G durante 10 minutos para obtener una dispersión en agua MCC gue tiene un contenido de sólido de 4% en masa como una capa superior.
Subsecuentemente, a la dispersión acuosa de MCC, se alimentan CSG y CMC-Na de manera que se satisface la composición del Ejemplo 1 y se agita homogéneamente por un agitador con propulsor para preparar una dispersión acuosa (el contenido sólido de la dispersión acuosa es 4 a 5% en masa) . Después de gue la superficie del tambor se trata con un agente de liberación de molde de silicona, la dispersión acuosa se seca con un secador de tambor (tipo KDD-1 fabricado por Kusunoki Kikai Seisakusho) a una presión de vapor de agua de 0.12 MPa y un número de rotación de 1.0 rpm para obtener el compuesto de celulosa L similar a película .
La energía de amasado total es de 0.08 kWh/kg (la energía del mezclador planetario es 0.08 kWh/kg y la energía de los demás es uniforme en total menor de 0.005 kWh/kg) . La temperatura de amasado (agitación del propelente) en la coexistencia con una goma hidrofilica la cual se mida de la misma manera que en el Ejemplo 1 es de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es de 50 a 60°C.
El diámetro de partícula promedio en volumen es de 3.5 im, el componente de celulosa coloidal es de 72% en masa y la partícula L/D es 1.6 (la relación de las partículas de 10 pm o mayor en una distribución de tamaño de partícula obtenida por medición de un diámetro de partícula promedio en volumen es de 2.5%) . Se mide el módulo elástico de almacenamiento de la misma manera que en el Ejemplo 1. Como un resultado, es de 0.01 Pa.
En el Ejemplo comparativo 4, la energía de amasado aplicada a la celulosa se encuentra dentro de un intervalo preferible en la presente invención; no obstante, CSG, CMC-Na no están presentes en el tratamiento por un mezclador planetario, en donde se aplica principalmente la energía de amasado. Por lo tanto, se considera que MCC, CSG y CMC-Na no se conforman en un compuesto y que el módulo elástico de almacenamiento está fuera del intervalo de la presente invención.
Se prepara un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio mediante la utilización de esto de la misma manera que en el ejemplo comparativo 1 y se evalúo la estabilidad de suspensión del jugo. Los resultados se muestran en la tabla 2.
EJEMPLO 8
El compuesto de celulosa A se obtiene de la misma manera que en el ejemplo 1. Este se utiliza para preparar una bebida deportiva enriquecida con calcio, como sigue.
Una bebida deportiva disponible comercialmente (Aquiarius, fabricada por Coca-Cola Company Limited, preparada a partir de un polvo) , una dispersión de agua pura que contiene 6% en masa de compuesto de celulosa A y calcio de leche se pesaron. Se agitaron en un homomezclador TK (MARKII fabricado por Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), a 8,000 rpm durante 5 minutos para obtener una bebida deportiva enriquecida con calcio. El contenido de sólidos del compuesto de celulosa A en la bebida es 0.3% en masa y la cantidad de aditivo de calcio de leche es 0.2% en masa.
Después se permite que esto repose durante 1 hora en una atmósfera a 25°C, y se mide la viscosidad de la bebida. Adicionalmente, esto se almacena en un cilindro de vidrio de 100 mi de volumen y se permite que repose a temperatura ambiente durante 3 días. Se observó visualmente la apariencia (separación, sedimentación, agregación, viscosidad) para evaluar la estabilidad de la suspensión de la misma manera que en el jugo de vegetales enriquecido con calcio. Los resultados se muestran en la tabla 1.
EJEMPLO 9
El compuesto de celulosa A se obtiene de la misma manera que en el ejemplo 1. Utilizando este compuesto de celulosa A se prepara un jugo de frutas y vegetales enriquecido con beta glucano.
El jugo de frutas y vegetales enriquecido con beta glucano se prepara de la misma manera que en el ejemplo 1 excepto que el calcio de leche se sustituye con beta glucano de cebada (E-70S, fabricado por ADEKA Corp.) y la cantidad aditiva del componente insoluble en agua en la bebida se establece que es 0.5% en masa y se evalúa la estabilidad de suspensión del jugo. Los resultados se muestran en la tabla 1.
EJEMPLO 10
Se obtiene el compuesto de celulosa A de la misma manera que en el ejemplo 1. Utilizando este compuesto de celulosa A se prepara como sigue una bebida de jugo de vegetales enriquecida con proteina.
El compuesto de celulosa A se dispersa mediante el uso de un homomezclador TK (MARKII fabricado por Tokushu
Kika Kogyo Co., Ltd.), a 8,000 rpm durante 10 minutos para preparar 10% en masa de dispersión acuosa A. Subsecuentemente, una proteina de frijol de soya (Prolena RD-1, fabricada por Fuji Oil Co., Ltd.), se dispersa por un homomezclador TK (MARKII fabricado por Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), a 8,000 rpm durante 10 minutos para preparar 10% en masa de dispersión B acuosa.
A la dispersión B acuosa se agrega HM pectina (AYD-380D, fabricada por Unitec Foods Co., Ltd.), de manera que satisface la relación en masa de proteina de frijol de soya/HM pectina de 5/1. La mezcla resultante se dispersa en un homomezclador TK (MARKII fabricado por Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), a 8, 000 rpm durante 10 minutos para obtener la dispersión acuosa C.
A un jugo de vegetales disponible comercialmente
(vegetable life 100, fabricado por KAGOME Co., Ltd.), se agregan la dispersión acuosa A (de manera que la concentración de un compuesto de celulosa en una bebida final se establece en 0.2% en masa) y la dispersión acuosa C (de manera que las concentraciones de manera que las concentraciones de proteina de frijol de soya en una bebida final se establecen en 0.5% en masa y la concentración de HM pectina se establece en 0.1% en masa). Posteriormente se agrega agua pura y la mezcla se dispersa en un homomezclador TK (MARKII fabricado por Tokushu Kika Kogyo
Co., Ltd.), a 8,000 rpm durante 10 minutos para obtener la dispersión acuosa D.
La dispersión acuosa D se trata con un homogeneizador a alta presión (homogeneizador Manton-Gaulin fabricado por APV, presión; 20 MPa) y se esteriliza en un baño caliente de 85°C mientras se agita con un agitador con propulsor durante 10 minutos para preparar una bebida de jugo de vegetales enriquecida con proteina.
La bebida se evalúa de la misma manera que en el ejemplo 1. Los resultados se muestran en la tabla 3.
EJEMPLO 11
Se prepara una bebida de jugos y vegetales enriquecida con proteina en la misma operación que en el ejemplo 10 de manera que la concentración de HM pectina en una bebida final es 0.05% en masa.
La bebida se evalúa de la misma manera que en el ejemplo 1. Los resultados se muestran en la tabla 3.
EJEMPLO 12
Se prepara una bebida de jugo de vegetales enriquecida con proteina en la misma operación que en el ejemplo 10 de manera que la concentración del compuesto de celulosa A en una bebida final es de 0.1% en masa, la concentración de proteina de frijol de soya es de 1.0% en masa y la concentración de HM pectina es 0.1% en masa.
La bebida se evalúa de la misma manera que en el ejemplo 1. Los resultados se muestran en la tabla 3.
EJEMPLO 13
En la misma operación que en el ejemplo 10, el compuesto de celulosa que va a ser utilizado se define como el compuesto de celulosa M obtenido en el ejemplo 7.
Adicionalmente se prepara una bebida de jugo de vegetales enriquecida con proteina de manera que la concentración del compuesto de celulosa M en una bebida final es de 0.3% en masa y la concentración de una proteina de frijol de soya es de 0.5% en masa y la concentración de HM pectina es 0.2% en masa.
La bebida se evalúa de la misma manera que en el ejemplo 1. Los resultados se muestran en la tabla 3.
EJEMPLO 14
Se prepara una bebida de jugo de vegetales enriquecida con proteina en la misma operación que en el ejemplo 10 de manera que la concentración del compuesto de celulosa A en una bebida final es de 0.2% en masa y la concentración de proteina de frijol de soya es de 0.5% en masa y no se agregó HM-pectina.
La bebida se evalúa de la misma manera que en el ejemplo 1. Los resultados se muestran en la tabla 3.
EJEMPLO COMPARATIVO 5
Se preparó una bebida de jugo de vegetales enriquecida con proteina en la misma operación que en el ejemplo 10 de manera que la concentración de proteina de frijol de soya es 0.5% en masa y la concentración de HM-pectina es 0.2% en masa y no se agregó compuesto de celulosa.
La bebida se evalúa de la misma manera que en el ejemplo 1. Los resultados se muestran en la tabla 3.
EJEMPLO COMPARATIVO 6
En la misma operación que en el ejemplo 10, el compuesto de celulosa que va a ser utilizado es compuesto de celulosa J obtenido en el ejemplo comparativo 2. Adicionalmente, se preparó una bebida de jugo de vegetales enriquecida con proteina de manera que la concentración del compuesto de celulosa J en una bebida final es de 0.2% en masa y la concentración de una proteina de frijol de soya es 0.5% en masa y la concentración de HM-pectina es 0.1% en masa .
La bebida se evalúa de la misma manera que en el ejemplo 1. Los resultados se muestran en la tabla 3.
EJEMPLO 15
Se dispersó compuesto de celulosa A mediante un homomezclador TK (MARKII fabricado por Tokushu Kika ogyo Co., Ltd.), a 8,000 rpm durante 10 minutos para preparar 10% en masa de dispersión acuosa. La dispersión acuosa y una bebida de leche y jugo de frutas y vegetales (producto disponible comercialmente : "vegetable & soy milk" fabricado por ITO EN Ltd., composición: jugo de vegetales 25%, jugo de frutas 5%, leche de soya 10%, proteina vegetal 3.1 g/777 g) se dispersó en un homomeclador TK (MARKII fabricado por Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), a 8,000 rpm durante 10 minutos y posteriormente se esterilizó en un baño caliente a 85°C mientras se agita con un agitador con propulsor durante 10 minutos para preparar una bebida de leche con jugo de frutas y vegetales.
Se evalúo la bebida de la misma manera que en el ejemplo 1. Como un resultado la separación se evalúo como ® , la sedimentación como O, la agregación como ® y la viscosidad como ® .
EJEMPLO COMPARATIVO 7
En la misma operación que en el ejemplo 15 el compuesto de celulosa G obtenida en el ejemplo comparativo 1 se utiliza para preparar una bebida de leche y jugo de fruta y vegetales.
La bebida se evalúo de la misma manera que en el ejemplo 1. Como un resultado, la separación se evalúo como x (se produjo sinéresis en la superficie superior del liquido) , la sedimentación como ?, la agregación como ? y la viscosidad como ® .
EJEMPLO 16
El compuesto de celulosa ? obtenido en el ejemplo 1 y agua pura se dispersan en un homomezclador TK (MARKII fabricado por Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), a 8,000 rpm durante 10 minutos para obtener una dispersión en agua 5% en masa. Se agregó una solución acuosa de cloruro de sodio (grado especial, fabricada por Wako Puré Chemical Industries Ltd. ) , y se dispersó nuevamente por el homomezclador TK (MARKII fabricado por Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), a 8,000 rpm durante 10 minutos.
Al aderezo, se agregó polvo de bonito seco (polvo de bonito seco fabricado por YAMAKI Co., Ltd.), de manera que satisface una concentración de 0.5% en masa, agitado con un agitador con propulsor y tratado por un homogeneizador a alta presión (homogeneizador Manton-Gaulin fabricado por APV, presión: 20 MPa) para obtener un aderezo con alta concentración de sal (la composición del sazonador resultante es la siguiente: dispersión de celulosa A: 1% en masa, concentración de cloruro de sodio: 1.0 mol/1, polvo de bonito seco: 0.5% en masa y pH: 6.6.
La apariencia del aderezo se evalúo de la misma manera que en el ejemplo 1. Como un resultado, la separación se evalúo como ® , la sedimentación como ® , la agregación como ® .
EJEMPLO 17
Al aderezo obtenido en el ejemplo 16 se agregó adicionalmente ácido acético glacial para controlar el pH para que fuera de 4.5. La mezcla se agitó en un agitador con propulsor para obtener un aderezo ácido y con alta concentración de sales (la composición del aderezo resultante es: dispersión de celulosa A: 1% en masa, concentración de cloruro de sodio: 1.0 mol/1, polvo de bonito seco: 0.5% en masa y pH: 4.5).
La apariencia del aderezo se evalúo de la misma manera que en el ejemplo 1. Como un resultado, la separación se evalúo como ® , la sedimentación como ® y la agregación como ® .
EJEMPLO COMPARATIVO 8
En la misma operación que en el ejemplo 16 el compuesto de celulosa G obtenido en el ejemplo comparativo 1 se utilizó para obtener un aderezo con alta concentración de sal (la composición del aderezo resultante es: dispersión de celulosa A: 1% en masa, concentración de cloruro de sodio: 1.0 mol/1, polvo de bonito seco: 0.5% en masa y pH: 6.6.
La apariencia del aderezo se evalúo de la misma manera que en el ejemplo 1. Como un resultado, la separación se evalúo como x, la sedimentación como *, la agregación como ?.
EJEMPLO 18
Se preparó celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el ejemplo 1 y se utilizó goma de gelano (GLG) como la goma hidrofilica en lugar de CSG para preparar un compuesto de celulosa. El método de preparación es el siguiente. Se pesó MCC/GLG (goma de gelano en forma de deacilo, nombre comercial: Kelco gel fabricada por CP KELCO) /CMC-Na (F-7A fabricada por Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., viscosidad de solución 1% de 11 mPa.s) de manera que satisface una relación en masa de 90/5/5. A esta mezcla se agregó agua de manera que satisface un contenido de sólidos de 50% en masa. La mezcla resultante se amasó por un mezclador planetario para obtener el compuesto de celulosa N. La energía de amasado fue de 0.6 kWh/kg. La temperatura de amasado, la cual se mide de la misma manera que en el ejemplo 1 fue de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene fue de 50 a 60°C.
El módulo elástico de almacenamiento (C) fue de 0.32 Pa y el diámetro de partícula promedio en volumen fue de 6.5 m. El componente de celulosa coloidal fue de 45% en masa y la partícula L/D fue de 1.6. Se evalúo la estabilidad de dispersión mediante la utilización del compuesto de celulosa L de la misma manera que en el ejemplo 1.
Adicionalmente, este compuesto de celulosa N se utilizó de la misma manera que en el ejemplo 1 para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evalúo la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la tabla 1.
EJEMPLO 19
Se preparó celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el ejemplo 1, se utilizó goma de xantano como una goma hidrofílica en lugar de CSG para preparar un compuesto de celulosa. La producción de prueba es como sigue. Se pesó MCC/goma de xantano (Bistop NSD-X fabricado por San-Ei Gen F.F.I., Inc.)/CMC-Na (f-7a fabricado por Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., viscosidad de solución 1% de 11 mPa.s) de manera que satisface una relación en masa de 90/2/8. A esta mezcla se agregó agua de manera que satisface un contenido de sólidos de 48% en masa. La mezcla resultante se amaso por un mezclador planetario para obtener el compuesto de celulosa 0. La energía de amasado fue de 0.6 kWh/kg. La temperatura de amasado, la cual se midió de la misma manera que en el ejemplo 1 fue de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene fue de 50 a 60°C.
El módulo elástico de almacenamiento (C) fue de 0.35 Pa y el diámetro de partícula promedio en volumen fue de 6.3 µ??. El componente de celulosa coloidal fue de 49% en masa y la partícula L/D fue de 1.6. Se evalúo la estabilidad de la dispersión mediante la utilización del compuesto de celulosa O de la misma manera que en el ejemplo 1.
Adicionalmente, este compuesto de celulosa O se utilizó de la misma manera que en el ejemplo 1 para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evalúo la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la tabla 1.
EJEMPLO COMPARATIVO 9
Se cortó pulpa de madera disponible comercialmente (grado de polimerización promedio = 1720, contenido de -celulosa = 78% en masa) en trozos rectangulares de 6 x 16 mm, después se agregó agua de manera que se obtiene una concentración de contenido de sólido de 80% en masa. Esto se hizo pasar una vez a través de un molino cortador (intervalo entre la cabeza cortadora y la cuchilla horizontal: 2.03 mm, número de rotaciones del impulsor: 3600 rpm) de manera que no se separará agua y trozos de pulpa tan cuidadosamente como se pudiera. Los materiales se trataron por el molino cortador y se pesó agua de manera que se satisface una concentración de celulosa de 1.5% en masa y se agitó hasta que se liberaron fibras enredadas. La dispersión de agua resultante se trató por un pulverizador de tipo de rotación de piedra de amolar (número de rotación de amolado: 1800 rpm) dos veces mientras se cambia el espacio libre del amolado de 110 a 80 pm. Posteriormente, la dispersión de agua resultante se hace pasar directamente a través de un homogeneizador de alta presión (presión de tratamiento: 55 MPa) 18 veces para obtener una suspensión de celulosa. Cuando esta suspensión de celulosa se observa por un microscopio electrónico de barrido, se observa celulosa extremadamente microfibrosa que tiene una relación de eje mayor/eje menor de 30 a 300.
A la solución de celulosa microfibrosa obtenida en lo anterior se agregó carboximetilcelulosa de sodio (1% en masa de solución acuosa, viscosidad: aproximadamente 3400 mPa.s) y dextrina (DE: aproximadamente 23) de manera que la relación de celulosa: carboximetilcelulosa de sodio (goma hidrosoluble) : dextrina (sustancia hidrofilica) fuera de 70:18:2 (partes en masa). Se agitó la mezcla (15 kg) y se mezcló en un homogeneizador de tipo de agitación ("T. K. AUTO HOMO MIXER" fabricado por Tokushu Kika ogyo Co., Ltd.), a 8,000 rpm durante 30 minutos paras obtener una mezcla de solución de celulosa. Subsecuentemente, la mezcla de solución se vació por un aplicador sobre un tablero de aluminio hasta un espesor de 2 mm, se secó con un secador de aire caliente a 120°C durante 45 minutos para obtener una película. Esta película se pulverizó en un molino cortador (fabricado por Fuji Paudal Co., Ltd.), en piezas en un grado tal que pudieran pasar a través de un tamiz que tiene una abertura de 1 mm para obtener una composición seca de celulosa.
Subsecuentemente se preparó un estabilizante el cual contiene la composición seca de celulosa y goma de semilla de Psyllium (la misma goma hidrofilica utilizada que en el ejemplo 1) en una relación en masa de 9:1. El estabilizante y el agua se pesaron de manera que se obtiene una dispersión de agua que tiene un contenido de sólidos de 1% en masa y se dispersó en un "homo mixer T.K. (fabricado por Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), a 8,000 rpm durante 10 minutos para obtener la composición de celulosa P (esta composición es una mezcla, no un compuesto) . La energía de amasado (energía de agitación por homo mixer T.K.) es, en total, menor de 0.005 kWh/kg. La temperatura de amasado (agitación por el homomezclador T.K.) en la coexistencia con una goma hidrofílica, la cual se midió de la misma manera que en el ejemplo 1 y es de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura que se obtiene es de 50 a 60 °C.
El diámetro de partícula promedio en volumen es de 37.9 µp? y el componente de celulosa coloidal es de 75% en masa. Como un resultado de la medición del módulo elástico de almacenamiento en la misma operación que en el ejemplo 1 es de 22 Pa. La estabilidad de dispersión de la composición de celulosa P se evalúo de la misma manera que en el ejemplo 1.
Adicionalmente, utilizando esta composición de celulosa P, se preparó un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio de la misma manera que en el ejemplo 1 y se evalúo la estabilidad de suspensión de la misma. Los resultados se muestran en la tabla 2. Como un resultado puesto que la composición de celulosa P tiene una forma de partícula muy delgada y larga y G' es extremadamente alto, los componentes de la bebida resultante se agregan, la viscosidad es muy alta y la sensación de la bebida en la garganta se vuelve mala.
Nótese que la concentración de adición de la composición de celulosa P se establece en 0.03% en masa con el fin de obtener la misma viscosidad de bebida que en cada uno de los ejemplos para preparar una bebida que tiene una viscosidad de 10 mPa-s o menor como un producto de prueba en la misma operación que en el ejemplo 1. Como un resultado, la separación y viscosidad se evaluaron como ® ; no obstante, la agregación se evaluó como x.
EJEMPLO 20
Se preparó celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el ejemplo 1 y se preparó un compuesto de celulosa mediante la utilización de CSG como una goma hidrofilica y CMC-Na como una goma hidrosoluble . Una producción de prueba es como sigue. Se pesó CC/CSG (alimento de cascarilla de semilla de Psyllium elaborado y fabricado por Shikibo Ltd., una solución 1% tiene una viscosidad de 198 mPa-s ) /CMC-Na (F-7A fabricado por Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., viscosidad de solución 1%: 11 mPa-s) de manera que tiene una relación en masa de 90/5/5. A esta mezcla se agregó agua de manera que tiene un contenido de sólido de 37% en masa. La mezcla se amasó por un mezclador planetario para obtener un compuesto de celulosa Q. La energía de amasado fué de 0.05 k h/kg (las condiciones de operación del mezclador planetario son las mismas que en el ejemplo 1 y la energía de amasado se controló dependiendo del tiempo de operación) . La temperatura de amasado, la cual se midió de la misma manera que en el ejemplo 1 fue de 20 a 60°C durante el amasado y la temperatura alcanzada fue de 50 a 60°C.
El módulo elástico de almacenamiento (G' ) es de
0.06 Pa y el diámetro de partícula promedio volumen es de 8.2 µt?. El componente de celulosa coloidal fue de 38% en masa y la partícula L/D es 2.2. Se evaluó la estabilidad de dispersión mediante la utilización del compuesto de celulosa Q de la misma manera que en el ejemplo 1.
Además, este compuesto de celulosa Q se utilizó de la misma manera que en el ejemplo 1 para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evaluó la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la tabla 1.
EJEMPLO 21
Se preparó una celulosa similar a torta húmeda de la misma manera que en el ejemplo 1 y se preparó una dispersión de agua y celulosa en las condiciones de manera que la relación en masa de MCC/CSG/CMC-Na es de 90/5/5 y el contenido de sólidos es 40% en masa. La dispersión de agua y celulosa se amasó en el mismo aparato que en el ejemplo
1. La temperatura de amasado se controló mediante suministro de agua caliente (50°C) en la chaqueta el contenedor de amasado para obtener el compuesto de celulosa R. El tiempo de amasarse extendido del ejemplo 1 y la energía de amasado total fue de 0.50 k h/kg. La temperatura de amasado, la cual se midió de la misma manera que en el ejemplo 1 fue de 20 a 80 °C durante el amasado y la temperatura que se obtiene fue de 70 a 80 °C. El módulo elástico del almacenamiento (G' ) es de 0.13 Pa y el diámetro de partícula promedio en volumen es de 6.3 µp? El componente de celulosa coloidal es de 55% en masa y la partícula L/D es 2.0. Se evaluó la estabilidad de dispersión mediante la utilización del compuesto de celulosa R de la misma manera que en el ejemplo 1.
Adicionalmente, este compuesto de celulosa R se utilizó de la misma manera que en el ejemplo 1 para preparar un jugo de frutas y vegetales enriquecido con calcio y se evaluó la estabilidad de la suspensión. Los resultados se muestran en la tabla 1.
EVALUACION DE LA MEDICION DE VISCOELASTICIDAD
Los resultados de medición de viscoelasticidad del compuesto de celulosa A (ejemplo 1) y del compuesto de celulosa K (ejemplo comparativo 3) se muestran en la figura 1 y en la figura 2.
A partir de la figura 1, se encuentra que la dispersión en agua ácida del compuesto de celulosa A tiene un módulo elástico de almacenamiento alto en un punto cercano a un tensión de 20%, en comparación con la dispersión en agua pura (agua pura: 0.02 Pa — pH 4: 0.58 Pa) . Adicionalmente, a partir de la figura 2 se encuentra que una dispersión en agua ácida del compuesto de celulosa K (compuesto de celulosa obtenido de acuerdo con el procedimiento de los ejemplos de literatura de patente 3) presenta un módulo elástico de almacenamiento bajo un punto cercano a una tensión de 20%, en comparación con la de la dispersión de agua pura (agua pura: 0.24 Pa -» pH 4: 0.01 Pa) .
En el compuesto de celulosa obtenido por amasado mediante aplicación de energía convencional, el módulo elástico de almacenamiento en un estado ácido o con alta concentración de sal es menor que aquellos en agua pura, y por lo tanto la estabilidad de suspensión se vuelve menor. En contraste, para el compuesto de celulosa obtenido por amasado mediante aplicación de alta energía, el módulo elástico de almacenamiento en un estado ácido o con alta concentración de sal es elevado y por lo tanto se mejora la estabilidad de la suspensión.
TABLA 1
5
15
TABLA 2
TABLA 3
APLICABILIDAD INDUSTRIAL
La presente invención es útil para incrementar el valor comercial al suprimir la ocurrencia de separación, agregación y sedimentación para obtener estabilidad de dispersión y estabilidad de suspensión en un alimento y - -
bebida que contiene un compuesto de celulosa y que tiene un pH de 5 o menor o una concentración de sal de 0.01 moles/1 o mayor. Particularmente, la presente invención es útil para presentar excelente estabilidad de suspensión en un alimento y bebida que contiene un componente insoluble en agua tal como un material de alimento funcional.
Claims (13)
1. Compuesto de celulosa que comprende celulosa y una goma hidrofilica, en donde el compuesto de celulosa tiene un módulo elástico de almacenamiento (C ) de 0.06 Pa o mayor en una dispersión en agua de pH 4, la cual contiene el compuesto de celulosa en una cantidad de 1% en masa.
2. Compuesto de celulosa como se describe en la reivindicación 1, en donde la goma hidrofilica es un polisacárido aniónico.
3. Compuesto de celulosa como se describe en la reivindicación 1 ó 2, en donde la goma hidrofilica es un polisacárido aniónico ramificado.
4. Compuesto de celulosa como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la goma hidrofilica es por lo menos una que se selecciona del grupo que consiste de goma de gelano, goma de xantano, goma de carayá y goma de semilla de Psyllium.
5. Compuesto de celulosa como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la goma hidrofilica es goma de semilla de Psyllium.
6. Compuesto de celulosa como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el compuesto de celulosa comprende 50 a 99% en masa de celulosa y 1 a 50% en masa de la goma hidrofilica y que tiene un módulo de elástico de almacenamiento (G' ) de 0.15 Pa o mayor .
7. Compuesto de celulosa como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que contiene además una goma hidrosoluble diferentes de la goma hidrofílica
8. Compuesto de celulosa como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la goma hidrosoluble es por lo menos una que se selecciona del grupo que consiste de carboximetilcelulosa de sodio, LM pectina, alginato de sodio y goma de gelano.
9. Compuesto de celulosa como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde una relación en masa de la goma hidrofílica y la goma hidrosoluble es 30/70 a 99/1.
10. Alimento y bebida que contienen el compuesto de celulosa como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el alimento y la bebida tienen un pH de 5 o menor o una concentración de sal de 0.01 mol/1 o mayor.
11. Alimento y bebida como se describe en la reivindicación 10, que contiene 0.01% en masa o más de un componente insoluble en agua.
12. Procedimiento para elaborar un compuesto de celulosa que comprende celulosa y una goma hidrofílica, que comprende una etapa de amasar una mezcla de amasado de la celulosa que tiene una concentración de contenido de sólido de 20% en masa o más y la goma hidrofílica con una energía de amasado de 50 Wh/kg o mayor, en donde el compuesto de celulosa tiene un módulo elástico de almacenamiento (G' ) de 0.06 Pa o más en una dispersión acuosa de pH 4 la cual contiene el compuesto de celulosa en una cantidad de 1% en masa .
13. Compuesto de celulosa que se obtiene por el procedimiento como se describe en la reivindicación 12.
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