PL172022B1

PL172022B1 - Wodna kompozycja wzmacniajaca smak, jako skladnik produktów zywnosciowych oraz sposób wytwarzania wodnej kompozycji wzmacniajacej smak PL PL

Info

Publication number: PL172022B1
Application number: PL93307162A
Authority: PL
Inventors: Robert R Holcomb
Original assignee: Novatech Inc
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1997-07-31
Also published as: WO1994001005A1; JPH07508886A; MX9304150A; AU698886B2; BR9306712A; KR950702390A; EP0650330A4; NO950022L; CO4290475A1; CA2139951A1; EP0650330A1; IL106300A0; FI950090A; US5658573A; AU4672293A; RO117061B1; NO950022D0; US5537363A; PL307162A1; IL106300A

Abstract

1 . Wodna kompozycja wzmacniajaca smak, jako skladnik produktów zywnosciowych, znamienna tym, ze stanowi ja wodna zawiesina czastek koloidalnej krzemionki, o wielkosci od 1 do okolo 10 nanometrów i w ilosci od 20 czesci na miliard do okolo 500 czesci na milion, majacych ladunek elektryczny, ewentualnie z dodatkiem srodka lub srodków pobudzajacych smak i innych srodków pomocniczych. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wodna kompozycja wzmacniająca smak, jako składnik produktów żywnościowych, oraz sposób wytwarzania wodnej kompozycji wzmacniającej smak.

Znane są różne środki wzmacniające smak i środki pobudzające smak pospolicie stosowane z produktami żywnościowymi. Pobudzacze smaku zwiększają, jak się uważa, czułość kubków smakowych, zwiększając przez to naturalne smaki w żywności. Czynniki wzmacniające smak, kiedy dodane są do żywności, działają, jak się uważa, w charakterze rozpuszczalników lub detergentów, by uwolnić więcej smaku z żywności, aby udostępnić więcej smaku i ułatwić dostawanie się smaku do kubków smakowych. Jako słabe środki wzmacniające smak znane są inozyno-5'-monofosforan (IMP), guanozyno-5'-monofosforan dwusodowy (GMP), maltol i maltol etylowy.

Wiadomo, że kombinacja L-glutaminianujednosodowego (MSG) i wzbudzającego smak 5'-nukleotydu, takiego jak inozyno-5'-monofosforan dwusodowy (IMP), guanozyno-5'-monofosforan dwusodowy (GMP) lub ich mieszaniny, wykazują synergistyczną aktywność smakowo-zapachową. Przy stosowaniu MSG można zatem używać mniejszych ilości wszystkich czynników wzmacniających smak, co oznacza mniejsze koszty dla użytkownika. Sam MSG jest silnym czynnikiem wzmacniającym smak i z innymi czynnikami wzmacniającymi smak lub bez nich jest szeroko stosowany jako środek wzmacniający smak w przemyśle spożywczym. Jest on dodawany do wielu przetworzonych produktów żywnościowych i jest dostępny w postaci proszku dodawanego do produktów żywnościowych podczas przygotowania w domu. Jednakże MSG może działać jako środek rozszerzający naczynia. W takim charakterze jest on pospolitą przyczyną bólu głowy u osób skłonnych do migreny. Często powoduje również zmęczenie, wzdęcie i zaburzenia żołądkowe u wrażliwych osób. Ostatnie badania powiązały również inne problemy ze zdrowiem z nadużywaniem MSG. Istnieje zapotrzebowanie na nietoksyczny czynnik wzbudzający smak, zwłaszcza taki, który będzie wykazywać działanie synergistyczne z innymi substancjami wzbudzającymi smak, tak że może być używany w bardzo małych ilościach, aby wzmocnić smak produktów spożywczych.

Wiadomo, że krzemionka w małych ilościach występuje w pewnych wodach do picia. Krzemionka jest uważana za minerał neutralny w takich wodach bez żadnego szkodliwego oddziaływania na zdrowie. Jednakże wody takie nie wykazują żadnych właściwości pobudzania ani wzmacniania smaku.

Wiadomo również, że woda może być poddawana obróbce magnetycznej w celu uzyskania jej szczególnych właściwości, jak to ujawniono w opisie patentowym USA nr 4 888 113. Jednakże, chociaż taka obróbka magnetyczna w niektórych przypadkach może polepszyć smak wody o dużej zawartości żelaza, siarki, chloru, organicznego barwnika lub kwasu, to jednak tak obrobiona woda nie jest znana jako środek pobudzający lub wzmacniający smak.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że wodna kompozycja zawierająca stosunkowo małe ilości nieorganicznej koloidalnej krzemionki, zwłaszcza jeśli cząsteczki koloidalnej krzemionki są silnie naładowane ładunkiem elektrycznym, działa jako środek pobudzający i wzmacniający smak, a ponadto powoduje również synergistyczne zwiększenie, w sensie pobudzania smaku, aktywności innych czynników pobudzających smak.

Zgodnie z wynalazkiem wodną kompozycję wzmacniającą smak, jako składnika produktów żywnościowych, stanowi wodna zawiesina cząstek koloidalnej krzemionki, o wielkości od 1 do około 10 nanometrów i w ilości od 20 części na miliard do około 500 części na milion, mających ładunek elektryczny, ewentualnie z dodatkiem środka lub środków pobudzających smak i innych środków pomocniczych. Środek pobudzający smak jest wybrany z grupy złozonej z kwasu ibotenowego, kwasu trójcholomowego, guanozyno-5'-monofosforanu, ksantozyno-5'monofosforanu, inozyno-5'-monofosforanu, 5'inozynianu, 5'-luanylanu, maltolu, maltolu etylowego, sulfobursztynianu dwuoktylosodowego, N,N'-di-o-toliletylenodwuaminy, kwasu cyklamowego i glutaminianu jednosodowego lub ich mieszanin. Korzystnie, kompozycja zawiera od około 0,1% do około 5% wagowo jednego lub więcej środków pobudzających smak, do około 70% wagowych bursztynowego sosu sojowego oraz do około 1% wagowych soku z czosnku. Jako ’ środek pobudzający smak kompozycja według wynalazku zawiera 5'-nukleotyd, który stanowi dwusodowoguanozyno-5'-monofosforan. Korzystnie, środek pobudzający smak jest wybrany z grupy złożonej z maltolu i maltolu etylowego oraz ich mieszanin z dodatkiem

172 022 produktów owocowych. Wodna zawiesina cząstek koloidalnej krzemionki jest zawiesiną tych cząstek w oczyszczonej wodzie destylowanej. Kompozycja według wynalazku może zawierać dodatkowo sos sojowy i sok z czosnku,-a ponadto około 0,001 mola na litr cytrynianu potasu.

Jak wyżej podano, kompozycja zawiera cząstki koloidalnej krzemionki o rozmiarze od 1 do 10 nanometrów i w ilości od 20 części na miliard do 500 części na milion (ppm), przy czym korzystny zakres, kiedy kompozycja ta ma być dodawana bezpośrednio do żywności, jest od. 5 ppm do 20 ppm. Silniej stężona kompozycja (do 500 ppm) będzie .zwykle rozcieńczona przed użyciem innymi składnikami, a mniejsze stężenie (w dół, do 30 części na miliard) uzyskuje się, kiedy kompozycja jest mieszana z innymi składnikami, aby wytworzyć produkty takie jak zalewy, w których mogą być marynowane mięso, ryby lub drób.

Stwierdzono, że kompozycja według wynalazku wzmacnia smak produktów żywnościowych, zmiękcza mięsa, wspomaga tworzenie stabilnej skorupki na panierowanych produktach smażonych i nadaje lepszą moc i konsystencję zupom, sosom i napojom.. Kompozycja może być dodana do ciasta na produkt wypiekany, przy czym najpierw kompozycję tę dodaje się do soku owocowego i maltolu etylowego, a mieszaninę tej kompozycji, soku owocowego i maltolu etylowego wykorzystuje się zamiast mleka w cieście na wypiekane wyroby. Stwierdzono również znakomitą przydatność kompozycji w przypadku, gdy olej roślinny dodaje się do mieszaniny złożonej z tej kompozycji, soku owocowego i maltolu etylowego, przy czym uzyskana mieszanina ma postać emulsji zastępującej mleko i olej w cieście na wypiekane wyroby.

Sposób wytwarzania wodnej kompozycji wzmacniającej smak, jako składnika produktów żywnościowych, polega zgodnie z wynalazkiem na tym, że poddaje się przepływającą cyrkulacyjme zawiesinę cząstek koloidalnej krzemionki działaniu pola magnetycznego, w którym cząstki te przecinają linie strumienia magnetycznego by przyjąć ładunek elektryczny, a następnie przepuszcza się tę zawiesinę cząstek przez obszar zasadniczo pozbawiony pól magnetycznych, aby cząstki te mogły skonfigurować się bez oddziaływania zewnętrznych pól magnetycznych. Korzystnie, zawiesinę cząstek krzemionki w około 3 do 4-molowym NaOH cyrkuluje się poprzez pole magnetyczne i obszar pozbawiony pola magnetycznego, w trakcie której zawiesinę tę rozcieńcza się wodą do stężenia około 0,050% krzemionki i miareczkuje się kwasem do- pH w zakresie około 7,6-8,2. Wymienione rozcieńczanie i miareczkowanie przeprowadza się w czasie kilku godzin. Do miareczkowania stosuje się kwas wybrany z grupy złożonej z kwasu solnego i kwasu octowego. Korzystnie, do zawiesiny dodaje się kwas cytrynowy lub jego sól. Również korzystnie zawiesinę cząstek koloidalnej krzemionki cyrkuluje się poprzez pole magnetyczne w śrubowej wężownicy.

Pole magnetyczne zastosowane w sposobie według wynalazku powoduje nadanie ładunku elektrycznego lub potencjału zeta koloidalnej krzemionce. Uważa się, że powoduje to dalsze uaktywnienie koloidalnej krzemionki j ako środka pobudzaj ącego smak i pomaga w zapobieganiu żelowaniu krzemionki w roztworze lub wytrącaniu krzemionki z roztworu.

Przedmiot wynalazku zostanie szczegółowiej przedstawiony za pomocą rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie proces przypuszczalnego polimeryzacyjnego zachowania się krzemionki, fig. 2 - urządzenie mieszające użyteczne do wytwarzania kompozycji koloidalnej krzemionki w widoku perspektywicznym, zaś fig. 3 przedstawia urządzenie mieszające z fig. 2 w przekroju pionowym wzdłuż linii 3-3, zaznaczonej na fig. 2, przy czym dla lepszego zrozumienia niektóre elementy urządzenia pokazano w rzucie pionowym.

Środek wzmacniający smak według wynalazku zawiera wodny roztwór z koloidalną zawiesiną cząstek nieorganicznej krzemionki, zwłaszcza w postaci dwutlenku krzemu. Cząstki krzemionki mają rozmiar korzystnie 1 - 10 nanometrów i występują w roztworze gotowym do użycia przez dodanie do żywności w charakterze środka pobudzającego smak i środka wzmacniającego smak w stężeniu w zakresie około 5-20 części na milion (ppm). Jednakże roztwór ten może być przygotowywany i używany w postaci stężonej do około 500 ppm, a kiedy jest zawarty w różnych produktach, takich jak marynata, mogą być używane w stężeniu zmniejszonym nawet do około 30 części na miliard lub nawet mniejszym. Roztwór jest korzystnie przygotowywany w taki sposób, że cząsteczki koloidalne zostają naładowane, a ładunek jest stabilizowany tak, że cząsteczki te pozostają naładowane i pozostają w zawiesinie w trakcie stosunkowo długiego czasu przechowywania roztworu. Roztwór może być stabilizowany kwasem cytrynowym

172 022 (sól trójpotasowa), a wartość współczynnika pH może być ustawiana za pomocą kwasu octowego, tak że roztwór będzie zawierać również ślady cytrynianów i octanów. W korzystnej postaci wynalazku roztwór zawiera około 14 ppm koloidalnej krzemionki, 0,001 mol/l cytrynianu potasu oraz ślady octanów w oczyszczonej, destylowanej wodzie. Ten roztwór wodny może być dodawany w bardzo małych ilościach do żywności, by wzmocnić smak żywności, zwiększyć konsystencję żywności, zwłaszcza cieczy, takich jak napoje, zupy, przybrania do sałatek lub sosy, albo w celu zmiękczenia żywności, takiej jak mięso.

Chociaż do żywności można dodawać sam roztwór wodny koloidalnej nieorganicznej krzemionki, by osiągnąć pożądane wyniki, stwierdzono, że koloidalna krzemionka działa w sposób synergistyczny z innymi znanymi słabymi środkami wzmacniającymi smak, takimi jak 5'-nukleotydy, jak inozyno-5'-monofosforan dwusodowy (IMP), guanozyno-5'-monofosforan dwusodowy (GMP), maltol lub maltol etylowy. Stwierdzono, że przy połączeniu z tymi innymi słabymi wzmacniaczami smaku kombinacje te stają się bardzo silnymi wzmacniaczami smaku, którymi można zastępować w mniejszych ilościach kombinacje glutaminianu jednosodowego (MSG) i słabszego wzmacniacza smaku, aby uzyskać zasadniczo takie samo wzmocnienie smaku. Połączenie roztworu krzemionki z maltolem lub z maltolem etylowym używane jest w przypadku produktów owocowych, takich jak dżemy, galaretki, soki i napoje owocowe, do zwiększania smaku i aromatu owoców. Połączenie roztworu krzemionki ze słabym wzmacniaczem smaku, takim jak GMP, IMP lub ich kombinacja, używane jest z mięsem, warzywami i produktami mleczarskimi w celu uzyskania wzmocnionego smaku oraz lepszej konsystencji. Przy stosowaniu z mięsem, drobiem, zupami, sałatkami, przybraniem do sałatek, majonezem, warzywami w puszkach lub mrożonymi i produktami mleczarskimi produkt zostaje jeszcze bardziej ulepszony przez dodanie hydrolizowanej proteiny roślinnej, takiej jak sos sojowy i sok z czosnku. Sos sojowy może być bursztynowym sosem sojowym z dodatkiem 10 ml soku z czosnku na każde 250 ml sosu sojowego.

W przypadku mięsa, drobiu lub ryb można zastosować zalewę zawierającą roztwór koloidalnej krzemionki wraz z EMP, GMP lub ich kombinacją oraz bursztynowy sos sojowy i sok z czosnku. Sos sojowy nie jest niezbędnym składnikiem zalewy, ale użycie sosu sojowego powoduje pewne polepszenie smaku i przyczynia się do zmiękczenia marynaty. Przy takiej zalewie roztwór koloidalnej krzemionki według wynalazku może być uważany za dodany do marynaty, kiedy stężenie krzemionki, podobnie jak w przypadku innych środków spożywczych, do których dodana jest kompozycja według wynalazku, jest znacznie mniejsze niż przy korzystnej kompozycji roztworu krzemionki w postaci przeznaczonej do dodania do żywności, ale przed dodaniem do żywności. Chociaż zatem korzystne stężenie krzemionki w kompozycji gotowej do dodania do żywności jest w zakresie 5-20 ppm, po dodaniu do marynaty krzemionka występuje w stężeniu rzędu tylko części na miliard, np. około 38 części na miliard. Podobnie, przy dodaniu do innych produktów spożywczych w niewielkich ilościach, stężenie krzemionki jest znacznie rozcieńczone w gotowym produkcie spożywczym. Przy przygotowywaniu produktów, takich jak marynata, stężony roztwór krzemionki można mieszać z innymi składnikami, które rozcieńczają ten roztwór krzemionki do jego końcowego stężenia.

Przy zanurzeniu w opisanej powyżej zalewie na czas około 10-30 minut mięso, drób lub ryba zostają dodatkowo nawodnione. Uważa się, że naładowane cząstki koloidalne mogą zmieniać przepuszczalność membrany i woda wraz z przyprawami i środkami zmiękczającymi z sosu sojowego i/lub soku z czosnku dostaje się do komórki na zasadzie dyfuzji lub osmozy. Mięso, drób lub ryba może zwiększać swój ciężar nawet o 10% ze znacznym polepszeniem smaku oraz miękkości. Ponadto marynata tworzy silny zbitek, który obejmuje proteinę sojową i proteinę mięsa, drobiu lub ryby. Jeżeli mięso, drób lub ryba mają być smażone w cieście, wówczas mąka lub ciasto zostaje wciągnięte w ten zbitek. Tworzy się dobrze przywierająca skorupka na mięsie, drobiu (takim jak kurczę bez skórki) lub rybie.

Podobna mieszanina koloidalnej krzemionki z IMP, GMP lub ich kombinacją, bursztynowego sosu sojowego i soku z czosnku może być dodawana do zup, przybrań, sosów i napojów, by' polepszyć ich moc i konsystencję.

Kombinacja koloidalnej krzemionki z IMP, GMP lub ich mieszaniną zwalcza również skutecznie niepożądane smaki. Dodatek do mleka wytłumia nieprzyjemny posmak. Dodatek

172 022 koloidalnej krzemionki i maltolu etylowego do soku grapefruitowego całkowicie wytłumia gorzki smak i wzmacnia słodki smak grapefruita.

W celu przygotowania kompozycji według wynalazku najpierw przygotowuje się wodny roztwór koloidalnego dwutlenku krzemu. Można to zrobić rozpoczynając od roztworu, który zawiera około 27% dwutlenku krzemu w 3-4-molowym roztworze NaOH. Stwierdzono w charakterze jednej możliwości, że kwas cytrynowy lub sole kwasu cytrynowego dodane w ilościach molowych w przybliżeniu równych molowości NaOH polepszają stabilność końcowego roztworu. Początkowy roztwór i kwas cytrynowy lub sole kwasu cytrynowego, jeśli są obecne, są bardzo powoli rozcieńczane przy równoczesnym mieszaniu. Korzystnie przeprowadza się to przez kilka godzin. Następnie roztwór jest bardzo powoli miareczkowany za pomocą około 0,5 - 1,0 mola kwasu, zwykle kwasu solnego lub kwasu octowego, do wartości współczynnika pH w przybliżeniu w zakresie 7,6 - 8,2. Przeprowadzane jest to znowu w okresie kilku godzin przy stałym mieszaniu. Roztwór o końcowym stężeniu zawiera korzystnie około 0,050% (w przybliżeniu 500 ppm) koloidalnej krzemionki. W tym czasie krzemionka występuje jako koloidalne cząstki o rozmiarze w zakresie w przybliżeniu 1-10 nm.

Natura krzemianowego roztworu reprezentowana jest przez następujące równania przy 25^UC:

(1) SiO2 + 2H₂O = Si(OH)4 (2) Si(OH)4 + OH = HSiOs + 2H2O (3) 2HSiO₃ = S12O3 + 2H₂O (4) HS1O3 + OH = SiO3 + H2O

Na figurze 1 przedstawiono schemat z pracy The Chemistry of Silica, Solubility, Polymerization, Colloid and Surface Properties, andBiochemistry, Ralph K. Her, opublikowanej w 1979 roku przez Wiley’a, reprezentujący domniemane polaryzacyjne zachowanie się krzemionki. W normalnych okolicznościach, w roztworze zasadowym, jak zaznaczono strzałką B, cząstki krzemionki w zolu zwiększają swój rozmiar przy równoczesnym zmniejszeniu liczby cząstek. W roztworze kwaśnym lub w obecności soli powodujących flokulację, jak zaznaczono strzałką A, cząstki krzemionki skupiają się w trójwymiarowe struktury sieciowe i tworzą żele. Ani zwiększone zole, ani żele krzemionkowe nie są zadowalające dla wynalazku. Trzeba zatem powstrzymać wzrost zob lub tworzenie się żelu. W korzystnym procesie wytwarzania roztworu krzemionki według wynalazku, gdy wartość współczynnika pH zmniejsza się, występuje polimeryzacja monomeru, by tworzyć cząstki, to znaczy następuje kondensacja Si(OH)4 do utworzenia cząstek koloidalnych. Kondensacja ta tworzy wiązania Si-O-Si. Uważa się, że prowadzi to do wysoce porowatych, splątanych sieci złożonych z rozgałęzionych łańcuchów, jak to oznaczono przez 8 i 9 na fig. 1. Wydaje się, że struktury te przyjmują ładunek elektryczny. Cząstki te rosną wraz ze zmniejszaniem się wartości współczynnika pH, jak to zaznaczono strzałką A. Przechodzenie roztworu w żeljest uniemożliwiane przez dodanie cytrynianu i przez utworzenie podobnych ładunków na cząsteczkach, na skutek tego cząsteczki te odpychają się od siebie. Wzrost cząstek zostaje zatem zatrzymany, gdy cząstki zwiększą swój rozmiar do zakresu w przybliżeniu 1-10 nm i przy strukturach zaznaczonych przez 8 i 9.

Aby utworzyć ładunek na cząsteczkach krzemionki, korzystnie podczas mieszania roztworu koloidalnej krzemionki stosowany jest przepływ tego roztworu przez pole magnetyczne, tak że ruch cząsteczek krzemionki w polu magnetycznym powoduje utworzenie ładunku elektrycznego na cząsteczkach krzemionki. Dwutlenek krzemu jest materiałem półprzewodnikowym. Jeżeli cząsteczki krzemionki przechodzą przez pole magnetyczne przecinając linie strumienia tego pola, na cząsteczkach tych powstaje ładunek elektryczny, gdy przecinają one linie pola. Cząsteczki działają jako przewodnik oraz jako kondensator, to znaczy wytwarzają ładunek i przechowują ładunek. Po przejściu przez pole magnetyczne w celu wytworzenia ładunku na cząsteczkach krzemionki korzystne jest przepuszczenie tych cząsteczek przez przestrzeń zasadniczo pozbawioną wszelkich pól magnetycznych. Przestrzeń ta umożliwia każdej z naładowanych cząsteczek przyjęcie później konfiguracji opartej na ładunkach na tej cząsteczce i wewnętrzne spojenie cząsteczki niezależnie od zewnętrznych pól. Uważa się, że może to dawać wynik podobny do tworzenia cząsteczki w kosmosie i zapewnia utworzenie bardzo stabilnej cząsteczki koloidalnej. Przechodzenie przez pole magnetyczne i przez przestrzeń pustą magnetycznie korzystnie odbywa się powtarzalnie podczas wytwarzania roztworu koloidalnego.

172 022

Stwierdzono, że przy przechodzeniu przez pole magnetyczne cząsteczki krzemionki przyjmują ujemny ładunek elektryczny.

Korzystne urządzenie do mieszania roztworu koloidalnego pokazano na fig. 213. Komora mieszania 10 jest, jak pokazano, wsparta nad podstawą 11 przez nogi wsporcze 12 przymocowane do komory mieszania 10 śrubami 13. Pomost 14 jest przymocowany do górnych końców nóg 12 i rozciąga się nad komorą mieszania 10, by wspierać silnik. 15. Wał 16 odchodzi od silnika 15, by wspierać łopatkę mieszającą 17, fig. 3, w komorze mieszania 10. Dolna część 10a komory mieszania ma kształt stożkowy. Komora mieszania i nogi wsporcze są korzystnie wykonane z materiału nieżelaznego.

Nieżelazny przewód rurowy 20 odchodzi od wierzchołka dolnej stożkowej części 10a komory mieszania 10 do górnego końca tej stożkowej części, gdzie jest zwinięty w śrubową wężownicę oznaczoną ogólnie jako 21 wokół stożkowej części 10a komory mieszania 10. Od dołu śrubowej wężownicy 21 odchodzi przewód rurowy 20 poprzez otwór 22 w pomoście 23 wspartym nad podstawą 11 i poniżej komory mieszania 10 przez nogi 24 oraz do pompy 25. Z pompy 25 przewód rurowy 26 przebiega do trójnika 27. a przewód rurowy 28 przebiega dalej od tego trójnika do górnego końca komory mieszania 10. Zawór 29 jest umieszczony w podstawie trójnika 27 i steruje dopływ do przewodu rurowego 30 odchodzącego od podstawy trójnika 27. Silnik 15 i pompa 25 są zasilane elektrycznie, a więc odchodzą od nich odpowiednio przewody elektryczne 31 i 32.

Cztery elektromagnesy 34, 35, 36 i 37 są zamocowane w pomoście 23 tak, że są umieszczone we wgłębieniach w nim. Elektromagnesy 34, 35, 36 i 37 są umieszczone tak, że bieguny elektromagnesów są usytuowane w jednej płaszczyźnie i tworzą wierzchołki czworoboku w tej płaszczyźnie. Korzystnie czworobok ten jest kwadratem jak w przedstawionym przykładzie rozwiązania. Bieguny sąsiednich elektromagnesów mają przeciwną orientację. Przy takim rozwiązaniu dwa bieguny dodatnie, pokazane jako elektromagnesy 34 i 36, tworzą jedną parę przeciwległych wierzchołków czworoboku, natomiast dwa bieguny ujemne, pokazane jako elektromagnesy 35 i 37, tworzą drugą parę przeciwległych wierzchołków. Każdy z tych biegunów magnetycznych jest magnetycznie przyciągany przez dwa przeciwnie naładowane, sąsiednie bieguny i odpychany przez przeciwny, podobnie naładowany biegun. Te cztery elektromagnesy wywierają sferę oddziaływania magnetycznego na siebie i wytwarzają pole magnetyczne, które rozciąga się nad tymi elektromagnesami, to znaczy głównie nad płaszczyzną zawierającą bieguny elektromagnesów, aby objąć śrubową wężownicę 21. Na skutek tego powstaje pole magnetyczne, przez które przepływa roztwór podczas mieszania. Kiedy cząstki koloidalne przepływają poprzez śrubową wężownicę 21, przecinają one linie strumienia magnetycznego pola magnetycznego. Powoduje to powstanie ujemnego ładunku elektrycznego na cząsteczkach. Stwierdzono, że przynajmniej część przestrzeni bezpośrednio pomiędzy elektromagnesamijest obszarem zasadniczo pozbawionym pola magnetycznego. Pole magnetyczne jest zatem wytwarzane nad elektromagnesami i pod elektromagnesami (pole pod elektromagnesami jest zamykane przez pomost 23, jeżeli pomost ten jest wykonany z materiału magnetycznego, takiego jak stal nierdzewna), ale obszar bezpośrednio pomiędzy elektromagnesami jest zasadniczo ekranowany przed wszelkimi polami magnetycznymi i zawiera, jak się uważa, ziemskie pole magnetyczne. Przewód rurowy 20 przechodzi przez obszar pusty magnetycznie pomiędzy elektromagnesami przed przejściem poprzez otwór 22 w pomoście 23 i jest zorientowany równolegle do każdego z czterech elektromagnesów oraz jest korzystnie usytuowany w jednakowych odstępach od każdego z nich. Kiedy cząsteczki przechodzą przez śrubowe uzwojenie 21, na cząsteczkach tych wytwarzany jest ładunek. Kiedy naładowane cząsteczki przechodzą przez obszar pusty magnetycznie, wówczas zewnętrzne siły magnetyczne na cząsteczkach zostają usunięte i cząsteczki te konfigurują się na podstawie swych ładunków i wewnętrznych spojeń cząsteczek, by osiągnąć względnie stabilną konfigurację. Konfiguracja ta pozostaje, gdy cząsteczki wychodzą z obszaru pustego magnetycznie, nawet kiedy cząsteczki te przechodzą przez dalsze pole magnetyczne poniżej elektromagnesów. Obecność cytrynianów wydaje się jeszcze bardziej stabilizować cząsteczki.

Korzystne jest, że cztery elektromagnesy 34, 35,36 i 37 są identyczne za wyjątkiem swej orientacji biegunów i że każdy z nich wytwarza w przybliżeniu taki sam strumień magnetyczny.

Elektromagnesy, z których każdy wytwarza około 2000-3000 Gs, są uważane za zadowalające i w takich przypadkach każdy elektromagnes powinien wytwarzać jednakowy strumień w granicach plus lub minus 200 Gs, to znaczy strumień magnetyczny wytwarzany przez wszystkie takie elektromagnesy powinien być jednakowy w granicach około 400 Gs. Ponadto strumień magnetyczny dla każdego elektromagnesu powinien być wycentrowany w każdym biegunie. Elektromagnesy są zasilane przez źródło 38 prądu stałego, przy czym przewody 39 łączą w normalny sposób źródło zasilania z elektromagnesami. Przewód 40 odchodzi od źródła 38 prądu stałego do źródła energii elektrycznej, takiego jak źródło standardowej mocy o napięciu 120 V prądu przemiennego, nie pokazane. Może być konieczne chłodzenie elektromagnesu. Chłodzenie takie może odbywać się w normalny sposób przez cyrkulację płynu chłodzącego, takiego jak zimna woda, poprzez płaszcz chłodzący, nie pokazano, otaczający elektromagnesy, lub otaczający głowice elektromagnesów. Ponadto, chociaż pokazano tu elektromagnesy i są one obecnie korzystne, można stosować magnesy trwałe. W celu otrzymania żądanego silnego pola magnetycznego w dużym urządzeniu mieszającym korzystnie byłyby stosowane egzotyczne magnesy trwałe, takie jak magnesy neodymowe.

Aby przygotować koloidalną zawiesinę według wynalazku przy użyciu przedstawionego i opisanego tu urządzenia, komorę mieszania 10 napełnia się oczyszczoną wodą. Stwierdzono, że stosowanie oczyszczonej wody zapewnia najlepsze rezultaty. Wodę oczyszcza się przez szeregowe filtrowanie poprzez różne złoża filtrujące w zależności od zanieczyszczeń w początkowej wodzie, i następnie przez termiczną destylację wody, napowietrzenie jej i przepuszczenie potem przez komorę ze światłem ultrafioletowym. Stwierdzono, że dla większości publicznych dostaw wody należy najpierw wodę chlorować do 3 ppm i napowietrzać, a potem przepuszczać przez filtr CaMgCO3 (pokruszony marmur), przez filtr klinoptilolitowy odpowiadający numerowi sita +35-20, przez filtr cząstkowy i przez filtr z węgla aktywnego odpowiadający numerowi sita -20+35, zanim przeprowadzi się napowietrzenie i sterylizację promieniowaniem ultrafioletowym.

Oczyszczona woda jest transportowana przez pompę 25 z komory mieszania 10 poprzez śrubową wężownicę 21 i pole magnetyczne wytwarzane przez elektromagnesy 34, 35, 36 i 37 i dalej z powrotem do komory mieszania 10 nieprzerwanie przez około 30 minut. Następnie do cyrkulującej oczyszczonej wody dodaje się koncentrat krzemionki zawierający 27% dwutlenku krzemu w 3-molowym roztworze NaOH. Mieszanina ta przepływa poprzez wężownicę i pole magnetyczne przez około 4 godziny. W czasie tych czterech godzin cyrkulacji do roztworu dodaje się powoli jednakowe stężenia molowe kwasu cytrynowego w postaci soli trój potasowej. Po cyrkulacji przez około 4 godziny z powolnym dodawaniem soli trójpotasowej wartość współczynnika pH roztworu zostaje ustawiona na 7,68 za pomocą kwasu octowego (1-molowy). Tak ustawiony roztwór przepływa następnie przez dodatkowe dwie godziny. Wynikowy roztwór, zostaje następnie rozcieńczony oczyszczoną wodą do końcowego żądanego stężenia w zakresie w przybliżeniu 5-20 ppm, a korzystnie w zakresie około 14-16 ppm krzemionki. Cyrkulacja poprzez wężownicę i pole magnetyczne odbywa się nieprzerwanie podczas całej tej procedury. Po zakończeniu roztwór krzemionki zostaje usunięty z urządzenia przez otworzenie zaworu 29 w trójniku 27, aby gotowy roztwór mógł wypłynąć poprzez przewód rurowy 30 do składowania, pakowania lub następnego etapu mieszania.

Jeśli jest to potrzebne, roztwór krzemionki można usunąć z urządzenia poprzez zawór 29 i przewód rurowy 30 w postaci stężonej przed podanym powyżej etapem końcowego rozcieńczenia, albo po tylko częściowym rozcieńczeniu. W takich przypadkach stężony roztwór krzemionki będzie rozcieńczany przed dalszą obróbką lub w jej trakcie.

Korzystne jest, by śrubowa wężownica 21 była zorientowana tak, aby mieszanina przepływała podczas cyrkulacji w takim kierunku, w jakim normalnie cyrkuluje, kiedy jest spuszczana z basenu, to znaczy w kierunku przeciwnym do ruchu zegara na półkuli północnej i w kierunku zgodnym z ruchem zegara na półkuli południowej. Próby smaku wykazały większą moc, gdy przestrzegano tej reguły.

Po wytworzeniu roztworu koloidalnej krzemionki w większości przypadków z roztworem koloidalnej krzemionki może być łączony czynnik wzbudzający smak, taki jak kwas iboteninowy, kwas trójcholomowy, guanozyno-5'-monofosforan (GMP), inozyno-5'-monofosforan

172 022 (IMP), ksantozyno-5'-monofosforan, 5'-inozynian, 5'-luanylan i/lub inne 5'-nukleotydy, maltol (C6H6O3), maltol etylowy, sulfobursztynian dwuoktylosodowy, N,N'-di-o-toliletylenodwuamina, kwas cyklamowy itp. lub nawet glutaminian jednosodowy (MiSG). Można to robić wykorzystując dowolne dostępne urządzenia mieszające i sposoby. Przykładowo dwusodowy gMp odważa się korzystnie w postaci suchego proszku i miesza się do stężenia 2-5% w roztworze koloidalnej krzemionki 15 ppm. Jeżeli jest to pożądane, kompozycja wzmacniająca smak może zawierać do około 70% wagowych bursztynowego sosu sojowego i do około 1% wagowych soku z czosnku. Jeżeli stosuje się MSG, należy zauważyć, że można stosować znacznie niższe poziomy MSG niż normalnie używane do wzmacniania smaku, a to ze względu na synergistyczny wpływ koloidalnej krzemionki. Uważa się, że takie niższe poziomy są nietoksyczne. Należy również zauważyć, że MSG w sposób naturalny występuje w niewielkich ilościach w sosie sojowym, także jeżeli stosowany jest sos sojowy, wówczas będzie obecne trochę MSG na niskim poziomie.

Próby smaku z koloidalną krzemionką według wynalazku zastosowano zamiast normalnie używanego MSG wykazały, że roztwór koloidalnej krzemionki zapewnia zasadniczo taki sam profil smaku jak MSG zgodnie z badaniami smakowymi bez użycia MSG. Poniżej podano przykłady ilustrujące realizację wynalazku w korzystnych rozwiązaniach praktycznych. Przykłady te stanowią oczywiście tylko ilustrację i nie ograniczają wynalazku.

W przykładach tych podano mieszaniny składników, przy czym każdy składnik podany jest w procentach wagowych oprócz koloidalnej krzemionki (CS), która podawana jest w częściach na milion (ppm) lub w częściach na miliard. W każdym przykładzie resztę każdej mieszaniny stanowi woda.

Przykład I. Trzy mililitry wodnej mieszaniny zawierającej 5 ppm CS, 1,7% dwusodowego GMP, 68% bursztynowego sosu sojowego i 0-1% soku z czosnku dodano do jednej filiżanki zupy jarzynowej na wołowinie. Kompozycja ta nadała tej zupie bogaty mięsny smak i wzmocniła smak warzyw.

Przykład II. Około 1 mililitra wodnej mieszaniny zawierającej 11 ppm CS, 3,3% dwusodowego GMP, 33% bursztynowego sosu sojowego, 0-1% soku z czosnku dodano do jednej filiżanki majonezu. Mieszanina ta nadała bogatszy, łagodniejszy smak i zmniejszyła cierpkość majonezu.

Przykład EU. Około 2,5 mililitra wodnej mieszaniny zawierającej 10 ppm CS, około 3% dwusodowego GMP, 40% bursztynowego sosu sojowego, 0-1% soku z czosnku dodano do jednej filiżanki rosołu z kurczaka z makaronem. Rosół był mocniejszy i miał bogatszy smak kurczaka i przypraw.

Przykład IV. Dwie krople wodnej mieszaniny zawierającej 15 ppm CS i nasycony roztwór maltolu etylowego dodano do jednej filiżanki galaretki. Galaretka miała wyraźniejszy smak owocowy z wytłumieniem silnego posmaku cukru.

Przykład V. Befsztyki marynowano w nadmiarze mieszaniny wodnej zawierającej 38 części na miliard CS, 0,012% dwusodowego GMP, 19,5% bursztynowego sosu sojowego i około 0,5% soku z czosnku przez 10 minut. Mięso wyjęto po zwiększeniu ciężaru o 10%. Następnie mięso ugotowano i stwierdzono znacznie lepszą miękkość, wilgotność i wzmocniony smak.

Przykład VI. Płaty mięsa z indyka marynowano w nadmiarze wodnej mieszaniny według przykładu V przez 4 minuty, po czym pozostawiono na 5 minut. Następnie te płaty mięsa lekko pędzlowano olejem roślinnym. Kilka płatów mięsa zamrożono i potem upieczono w stanie zamrożonym na ruszcie opalanym węgłem drzewnym, a kilka upieczono natychmiast na ruszcie nad węglem drzewnym. Niezależnie od tego, czy pieczenie następowało natychmiast, czy też pieczono zamrożony płat mięsa, kotlety były miękkie i wilgotne oraz miały tylko ślad smaku indyka.

Przykład VII. Filety z zębacza marynowano w nadmiarze wodnej mieszaniny według przykładu V przez około 10 minut. Niektóre filety zanurzono w cieście. Stwierdzono lepsze przywieranie ciasta oraz lepszy smak i moc filetów. Marynowane filety pieczone na otwartym ruszcie bez ciasta nie rozpadały się i miały łagodniejszy smak ryby niż podobne filety bez marynowania.

172 022

Przykład VIII. Jedną lub kilka kropli wodnej mieszaniny zawierającej 15 ppm CS i nasycony roztwór maltolu etylowego wprowadzono do 12 uncji soku z grapefruita. Gorzki smak grapefruita został całkowicie wytłumiony, a wzmocniony był słodki smak grapefruita.

Przykład IX. Około 2,25 mililitra wodnej mieszaniny zawierającej 9 ppm CS, 2,8% dwusodowego GMP, 44% bursztynowego sosu sojowego i 0-1% soku z czosnku dodano do jednej filiżanki sałatki z kurczaka. Uzyskano bogatszy, łagodniejszy smak i mniejszą cierpkość.

Przykład X. Dwie krople wodnej mieszaniny zawierającej 15 ppm CS i 5% dwusodowego GMP dodano do 12 uncji mleka. Usunięty został posmak mleka.

Przykład XI. Około 2 mililitry wodnej mieszaniny zawierającej około 8 ppm CS, 2,5 dwusodowego GMP, 50% bursztynowego sosu sojowego i 0-1% soku z czosnku dodano do jednej filiżanki sosu francuskiego. Sos ten zyskał łagodniejszy smak przy zmniejszonej cierpkości.

Przykład XII. Do około 500 mililitrów soku grapefruitowego przygotowanego z zamrożonego koncentratu i 150 mililitrów oleju roślinnego dodano 8 mililitrów wodnej mieszaniny zawierającej około 15 ppm CS i 5% GMP. Wymieszano do uzyskania emulsji. Emulsję tę zmieszano następnie z około czterema filiżankami mąki i 1/4 łyżeczki sody do pieczenia, rozwałkowano i pocięto na herbatniki. Upieczone herbatniki bezmleczne smakują podobnie jak herbatniki na maślance.

Przykład XIII. Do jednej i jednej czwartej filiżanki soku grapefruitowego, połowy filiżanki soku z białych winogron, ćwierci filiżanki soku pomarańczowego, 150 mililitrów oleju roślinnego i 5 łyżek naturalnej przyprawy maślankowej dodano 10 mililitrów wodnej mieszaniny zawierającej około 15 ppm CS i 5% GMP. Mieszaninę tę wymieszano razem w mieszadle przez około pięć minut i schłodzono przed użyciem. Wystarczającą ilość mieszaniny dodano następnie do czterech filiżanek samorosnącej mąki i jednej czwartej łyżeczki sody do pieczenia, by uzyskać konsystencję ciastowatą. Z ciasta tego wycinano herbatniki i pieczono w temperaturze 204°C przez 18 minut. Upieczone herbatniki bezmleczne smakują podobnie jak herbatniki na maślance. Upieczone herbatniki mogą być zamrożone na kilka miesięcy, odmrażane i przyrządzane w piecu w temperaturze 400°C przez cztery minuty. Herbatnik ma taki sam smak i konsystencję jak herbatnik świeżo upieczony.

Kilka niegotowych herbatników ciętych z ciasta przechowywano w lodówce przy temperaturze około 3°C przez 30 dni. Po przyrządzeniu herbatniki smakowały podobnie jak herbatniki świeżo zrobione.

Chociaż wynalazek ten przedstawiono i opisano w odniesieniu do jego przykładów realizacji obecnie uważanych za najlepszy sposób realizacji tego wynalazku w aktualnej praktyce, należy rozumieć, że można wprowadzać różne zmiany przy dostosowywaniu wynalazku do różnych przykładów realizacji bez odchodzenia od szerszych koncepcji wynalazczych przedstawionych tu i ujętych przez następujące zastrzeżenia patentowe.

172 022

FIG. 2

FIG. 3

172 022

MONOMER ι

DIMER

CYKLICZNY

T

FIG. I

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wodna kompozycja wzmacniająca smak, jako składnik produktów żywnościowych, znamienna tym, że stanowi ją wodna zawiesina cząstek koloidalnej krzemionki, o wielkości od 1 do około 10 nanometrów i w ilości od 20 części na miliard do około 500 części na milion, mających ładunek elektryczny, ewentualnie z dodatkiem środka lub środków pobudzających smak i innych środków pomocniczych.
2. Wodna kompozycja według zastrz. 2, znamienna tym, że środek pobudzający smak jest wybrany z grupy złożonej z kwasu ibotenowego. kwasu trójcholomowego, guanozyno-5'monofosforanu, ksantozyno-5-monofosforanu, inozyno-5'-monofosforanu, 5'-inozynianu, 5'-luanylanu, maltolu, maltolu etylowego, sulfobursztynianu dwuoktylosodowego, N,N'-di-otoliletylenodwuaminy, kwasu cyklamowego i glutaminianu jednosodowego lub ich mieszanin.
3. Wodna kompozycja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera od około 0,1 % do około 5% wagowo jednego lub więcej środków pobudzających smak, do około 70% wagowych bursztynowego sosu sojowego oraz do około 1 % wagowych soku z czosnku.
4. Wodna kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako środek pobudzający smak zawiera 5'-nukleotyd.
5. Wodna kompozycja według zastrz. 4, znamienna tym, że 5'-nukleotydem jest dwusodowoguanozyno-5'-monofosforan.
6. Wodna kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera środek pobudzający smak wybrany z grupy złożonej z maltolu i maltolu etylowego oraz ich mieszanin z dodatkiem produktów owocowych.
7. Wodna kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że wodna zawiesina cząstek koloidalnej krzemionki jest zawiesiną tych cząstek w oczyszczonej wodzie destylowanej.
8. Wodna kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że dodatkowo zawiera około 0,001 mola na litr cytrynianu potasu.
9. Sposób wytwarzania wodnej kompozycji wzmacniającej smak, jako składnika produktów żywnościowych, znamienny tym, że poddaje się przepływającą cyrkulacyjnie zawiesinę cząstek koloidalnej krzemionki, działaniu pola magnetycznego, w którym cząstki te przecinają linie strumienia magnetycznego by przyjąć ładunek elektryczny, a następnie przepuszcza się tę zawiesinę cząstek przez obszar zasadniczo pozbawiony pól magnetycznych, aby cząstki te mogły skonfigurować się bez oddziaływania zewnętrznych pól magnetycznych.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesinę cząstek krzemionki w około 3 do 4-molowych NaOH cyrkuluje się poprzez pole magnetyczne i obszar pozbawiony pola magnetycznego, w trakcie której zawiesinę tę rozcieńcza się wodą do stężenia około 0,050% krzemionki i miareczkuje się kwasem do pH w zakresie około 7,6-8,2.
11. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że rozcieńczanie i miareczkowanie przeprowadza się w czasie kilku godzin.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że stosuje się kwas do miareczkowania wybrany z grupy złożonej z kwasu solnego i kwasu octowego.
13. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że do zawiesiny dodaje się kwas cytrynowy lub jego sól.
14. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że zawiesinę cząstek koloidalnej krzemionki cyrkuluje się poprzez pole magnetyczne w śrubowej wężownicy.

172 022