PL212240B1

PL212240B1 - Wyrób cukierniczy, sposób jego wytwarzania oraz zastosowanie urządzenia dyspergującego

Info

Publication number: PL212240B1
Application number: PL378124A
Authority: PL
Inventors: Salvatore Venneri
Original assignee: Soremartec Sa
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2012-08-31
Also published as: DE502004002005D1; US8114456B2; US8349385B2; EP1592306B1; CA2514854C; US20080299280A1; US20090263557A9; WO2004071204A3; ES2274425T3; WO2004071204A2; US20120076911A1; DE10306259A1; PL378124A1; EP1592306A2; ATE345051T1; CA2514854A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wyrób cukierniczy o długiej przechowalności w postaci miękkiej, kremowej, stabilnej w kształcie, spienionej masy, sposób wytwarzania wspomnianego wyrobu cukierniczego oraz zastosowanie urządzenia dyspergującego do wytwarzania wymienionego wyrobu cukierniczego.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE-3 0 15 825 C2 znany jest wyrób cukierniczy [ang. sweet], który ma długi okres przydatności do spożycia i ma postać miękkiej masy, którą spieniono za pomocą gazu obojętnego, i który jest oparty na emulsji typu olej w wodzie, który zawiera składniki mleka, tłuszcz jadalny, cukier, monoglicerydy i wodę i ma pH wynoszące od 6,2 do 7,5. Wyrób cukierniczy ma konsystencję od dającego się rozprowadzać kremu do porównywalnie gęstej pasty, która jest dostatecznie twarda przy krojeniu. Wyrób ma stabilny kształt i długi okres przydatności do spożycia i nie zawiera żadnych kryształów laktozy, które mogą być wyczuwalne przez konsumenta. Poza tym przynajmniej część tłuszczu jadalnego występuje w postaci skrystalizowanej. Przy wytwarzaniu tego wyrobu cukierniczego za podstawę przyjmuje się słodzone, półodtłuszczone, skondensowane mleko, które stanowi główny składnik fazy wodnej, którą przetwarza się z fazą olejową zawierającą jadalne tłuszcze i monoglicerydy w emulsję typu olej wodzie. Emulsję poddaje się następnie pasteryzacji, dodaje się do niej zarodki kryształów laktozy, a następnie emulsję spienia się drogą wdmuchiwania obojętnego gazu. W czasie mieszania i chłodzenia emulsji przynajmniej część jadalnego tłuszczu krystalizuje.

Przy wytwarzaniu skondensowanego mleka stosuje się zwykle temperatury od 100° do 120°C w cią gu 1 do 3 minut w czasie pasteryzacji mleka i temperatury od 65° do 70°C w czasie odparowania mleka, co prowadzi do częściowej denaturacji białek serwatki.

Ponadto z niemieckiego opisu patentowego nr DE-43 44 534 C1 jest znany spieniony krem mleczny, który wytwarza się ogrzewając mleko nastawione na pewną zawartość tłuszczu i białek i/lub produktów mlecznych w celu denaturacji białek serwatki i ze względów bakteriologicznych, następnie mieszając dodaje się do mleka miodu, suche składniki i środki smakowo-zapachowe, wytwarzając mieszaninę tłuszczu(ów) z emulgatorami i/lub stabilizatorami, a następnie miesza się tę mieszaninę z wytworzoną wcześ niej mieszaniną mleczną i ogrzewa się ze wzglę dów bakteriologicznych, przy czym mieszaninę chłodzi się następnie do temperatury ubijania, ubija mieszaninę i ubitą mieszaninę pozostawia następnie do ochłodzenia i krystalizacji.

Przy tym jednak opisany wyżej proces prowadzi do wyrobu cukierniczego zawierającego znaczną ilość denaturowanych białek serwatki.

Do stanu techniki należą także wyroby cukiernicze wytwarzane ze świeżego, pasteryzowanego pełnego mleka (świeżego mleka) i odtłuszczonego mleka w proszku jako podstawy mlecznej. Dzięki wysokim temperaturom stosowanym w czasie produkcji odtłuszczone mleko w proszku ma wyższą zawartość denaturowanych białek serwatki, a także wyższą utratę witamin.

Jednakże ze względu na fizjologię odżywiania pożądana jest obecność naturalnych białek mleka (niższy stopień denaturacji białek serwatki), której towarzyszy wysoka zawartość białek mleka i wysoka zawartość suchej masy mleka.

Do stanu techniki należą także wyroby cukiernicze oparte na jogurcie i twarogu według niemieckiego opisu patentowego nr DE-37 27 680 C2, które mają jednak wysoką zawartość denaturowanych białek serwatki. Produkty dostępne na rynku, takie jak Kyr (Parmalat) i Merenda allo Yogurt (Plasmon), mają stopień denaturacji, który jest wyraźnie wyższy niż 20%. Tłuszcze jadalne w tych produktach tworzą ponadto aglomeraty, które mają związaną z objętością wielkość cząstek D50,3 odpowiednio 27 μm i 50 μm. Wielkość cząstek D50,3 oznacza średnicę cząstek, poniżej której leży 50% całkowitej objętości cząstek.

Stan techniki obejmuje ponadto lody, które mają zawartość białek mleka od 1,5 do 5% wagowo, beztłuszczową suchą masę mleczną od 4 do 12% wagowo i zawartość tłuszczów od 10 do 14% wagowo, wszystkie w stosunku do całkowitej masy lodów. Kilka badanych handlowych próbek lodów miało ponadto średnicę D50,3 aglomeratów tłuszczowych od 19 do 30 μm.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE-100 05 374 A1 jest znany wyrób cukierniczy o długim okresie przydatności do spożycia, które mają postać miękkiej, kremowej, spienionej masy zawierającej składniki mleka, tłuszcze jadalne, cukier i substytuty cukru oraz wodę, przy czym przynajmniej część tłuszczu jadalnego jest zawarta w postaci krystalicznej w temperaturze pokojowej, wyroby cukiernicze nie zawierają żadnych kryształów laktozy, które mogłyby być wyczuwalne przez konsumenta, a zawartość protein mleka wynosi od 6 do 20% wagowo, zawartość beztłuszczowej suchej masy mlecznej wynosi od 16 do 55% wagowo, a stopień denaturacji białek serwatki wynosi poniżej 10%. Te wyroby,

PL 212 240 B1 wytwarzane sposobem znanym z niemieckiego opisu patentowego nr DE-100 05 374 A1, mają wielkość cząstek związaną z objętością D50,3 aglomeratów tłuszczów jadalnych, która wynosi od 1,5 do 2,5 μm.

Celem stanowiącym podstawę wynalazku jest opracowanie wyrobu cukierniczego, który ma lepszą trwałość pod względem okresu przydatności do spożycia i dłuższej retencji, a pod względem czasu właściwości charakterystyczne, takie jak miękkość, kremowość, stabilność kształtu, świeży smak i właściwości smakowo-zapachowe mleka.

Powyższy cel rozwiązuje się za pomocą wyrobu cukierniczego o długim okresie przydatności do spożycia, który ma właściwości opisane poniżej.

Przedmiotem wynalazku jest wyrób cukierniczy o długiej przechowalności w postaci miękkiej, kremowej, stabilnej w kształcie, spienionej masy, zawierający

- składniki mleka, przy czym wymienione słodycze mają zawartość białek mleka od 5,5 do 20% wagowo w stosunku do całkowitej masy słodyczy, beztłuszczowej suchej masy mlecznej od 14 do 55% wagowo w stosunku do całkowitej masy słodyczy i stopień denaturacji białek serwatki < 10%,

- tłuszcze jadalne, przy czym przynajmniej część wymienionego tłuszczu jadalnego występuje w temperaturze pokojowej w postaci krystalicznej,

- cukier i/lub substytuty cukru, przy czym wymienione słodycze nie zawierają żadnych kryształów laktozy, które mogą być wyczuwane przez konsumenta, i

- wodę, charakteryzujący się tym, że aglomeraty tłuszczu jadalnego w krystalicznej lub niekrystalicznej postaci, mają wielkość cząstek związaną z objętością D50,3 od 3,5 do 18 nm.

Korzystnie zawiera od 15 do 50% wagowo jadalnego tłuszczu w stosunku do całkowitej masy wyrobu cukierniczego.

Korzystnie zawiera od 8 do 45% wagowo cukru i/lub substytutów cukru w stosunku do całkowitej masy wyrobu cukierniczego.

Korzystnie zawiera od 13 do 45% wagowo wody w stosunku do całkowitej masy wyrobu cukierniczego.

Korzystnie zawiera od 5,5 do 14% wagowo białek mleka w stosunku do całkowitej masy wyrobu cukierniczego.

Korzystnie zawiera od 14 do 37% wagowo beztłuszczowej, suchej masy mlecznej w stosunku do całkowitej masy wyrobu cukierniczego.

Korzystnie stopień denaturacji wynosi 0%.

Korzystnie wielkość cząstek D50,3 aglomeratów tłuszczu jadalnego wynosi od 4,0 do 16 μm, a zwłaszcza od 4,5 do 14 μm.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania wyrobu cukierniczego określonego powyżej obejmujący następujące etapy wytwarzania:

a) mieszanie pasteryzowanego, świeżego, pełnego mleka, kwaśnego pełnego mleka lub pełnego jogurtu mlecznego i/lub pasteryzowanego, świeżego, półodtłuszczonego mleka, kwaśnego półodtłuszczonego mleka lub półodtłuszczonego jogurtu i/lub pasteryzowanego, świeżego odtłuszczonego mleka, kwaśnego odtłuszczonego mleka lub odtłuszczonego jogurtu mlecznego z cukrem i/lub substytutami cukru oraz ewentualnie z innymi dodatkami,

b) nastawianie mieszaniny otrzymanej w etapie a) drogą łagodnego odparowania w temperaturze < 60°C i przy ciśnieniu < 100 000 Pa lub drogą suszenia liofilizacyjnego do wymaganej zawartości suchej masy,

c) dyspergowanie fazy tłuszczowej zawierającej tłuszcze jadalne i ewentualnie emulgatory w zatężonej wodnej mieszaninie otrzymanej w etapie b) stosując obrotowy pusty wewnątrz cylinder z mikroporowatą membraną, którego zewnętrzna powierzchnia jest skierowana do fazy wodnej, natomiast wewnętrzna powierzchnia jest skierowana do fazy tłuszczowej, przy czym powierzchnia skierowana do fazy wodnej ma zewnętrzną warstwę membranową o porach < 1 μm,

d) pasteryzacja wyrobu cukierniczego otrzymanego w etapie c) w temperaturach maksymalnie 80°C oraz

e) chłodzenie wyrobu cukierniczego, ewentualnie dodawanie z mieszaniem mikrokryształów laktozy, spienianie wyrobu cukierniczego drogą wdmuchiwania gazu i wykrystalizowanie z wyrobu cukierniczego przynajmniej części tłuszczu jadalnego.

Korzystnie w czasie dyspergowania tłuszczów jadalnych przykłada się ciśnienie od 0 do 500 000 Pa i stosuje temperaturę < 60°C.

PL 212 240 B1

Korzystnie szybkość obwodowa obrotowego pustego wewnątrz cylindra z mikroporowatą membraną nastawia się na 0,35 do 35 m/sek.

Korzystnie pusty wewnątrz cylinder z mikroporowatą membraną jest rurą z mikroporowatego spiekanego szkła.

Korzystnie rura z mikroporowatego spiekanego szkła składa się z wewnętrznej rury podporowej ze spiekanego szkła o porach od 5 do 25 μm i z zewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła o grubości 1 do 2 mm i wielkości porów < 1 μm.

Korzystnie średnia wielkość porów wewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła wynosi od 0,4 do 0,8 Lim.

Korzystnie zewnętrzna warstwa ze spiekanego szkła składa się z kilku warstw ze spiekanego szkła o różnych wielkościach porów, przy czym warstwa o najmniejszej średniej wielkości porów tworzy powierzchnię rozdziału z ciągłą fazą wodną.

Korzystnie warstwa (warstwy) spieczonego szkła jest (są) wykonana ze szkła borokrzemianowego 3.3.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania wyrobu cukierniczego określonego powyżej obejmujący następujące etapy wytwarzania:

b) dyspergowanie fazy tłuszczowej zawierającej tłuszcze jadalne i ewentualnie emulgatory w zatężonej wodnej mieszaninie otrzymanej w etapie a) stosując obrotowy pusty wewnątrz cylinder z mikroporowatą membraną, którego zewnętrzna powierzchnia jest skierowana do fazy wodnej, natomiast wewnętrzna powierzchnia jest skierowana do fazy tłuszczowej, przy czym powierzchnia skierowana do fazy wodnej ma zewnętrzną warstwę membranową o porach < 1 Lm,

c) doprowadzenie mieszaniny otrzymanej w etapie b) drogą łagodnego odparowania w temperaturze < 60°C i przy ciśnieniu < 100 000 Pa albo drogą suszenia liofilizacyjnego do wymaganej zawartości suchej masy,

Korzystnie rura z mikroporowatego spiekanego szkła składa się z wewnętrznej rury podporowej ze spiekanego szkła o porach od 5 do 25 L m i z zewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła o grubości 1 do 2 mm i wielkości porów < 1 L m.

Korzystnie średnia wielkość porów wewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła wynosi od 0,4 do 0,8 L m.

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie urządzenia dyspergującego zawierającego cylindryczne naczynie z regulacją temperatury i obrotowy, wydrążony cylinder (rurę) z mikroporowatą membraną, który jest umieszczony w środku wymienionego naczynia i ma zewnętrzną warstwę membranową o porach < 1 L m, do wytwarzania wyrobu cukierniczego określonego powyżej.

Korzystnie wydrążony cylinder z mikroporowatą membraną składa się z wewnętrznej rury podporowej ze spiekanego szkła o porach od 5 do 25 L m i z zewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła o grubości od 1 do 2 mm i wielkości porów < 1 L m.

Korzystnie średnia wielkość porów zewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła wynosi od 0,4 do 0,8 L m.

PL 212 240 B1

Korzystnie zewnętrzna warstwa ze spiekanego szkła składa się z kilku warstw ze spiekanego szkła o różnej wielkości porów, przy czym warstwa o najmniejszej średniej wielkości porów tworzy warstwę najbardziej zewnętrzną.

Korzystnie warstwa (warstwy) ze spiekanego szkła jest (są) wykonana ze szkła borokrzemianowego 3.3.

Wyrób cukierniczy według wynalazku ma związaną z objętością wielkość cząstek D50,3 aglomeratów tłuszczu jadalnego od 3,5 do 18 μm, co przyczynia się do lepszej trwałości struktury, a to z kolei zwiększa długotrwałą stabilność, a także do zachowania korzystnych właściwości w ciągu dłuższego okresu czasu. Lepsza stabilizacja powoduje zwłaszcza niższą skłonność do segregacji.

Wyrób cukierniczy według wynalazku ma wydłużony okres użytkowania, co oznacza, że może być przechowywany w chłodnych warunkach (< 12°C), na przykład w chłodziarce albo na zimnej półce, w ciągu co najmniej 9 miesięcy, bez żadnych zastrzeżeń pod względem mikrobiologicznym. Długi okres przechowalności wyrobu cukierniczego według wynalazku jest w zasadzie spowodowany zawartością suchej masy mlecznej i cukru albo substytutu cukru, określonej wielkości cząstek aglomeratów zdyspergowanego tłuszczu jadalnego oraz procesem pasteryzacji w czasie ich produkcji. Białka mleka i cukier albo substytuty cukru powodują wiązanie wody i zmniejszają aktywność wody. Aktywność wody (aw) wynosi korzystnie < 0,9.

Wyrób cukierniczy według wynalazku jest poza tym miękki, a zatem łatwy do rozprowadzania. Słowo miękki charakteryzuje spoistość wyrobu cukrowego i można ją opisać za pomocą skutecznej lepkości, która ma korzystnie wartości od 100 do 5000 Pas, a zwłaszcza od 500 do 2000 Pas, przy szybkości ścinania 0,5 sek^-1 w temperaturze 20°C. Dzięki wielkości cząstek aglomeratów według wynalazku tłuszczu jadalnego obecnego w sposób zdyspergowany w wyrobie cukierniczym, miękkość wyrobu cukierniczego można utrzymywać w ciągu długiego okresu czasu.

Kremową konsystencję wyrobu cukierniczego według wynalazku nastawia się zwłaszcza za pomocą suchej masy mlecznej, zakresu topnienia tłuszczów, proporcji cukru i substytutów cukru oraz zawartości wody. Wyrób cukierniczy uważa się za kremowy, jeżeli jego skuteczna lepkość zmniejsza się w miarę zwiększania się szybkości ścinania. Zgodnie z tym właściwość kremowości wyrobu cukierniczego według wynalazku określa się stosując technologię pomiarową poprzez trend lepkości w zależności od szybkości ścinania. Konsystencja kremowa wyrobu cukierniczego może być utrzymywana w ciągu długiego okresu czasu dzięki obecności aglomeratów tłuszczu jadalnego w postaci cząstek które mają wartość D50,3 od 3,5 do 18 μm.

Wyrób cukierniczy według wynalazku jest ponadto stabilny wymiarowo (mają stały kształt). Pod względem reologii oznacza to, że ma on wyraźną granicę plastyczności, a zatem nie ustępuje pod wpływem ciężkości. Stabilność wymiarowa jest ponadto lepsza dzięki wielkości cząstek aglomeratów oleju jadalnego według wynalazku, ponieważ zmniejsza się niebezpieczeństwo segregacji fazy wodnej i fazy tłuszczu jadalnego w wyrobie cukierniczym.

Wyrób cukierniczy według wynalazku jest ponadto spieniony i charakteryzuje się korzystnie gęstością od 0,55 do 0,75 g/cm³ i obszarem właściwym powierzchni międzyfazowej od 700 do 2500 cm²/cm³.

Składniki mleka w wyrobie cukierniczym według wynalazku obejmują białka mleka pochodzące z mleka, cukier mlekowy (laktozę), sole mleka i witaminy mleka, jak również tłuszcz mleka. Oprócz pełnego mleka do produkcji wyrobu cukierniczego można stosować także mleko półodtłuszczone albo mleko odtłuszczone, jogurt albo otrzymane z nich mleko kwaśne.

Tłuszcze jadalne zawarte w wyrobie cukierniczym według wynalazku są złożone z tłuszczu mleka i/lub tłuszczów roślinnych i/lub tłuszczów zwierzęcych dodawanych w czasie produkcji, takich jak na przykład olej palmowy, czysty tłuszcz masła albo margaryna. Całkowita zawartość tłuszczu jadalnego w wyrobie cukierniczym, według wynalazku wynosi korzystnie od 15 do 50% wagowo, a zwłaszcza od 20 do 45% wagowo. Przynajmniej część tłuszczu ma postać krystaliczną w temperaturze pokojowej. Entalpia topnienia tłuszczu wynosi przez to korzystnie co najmniej 10 dżuli/g w zakresie temperatur od 20 do 50°C. Wielkość cząstek D50,3 krystalicznych i niekrystalicznych aglomeratów tłuszczu jadalnego wynosi ponadto korzystnie od 4,0 do 16 nm, a zwłaszcza od 4,5 do 14 nm.

Cukier w wyrobie cukierniczym według wynalazku obejmuje laktozę pochodzącą z mleka i cukier dodany w czasie produkcji, na przykład w postaci miodu, sacharozy, laktozy, glukozy, fruktozy, maltozy i galaktozy. Zawartość cukru w wyrobie cukierniczym według wynalazku można całkowicie albo częściowo zastąpić substytutami cukru, takimi jak na przykład zamienniki cukru (na przykład sorbit, maltitol, izomaltol, ksylitol), oligosacharydy i oligo-fruktozy. Całkowita zawartość tłuszczu i środków zastępczych cukru wynosi korzystnie od 8 do 45% wagowo, a zwłaszcza od 10 do 40% wagowo.

PL 212 240 B1

Zgodnie z innym korzystnym rozwiązaniem wyrobu cukierniczego według wynalazku zawartość wody wynosi od 13 do 45% wagowo, a zwłaszcza od 20 do 35% wagowo.

W przypadku wytwarzania z niesfermentowanych produktów mlecznych wyrób cukierniczy według wynalazku ma wartość pH, która wynosi typowo od 6,2 do 7,5. Jeżeli wyrób cukierniczy wytwarza się stosując jogurt albo kwaśne mleko, to wartość pH wynosi korzystnie od 4,0 do 5,5, a zwłaszcza od 4,2 do 4,8.

Wyrób cukierniczy według wynalazku może zawierać ponadto emulgatory, korzystnie jednoi/lub dwuglicerydy, normalnie w ilości od 0 do 1% wagowo.

Wyrób cukierniczy według wynalazku może zawierać ponadto dalsze składniki. Do nastawiania konsystencji można stosować przy tym ponadto włókna dietetyczne, oligosacharydy i polisacharydy, takie jak na przykład skrobia i maltodekstryna. Do nastawiania właściwości smakowo-zapachowych można stosować na przykład kakao, środki smakowo-zapachowe, środki słodzące i barwniki. W celu zwiększenia fizjologicznej wartości środków słodzących można dodawać także wtórne wyciągi roślinne, prebiotyki i probiotyki.

Środki słodzące charakteryzują się wysoką (beztłuszczową) suchą masą mleczną i wysoką zawartością białek mleka, której towarzyszy bardzo niski stopień denaturacji białek serwatki. Z niskim stopniem denaturacji jest związane niskie uszkodzenie protein białek, a zatem wysoka zawartość (procentowa) naturalnych białek mleka, a stąd także niskie straty witamin w stosunku do wyjściowego produktu mlecznego stosowanego w czasie produkcji.

Beztłuszczowa sucha masa mleczna stanowi korzystnie 14 do 37% wagowo. Zawartość białek mleka wynosi ponadto korzystnie od 5,5 do 14% wagowo.

Niski stopień denaturacji (< 10%) w wyrobie cukierniczym według wynalazku daje w wyniku bardzo intensywny zapach i smak mleka. Ponadto jest możliwe wytwarzanie wyrobu cukierniczego według wynalazku bez emulgatorów. W dalszym korzystnym rozwiązaniu stopień denaturacji białek serwatki wynosi 0% i nie jest już wykrywalny.

Wysoka zawartość naturalnych białek mleka jest ważna pod względem fizjologii odżywiania, ponieważ białka naturalne mogą być całkowicie wykorzystane w organizmie człowieka.

Wyrób cukierniczy według wynalazku zawiera tłuszcze jadalne (krystaliczne i niekrystaliczne) przy wielkości cząstek aglomeratów D50,3 od 3,5 do 18 μm, korzystnie od 4,0 do 16 μm, a zwłaszcza od 4,5 do 14 μm. Określona wyżej wielkość cząstek daje w wyniku strukturę wyrobu cukierniczego, która utrzymuje się w ciągu dłuższego okresu czasu dzięki zmniejszaniu się skłonności do oddzielania się fazy wodnej od fazy tłuszczu jadalnego. Powoduje to jednocześnie wzrost mikrobiologicznej przechowalności, stałości wymiarowej, a także zachowania miękkości, kremowości i intensywnego smaku i zapachu mleka w ciągu dłuższego okresu czasu.

W wyrobie cukierniczym według wynalazku aglomeraty tłuszczu jadalnego składają się z poszczególnych kropelek tłuszczu, które są związane ze sobą w indywidualnych miejscach za pomocą mostków. Te mostki wyznaczają w decydującym stopniu wyraźną granicę plastyczności pianki, a zatem jej trwałość pod względem wpływu ciężkości (stałość wymiarowa). Mostki nie stwarzają jednak dużych zwartych cząstek tłuszczu jadalnego, lecz raczej przerywają się ponownie pod wpływem temperatury i ścinania (typowe naprężenie w ustach). Tłuszcz jadalny przyjmuje wtedy ponownie postać małych indywidualnych kropelek, które stwarzają wrażenie kremowe o miękkiej kremowej konsumpcji. Przy tym jednak, jeżeli aglomeraty tłuszczu jadalnego są zbyt duże, to nie mogą one rozpadać się na małe indywidualne cząstki z tą samą szybkością, a wrażenie konsumpcji nie jest łagodnie kremowo/kremowe, lecz raczej tłuste, ponieważ zbyt duża powierzchnia ust jest pokryta tłuszczem w tym samym czasie. Z tego powodu ustalono, że wielkość cząstek aglomeratów tłuszczów jadalnych nie może być z jednej strony zbyt mała, a z drugiej strony nie może być zbyt wielka.

Wyrób cukierniczy według wynalazku można wytwarzać stosując sposób, który obejmuje następujące etapy:

a) mieszanie pasteryzowanego, świeżego, pełnego mleka, kwaśnego pełnego mleka albo jogurtu z pełnego mleka i/lub pasteryzowanego, świeżego półodłuszczonego mleka, kwaśnego półodtłuszczonego mleka albo jogurtu z półodtłuszczonego mleka i/lub pasteryzowanego, świeżego odtłuszczonego mleka, kwaśnego odtłuszczonego mleka albo jogurtu z odtłuszczonego mleka z cukrem i/lub substytutami cukru i ewentualnie innymi dodatkami,

b) nastawianie mieszaniny otrzymanej w etapie a) drogą łagodnego odparowania w temperaturze < 60°C i pod ciśnieniem < 100 000 Pa (1 bara) albo drogą suszenia liofilizacyjnego do pożądanej zawartości suchej masy,

PL 212 240 B1

c) dyspergowanie fazy tłuszczowej zawierającej oleje jadalne i ewentualnie emulgatory w zatężonej wodnej mieszaninie otrzymanej w etapie b) stosują c obrotowy pusty wewną trz cylinder z mikroporowatą membraną, którego zewnętrzna powierzchnia jest skierowana do fazy wodnej, a powierzchnia wewnętrzna jest skierowana do fazy tłuszczowej, przy czym powierzchnia skierowana do fazy wodnej ma zewnętrzną warstwę membranową z porami o wielkości < 1 μm,

d) pasteryzowanie słodyczy otrzymanych w etapie c) w temperaturze maksymalnie 80°C,

e) chłodzenie słodyczy, ewentualnie mieszanie mikrokryształami laktozy, spienianie słodyczy drogą wdmuchiwania gazu i wykrystalizowanie przynajmniej części tłuszczu jadalnego ze słodyczy.

Sposób według wynalazku opisuje się bardziej szczegółowo niżej w odniesieniu do poszczególnych etapów procesu.

W etapie a) stosuje się pasteryzowane, świeże pełne mleko, kwaśne pełne mleko lub jogurt z pełnego mleka i/lub pasteryzowane świeże, półodtłuszczone mleko, kwaśne półodtłuszczone mleko lub jogurt z półodtłuszczonego mleka i/lub pasteryzowane świeże odtłuszczone mleko, kwaśne odtłuszczone mleko lub jogurt z odtłuszczonego mleka. Zgodnie z Milchverordnung (niemiecka regulacja dotycząca mleka) świeże mleko, które stosuje się jako takie albo jako mleko kwaśne albo jogurt mleczny, zostało poddane krótkotrwałej obróbce cieplnej przy ciągłym przepływie w temperaturze od 72° do 75°C z czasem utrzymywania w cieple od 15 do 30 sekund i wykazuje po krótkotrwałej obróbce cieplnej negatywne świadectwo fosfatazy i pozytywne świadectwo peroksydazy.

Tak pasteryzowane świeże pełne mleko (kwaśne pełne mleko, jogurt z pełnego mleka) albo pasteryzowane świeże półodtłuszczone mleko (mleko kwaśne, jogurt mleczny) albo pasteryzowane świeże odtłuszczone mleko (kwaśne odtłuszczone mleko, jogurt z odtłuszczonego mleka) miesza się z cukrem i/lub substytutami cukru. Mieszanie odbywa się z reguły w temperaturze < 60°C i może mieć miejsce w pracującym w sposób ciągły urządzeniu mieszającym albo w pojemnikach okresowych.

W celu nastawienia konsystencji, smaku i barwy oraz wartości fizjologicznej, do mleka albo jogurtu mlecznego można dodawać mieszając także i inne składniki, takie jak na przykład polisacharydy, kakao, środki smakowo-zapachowe, takie jak wanilina, środki słodzące i barwniki, wtórne wyciągi roślinne, probiotyki i prebiotyki.

Zatężanie do wymaganej zawartości suchej masy według etapu produkcji b) prowadzi się na przykład w wyparce temperaturach < 60°C i przy niskim ciśnieniu < 100 000 Pa (1 bara) albo drogą suszenia liofilizacyjnego.

W czasie produkcji według etapu c) faza wodna (zatężona mieszanina) otrzymana w etapie b) występuje korzystnie w ilości od 50 do 85% wagowo i miesza się ją z fazą tłuszczową korzystnie w ilości od 15 do 50% wagowo.

Jako fazę tłuszczową stosuje się normalnie tłuszcze roślinne i/lub zwierzęce, takie jak na przykład olej palmowy, czyste masło albo margaryna, z których wszystkie są tłuszczami jadalnymi. Możliwe jest stosowanie emulgatorów, korzystnie jedno- i dwuglicerydów.

W procesie dyspergowania za pomocą obrotowej mikroporowatej membrany, dyspergowaną fazę tłuszczu jadalnego wprowadza się z wnętrza na zewnątrz przez obracający się pusty wewnątrz cylinder z mikroporowatą membraną do (ciągłej) fazy wodnej płynącej po zastosowaniu nastawnych sił odśrodkowych.

Dyspergowanie, w którym prowadzi się etap c) odbywa się normalnie w temperaturze < 60°C, tak że fazy ciekłe wciąż istnieją w czasie ich dyspergowania.

Co więcej, w etapie c) produkcji przykłada się ciśnienie od 0 do 500 000 Pa (od 0 do 5 barów), a zwłaszcza od 80 000 Pa do 150 000 Pa (0,8 do 1,5 bara). Ciśnienie ma wpływ na objętościowy przepływ tłuszczu przez korpus obracającej się membrany. Im większe jest ciśnienie, tym większa jest wielkość kropelek tłuszczu w skądinąd identycznych warunkach.

Szybkość obwodową obracającego się pustego wewnątrz cylindra z mikroporowatą membraną można nastawiać poprzez szybkość obrotową i zewnętrzną średnicę korpusu membrany i wynosi ona korzystnie od 0,35 do 35 m/s, a zwłaszcza od 1,4 do 11 m/s.

Dyspergowanie, w którym prowadzi się etap c) produkcji, powoduje minimalne ścinanie, tak że wykluczona jest w znacznym stopniu denaturacja, a zatem uzyskuje się ogółem bardzo niskie stopnie denaturacji < 10%, a zwłaszcza 0% (denaturacja poniżej granicy wykrywalności).

Jako pusty wewnątrz cylinder membranowy stosuje się rurę z mikroporowatego spiekanego szkła. Taka rura ze spiekanego szkła składa się korzystnie z elementu podporowego ze spiekanego szkła o porach od 5 do 25 μm i z zewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła, która ma wielkość porów < 1 nm, korzystnie od 0,4 do 0,8 μm, a zwłaszcza od 0,7 do 0,8 μm. W dalszym korzystnym rozwiąza8

PL 212 240 B1 niu warstwa spiekanego szkła składa się z kilku spiekanych warstw, przy czym warstwa o najmniejszej średniej wielkości porów tworzy powierzchnię rozdziału z ciągłą fazą wodną. Warstwa spiekanego szkła ma ponadto korzystnie grubość od 1 do 2 mm. Na koniec warstwa spiekanego szkła jest wykonana korzystnie ze szkła borokrzemianowego 3.3.

Wielkość kropelek tłuszczu jadalnego oznacza się drogą pomiaru naprężenia ścinającego na ściankach, które jest wprost proporcjonalne do szybkości obrotowej (obroty na minutę) korpusu membrany i do lepkości ciągłej fazy wodnej. Wysokie naprężenie ścinania na ściankach umożliwia wczesne rozdzielanie się kropelek, a zatem tworzenie się mniejszych cząstek kropelek tłuszczu.

Zwiększająca się lepkość ciągłej fazy wodnej zwiększa naprężenie ścinające na ściankach, co powoduje, że kropelki szybciej się rozdzielają. Ponadto w miarę wzrostu lepkości wielkość kropelek jest także wystawiona na rosnący opór. Obydwa czynniki prowadzą do zmniejszenia wielkości kropelek.

Małe kropelki otrzymuje się przy niskim ciśnieniu, wysokiej lepkości ciągłej fazy wodnej i wysokiej obwodowej szybkości korpusu membrany.

Wielkość kropelek tłuszczów jadalnych określa się ponadto wielkością porów stosowanej zewnętrznej warstwy membrany, która styka się z fazą wodną. Wielkość kropelek jest na ogół 5 do 10 razy większa niż zewnętrzne mikropory warstwy membrany.

Kropelki tłuszczów jadalnych ulegają aglomeracji dzięki naprężeniu mechanicznemu w dalszych etapach produkcji, a zwłaszcza w czasie chłodzenia i spieniania według etapu e) procesu produkcyjnego. Wielkość kropelek tłuszczów jadalnych wpływa w ten sposób na wielkość utworzonych aglomeratów tłuszczów jadalnych. Im mniejsza wielkość kropelek, tym mniejsze są aglomeraty i wartość D50,3, i odwrotnie, w skądinąd identycznych warunkach produkcji.

W wyż ej opisanym procesie produkcji wyrobu cukierniczego wedł ug wynalazku moż liwe jest także dyspergowanie fazy tłuszczowej według etapu c) bezpośrednio w mieszaninie otrzymanej w etapie a), a nastę pnie nastawianie wymaganej zawartoś ci suchej masy drogą odparowania (etap b).

Następny etap pasteryzacji d) dla wyrobu cukierniczego ma miejsce w temperaturze nie wyższej niż 80°C. Temperatura pasteryzacji wynosi normalnie od 70° do 80°C, a sam proces pasteryzacji trwa normalnie od 1 do 4 minut. W celu uniknięcia strat ogólnej ilości wody w produkcie końcowym należy uważać, aby w czasie pasteryzacji utrata wody nie następowała na skutek parowania albo usuwania wody. Stąd zaleca się stosowanie dostatecznego ciśnienia hydrostatycznego.

Po fazie pasteryzacji wyrób cukierniczy chłodzi się w etapie e) stosując na przykład układ chłodzenia połączony z wylotem urządzenia do pasteryzacji.

W czasie chł odzenia do wyrobu cukierniczego moż na ewentualnie wstrzykiwać małą ilość małych zarodków krystalicznych laktozy, na których rozpuszczona laktoza będzie następnie krystalizować bez wyczuwania chropowatości. Możliwe jest także wytwarzanie zawiesiny zarodków kryształów i cieczy i jej ciąg łe dodawanie do wyrobu cukierniczego.

Następnie wyrób cukierniczy chłodzi się dalej, na przykład za pomocą jednego albo więcej układów chłodzenia. W tej fazie wyrób cukierniczy spienia się, normalnie drogą wstrzykiwania albo wdmuchiwania do wyrobu cukierniczego dawkowanej ilości gazu, korzystnie gazu obojętnego (na przykład azotu), za pomocą iniektora albo obrotowej mikroporowatej membrany. Ponadto wykrystalizowuje przynajmniej część tłuszczu jadalnego.

W wyrobach cukierniczych niemroż onych temperatura w pierwszym etapie chł odzenia wynosi na przykład od 60° do 30°C, po którym ma miejsce wstrzyknięcie zarodków krystalicznych laktozy i wtedy, przed spienianiem i wykrystalizowaniem tł uszczów jadalnych, wyrób cukierniczy chł odzi się w dalszym etapie chł odzenia do temperatury na przykł ad od 20 do 10°C.

Przy wytwarzaniu zamrożonych wyrobów cukierniczych, takich jak np. lody, pasteryzowaną mieszaninę otrzymaną w etapie d) chłodzi się do temperatury poniżej temperatury zamarzania, na przykład za pomocą rurkowego wymiennika ciepła, i poddaje przechowywaniu w chłodzie, na przykład w ciągu 24 godzin w zbiorniku do dojrzewania. Ochłodzoną mieszaninę chłodzi się następnie dalej w zamrażarce i doprowadza do niej gaz. Nastę pnie prowadzi się utwardzanie w celu ustabilizowania struktury w zamrażarce, korzystnie w temperaturze od -30° do -45°C, aż do osiągnięcia temperatury rdzenia produktu -25°C.

Spieniony wyrób cukierniczy otrzymany sposobem według wynalazku można pakować aseptycznie jako takie do pojemników, które zamyka się hermetycznie i sprzedaje.

Wyrób cukierniczy według wynalazku nadaje się także do stosowania bezpośrednio jako składnik nadający się do konsumpcji produktu, na przykład jako nadzienie, przy wytwarzaniu pieczonego produktu, na przykład kromki z kremem mlecznym, w której wyrób cukierniczy nakłada się na warstwę

PL 212 240 B1 upieczonego produktu albo warstwowo pomiędzy dwiema albo więcej warstw upieczonego produktu albo stosuje jako nadzienie zwijanego upieczonego produktu.

Wyrób cukierniczy według wynalazku można stosować także do nakładania albo nadziewania produktu cukierniczego [ang. pastry product]. Wyrób cukierniczy według wynalazku można stosować ponadto jako nadzienie, jako część nadzienia albo jako dekorację wypełnionych produktów czekoladowych albo produktów cukrowych. Wyrób cukierniczy można przy tym mieszać z owocami (nadzienie owocowe).

Na koniec możliwe jest także stosowanie wyrobu cukierniczego według wynalazku jako deseru, jako składnika deseru albo do smarowania chleba.

Wreszcie przedmiotem wynalazku jest stosowanie urządzenia dyspergującego do wytwarzania wyrobu cukierniczego według wynalazku.

Urządzenie dyspergujące składa się z cylindrycznego naczynia z regulacją temperatury i z obrotowego pustego wewnątrz cylindra z mikroporowatą membraną, który jest umieszczony w środku naczynia i ma zewnętrzną warstwę membranową o wielkości porów < 1 μm.

Pusty wewnątrz cylinder z mikroporowatą membraną składa się korzystnie z wewnętrznej rury podporowej ze spiekanego szkła o porach od 5 do 25 um i z zewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła o grubości od 1 do 2 mm i wielkości porów < 1 μ^ι. Szczególnie korzystna jest średnia wielkość porów warstwy spiekanego szkła od 0,4 do 0,8 μm, a zwłaszcza od 0,7 do 0,8 μm. Zgodnie z dalszym korzystnym rozwiązaniem zewnętrzna warstwa spiekanego szkła składa się z kilku warstw spiekanego szkła, które mają różne wielkości porów, przy czym warstwa o najmniejszej średniej wielkości porów tworzy warstwę najbardziej zewnętrzną. Warstwa(y) spiekanego szkła są wykonane zwłaszcza ze szkła borokrzemianowego 3.3.

Urządzenie dyspergujące, które stosuje się korzystnie, jest opisane bardziej szczegółowo w odniesieniu do Fig. 1.

Fig. 1 przedstawia urządzenie do wytwarzania wyrobu cukierniczego według wynalazku.

Urządzenie dyspergujące składa się z cylindrycznego naczynia 1 z regulacją temperatury. Doprowadzanie dyspersji formującej odbywa się korzystnie za pomocą mimośrodowej pompy ślimakowej z pojedynczym wirnikiem. Wydrążony wałek znajduje się w środku naczynia i uruchomia rurę ze spiekanego szkła 2, przez którą wpływa ciekły tłuszcz jadalny. Rura ze spiekanego szkła 2 składa się z elementu podporowego z mikroporowatego spiekanego szkła 3, wykonanego ze spiekanego szkła 4 o średniej wielkości porów od 5 do 25 μm. Na tym elemencie podporowym 3 jest umieszczona warstwa spiekanego szkła 4 o średniej wielkości porów < 1 μm. Rura ze spiekanego szkła 2 jest przymocowana do wydrążonego wałka za pomocą płaskich uszczelek, tak że transport substancji może odbywać się tylko poprzez układ kapilarny elementu ze spiekanego szkła. Rurę ze spiekanego szkła 2 obraca się dzięki połączeniu siłowemu z wałkiem. Szybkość obrotową wałka, a zatem i szybkość obwodową rury ze spiekanego szkła 2 można nastawiać. Pionowe urządzenie zaburzające 5 w postaci płyt jest przyłączone korzystnie w przestrzeni pomiędzy ścianką cylindrycznego naczynia 1 z regulacją temperatury i zewnętrzną powierzchnią rury ze spiekanego szkła 2. W czasie pracy przestrzeń pomiędzy wewnętrzną ścianką cylindrycznego naczynia 1 i zewnętrzną powierzchnią rury ze spiekanego szkła 2 jest całkowicie wypełniona fazą wodną, a wewnętrzna objętość rury ze spiekanego szkła 2 jest całkowicie wypełniona ciekłym tłuszczem jadalnym.

Wynalazek będzie opisany bardziej szczegółowo niżej za pomocą dwóch przykładów.

P r z y k ł a d 1a): Krem mleczny

W celu uzyskania 100 kg (słodkiego) kremu mlecznego z mieszaniny 190,1 kg pasteryzowanego, świeżego pełnego mleka (zawartość wody 87,5%, zawartość suchej masy mlecznej 12,5% i zawartość beztłuszczowej suchej masy mlecznej 9%, zgodnie z tabelami wartości odżywczych mleka i produktów mlecznych według E. Rennera, 1992), 18,2 kg sacharozy, 7,5 kg miodu i 0,05 kg waniliny, drogą odparowania w temperaturze od 48 do 55°C odciągnięto 142,6 kg wody, tak że zawartość suchej masy w zatężonej mieszaninie wynosi 65,74%.

Stosując celkę dyspergującą do otrzymanej wodnej zatężonej mieszaniny (14,65 kg) mieszając wprowadzono w temperaturze 55°C 5,186 kg oleju palmowego. Urządzenie dyspergujące odpowiada urządzeniu pokazanemu na Fig. 1, składa się z naczynia cylindrycznego z regulacją temperatury 1 o wysokości 365 mm i średnicy 210 mm, pracuje w sposób ciągły poprzez wlot i wylot i jest połączone z naczyniem wyrównującym, przy czym mieszanina formująca jest pompowana w obiegu za pomocą mimośrodowej pompy ślimakowej z pojedynczym wirnikiem. Rura ze spiekanego szkła 2 składa się z elementu podporowego 3 wykonanego ze spiekanego szkła borokrzemianowego 3,3 o grubości 15 mm.

PL 212 240 B1

Na tym elemencie podporowym umieszcza się warstwę 4 spiekanego szkła borokrzemianowego 3.3 o średniej wielkości porów 12,5 nm i grubości 1,5 mm. Szybkość obwodową rury ze spiekanego szkła 2 nastawiono na 5,3 m/s. Do ciekłego tłuszczu jadalnego umieszczonego wewnątrz rury ze spiekanego szkła 2 przykłada się ciśnienie statyczne 100000 Pa (1,0 bara). Temperaturę dyspersji nastawia się na 55°C.

Po wytworzeniu surowego kremu mlecznego drogą dyspersji wymieniony krem przepływa następnie w ciągu 3,5 minuty przez urządzenie pasteryzujące (zgarniakowy wymiennik ciepła) o temperaturze 70°C.

Pasteryzowany krem dochodzi następnie do pierwszego układu chłodzącego (ochładzalnik zgarniakowy), w którym krem pozostaje w ciągu 3,5 minuty w temperaturze 44°C. Następnie za pomocą pompy dozującej dodaje się dyspersję mikrokryształów laktozy (0,001 kg) i oleju palmowego (0,12 kg).

Krem przepływa do drugiego układu chłodzącego (ochładzalnik zgarniakowy), w którym pozostaje on w ciągu 3,5 minut w temperaturze 18°C. W czasie tego czasu przebywania krem spienia się za pomocą iniektora, tak że gęstość spienionego kremu w tym etapie produkcji wynosi od 0,5 do 0,6 g/cm³. Godzinna przepustowość układu wynosi w przybliżeniu 26 kg kremu. Po drugim etapie chłodzenia krem pakuje się do naczynia, które można hermetycznie zamknąć, albo umieszcza pomiędzy dwiema warstwami pieczonego produktu.

Analitycznie oznaczony skład otrzymanego wyżej kremu oraz jego właściwości fizyczne i organoleptyczne są podane niżej w Tabeli 1.

P r z y k ł a d 1b): Krem jogurtowy

Dojrzewającą kulturę (mieszaninę Streptococcus thermophilus i Lactobacillus bulgaricus) wprowadza się mieszając do pasteryzowanego pełnego mleka w temperaturze 42°C i poddaje inkubacji aż do osiągnięcia pH 4,5 (czas trwania 2,5 do 3 godzin), przez co otrzymuje się świeży jogurt, który stosuje się i dalej przetwarza podobnie jak w Przykładzie 1a), w takiej samej ilości, zamiast świeżego pełnego mleka.

Analitycznie oznaczony skład i właściwości otrzymanego w ten sposób kremu jogurtowego są podane niżej w Tabeli 1.

P r z y k ł a d 1c): Krem z kwaśnego mleka

Kulturę mezofilową (mieszaninę Streptococcus cremoris i Streptococcus lactis) wprowadza się mieszając do pasteryzowanego, świeżego pełnego mleka w temperaturze 25°C i poddaje inkubacji aż do osiągnięcia pH od 4,5 do 4,6 (12 do 15 godzin) w celu wytworzenia świeżego kwaśnego mleka, które stosuje się i dalej przetwarza, podobnie jak w Przykładzie 1a), w tej samej ilości, zamiast świeżego pełnego mleka. Analitycznie oznaczony skład i właściwości Kremu z kwaśnego mleka są podane niżej w Tabeli 1.

T a b e l a 1

Składniki	Przykład patentowy 1a) krem mleczny	Przykład patentowy 1b), krem jogurtowy	Przykład patentowy 1c), Krem z kwaśnego mleka
1	2	3	4
Zawartość białek mleka (%)	6,54	5,75	5,79
Zawartość cukru (%)	30,58	27,56	28,72
Zawartość tłuszczów jadalnych (%)	32,24	33,86	33,17
Tłuszcz mleka (%)	5,6	5,1	5,5
Sole mineralne (%)	1,23	1,17	1,22
Wapń soli mineralnych (%)	0,209	0,189	0,188
Kwas mlekowy (%)	0,02	1,19	1,12
Zawartość wody (%)	27,68	30,91	30,41
Wartość pH	6,8	4,45+0,01	4,41+0,01
Wartość aw (20°C)	0,90	0,90	0,90
Całkowita sucha masa mleka (%)	23,17	19,99*	20,80**

PL 212 240 B1 cd. tabeli 1

1	2	3	4
Beztłuszczowa sucha masa mleka (%)	17,57	14,89*	15,30**
Stopień denaturacji białek serwatki (%)	niewykrywalny	niewykrywalny	niewykrywalny
Witamina A (mg/100 g)	0,051	0,047	0,051
Witamina B1 (mg/100 g)	0,13	0,11	0,11
Witamina B2 (mg/100 g)	0,37	0,32	0,31
Witamina B6 (mg/100 g)	0,072	0,081	0,089
Witamina B12 (pg/100 g)	0,50	0,20	0,20
Witamina D3 (pg/100 g)	0,59	0,48	0,48
Witamina E (mg/100 g)	0,31	0,31	0,34
Witamina K1 (pg/100 g)	< 1	< 1	1,1
Biotyna (pg/100 g)	2,8	1,5	2,7
Kwas foliowy (pg/100 g)	< 8	< 8	< 8
Niacyna (mg/100 g)	0,13	0,19	0,21
Kwas pantotenowy/witamina B3 (mg/100 g)	0,60	0,52	0,55
α-Laktoalbumina (%)	1,56	1,50	0,112
β-Laktoglobulina (%)	5,72	5,43	4,342
Wielkość cząstek D50,3 aglomeratów cząstek tłuszczu (Lg/100 g)	6	11	11
Wielkość cząstek D50,3 kryształów laktozy (Lg/100 g)	15	13	14
Gęstość (g/cm³)	0,53+0,02	0,66+0,02	0,74+0,02
Pole właściwe powierzchni międzyfazowej (cm²/cm³)	1672	874	727
Lepkość skuteczna (20°C), szybkość ścinania 0,5 s^-1	835	523	422
Lepkość skuteczna (20°C), szybkość ścinania 50 s^-1	2,1	1,99	4,89
Przydatność do spożycia	> 9 miesięcy	> 9 miesięcy	> 9 miesięcy
Właściwości organoleptyczne	bardzo mleczny, miękki, kremowy, wyjątkowo łagodny kremowy, tłuszcz praktycznie nie występuje	intensywny posmak jogurtu, miękki, kremowy, wyjątkowo łagodny kremowy, tłuszcz praktycznie nie występuje	intensywny czysty posmak kwaśnego mleka, miękki, kremowy, wyjątkowo łagodny kremowy, tłuszcz praktycznie nie występuje

* ogólna sucha masa jogurtu albo beztł uszczowego jogurtu włącznie z kwasem mlekowym ** ogólna sucha masa kwaśnego mleka albo beztłuszczowego kwaśnego mleka włącznie z kwasem mlekowym

Do oznaczania składu kremu stosowano następujące metody analityczne.

Sucha masa/woda IDF 21B:1987 (piasek morski, 102°C)

Tłuszcz jadalny IDF 126A: 1988 (sposób według Weibulla)

PL 212 240 B1

Białka (N x 6,38)

Laktoza/galaktoza

Sacharoza/glukoza/fruktoza

Popiół

Wapń

Stopień denaturacji

Tłuszcz mleka DGF C-V 9a (oznaczanie z zastosowaniem liczby półmikro kwasu masłowego)

IDF 20B: 1993 (sposób według Kjeldahla)

Sec. 35 LMBG¹ (niemiecka ustawa o żywności i towarach) L 01.00-17), enzymatycznie, zestaw do próby Boehringera enzymatycznie, zestaw do próby Boehringera VDLUFA VI C 10.2 (550°C) grawimetrycznie Elektroforeza SDS-PAGE:

Stopień denaturacji β-laktoglobuliny oznaczano elektroforetycznie jako miarę denaturacji białek serwatki zawartych w kremie. Stopień denaturacji podany w % wskazuje na stosunek naturalnej β-laktoglobuliny do całkowitej β-laktoglobuliny (po całkowitej redukcji) i oblicza się go ze stosunku obszarów maksimów względem siebie.

Badaną próbkę traktuje się wstępnie dodecylosiarczanem sodowym (SDS) w celu rozfałdowania białek mleka. Drogą kolejnej całkowitej redukcji cząsteczek rozfałdowanych białek stosując ditiotretitol (DTT) otrzymuje się monomeryczną, zredukowaną postać całkowitej β-laktoglobuliny. W równoległym sposobie podejścia próbkę traktuje się tylko za pomocą SDS w celu umożliwienia oznaczania udziału naturalnej, niezredukowanej laktoglobuliny. Im niższy jest udział naturalnej β-laktoglobuliny, tym wyższy jest stopień denaturacji.

Rozdzielanie indywidualnych białek mleka prowadzi się za pomocą elekroforezy żelowej z gradientem porów, według wielkości cząstek. Utrwalone i zabarwione białka ocenia się ilościowo w oparciu o pomiary densytometryczne.

Stopień denaturacji, w oparciu o β-laktoglobulinę, podany w %, oblicza się stosując następujący wzór:

PF β-laktoglobuliny naturalnej x 100

PF β-laktoglobuliny zredukowanej

D w %

PF: pole powierzchni maksimum pasma β-laktoglobuliny w stanie naturalnym i zredukowanym fluorometrycznie HPLC

HPLC turbidymetrycznie według USP XXIII, 1995, M.171 HPLC

Sec. 35 LMBG L 49, 00-1, HPLC Sec. 35 LMBG L 49, 00-3, HPLC Sec. 35 LMBG L 49, 00-3, HPLC turbidymetrycznie według USP XXIII, 1995, M.441 mikrobiologicznie

Witamina B1 Witamina B2 Witamina B6 Witamina B12 Witamina K1 Witamina D3 Witamina A Witamina E Niacyna Kwas foliowy Kwas pantotenowy/ Witamina B3 Biotyna α-Laktoalbumina β-Laktoglobulina turbidymetrycznie według USP XXIII, 1995, M.91 turbidymetrycznie według USP XXI, 3. SUPPL. 1986, M.88

IDF 178: 1996 (HPLC)

Skuteczne lepkości oznaczano stosując reometr obrotowy z regulacją szybkości ścinania jako urządzenie pomiarowe. Układ pomiarowy składał się z układu płytka/płytka (wykonane ze stali), o średnicy górnej płytki 20 mm i przerwie pomiędzy płytkami 1 mm. Czas relaksacji przed początkiem pomiaru wynosił 120 sekund, a pomiary prowadzono dwa razy w przedziale pomiarowym od 0,1 do 10 s^-1 w ciągu 10 minut.

Wielkość cząstek D50,3 kryształów cukru i aglomeratów cząstek tłuszczu analizowano drogą laserowej spektroskopii dyfrakcyjnej, a pomiary prowadzono zgodnie z normą ISO 13320-1. Otrzymany obraz dyfrakcyjny przekształcano w rozkład wielkości cząstek stosując model Mie. W tym szczególnym przypadku do charakteryzowania wielkości cząstek stosowano laserowy spektrometr dyfrakcyjny Malvern Mastersizer X.

PL 212 240 B1

Parametr D50,3 określa się w sposób następujący: 50% objętości cząstek zajmują cząstki, które są mniejsze niż specyficzna średnica cząstek.

Krystaliczność tłuszczu oznaczano stosując urządzenie tarczowe w zakresie od 0° do 60°C i z szybkością ogrzewania 2 K/min. W ten sposób można było oznaczać zarówno krystaliczną, jak i ciekłą część tłuszczu.

Spienioną strukturę kremu oznaczano stosując skaningowy mikroskop elektronowy (SEM), przy czym badaną próbkę zamrażano w superoziębionym ciekłym azocie, a następnie łamano i pokrywano złotem albo platyną w urządzeniu do kriopreparatów i umieszczano w mikroskopie elektronowym. Mikrofotografie elektronowe wskazują na drobną porowatość pianki, którą oceniano ilościowo w specyficznym obszarze powierzchni rozdziału. Korzystając z obrazów SEM specyficzny obszar powierzchni rozdziału oznaczano za pomocą analizy obrazowej/stereologii. Jako próbki obrazów były tu wykorzystywane obrazy SEM struktury piankowej powiększone 350 razy. Zaznaczano zarysy pęcherzyków gazu (pełne wykrywanie pęcherzyków na obraz, co najmniej 800 pęcherzyków na pomiar), obraz poddawano skanowaniu, a następnie tworzono obraz dwójkowy (pęcherzyki i tło). Przy ocenie obrazu oznaczano liczbę przejść fazowych pomiędzy tłem i pęcherzykami wzdłuż zbioru równoległych linii. Obszar właściwy powierzchni rozdziału obliczano z liczby przejść fazowych na całkowitą długość linii.

Długi okres przydatności do spożycia kremu wynika z danych mikrobiologicznych oznaczanych po przechowywaniu w zimnych warunkach w ciągu 9 miesięcy po produkcji. Liczba zarodków (Sec. 35 LMBG L 01.00-5), drożdże (Sec. 35 LMBG L 01.00-37), pleśnie (Sec. 35 LMBG 01.00-37) i bakterie jelitowe (VDLUFA VI M 7.4.2) oznaczone stosując metodę wylewania płytki były tak niskie, że nie było żadnych zastrzeżeń z mikrobiologicznego punktu widzenia.

Wartości lepkości skutecznych przy szybkości ścinania 0,5 s^-1 w temperaturze 20°C wskazywały, że kremy z Przykładów 1a) do 1c) były miękkie. Lepkości skuteczne, które zmniejszają się w miarę zwiększania się szybkości ścinania, wskazują ponadto na kremową naturę wytworzonego kremu. Ponieważ kremy nie ustępują pod wpływem siły ciężkości, to są one także stabilne wymiarowo.

Ponieważ 95% kryształów cukru ma wielkość mniejszą niż 12 nm, to nie występuje szorstkość dostrzegalna zmysłami.

P r z y k l a d 2): Lody mleczne

Przy wytwarzaniu świeżych lodów mlecznych zmieszano ze sobą 190,1 kg pasteryzowanego, świeżego pełnego mleka (zawartość wody 87,5%, sucha masa mleczna 12,5%, beztłuszczowa sucha masa mleczna 9%), 18,2 kg sacharozy, 7,5 kg miodu i 0,05 kg waniliny. Następnie usunięto delikatnie z tej mieszaniny 109,2 kg wody w temperaturze 48 do 55°C, tak że zawartość suchej substancji w mieszaninie wynosiła 45,5%.

Następnie za pomocą celki dyspergującej dodano do zatężonej fazy wodnej (106,6 kg) 25,9 kg oleju palmowego.

Otrzymane surowe lody poddawano następnie pasteryzacji w skrobakowym wymienniku ciepła w temperaturze 70°C w ciągu 3,5 minut.

Pasteryzowane lody chłodzono następnie do temperatury 7°C stosując rurkowy wymiennik ciepła i doprowadzano je do zbiornika do dojrzewania, w którym przechowywano je w zimnych warunkach w temperaturze 7°C w ciągu 24 godzin.

Dojrzałe lody przenoszono w sposób ciągły do zamrażarki, przetwarzano je z wydajnością 30 kg/godz. przy ciśnieniu w układzie 205 000 Pa (2,05 bara) i szybkości obrotowej wałka noża 400 min^-1 i spieniano azotem do ponad 80%. W czasie napełniania lody wytworzone w taki sposób mają temperaturę ciągnięcia -9,2°C.

W celu ustabilizowania struktury lodów prowadzi się etap utwardzania, który ma miejsce w kanale chłodzącym w temperaturze od -30° do -45°C aż do osiągnięcia maksymalnej temperatury rdzenia produktu -25°C.

Analitycznie oznaczony skład otrzymanych wyżej lodów oraz ich właściwości fizyczne i organoleptyczne są podane niżej w Tabeli 2.

T a b e l a 2

Składniki	Patentowy przykład 2 lodów
1	2
Zawartość białek mleka (%)	6,1
Zawartość cukru (%)	24,48

PL 212 240 B1 cd. tabeli 2

1	2
Zawartość tłuszczów jadalnych (%)	25,91
Tłuszcz mleka (%)	4,7
Sole mineralne (%)	1,04
Wapń z soli mineralnych (%)	0,171
Kwas mlekowy (%)	0,03
Zawartość wody (%)	42,28
Wartość pH	_*
Wartość aw (20°C)	_*
Całkowita sucha masa mleczna (%)	18,95
Beztłuszczowa sucha masa mleczna (%)	14,25
Stopień denaturacji białek serwatki (%)	niewykrywalny
Witamina A (mg/100 g)	0,026
Witamina B1 (mg/100 g)	0,031
Witamina B2 (mg/ 100 g)	0,29
Witamina B6 (mg/100 g)	0,124
Witamina B12 ^g/100 g)	< 0,1
Witamina D3 ^g/100 g)	niewykrywalna
Witamina E (mg/100 g)	0,23
Witamina K1 ^g/100 g)	< 1
Biotyna ^g/100 g)	4,30
Kwas foliowy ^g/100 g)	< 8
Niacyna (mg/100 g)	0,15
Kwas pantotenowy/witamina B3 (mg/100 g)	0,46
α-Laktoglobulina (%)	1,200
β-Laktoglobulina (%)	4,730
Średnica kryształów lodowych (D50,0 μιτι)	30
Gęstość (g/cm³)	0,5314+0,021
Średnica aglomeratów tłuszczu (D50,3 μι^	14
Właściwe pole powierzchni międzyfazowej (cm²/cm³)	_*
Lepkość skuteczna (20°C), szybkość ścinania 0,5 s^-1	_*
Lepkość skuteczna (20°C), szybkość ścinania 50 s^-1	_*
Właściwości organoleptyczne	bardzo mleczne, kremowe, wyjątkowo łagodne kremowe, tłuszcz praktycznie nie pojawia się

* te parametry są związane z charakteryzowaniem lodów

Claims

1. Wyrób cukierniczy o dł ugiej przechowalnoś ci w postaci mię kkiej, kremowej, stabilnej w kształ cie, spienionej masy, zawieraj ą cy

- skł adniki mleka, przy czym wymienione sł odycze mają zawartość białek mleka od 5,5 do 20% wagowo w stosunku do całkowitej masy słodyczy, beztłuszczowej suchej masy mlecznej od 14 do

55% wagowo w stosunku do całkowitej masy słodyczy i stopień denaturacji białek serwatki < 10%,

- wodę, znamienny tym, że aglomeraty tłuszczu jadalnego w krystalicznej lub niekrystalicznej postaci, mają wielkość cząstek związaną z objętością D50,3 od 3,5 do 18 μm.

2. Wyrób cukierniczy według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera od 15 do 50% wagowo jadalnego tłuszczu w stosunku do całkowitej masy wyrobu cukierniczego.

3. Wyrób cukierniczy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera od 8 do 45% wagowo cukru i/lub substytutów cukru w stosunku do całkowitej masy wyrobu cukierniczego.

4. Wyrób cukierniczy według jednego z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że zawiera od 13 do 45% wagowo wody w stosunku do całkowitej masy wyrobu cukierniczego.

5. Wyrób cukierniczy według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że zawiera od 5,5 do 14% wagowo białek mleka w stosunku do całkowitej masy wyrobu cukierniczego.

6. Wyrób cukierniczy według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że zawiera od 14 do 37% wagowo beztłuszczowej, suchej masy mlecznej w stosunku do całkowitej masy wyrobu cukierniczego.

7. Wyrób cukierniczy według jednego z zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że stopień denaturacji wynosi 0%.

8. Wyrób cukierniczy według jednego z zastrz. od 1 do 7, znamienny tym, że wielkość cząstek D50,3 aglomeratów tłuszczu jadalnego wynosi od 4,0 do 16 μm, a zwłaszcza od 4,5 do 14 um.

9. Sposób wytwarzania wyrobu cukierniczego określonego w zastrz. od 1 do 8, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy wytwarzania:

c) dyspergowanie fazy tłuszczowej zawierającej tłuszcze jadalne i ewentualnie emulgatory w zatężonej wodnej mieszaninie otrzymanej w etapie b) stosując obrotowy pusty wewnątrz cylinder z mikroporowatą membraną, którego zewnętrzna powierzchnia jest skierowana do fazy wodnej, natomiast wewnętrzna powierzchnia jest skierowana do fazy tłuszczowej, przy czym powierzchnia skierowana do fazy wodnej ma zewnętrzną warstwę membranową o porach < 1 um,

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że w czasie dyspergowania tłuszczów jadalnych przykłada się ciśnienie od 0 do 500 000 Pa i stosuje temperaturę < 60°C.

11. Sposób według jednego z zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że szybkość obwodowa obrotowego pustego wewnątrz cylindra z mikroporowatą membraną nastawia się na 0,35 do 35 m/sek.

12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że pusty wewnątrz cylinder z mikroporowatą membraną jest rurą z mikroporowatego spiekanego szkła.

PL 212 240 B1

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że rura z mikroporowatego spiekanego szkła składa się z wewnętrznej rury podporowej ze spiekanego szkła o porach od 5 do 25 L m i z zewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła o grubości 1 do 2 mm i wielkości porów < 1 L m.

14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że średnia wielkość porów wewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła wynosi od 0,4 do 0,8 L m.

15. Sposób według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że zewnętrzna warstwa ze spiekanego szkła składa się z kilku warstw ze spiekanego szkła o różnych wielkościach porów, przy czym warstwa o najmniejszej średniej wielkości porów tworzy powierzchnię rozdziału z ciągłą fazą wodną.

16. Sposób według jednego z zastrz. od 13 do 15, znamienny tym, że warstwa (warstwy) spieczonego szkła jest (są) wykonana ze szkła borokrzemianowego 3.3.

17. Sposób wytwarzania wyrobu cukierniczego określonego w zastrz. od 1 do 8, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy wytwarzania:

b) dyspergowanie fazy tłuszczowej zawierającej tłuszcze jadalne i ewentualnie emulgatory w zatężonej wodnej mieszaninie otrzymanej w etapie a) stosując obrotowy pusty wewnątrz cylinder z mikroporowatą membraną, którego zewnętrzna powierzchnia jest skierowana do fazy wodnej, natomiast wewnętrzna powierzchnia jest skierowana do fazy tłuszczowej, przy czym powierzchnia skierowana do fazy wodnej ma zewnętrzną warstwę membranową o porach < 1 L m,

18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że w czasie dyspergowania tłuszczów jadalnych przykłada się ciśnienie od 0 do 500 000 Pa i stosuje temperaturę < 60°C.

19. Sposób według jednego z zastrz. 17 albo 18, znamienny tym, że szybkość obwodowa obrotowego pustego wewnątrz cylindra z mikroporowatą membraną nastawia się na 0,35 do 35 m/sek.

20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że pusty wewnątrz cylinder z mikroporowatą membraną jest rurą z mikroporowatego spiekanego szkła.

21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że rura z mikroporowatego spiekanego szkła składa się z wewnętrznej rury podporowej ze spiekanego szkła o porach od 5 do 25 L m i z zewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła o grubości 1 do 2 mm i wielkości porów < 1 L m.

22. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że średnia wielkość porów wewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła wynosi od 0,4 do 0,8 L m.

23. Sposób według zastrz. 21 albo 22, znamienny tym, że zewnętrzna warstwa ze spiekanego szkła składa się z kilku warstw ze spiekanego szkła o różnych wielkościach porów, przy czym warstwa o najmniejszej średniej wielkości porów tworzy powierzchnię rozdziału z ciągłą fazą wodną.

24. Sposób według jednego z zastrz. od 21 do 23, znamienny tym, że warstwa (warstwy) spieczonego szkła jest (są) wykonana ze szkła borokrzemianowego 3.3.

25. Zastosowanie urządzenia dyspergującego zawierającego cylindryczne naczynie z regulacją temperatury i obrotowy, wydrążony cylinder (rurę) z mikroporowatą membraną, który jest umieszczony w środku wymienionego naczynia i ma zewnętrzną warstwę membranową o porach < 1 L m, do wytwarzania wyrobu cukierniczego określonego w zastrzeżeniach od 1 do 8.

26. Zastosowanie według zastrz. 25, znamienne tym, że wydrążony cylinder z mikroporowatą membraną składa się z wewnętrznej rury podporowej ze spiekanego szkła o porach od 5 do 25 L m i z zewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła o grubości od 1 do 2 mm i wielkości porów < 1 L m.

27. Zastosowanie według zastrz. 26, znamienne tym, że średnia wielkość porów zewnętrznej warstwy ze spiekanego szkła wynosi od 0,4 do 0,8 L m.

PL 212 240 B1

28. Zastosowanie według zastrz. 26 albo 27, znamienne tym, że zewnętrzna warstwa ze spiekanego szkła składa się z kilku warstw ze spiekanego szkła o różnej wielkości porów, przy czym warstwa o najmniejszej średniej wielkości porów tworzy warstwę najbardziej zewnętrzną.

29. Zastosowanie według jednego z zastrz. od 26 do 28, znamienne tym, że warstwa (warstwy) ze spiekanego szkła jest (są) wykonana ze szkła borokrzemianowego 3.3.