TW200939968A - Instant drink powder - Google Patents

Description

200939968 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於即溶飲料粉，較佳地係即溶咖_粉末，其 在沖泡時提供經改良之泡沫。本發明亦關於該等粉末之使 用’以及製造該粉末之方法。 【先前技術】

許多方法業經描述用以改良在即溶飲料上之泡沫形成。 例如，WO 97/33482係關於一種可溶咖啡飲料粉，其包括 可溶增白劑粉末及可溶咖啡粉末之氣體β Ep 〇 154 192 B2 及GB 2 154 422 A描述一種藉由將水添加至粉狀物質以產 生泡沫飲料之方法，該粉末狀物質具有1/3至1/5之蛋白質/ 乳糖之重量比並且包含穩定性鹽類。 泡沫奶精亦揭示於US 4,438，147中。一種用於增加經喷 霧乾燥粉末的發泡能力之方法係揭示於Ep i 627 572中， 藉此，具有内部空隙之經粉末化可溶組合物的無定形粒子 會充滿氣體。在EP i 627 568中係揭示另一種以加壓氣體 充填内部空隙以產生泡沫可溶咖啡粉末之方式。具有經泡 沫化上表面之可溶咖啡飲料係揭示於us 6,964 789中。 P刀先；的技藝係關於具有奶精組分之飲料，其在沖 ’包時可提供期望之氣泡及泡沫。然而，較少舉例係關於不 包含奶精組分但仍舊在上表面可起泡的即溶飲料。此一飲 料組合物係描述於例如us 5,882,717及Ep 〇 839 457卜該 沖泡之咖啡飲料據說具有較佳的杯中料，其看上去像以 焕烤及研磨之濃縮咖啡（稱為㈣μ 134468.doc 200939968 上所形成之泡沫。 因此，在泡沫式即溶飲料之領域中仍存有改良之空間。 【發明内容】 =β 因此，本發明一個目的係當沖泡即溶飲料粉末時可改 善所產生之泡沐的穩定性及數量。 " 因此，藉由獨立請求項之特點可解決此要求。附加請求 - 項更進一步發展本發明之核心理念。 因此，在第一態樣，本發明係關於包含多孔性粉末粒子 ® 之即溶飲料粉末，其特徵在於該粉末粒子具有至少65%之 多孔性，較佳地係至少70%。 根據申請專利範圍請求項1至5中任一項之粉末之用途， 其用於製備即溶飲料亦為本發明之部分。 本發明之第三態樣係關於用以製造即溶飲料粉末之方法 及藉由該方法可獲得之產品，該方法包括的步驟： a·即溶飲料萃取物經5〇至400 bar之壓力，較佳地係 150至 400 bar ; 〇 b.將氣體添加至經加壓萃取物； c•喷霧並乾燥該萃取物以形成即溶飲料粉末。 【實施方式】 本發明係關於具有經改良克立瑪之即溶飲料組合物。"克 立瑪"係指形成於液體表面上之細緻泡沫。例如，在高壓 下使用專用咖啡機，萃取經烘烤及經研磨咖啡可觀察到克 立瑪。 在下列描述中，參考即溶咖啡組合物係作為較佳的具體 134468.doc 200939968 實例然而，即溶飲料組合物亦可為可可粉、巧克力、 茶、湯、水果飲料等》 即a飲料組合物係指乾燥、可溶性粉末組合物，其可藉 由液體’例如熱或冷水、牛乳、蔬果汁等沖泡。 ❹ ❹ ▲本發明即溶咖啡粉末包含多孔性粉末粒子，其特徵在於 該粉末粒子具有至少55%之多孔性，較佳地係至少咖， 更佳地係至少7G%。在較佳具體實施例中，該粉末粒子多 LI1生係介於65及85%之間，更佳地係介於65及8〇%之間， 甚至更佳地係、介於7〇及8()%之間，最佳地係介於7〇及㈣ 之間。 多孔性可藉φ技藝巾已知之方法測量。例如，多孔性可 藉由下列公式測量： 其中，Vp係粒子之體積，Vem係在粒子中的咖，基質之艘 積。這些數值可藉由標準度量法（例如汞細孔計）或亦可藉 由X射線斷層顯像技術測定。 因此，相較已知產品，本發明粉末之特徵為其高多孔性 (見圖1)。高多孔性不僅有助於本發明粉末之良好溶解度， 其亦使得粉末在沖泡時所形成的克立瑪數量增加。 本粉末之孔徑具有小於80微米之平均直徑D5C，較佳地 係小於6G微米，更佳地係小於4()微米，最佳地係小於娜 米。在粒子中分佈的空隙空間係藉由χ射線斷層顯像法測 量。本粉末之孔徑特徵係比在US 5加，7Π中描述的大。 134468.doc 200939968 然而令人驚訝地是，咸已發現較大的孔徑在最終沖泡之 品中仍可提供細緻及濃厚的克立瑪。 產 本發明粉末亦具有在粒子中空隙空間分佈之跨距之 徵，該跨距係從X射線斷層顯像法獲得。分佈之跨距 由下列方程式計算： ”11

Span = ：522-HA〇. A〇 其中D9〇、D10及Dm代表直徑，其中分別為粒子體積之 Ο 90%、10〇/〇及50%係在具有低於此值之尺寸的粒子中。因 此，根據本發明粉末之氣孔的特徵為分佈跨距因數小於 4，較佳地係小於3，更佳地係小於2，最佳地係小於^。' 跨距因數（η)越低，尺寸分佈越均勻且明顯清晰。因此·，本 發明產品具有較先前技藝的產品更明顯清晰尺寸分佈之特 徵（參見圖2)。 ’ 粉末粒子之粒子尺寸可以（例如）中位數粒徑（體積分 佈），&〇,訂出特徵。Xso較佳在範圍50至5〇〇微米，諸如 © 在100至300微米之間，或在150至250微米之間。 此等特徵賦與本發明粉末的優點包括可增加克立瑪，以 及在沖泡該粉末時，可增加在液鱧中克立瑪之穩定性。 在第一態樣中，咸已發現經增加的多孔性可提供具有增 加溶解度及克立瑪數量之即溶飲料。圖3顯示相較本發= 產品（PI I及II)，所有先前技藝產品（ΡΑ】、ΡΑ π及PA山） 具有較低之多孔性，對應產生較低之克立瑪的含量。用包 括連接至儲水槽之沖泡容器（儲水槽最初係以閥門關閉）簡 134468.doc 200939968 易裝置（圖5)可測量所產生之克立瑪的含量。在容器中沖泡 即溶飲料後（本文所有提及的結果係在85艺下，以2〇〇毫升 去離子水沖泡5公克粉末），以特殊蓋子將沖泡容器蓋上， 蓋子之末端具有刻度毛細管。而後，打開介於沖泡容器及 儲水槽之間的閥，且水（任何溫度之標準自來水）會將經沖 泡飲料向上推入毛細管，因而幫助讀取克立瑪之體積。 根據此測量方式，先前技藝產品可生產約6至9毫升克立 瑪，而本發明產品在沖泡時，可生產超過約1〇毫升克立 〇 瑪。 咸亦認為孔徑大小之窄範圍尺寸分佈會賦與克立瑪的穩 定性，這在先前技藝產品中並沒有觀察到。更令人驚訝地 是，咸已發現如前所界定之孔徑與窄範圍尺寸分佈及高多 孔性之組合在泡沫特徵、穩定性及數量方面，可賦予經沖 泡產品具有改良之感官特性。 雖然本發明並未排除業已用於許多先前技藝中用以提供 泡沫產品之奶精、乳類蛋白質、脂肪、安定鹽等但該等 物質是非必需的。泡沫飲料可因此藉由簡單地改變上述粉 末粒子之參數即可獲得，而不需使用任何添加物。在一具 體實施例中，本發明飲料粉係包含奶精及/或増白劑。 因此，本發明粉末係提供用以製備即溶飲料之用途。較 佳地，該即溶飲料係咖啡，以液體沖泡本發明粉末可提供 具有至少10毫升之克立瑪的即溶飲料（當在2〇〇毫升水中使 用5公克粉末）。此對於如圖3所示之已知產品而言係相當 大的改良。 134468.doc •10· 200939968 用以製備本發明即溶飲料粉的方法闡明在圖4中。第一 步驟’將即溶飲料萃取物經受高壓，典型地係5〇至4〇〇 bar ’較佳地係150至35〇 bar。在高壓泵（2)之前及/或之 後’該萃取物係在混合裝置中混合。因此將即溶飲料傳 遞至備有高壓泵（2)的喷霧嘴（3)。在一較佳具體實施例 中’該萃取物係為咖啡萃取物，其在…至川乞（較佳地係 在30至70。〇下具有35至70%之乾物質含量。保持咖啡萃取 物之低含油量係有益處的。 將氣體添加至經加壓萃取物中，例如在一具體實施例 中，在高壓泵（2)及喷霧嘴（3)之間添加。在另一具體實施 例中，氣體係在而壓泵前添加至萃取物中。典型地，該氣 體係選自氮氣、二氧化碳、—氧化二氮或氬氣。較佳地其 為氮氣。所添加氣體的量係控制在全部氣體可溶解在萃取 物t的方式。氣體係以水或水溶液添加。因此，水或水溶 液可以該氣體飽和或過飽和。在該情況中，水或水溶液係 添加至經加壓萃取物。水或水溶液可另外包括芳香、泡沫 增強，包沫安定組分等。靜態混合器或旋轉攪拌/混合裝 置（1)可用以確保經溶解氣體之固定濃度。 而後，該經加壓萃取物係在喷霧嘴（3)處喷出。由於喷 霧嘴處壓力急速下降’經溶解氣體會脫氣並且在噴霧小滴 中形成氣泡。在喷霧乾燥期間之塔的溫度會介於（例如）70 及之間。而後’所得即溶飲料粉末的多孔結構係藉 由熱（喷霧-乾燥）加以固化。 藉由前述方法可獲得的即溶飲料亦形成本發明之部分。 134468.doc 200939968 本發明藉由下列非限制性實例更進一步說明。 實例 本發明即溶飲料粉係由下列步驟製備： -以標準可溶咖啡加工技術萃取85%之羅布斯塔 (Robusta)咖啡混合物，接著將萃取物濃縮成45至 55%之固體物質含量。 -將該萃取物加熱至溫度介於“至⑼^之間，並且在 600及800公斤/時之間之萃取物流量下將萃取物加 壓至130至160 bar之間。在150 bar下.，將卜3(例如 1.3或2.0)N1/公斤之固態氮注入至經加壓萃取物 中，讓氮溶解。 -在70-90°C塔溫度下，喷霧_乾燥該萃取物。 水銀測孔儀以評估粒子多孔性

AutoPore IV 9520係用以進行結構評估（Micronieritics有 限公司N〇rcrose，GA，USA)。用以將Hg侵入之操作壓力 為 0.4 psia 至 90 psia(0.4 psia 至 40 pSia 之低壓及 20 至 90 pisa 之尚壓埠）。在此壓力下之孔徑範圍為5〇0至2微米。 精稱約0.1至0.4公克樣品，並裝入穿透計内（容積3 5毫 升，頸或毛細管管徑0.3毫米及0·5毫升之管莖容積）。 將穿透計插入較低壓力埠後，樣品係以丨丨psia/分鐘下 被排出，接著切換至中等速率〇·5 pisa及快速速率9〇〇微米

Hg。排出目標係60微米Hg。在達到目標後，在充填Hg後 繼續排放5分鐘。 測量係以設定時間平衡方式進行。也就是取得資料之壓 134468.doc •12- 200939968 力點及以設定時間平衡（10秒）模式之壓力的經過之時間。 在該壓力範圍下大略收集14〇資料點。 從水銀及樣品儲存槽之初始體積可得到樣品之總鱧積。 水銀侵入兩達至2微米後可獲得内部粒子空隙之體積。樣 品總體積減去内部粒子空隙可得到粒子體積。該粒子體積 減去咖啡基質體積可得到粒子中空隙空間的體積。從樣品 重量及咖啡基質密度可得到咖啡基質體積。粒子多孔性係 粒子中空隙體積與粒子體積的比值。 β 藉由微電觸X射線斷層顯像法及3D圓像分析測定咖啡粒子 之内部結構 Η像取得

以 1172 Skyscan MCT (Antwerpen，比利時），使用 80KV 及1 OOuA之X射線束執行X射線斷層顯像法掃描。以

Skyscan軟趙（版本 i.5(build 0)Hamamatsu ΙΟΜρ相機）執行 掃描，以81^3〇3111^〇11軟體（版本1.4.4)執行重建。 • 咖啡粒子係在聚苯乙烯管（16毫米直徑，2毫米高）中進 行掃描，或粘性膠帶（最大4毫米直徑）覆蓋一層咖啡粒子並 且進行掃描。以1微米之畫素尺寸而言，相機係設定在 4000x2096晝素並且放置在Far位置。曝光時間係2356毫 秒，掃描執行180。，旋轉角度為〇·3。，及影格平均值 (frame averaging)係 4。 以設定在0.008-0.22之對比度’以平均超過400切片進行 資料集之重建。圖像平滑處理及環形偽影消除係分別設定 在1及5。 134468.doc 13 200939968 3D圖像分析 以CTAn軟體（版本！ 7 〇 3，64 bh)在每一晝素資料集工微 米上執行3D圖像分析。該分析係以兩步驟進行：⑴第一步 驟係不考慮内部粒子空隙挑選出欲分析之粒子；第二 步係獲得粒子之多孔性的分佈。藉此技術所得之粒子多孔 性數值與水銀測孔術極為相符。 (I) 粒子之選擇，即感興趣之體積： 在灰度（255灰度）為每晝素解析度丨微米的圖像在灰度 ^ ㈣’藉由移除任何小於16畫素之單-光點讓圖像清晰， 並且接著以數學形態學將圖像擴大（3畫素的半徑）。經由收 縮-包裝的功能（shrink-wrap function)進行感興趣之體積的 選擇，並且接著此體積係藉由數學形態學（3晝素的半徑）浸 蝕以調節粒子之表面。 (II) 在粒子中的空隙空間分佈： 將灰度中的圖像再載入並且在灰度4〇分割。而後以孔 ❹ ㈣積佔粒子體積的比例計算出粒子多孔性，該粒子體積 等於在（i)中所界定之感興趣的體積。結構分離可得到粒子 之孔尺寸的分佈。 飲料粉末係藉由前述之方法製備，且以前述之方法訂出 特徵。結果示於圖j、2及3中’其中ρι〗及ρι Η係從咖啡萃 取物製備之本發明飲料粉，而PA j、PA n&pA m則係由 先刖技藝方法自咖啡萃取物所製備之飲料粉。pA Η及PA III係市場上銷售之商業可溶咖啡粉其提供具有良好克立 瑪之濃縮咖啡飲料。圖6係顯示本發明咖啡飲料粒子之結 13446S.doc • 14- 200939968 構的典型實例。 【圖式簡單說明】 參考某些附圖所示之具體實施例可更進一步描述本發 明，其中： 圖1係說明根據本發明產品（PI I及ΡΙ π)之粒子多孔性， 及先前技藝產品（PA I、PA II及pa III)之粒子多孔性。 ❹

圖2係顯示本發明產品（ΡΙ ζ、ρι π)及先前技藝產品（pA I、ΡΑ II、PA III)的粒子空隙空間分佈之平均孔徑（Dw及 相同分佈之跨距圖（(D9〇-D10)/D50)的圖。 圖3繪示本發明產品（PI卜ρι 及先前技藝產品（pA工、 PA II、PA III)的多孔性與克立瑪含量之關聯性。 圖4係缯·示生產本發明粉末之方法的草圖。 圖5係用於在飲料粉末之沖泡時，測量克立瑪含量的裝 置圖。沖泡容器之内徑係71毫米，内部高度係77 5毫米， 蓋子高度係65毫米，及 '、’ 圖6係在兩個不同放大倍率下，以χ射線斷層顯像 之本發明典型咖啡粒子層的兩截面。直線比例尺分侍 500微米（上部圖像）及25〇微米（下部圖像）^ 代表 【主要元件符號說明】 ⑴ 混合裝置 (2) 高壓泵 (3) 喷霧嘴 (4) 喷霧塔 (5) 沖泡容器之蓋子 I34468.doc 200939968 (6) 釋放閥 (7) 沖泡容器 (8) 讀取泡沫體積之塑膠刻度 (9) 儲水池 (10) 連接閥 ❿ ❹ 134468.doc -16-

Claims (1)

1. 200939968 十、申請專利範圍： 1. 一種包含多孔性粉末粒子之即溶飲料粉，其特徵在於該 粉末粒子具有至少55%之多孔性，較佳地係至少65〇/〇， 更佳地係至少70%。 2. 如請求項丨之粉末，其中該粉末粒子具有平均直徑小 於80微米的孔，較佳地係小於6〇微米，更佳地係小於⑽ 微米’最佳地係小於25微米。 3. 如請求項1或2之粉末，其中該孔具有特徵為小於4之跨 距因子（distribution span factor)分佈的尺寸分佈，較佳 地係小於3，更佳地係小於2，最佳地係小於1,5。 4. 如請求項1或2之粉末，其中該粉末粒子之多孔性係介於 65及85%之間，較佳地係介於65及8〇%之間更佳地係 介於65及75%之間，最佳地係介於70及75%之間。 5. 如請求項1或2之粉末，其中該粉末粒子具有平均直徑 值介於10及80微米之間的孔，較佳地係在1〇及6〇微米之 間，更佳地係在1〇及4〇微米之間，最佳地係在⑺及乃微 米之間。 6. 如凊求項1或2之粉末，其中該即溶飲料係咖啡或咖啡/菊 苣混合物。 7. 如請求項⑷之粉末，其另外包含奶精及/或增白劑。 8. 種根據求項中任__項之粉末之用途，其係用以 製備即溶飲料。 9. 如請求項8之用诠，计丄， 用逮’其中當在2〇〇毫升85°C去離子水中使 用5公克粉末時，姑 巧该即溶飲料具有至少10毫升克立瑪 134468.doc 200939968 (crema) ° 10.如請求項8或9之用途，其中該即溶飲料係咖啡。 11· 一種用以製造即溶飲料粉之方法，其包含下列步驟： a. 即溶飲料萃取物經50至400 bar之壓力，較佳地係15〇 至 400 bar ; b. 將氣體添加至經加壓萃取物；及 c. 噴霧及乾燥該萃取物以形成即溶飲料粉。 12.如咕求項11之方法，其中該即溶飲料係咖_或咖啡/菊苣 ❹ 混合物。 13如請求項11或12之方法，其中該氣體係選自氮氣、二氧 化碳 '一氧化二氮，較佳地係氮氣。 14.如請求項11或12之方法，其中該氣體係以水或水溶液添 加。 15·如請求項11或12之方法，其中該水或水溶液包含芳香 (aroma)、泡沫增強、泡沫穩定組分等。 16·如請求項11或12之方法，其中該水或水溶液係以氣體飽 和或過飽和。 17. 如請求項11或12之方法，其中該乾燥係喷霧乾燥。 18. —種即溶飲料粉，其藉由如請求項η至17中任一項之方 法獲得。 134468.doc