含凝胶组合物的食品及其制造方法

专利名称：含凝胶组合物的食品及其制造方法
技术领域：
本发明涉及凝胶及其在食品中的应用。
具体地说，本发明涉及用聚阴离子胶凝亲水胶体制造的凝胶，因为这将产生令人愉快的质地和视觉透明性、抖动强度、极低粘贴性以及良好香味释放和口感。另外，此种凝胶将给泡沫体、乳液和悬浮体等提供稳定作用。
背景技术：
凝胶可通过各种不同方法由各种不同材料制备。然而，为控制配料计量和成形，此种技术通常要求首先制备一种被称之为溶胶的流体亲水胶体溶液，然后必须将其加热、保持在热状态并热-灌注到模具中。
就典型而言，该溶胶若在热状态保持任何一段相当长的时间就将降解。此种降解导致最终凝胶强度的损失以及给最终产品带来越来越严重的不受欢迎的粘贴性。
可是，若任其冷却，此种溶胶就将凝固，既不利于生产操作又对最终产品质量产生不利影响。
就许多类型食品的制备来说，诸成分首先以某种方式接受热处理，例如，蒸煮和巴氏灭菌等，然后保持一段直至用于造型/成形或类似加工的时间。在此种加工中，加热起到多重作用，包括微生物学的功效以及另外将胶凝材料转化为其液态(称为溶胶)这样一种使其更容易加工的形式。
在生产过程中，尽管竭尽全力做到预先计划，但总会存在经热处理、部分加工的材料可能需要保存一段时间(例如，超过24h)的可能。正是出于避免腐败的正当微生物学和卫生的原因，此种储存在较典型情况下处于冷态。然而，在此种状态下，许多胶凝材料(尽管本来处于溶胶状态)在成为最终产品的一部分之前的加工过程中往往就遗憾地过早凝固(胶凝)。
倘若由于冷却导致过早胶凝的发生，就不得不将温度提高到大大超出凝固温度，以便将凝胶再转化回到溶胶状态。在许多情况下，熔融与凝固温度之间的差距竟如此之大，以致此种再转化变得不实际或不可能。
在较为有限的时间内，此种部分-加工过的材料(溶胶形式)可以保持在热状态(例如1～8h)以防止出现过早胶凝。可惜，在此种状态下，必然或多或少地发生产品的热降解。在最坏的情况下，最终产品不胶凝并可能变得粘贴和粘稠。在最好的情况下，凝胶强度仍将随保存时间和温度历程而出现一定波动。
因此，本发明一个目的是要能在传统加工中生产一种未经热储存和热灌注的具有新颖凝胶食用质量的产品。就生产效率和对设备，特别是对焊接部分可能造成的腐蚀而言，较好的是限制或甚至避免非常热的灌注，例如，超过约50℃的温度者。巴氏灭菌后将溶胶冷态储存允许某些直接的能量节约。这是因为，此时巴氏灭菌器出口的热量于是可从再生热交换器中的物料中撤出，并用来加热巴氏灭菌器进料。
本发明还包括聚阴离子胶凝亲水胶体的组合，例如优选卡拉胶(角叉菜胶)加上果胶，因为二元亲水胶体混合物的流变学性能关系到微结构。
其他聚阴离子胶凝亲水胶体将包括大多数海产或海藻提取物，例如，琼脂、藻酸盐、红藻胶等，以及某些微生物多糖，例如，gellan、呫吨胶、琥珀酰葡聚糖等。某些其他亲水胶体如羧甲基纤维素(CMC)可被包括在术语聚阴离子亲水胶体中，但它们不被涵盖在名称“聚阴离子胶凝亲水胶体”中，因此将不属于本发明范围内。
其他亲水胶体可有利地掺入到该配制物中。
通常靠自身不胶凝的中性亲水胶体将被包括在下面给出的实施例中。这是因为从刺槐豆胶(LBG)与聚阴离子亲水胶体的混合物中观察到某种协同效应，此种效应表现出对离子环境具有强烈依赖性。
另外据观察，LBG在过量钠阳离子的离子条件下，其“坚硬度”或Gprime，不增加。事实上，在此种条件下，LBG通过影响超分子结构而阻碍聚阴离子胶凝亲水胶体的天然自-缔合。
类似的中性亲水胶体将包括所有不带电荷的种子树胶，特别是半乳甘露聚糖、某些流出物树胶，甚至某些根细胞多糖如konjac(魔芋粉)。
JP 2000 004793涉及一种冰点心，具有冻胶状固体成分外涂冰淇淋。该产品是冻胶状，但不是真正的凝胶，它是由诸如白薯纤维之类的不溶性食用纤维制成。
JP1118789涉及一种冰冻点心，包含糖醇和凝胶多糖。凝胶多糖不是聚阴离子亲水胶体。凝胶多糖是一种非离子多糖，由叫做粪便细菌(A.faecalis)的微生物衍生而来并具有线型β-1-3葡糖主链。凝胶多糖在美国或欧洲不是一种批准的食品材料并且它形成凝胶的条件不同于许多食品工业加工中所采用的。凝胶多糖不溶于冷水，在80℃以上加热时将发生水合作用并随后胶凝。
JP 2000 50802涉及采用两种不同颜色的流体成分形成环状式样，但不涉及凝胶也不涉及制造凝胶的方法。
JP 1999 346659涉及基于模塑和喷嘴设备的漩涡式样食品。它不涉及凝胶也不涉及制造凝胶的方法。
JP 1973 20313涉及用海藻酸盐作为“保形冰淇淋”内的一种成分。融化后，该海藻酸盐吸收熔融冰所释放的水。这不涉及一种单独的凝胶，也不涉及制造单独凝胶的方法，尽管公认融化冰淇淋本身的确具有某些凝胶特性。
DDR 1978 0152 582涉及利用酶来制造一种水解玉米淀粉的方法，该淀粉在加热的水悬浮体中形成一种冷却后立即胶凝的糊精质(dextrinaceous)物质(15DE，葡萄糖当量)。它不涉及聚阴离子凝胶，也不涉及制造聚阴离子凝胶的方法。该方法要求95～100℃的温度以使酶失活。这样的温度据发现在没有胶凝抑制剂的条件下与聚阴离子亲水胶体是互相抵触的。
US 4 985 263公开一种通过将冰冻糖食浸没在含碱金属藻酸盐的可流动水介质中从而在其表面形成涂层，并用钙盐水溶液喷洒该涂层产物来给含钙离子冰冻糖食产品包衣的方法。据信，冰冻糖食中的钙与可流动水介质中的碱金属藻酸盐起反应，从而在冰冻糖食表面形成凝胶，并且喷洒液中的钙盐与包衣中的碱金属藻酸盐起反应，从而在冰冻糖食外表面形成凝胶。

发明内容
本发明想到的产品包括特别是凝胶，或者其他食品材料与凝胶的组合，它们是高度均一并具有可控凝胶强度——超过25g(按下述方法测定)——的冻胶产品。
粘贴性较低——低于5g.s(按下述方法测定)——的冻胶产品。
凝胶特性均一，既不过软也不过硬的产品。
在凝胶方面具有可控粘贴性的产品。
可在典型工厂中利用现有设备制造的产品。
以前不能制造的独特产品。
本发明还涉及一种方法，可用来生产这些物品，同时使最终凝胶特性不发生根本改变(或丧失凝胶特性)。此种方法涉及在溶胶制备和贮藏期间使用一种胶凝抑制的机理，随后在临配料计量、成形、造型或其他加工机理之前将所述胶凝抑制中和的机理。
本发明主要解决4个问题。这些问题是1.热储存导致亲水胶体降解从而对产品的削弱。由于热储存期间溶胶的停留时间不准确，这导致产品的组织性质波动。此种可变的特性导致产品在加工操作特性方面不一致。这导致大量废品的产生，同时也造成生产线的堵塞。非常重要的是，它还导致消费者对产品的感受不一致。此种不一致本身可在不同程度上、在产品与产品之间以及在一批与一批之间表现出来。质地软将导致形状的丧失，并且这可能在任何制备和消费期间产品温度改变时迅速出现。
此种波动无法通过简单地提高亲水胶体浓度来克服。替代地，组织的硬化(由于采用过多亲水胶体来克服热降解所致)将导致抖动的丧失、香味释放不佳和不愉快的橡胶感。重要的是获得一种硬度均一的凝胶特性。
2.热降解导致较大比例产品完全无法胶凝。不胶凝的产品将不能给消费者提供所要求的质地特性。它们较容易崩溃并可轻易地与产品的其他方面脱开。在冰冻产品中，它们熔融后产生大量液体滴落。它们不能控制冰晶体的生长，导致该产品在分配系统中受到热冲击损伤。它们不能控制香味释放，从而导致过量和不均衡的初期冲击，随后香味褪去，导致无风味物质在口中的存在。
3.亲水胶体溶胶的热降解导致粘贴性的产生。此种粘着和口胶状使得此种产品在生产中的诸如脱模、从输送带上取下以及在包装期间之类的工序中难以操作。从产品的性能来看，吃的时候产品将变得难以剥开和粘牙。
4.第四个问题涉及溶胶的较冷储藏。成形及其他加工之前溶胶的冷储藏初期导致粘度过分升高。这将由于增加背压而减慢物料的转移操作，有时导致液封失效。还导致泵的吸入段缺料。过早胶凝的开始导致储存的溶胶上部结皮；这些将在容器壁上形成一圈圈的残留物。这造成材料的损失并且，当颗粒脱落时，它将导致筛网的部分堵塞等。很快，将出现全面过早胶凝，以致需要掏空工艺容器、拆卸管道和泵之类。发生在产品成形之前的胶凝，即预-胶凝，也将导致剪切损坏凝胶的存在。此种被损坏的凝胶将无法补救并最终给消费者一种烂泥而不是凝胶的感觉。
具体实施例方式
优选的产品仅包含单一胶凝亲水胶体冻胶，例如可通过模塑、层合、拧麻花成形、包卷、滴落、层压、共挤出以及众多其他成形的可能中任何一种来成形。
该凝胶本身可以是多种表现出协调功效或具有独特质地特性的亲水胶体的组合。类似地，还可制成二或更多相“凝胶包凝胶”乳液。
凝胶可以是两相或多相组合产品的部分成分。其他相可包括其他凝胶、流体物质、气体和固体如脂成分或包合物或其他东西。
实施例本发明将通过参照下面实施例的本发明方法的详细描述来进一步说明。这些实施例不过是代表，因此在任何意义上不应视为对本发明范围的限制。在下面的实施例中，份数和百分数一律指重量而言，除非另行指出。在实施例中，凝胶强度和粘贴性按下面的描述测定。
凝胶强度/粘贴性测定凝胶性质的测定采用TAXT/2组织分析仪对预先在-16℃调质24h并任其在室温下融化的冷冻样品进行的。
试验是在当样品表面温度用红外温度计测定为25℃时进行的。
一种TA-18探头，即一种半英寸直径不锈钢球，被用于组织综合性能分析模式中。该探头连接着双向载荷传感器。
探头按程序插入样品的1mm深度处。采用的“插入”速度为2mm/s。
结果表示为力对时间的曲线。
硬度用插入期间最大力的克数以及出现这一点时的最大插入距离表示。
粘贴性用探头上升期间力-时间曲线的负值面积(g.s)代表。换句话说，它是探头上提离开样品期间探头受到的拉力。
实施例1卡拉胶体系a)采用下面给出的方法由下表1所载成分制成一种溶胶。
表1

DE葡糖当量b)采用下面给出的方法按照包括下表2所载附加成分的溶胶配方制成一种溶胶。
表2

c)制备方法1.水加热至60℃并以高剪切速率(4,000rpm，采用Silverson分散器或相当装置)搅拌，然后加入磷酸三钠。
2.亲水胶体(卡拉胶)以缓缓细流(为避免结团)加入到漩涡的侧壁上。搅拌一直持续到确认已完全溶解(在插入棒上没有可见的附着固体颗粒)。
3.随后，加入蔗糖和玉米糖浆。
4.然后，溶胶在HTST(高温短时间)装置上、85℃进行巴氏灭菌。
5.溶胶冷却至4℃，并贮存在维持缓慢搅拌的容器中。
6.在产品成形/造型操作的10min内并优选在即将实施该操作之前，将溶胶加热至50℃并通过在线混合器或相当的设备加入其余凝胶成分。
混合时间通常取决于混合机速度和产品粘度。混合时间应尽可能缩短，只要能获得产品的均一即可。该时间可通过观察操作期间加入到溶胶中的颜色分布来判断。应当避免过长的混合时间，例如可能因搅拌过慢所致，因为若混合时间过长，可能造成对成形中的凝胶的剪切损伤。
7.溶胶按要求成形，可与其他材料合在一起进行，将其冷却至凝固、冻结并冷藏直至出售。
在本实施例中，产品的凝胶据发现具有57g的硬度和0.1g.s的粘贴性。
实施例2Kappa卡拉胶体系产品按实施例1一样制备，不同的是，改变溶胶在4℃下储存的时间以查明对最终凝胶性质的影响。结果载于下表3。
表3

没有可观察的产品粘贴性数值变化支持这一点，数值一直维持为0.1g.s。
本实施例展示，溶胶长期储存对最终凝胶性质不产生负面影响。类似地，它还展示，产品的特性具有一致的重现性。
实施例3Kappa卡拉胶/果胶体系采用实施例1中给出的制备方法由下表4所载成分制备溶胶。然后，按照实施例1那样制备凝胶。
表4

DM甲氧基化度本实施例展示多种胶凝亲水胶体的组合使用。
实施例4Kappa卡拉胶/果胶体系产品按实施例3一样制备，不同的是，改变溶胶在4℃下储存的时间以查明对最终凝胶性质的影响。结果载于下表5。
表5

没有可观察的产品粘贴性数值变化支持这一点，数值一直维持为0.2g.s。
本实施例展示，溶胶长期储存对最终凝胶性质不产生负面影响。类似地，它还展示，产品的特性具有一致的重现性。
对比例对比例1不加胶凝控制剂/抑制剂产品采用实施例1的配方制备，不同的是，不存在磷酸三钠。
溶胶冷却后即转化为凝胶。胶凝开始出现在38～40℃。
本实施例证实了胶凝控制剂/抑制剂的作用。
对比例2溶胶在高温下的贮存产品按照对比例1那样制备，不同的是，溶胶通过将温度维持在50℃而处于液态。
改变溶胶在50℃的贮存时间以查明对最终凝胶性质的影响。凝胶强度和粘贴性的结果载于下表6和7。
表6

表7

本实施例证实，溶胶在高温下储存导致最终制成的凝胶特性随着在高温下停留的时间而改变。
对比例3溶胶在高温下储存并提高阴离子亲水胶体的加入量(试图一定程度地补偿热降解)。
产品按对比例1制备，不同的是，溶胶中卡拉胶含量增加到0.6％(0.25份卡拉胶的增加被同样0.25份水在配方中的扣除所抵消)。由于粘度过高的限制，该溶胶不得不保持在60℃下。
用在此温度保持2h后的溶胶制备的产品，其凝胶强度已下降到仅有由新制溶胶制备的产品的15％。用在此温度保持16h后的溶胶制备的产品已不再能胶凝，始终维持为粘稠液体。
实施例5凝胺涂布的冰淇淋条溶胶按实施例1那样制备，并在4～10℃搅拌容器中贮存。临使用前，溶胶在热交换器中加热到约50℃，然后，如实施例1所示需要数量的含着色剂、香料、酸和凝固盐计量被加入到管线中并借助静态混合器与溶胶混合，获得的混合物在50℃下贮存在搅拌调质罐中，等待用于凝胶涂布。调质罐通过进口管连接一个维持于50℃的凝胶涂布罐，同时溢流通过加热出口管返回到调质罐。
一种100％膨胀度的粘稠冰淇淋条通过挤出制成，然后在冷冻通道内定形。然后，它在氮浴中进行表面冷却2～5s，此时其表面温度为-25℃。
表面冷却的条随后浸入到凝胶涂布罐中达50s，然后在液氮中硬化10～20s，流动-包装并在-30℃下贮存。
实施例6凝胶芯-水冰壳的冰棍溶胶按实施例1那样制备并贮存在4～10℃下的搅拌罐中。临使用前，溶胶在热交换器中加热到约50℃，然后，如实施例1所示需要数量的含着色剂、香料、酸和凝固盐被计量加入到管线中并借助静态混合器与溶胶混合，获得的混合物引导到保持在50℃的加热凝胶配料计量装置，以便在40～50℃直接用于灌注。
所采用的模塑线配备前后排列的标准水冰料斗、抽吸装置和加热凝胶配料计量装置，沿整个冷冻盐水浴不停地移动的模具被灌满水冰然后，当模具侧壁达到约2mm厚冰冻层时，从模具芯吸出液态物料。模具中被抽空的空间内随后灌入加热的凝胶，以便产生壳-芯两层。产品静止冷冻，插入棒，冰棍通过表面加热而脱模，表面硬化，包裹并在-30℃下贮存。
实施例7水冰棍与凝胶拧麻花的复合物由着色水冰与凝胶按照实施例6那样制成一种复合凝胶-水冰棍。在此制造过程中，采用一种“模具套模具”的两步模塑方法，其中在第一步一种生产螺旋形芯的模具生产芯，一种生产frustoconical形外模具用于凝胶。所制成的冰棍呈颜色反差的双螺旋形。
采用该双模具生产线，相继配备标准水冰料斗和加热凝胶配料计量装置，用于芯的第一系列螺旋形模具和与之互补、用于凝胶的第二系列frustoconical形外模具不停地沿着整个盐水浴移动。第一系列模具注满水冰后，芯静止冷冻，插入棒，带棒的芯通过对第一模具表面加热而脱模，并将该芯放入到第二系列模具中，其中已部分地灌注了加热的凝胶。在如此实施的过程中，液态凝胶填满第二模具空出的空间，然后整个地静止冻冰。通过第二模具表面加热而脱模以后，产品表面进行硬化，包裹并在-30℃贮存。
实施例8掺混的复合水冰棍与凝胶按照实施例1那样制备溶胶，并贮存在4～10℃的搅拌罐中。
分开地，一种着色的水冰混合物在一个4～10℃的搅拌罐中与必要数量凝固盐混合。
颜色呈反差的溶胶与含凝固盐水冰由正位移料斗中配料计量到管线中并借助静态混合器掺混，获得的混合物被引导到冷凝胶配料计量装置中以便灌注沿冷冻盐水浴不断移动的模具。凝胶/水冰混合物的比例是50/50～70/30。
插入棒，产品静止冻冰，通过加热模具表面而脱模，表面硬化，包裹并在-30℃下贮存。
如此生产的复合冰棍具有新的反差冰-凝胶方面和新的反差冰-凝胶质地。
权利要求
1.一种食品，它包含作为成分的一种阴离子胶凝亲水胶体和一种胶凝控制剂或抑制剂，二者中任何一种均包含硬度介于25～150g和粘贴性小于5g.s的凝胶。
2.按照权利要求1的食品，其中优选的硬度介于35～100g，且粘贴性小于3g.s。
3.一种制备凝胶的方法，该方法包括制造一种含阴离子胶凝亲水胶体连同胶凝控制剂或抑制剂的液态溶胶，随后，在产品临成形、造型和包装之前中和该胶凝控制剂或抑制剂的影响。
4.按照权利要求3的方法，其中优选的胶凝控制剂或抑制剂是磷酸三钠。
5.按照权利要求3的方法，其中凝胶是热态灌注到模具中的，且模具是静止冻冰的。
6.一种包含多种成分的复合食品，其中权利要求1的凝胶产品作为该食品的成分之一存在。
7.按照权利要求6的复合食品，它是冰冻糖食。
8.按照权利要求6或7的复合食品，其中第一成分是壳或包衣，而第二成分是芯。
9.按照权利要求8的复合食品，其中第一成分是凝胶包衣。
10.按照权利要求8的复合食品，其中芯是凝胶。
11.按照权利要求6～10中任何一项的复合食品，其形式为冰棍。
12.制备复合食品的方法，包括制造两种混合物，一种具有阴离子胶凝亲水胶体和胶凝控制剂或抑制剂，另一种具有水冰和凝固盐，冷掺混这两种混合物，将掺混的混合物灌注到模具中，静止冻冰，插入棒，脱模并包装。
13.制备复合食品的方法，包括在模具中灌注水冰混合物，在模具侧壁表面形成冰冻层，从模具中心抽出液态物料并在模具抽空的空间内灌注加热凝胶，该凝胶由含阴离子胶凝亲水胶体和胶凝控制剂或抑制剂的溶胶形成并通过中和该胶凝控制剂或抑制剂而转化为凝胶，以便造成一种壳-芯分层，静止冻冰，插入棒，脱模并包装。
14.制备复合食品的方法，包括成形一种冰糖食的冰冻芯，并将其涂以加热凝胶，该凝胶由含阴离子胶凝亲水胶体和胶凝控制剂或抑制剂的溶胶形成并通过中和该胶凝控制剂或抑制剂而转化为凝胶，以便生产一种凝胶包裹的芯；然后使其硬化和将其流动包装。
全文摘要
一种食品，它包含作为成分的一种阴离子胶凝亲水胶体和一种胶凝控制剂或抑制剂，二者中任何一种均包含硬度介于25～150g和粘贴性小于5g.s的凝胶；以及一种包含此种凝胶的复合食品。
文档编号A23G9/34GK1477932SQ01819562
公开日2004年2月25日 申请日期2001年11月6日 优先权日2000年11月27日
发明者E·T·贝斯特, H·彼得, R·P·雷纳蒂, S·苏林特尔斯帕农特, E T 贝斯特, 痔囟 古僚┨, 雷纳蒂 申请人:雀巢制品公司