專利名稱：速溶飲料粉末的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在沖調(diào)(reconstitution)時(shí)提供改善起泡的速溶飲料粉末，優(yōu) 選速溶咖啡粉末。本發(fā)明還涉及這種粉末的用途，以及制備所述粉末的方法。
背景技術(shù)：
已描述了大量方法以改善速溶飲料的泡沫形成。例如W0 97/33482涉及一種包含 含有氣體的可溶調(diào)白料粉末和可溶咖啡粉末的可溶咖啡飲料粉末。EP 0 154 192 B2和GB 2 154 422 A描述了通過將水加入蛋白質(zhì)/乳糖重量比為1/3至1/5且包含穩(wěn)定鹽的粉碎 材料中而得到起泡飲料的方法。起泡奶精(creamer)也公開于US 4，438，147中。EP 1 627 572給出了一種提高 噴霧干燥粉末的起泡能力的方法，由此，具有內(nèi)部空間的粉末化可溶組合物的無定形粒子 被氣體裝填。EP 1 627 568給出了用加壓氣體裝填內(nèi)部空間以得到起泡可溶咖啡粉末的另 一方法。具有起泡上表面的可溶咖啡飲料描述于US 6，964，789中。大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)處理的是具有奶精組分的飲料，其經(jīng)沖調(diào)提供所需的泡和沫。然 而，較少引文涉及不包含奶精組分但在上表面上仍呈泡沫的速溶飲料。這種飲料組合物例 如描述于US 5，882，717和EP 0 839 457中。據(jù)說沖調(diào)咖啡飲料具有改善的杯內(nèi)泡沫，這 類似在由炒制和研磨的espresso咖啡制得的espresso上形成的泡沫(所謂“crema”)。因此，泡沫速溶飲料領(lǐng)域仍存在改善的空間。發(fā)明目的因此，本發(fā)明的目的是改善速溶飲料粉末沖調(diào)時(shí)產(chǎn)生的泡沫的穩(wěn)定性和量。發(fā)明概述因此，此需要通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決。從屬權(quán)利要求進(jìn)一步擴(kuò)展了本發(fā)明 中心觀點(diǎn)。因此，在第一方面，本發(fā)明涉及包含多孔粉末粒子的速溶飲料粉末，其特征在于粉 末粒子的孔隙率為至少65%，優(yōu)選至少70%。根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的粉末在制備速溶飲料中的用途也構(gòu)成本發(fā)明一部 分。本發(fā)明的第三個(gè)方面涉及一種制備速溶飲料粉末的方法以及可通過所述方法得 到的產(chǎn)品，所述方法包括如下步驟a.使速溶飲料提取物經(jīng)受50-400巴，優(yōu)選150-400巴的壓力，b.將氣體加入加壓的提取物中，和c.將提取物噴霧和干燥以形成速溶飲料粉末。附圖下面參考附圖中所示的技術(shù)方案進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中-

圖1顯示了本發(fā)明產(chǎn)品(PII和PI II)的粒子孔隙率和現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品(PA I、 PA II和PA III)的粒子孔隙率，-圖2為顯示本發(fā)明產(chǎn)品(PII和PI II)和現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品(PA I、PA II和PAIII)的粒子空隙空間分布的平均孔徑(d5CI)和相同分布的跨距((D9CI-D1(i)/D5CI)的圖，-圖3描述了作為本發(fā)明產(chǎn)品(PII和PI II)和現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品(PA I、PAII和PA III)的孔隙率的函數(shù)的crema的量，-圖4為制備本發(fā)明粉末的方法草圖描述，-圖5為測(cè)量飲料粉末經(jīng)沖調(diào)形成的crema的量的裝置圖。沖調(diào)容器的內(nèi)徑為 71mm,內(nèi)部高度為77. 5mm，蓋的高度為65mm，和-圖6為由X射線斷層照相法得到的在兩種不同的放大倍率下本發(fā)明典型咖啡粒 子層的兩個(gè)橫截面。刻度條分別表示500微米(上面的圖像)和250微米(下面的圖像)。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及具有改善crema的速溶飲料組合物。“crema “意指在液體表面上形成 的細(xì)泡沫。crema例如在用專用咖啡機(jī)在高壓下提取經(jīng)炒制和研磨的咖啡時(shí)觀察到。在以下說明書中，已作為優(yōu)選實(shí)施方案的速溶咖啡組合物進(jìn)行說明。然而，速溶飲 料組合物也可以為可可、巧克力、茶、湯、果汁飲料等。速溶飲料組合物意指可通過加入液體如熱水或冷水、牛奶、果汁等沖調(diào)的干燥，可 溶性粉末組合物。本發(fā)明速溶咖啡粉末包含多孔粉末粒子，其特征在于所述粉末粒子的孔隙率為 至少55%，優(yōu)選至少65%，甚至更優(yōu)選至少70%。在優(yōu)選實(shí)施方案中，粉末粒子孔隙率為 65-85 %，更優(yōu)選65-80 %，甚至更優(yōu)選70-80 %，最優(yōu)選70-75 %?？紫堵士赏ㄟ^本領(lǐng)域已知的方法測(cè)量。例如孔隙率可通過如下等式測(cè)量
Vp—Vcm ^ t ——^- X 100
Vp其中Vp為粒子的體積，Vcm為粒子中咖啡基質(zhì)的體積。這些值可通過標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方 法如水銀孔隙法以及通過X射線斷層照相技術(shù)測(cè)定。因此，本發(fā)明粉末的特征在于與已知產(chǎn)品相比的高孔隙率(見圖1)。高孔隙率不 僅有助于本發(fā)明粉末的良好溶解性，而且它還使得粉末沖調(diào)時(shí)形成的crema量提高。本發(fā)明粉末的孔可具有為小于80微米，優(yōu)選小于60微米，更優(yōu)選小于40微米，最 優(yōu)選小于25微米的平均直徑05(|。粒子中的空隙空間分布通過X射線斷層照相法測(cè)量。表 征本發(fā)明粉末的孔尺寸比US 5，882，717所述的大。然而，令人驚訝地已發(fā)現(xiàn)較大的孔尺寸 仍提供最終沖調(diào)產(chǎn)品中的細(xì)且豐富的crema。本發(fā)明粉末還可通過由X射線斷層照相法獲得的粒子中的空隙空間分布的跨距 表征。分布的跨距通過如下等式計(jì)算
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其中D9(1、D1(1和D5(1表示直徑，其中分別90%、10%和50%的粒子體積在粒度為此 值以下的粒子中。因此，小于4，優(yōu)選小于3，更優(yōu)選小于2，最優(yōu)選小于1. 5的分布跨距因子 (n)表征本發(fā)明粉末的孔。跨距因子(n)越低，粒度分布越均勻且尖銳。因此，本發(fā)明產(chǎn)品 的特征在于比現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品更尖銳的粒度分布(參見圖2)。粉末粒子的粒度可例如通過中值粒徑(體積分布)，X50表征。X50優(yōu)選50-500微米，例如100-300微米，或150-250微米。本發(fā)明粉末上的這些特征賦予的優(yōu)點(diǎn)包括粉末在液體中沖調(diào)時(shí)提高的crema和 crema的穩(wěn)定性。在第一個(gè)方面中，已發(fā)現(xiàn)提高的孔隙率提供給速溶飲料提高的溶解度和crema的 量。圖3顯示具有比本發(fā)明產(chǎn)品(PI I和PI II)低的孔隙率的所有現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品(PA I、 PA II和PA III)相應(yīng)地產(chǎn)生更低量的crema。產(chǎn)生的crema的量可用簡(jiǎn)單裝置測(cè)量(圖 5)，所述裝置由連接在儲(chǔ)水器上的沖調(diào)容器組成，首先將其用閥隔開。在沖調(diào)容器中的速溶 飲料(對(duì)于這里提到的所有結(jié)果，均在85°C下對(duì)5g粉末使用200ml去離子水)以后，將沖 調(diào)容器用專用蓋封閉，其末端是帶刻度的毛細(xì)管。然后將沖調(diào)容器與儲(chǔ)水器之間的閥打開， 水(任何溫度的標(biāo)準(zhǔn)自來水)將經(jīng)沖調(diào)的飲料推入毛細(xì)管中，從而獲取crema體積的讀數(shù)。根據(jù)此測(cè)量方法，顯示現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品產(chǎn)生約6_9mL crema,而本發(fā)明產(chǎn)品經(jīng)沖調(diào)產(chǎn) 生10mL以上的crema。還認(rèn)為孔尺寸的窄尺寸分布賦予crema穩(wěn)定性，這在現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品中未觀察到。 更令人驚訝的是，已發(fā)現(xiàn)如上定義的孔尺寸與窄尺寸分布和與高孔隙率的組合賦予沖調(diào)產(chǎn) 品在泡沫結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和量方面的改善感官性能。盡管并不排除在本發(fā)明之外，但已用于許多現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品中以提供泡沫產(chǎn)品的奶 精、乳蛋白、脂肪、穩(wěn)定鹽等的存在并不是必需的。因此，泡沫飲料可在不使用任何添加劑的 情況下，通過簡(jiǎn)單改善粉末粒子的上述參數(shù)而得到。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明飲料粉末包 含奶精和/或調(diào)白料。因此提供了本發(fā)明粉末在制備速溶飲料中的用途。優(yōu)選地，速溶飲料為咖啡。本 發(fā)明粉末在液體中的沖調(diào)提供具有至少10mL crema的速溶飲料(當(dāng)在200ml水中使用5g 粉末時(shí))。如圖3所示，這是對(duì)已知產(chǎn)品相當(dāng)大的改善。圖4中說明了制備本發(fā)明速溶飲料粉末的方法。在第一個(gè)步驟中，使速溶飲料提 取物經(jīng)受高壓，通常50-400巴，優(yōu)選150-350巴。在高壓泵(2)以前和/或以后，將提取物 在混合裝置(1)中混合。因此將速溶飲料輸送至具有高壓泵(2)的霧化噴嘴(3)中。在優(yōu) 選實(shí)施方案中，提取物為在10-70°C，優(yōu)選30-70°C下干物質(zhì)含量為35-70%的咖啡提取物。 可有利的是將咖啡提取物的含油量保持在低水平。例如在一個(gè)實(shí)施方案中，在高壓泵(2)與霧化噴嘴(3)之間將氣體加入加壓的提 取物中。在另一實(shí)施方案中，將氣體在高壓泵以前加入提取物中。通常，氣體選自氮?dú)?、?氧化碳、一氧化二氮或氬氣。優(yōu)選氮?dú)狻怏w的加入量的控制使得所有氣體溶解在提取物 中?？蓪怏w通過水或水溶液加入。因此，水或水溶液可以用所述氣體飽和或過飽和。此 時(shí)，將水或水溶液加入加壓提取物中。水或水溶液可另外包含芳香物(aromas)、泡沫增強(qiáng)、 泡沫穩(wěn)定組分等。靜態(tài)混合機(jī)或旋轉(zhuǎn)式攪拌/混合裝置(1)可用于確保溶解氣體的恒定濃 度。然后將加壓提取物以霧化噴嘴(3)噴霧。由于霧化噴嘴處的快速壓降，溶解的氣 體脫氣并在噴霧液滴中形成氣泡。噴霧干燥期間的塔溫度可例如為70-115°C。產(chǎn)生的速溶 飲料粉末的多孔結(jié)構(gòu)然后通過熱(噴霧干燥)固化?？赏ㄟ^上述方法得到的速溶飲料也構(gòu)成本發(fā)明的一部分。本發(fā)明通過如下非限制性實(shí)施例進(jìn)一步闡明。實(shí)施例本發(fā)明速溶飲料粉末如下制備-用標(biāo)準(zhǔn)可溶咖啡加工技術(shù)提取85%咖啡的Robusta配混物，然后將提取物濃縮 至45-55%的固體物質(zhì)含量。-以600_800kg/小時(shí)的提取物流速，將提取物加熱至50-60°C，并將其加壓至 130-160巴。將1-3 (例如1.3-2.0)Nl/kg固體氮在150巴下注入加壓的提取物中，導(dǎo)致氮
氣溶解。-在70-90°C的塔溫度下將提取物噴霧干燥。用于評(píng)估粒子孔隙率的水銀孔隙計(jì)AutoPore IV 9520 用于結(jié)構(gòu)評(píng)估(Micromeritics Inc. Norcrose，GA，美國(guó))。Hg 侵入的操作壓力為0. 4-90psia(低壓為0. 4-40psia，高壓端為20_90pisa)。此壓力下的孔 直徑為500-2um。將約0. 1-0. 4g試樣精確稱重并裝入透度計(jì)中(容積3. 5ml，頸或毛細(xì)管莖直徑 0. 3mm，莖容積 0. 5ml)。在將透度計(jì)插入低壓端以后，以1. lpsia/min排出試樣，然后在0. 5pisa下轉(zhuǎn)為中 等速率和900iim Hg的快速率。排出目標(biāo)為60iim Hg。在達(dá)到目標(biāo)以后，在裝入Hg以前連 續(xù)排出5分鐘。測(cè)量以設(shè)定時(shí)間平衡進(jìn)行。即，采集數(shù)據(jù)的壓力點(diǎn)和在此壓力流逝的時(shí)間為設(shè)定 時(shí)間平衡(10秒)模式。在壓力范圍內(nèi)大概收集140個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。試樣的總體積由汞和試樣夾具的初始體積得到。內(nèi)部粒子空隙的體積在侵入至多 2 ym汞以后得到。從試樣的總體積中減去內(nèi)部粒子空隙得到粒子體積。粒子中的空隙空間 的體積通過從粒子體積中減去咖啡基質(zhì)的體積而得到。咖啡基質(zhì)的體積由試樣重量和咖啡 基質(zhì)密度得到。粒子孔隙率為粒子中的空隙體積與粒子體積之比。通過微型計(jì)算機(jī)X射線斷層照相法和3D圖像分析測(cè)定咖啡粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像獲取X射線斷層照相掃描用具有80KV和100uA X射線束的1172 SkyscanMCT (Antwerpen,比利時(shí))進(jìn)行。掃描用 Skyscan 軟件(版本 1. 5 (build 0) A(Hamamatsu 10Mp 照相機(jī))進(jìn)行，再現(xiàn)用 Skyscan recon 軟件(版本 1. 4. 4)。在聚苯乙烯管(直徑1. 6mm,高2mm)中掃描咖啡粒子，或?qū)⒛z帶(最大直徑4mm) 覆蓋上一層咖啡粒子并掃描。對(duì)于lum的像素大小，將照相機(jī)設(shè)置為4000X2096像素并放 在遠(yuǎn)處。曝光時(shí)間為2356ms。180°掃描，旋轉(zhuǎn)步階為0.3°，影像平均(frame averaging) 為4。采集數(shù)據(jù)的再現(xiàn)以0. 008-0. 22的對(duì)比度在平均400片上進(jìn)行。光滑和環(huán)形偽影 減薄分別設(shè)置在1和5。圖像的3D分析3D圖像分析在lum每像素?cái)?shù)據(jù)集上用CTAn軟件(版本1. 7. 0. 3,64-bit)進(jìn)行。分 析在兩個(gè)步驟中進(jìn)行(i)第一個(gè)步驟是通過排除內(nèi)部粒子空隙選擇要分析的粒子，(ii) 第二個(gè)步驟是得到粒子的孔隙率分布。通過此技術(shù)得到的粒子孔隙率值與水銀孔隙法近似相符。(i)選擇粒子，即有意義的體積lum每像素分辨率的灰度(255灰度)圖像在30灰度下分割，通過除去任何小于 16像素的單光點(diǎn)而凈化，然后通過數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法(半徑3像素)描述。有意義的體積的 選擇通過shrink-wrap功能進(jìn)行，然后使此體積通過數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法(半徑3像素)消蝕 以適應(yīng)粒子表面。(ii)粒子中的空隙空間分布再次裝載灰度圖像并在40灰度下分割。然后作為孔體積與粒子體積之比計(jì)算粒 子孔隙率，其中粒子體積等于以上(i)定義的有意義體積。結(jié)構(gòu)分離得到粒子孔尺寸分布。飲料粉末通過上述方法制備并通過上述方法表征。結(jié)果顯示于圖1、2和3中，其 中PI I和PI II為由咖啡提取物制備的本發(fā)明飲料粉末，PA I、PA II和PA III為通過現(xiàn) 有技術(shù)方法由咖啡提取物制備的飲料粉末。PA II和PA III為市售的可溶咖啡粉末，提供 具有良好crema的espresso。圖6顯示本發(fā)明咖啡飲料粒子結(jié)構(gòu)的典型實(shí)例。
權(quán)利要求
一種包含多孔粉末粒子的速溶飲料粉末，其特征在于粉末粒子的孔隙率為至少55％，更優(yōu)選至少65％，甚至更優(yōu)選至少70％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的粉末，其中所述粉末粒子具有平均直徑D5(l為小于80微米，優(yōu)選 小于60微米，更優(yōu)選小于40微米，最優(yōu)選小于25微米的孔。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的粉末，其中所述孔的尺寸分布特征在于分布跨距因子 為小于4，優(yōu)選小于3，更優(yōu)選小于2，最優(yōu)選小于1. 5。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的粉末，其中粉末粒子孔隙率為65-85%，更優(yōu)選 65-80 %，甚至更優(yōu)選65-75 %，最優(yōu)選70-75 %。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的粉末，其中粉末粒子具有平均直徑D5(l值為10-80微 米，優(yōu)選10-60微米，更優(yōu)選10-40微米，最優(yōu)選10-25微米的孔。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的粉末，其中速溶飲料為咖啡或咖啡/菊苣混合物。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的粉末，其還包含奶精和/或調(diào)白料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的粉末在制備速溶飲料中的用途。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的用途，其中當(dāng)在200ml85°C去離子水中使用5g粉末時(shí)，所述速溶 飲料具有至少10mL的crema。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7的用途，其中所述速溶飲料為咖啡。
11.制備速溶飲料粉末的方法，其包括如下步驟a.使速溶飲料提取物經(jīng)受50-400巴，優(yōu)選150-400巴的壓力，b.將氣體加入加壓的提取物中，和c.將提取物噴霧和干燥以形成速溶飲料粉末。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述速溶飲料為咖啡或咖啡/菊苣混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其中所述氣體選自氮?dú)狻⒍趸?、一氧化二氮，?yōu)選氮?dú)狻?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)的方法，其中所述氣體通過水或水溶液加入。
15.根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)的方法，其中水或水溶液包含芳香物、泡沫增強(qiáng)、泡沫穩(wěn)定組分等。
16.根據(jù)權(quán)利要求9-13中任一項(xiàng)的方法，其中水或水溶液被氣體飽和或過飽和。
17.根據(jù)權(quán)利要求9-14中任一項(xiàng)的方法，其中干燥為噴霧干燥。
18.可通過根據(jù)權(quán)利要求9-15中任一項(xiàng)的方法得到的速溶飲料粉末。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種速溶飲料粉末，優(yōu)選速溶咖啡粉末，其經(jīng)沖調(diào)提供改善的起泡。粉末包含孔隙率為至少55％的粒子。本發(fā)明還涉及這種粉末的用途，以及制備所述粉末的方法。
文檔編號(hào)A23F5/34GK101808530SQ200880109074
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者H·M·J·尚夫里爾, J-L·杜菲, M·B·蘇達(dá)爾薩, M·D·考特爾, M·G·德雷耶, O·維爾斯潘, U·凱斯勒, X·傅 申請(qǐng)人:雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司