專利名稱：儲存穩(wěn)定含還原糖的混合料及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的含一種或多種還原糖，如果糖，的食用干混合料及其制備方法。
含有甜味劑、食用酸、食用香料、色素及流動劑的飲料干混合料是大家熟知的。一般，飲料中的主要甜味劑一直是蔗糖或象天冬酰苯丙氨酸甲酯、糖精之類的強(qiáng)甜味劑。
雖然使食物加甜蔗糖很有效，但近來減肥的考慮已促使某些預(yù)加甜食物特別是飲料要減少蔗糖和/或總糖含量。在減少重量濃度時為維持甜度的傳統(tǒng)水平，就必須使用比蔗糖單位重量更有加甜效力的甜味劑(即具有相對較高甜度的甜味劑)。已推薦使用某些高效的非營養(yǎng)性或營養(yǎng)性甜味劑，但是現(xiàn)行的食譜調(diào)節(jié)和消費者對人造甜味劑的牢固偏見已使工藝改進(jìn)集中到提供僅使用營養(yǎng)性的糖類甜味劑的預(yù)加甜飲料混合料。
因為以絕對基準(zhǔn)來說，果糖比蔗糖甜10%-17%，而對于50/50的混合物來說果糖則比蔗糖甜大約30%，因此已作出的許多工藝改進(jìn)的努力是使用果糖作食品的甜味劑。在市場上果糖可以兩種基本形式得到(1)通常是液體的高果糖淀粉糖漿(High Fructose Corn Syrup，此后簡稱“HFCS”)，和(2)固體粉末的晶體果糖。
HFCS的優(yōu)點是與晶體果糖相比比較便宜，并且一直被軟飲料制造商使用來降低他們生產(chǎn)的碳酸鹽飲料的成本。但是使用HFCS作為預(yù)加甜干混合料的主要組分是不實用的，因為含水量為20%的HFCS會造成干食用混合料的發(fā)粘和結(jié)塊。
使用HFCS的另一問題是它不及晶體果糖那樣甜、果糖主要以四種形式存在α-呋喃、β-呋喃、α-吡喃和β-吡喃結(jié)構(gòu)。但果糖的甜的感覺主要是一定數(shù)量的β-吡喃型的功能。因此晶體果糖通常制造成理論純的無水的β-D-吡喃型果糖(雖然實際分析表明只有97.2%的β-吡喃糖)。HFCS不及純晶體果糖那樣甜的另一方面原因是，它是不太甜型果糖與較甜型果糖的無定型混合物。HFCS還含有甜度不及果糖的葡萄糖。HFCS僅含有大約57%-70%的較甜的β-吡喃糖(以總果糖為基)。因此以干重為基晶體果糖要比HFCS甜得多。
雖然晶體果糖比蔗糖要貴，但與蔗糖相比，由于晶體果糖的甜度較高因而在食用干混合料中以果糖代替蔗糖在經(jīng)濟(jì)上仍是可行的了。但晶體果糖也有一些不希望的性能使食用干混合料的質(zhì)量變劣。晶體果糖明顯地比蔗糖易于吸濕。另外，在熱和濕氣的條件下晶體果糖會與其它成分相互作用，產(chǎn)生褐色，這使如軟飲料粉狀混合料之類的食用混合料的外觀受損。
現(xiàn)有技術(shù)中已有很多關(guān)于含有單糖、酸類、食用香料及抗結(jié)塊劑的食用干混合料的例子。
標(biāo)題為“不吸濕的速溶飲料混合料”屬于Hughes等人的美國專利US 4，199，610教導(dǎo)，通過向粉末狀(代替粒狀的)糖，例如粒度范圍為1-100微米的粉末果糖，添加磷酸來進(jìn)行穩(wěn)定的酸化飲料干混合料的制備，然后干燥磷酸-糖漿和將干燥的糖餅?zāi)ゼ?xì)。
屬于Saleeb等人的標(biāo)題為“在鎂鹽基質(zhì)上固定食品成分的方法”的美國專利US 4，664，920公開使用鎂鹽來固定果汁固體、食用香料、色素和高果糖淀粉糖漿。
屬于Schenz等人的標(biāo)題為“易于噴霧干燥低分子量糖類的方法和產(chǎn)品”的美國專利US 4，541，873教導(dǎo)使包括果糖的糖類與金屬陽離子絡(luò)合，以改進(jìn)對濕氣的抵御和改善流動性。
屬于Wood等人的美國專利US 4，343，819標(biāo)題是“速溶粉末飲料及其制法”討論了速溶飲料混合料。此專利描述了含有與果糖粒子相結(jié)合的碳酸鹽飲料干混合料。
Velasco的美國專利US 4，273，695題目為“含有右旋糖水合物和涂敷檸檬酸的飲料混合料的制備”。公開一種散粒飲料混合料的制備，其方法是用如二氧化硅的干燥劑涂敷食用酸粒子，然后使涂敷粒子與糖類材料混合。
Batterman等人的標(biāo)題為“甜味劑組合物”的美國專利US 4，737，368公開一種含有果糖和蔗糖的飲料干混合料。
標(biāo)題為“用于制備飲品的不吸濕、水溶性粉末組合物和其制備方法”的美國專利US 4，769，244公開含果糖的起泡飲料干混合料，其中重碳酸鹽和食用酸粒子用呫噸膠膜涂敷。但是使用平常得到的食用成分和簡單的混合技術(shù)是不可能得到不結(jié)塊的含果糖的飲料混合料的。
本發(fā)明是關(guān)于含有例如果糖的晶體還原糖的食用干混合料。以混合料重量為基，還原糖的含量至少為5%，較好至少為9%。
根據(jù)本發(fā)明，晶體還原糖用粉末的無水食用酸，如檸檬酸，通過簡單的混合技術(shù)涂敷。粉末酸的粒度分布等于或細(xì)于30美國篩阻留為0%，40美國篩阻留為10%和100美國篩透過10%。然后，其它干混合料的成分，包括混合料中可能存在的水溶性的堿性成分，與酸涂敷的晶體還原糖混合。
由于使用本發(fā)明的方法，還原糖的褐變顯著減小了。據(jù)信還原糖的褐變被熱和濕氣加速，和由于與混合料中存在的任何堿性化合物的相互作用還原糖的褐變將進(jìn)一步加速。因為明顯加入(overt addition)這些材料(如二氧化鎂、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉)或在儲存中混合料在現(xiàn)場發(fā)生的反應(yīng)產(chǎn)物都會使這些堿性化合物存在。據(jù)信使堿性材料遠(yuǎn)離還原糖的小環(huán)境可以阻滯褐變反應(yīng)。通過堿性材料與還原糖的機(jī)械分離，如用酸涂敷的方法，還原糖小環(huán)境的pH值就會保持在較穩(wěn)定的酸性到中性(acid-to-neutral)的pH值。簡單混合有效的時間，通常2分鐘，可以完成還原糖的涂敷。粉末酸應(yīng)以這樣的含量存在，即至少占被涂敷材料重量的2%(當(dāng)粉末酸被混合時，在混合料中存在的總材料)。在很多商用場合，還原糖只占最終混合料中糖類的一個很小分?jǐn)?shù)，例如大部分糖類是蔗糖的情況。在這種情況下，應(yīng)在一種或多種還原糖與粉末酸混合之前先與全部或一部分一種或多種非還原糖預(yù)混合。然后粉末酸再涂敷在混合料中存在的所有粗粒糖粒之上。
根據(jù)本發(fā)明另一實施方案，粉末的中性的最好不溶于水的如碳酸鈣的化合物可用作晶體還原糖和混合料中存在的堿性成分之間的隔層。這樣的中性隔層化合物最好其粒度分布和用于涂敷晶體糖粒使用的粉末酸的粒度分布相當(dāng)。中性化合物的含義是指包括這樣一些化合物，它們基本上不溶于水，或如果溶于水在其濃度為1%和25℃時產(chǎn)生的pH值低于8，最好為6-7。
因此，本發(fā)明提供一種改善含晶體還原糖的粉末食用混合料庫存穩(wěn)定性的方法，此方法包括如下步驟(a)使足夠量的食用酸與晶體還原糖混合，混合的時間要使還原糖的顆粒表面用酸有效涂敷，所述的酸的粒度分布等于或細(xì)于30美國篩阻留為0%，40美國篩阻留為10%和100美國篩透過為10%;然后，(b)使涂敷酸的還原糖與食用混合料中含有的溶于水的堿性成分混合，這些堿性成分與未涂敷的還原糖會產(chǎn)生有害的反應(yīng);
(c)在防濕容器中包裝食用混合料;
附加條件是，當(dāng)此混合料不含堿性成分和用于涂敷還原糖的酸的粒度分布粗于至少97%通過60美國篩和至少50%通過100美國篩，則當(dāng)向混合料中加入隔層化合物時，以已有的混合料的重量為基，此混合料含有從0.8%至3%的不溶于水的粒狀隔層化合物。
本發(fā)明特別適用于飲料干混料，如包括檸檬汁混合料的水果香味飲料混合料，但也適用于其它食用干混合料，如水果香味甜膠凍干混合料包括明膠混合料。本發(fā)明的含晶體還原糖食用混合料可以通過簡單的干法混合步驟生產(chǎn)，而無需任何液體涂敷和/或干燥步驟。食用混合料中包含的還原糖典型是果糖，但本發(fā)明也可用于其它己糖以及戊糖、還原二糖、寡糖及其組合。
食用混合料含有一種或各種還原糖的含量為5%-90%(重量)和含有總糖的含量為20%-95%，較好為40%-90%。典型地總糖的含量至少為干混合料的60%(重量)，和對于飲料混合料更典型為至少80%(重量)。
本發(fā)明用于涂敷還原糖顆粒的粉末食用酸最好是無水晶體食用酸。適用的酸包括檸檬酸、琥珀酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、延胡索酸、和/或脂肪酸。酸的粒度分布等于或細(xì)于30美國篩阻留為0%，40美國篩阻留為10%和100美國篩通過為10%;較好為還有至少97%通過60美國篩;和更好還有至少50%通過100美國篩和最多13%通過200美國篩。粉末酸的含量以待涂敷物料的重量為基為至少2%，較好為至少4%。
在制備食用干混合料時，可以將還原糖分離和僅使還原糖與粉末的酸混合。如果這樣做，也可以再加入制成配合料所需的較便宜的粗粒酸。但是當(dāng)混合料含有大約65-90%蔗糖和只有大約5-35%的還原糖的情況下，工廠操作可以規(guī)定在與粉末酸混合前全部糖都混合在一起。在這種情況下，典型地粉末酸占配合料中所含的總糖重量的4-12%。
據(jù)信按照本發(fā)明用粉末酸涂敷還原糖會防止還原糖的褐變，這種褐變是由于強(qiáng)堿性化合物(如Mg(OH)、NaOH、KOH等)和可生成較弱堿性的化合物(如碳酸氫鈉)與還原糖的反應(yīng)。氫氧化物可以是在室溫和濕氣作用下重碳酸鹽的分解而形成的。例如以下已知的反應(yīng)可以發(fā)生
KHCO3簡單的離解就使溶液的pH為8左右，而K2CO3的生成和分解又使溶液的pH為11-12左右。
在與象碳酸氫鹽的堿性化合物相混合之前，用酸涂敷還原糖能阻止褐變，是由于產(chǎn)生的氫氧根離子都被酸中和了，和可以保持中性至酸性的pH值。碳酸氫鹽可以加入到食用干配合料中作為CO2-發(fā)生劑以有助于此配合料在冷水中的溶解。Wood等人的美國專利US4，343，819已公開了加入這種物質(zhì)的例子。這些堿性的CO2-發(fā)生劑的例子是碳酸鈉、碳酸氫鈉、倍半碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銨和碳酸氫銨。其它堿性物質(zhì)如一種已知的流動劑氧化鎂也可能產(chǎn)生有害的影響。
根據(jù)本發(fā)明一個實施方案，在混合操作中用粉末的食用酸粒子去涂敷還原糖顆粒;然后其它的干混合料的成分，包括溶于水產(chǎn)生或形成堿的化合物，加入到混合器中。據(jù)信穩(wěn)定作用來自兩個因素首先，低pH的環(huán)境增強(qiáng)還原糖固有的穩(wěn)定性和酸涂敷從機(jī)械上防止了堿與還原糖的接觸;其次，酸涂敷的還原糖將中和由于熱、濕氣或其它不利因素而形成的堿性化合物。這些有利因素將增加庫存壽命和減慢但并不完全排除褐變速度，因為即使不存在可產(chǎn)生或形成堿性的化合物時也可以看到經(jīng)過一段較長時間后有還原糖的褐變發(fā)生。在還原糖周圍的堿性微環(huán)境似乎大大加速褐變反應(yīng)。
當(dāng)食用干混合料存在堿性物質(zhì)時本發(fā)明對阻滯還原糖的褐變最有效。但是在堿性化合物或產(chǎn)生堿性的化合物不存在時本發(fā)明也有用場，正如下述的實施例3的情況，在延長的時間周期內(nèi)(如24個月)也基本上排除了褐變。
根據(jù)本發(fā)明另一實施方案，當(dāng)還原糖與食用酸混合時，最好一種不溶于水的中性偏酸性的(在25°的1%溶液的測量值)粉末隔層(spacer)化合物(如碳酸鈣、二氧化鈦、磷酸鈣、二氧化硅等)也存在。這種粉末的隔層化合物可以在酸性組分與還原糖結(jié)合之前、當(dāng)中或之后與還原糖混合。隔層化合物的含量占混合器中糖類和其它顆粒材料重量的至少0.1%和最好至為3%，這些顆粒材料都要用粉末酸和隔層化合物涂敷的。隔層化合物的粒度分布通常與粉末酸的粒度分布不相上下。雖然碳酸鈣不溶于水，但它是優(yōu)選的隔層化合物，因為在例如飲料的酸性溶液中就變?yōu)榭扇艿?，因而減少飲料中不溶解材料的量。
如下面實施例3所述的情況，即沒有明顯加入堿性物質(zhì)的情況下可以使用較高含量的粉末隔層化合物通常為混合器內(nèi)材料重量的0.8-3%，以提供對褐變的阻抗。甚至在沒有用粉末檸檬酸涂敷還原糖的情況下也得到對褐變的有實際價值的阻抗。
為改進(jìn)酸和/或隔層化合物粉粒的粘附，可食用的非水液體粘合劑可施加于要用粉末酸和/或隔層化合物涂敷的還原糖的表面。施加粘合劑可以直接涂敷在還原糖上，也可以涂敷在混合料主要組分(如蔗糖)的一部分上，它們?nèi)缓笤倥c還原糖和如需要也可再與其余糖相混合?？捎脟婌F或拌合的方法進(jìn)行涂敷。如使用粘合劑其含量占要用粉末酸涂敷的材料重量的0.5%以下，通常在0.25%以下。優(yōu)選的粘結(jié)劑有多元醇、一、二和三甘油酯，包括乙?；桓视王?，及它們的混合物。
本發(fā)明的干混合料還可以包括其它功能性成分，如流動劑(氧化鎂、二氧化硅等)、緩沖劑(檸檬酸三鈉)、抗起沫劑(硅酮)、混濁劑、香料、色素、維生素和礦物質(zhì)。
下述的實施例是為進(jìn)一步例示說明本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。
實施例1成分 重量百分比%蔗糖 80.6果糖 9.5檸檬酸 7.5噴干檸檬香料 0.94
碳酸鈣 0.51碳酸氫鈉 0.51碳酸氫鉀 0.17氧化鎂 0.14混濁劑 0.08維生素C/色素 0.06乙?；桓视王? 0.01乙?；桓视王シ湃胍恍》菡崽侵?混合料的0.2%)，然后在一螺旋葉片式攪拌器中將此一小份蔗糖與其余蔗糖和果糖一起攪拌2分鐘。然后向攪拌器中加入粉末的檸檬酸，和繼續(xù)攪拌2分鐘。此后其余成分加入混合器中，和繼續(xù)混合8分鐘。粉末檸檬酸的粒度為100%通過200美國篩、至少97%通過60美國篩、至少50%通過100美國篩和至多13%通過200美國篩。
所得的混合料置于2密耳厚的聚乙烯袋內(nèi)，在70°F和相對濕度50%下儲存。九個月之后，未觀測到有褐變。此實施例證實本發(fā)明在含有明顯外加堿性材料的含果糖干配合料中的應(yīng)用。
實施例2對照混合料與實施例1有相同的配方，但使用細(xì)顆粒檸檬酸(30美國篩阻留為0%、40美國篩最大阻留10%和100美國篩最多通過10%)代替粉末檸檬酸和使用與實施例1相反的與檸檬酸和其余成分的混合順序和混合時間。此對照例證明在相同的條件下僅兩個月儲存期就發(fā)生褐變了。
當(dāng)對照混合料用于制備液體飲料時，與前述相同，儲藏過了大約3個月此飲料的外觀就象用生銹的水制成的一般。為比較，此例的飲料混合料與粉末的檸檬酸一起與水結(jié)合形成飲料，此飲料如上所述的儲存18個月后沒有褪色。
實施例3以蔗糖取代實施例1所列的配方中的果糖和使用細(xì)顆粒(實施例2提出的粒度分布)檸檬酸代替粉末檸檬酸來制成蔗糖配料。它是這樣制備的使蔗糖預(yù)混合料與其余蔗糖混合2分鐘，加入除檸檬酸以外的其它成分混合2分鐘，和最后加入細(xì)顆粒檸檬酸混合8分鐘。此蔗糖混合料然后用于與實施例1和2的粉末檸檬酸和細(xì)顆粒檸檬酸的配方進(jìn)行褐變對比試驗。這三種混合料分別在玻璃瓶中在110°F和相對濕度70%下儲存和使用公知的Hunter L值(0＝黑，100＝白)來評價顏色變暗程度。下表給出一定時間范圍內(nèi)的結(jié)果。
表混合料 時間(小時) Hunter L值實施例1 0 90.244 89.4(本發(fā)明) 68 88.5148 87.8(粉末檸檬酸) 171 88.4實施例2 0 90.244 86.9(對照) 68 81.9148 79.1(顆粒檸檬酸) 171 79.2
實施例3 0 90.444 89.0(蔗糖配方) 68 89.9148 89.3171 88.5如表所見，本發(fā)明能制成一種含堿性物質(zhì)的干混合料，它含有蔗糖和果糖，但和只含蔗糖的混合料一樣穩(wěn)定。
實施例4成分 重量百分比%蔗糖 81.8果糖 9.1粉末檸檬酸(根據(jù)實施例1) 6.5噴干檸檬香料 1.0碳酸鈣粉末 0.8檸檬酸三鈉 0.45二氧化硅 0.15混濁劑 0.08香料/色素 0.07維生素C 0.06乙酰化一甘油酯 0.01＊100%通過20美國篩、至少97%通過60美國篩、至少50%通過美國篩和至多13%通過200美國篩。
乙?；囊桓视王シ湃胍恍》?0.2%)蔗糖中。此份蔗糖、其余蔗糖和果糖在一螺旋葉片式攪拌器中混合2分鐘。然后加入除粉末檸檬酸以外的其余成分和混合兩分鐘。最后，加入粉末的檸檬酸和混合8分鐘。此混合料封存于紙/鋁箔/聚乙烯包裝袋內(nèi)，并證明在90°F下儲存7個月后或在70°F下儲存22個月后不產(chǎn)生褐變。
實施例4也證實當(dāng)混合料不含有明顯外加的(overtly-added)堿性材料時混合次序也可以改變(即可以最后再加檸檬酸)。
如果排除或減小高量堿性材料的存在，既改變混合次序(即最后加檸檬酸)又使用較粗粒的食用酸也是可能的。因此，在實施例4的含碳酸鈣的配方中使用細(xì)顆粒檸檬酸(即30美國篩阻角0%、40美國篩最多阻角10%和100美國篩最多通過10%)代替粉末檸檬酸，仍可阻滯果糖的褐變和對此配合料也得到較長的庫存時間。這和實施例2的對照混合料不同，實施例2中是在堿性材料存在下既改變混合順序又使用細(xì)顆粒檸檬酸，因此在70°F下僅2個月后實施例2的混合料就產(chǎn)生褐變。
權(quán)利要求
1.改善含晶體還原糖的粉末食用混合料庫存穩(wěn)定性的方法，此方法包括如下步驟(a)使足夠量的食用酸與晶體還原糖混合，混合的時間要使還原糖的顆粒表面用酸有效涂敷，所述的酸的粒度分布等于或細(xì)于30美國篩阻留為0%，40美國篩阻留為10%和100美國篩透過為10%；然后，(b)使涂敷酸的還原糖與食用混合料中含有的溶于水的堿性成分混合，這些堿性成分與未涂敷的還原糖會產(chǎn)生有害的反應(yīng)；(c)在防濕容器中包裝食用混合料；附加條件是當(dāng)此混合料不含堿性成分和用于涂敷還原糖的酸的粒度分布粗于至少97%通過60美國篩和至少50%通過100美國篩，則當(dāng)向混合料中加入隔層化合物時，以已有的混合料的重量為基，此混合料含有從0.8%至3%的不溶于水的粉末隔層化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中還原糖選自果糖、戊糖(類)及其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中混合料也含有蔗糖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中食用酸選自檸檬酸、延胡索酸、琥珀酸、乳酸、脂肪酸、酒石酸、蘋果酸及其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中食用酸是檸檬酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中食用酸的粒度分布是至少97%透過60美國篩。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中食用酸的粒度分布是還有至少50%透過100美國篩。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中食用酸是檸檬酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中在食用酸與還原糖混合之前，蔗糖先與還原糖混合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中酸涂敷的還原糖與溶于水的堿性二氧化碳發(fā)生劑混合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中二氧化碳發(fā)生劑是選自碳酸鈉、碳酸氫鈉、倍半碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銨、碳酸氫銨及其組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中當(dāng)還原糖與食用酸混合時，不溶于水的粉末隔層化合物就以0.8%至3%的含量存在。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中隔層化合物是碳酸鈣。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中隔層化合物的粒度分布與食用酸的粒度分布不相上下的。
15.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中在此涂敷的蔗糖與還原糖及其余蔗糖混合之前，非水的可食用液體粘合劑與此蔗糖的一部分混合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中非水液體粘合劑是選自可食用的多元醇類、一、二、和三甘油酯及其組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中粘合劑是乙酰化的一甘油酯。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的方法制備的食用混合料。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的食用混合料，其中此混合料包括75-90%蔗糖，5-20%果糖，占果糖和蔗糖重量4-12%的酸和占蔗糖和果糖重量最多3%的碳酸鈣。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的食用混合料，其中此混合料還包括乙酰化的一甘油酯。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的食用混合物，其中此混合料還包括溶于水的堿性二氧化碳發(fā)生劑。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的食用混合料，其中此混合料還包括作為流動劑的二氧化鎂。
全文摘要
使細(xì)粒食用酸涂敷果糖顆粒來制備諸如含果糖的飲料干混合料。在熱和濕氣的環(huán)境，特別是如果混合料中含有堿性成分，會產(chǎn)生褐變，而涂敷的果糖顆粒對這種褐變有阻抗作用。
文檔編號A23L1/236GK1072572SQ9211316
公開日1993年6月2日 申請日期1992年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月15日
發(fā)明者N·E·安德遜, J·B·拉塞爾 申請人:卡夫通用食品有限公司