Небелковые пенообразующие композиции и способы их изготовления

Небелковые пенообразующие композиции и способы их изготовления

Реферат

Настоящее изобретение относится к растворимой пенообразующей композиции и, в частности, к пенообразующей небелковой композиции.

Некоторые приготовленные традиционным способом пищевые продукты включают пену или взбитый слой. Например, капуччино, молочные коктейли и некоторые супы могут содержать взбитый слой или пену. Тогда как приготовленные традиционными способами пищевые продукты предпочтительны для некоторых потребителей, другая их часть во все возрастающей степени выражает потребность в альтернативных пищевых продуктах быстрого приготовления, приготавливаемых самим потребителем. Чтобы удовлетворить предпочтения потребителя, производители разработали пищевые продукты быстрого приготовления, которые предоставляют потребителям пищевые продукты, соответствующие требованиям, предъявляемым потребителем к пище быстрого приготовления, путем разработки пищевых продуктов быстрого приготовления, которые имеют такие же или близкие характеристики, как и пищевые продукты, приготовленные традиционными способами. Одной из задач производителей является то, как произвести пищевой продукт с взбитым слоем или пеной из пищевого продукта быстрого приготовления.

Одним из решений уровня техники для производства пищевого продукта быстрого приготовления, имеющего взбитый слой или пену, было применение порошкообразных пенообразующих композиций, которые образуют пену при восстановлении влагосодержания в жидкости. Пенообразующие порошкообразные композиции применялись для придания пенной или взбитой текстуры широкому разнообразию пищевых продуктов и напитков. Например, пенообразующие композиции применялись для придания пенной или взбитой текстуры быстрорастворимому капуччино и другим кофейным смесям, смесям для быстрого приготовления напитков, суповым смесям быстрого приготовления, смесям для получения молочных коктейлей, слоям покрытия для десертов быстрого приготовления, соусам быстрого приготовления, зерновым горячим и холодным блюдам и т.п. при объединении с водой, молоком или другими подходящими жидкостями.

Несколько примеров пенообразующих молочных порошков, инъецированных газом, которые могут придавать пену или создавать взбитый слой, описаны в патенте США 4438147 и в EP 0 458 310. Позже в патенте США 6129943 описан пенообразующий продукт из молочного порошка, получаемый соединением газообразующего углевода, а также белка и липида. С применением этой технологии возможно устранить инжекцию газа в разведенный молочный порошок перед распылительной сушкой.

EP 0 813 815 B1 описывает пенообразующую композицию молочного порошка, которая представляет собой либо пенообразующий молочный порошок, инъецированный газом, либо молочный порошок, содержащий ингредиенты химического обогащения углекислотой, которые содержатся в 20% избытке белка по весу. Описанный порошок состоит из основных ингредиентов - белка, липида и материала наполнителя, конкретно, материалом наполнителя служил водорастворимый углевод. Высокое содержание белка необходимо для получения плотной пены, подобной взбитым сливкам, удерживающейся на ложке.

Одна из пенообразующих композиций уровня техники представлена в патенте США 6713113, который описывает порошкообразный растворимый пенообразующий ингредиент, состоящий из связующего материала, содержащего углевод, белок и захваченный ими сжатый газ. Однако порошкообразные ингредиенты, содержащие и углевод, и белок, подвержены неокислительной реакции потемнения, которая может отрицательно сказываться на внешнем виде, вкусе и сроке хранения упакованных пищевых продуктов. Такие сложные химические реакции встречаются между белками и углеводами, особенно - восстановленными сахарами, с образованием полимерных пигментов, которые могут портить окраску и ухудшать вкусовые качества пищевых продуктов. Было обнаружено, что высокоэффективные пенообразующие композиции, содержащие захваченный сжатый газ, могут быть изготовлены без использования углеводных и белковых ингредиентов. Потемнение может происходить очень быстро при высоких температурах, обычно используемых при обработке пищи, и подверженность потемнению может ограничивать диапазон нагревания композиций, используемых для производства пенообразующих композиций, типа описанных в вышеуказанных источниках уровня техники.

Возможным решением может быть применение чисто белковых композиций, как описано в WO-A-2004/019699. Однако использование белка самого по себе также создает некоторые проблемы. Самое важное это то, что ни в одном из образцов, описанных в опубликованных патентных заявках, не устранен углевод.

Патент США 6168819 описывает сыпучий молочный порошок, содержащий белок, липид и носитель, в котором белка более 50 вес.%, а белок является частично денатурированным сывороточным белком, который денатурирован на 40-90%. Общее содержание белка в молочном порошке находится в пределах между 3 и 30 вес.%, предпочтительно между 10 и 15 вес.%. Молочный порошок особенно пригоден для пенообразующих композиций молочного порошка. При добавлении в горячий сваренный кофейный напиток пенообразующая композиция молочного порошка образует большое количество кремообразной полутвердой пены.

Патент США 6174557 описывает порошкообразную сухую смешанную композицию быстрого приготовления, которая дает напиток капуччино, обладающий поверхностной пеной с мраморным рисунком при восстановлении влагосодержания в воде. Сухая смешанная композиция изготавливается из деаэрированного и затем высушенного замораживанием кофейного экстракта с получением гранул с наружным быстрорастворимым слоем и более объемным внутренним ядром, которое растворяется более медленно. Продукт имеет плотность, по меньшей мере, 0,3 г/куб.см.

Патент США 2003/0026836 описывает способ изготовления основанных на углеводах таблеток или порошков фармацевтических препаратов или пищевых продуктов, которые включают рассматриваемые таблетки или порошки, которые содержат основу напитка, такую как растворимый кофе, вспенивающий порошок, сахар и молочный порошок, при давлении и температуре, позволяющей получить таблетки или порошок с повышенной растворимостью или дисперсионной способностью при контакте с водой. Кроме того, описан способ, который содействует растворению или дисперсии таблетки или не образующего пены порошка в результате воздействия на таблетки или порошок сжатого газа так, что газ захватывается в них, способствуя растворению или дисперсии таблетки или порошка при контакте с водой. Стоит отметить, что все образцы представленных здесь растворимых композиций химических соединений представляют собой порошки или таблетки на основе углеводов, содержащие белок. Улучшенная растворимость таблеток, содержащих захваченный газ, показана в этом документе на действующих образцах. Однако улучшенная растворимость или дисперсионная способность пенообразующих или не образующих пены порошков, содержащих захваченный газ, в этом документе не показана ни на одном действующем образце.

Недостатком этих составов, так же как и многих продуктов уровня техники, состоит в присутствии как белков, так и углеводов. Важно, что даже источники для получения композиции, содержащей в основном только белок, такие как

WO-A-2004/019699, не описывают предлагаемых образцов, не содержащих углеводов. Пенообразующая композиция по WO-A-2004/019699, которая образует основу всех действующих образцов, описанных в этом документе, содержит углевод глицерин в количестве 5 вес.%. Фактически ни один из ранее известных существенных источников в данной области не описывает действующего образца или какого-либо внедрения в практику пенообразующей углеводной композиции, из которой устранен белок. Белки могут реагировать с углеводами, особенно при нагревании. В большинстве случаев эти реакции (Майяра) ведут к нежелательному окрашиванию и/или образованию привкуса. Этот тип реакции обычно встречается в ходе обработки или производства, когда продукт поддерживается при высоких температурах в течение продолжительного времени. В большинстве процессов изготовления продуктов, описанных в документах, рассмотренных в данном документе выше, и особенно в процессах изготовления, описанных в патенте США 6168819, для газификации порошков применяются повышенные температуры в течение длительного времени. Также белки гораздо дороже и обычно имеют значительно меньшую растворимость и более высокую вязкость в воде, чем углеводы, применяемые для производства порошковых пенообразующих композиций. Соответственно, применение белков может вызвать затруднения при обработке и повысить стоимость пенообразующих композиций. Например, белковые растворы, даже растворы углеводов, содержащие белок, должны приготавливаться в значительно меньших концентрациях в воде, чтобы избежать избыточной вязкости и позволить проведение распылительной сушки. Кроме того, многие белки подвержены потере функциональных свойств или растворимости при воздействии тепла при обработке или при контакте с кислыми ингредиентами пищи, такими как кофейные порошки. Наконец, присутствие белков в порошкообразных пенообразующих композициях может уменьшать растворимость или дисперсионную способность таких пенообразующих композиций, так же как растворимость или дисперсионную способность других ингредиентов в смесях, содержащих эти пенообразующие композиции, при восстановлении влагосодержания в воде или другой жидкости.

Хотя и существуют пенообразующие добавки к кофе, все еще существует необходимость в порошковой небелковой растворимой пенообразующей композиции, которая при восстановлении влагосодержания демонстрирует характеристики, требуемые настоящими специалистами по напитку капуччино. Например, ранее у получившихся напитков капуччино отсутствовало достаточное количество пены, пена быстро распадалась, либо присутствовала комбинация этих двух недостатков. Далее, так как ранее существовавшие пенообразующие добавки к кофе включали и углеводный, и белковый компонент, люди, находящиеся на ограничивающих диетах и желающие устранить один из двух компонентов, не в состоянии потреблять какую-либо из ранее существовавших пенообразующих добавок к кофе. Соответственно, желательно получить пенообразующую добавку к кофе, содержащую порошкообразную небелковую пенообразующую композицию, с характеристиками пены, традиционными для напитка капуччино.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к небелковой, т.е. не содержащей белка, пенообразующей композиции, которая представляет превосходную устойчивость к потемнению и может представить дополнительные преимущества. Например, небелковые пенообразующие композиции могут иметь пониженную аллергенность и микробиологическую чувствительность. Эти улучшенные пенообразующие композиции могут быть использованы в широком разнообразии горячих и холодных растворимых смесей напитков и других пищевых продуктов быстрого приготовления для получения взбитой или пенной текстуры.

Данное изобретение в одной из своих форм касается пенообразующей композиции, которая содержит порошкообразную небелковую композицию, которая содержит углеводные частицы, имеющие множество пустот, содержащих захваченный сжатый газ. В различных других вариантах реализации растворимая композиция при растворении в жидкости в условиях окружающей среды высвобождает, по меньшей мере, около 2 куб.см, а предпочтительно, по меньшей мере, около 5 куб.см газа на грамм композиции. Далее, композиция может включать поверхностно-активное вещество.

Данное изобретение в другой своей форме касается пенообразующей композиции, которая содержит небелковые растворимые пенообразующие частицы, содержащие углевод и имеющие множество внутренних пустот, содержащих захваченный сжатый газ. Пенообразующая композиция формируется при воздействии на частицы внешнего давления газа, превосходящего атмосферное, до или во время нагревания частиц до температуры, по меньшей мере, равной температуре стеклования (T_g), а затем охлаждения частиц до температуры ниже T_g, до или во время подачи давления внешнего газа способом, эффективным для захвата сжатого газа во внутренние пустоты.

Данное изобретение в другой своей форме касается растворимых потребительских пищевых продуктов, включающих небелковую растворимую пенообразующую композицию, которая включает углеводные частицы, имеющие множество внутренних пустот, содержащих захваченный сжатый газ. В различных других формах растворимый пищевой продукт может включать смеси для напитков, таких как кофе, какао или чай быстрого приготовления, либо растворимые потребительские продукты могут включать пищевые продукты быстрого приготовления, такие как десерты, сырные продукты быстрого приготовления, злаковые продукты быстрого приготовления, суповые продукты быстрого приготовления и продукты быстрого приготовления для покрытий.

Данное изобретение в еще одной своей форме касается способа производства пенообразующей композиции, в которой способ включает нагревание небелковых растворимых пенообразующих частиц, которые содержат углевод, имеющий внутренние пустоты. Внешнее давление, превосходящее атмосферное давление, прикладывали к небелковым растворимым пенообразующим частицам. Небелковые растворимые пенообразующие частицы охлаждали и подавали внешнее давление газа, и, таким образом, сжатый газ оставался во внутренних пустотах. В альтернативном варианте внешнее давление прикладывали до нагревания частиц или внешнее давление прикладывали во время нагревания частиц.

К преимуществам пенообразующей композиции по данному изобретению относится то, что при контакте с подходящей жидкостью образуется пена, имеющая желаемый цвет, вкусовой профиль, плотность, текстуру и стабильность при использовании для создания смесей капуччино или других продуктов быстрого приготовления. Так как она не содержит белка, отрицательные побочные эффекты, связанные с белками, такие как посторонний привкус, реакция Майяра и/или реакции между белками и другими компонентами не возникают или, по меньшей мере, уменьшаются.

Еще одно свойство данной небелковой пенообразующей композиции состоит в удивительной стабильности пены, особенно в связи с тем, что в данной области стабильность пены из известных пенообразующих порошков в основном была связана с присутствием белка.

Другое преимущество состоит в том, что данное изобретение предоставляет пенообразующую композицию, которая имеет высокую плотность и высокое содержание газа. Объемная плотность обычно выше чем около 0,25 г/куб.см, предпочтительно, по меньшей мере, около 0,30 г/куб.см, а более предпочтительно, по меньшей мере, 0,35 г/куб.см. Предпочтительно, объемная плотность составляет менее чем 0,8 г/куб.см, более предпочтительно - менее чем 0,7 г/куб.см, а наиболее предпочтительно - менее чем 0,65 г/куб.см. Такие порошки могут содержать 5-20 куб.см или более газа на грамм порошка. Высокая плотность имеет то преимущество, что только малый объем пенообразующей композиции требуется для получения желаемого количества пены. Относительно высокое содержание газа дает относительно большое количество пены на единицу веса или объема добавленной пенообразующей композиции.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ

Ингредиенты, которые могут быть применены для получения небелковых пенообразующих композиций, включают углеводы, липиды и другие небелковые вещества. Углеводы являются предпочтительными и включают, но не ограничиваются сахарами, многоатомными спиртами, сахарными спиртами, олигосахаридами, полисахаридами, продуктами гидролиза крахмала, смолами, растворимым пищевым волокном, модифицированными крахмалами и модифицированными целлюлозами. Подходящие сахара включают глюкозу, фруктозу, сахарозу, лактозу, маннозу и мальтозу. Подходящие многоатомные спирты включают глицерин, пропиленгликоль, полиглицерины и полиэтиленгликоли. Подходящие сахарные спирты включают сорбитол, маннитол, мальтит, лактитол, эритрол и ксилитол. Подходящие продукты гидролиза крахмала включают мальтодекстрины, сиропы глюкозы, зерновые сиропы, сиропы с высоким содержанием мальтозы и сиропы с высоким содержанием фруктозы. Подходящие смолы включают ксантан, альгинаты, каррагенаны, гуаровую смолу, смолу плодов рожкового дерева и гидролизованные камеди. Подходящие растворимые пищевые волокна включают инулин, гидролизованную гуаровую смолу и полидекстрозу. Подходящие модифицированные крахмалы включают физически или химически модифицированные крахмалы, растворимые или способные диспергироваться в воде. Подходящие модифицированные целлюлозы включают метилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу и гидроксипропилметилцеллюлозу. Углеводы или смесь углеводов выбрана так, чтобы текстура пенообразующей композиции была достаточно прочной, чтобы удерживать газ, заключенный в ней под давлением. Липид предпочтительно избирается из жиров и/или масел, которые включают гидрогенизированные масла, переэстерифицированные масла, фосфолипиды, жирные кислоты, происходящие из овощей, молочных и животных источников, и их фракции или смесь. Липид может также быть выбран из восков, стеринов, станолов, терпенов и их фракций и смеси.

Порошкообразные растворимые небелковые пенообразующие композиции по данному изобретению могут быть изготовлены любым способом, эффективным в получении текстуры, состоящей из частиц, имеющих множество внутренних пустот, способных захватывать газ. Традиционная распылительная сушка водных растворов с помощью подачи газа является предпочтительным способом для производства этих порошкообразных растворимых пенообразующих композиций, однако экструзия расплава порошка подачей газа также является пригодным способом. Распылительная сушка без подачи газа образует частицы, имеющие сравнительно малый объем внутренних пустот, однако и этот менее предпочтительный способ также может быть применен при производстве небелковых пенообразующих композиций, имеющих подходящие объемы внутренних пустот. Газообразный азот предпочтителен, но и любой другой газ пищевого уровня чистоты может быть использован для инжекции, включая воздух, углекислый газ, закись азота или их смесь.

Термин «захваченный сжатый газ» означает, что газ при давлении, большем, чем атмосферное давление, присутствует в текстуре пенообразующей композиции и не способен покинуть эту текстуру без вскрытия текстуры порошка. Предпочтительно, большая часть сжатого газа, присутствующего в текстуре пенообразующей композиции, физически содержится во внутренних пустотах текстуры порошка. Газы, пригодные для использования по данному изобретению, могут быть выбраны из азота, углекислого газа, закиси азота, воздуха или их смеси. Азот предпочтителен, однако любой другой газ пищевой чистоты может быть использован для захвата сжатого газа в текстуру порошка.

Термин «текстура», «текстура частиц», «текстура частицы» или «текстура порошка» означает текстуру, содержащую большое число герметичных внутренних пустот, которые изолированы от атмосферы. Эти пустоты способны удерживать большой объем захваченного газа, который высвобождается в виде пузырьков при растворении текстуры в жидкости с образованием пены.

Термин «порошкообразная растворимая пенообразующая композиция», «порошкообразная пенообразующая композиция» или «пенообразующая композиция» означает какой-либо порошок, растворимый или диспергирующийся в жидкости и особенно в водной жидкости, а после контакта с такой жидкостью образует пену или взбитый слой.

Термин «безбелковый» или «небелковый» означает проведение намеренного и точного удаления веществ, содержащих какое-либо существенное количество белка, до максимального по существу достижимого уровня при формировании пенообразующих композиций. Соответственно, небелковые пенообразующие композиции по данному изобретению по существу свободны или лишены белка и содержат существенно меньше чем 1%, а обычно - меньше чем около 0,5% белка. Предпочтительные небелковые композиции по данному изобретению лишены белка. Все небелковые пенообразующие композиции, описанные в примерах в данном документе, лишены белка.

Весовые проценты основываются на весе порошкообразной пенообразующей композиции, если не указано иное.

Термин «углевод» означает любой углевод, который совместим с конечным использованием порошка по данному изобретению. На практике это означает, что он должен быть приемлем для потребления.

Термин «эмульгатор» означает любое поверхностно-активное соединение, которое имеет свойства эмульгировать масло или газ и которое совместимо с конечным использованием порошка по данному изобретению и не является белком.

Термин «полимерный эмульгатор» или «полимерное поверхностно-активное вещество» в общем означает какой-либо тип молекулы с поверхностной активностью, состоящей из определенного числа, обычно, по меньше мере, пяти, соединенных химически мономерных единиц. Эти единицы могут быть, например, аминокислотами, как в поверхностно-активных белках, или остатки сахара (глюкозы, маннозы, галактозы и им подобных) или их производных, таких как поверхностно-активные углеводы. Обычно молекулярный вес полимерных эмульгаторов превышает 1000 Да.

Термин «с низкой молекулярной массой» в связи с эмульгаторами или поверхностно-активными материалами относится к молекулам с молекулярной массой менее 1000 Да. В целом абсорбция монослоя этих молекул на границе раздела газ - вода или масло - вода снижает натяжение границы раздела более чем на 20 мН/м. В данном изобретении используются только небелковые полимерные или низкомолекулярные поверхностно-активные вещества и эмульгаторы.

Термин «по существу 100% углевод», использованный в отношении небелковой пенообразующей композиции, означает, что композиция содержит углевод только со следовыми количествами неуглеводных компонентов, составляющими менее 1% от веса сухой основы.

Пенообразующая композиция может иметь содержание влаги между 0 и 15%, обычно 1-10%, более обычно 2-5%, и влагоактивность - между 0 и 0,5, обычно 0,05-0,4, а более обычно 0,1-0,3.

Предпочтительно изготавливать композиции пенообразующего ингредиента по данному изобретению с использованием одного или более поверхностно-активного вещества для улучшения формирования пузырьков и создания внутренних пустот в ходе распылительной сушки или экструзии. Применение подходящих поверхностно-активных веществ на соответствующем уровне может быть использовано для того, чтобы повлиять на относительный размер, количество и объем внутренних пустот, доступных для захваченного газа. Было обнаружено, что изготовление небелковых композиций может быть существенно улучшено путем применения поверхностно-активных веществ. Можно выделить два типа поверхностно-активных веществ: поверхностно-активные вещества с низкой молекулярной массой и полимерные поверхностно-активные вещества. Поверхностно-активные вещества с низкой молекулярной массой включают разрешенные для пищевых применений эмульгирующие агенты, такие как полисорбаты, эфиры сахарозы, стеароил лактилаты, моно/диглицериды, диацетилвиннокаменные эфиры моно/диглицеридов и фосфолипиды. Примеры полимерных поверхностно-активных веществ включают поверхностно-активные углеводы. Они могут быть использованы в комбинации с другими углеводами при приготовлении небелковых композиций. Пригодные поверхностно-активные углеводы включают гуммиарабик, альгинаты пропиленгликоля и липофильно модифицированные пищевые крахмалы, такие как октенилсукцинат-замещенные крахмалы, также известные как эмульгирующие крахмалы.

Большие преимущества обеспечивает то, что пенообразующая композиция может включать эмульгатор, выбранный из группы, состоящей из эмульгирующих крахмалов, Tween 20 (полиоксиэтилен сорбитан монолаурата), SSL (стеароил-2-лактилата натрия) или эфира сахарозы. Предпочтительно, используется комбинация полимерного поверхностно-активного вещества, такого как эмульгирующий крахмал или альгинат пропиленгликоля (PGA), в комбинации с поверхностно-активным веществом с низкой молекулярной массой, таким как Tween или SSL. Такой эмульгирующий крахмал предпочтительно является октенилсукцинат-замещенным крахмалом (например, Hi-Cap 100; натрий-октенилсукцинат-замещенный крахмал; производства фирмы National Starch). Применение эмульгирующего крахмала отдельно или в комбинации с SSL в пенообразующих композициях по данному изобретению использовалось для получения пены, имеющей предпочтительную комбинацию характеристик, которая суммарно определяется по внешнему виду, размеру пузырьков, цвету, текстуре и стабильности. Также применение PGA в комбинации с Tween дает предпочтительную пену.

Не желая быть связанными какой-либо теорией, полагают, что описанные выше комбинации особенно успешны по следующим причинам. Пены и эмульсии, стабилизированные белком, известны по их превосходной длительной стабильности, которую приписывают полимерному характеру белков. Предположительно, абсорбированный слой белка на границе раздела делает эту границу раздела очень прочной, что приводит к стабильности пузырьков газа в пене и стабильности капель масла в эмульсиях. При этом применение небелкового полимерного поверхностно-активного вещества кажется идеальным для замещения белков в качестве стабилизатора пены. Поскольку полимерные поверхностно-активные молекулы абсорбируются лишь очень медленно, в предпочтительном варианте реализации используются эмульгаторы с низким молекулярным весом, чтобы добиться также и быстроты стабилизации газовых пузырьков при формировании пены.

Если желательно, пенообразующая композиция может содержать другие небелковые компоненты, такие как искусственные вкусовые вещества, отдушки, искусственные подсластители, буферы; добавки, повышающие текучесть; окрашивающие агенты и им подобное. Подходящие подсластители включают сахарин, цикламаты, ацесульфам, сукралозу и их смеси. Подходящие буферы включают вторичный кислый фосфорнокислый калий и тринатриевый цитрат.

Порошки, которые применяются для захвата сжатого газа с целью производства пенообразующих композиций по данному изобретению, имеют объемную плотность и плотность утряски в диапазоне 0,1-0,7 г/куб.см, обычно 0,2-0,6 г/куб.см, плотность губчатой текстуры в диапазоне 0,3-1,6 г/куб.см, обычно 0,4-1,5 г/куб.см, а истинную плотность 1,2-1,6 г/куб.см и объем внутренних пустот в диапазоне 5-80%, обычно

10-75% до обработки внешним давлением газа. Порошки с относительно большими объемами внутренних пустот обычно предпочтительны по причине большей способности захватывать газ. Подходящий внутренний объем пустот составляет, по меньшей мере, около 10%, предпочтительно, по меньшей мере, около 30%, а более предпочтительно, по меньшей мере, около 50%. Порошки имеют T_g между 30 и 150°C, обычно 40-125°C, а более обычно 50-100°C. Порошки имеют содержание влаги между 0 и 15%, обычно 1-10%, более обычно 2-5%, и влагоактивность между 0-0,5, обычно 0,05-0,4, и более обычно 0,1-0,3.

В одном из конкретных вариантов реализации небелковая пенообразующая композиция содержит эмульгатор в количестве 0,1-30%, предпочтительно 0,2-20%, и углевод в количестве 70-99,9%, предпочтительно 80-99,8%. Эмульгатор должен быть использован в количестве, достаточном для стабилизации газовых пузырьков, возникающих, когда порошок растворяют в жидкости. Следует отметить, что, если количество эмульгатора слишком велико, это может привести к проявлению постороннего привкуса или других нежелательных свойств образующейся пищи или напитка. Предпочтительно применяется комбинация эмульгаторов.

Объемная плотность (г/куб.см) определяется путем измерения объема (куб.см), который данный вес (г) материала занимает при ссыпании через воронку в градуированный цилиндр. Плотность утряски (г/куб.см) определяли, ссыпая порошок в градуированный цилиндр, подвергая цилиндр вибрации до тех пор, пока порошок не оседал до своего минимального объема; этот объем регистрировали, взвешивали порошок и делили вес на объем. Плотность губчатой текстуры (г/куб.см) определяли измерением объема взвешенного количества порошка с применением гелиевого пикнометра (Micromeritics AccuPyc 1330) и делением веса на объем. Плотность губчатой текстуры - это мера плотности, которая включает объем каких-либо пустот, присутствующих в частице и изолированных от атмосферы, и исключает объем промежутков между частицами и объем каких-либо пустот, присутствующих в частице и сообщающихся с атмосферой. Объем замкнутых пустот, именуемых в данном документе внутренними пустотами, получали также по измерению плотности губчатой текстуры порошка после его истолчения в ступке для вскрытия всех внутренних пустот. Этот тип плотности губчатой текстуры, именуемый в данном документе истинной плотностью (г/куб.см), является фактической плотностью только твердого вещества, образующего порошок. Объем внутренних пустот (%), т.е. объемный процент изолированных внутренних пустот, содержащихся в частицах, образующих порошок, определяется путем вычитания обратной истинной плотности (куб.см/г) из обратной плотности губчатой текстуры (куб.см/г), а затем умножения на плотность губчатой текстуры (г/куб.см) и 100%.

Температура стеклования (T_g) обозначает вторичную фазу изменений, характеризующуюся переходом порошкообразной композиции из твердого стекловидного состояния в более мягкое резинообразное состояние. Обычно растворимости газа и скорости диффузии в материалах при T_g или выше. T_g зависит от химического состава и уровня влагосодержания, и обычно более низкий молекулярный вес и/или более высокое влагосодержание снижают T_g. T_g может быть намеренно повышена или понижена простым снижением или повышением соответственно содержания влаги в порошке с использованием какого-либо пригодного способа, известного специалистам в данной области. T_g может быть измерена с помощью технологий дифференциальной сканирующей калориметрии или термомеханического анализа.

Новые пенообразующие композиции по данному изобретению, которые содержат захваченный сжатый газ, могут быть выработаны путем нагревания небелкового порошка, имеющего подходящую текстуру частиц, под давлением в каком-либо подходящем сосуде высокого давления и охлаждения порошка либо путем быстрого снижения давления, либо путем охлаждения сосуда перед снятием давления. Предпочтительный способ состоит в герметизации порошка в сосуде высокого давления и подаче туда давления с помощью сжатого газа, а затем нагревания сосуда высокого давления либо помещением в предварительно нагретые термошкаф или баню, либо подачей электрического тока или горячей жидкости через внутренний теплообменник или наружную рубашку для повышения температуры порошка выше

T_g на период времени, достаточный для заполнения внутренних пустот частиц сжатым газом; затем все еще находящийся под давлением сосуд, содержащий порошок, охлаждают приблизительно до комнатной температуры либо помещением в баню, либо за счет циркуляции холодной жидкости в теплообменнике, после чего устраняют давление и открывают сосуд для получения пенообразующей композиции. Пенообразующая композиция может быть получена порциями или непрерывно при использовании соответствующих средств. Новые пенообразующие композиции по данному изобретению, которые содержат газ при атмосферном давлении, могут быть получены таким же образом за исключением того, что нагревание проводится при температуре ниже T_g порошка.

Обычно порошки нагревают до температур в диапазоне 20-200°C, предпочтительно 40-175°C, а более предпочтительно 60-150°C в течение 1-300 минут, предпочтительно 5-200 минут, а более предпочтительно 10-150 минут. Давление внутри сосуда повышенного давления находится в диапазоне 20-3000 фунт/кв.дюйм, предпочтительно 100-2000 фунт/кв.дюйм, а более предпочтительно 300-1500 фунт/кв.дюйм. Использование газообразного азота предпочтительно, но какой-либо иной газ пищевой степени чистоты может быть применен для подачи давления в сосуд, включая воздух, углекислый газ, закись азота или их смесь. Содержание газа в порошке и пенообразующая способность обычно повышаются с повышением давления при обработке. Нагревание может вызвать значительное повышение давления, первоначально поданного в сосуд. Максимальное давление, которое достигается внутри сосуда повышенного давления при нагревании, может быть приближенно определено умножением исходного давления на соотношение температуры, до которой нагревается сосуд, к исходной температуре в градусах Кельвина. Например, подача давления в сосуд до 1000 фунт/кв.дюйм при 25°C (298 K), а затем нагревание до 120°C (393 K) повышает давление в сосуде повышенного давления до приблизительно 1300 фунт/кв.дюйм.

При температурах на уровне или около T_g содержание газа в частицах и пенообразующая способность повышаются со временем обработки до тех пор, пока не будет достигнут максимум. Скорость газификации, в целом, повышается вместе с давлением и температурой, и относительно высокие давления и/или высокие температуры могут применяться для сокращения длительности обработки. Однако повышение температуры значительно выше, чем это требуется для эффективной обработки, может сделать порошок чувствительным к разрушению. Распределение размеров частиц порошка обычно влияет незначительно, если газификация проводится при более предпочтительных условиях. Однако существенная агломерация или спекание частиц может встречаться, когда газификация проводилась при менее предпочтительных условиях, таких как излишне высокая температура и/или длительное время обработки. Полагают, что газ, растворенный при нагревании в размягченном проницаемом для газа твердом веществе, диффундирует во внутренние пустоты до тех пор, пока давление не достигнет равновесия или пока порошок не будет охлажден до температуры ниже T_g. Следовательно, можно ожидать, что охлажденные частицы содержат и сжатый газ, захваченный во внутренние пустоты, и газ, растворенный в твердом веществе.

Когда порошки подвергаются воздействию давления при температуре на уровне T_g или выше, часто некоторые частицы взрываются с громким треском вскоре после снятия давления вследствие того, что разрываются локальные участки текстуры частиц, слишком непрочные, чтобы удержать сжатый газ. Напротив, когда порошки подвергаются воздействию давления при температуре ниже T_g, а затем давление устраняется, частицы взрываются реже, и каждый взрыв слабее и сопровождается менее громким звуком. Однако часто такие частицы дают слабый щелкающий звук вскоре после снятия давления. Внешний вид порошка и его объемная плотность обычно существенно не различаются при приложении давления при температуре ниже T_g, однако плотность губчатой текстуры и объем внутренних пустот обычно меняются существенно.

Пенообразующие композиции, содержащие сжатый газ, стабильны, когда их хранят при температуре ниже T_g при адекватной защите против проникновения влаги. Пенообразующие композиции, хранившиеся при комнатной температуре, в целом, хорошо сохраняются и через много месяцев. Порошки, подвергавшиеся воздействию давления при температуре ниже T_g, не удерживают сжатый газ в течение длительного периода времени. Однако удивительно, что было обнаружено, что порошки, полученные распылительной сушкой, которые подвергались воздействию давления при температуре ниже T_g, обычно дают существенно больший взбитый слой, чем порошки, не подвергшиеся воздействию давления, даже после того, как сжатый газ утрачивается. Полагают, что это полезное увеличение пенообразующей способности вызвано просачиванием газа при атмосферном давлении в не заполненные ранее внутренние пустоты, образовавшиеся вследствие испарения воды из частицы в процессе сушки. Было обнаружено, что этот новый способ повышения пенообразующей способности пенообразующих композиций, полученных распылительной сушкой, может быть реализован при комнатной температуре с превосходными результатами.

Пенообразующие композиции, выработанные в соответствии с вариа