Стабилизированная пена

Стабилизированная пена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к вязкой, пригодной для длительного хранения пене, содержащей частицы пены, и к вязким аэрированным пищевым продуктам, содержащим частицы пены.

Описание уровня техники

Пена представляет собой скопление пузырьков газа, захваченных твердым или жидким продуктом. Обычно устойчивость пены, то есть способность образующих ее пузырьков газа оставаться в полидисперсной фазе во вспенивающей среде, изменяется прямо пропорционально вязкости образующей объемную фазу вспенивающей среды. Иными словами, пена, образующаяся в маловязкой жидкости, обладает очень низкой устойчивостью и сохраняется всего в течение нескольких секунд, тогда как пена, образующаяся в твердом веществе, способна сохраняться в течение нескольких лет.

Пену содержат некоторые пищевые продукты. На фиг.1 показана зависимость между вязкостью и устойчивостью пены в известных содержащих пену пищевых продуктах. Пузырьки, которые образуются, например, в бокале вина и проиллюстрированы областью 10 на фиг.1, сохраняются всего в течение нескольких секунд. Областью 10 на фиг.1 также проиллюстрирована пивная пена или пенка капуччино, которая может сохраняться в течение нескольких минут. Пена, образующаяся при взбивании яичного белка или сливок и проиллюстрированная областью 20 на фиг.1, может сохраняться в течение нескольких часов. Пузырьки, образуемые дрожжами, способны придавать пышность хлебу и сохраняться в течение нескольких дней или недель, что проиллюстрировано областью 30 на фиг.1. Меренги, крекер и другие невязкие пищевые продукты могут содержать пену, которую получают путем взбивания до плотного состояния и/или тепловой обработки и которая проиллюстрирована областью 40 на фиг.1 и может сохраняться в течение нескольких лет.

В настоящее время из техники не известна вязкая устойчивая пена. Соответственно, существует потребность в получении неизвестной из техники вязкой пены, соответствующей области 50 на фиг.1, устойчивой в условиях окружающей среды и применимой для изготовления вязких, аэрированных пищевых продуктов.

Краткое изложение сущности изобретения

В настоящем изобретении предложена вязкая, пригодная для длительного хранения пена, неизвестная из техники. В одном из вариантов осуществления получают стабилизированные гелем частицы пены путем аэрации раствора вспенивающего вещества и гелеобразующего вещества в условиях сдвига и гелеобразования. Эта пена содержит частицы геля, каждая из которых содержит множество пузырьков пены и стабилизирует их, образуя непрерывную гелевую оболочку.

В другом варианте осуществления пену получают путем формирования по отдельности пузырьков пены и частиц геля в условиях сдвига с большой скоростью и соединяют частицы геля с пузырьками пены. Полученная пена содержит пузырьки пены, наружная поверхность которых покрыта частицами геля для стабилизации пены.

Обе разновидности пены являются вязкими и могут сочетаться с вязкими пищевыми продуктами, что обеспечивает снижение удельной калорийности и улучшение органолептических свойств. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением за счет создания аэрированных пищевых продуктов, ранее не известных из техники, повышается качество вязких пищевых продуктов.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения далее приведено его подробное описание со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

на фиг.1 показана зависимость между вязкостью и устойчивостью пены в содержащих пену пищевых продуктах,

на фиг.2 показана стабилизированная гелем частица пены согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения,

на фиг.3 показаны стабилизированные гелем пузырьки пены согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения,

на фиг.4 показана блок-схема, иллюстрирующая один из вариантов осуществления способа получения стабилизированных гелем частиц вязкой пены согласно настоящему изобретению,

на фиг.5 показана блок-схема, иллюстрирующая другой вариант осуществления способа получения стабилизированной гелем вязкой пены согласно настоящему изобретению.

Одинаковые или сходные элементы обозначены одинаковыми позициями на различных фигурах. Кроме того, подразумевается, что термины "верх", "низ", "первый", "второй", "верхний", "нижний", "высота", "ширина", "длина", "конец", "сторона", "горизонтальный", "вертикальный" и аналогичные термины, используемые в описании, относятся только к конструкции, показанной на чертежах, и имеют целью лишь облегчить описание изобретения.

Подробное описание

В настоящем изобретении предложена устойчивая, вязкая пена, применимая для изготовления вязких, аэрированных пищевых продуктов, пригодных для длительного хранения. В частности, в настоящем изобретении предложены стабилизированные гелем частицы и пузырьки пены, которые могут включаться в вязкие пищевые продукты. Такие аэрированные, вязкие пищевые продукты обладают уникальными органолептическими свойствами и более низкой удельной калорийностью, чем идентичные неаэрированные пищевые продукты.

Для получения пены вводят воздух или пузырьки газа в раствор, содержащий вспенивающее вещество. Применимые в настоящем изобретении вспенивающие вещества включают поверхностно-активные белки, такие как молочные белки, белок молочной сыворотки, белок из сои, яично-белковый белок и их гидролизаты, производные белка и углеводов, именуемые белковыми конъюгатами (например, лактозированный белок молочной сыворотки), и низкомолекулярные поверхностно-активные вещества, такие как сложный полиглицериновый эфир жирных кислот (PGE), дистиллированные моноглицериды, моно- и диглицериды, стеароиллактилаты натрия и лактем, и сочетания отдельных вспенивающих веществ. В раствор вспенивающего вещества может вбиваться воздух или газ для создания пузырьков воздуха в образующем объемную фазу вспенивающем растворе и тем самым получения пены. Воздух может использоваться, когда окисление вспенивающего вещества имеет небольшое значение или не имеет значения. Для предотвращения окисления вспенивающего вещества и пищевого продукта, с которым сочетается пена, могут использоваться другие газы, такие как двуокись углерода или азот.

Устойчивость пены определяется степенью происходящего дренирования и диспропорционирования, а также степенью изменения и колебания температуры при хранении и транспортировке. Дренированием является потеря вещества объемной фазы или ламелл между пузырьками, что приводит к соприкосновению и флокуляции пузырьков и затем к их коалесценции или слиянию. Диспропорционированием является диффузия газа из пузырьков или между пузырьками вследствие разности давлений внутри образующей объемную фазу вспенивающей среды. Изменения и колебания температуры способны дестабилизировать структуру пены, вызывая еще большее, чем обычно дренирование и диспропорционирование.

Пена согласно настоящему изобретению представляет собой стабилизированную гелем пену. Стабилизированная гелем пена стабилизирована с использованием гелеобразующего вещества. Применимые в настоящем изобретении гелеобразующие вещества включают геллановую камедь, каррагенан, агар, пектин, альгинат, желатин и сочетание камедей, таких как ксантан и смола плодоворожкового дерева. В качестве гелеобразующих веществ могут применяться некоторые белки, при этом механизм гелеобразования может инициироваться путем ферментативной обработки или изменения рН.

Существуют два общих подхода к получению стабилизированной гелем пены согласно настоящему изобретению. Первый подход предусматривает получение стабилизированных гелем частиц пены, у которых непрерывная гелевая оболочка стабилизирует множество пузырьков пены внутри каждой частицы пены. Второй подход предусматривает получение стабилизированной гелем пены путем нанесения на пузырьки пены мельчайших частиц геля. Оба подхода обеспечивают получение вязкой пены, более устойчивой в условиях окружающей среды, чем известная вязкая пена.

На фиг.2 показана стабилизированная гелем частица пены, полученная согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Показано множество пузырьков 100 воздуха или газа, каждый из которых покрыт слоем вспенивающего вещества 110 (в собирательном значении - пузырьки пены). Пузырьки пены покрыты непрерывной оболочкой из гелеобразующего вещества 120. Некоторые соседние пузырьки пены внутри каждой частицы пены разделены только слоем вспенивающего вещества 110, тогда как между другими соседними пузырьками имеется граница, которая также содержит частичный или полный слой 120 геля. Частица пены, полученная согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения, содержит множество таких пузырьков пены, имеющих непрерывную гелевую оболочку снаружи частицы, а стабилизированная гелем пена, полученная согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения, содержит множество таких частиц пены. Кроме того, хотя на фиг.2 показано, что пузырьки пены имеют в целом круглую форму с приблизительно равномерной оболочкой из вспенивающего вещества и геля, возможны пузырьки других форм, размеров и с другой толщиной оболочки.

На фиг.4 показана блок-схема одного из вариантов осуществления способа получения пены, содержащей частицы пены, проиллюстрированные на фиг.2. Показано, что гелеобразующее вещество смешивают со вспенивающим веществом до или после смешивания вспенивающего вещества с газом. Смешивание гелеобразующего вещества со вспенивающим веществом до или после смешивания вспенивающего вещества с газом зависит от наличия взаимодействий между гелеобразующим веществом и вспенивающим веществом, с учетом которых было бы предпочтительно получение по отдельности растворов вспенивающего вещества и гелеобразующего вещества до их смешивания во время аэрации. Например, такое раздельное получение растворов может быть обусловлено различиями в заряде или гидрофобности (как между гидролизованным казеином и геллановой камедью). Кроме того, необходимо учитывать удобство аэрации, поскольку гелеобразующее вещество может повышать вязкость раствора, что в свою очередь снижает скорость адсорбции вспенивающего вещества на поверхности пузырьков и тем самым снижает промежуточную устойчивость пузырьков.

Раствор, получаемый в результате сочетания вспенивающего вещества, гелеобразующего вещества и газа (независимо от порядка, в котором их смешивают), именуется вспенивающим раствором. В одном из вариантов осуществления содержание вспенивающего вещества в процентах по весу во вспенивающем растворе составляет от около 0,1% до 10%. В одном из предпочтительных вариантов осуществления оно составляет от около 0,5% до 5%. В одном из вариантов осуществления содержание гелеобразующего вещества в процентах по весу во вспенивающем растворе составляет от около 0,01% до 10%, а в одном из предпочтительных вариантов осуществления от около 0,5% до 3%. Затем к вспенивающему раствору прилагают усилие сдвига с высокой скоростью и одновременно инициируют процесс гелеобразования.

В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.4, процесс гелеобразования инициируется снижением температуры смеси (охлаждением). Тем не менее, могут применяться другие гелеобразующие вещества и механизмы инициирования, позволяющие инициировать гелеобразование путем изменения рН, ферментативного сшивания или ионного инициирования. Гелеобразование во вспенивающих растворах, содержащих геллановую камедь в качестве гелеобразующего вещества, может инициироваться путем нагнетания раствора в жидкий азот, холодную воду или раствор хлорида кальция с целью получения стабилизированных гелем частиц пены. Предпочтительным механизмом инициирования в этом смысле является раствор хлорида кальция. Частицы пены, полученные с использованием раствора хлорида кальция в качестве механизма инициирования и промытые водой, остаются устойчивыми по меньшей мере в течение 12 суток в условиях окружающей среды. Хлорид кальция (или другое инициирующее гелеобразование средство) также может добавляться во вспенивающий раствор или гелеобразующий раствор до смешивания обоих растворов, при этом он регулируемо высвобождается с образованием покрытых гелем частиц пены.

В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.4, по мере охлаждения вспенивающего раствора в условиях сдвига с высокой скоростью гелеобразующее вещество образует непрерывную пленочную оболочку снаружи пузырьков пены и разбивает вспененные частицы геля. Гелевая оболочка помогает предотвращать дренирование и диспропорционирование, делая пузырьки и структуру пены более жесткой и плотной. Скорость сдвига, воздействующего на вспенивающий раствор, должна быть по меньшей мере достаточной для получения стабилизированных гелем частиц пены и предотвращения образования несвязанного геля или настолько крупных частиц геля, что они не способны разбиваться на мелкие частицы пены согласно настоящему изобретению. Кроме того, усилие сдвига необходимо прилагать в течение определенного периода времени, продолжающегося после наступления точки превращения в гель (в этом случае температуры гелеобразования). Если сдвиг прекратится до наступления точки превращения в гель, частицы сплавятся и образуется гелевая масса. Размер частиц зависит от прилагаемого сдвига, при этом обычно, чем выше скорость сдвига, тем мельче частицы. Кроме того, при более высокой скорости сдвига образуются более мелкие пузырьки и более устойчивая пена.

В одном из вариантов осуществления сдвигающее действие происходит внутри роторно-статорной системы. Обычно роторно-статорная система представляет собой замкнутый смеситель с высокой скоростью сдвига. Вспенивающий раствор через впускное отверстие поступает на дно замкнутой смесительной камеры. В камере находятся неподвижные лопасти и подвижные лопасти, при взаимодействии которых смесь подвергается сдвигу с высокой скоростью. Лопасти могут иметь круглую, прямоугольную или любую применимую форму. В случае опосредованного температурой гелеобразования содержимое предпочтительно охлаждают с помощью наружной рубашки с охлаждающей текучей средой, чтобы инициировать процесс гелеобразования. Затем стабилизированные гелем частицы пены выходят через верх или вблизи верха смесительной камеры. Вспенивающий процесс может осуществляться периодически или непрерывно. Вспенивание и получение частиц пены также может осуществляться в других применимых устройствах, таких как вращающиеся или неподвижные мембраны, экструдеры и микроструйные устройства (с микроканалами). Эти устройства обеспечивают более точное регулирование аэрации и более узкое распределение частиц по размерам, чем в роторно-статорной системе.

Параметры, которые способствуют повышению качества и устойчивости пены во время смешивания, включают концентрацию, рН и ионную силу гелеобразующего и вспенивающего вещества, скорость потока через смеситель, температуру входящего и выходящего охлаждающих потоков, скорость сдвига во время смешивания, давление воздуха/газа и давление готового продукта на выходе.

Концентрация вспенивающего вещества определяет кратковременную устойчивость пены. Пузырьковый слой, образуемый вспенивающими веществами, должен обладать достаточной вязкоупругостью, чтобы выдерживать усилия сдвига до того, как его покроет гель. Концентрация и ионная сила гелеобразующего вещества определяют точку превращения в гель и прочность гелевой оболочки. Например, при более низкой концентрации образуется менее прочная, более вязкая гелевая оболочка, а при более высокой концентрации образуется более прочная, менее вязкая гелевая оболочка.

pH вспенивающего раствора сильно влияет как на вспенивающие, так и на гелеобразующие характеристики вещества и является высокоспецифичной величиной. Например, белок молочной сыворотки хорошо вспенивается при pH менее 4,0 и более 5,5, но не при pH от 4,0 до 5,5, что объясняется нейтрализацией заряда. PGE лучше всего вспенивается при pH 3,0. В случае геллановой камеди плотный гель образуется при pH 4,0, а при pH менее как менее, так и более 4,0 его плотность снижается. Аналогичный эффект наблюдается в присутствии ионных веществ. Прочность гелевой оболочки можно регулировать путем выбора конкретного pH вспенивающего раствора для каждого вспенивающего вещества.

Скорость потока вспенивающего раствора через смеситель с высокой скоростью сдвига определяет продолжительность пребывания, которая в свою очередь влияет на кинетику (или скорость) образования пузырьков, гелеобразования и покрытия пузырьков гелевой оболочкой. Необходимо достижение равновесия этих трех процессов, чтобы успешно получать пену из наполненных газом частиц геля.

Температура входящего и выходящего потоков определяет скорость охлаждения вещества внутри смесительной камеры. Она является особо важной в случае вызванного температурой гелеобразования. При заданной скорости сдвига, чем выше скорость охлаждения, тем крупнее образуются частицы пены, и наоборот.

Скорость сдвига непосредственно влияет на размер образующихся пузырьков и частиц пены. При более высокой скорости сдвига образуются более мелкие пузырьки и частицы пены. Тем не менее, при очень высокой скорости сдвига может происходить расслоение смеси в системе, что зависит от системы и может определяться эмпирически для каждого вспенивающего раствора.

В одном из вариантов осуществления вязкость стабилизированной гелем пены, содержащей описанные частицы пены, составляет от около 0,001 Па·с до 200 Па·с согласно измерениям с помощью реометра Anton Paar MCR 300 с зондом CC27 при скорости сдвига 1 c^-1 и температуре 20°C. Пена также содержит объемную газовую фракцию, составляющую от 10% до 90% в одном из вариантов осуществления, от 20% до 80% в другом варианте осуществления и от около 60% до 80% в одном из предпочтительных вариантов осуществления. Пузырьки имеют средний диаметр около 100 мкм. Пузырьки обычно имеют по природе сферическую форму и диаметр 20-200 мкм, при этом около 90% пузырьков имеет диаметр менее 100 мкм. Систему стабилизированных гелем частиц пены выдерживали при комнатной температуре, и она оставалась преимущественно устойчивой по меньшей мере в течение двух недель.

С целью изучения частиц пены в отдельности, вспенивающий раствор с помощью стандартного 10-мл шприца ввели в холодную воду или раствор хлорида кальция. Пузырьки пены внутри образовавшихся частиц пены имели средний диаметр около 20 мкм и градацию диаметров от 0,5 до 50 мкм. Кроме того, 90% пузырьков имели диаметр менее 30 мкм. Образовавшиеся частицы пены имели средний диаметр от около 0,5 до 10 мм (или от около 500 мкм до 10000 мкм). После выдерживания в контейнере при комнатной температуре (приблизительно 20-25°C) у стабилизированных гелем частиц пены неожиданно преимущественно не наблюдалось ухудшение характеристик (диспропорционирования, дренирования или существенного изменения распределения пузырьков по размерам) в зависимости от технологических параметров, и пена сохраняла устойчивость в течение более 60 дней, а в некоторых вариантах осуществления в течение более 180 дней. Такие устойчивые частицы пены не известны из техники.

С целью получения более мелких частиц пены вспенивающий раствор был превращен в гель путем распыления с помощью 2-мкм распылителя и воздуха, распыляемого под давлением 0,1-3 бар. Раствор распылили в башню, охлаждаемую раствором хлорида кальция или жидким азотом. Пузырьки пены имели средний диаметр 17-20 мкм и градацию диаметров от 0,1 до 50 мкм. Кроме того, 90% пузырьков имели диаметр менее 30 мкм. Хотя часть газовой фракции была потеряна из-за распыления пузырьков пены, процесс распыления не повлиял на распределение по размерам. Частицы пены имели средний диаметр около 200 мкм и градацию диаметров от около 1 до 1000 мкм. Полученные частицы содержали от около 30% до 62% газовой фракции. При более высоком давлении распыляемого воздуха происходила потеря газовой фракции в частицах. После суспендирования этих частиц при комнатной температуре (20-25°C) частицы пены оставались устойчивыми без потери целостности в течение более 30 дней.

Частицы пены, полученные описанным выше способом, могут быть смешаны с вязкими пищевыми продуктами (с вязкостью от около 0,001 Па·с до 200 Па·с) с целью получения аэрированного, вязкого пищевого продукта. В одном из вариантов осуществления вязкий пищевой продукт может содержать по меньшей мере 10% газовой фракции, а в одном из предпочтительных вариантов осуществления от около 10% до 60%.

На фиг.3 показаны пузырьки пены, полученной согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Каждый проиллюстрированный пузырек пены представляет собой пузырек 100 газа, покрытый слоем вспенивающего вещества 110, которое затем преимущественно покрывается множеством мельчайших частиц геля 130. Стабилизированная пена, полученная согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения, содержит множество таких пузырьков пены, преимущественно покрытых частицами геля.

На фиг.5 показана блок-схема одного из вариантов осуществления способа получения пузырьков пены, проиллюстрированной на фиг.3. Как показано, раствор, содержащий гелеобразующее вещество (но не вспенивающее вещество или газ), подвергают сдвигу с высокой скоростью и охлаждают аналогично тому, как подвергали сдвигу с высокой скоростью и охлаждали описанный выше вспенивающий раствор. Также могут применяться другие ранее упомянутые механизмы инициирования гелеобразования. В одном из вариантов осуществления концентрация гелеобразующего вещества в растворе составляет от около 0,5% до 10%. При снижении температуры инициируется процесс гелеобразования, а за счет высокой скорости сдвига внутри смесительной камеры образуются мельчайшие частицы геля. В одном из предпочтительных вариантов осуществления скорость сдвига внутри смесительной камеры составляет по меньшей мере 1 с^-1, а в одном из наиболее предпочтительных вариантов осуществления скорость сдвига составляет от около 100 с^-1 до 1000 с^-1.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления частицы геля имеют средний диаметр менее 20 мкм, а в одном из наиболее предпочтительных вариантов осуществления частицы геля имеют средний диаметр от около 0,1 мкм до 10 мкм. Другие факторы, влияющие на размер частиц геля, включают конкретное выбранное гелеобразующее вещество, продолжительность пребывания внутри смесителя с высокой скоростью сдвига и скорость охлаждения гелеобразующей смеси. При любой заданной концентрации гелеобразующего вещества размер частиц будет определяться скоростью гелеобразования и сдвига. При вызванном температурой гелеобразовании скорость охлаждения регулирует инициирование, рост и реакционную способность частиц геля, а скорость сдвига регулирует размер частиц. При заданной скорости сдвига и концентрации гелеобразующего вещества более высокая скорость охлаждения приводит к увеличению вязкости и образованию более крупных частиц, тогда как более низкая скорость охлаждения приводит к образованию менее вязкого геля и, соответственно, более мелких частиц. При высокой скорости охлаждения частицы геля имеют тенденцию увеличиваться прежде, чем усилие сдвига позволит разбить их на более мелкие частицы. При более низкой скорости охлаждения усилия сдвига в системе достаточно для разбиения частиц геля на более мелкие частицы.

В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.5, процесс образования пены происходит отдельно от процесса образования частиц геля. Согласно этой особенности изобретения раствор вспенивающего вещества смешивают с воздухом или другим газом и подвергают сдвигу с высокой скоростью, в результате чего образуются нестабилизированные пузырьки пены. Вспенивающим веществом может являться любое вспенивающее вещество, известное из техники или перечисленное выше.

Полученную таким способом пену стабилизируют путем смешивания частиц геля и пузырьков пены в смесителе. В смесителе частицы геля окружают пузырьки пены и стабилизируют их, как показано на фиг.3. Частицы геля и пузырьки пены смешиваются при относительно низкой скорости сдвига во избежание разрыва нестабилизированных пузырьков пены. В одном из вариантов осуществления пена, стабилизированная частицами геля, имеет вязкость от около 0,001 Па·с до 200 Па·с.

Частицы пены, полученные согласно варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг.2 и 4, являются частицами пены согласно предпочтительному варианту осуществления. Частицы пены, содержащие покрытые непрерывной гелевой оболочкой пузырьки пены, служат лучшей опорой для пузырьков и лучше поддаются смешиванию с вязкими пищевыми продуктами без нарушения устойчивости пузырьков. Такие частицы пены могут быть смешаны с вязкими пищевыми продуктами в стандартной установке для смешивания в условиях окружающей среды с такими же ограничениями скорости сдвига, как в описанном выше процессе получения пены. Пены согласно вариантам осуществления, проиллюстрированным на фиг.3 и 5, являлись устойчивыми при хранении в условиях окружающей среды, но их устойчивость, а также стабилизированные гелем частицы пены не сохранялись при смешивании с пищевыми продуктами.

Вспенивающий раствор также может содержать по меньшей мере одну вкусовую добавку, усилитель вкуса, отдушку, ароматизатор или приправу (именуемую вкусоароматическим компонентом), которая может использоваться для дополнения вкуса и аромата вязкого пищевого продукта, в который должны быть включены частицы пены. Любой вкусоароматический компонент, включаемый во вспенивающий раствор, не должен отрицательно влиять на устойчивость пены. Например, во вспенивающий раствор может быть включено ароматическое масло в виде эмульсии таким образом, чтобы полости с ароматическим маслом были покрыты гелевым веществом частиц. Кроме того, в гелевом компоненте частиц также может содержаться нерастворимая приправа. Также может использоваться растворимый в гелеобразующем растворе вкусоароматический компонент, если он отрицательно не влияет на структуру готовой пены.

Примеры 1-18

Был получен ряд стабилизированных гелем частиц пены путем смешивания раствора гелеобразующего вещества, раствора вспенивающего вещества и газа в роторно-статорной камере.

В Таблице 1 представлены условия обработки, применявшиеся для получения стабилизированных гелем частиц пены.

Таблица 1
Гелеобразующее вещество (% по весу)	Вспенивающее вещество (% по весу)	Газовая фракция (%)
Геллановая камедь (0,5)	Белок молочной сыворотки (0,5)	~35
Геллановая камедь (1,0)	Белок молочной сыворотки (0,5)	~35
Геллановая камедь (0,5)	Белок молочной сыворотки (0,5)	~35
Геллановая камедь (1,0)	Белок молочной сыворотки (0,5)	~35
Геллановая камедь (1,0)	Белок молочной сыворотки (0,5)	~35
Геллановая камедь (1,0)	Гидролизованный казеин (1,0)	44,7
Геллановая камедь (1,0)	Гидролизованный казеин (0,5)	59,3
Геллановая камедь (1,0)	Изолят белка молочной сыворотки (0,5)	25
Геллановая камедь (1,0)	Ацетам (2,0)	0
Высокоацилированная геллановая камедь (0,25)	Гидролизованный казеин (0,25)	57,8
Высокоацилированная геллановая камедь (0,25)	Белок молочной сыворотки (1,0)	65
Высокоацилированная геллановая камедь (0,25)	Изолят белка молочной сыворотки (0,25)	- -
Высокоацилированная геллановая камедь (0,25)	Лактем (0,5)	- -
Агар (1,5)	Гидролизованный казеин (0,5)	54%
Агар (2,0)	Лактем (0,5)	29%
Агар (1,5)	Белок молочной сыворотки (1,0)	12%
Каррагенан (1,66)	Лактозированный белок молочной сыворотки (2,0)	66%
Каррагенан (1,66)	Лактозированный белок молочной сыворотки (2,0)	72%

Гелевые частицы пены, образующиеся при использовании каждого из вспенивающих растворов белка молочной сыворотки/геллановой камеди, содержали около 35% объемной газовой фракции и сохраняли устойчивость при хранении в течение более 12 дней. При использовании вспенивающих растворов гидролизованного казеина пена сохраняла устойчивость при хранении в течение около 3 дней. При использовании вспенивающих растворов лактема пена сохраняла устойчивость при хранении по меньшей мере в течение 7 дней. Высокоацилированная геллановая камедь превращалась в гель сразу после смешивания с изолятом белка молочной сыворотки и лактемом при температуре 75°C, но при смешивании с гидролизованным казеином и белком молочной сыворотки образовывалась хорошая пена с высоким содержанием газовых фракций. Смесь ацетама и геллановой камеди не поддавалось аэрации. При смешивании агара и лактема образовывалась пена с устойчивой структурой, тогда как при смешивании агара и белка молочной сыворотки образовывалась пена, неустойчивая сухая пена. При смешивании каррагенана и лактозированного белка молочной сыворотки содержание газовой фракции достигло 72%, и полученные частицы сохраняли устойчивость в течение более 15 дней. В приведенных выше примерах (за исключением содержащих агар образцов) поддерживали pH на уровне 4,0. В содержащие геллан образцы также добавляли хлорид кальция и натрия, чтобы получить различные температуры гелеобразования (от 37°C до 50°C).

Примеры 19 и 20

Были получены две стабилизированные гелем пены согласно варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг.5. Смешали вспененный яично-белковый белок с отдельно полученными частицами геллановой камеди. Вспенивающий раствор содержал 1,5% яично-белкового белка и имел pH около 3,5. В роторно-статорной смесительной камере были получены частицы геллана из 1%-ного раствора геллановой камеди. Одна из пен содержала около 40% газовой фракции, а другая пена содержала около 60% газовой фракции. Обе пены сохраняли устойчивость при хранении в условиях окружающей среды (при комнатной температуре) в течение около 4 недель, после чего в пене, содержащей 60% газовой фракции, наблюдалось большее диспропорционирование, чем в пене, содержащей 40% газовой фракции.

Примеры 21-24

Был получен ряд стабилизированных гелем частиц пены с использованием воздуха под различными давлениями для распыления раствора гелеобразующего вещества и вспенивающего вещества в 1%-ный раствор хлорида кальция (pH около 4,10). В качестве вспенивающего вещества использовали PGE, а в качестве гелеобразующего вещества использовали геллановую камедь. При давлениях воздуха 0,1 бар, 0,3 бар, 0,5 бар и 1 бар около 95% пузырьков пены в частицах геля имели диаметр от 0,5 до 55 мкм. При давлениях воздуха 0,1 и 0,3 бар около 90% частиц пены имели размер от около 100 мкм до 1000 мкм. При давлениях воздуха 0,5 бар и 1 бар около 90% частиц пены имели размер от около 40 мкм до 100 мкм. Эти стабилизированные гелем частицы пены промыли водой и оставили плавать в воде при комнатной температуре. Через 30 дней частицы продолжали плавать на поверхности воды, и преимущественно отсутствовали признаки ухудшения характеристик. Неожиданная устойчивость частиц означает, что они сохранят устойчивость по меньшей мере в течение 180 дней.

Пример 25

Были получены стабилизированные гелем частицы пены путем смешивания хлорида кальция (0,5%) со вспенивающим веществом (1%-ный раствором PGE), вспенивания раствора и затем смешивания вспененного раствора с геллановой камедью. На последней стадии смешивания смесь превратилась в гель, который был преобразован в частицы пены под действием сдвига. Полученные пузырьки и частицы пены имели структуру, аналогичную по размеру и внешнему виду частицам пены, полученным с использованием вспенивающего раствора, не содержащего хлорид кальция, и обладали аналогичной устойчивостью при комнатной температуре.

Примеры 26-27

Стабилизированные гелем частицы пены смешали с вязким пищевым продуктом (крем-соусом) в весовом соотношении частиц пены и крем-соуса 0,91 (52,3% крем-соуса, 47,7% частиц пены; 33% газовой фракции) и 1,41 (26,2% крем-соуса, 73,8% частиц пены; 38% газовой фракции). Крем-соус, аэрированный путем добавления этих частиц пены, имел более низкую удельную калорийность, а также более легкую, воздушную и нежную консистенцию и привкус, чем тот же крем-соус, без добавления частиц пены. Пенистая консистенция крем-соусов сохраняла устойчивость по меньшей мере в течение одной недели, но крем-соусы пришлось забраковать из-за бактериальной порчи. В остальном не наблюдалось ухудшения характеристик пены.

Специалистам в данной области техники ясно, что в изобретении предложена стабилизированная гелем пена, применимая для улучшения вязких пищевых продуктов. Хотя изобретение описано на примере предпочтительного варианта осуществления, в нем могут применяться другие усовершенствования и модификации, не выходящие за пределы его существа и объема. Использованные в описании термины и словосочетания имеют описательный, а не ограничивающий смысл, включая все применимые эквиваленты, не выходящие за пределы существа и объема изобретения.

Таким образом, хотя настоящее изобретение конкретно проиллюстрировано и описано со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что в него могут быть внесены различные изменения по форме и содержанию, не выходящие за пределы существа и объема изобретения.

1. Способ получения стабилизированных гелем частиц пены для аэрирования пищевого продукта, согласно которому:смешивают вспенивающее вещество, гелеобразующее вещество и газ для получения вспенивающего раствора, при этом вспенивающим веществом является по меньшей мере одно из следующего: поверхностно-активные белки, молочный белок, белок молочной сыворотки, белок из сои, яично-белковый белок, белковые гидролизаты, белковые конъюгаты, лактозированный белок молочной сыворотки, сложный полиглицериновый эфир жирных кислот (PGE), дистиллированные моноглицериды, моно- и диглицериды, стеароиллактилаты натрия и лактем, а гелеобразующим веществом является по меньшей мере одно из следующего: геллановая камедь, каррагенан, агар, пектин, альгинат, желатин, белки, ксантановая камедь и смола плодоворожкового дерева, иинициируют преобразование в гель гелеобразующего вещества в условиях достаточного сдвига для получения стабилизированных гелем частиц пены, при этом каждая частица содержит множество пузырьков пены, преимущественно покрытых непрерывной гелевой оболочкой.

2. Способ по п.1, в котором инициирование включает по меньшей мере одно из следующего: изменение температуры, ионное инициирование, ферментативное сшивание и изменение рН.

3. Способ по п.1, в котором инициирование включает смешивание гелеобразующего вещества с раствором хлорида кальция.

4. Способ по п.1, в котором в результате инициирования дополнительно образуются стабилизированные гелем частицы пены, содержащие от 10% до 90% газовой фракции.

5. Способ по п.1, в котором в результате инициирования дополнительно образуются стабилизированные гелем частицы пены, имеющие средний диаметр от около 1 мкм до около 10000 мкм.

6. Способ по п.1, в котором в результате инициирования дополнительно образуются стабилизированные гелем частицы пены, имеющие средний диаметр от около 1 мкм до около 1000 мкм.

7. Способ по п.1, в котором в результате инициирования дополнительно образуются стабилизированные гелем частицы пены, имеющие средний диаметр от около 1000 мкм до около 10000 мкм.

8. Способ по п.1, в котором в результате инициирования дополнительно образуются стабилизированные гелем частицы пены, при этом каждый пузырек пены имеет диаметр от около 0,1 мкм до 200 мкм.

9. Способ по п.8, в котором 90% пузырьков пены имеют диаметр менее 100 мкм.

10. Способ по п.1, в котором частицы пены являются устойчивыми при комнатной температуре в течение по меньшей мере 30 дней.

11. Способ по п.1, в котором частицы пены являются устойчивыми при комнатной температуре в течение по меньшей мере 180 дней.