Антислеживающий агент для ароматизированных продуктов

Антислеживающий агент для ароматизированных продуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предшествующий уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к применению антислеживающего агента с однородной пористостью в ароматизирующих композициях и ароматизированных продуктах питания.

Предшествующий уровень техники

Аромат является комплексным сенсорным впечатлением пищи или другой съедобной субстанции и воспринимается в первую очередь по вкусу и запаху. Аромат продуктов питания является главной проблемой для специалистов в области производства продуктов питания и напитков. Им можно управлять с применением натуральных или искусственных ароматизаторов, которые влияют на ощущение ароматов. Ароматизаторы, включая смеси ароматизаторов, можно применять в продукте питания в качестве местной приправы или при добавлении в пищевые ингредиенты при приготовлении пищи. Ароматизирующие композиции включают по меньшей мере одно из твердых ароматизаторов, жидких ароматизаторов и других ингредиентов и применяются для обеспечения аромата, вкуса, приправ или ароматизаторов для продукта питания.

Когда смесь ароматизаторов наносят или включают в продукт питания и потребляют продукт питания, то потребитель воспринимает все присутствующие ароматизаторы почти одновременно. Это ограничивает разнообразие вкусовых впечатлений и профилей, которые специалисты в области производства продуктов питания и напитков могут обеспечить для потребителей. Необходимо усовершенствование в данной области техники для обеспечения для потребителей более широкого разнообразия вкусовых впечатлений и профилей, чем то, что доступно на сегодняшний день.

Кроме того, известно, что твердые (обычно порошковые или дисперсные) ароматизаторы или ароматизирующие композиции подвержены эффекту, известному как «комкование». Комкование происходит, когда множество частиц твердого ароматизатора или ароматизирующей композиции связывается посредством физической связи или уплотнения. Комкование может снизить эффективность восприятия аромата, поскольку оно может уменьшить поверхностную площадь твердого ароматизатора, доступного для растворения в полости рта потребителя. Комкование также ограничивает для специалиста возможность смешивания твердых и жидких ароматизаторов в одном потоке или ароматизирующей композиции, поскольку жидкий ароматизатор часто вызывает нежелательное комкование твердого, дисперсного ароматизатора или других твердых частиц, присутствующих в ароматизирующей композиции. Необходимо усовершенствование в данной области техники для обеспечения смеси твердых и жидких ароматизаторов, не вызывающей нежелательного комкования.

Ароматизаторы, наносимые на поверхность пищи или включенные в пищевые ингредиенты при приготовлении пищи, также подвержены разного рода деградации. Ароматизаторы на масляной основе, включая цитрусовые и другие натуральные ароматизаторы, в частности, могут быстро разрушаться под действием кислорода. В результате многие продукты питания с местно нанесенными ароматизаторами имеют ограниченный срок годности из-за разрушения ароматизаторов. Необходимо другое усовершенствование в данной области техники для защиты ароматизаторов от разрушения.

Изложение сущности изобретения

Изобретение содержит способ и аппарат для ароматизации продукта питания; ароматизирующую композицию, устойчивую к комкованию; и пищевую композицию, ароматизированную с применением способа или аппарата. Пористые антислеживающие частицы загружают одним или несколькими жидкими ароматизаторами и наносят на продукт питания. В одном варианте осуществления пористые частицы содержат высокоупорядоченную, по существу однородную пористую структуру кварца. Продолжительность, интенсивность и последовательность высвобождения аромата можно контролировать с помощью размера, извилистости и/или параметров нагрузки пор. В некоторых аспектах настоящего изобретения, продукты питания обеспечиваются с комплексными вкусоароматическими профилями, прежде недоступными в данной области техники. В другом аспекте настоящего изобретения, ароматизаторы и ароматизирующие композиции защищены от комкования и разрушения во время и после создания ароматизированного продукта питания.

Краткое описание чертежей

Новые черты, считающиеся характеристиками изобретения, установлены в формуле изобретения. Само изобретение, однако, так же как и предпочтительный способ применения, его дополнительные задачи, преимущества станут лучше понятными со ссылкой на следующее подробное описание иллюстративных вариантов осуществления при прочтении в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:

Фиг.1 является изображением в перспективе высокоупорядоченного пористого антислеживающего агента из одного варианта осуществления настоящего изобретения;

Фигура 2 является графиком интенсивности аромата для антислеживающих агентов, имеющих различные размеры пор, в зависимости от времени;

Фигура 3 является графиком времени нагрузки аромата в зависимости от фактора извилистости для антислеживающих агентов.

Подробное описание изобретения

В соответствии с настоящим изобретением, продукты питания ароматизируют пористыми антислеживающими частицами, нагруженными по меньшей мере одним жидким ароматизатором. Частицы производят, нагружают жидким ароматизатором, факультативно смешивают с частицами твердого ароматизатора для получения ароматизирующей композиции и наносят или смешивают с продуктами питания и/или напитками с помощью таких способов, которые позволяют специалисту, осуществляющему настоящее изобретение, точно регулировать вкусоароматический профиль продукта питания.

Пористые частицы

В одном варианте осуществления настоящего изобретения пористые антислеживающие частицы содержат частицы пористого диоксида кремния или кварца. В предпочтительном варианте осуществления, диаметры или размеры пор пористых частиц являются по существу однородными. В другом варианте осуществления частицы содержат первую фракцию пор, имеющую по существу однородный первый диаметр пор. В другом варианте осуществления частицы также содержат вторую фракцию пор, имеющую по существу однородный второй диаметр пор.

В одном варианте осуществления поры в пористых частицах содержат высокоупорядоченную гексагональную мезоструктуру согласованных по размеру пор, имеющих по существу однородный диаметр. Высокая упорядоченность мезоструктуры пор становится явной при анализе мезопористых частиц посредством трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ). Фигура 1 является перспективным представляющим изображением ТЭМ снимка, полученного для высокоупорядоченной мезопористой частицы диоксида кремния в соответствии с настоящим изобретением.

В одном варианте осуществления антислеживающие частицы из пористого диоксида кремния могут быть сформированы посредством реакции конденсации при кислотном катализе, включающей темплатный агент. В данном способе кислый раствор тетраэтилортосиликата (ТЭОС) и этанола смешивают с темплатным раствором, содержащим этанол, воду и темплатный агент, такой как амфифильный сурфактант, и нагревают при перемешивании. Одним примером амфифильного сурфактанта, который можно применять в соответствии с настоящим изобретением, является неионный триблок-сополимер, состоящий из центральной гидрофобной цепи из полиоксипропилена с двумя боковыми гидрофильными цепями полиоксиэтилена. Подходящими амфифильными сурфактантами являются те, которые иногда обозначаются как полоксамеры, поставляемые под торговой маркой плюроников. Молекулярная структура плюроников в целом является EOnPOmEOn, где ЕО представлено этиленоксидом, РО представлено пропиленоксидом, n представляет среднее число ЕО единиц, a m представлено средним числом РО единиц. Для Pluronic PI 04, n=27, a m=61, и MW=5900 г/моль. Для Pluronic F127, MW=12600 г/моль, n=65,2, a m=200,4.

Когда смесь перемешивают и нагревают, сурфактант образует высокоупорядоченные мицеллы, которые при удалении сурфактанта на окончательном этапе в итоге остаются за пределами пористой структуры матрикса диоксида кремния. После перемешивания и нагревания смесь ТЭОС/сурфактанта распыляют в печи при высокой температуре (в одном варианте осуществления свыше 250°C) до получения порошка. Наконец, порошок прокаливают в печи при очень высокой температуре (в одном варианте осуществления свыше 600°С) до полного формирования полимерного матрикса и выжигания сурфактанта и какого-либо оставшегося растворителя, оставляя текучий порошок, содержащий дискретные, примерно сферические частицы диоксида кремния с высокоупорядоченной внутренней пористой структурой.

Пористые частицы можно затем разделить в соответствии с внешним диаметром. В предпочтительном варианте осуществления частицы разделяют на основе дифференциальной скорости осаждения. В предпочтительном варианте осуществления частицы являются по существу сферическими, и размер частиц находится в диапазоне от 3 до 5 микрон в диаметре.

Пористые частицы, описанные выше, являются предпочтительными для применения в соответствии с настоящим изобретением, поскольку они имеют по существу однородный внешний диаметр (после разделения), и по меньшей мере одна фракция пор имеет по существу однородный диаметр. В одном варианте осуществления диаметр пор по меньшей мере одной фракции пор варьирует менее чем около 10%. В другом варианте осуществления диаметр пор варьирует менее чем около 5%. Диаметр пор контролируют путем выбора подходящего темплатного агента, который предпочтительно является сурфактантом. Корпускулярный сурфактант обеспечивает получение мицелл с гидрофобными хвостами специфического диаметра. Размеры гидрофобных хвостов в итоге определяют размеры пор в реакции полимеризации диоксида кремния, описанной выше. Расположение мицелл в растворе также определяет регулярность расположения пор. Мицеллы являются самособирающимися, с гидрофобными хвостами, направленными вовнутрь от водной фазы и с участками групп гидрофильной (полярной) головки в контакте с водным окружением. Форма границы раздела мицеллы/водной фазы может быть сферической, эллиптической, червеобразной или объединенной, такой как двухмерная или трехмерная мягкая решетка. Когда в настоящем изобретении применяют предпочтительные полоксамеры, мицеллы являются более червеобразными, трубчатыми или стержнеобразными по форме, собирающимися преимущественно в двухмерные матрицы. Однако в некоторых из частиц в соответствии с настоящим изобретением может существовать некоторая степень взаимосвязи между трубчатыми порами для получения трехмерных связанных структур, даже для по существу не набухших образцов. В частицах с большими порами мицеллы сконструированы для набухания до больших диаметров посредством интеркаляции масла в гидрофобных сердцевинах мицелл. Это часто соотносится с взаимосвязями между стержнями, обеспечивающими трехмерные системы взаимосвязанных пор, например, трехмерные гексагональные или кубические структуры.

Особый интерес в настоящем изобретении представляют пористые частицы кварца с высокоупорядоченными и по существу однородными размерами пор в диаметре от 1 нанометра до 12 нанометров и предпочтительно примерно от 3 до 10,5 нанометров. Мезопористые частицы с диаметром пор около 3 нм можно получить с применением цетил-триметиламмоний-бромида (ЦТАБ) в качестве темплатного агента. Мезопористые частицы с диаметром пор около 10,5 нм можно получить с применением темплатного агента, включающего Pluronic PI 04 с полипропиленгликолем, добавленным к сердцевине мицеллы. В предпочтительном варианте осуществления около 0,18 грамм агента набухания полипропиленгликоля (ППГ) добавляют на каждый грамм PI 04 при синтезе. Можно применять различные темплатные агенты для получения частиц с другими по существу однородными размерами пор.

Кроме того, можно получить частицы с двумя или более фракциями пор, имеющими по существу однородные диаметры пор. Одним способом создания пор с бимодальным распределением пор по размеру является способ, когда поры становятся скорее сферическими, чем удлиненными и трубчатыми, и объединяются короткими окнообразными порами меньшего диаметра. Системы пор в этих случаях можно описать как системы взаимосвязанных пор в форме клетки или системы пор в форме чернильницы. Темплат в этом случае может иметь параметр формы, который при совместной сборке с диоксидом кремния обеспечивает примерно сферические формы мицелл. Слияние мицелл на этапе агрегации и осаждения мицелл дает начало возникающим относительно меньшим окончатым порам между примерно сферическими порами относительно большего размера. Как и во всех порах, изготовленных путем темплатных процедур, описанных здесь, эти образующиеся заполненные темплатом окна становятся проводниками между пустыми сферическими порами при последующем удалении материала темплата.

Другим способом получения бимодальных пор в одном образце является первоначальный синтез материала с применением одного темплата и последующее смешивание этих частиц в новой реакционной смеси, содержащей второй темплат, где первые пористые частицы действуют как субстрат, на котором может быть сформирован второй материал с другим размером пор. Как таковые, внутренние поры будут иметь иной диаметр, чем внешние поры.

Другим способом получения бимодальных пор является введение двух различных агентов для уменьшения размера пор в образец с одномодальными порами. Такие агенты, уменьшающие размер пор, могут быть малыми частицами, полимерами, сурфактантами, липидами или другими агентами, которые по существу трудно удалить после введения. Этого можно достичь путем введения только одного агента, снижающего размер пор, в только частную фракцию пор.

Антислеживающие частицы кварца из настоящего изобретения существенно отличаются от предшествующих антислеживающих аморфных частиц кварца. Другие аморфные частицы кварца в целом готовят путем растворения диоксида кремния в растворе гидроксида натрия с последующим осаждением аморфных частиц кварца из раствора путем добавления серной кислоты. Приготовленные таким образом аморфные частицы кварца имеют низкую удельную площадь поверхности, больший средний размер пор, гораздо большее расхождение в диапазоне размеров пор (вариабельность гораздо выше 10%) и гораздо большую вариабельность размера отдельной частицы, чем частицы кварца, используемые в настоящем изобретении. Такой аморфный кварц также формирует неправильные агрегаты, в то время как сферические частицы кварца в соответствии с настоящим изобретением устойчивы к агрегации и формируют по существу легкосыпучий порошок. Легкосыпучий порошок является термином, хорошо известным в данной области техники по отношению к смесям частиц, и в целом означает смесь малых частиц, способных течь без существенной агрегации или прилипания друг к другу. Имеющие однородный размер пористые частицы кварца в соответствии с настоящим изобретением обеспечивают ряд удивительных преимуществ по сравнению с аморфным кварцем, как описано ниже.

Антислеживающие свойства

В одном варианте осуществления настоящего изобретения пустые пористые частицы кварца, описанные выше, нагружают по меньшей мере одним жидким ароматизатором и включают в ароматизирующую композицию. Принципы, изложенные в настоящем изобретении, можно применять в отношении широкого диапазона ароматизаторов. Ароматизаторы включают экстракты, эфирные масла, эссенции, дистилляты, смолы, бальзамы, соки, ботанические экстракты, корригенты, отдушки и ароматические ингредиенты, включая эфирное масло, олеорезину, эссенцию или экстракт, любой продукт обжига, нагревания или ферментативного расщепления и вкусовые компоненты, полученные из пряности, фрукта или фруктового сока, овоща или овощного сока, пищевых дрожжей, травы, коры, почек, корня, листьев или подобного растительного материала, мяса, морепродуктов, птицы, яиц, молочных продуктов или ферментированных продуктов, а также любое вещество, выполняющее функцию обеспечения или усиления запаха, вкуса и/или аромата. Ароматизаторы, предполагаемые для применения в ароматизирующих композициях из настоящего изобретения, включают любой ароматизирующий или модифицирующий вкус агент, который может восприниматься потребителем продукта питания, включая жидкие ароматизаторы (такие как ароматические масла) и твердые ароматизаторы (такие как частицы соли; частицы сахара, включая сахарозу, декстрозу и фруктозу; частицы полисахаридов, включая мальтодекстрин и крахмалы; и частицы подкислителя, включая лимонную кислоту и яблочную кислоту). Жидкий ароматизатор может также содержать ботанические экстракты или применяться в сочетании с ними.

Жидкий ароматизатор, который можно применять с настоящим изобретением, должен сам по себе или в сочетании с жидкостью-носителем или растворителем (который может оставаться или не оставаться внутри пор частицы) описываться как смачивающий или частично смачивающий поверхность пористой антислеживающей частицы. Жидкий ароматизатор нужно понимать как «смачивающий» или «частично смачивающий» конкретную поверхность, если при нанесении капли жидкого ароматизатора на плоскую горизонтальную поверхность, полученную из того же самого материала, из которого изготовлена пористая частица, капля имеет угол контакта менее 90°. Жидкий ароматизатор с углом контакта более 90° можно сделать смачивающим с помощью ряда способов. Например, жидкость можно испарить, а потом конденсировать на внутреннем крае пор. Предварительно смоченный край облегчает дополнительное смачивание жидкостью, которая в противном случае не является смачивающей. Несмачивающие жидкости можно также ввести в газообразной форме и конденсировать в жидкость внутри пор частицы. Жидкий ароматизатор можно также нагрузить в качестве структурновязкой жидкости, такой как жидкий кристалл.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения пористые антислеживающие частицы кварца в соответствии с настоящим изобретением нагружены по меньшей мере одним жидким ароматизатором, а затем объединены с множеством частиц твердого ароматизатора до формирования комплексной ароматизирующей композиции, устойчивой к комкованию. В предпочтительном варианте осуществления изобретения частицы кварца нагружены по меньшей мере одним ароматизирующим маслом и смешаны с множеством частиц соли или мальтодекстрина до получения ароматизирующей композиции для нанесения на продукт питания. Если жидкий ароматизатор не нагружен на частицы кварца из настоящего изобретения перед объединением с частицами твердого ароматизатора, то жидкий ароматизатор может вносить существенный вклад в нежелательное комкование частиц твердого ароматизатора. Комкование смеси жидкого ароматизатора и частиц твердого ароматизатора затрудняет производство прогнозируемой, однородной, воспроизводимой ароматизирующей композиции для применения в продуктах питания. Легкосыпучая и однородная дисперсная смесь из одного варианта осуществления настоящего изобретения позволяет специалисту приготовить комплексную ароматизирующую композицию, прежде недоступную в данной области техники, в виде легкосыпучего порошка вместо смеси жидкости/твердой композиции, которая может формировать нежелательные комки или куски.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения пористые антислеживающие частицы кварца нагружены по меньшей мере одним жидким ароматизатором, а затем включены в продукт питания. В предпочтительном варианте осуществления жидкий ароматизатор загружен на пористые частицы кварца, а нагруженные частицы включены с другими частицами твердого ароматизатора в смесь с овсяной мукой. Таким образом, пористые частицы несут жидкую часть ароматизирующей композиции из овсяной муки в виде дискретных частиц вместо жидкостей, поэтому устойчивы к комкованию с другими твердыми компонентами ароматизирующей композиции из овсяной муки. При гидратации и потреблении смеси из овсяной муки жидкий ароматизатор или диспергируется в водной среде, или высвобождается в полости рта потребителя при поедании смеси из овсяной муки. Другие варианты осуществления включают сухие смеси продуктов питания и ароматизаторов и смеси порошковых напитков.

Нагрузка ароматизатора и восприятие

Авторы изобретения установили, что антислеживающие частицы кварца из настоящего изобретения можно применять для доставки жидких ароматизаторов новыми способами. В частности, размер пор частиц, извилистость пор и способ нагрузки частиц жидким ароматизатором существенно влияют на то, как жидкие ароматизаторы воспринимаются потребителем. В некоторых случаях параметры разгрузки, такие как температура окружающей среды при высвобождении, также могут влиять на восприятие аромата.

Что касается размера пор, авторы изобретения провели вкусовые исследования, чтобы установить, как размер пор и другие свойства антислеживающих частиц кварца влияют на интенсивность восприятия аромата на протяжении времени пребывания продукта в полости рта при потреблении. Как применяется здесь, термин «вкусоароматический профиль» при использовании для описания восприятия при потреблении ароматизированного продукта питания включает следующие характеристики: максимальная интенсивность аромата, изменение интенсивности аромата со временем, скорость изменения интенсивности аромата со временем и общая интенсивность аромата по меньшей мере для одного ароматизатора, добавленного в продукт питания.

Результаты исследований показали высокий уровень воспроизводимости. На Фигуре 2 показан график, демонстрирующий среднее восприятие вкусоароматического профиля для одного исследования. В таблице 1 внизу показаны свойства анализируемых частиц из исследования интенсивности аромата, представленные графиком на Фигуре 2.

Таблица 1
Идентификатор частиц	Размер пор	Темплатный агент
D1	10,5 нм	P104+PPG
D2	7,0 нм	F127
D3	6,5 нм	Р104
D4	3,0 нм	СТАВ

Все антислеживающие частицы в данном исследовании загружали маслом чилийского перца (содержащим капсаицин) и частицы с каждым из размеров пор от D1 до D4 наносили местно на разные образцы хрустящего картофеля. Смесь масла чилийского перца добавляли по каплям к известной массе частиц кварца при непрерывном механическом перемешивании. Частицы оставались сухим порошком до полного заполнения пор частиц. Немедленно перед насыщением частицы комковались или слипались вместе. Какой-либо избыток жидкости удаляли путем смешивания с дополнительными пористыми частицами, пока порошок не становился вновь легкосыпучим. Антислеживающие частицы можно описать как по существу полностью загруженные, когда поры заполняются примерно до максимально возможной степени, при этом позволяя частицам оставаться легкосыпучим порошком.

Проводившие анализ лица съедали каждый образец ароматизированного хрустящего картофеля, ритмично пережевывали и определяли интенсивность аромата со временем. Как можно видеть на Фигуре 2, частицы D1 (с наибольшим диаметром пор) проявляли вкусоароматический профиль с наивысшим угловым коэффициентом по направлению к максимальной интенсивности аромата, наивысшей максимальной интенсивностью аромата и наивысшей общей интенсивностью аромата (площадь под кривой). Можно видеть, что остальные три вида частиц исходно обеспечивали вкусоароматические профили с эквивалентным угловым коэффициентом по направлению к максимальной интенсивности, пока угловой коэффициент D2 не возрастал более быстро по направлению к наивысшей максимальной интенсивности аромата. Частицы D2-D4 показали, что когда размер пор снижался, снижались и максимальная интенсивность аромата, и общая интенсивность аромата. Анализ, проведенный с частицами с разными размерами пор, загруженными цитрусовым ароматизатором, показал подобные результаты. Диаметр пор оказывает наибольшее влияние на скорость высвобождения ароматизатора, когда поры являются относительно малыми для нагрузки, удерживания и разгрузки жидкого ароматизатора под действием капиллярности. Если поры являются достаточно большими, так что взаимодействие между порами и ароматизатором не ограничивает материально поток жидкого ароматизатора, то диаметр пор не является важным фактором. Было установлено, что при диаметре пор менее 500 нанометров, и в частности менее 100 нанометров, контроль диаметра пор в целом обеспечивает для специалиста, осуществляющего настоящее изобретение, некоторый контроль вкусоароматического профиля.

Другую серию анализов проводили с хрустящим картофелем, ароматизированным антислеживающими частицами, нагруженными двумя различными ароматизаторами. В этих анализах был выбран по существу однородный размер пор 6,5 нанометров.

Первую ароматизирующую композицию создавали путем нагрузки образца антислеживающих частиц маслом чилийского перца и маслом лайма. Масло чилийского перца и масло лайма загружали на частицы в виде системы смешанных жидкостей. Смесь масла чилийского перца и масла лайма добавляли по каплям к известной массе частиц кварца при постоянном механическом перемешивании. Частицы оставались сухим порошком, пока не достигалась полная нагрузка пор. Немедленно перед насыщением частицы комковались или слипались вместе. Какой-либо избыток жидкости удаляли путем смешивания с дополнительными пористыми частицами, пока порошок не становился вновь легкосыпучим. Мезопористые частицы из этого исследования были по существу полностью загружены при сорбции примерно 0,72 грамм масла лайма на грамм частиц и примерно 0,68 грамм масла чилийского перца на грамм частиц.

Вторую ароматизирующую композицию создавали путем полной нагрузки первого образца антислеживающих частиц кварца только маслом лайма и полной нагрузки второго образца антислеживающих частиц кварца только маслом чилийского перца.

Два образца хрустящего картофеля затем ароматизировали местным нанесением каждой ароматизирующей композиции в отношении 1% частиц от массы хрустящего картофеля. При употреблении хрустящего картофеля две композиции к удивлению и неожиданно обеспечили различные вкусоароматические профили, определенные лицом, проводящим анализ.

Для первой ароматизирующей композиции вначале воспринимался аромат чилийского перца, а затем аромат лайма. Для второй ароматизирующей композиции вначале ощущался аромат лайма, а затем аромат чилийского перца. Эти результаты были удивительными и неожиданными, поскольку специалист в данной области техники предполагает, что ароматы чилийского перца и лайма в системе смешанных жидкостей из первой ароматизирующей композиции загружаются на частицы произвольно или одновременно и диспергируются в полости рта потребителя произвольно или одновременно. Таким образом, ожидалось, что первая и вторая ароматизирующие композиции проявят подобные вкусоароматические профили. К удивлению, этого не произошло.

Не желая углубляться в теорию, авторы изобретения считают, что удивительный результат может быть доказательством преимущественного смачивания при капиллярной нагрузке пор маслом лайма. Угол контакта для капли масла лайма на плоской поверхности диоксида кремния составляет примерно 10°, а угол контакта для масла чилийского перца - примерно 20°. Угол контакта связан с плотностью энергии на границе раздела фаз твердого вещества/жидкости, твердого вещества/газа и жидкости/газа. Кроме того, вязкость масла лайма ниже вязкости масла чилийского перца. Вязкость конкретного ароматизатора также является важным фактором при нагрузке пористых частиц. Как применяется здесь, первый ароматизатор описывается как «более смачивающий», если он имеет меньший угол контакта и/или низкую вязкость, чем второй ароматизатор. Подобным образом, первый ароматизатор описывается как «менее смачивающий», если он имеет больший угол контакта и/или высокую вязкость, чем второй ароматизатор. Первый ароматизатор описывается как «преимущественно смачивающий» по сравнению со вторым ароматизатором, если его угол контакта и/или его вязкость обеспечивают его нагрузку или разгрузку из пористых частиц более быстро под действием капиллярности, чем у второго ароматизатора. Ароматизатор может быть описан как «не-смачивающий», если он по существу лежит на плоской горизонтальной поверхности, изготовленной из того же самого материала, что и пористые частицы. Степень смачивания для жидкого ароматизатора на пористых частицах кварца тесно связана с его пригодностью в качестве антислеживающего агента. В результате только жидкие ароматизаторы, которые при использовании по отдельности или с носителем или растворителем, или при нанесении в качестве конденсата, проявляют смачивающее или частично смачивающее поведение, применяют с частицами кварца в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, когда более одного жидкого ароматизатора применяют в соответствии с настоящим изобретением, то жидкие ароматизаторы, являющиеся высокорастворимыми с каждым другим при комбинации, в целом применяют в качестве единого жидкого ароматизатора для создания вкусоароматического профиля, если только растворимость одного или обоих ароматизаторов не меняется.

Эти вкусовые анализы показали, что когда систему смешанных жидкостей загружали в поры пористых частиц, то жидкость с меньшим углом контакта/меньшей вязкостью (в данном случае масло лайма) загружалась в поры первой, а затем жидкость с большим углом контакта/большей вязкостью (в данном случае масло чилийского перца). Предполагалось, что масло лайма остается глубже внутри пористых частиц, чем масло чилийского перца, которое остается ближе к внешней поверхности. Когда нагруженные частицы помещают в рот, слюна во рту вымещает масло чилийского перца и масло лайма из пор, но поскольку масло чилийского перца было нагружено в поры последним (или располагается ближе к внешней части частицы), оно появляется и воспринимается первым. Масло лайма может также взаимодействовать другим образом со стенками пор, например посредством водородной связи, для более активного ограничения его перемещения, чем масло чилийского перца.

Теория преимущественного смачивания, предложенная авторами изобретения (или теория «входа последним, выхода первым»), также объясняет вкусоароматический профиль второй ароматизирующей композиции, где каждый из двух наборов различных частиц полностью нагружали только одним ароматизатором. Во второй ароматизирующей композиции, в соответствии с теорией, масло лайма загружалось в частицы более быстро, чем масло чилийского перца, из-за преимущественного смачивания. Таким образом, оно также должно быстрее диспергироваться во рту. Соответственно, поскольку масло лайма в этой композиции не ограничивается действием масла чилийского перца, то масло лайма немедленно становится доступным для диспергирования во рту. Масло чилийского перца ощущается после масла лайма, поскольку оно является менее преимущественно смачивающим, чем масло лайма, и таким образом, дольше вытесняется слюной. Меньшая вязкость масла лайма может также обеспечивать его более быстрое диспергирование, чем масла чилийского перца.

Проводили также анализ способности пористых антислеживающих частиц диоксида кремния из настоящего изобретения к защите ароматизирующих масел от окислительного разрушения и других видов разрушения под действием окружающей среды. В данном анализе масло лайма, смешанное с подсолнечным маслом, распыляли на контрольный образец хрустящего картофеля, в то время как пористые частицы кварца, загруженные маслом лайма, наносили на экспериментальный образец хрустящего картофеля. Масло лайма было выбрано из-за его известной нестабильности. Оба образца подвергали периодическому анализу во время хранения, проводимому лицами, анализировавшими вкуса. На 9 неделе контрольный образец был описан лицами, проводившими анализ, как «старый» и «несвежий». Напротив, экспериментальный образец был описан лицами, проводившими анализ, как «свежий», вплоть до 15 недели. Таким образом, пористые частицы из настоящего изобретения можно применять для защиты ароматизаторов от окислительного разрушения и другого вида разрушения под действием окружающей среды в течение значительного периода времени.

Вкусовой анализ, проведенный на частицах в соответствии с настоящим изобретением, также дал некоторые удивительные результаты, которые трудно измерить. Лица, проводившие анализ, постоянно отмечали, что ароматизаторы с маслом лайма и маслом чилийского перца, нагруженные на эти частицы, проявляли более «полный» и сложный аромат, чем сами ароматизаторы, нанесенные непосредственно на хрустящий картофель без применения частиц в качестве среды доставки. Вновь, не углубляясь в теорию, предполагается, что когда сложные ароматизаторы, масло лайма или масло чилийского перца, высвобождаются из узких, однородных пор частиц в соответствии с настоящим изобретением, то минимальные вариации между индивидуальными компонентами, составляющими ароматизатор, заставляют некоторые компоненты ароматизатора высвобождаться слегка быстрее или слегка медленнее других компонентов. Например, масло лайма содержит изомеры ароматизатора и ароматические соединения, которые различаются друг от друга только по трехмерной структуре и/или расположению. Эти изомеры высвобождаются со слегка отличающимися скоростями из узких, однородных пор, в зависимости от того, как они взаимодействуют с материалом, используемым для формирования пористых частиц. Результат, как предполагают, состоит в том, что лица, анализирующие вкус, воспринимают каждый компонент ароматизатора на протяжении увеличенного периода времени, а не все сразу, что приводит к ощущению «полного», более сложного аромата. Этот результат не ожидался до проведения анализа вкуса.

Авторы изобретения также разработали теоретическую модель для определения связи между нагрузкой пористых антислеживающих частиц и извилистостью структуры пор. Извилистость является мерой сложности пути загруженной молекулы ароматизатора, который она должна пройти из внутренней части пористой частицы к внешней части. Более извилистые структуры пор ограничивают способность жидкого ароматизатора к нагрузке и разгрузке из пористой структуры. Извилистость системы пор контролируется путем выбора темплатного агента, условий синтеза и после синтеза.

Теоретическая модель основана на модифицированном уравнении Вашбурна, которое само основано на смачивающей жидкости, проникающей в прямую, цилиндрическую пору, открытую на обоих концах. Фактор извилистости, f_tort, включен для учета вариаций извилистости пор. Модифицированное уравнение Вашбурна для расчета времени t_L для проникновения жидкости на расстояние L в горизонтальный капилляр с открытыми концами, где η является вязкостью жидкости, D_pore является диаметром поры, γ_LG является энергией на границе раздела жидкость-вода, θ_SLG является углом контакта, представлено как:

t_L=8η(f_tortL)²/(D_pore γ_LG cosθ_SLG)

На Фигуре 3 изображено теоретическое время нагрузки для трех различных жидкостей в диапазоне факторов извилистости. Линией S1 представлена вода. Линией S2 представлен лимонен. Линией S3 представлено вязкое пищевое масло, такое как оливковое масло. На Фигуре 3 показано, что фактор извилистости может радикально влиять на время нагрузки. Фактор извилистости необходимо определить эмпирически для каждого темплатного агента, и он зависит от объема, плотности и диаметра пор. Извилистость может быть определена как геометрическая длина пути поры - она преимущественно определяется как строго геометрическая/топологическая мера. Альтернативно, извилистость может быть определена как параметр диффузии, в зависимости от размера молекул, проходящих через поры. Путь или извилистость можно подсчитать как среднее статистическое значение, на