位于容器中的冷凍充氣產品的制作方法

專利名稱：位于容器中的冷凍充氣產品的制作方法
技術領域：
本發明涉及位于容器中的冷凍充氣產品。本發明尤其涉及通常稱為氣溶膠的產品。
背景技術：
過去人們提出用氣溶膠系統分散充氣產品。EP1061006中公開了這樣一種系統，其中容器具有至少兩個室(A)和(B)，兩個室之間由一可移動壁間隔開，相互之間不透氣，室(A)含有推進劑，室(B)包括含有發泡劑的充氣甜點，所述發泡劑為CO2或N2O或它們的混合物，也可以結合空氣或氮氣。優選地，所述壁為活塞或可彎曲/彈性隔膜。其也可以由所謂的“bag-in”(袋內)罐組成。
上述技術除了嚴格要求使用發泡劑之外，其不允許氣溶膠系統在大約-18℃至-22℃的溫度下分散冷凍充氣產品，而上述溫度是家庭用冰箱的溫度。
因此，需要有一種在家庭用冰箱的溫度下分散充氣產品的氣溶膠系統。
經發現，通過細心對冷凍充氣產品進行配方，并采用特殊類型的容器，就有可能達到上述目標。
實驗和定義平均分子量對于該申請，冰點抑制劑(fpds)混合物的平均分子量定義為數均分子量<M>n(方程1)。其中Wi是物質i的質量，Mi是物質i的摩爾質量，Ni是摩爾質量為Mi的物質i的摩爾數。
<M>n=ΣwiΣ(wi/Mi)=ΣNiMiΣNi]]>
冰點抑制劑本發明中的冰點抑制劑(fpds)包括●單糖和雙糖●含有3至10個單糖單位的寡糖，單糖通過配糖鍵連接起來●糖化率(DE)大于20，優選大于40，更優選大于60的玉米糖漿。玉米糖漿為復雜的多組份糖混合物。糖化率是常用的工業分類方法。由于它們是復雜的混合物，它們的數均分子量<M>n可以由以下方程得到。(Journal of Food Engineering，33(1997)221-226)DE=18016<M>n]]>●赤蘚醇、阿拉伯糖醇、甘油、木糖醇、山梨糖醇、甘露醇、乳糖醇和麥芽醇(malitol)。
膨脹率(overrun)的定義膨脹率由以下方程確定 其是在大氣壓下測定的。
閥在實施例中使用的三個閥均是安裝在1英寸套內的商業氣溶膠閥。
閥i來自于Precision Valve UK有限公司(彼得伯勒，英國)的標準氣溶膠生奶油(whipped-cream)閥。包括具有3個0.050”孔的主桿(零件號04-5390-00)，其在具有4個狹槽頂部倒置的外殼(零件號07-6954-00)上。該閥配有同樣來自于Presision Valve的標準生奶油致動器(actuator)(Gothic噴嘴02-1591-00)。
閥ii通常用于高粘度材料的Precision Valve UK有限公司提供的標準傾斜(或“Clayton”)閥。所述高粘度材料例如填縫料和氣溶膠狀軟干酪。
閥iii由Firemaster Extinguisher有限公司(倫敦，英國)提供的高排量滅火器噴霧閥(零件號BK261)。其為陰性閥，與提供的基礎致動器結合使用。
閥的特征由于所采用的復雜幾何學，流體通過噴霧閥的流量是非常復雜的。此外，目前使用高排量閥的許多產品，例如填縫料和泡沫滅火器組合物具有復雜的流變行為。因此，不可能將排出率從一個閥/產品組合外推至另一個組合，而且要求對排出率進行獨立于產品的測量。
對于沿管道或通過孔流動的牛頓流體，流速Q與管道/孔兩側的壓差P成正比，并與流體的粘度□成反比，其余因子為幾何函數(參見，例如，H.A.Barnes，J.F.Hutton以及K.Walters，”An Introductionto rheologh”，1989，Elsevier，Amsterdam)。因此，一種較為方便的對噴霧閥的排出率進行表征的方法是在給定表壓下測量牛頓液體的流速，并計算其余因子(隨閥而變)，本文稱為NN=QηP]]>為了計算在該工作中使用的閥的該因子，我們在已知壓力下測量了通過閥的牛頓液體的排出率。
所使用的液體為42DE葡萄糖漿(C*Sweet01136，批號NK6634，[Cerestar，曼徹斯特，英國])。在20℃下采用AR1000控制壓力流變儀(TA Instruments，Leatherhead，英國)測量該材料的流變學，所述儀器配備有溶劑收集器，并具有錐形板狀幾何形狀。在5分鐘之內進行的從0至5000Pa的應力掃描顯示粘度對應力無顯著依賴性，因此驗證了該糖漿的牛頓液體性質。來自3個樣品的粘度值平均為208±23Pas，其中不確定性為來自所述三個獨立測量的95％可信區間。
Bag-in-can(罐內有袋的)氣溶膠罐(袋容量為200ml的“Sepro”罐，來自美國Can有限公司)中充滿所述糖漿，每個閥類型配備三個罐。然后，將罐從底部注入壓縮空氣進行充氣，使其壓力達到10.2barg。在20℃下，將糖漿從每個罐中直接分配至天平上，每隔10秒記錄一次質量，持續2分鐘或直至分配完20g，不論哪一個先分配完。然后，記錄罐的最終計示壓力Pf。分配的質量除以糖漿的密度(1.39g·cm-3)得到體積，對于所有樣品，分配的體積與時間的圖形近似直線。計算該圖形的斜率得到Q。然后對分配過程中的平均壓力計算每個罐的N因子，即，P＝(10.2barg-Pf)/2。每個閥類型的N平均值為(三個罐的95％可信區間)閥iN＝(4±2)×10-12m3閥iiN＝(70±40)×10-12m3閥iiiN＝(121±4)×10-12m3本發明的簡述本發明的第一個目的是提供一種位于容器中的冷凍充氣產品，所述容器具有至少兩個室(A)和(B)，所述室相互之間通過至少部分可移動的壁氣密地間隔開，室(A)中含有推進劑，室(B)中含有所述冷凍充氣產品，室(B)具有閥，其中所述冷凍充氣產品含有重量百分比為20％-40％、優選為25％以上的冰點抑制劑，以及0％-15％，優選為2-12％，更優選低于8％的脂肪。冰點抑制劑的數均分子量為<M>n，其遵循以下條件<M>n＝＜(330-8FAT)gmol-1其中FAT是脂肪在產品中的重量百分比。
優選地，所述平均分子量低于250，更優選地，低于230。
優選地，所述冰點抑制劑由至少98％(重量百分比)的單糖、雙糖和寡糖組成。優選地，由于果糖具有非常甜的味道，所述冷凍充氣產品含有重量百分比少于10％的果糖，較優選地，低于5％，更優選地，低于2.5％。
同樣優選地，本發明的冷凍充氣產品含有重量百分比低于1％的甘油，優選低于0.5％，較優選地，低于0.25％，更優選地，低于0.1％。
同樣優選地，冷凍充氣產品含有重量百分比高于2％并低于8％的蛋白質，優選地，低于6％，這是因為經發現，過高含量的蛋白質導致呈現白堊狀、干酪樣的質地，應當避免這種情況。
在本發明的一個優選實施方式中，所述冷凍充氣產品的膨脹率低于150％，優選低于140％大于80％。
在本發明的另一優選實施方式中，所述冷凍充氣產品的膨脹率大于150％，優選大于170％。
在本發明的特定優選實施方式中，閥的N值(牛頓液體的流量和粘度與閥兩側壓差的比率)大于50×10-12m3，低于10-7m3，優選大于100×10-12m3。
在本發明的一個優選實施例中，所述容器至少部分被一隔熱涂層覆蓋，所述涂層的導熱率為0.01-0.1W/mK，更優選地為0.03W/mK左右。優選地，所述涂層為標簽形式，厚度為100-200微米，優選地為150微米左右。更優選地，所述隔熱涂層覆蓋容器表面的至少50％。其使得一旦從冷凍室中取出，用戶可以即刻觸摸容器并進行操作，不會使用戶的手指產生太冷的感覺。
本發明的第二個目的是提供一種將冷凍充氣產品充滿容器的方法，所述容器具有至少兩個室(A)和(B)，所述室相互之間通過一至少部分可移動的壁氣密地間隔開，室(A)中含有推進劑，室(B)中含有所述冷凍充氣產品，室(B)具有閥，其中首先將推進劑引入室(A)中，直至壓力達到1-10barg，然后將所述冷凍充氣產品引入室(B)，直至壓力達到5-12barg，優選8barg以上。
在說明書中，“barg”為標準巴(bar gauge)，并且壓力是在-10℃下測量的。
與首先將產品引入室(B)然后將推進劑引入室(A)相比，所述方法允許容器填充地更滿，這是因為，與首先將產品引入室(B)然后將推進劑引入室(A)相比，該方法允許達到的壓力比可移動壁的彈性所允許達到的壓力更高。
上述方法還允許在引入冷凍充氣產品之前將室(B)中的空氣除去。其極大地簡化并加速了所述填充過程，這是由于在引入冷凍充氣產品的時候不需要有排氣口將室(B)中的空氣去除。
本發明的第三個目的是提供一種冷凍充氣甜食，所述甜食的膨脹率高于80％、低于250％，優選高于100％，所述甜食包括·重量百分比低于0.5％的甘油·重量百分比為25％-37％的冰點抑制劑，以及·0％-15％的脂肪，優選為2％-12％，更優選低于8％所述冰點抑制劑的數均分子量<M>n遵循以下條件<M>n＝＜(330-8FAT)gmol-1其中FAT是脂肪在產品中的重量百分比。
優選地，所述冰點抑制劑的數均分子量<M>n低于250，更優選低于230。
優選地，所述冰點抑制劑由至少98％(重量百分比)的單糖、雙糖和寡糖組成。優選地，由于果糖具有非常甜的味道，所述冷凍充氣產品含有重量百分比少于10％的果糖，較優選地，低于5％，更優選地，低于2.5％。
同樣優選地，本發明的冷凍充氣甜點含有重量百分比低于0.25％的甘油，更優選地，低于0.1％。
同樣優選地，冷凍充氣產品含有重量百分比高于2％并低于8％的蛋白質，優選地，低于6％，這是因為經發現，過高含量的蛋白質導致呈現白堊狀、干酪樣的質地，應當避免這種情況。
在本發明的一個優選實施方式中，所述冷凍充氣產品的膨脹率低于150％，優選低于140％。
在本發明的另一優選實施方式中，所述冷凍充氣產品的膨脹率大于150％，優選大于170％。
本發明的詳細描述參照以下例子對本發明作進一步地描述。
實施例1對以下配方進行測試，其中所有濃度均為重量百分比。在配方A-D中，脂肪含量保持恒定，而冰點抑制劑的平均分子量和含量改變。
配方A-E

配方F乳脂 11.00SMP 11.00果糖 03.00山梨醇10.8040DE葡萄糖漿粉10.00MC纖維素(Avicel RC581)00.25220Bloom凝膠 00.15LBG 00.07瓜爾膠00.05角叉藻膠(L100)00.02單酸甘油酯乳化劑 00.40聚山梨醇酯80(多乙氧基 00.05醚)
水 53.21(FDP固體29.3)(Mn(gmol-1) 257)專門材料如下-LBG是由法國Degussa Texturant Systems提供的ViscogumFA。
-瓜爾膠是由Meypro，Zaandam，荷蘭提供的。
-角叉藻膠是由瑞典CPKelco，LilleSkensved提供的GenulactaL100。
-凝膠(220Bloom)是由英國SystemsBIo-Industries，Newbury提供的。
-微晶體纖維素是由美國費城的FMC提供的Avicel RC581。
-單酸甘油酯乳化劑是由英國Quset International，BromboroughPort提供的ADMUL MG40-04。
-42DE葡萄糖漿為C*Sweet 01136，其水份含量為20％，由英國曼徹斯特Cerester提供。
-40DE葡萄糖漿粉為C*Pur 01934，其水份含量低于3％，由英國曼徹斯特Cerester提供。
生產方法將除了脂肪和乳化劑之外的所有組分結合并放入攪拌的加熱混合槽中。將脂肪熔化，在倒入混合槽之前，將乳化劑加入所述液態脂肪中。一旦所有的組分混合在一起，在65℃下采用高剪切力對混合物進行攪拌2分鐘。將混合物在140巴和70℃條件下通過均質器，在83℃下進行巴氏滅菌20秒，然后通過板式換熱器將其快速冷卻至4℃。在4℃下，將混合物放置于攪拌器中2小時，然后冷凍。采用典型的冰淇淋制冷機(Hoyer MF75)冷凍所述配方，該制冷機具有開放式奶油攪拌器(序列號80)，混合物流速為20升/小時，擠壓溫度為-6℃至-11℃，膨脹率(1巴)為100％。
直接從冰淇淋制冷機中將產品擠壓至bag-in-can(罐內有袋的)氣溶膠罐中(袋容量為200毫升的“Sepro”罐，來自美國Can有限公司[South hall，英國])，每個罐中均充滿至邊緣。在氣流冷凍器(空氣溫度為-35℃)將其硬化2小時之前，用鋁箔將罐寬松地蓋住(防止微生物污染)。
在充氣和測試之前，所述裝滿的罐在-25℃下存儲3天，然后在-18℃下存儲3天。
分配性測試將裝滿的罐從-18℃的存儲室中取出，每次一個，將閥懸掛在開口處(每個配方/閥組合具有3個罐)。然后從底部向罐內注入壓縮氣體，使其壓力達到10barg，然后在-18℃放置5小時重新達到平衡。然后從-18℃下每次取出一個罐，并啟動閥，立即進行測試，測量在20秒內分配的產品質量。下表中總結了每個閥/配方組合的被擠出的平均質量(以克為單位)(以及從三次測量中計算出的95％可信區間)

從該表中可以看出，配方C，D和F根本沒有流動。配方C顯示了需要最少量的冰點抑制劑。配方D和F顯示，太高分子量的冰點抑制劑不起作用。配方E顯示，只有具有非常寬的噴嘴，產品才開始流動，而且過多的脂肪使粘度過高，應避免該情況的出現。
實施例2在該例中，測試不同的脂肪水平以及冰點抑制劑的不同平均分子量，從而研究兩者與從確定的氣溶膠罐中流出的流動性之間的關系。
所有濃度均為重量百分比。
專門材料如下-LBG是由法國Degussa Texturant Systems提供的ViscogumFA。
-單酸甘油酯乳化劑是由英國QusetInternational，BromboroughPort提供的ADMUL MG40-04。
-低果糖玉米糖漿為C*TruSweet 017Y4，其水份含量為22％，DE為63，由英國曼徹斯特Cerester提供。
含有10％脂肪的配方

含有7％脂肪的配方


含有5％脂肪的配方

方法將除了脂肪和乳化劑之外的所有組分結合并放入攪拌的加熱混合槽中。將脂肪熔化，在倒入混合槽之前，將乳化劑加入所述液態脂肪中。一旦所有的組分混合在一起，在65℃下采用高剪切力對混合物進行攪拌2分鐘。
將混合物在140巴和70℃條件下通過均質器，在83℃下進行巴氏滅菌20秒，然后通過板式換熱器將其快速冷卻至4℃。
在4℃下，將混合物放置于攪拌器中24小時，然后冷凍。
采用典型的冰淇淋制冷機(Hoyer MF75)冷凍所述配方，該制冷機具有開放式奶油攪拌器(序列號80)，混合物流速為25升/小時，擠壓溫度為-8℃至-11℃，膨脹率(1巴)為100％。
直接從冰淇淋制冷機中將產品擠壓至bag-in-can(罐內有袋的)氣溶膠罐中(來自美國Can有限公司[Southhall，英國])，每個罐中均充滿至邊緣。在氣流冷凍器(空氣溫度為-35℃)將其硬化2小時之前，用鋁箔將罐寬松地蓋住(防止微生物污染)。
在充氣和測試之前，所述裝滿的罐在-25℃下存儲3天，然后在-18℃下存儲3天。
分配性測試使用閥iii(N值為(121±4)×10-12m3)。
將裝滿的罐從-18℃的存儲室中取出，每次一個，將閥懸掛在開口處(每個配方具有3個罐)。然后從底部向罐內注入壓縮氣體，使其壓力達到6barg，在-18℃放置5小時重新達到平衡。然后從-18℃下每次取出一個罐，并啟動閥，立即進行測試，測量在20秒內分配的產品質量。下表中總結了每個配方的被擠出的平均質量(以克為單位，以及從三次測量中計算出的95％可信區間)

從這些數據可以推導出，流動性的限值為10％脂肪時Mn～250gmol-1，7％脂肪時Mn～270gmol-1，5％脂肪時Mn～290gmol-1。
其意味著，脂肪含量f(重量百分比)與冰點抑制劑的Mn存在線性關系，在該Mn以下，產品以適當流速流動Mn＜(-8f+330)gmol-1。
實施例3該例中描述了根據本發明的一個配方的使用，其中所述容器在壓力下被裝滿。
配方所有濃度均為重量百分比。
專門材料如下-LBG是由法國Degussa Texturant Systems提供的ViscogumFA。
-單酸甘油酯乳化劑是由英國Quest International，BromboroughPort提供的ADMUL MG40-04。
-單酸甘油酯的醋酸酯是由英國Danisco Cultor，Wellingborough提供的Grinsted ACETEM 50-00A。
-低果糖玉米糖漿為C*TruSweet 017Y4，其水份含量為22％，DE為63，由英國曼徹斯特Cerester提供。
SMP 10.00椰子油05.00葡萄糖08.80低果糖玉米糖漿22.60單酸甘油酯乳化劑 00.70醋酸酯00.40LBG 00.20香子蘭香精00.01水52.29(FDP固體 31.4)(Mn(gmol-1) 251)包裝采用活塞式的鋁氣溶膠罐(CCL Container，Ontario，加拿大)(充滿至邊緣的容量為675ml，18巴破裂壓力)。這些罐具有擦壁式活塞(175ml體積，最大產品容量為500ml)，并且有洞，用于容納底塞。在使用之前，在每個罐體上貼上絕緣膠粘標簽。所使用的標簽為膨脹聚苯乙烯[FoamTac II S2000(Avery Dennison Group，帕薩迪納，加州，美國)]，厚度為150um左右，在273K條件下導熱率為0.03Wm-1K-1。
使用的閥為高排量閥(Precision Valve，Peterborough，英國)，其主桿部的內徑為4.8mm，其上具有兩個3.2×4.6mm的孔(零件號04-2116-XE)，所述主桿位于標準1英寸的套內，所述主桿的外殼上具有4個狹槽，以及具有一尾部小孔(零件號07-2662-XE)。當與致動器結合使用時，所述閥的N值為(500±100)×10-12m3。
方法混合將除了脂肪和乳化劑之外的所有組分結合并放入攪拌的加熱混合槽中。將脂肪熔化，在倒入混合槽之前，將乳化劑加入所述液態脂肪中。一旦所有的組分混合在一起，在65℃下采用高剪切力對混合物進行攪拌2分鐘。
均質化以及巴氏消毒將混合物在150巴和70℃條件下通過均質器，在83℃下進行巴氏滅菌20秒，然后通過板式換熱器將其快速冷卻至4℃。
老化在冷凍之前，在4℃下，將混合物放置于攪拌器中5小時。
充氣在連接閥之前，在每個罐的底部孔施加正的氣壓，從而將活塞推至頂部。之后，以常用方式將閥套牢在罐上，從而密封起來。然后從底部向罐內充入壓縮氣體，直至達到2.5barg，同時用Pamasol P593X兩室推進劑填料充填(DH Industries，Laindon，Essex，英國)。
冷凍采用典型的冰淇淋制冷機(刮板式表面換熱器，SSHE)冷凍所述配方，該制冷機具有開放式奶油攪拌器(序列號80)，混合物流速為150升/小時，擠壓溫度為-9℃，膨脹率(大氣壓)為135％。
裝填在管路壓力為12barg下，直接從制冷機中將產品擠壓至氣溶膠配量室中(DH Industires，Laindon，Essex，英國)。當充滿時，將所述配量室的壓力增加至60barg(通過增強劑)，將已知體積的冰淇淋通過閥注入罐內。注入的體積大約為475ml，在-10℃下最終的罐壓力大約為9.5barg。然后，將每個罐配備致動器，轉移至-25℃儲存室中進行硬化和存儲。
存儲在-25℃儲存上述罐1星期，將溫度調整至-18℃或-12℃，保存24小時，然后使用。
終產品通過記錄-18℃下在10秒內分配的質量，得到平均流速為4.7±0.3gs-1。當在-12℃和-18℃下，產品均具有良好的直立性。同時，由于使用了絕緣標簽，在從冷庫中拿出時，可以較為舒適地直接拿著罐。
權利要求
1.容器中的冷凍充氣產品，所述容器具有至少兩個室(A)和(B)，兩個室之間由至少部分可移動的壁氣密地間隔開，室(A)含有推進劑，室(B)含有所述冷凍充氣產品，室(B)配備有閥，其中所述冷凍充氣產品含有重量百分比20％至40％，優選大于25％的冰點抑制劑，以及0％至15％，優選為2％至12％的脂肪，所述冰點抑制劑的數均分子量<M>n符合以下條件<M>n＝＜(330-8FAT)g mol-1其中，FAT是產品中脂肪的重量百分比。
2.如權利要求1所述的容器中的冷凍充氣產品，其中所述冰點抑制劑由重量百分比至少為98％的單糖、雙糖和寡糖構成。
3.如權利要求1所述的容器中的冷凍充氣產品，其含有重量百分比少于0.5％的甘油，優選小于0.25％，更優選低于0.1％。
4.如權利要求1-3所述的容器中的冷凍充氣產品，其膨脹率小于150％，優選低于140％。
5.如權利要求1-3所述的容器中的冷凍充氣產品，其膨脹率大于150％，優選大于170％。
6.如權利要求1-3所述的容器中的冷凍充氣產品，其中閥的N值(牛頓液體的流速和粘度與閥的壓差的比率)大于50×10-12m3，小于10-7m3，優選大于100×10-12m3。
7.將冷凍充氣產品注入容器的方法，所述容器具有至少兩個室(A)和(B)，兩個室之間由至少部分可移動的壁氣密地間隔開，室(A)含有推進劑，室(B)含有所述冷凍充氣產品，室(B)配備有閥，其中首先將推進劑引入室(A)中，直至壓力達到1barg至10barg，然后將所述冷凍充氣產品引入室(B)中，直至壓力達到5barg至12barg，優選高于8barg。
8.冷凍充氣甜點，其膨脹率大于80％，低于250％，優選高于100％，其含有重量百分比低于0.5％的甘油重量百分比為25％至37％的冰點抑制劑重量百分比為0％至15％的脂肪，優選為2％至12％，更優選低于8％冰點抑制劑，其數均分子量<M>n符合以下條件<M>n＝＜(330-8FAT)g mol-1其中，FAT是產品中脂肪的重量百分比。
9.如權利要求8所述的冷凍充氣甜點，其中冰點抑制劑的數均分子量<M>n低于250，更優選低于230。
10.如權利要求9所述的冷凍充氣甜點，其中冰點抑制劑含有重量百分比至少為98％的單糖、雙糖和寡糖。
11.如權利要求9或10所述的冷凍充氣甜點，其含有低于0.25％的甘油，更優選低于0.1％。
全文摘要
將冷凍充氣產品注入容器中，所述容器至少具有兩個室(A)和(B)，兩個室之間由至少部分可移動的壁氣密地間隔開，室(A)含有推進劑，室(B)含有所述冷凍充氣產品，室(B)配備有閥，其中首先將推進劑引入室(A)中，直至壓力達到1barg至10barg，然后將所述冷凍充氣產品引入室(B)中，直至壓力達到5barg至12barg，優選高于8barg。
文檔編號A23G9/44GK1655686SQ03811567
公開日2005年8月17日 申請日期2003年5月15日 優先權日2002年5月21日
發明者I·J·坎貝爾, S·J·格拉伊, R·D·基南 申請人:荷蘭聯合利華有限公司