способ микрокапсулирования вкусоароматических веществ и вкусоароматический продукт, полученный этим способом

Формула изобретения

1. Способ микроинкапсулирования вкусоароматических веществ, включающий приготовление смеси вкусоароматических веществ, капсулирующей дисперсии, введение в капсулирующую дисперсию смеси вкусоароматических веществ, гомогенизацию полученной эмульсии и ее распылительную сушку с получением порошка целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве капсулирующего материала используют сухое обезжиренное молоко, которое диспергируют в воде при температуре 20-40°С, фильтруют и дополнительно термостатируют при температуре 45-75°С, введение в полученную капсулирующую дисперсию смеси вкусоароматических веществ осуществляют с помощью дозирующего насоса со скоростью подачи последней 5-40 мл/мин, а распылительную сушку проводят при скорости подачи гомогенизированной эмульсии 90-100 мл/мин.

2. Вкусоароматический микрокапсулированный продукт, полученный по п.1, содержащий капсулирующий компонент, вкусоароматические вещества, отличающийся тем, что в качестве капсулирующего компонента он содержит сухое обезжиренное молоко в количестве 60-85 мас.% и вкусоароматические вещества: эфирные масла, и/или олеорезины, и/или углекислотные экстракты пряноароматических растений в количестве 15-40 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к микроинкапсулированию вкусоароматических веществ: эфирных масел, олеорезинов, углекислотных экстрактов пряноароматических растений.

Инкапсулирование веществ широко используется в фармакологии для капсулирования лекарственных препаратов.

В настоящее время существует несколько основных способов инкапсулирования вкусоароматических веществ, пищевых добавок и продуктов: распылительная сушка, центробежная экструзия и др., однако наиболее полное инкапсулирование вкусоароматических веществ обеспечивает метод распылительной сушки.

Известен способ микроинкапсулирования вкусоароматических веществ и вкусоароматический порошок, полученный по этому способу (US 4276312, 1981, МПК A23L 1/22). Способ включает следующие операции: приготовление капсулирующей дисперсии из капсулирующего материала (модифицированного крахмала, гидролизованного гумми-вещества, гидролизованного желатина и их смеси), активного материала (эфирных масел, олеорезинов, имитаторов вкуса и запаха и их смеси) и воды. Полученную дисперсию термостатируют при температуре 50-70°С, подвергают распылительной сушке под давлением. В результате получают вкусоароматический порошок с размером частиц 250-2500 мкм. На стадии приготовления дисперсии вводят дополнительно антиоксидант и эмульгатор.

Известен также способ микроинкапсулирования вкусоароматических веществ и вкусоароматический порошок, полученный по этому способу, включающий смешивание мальтодекстрина или смеси мальтодекстринов с гуммиарабиком и/или липофильным крахмалом, диспергирование смеси в воде, введение вкусоароматических веществ с получением капсулирующей эмульсии, которую гомогенизируют и подвергают распылительной сушке (Sara J.Rich, Gary A.Reineccius. Flavor Encapsulation. Amarican Chem. Society, Washington DC, 1988, pp.7-11, 29-44). Получают тонкодисперсный вкусоароматический порошок.

Недостатками известных способов являются невысокая стабильность получаемой эмульсии, ограниченность используемых в них вкусоароматических веществ, высокая стоимость конечного продукта, получаемого этими способами.

Наиболее близким техническим решением является способ микроинкапсулирования вкусоароматических веществ и вкусоароматический порошок, полученный по этому способу (патент РФ 2194424, 2001, МПК⁷ А23Р 1/04). Способ включает смешивание мальтодекстрина или смеси мальтодекстринов с гуммиарабиком и/или липофильным крахмалом, диспергирование смеси в воде при комнатной температуре в течение 10-15 минут, двукратное термостатирование при 60-80°С в течение 7-15 минут и при 40-60° в течение 7-20 минут, введение с помощью перистальтического насоса со скоростью подачи 3-5 мл/мин вкусоароматических веществ (эфирных масел, и/или олеорезинов, пряноароматических растений, которые предварительно нагревают до 50-70°С) с получением капсулирующей эмульсии, температура которой 40-60°С, гомогенизацию полученной эмульсии в течение 10-20 минут на гомогенизаторе блендерного типа при скорости вращения блендера 20-30 тысяч об/мин, распылительную сушку эмульсии, которую осуществляют при температуре на входе 150-190°С и на выходе 70-95°С при скорости вращения диска атомайзера 25-35 тысяч об/мин. При смешивании дополнительно вводят пищевой эмульгатор или поверхностно-активное вещество (ПАВ). В результате получают вкусоароматический порошок, дисперсность частиц которого составляет 30-60 мкм.

Гуммиарабик признан хорошим материалом в производстве сухих ароматических веществ, получаемых в результате распылительной сушки.

Недостатком известного способа и полученного по этому способу вкусоароматического порошка при его достаточно высоких характеристиках является его высокая стоимость, поскольку цена основного капсулирующего компонента - гуммиарабика - составляет 8.0-12.8 долларов США.

Задачей настоящего изобретения является оптимизация процесса микроинкапсулирования вкусоароматических веществ, удешевление конечного продукта, расширение ассортимента микрокапсулированных вкусоароматических веществ.

Задача решается тем, что в качестве капсулирующего компонента используют сухое обезжиренное молоко, которое диспергируют в воде при температуре 20-40°С, фильтруют, термостатируют при температуре 45-75°С, введение в полученную капсулирующую дисперсию вкусоароматических веществ (эфирных масел, и/или олеорезинов, и/или углекислотных экстрактов пряноароматических растений) осуществляют с помощью дозирующего насоса со скоростью подачи микроэмульсии 5-40 мл/мин, а распылительную сушку проводят при скорости подачи гомогенизированной микроэмульсии 90-100 мл/мин.

Получаемый предлагаемым способом вкусоароматический продукт представляет собой порошок с размером капсул 20-70 мкм, содержащий 60-85 мас.% сухого обезжиренного молока и 15-40 мас.% вкусоароматических веществ: эфирных масел, и/или олеорезинов, и/или углекислотных экстрактов пряноароматических растений, - и характерным запахом вкусоароматических веществ.

Выбор сухого обезжиренного молока (СОМ) в качестве капсулирующего компонента обусловлен низкой вязкостью его растворов, что позволяет подавать на распылительную сушку растворы с высокой концентрацией. Качественный и количественный состав СОМ, его относительно низкая стоимость (48-63 руб. за 1 кг) позволяет повысить эффективность всей технологии получения микроинкапсулирования вкусоароматических веществ. Сухое молоко состоит из лактозы (˜50%), белков (˜32%), минеральных веществ, витаминов. В свою очередь белки состоят на 80% из белков казеина, являющихся природным эмульгатором и формированием матриц инкапсулированных продуктов. Лактоза выполняет роль балластного вещества и компонента, улучшающего растворимость готового продукта. Коровье молоко является очень стабильной эмульсией и при сушке в концентрированном виде на распылительных сушилках дает сухой, стабильный во времени продукт. Срок хранения СОМ при температуре не выше 10°С 24 месяца. Олеорезины, эфирные масла, углекислотные экстракты пряных растений, используемые в заявляемом способе, обладают высоким антиоксидантным действием, и при получении из них микрокапсулянтов гарантийный срок хранения готового продукта увеличивается до 2 лет.

При эмульгировании олеорезинов пряностей возможно введение пищевых эмульгаторов, например моноглицеридов жирных кислот.

Диспергирование СОМ при 20-40°С обусловлено его низкой растворимостью при температуре ниже 20°С и нецелесообразностью повышения температуры, поскольку при температуре до 40°С молоко полностью растворяется.

Дополнительное термостатирование необходимо для лучшего эмульгирования вкусоароматических веществ. При 75°С полностью эмульгируются олеорезины, при меньшей температуре из-за наличия восков они застывают. Имеющие небольшую вязкость эфирные масла эмульгируются при меньшей температуре. При температуре ниже 45°С олеорезины и эфирные масла эмульгируются хуже. Кроме этого, полученные эмульсии для повышения эффективности процесса распылительной сушки должны содержать как можно больше действующих веществ (по сухому остатку 40-55 мас.%), а этого можно достичь только при повышении температуры капсулирующей дисперсии. При повышенной температуре вязкость дисперсии понижается, и продукт хорошо распыляется в распылительной сушилке, повышается производительность сушилки, улучшается процесс сушки.

Скорость подачи смеси вкусоароматических веществ в капсулирующую дисперсию (5-40 мл/мин) определяется тем, что при такой скорости смесь вкусоароматических веществ полностью растворяется в капсулирующей дисперсии.

Скорость подачи гомогенизирующей эмульсии (90-100 мл/мин) определена вязкостью последней.

Дополнительное незначительное введение при смешивании антиоксидантов эмульгатора (ПАВ) и стабилизатора еще более увеличивает срок хранения готового продукта.

Для улучшения процессов эмульгирования олеорезины можно предварительно растворять в эфирных маслах пряностей, например в укропном масле.

Содержание вкусоароматических веществ: эфирных масел, олеорезинов, углекислотных экстрактов пряноароматических растений - менее 15 мас.% не обеспечивает необходимых потребительских свойств продукта. Верхняя граница (40 мас.%) определяется эмульгирующими и капсулирующими свойствами сухого обезжиренного молока.

Пример конкретного осуществления способа и микрокапсулированный олеорезин черного перца.

735 г сухого обезжиренного молока (СОМ) диспергируют в 1400 г деминерализованной воды при температуре 35-40°С. После растворения СОМ раствор фильтруют. Фильтрат термостатируют при температуре 70°С. В 250 г олеорезина черного перца, предварительно термостатированного в течение 15 минут при температуре 70°С, вводят при перемешивании 15 г расплавленных пищевых биологически активных веществ: моноглицеридов жирных кислот и 0.5 г антиоксиданта - бутилгидроскитолуола. Полученную смесь медленно (25 мл в минуту) вводят при перемешивании мешалкой (3200 об/мин) в водный раствор СОМ, температура которого 70°С. Полученную эмульсию гомогенизируют в течение 10 минут, вводят в нее 1.0 г аскорбиновой кислоты, перемешивают и высушивают на распылительной сушке. Скорость подачи эмульсии на сушилку 100 мл/мин, температура в зоне сушки 91-95°С. Эмульсию при подаче постоянно перемешивают и термостатируют (70°С). Полученный продукт - зеленовато-желтый порошок с размером частиц 45 мкм имеет характерный запах черного перца.

Выход готового продукта 953 г (95.2%), влажность 2.08%, содержание олеорезина 25.34%.

Заявляемая совокупность признаков позволяет обеспечить высокую эффективность технологии и экономичность производства микрокапсулированных форм вкусоароматических веществ с высокой степенью инкапсулирования. Способ гарантирует получение вкусоароматических продуктов - микрокапсул эфирных масел, и/или олеорезинов, и/или углекислотных экстрактов пряностей повышенной стабильности и длительного срока хранения. Полученный заявляемым способом порошок позволяет дозированно вносить равномерно распределенные вкусоароматические вещества в колбасные изделия, консервы, соусы, кетчупы. СОМ возможно использовать в кондитерской промышленности для микрокапсулирования эфирных масел: мандаринового, апельсинового, лимонного и других.