BRPI0609003B1 - composição espessante com propriedades produtoras de viscosidade melhoradas - Google Patents
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Abstract
COMPOSIÇÃO ESPESSANTE COM PROPRIEDADES PRODUTORAS DE VISCOSIDADE MELHORADA, PRODUTO ALIMENTÍCIO E USO DA REFERIDA COMPOSIÇÃO ESPESSANTE. A presente invenção refere-se a uma composição espessante caracterizada por conter pó de goma xantana e um sal de potássio ligando-se à superfície do pó de goma xantana.
Description
A presente invenção refere-se a uma composição espessante que pode facilmente produzir viscosidade quando adicionada ao material contendo água desejado, e refere-se particularmente a uma composição es- pessante com propriedades produtoras de viscosidade melhoradas que são apropriadas para uso em produtos espessantes de alimento, como refrige- rantes, molhos "dips", molhos, temperos, sopas, mousses, e gelatinas ou apropriados para uso na produção de viscosidade com uma pequena quan- tidade adicionada às refeições ou similares para pacientes com dificuldade em mastigar ou engolir devido a desordens de deglutição.
Goma xantana é solúvel em água fria, e a solução resultante exibe forte viscosidade pseudoplástica. A solução parece formar uma fraca rede como um gel e, logo, tem excelentes propriedades dispersantes e esta- bilizadoras de emulsão para sólidos ou gorduras insolúveis a uma viscosida- de relativamente baixa. Goma xantana também tem boa resistência a calor, ácidos, e a congelamento. Para diferentes tipos de alta resistência, goma xantana é usada em vários campos, como alimentos, cosméticos e fárma- cos.
Para usar a goma xantana eficientemente, primeiro, é necessá- rio hidratar completamente a goma xantana. Apenas quando ela for comple- tamente hidratada, viscosidade pode ser produzida. Quando usuários co- muns ou similares usam goma xantana para produtos alimentícios e simila- res, pó de goma xantana pode formar facilmente os tão-chamados "agrega- dos" (um estado em que apenas a superfície do pó de goma xantana é dis- solvido e a parte interna do pó continua não-dissolvida). Os agregados de goma xantana são insuficientemente hidratados e tendem a ter um estado em que sua função não pode ser realizada.
Quando goma xantana é hidratada, a velocidade de desenvolvi- mento de viscosidade tende a aumentar com a diminuição do tamanho de partícula de goma xantana e tende a diminuir com o aumento de tamanho de partícula. Partículas de goma xantana menores fornecem uma área de su- perfície maior e tendem a formar significantemente agregados quandõdis- persados em água, e, logo, necessitam de um dispositivo dispersante ou dissolvente ou similar para sua hidratação completa. Logo, dificuldades são associadas com a dispersão e dissolução de goma xantana.
Técnicas convencionais conhecidas para dispersão e dissolução de goma xantana em água incluem uma técnica em que a goma xantana é dispersada em etanol e depois dispersada e dissolvida no material necessá- rio, como água, e um método em que goma xantana é vigorosamente agita- da com um dispositivo de agitação ou de dissolução como um dispersor tal que ela possa ser dissolvida sem formar agregados. Esses métodos, que são para uso industrial, necessitam de um certo nível de habilidade e são difíceis de se realizar sob circunstâncias domésticas ou outras circunstân- cias sem tal equipamento.
Também há descrita uma técnica que inclui um polissacarídeo solúvel em água e um agente emulsificante para uma solução de ligante e usando a solução de ligante para a granulação tal que a solubilidade é me- lhorada (por exemplo, vide em Literatura de Patente 1 abaixo). Nesse méto- do, entretanto, agregados podem se formar dependendo do método de ali- mentação, e o processo de dissolução não é sempre fácil. Há uma demanda para uma composição que possa ser mais facilmente dispersada e dissolvi- da e rapidamente alcançar a viscosidade desejada. Literatura de Patente 1: Patente Japonesa Ne 3186737
Logo, há uma demanda por uma composição que é prevenida de formar agregados como o pó convencional e podem rapidamente alcan- çar a viscosidade desejada. Tais propriedades são fortemente demandadas particularmente quando a goma xantana é usada para espessar refeições de cuidado ou de treinamento para pessoas com dificuldade em mastigar ou engolir. É um objetivo da invenção fornecer uma composição espessante que possa desenvolver rapidamente viscosidade quando adicionados em uma quantidade pequena a um material contendo água desejado e pode significantemente reduzir o tempo de trabalho do usuário.
Em virtude de tais circunstâncias, os inventores fizeram investi- gações ativas para melhorar as propriedades produtoras de viscosidade e solubilidade da goma xantana. Como resultado, os inventores se concentra- ram no fato de que quando a goma xantana é dissolvida, a solubilidade é reduzida dependendo da concentração de sais, e descobriu-se que quando um sal de potássio é permitido se ligar à superfície de goma xantana, por exemplo, por borrifagem e secagem de uma solução de cloreto de potássio, apenas a superfície de goma xantana é modificada para ter solubilidade re- duzida tal que a dispersabilidade da goma xantana em água pode ser signifi- cantemente aumentada e tal que a goma xantana dispersada em água pos- sa ser rapidamente desenvolver viscosidade. Isso necessariamente requer a ligação de um sal de potássio à superfície de goma xantana. O processo de simplesmente misturar a goma xantana e o pó de sal de potássio não é efi- ciente na melhora das propriedades produtoras de viscosidade.
Quando um sal de potássio é permitido se ligar à superfície do pó de goma xantana, a umidade de água da superfície de goma xantana é melhorada tal que a dispersabilidade em água pode ser significantemente melhorada e que a velocidade à qual o pico de viscosidade alcançada pode ser significantemente aumentada.
Goma xantana e um sal de potássio permitido como aditivos de comida podem ser usados na invenção.
Na invenção, goma xantana refere-se a uma substância de go- ma natural que é produzida por polissacarídeos de purificação produzidos pela fermentação do micróbio Xanthomonas camperstris de glicose e simila- res e acumulados extracelularmente e pela preparação de um pó de polissa- carídeos.
Na invenção, o sal de potássio pode ser qualquer sal de potássio geralmente usado para produtos de alimentos e podem ser pelo menos um daqueles selecionados do grupo consistindo de cloreto de potássio, citrato de monopotássio, citrato de tripotássio, DL-tartrato de hidrogênio de potás- sio, L-tartrato de hidrogênio de potássio, carbonato de potássio, pirofosfato de tetrapotássio, polifosfato de potássio, metafosfato de potássio, fosfato de tripotássio, fosfato de hidrogênio de dipotássio, e fosfato de dihidrogênio de potássio. Em termos de aumentar mais ainda a solubilidade, cloreto de po- tássio é preferido.
Na invenção, a ligação refere-se ao estado de ligação de partí- culas de sal de potássio na superfície de goma xantana e inclui um estado em que as partículas de sal de potássio se ligam, na forma de um cristal, à superfície de goma xantana, especificamente, um estado em que o sal de potássio serve como ligante ou agente revestidor e se liga à superfície térmi- ca de goma xantana. Mais especificamente, a ligação refere-se a um estado em que a ligação da partícula permanece até mesmo quando as partículas são vibradas em uma tela de 60 mesh por 30 segundos. Pó fino que é for- mado por desintegração induzida por vibração e passa através da tela de 60 mesh é preferivelmente até 20% em peso, mais preferivelmente até 15% em peso, ainda mais preferivelmente até 10% em peso. Geralmente, pó de go- ma xantana e pó de cloreto de potássio têm cada um tamanhos de partícula menores que 60 mesh. Logo, se pó de goma xantana e pó de cloreto de po- tássio são simplesmente misturados e então a mistura de pó resultante é peneirada através da tela de 60 mesh, 100% do pó teoricamente passa atra- vés da tela.
A ligação pode ser alcançada por qualquer método. Exemplos do método para a ligação incluem um método que inclui umidificação de go- ma xantana e de partículas de sal de potássio para permitir a ligação e se- cagem destes e um método que inclui borrifar uniformemente uma solução de sal de potássio em pó de goma xantana e secagem destes. Preferivel- mente, uma solução de sal de potássio é borrifada em goma xantana e en- tão sujeita à secagem fluidizada, para que o sal de potássio possa ser permi- tido se ligar à superfície de partículas de goma xantana e que a ligação do sal de potássio à goma xantana possa ser uniforme. Enquanto a secagem fluidizada possa ser feita por qualquer método, é preferido aquele que uma solução aquosa a 1 a 10% em peso de cloreto de potássio deve ser borrifa- do como ligante e então sujeito a secagem fluidizada. Com respeito à quan- tidade de ligação ao sal de potássio, preferivelmente 0,5 a 7 partes em peso de sal de potássio, preferivelmente de 1 a 7 partes em peso de sal de potás- sio se liga a 100 partes em peso de goma xantana. Uma quantidade de mais de 7 partes em peso não é preferida, porque tal quantidade pode levar a um aumento de higroscopicidade das partículas tal que o desenvolvimento da viscosidade possa ser lenta. Uma quantidade menor que 0,5 partes em peso não é preferida, porque tal quantia de sal de potássio possa fornecer uma pequena quantidade de ligação tal que o desenvolvimento de viscosidade não possa ser acelerado.
Na invenção, a viscosidade de pico refere-se a um valor de vis- cosidade que é alcançado quando a goma xantana é dispersada e dissolvida em um estado ideal. Especificamente, quando uma certa quantidade de go- ma xantana é dispersada e dissolvida em uma certa quantidade de água, é observado que a viscosidade tende a aumentar com o passar do tempo ime- diatamente após a adição de goma xantana à água, mas o aumento pára após um certo período de tempo, e a viscosidade naquele período de tempo é definido como sua viscosidade de pico. Por exemplo, 1 g de goma xantana é adicionado a 99 g de água a 20®C e agitados por um certo período de tempo (por 30 segundos, a 600 r/min), tal que a viscosidade comece a au- mentar e seja estabilizada a um certo valor constante após cerca de 30 mi- nutos. Essa viscosidade é chamada viscosidade de pico. Quando a goma xantana ligante de potássio é usada de acordo com a invenção, o período de tempo necessário para alcançar pelo menos 90% da viscosidade de pico pode ser até 2 minutos após a adição, e, logo, o tempo de trabalho atual- mente necessário para o usuário preparar um espessante por agitação ma- nual pode ser significantemente reduzido, como comparado com um caso onde os grânulos de goma xantana sem tratamento de superfície são usa- dos, cujo período de tempo necessário para alcançar pelo menos 90% da viscosidade de pico é pelo menos 10 minutos. Se a goma xantana ligante de sal de potássio é comparada com os grânulos de goma xantana sem trata- mento de superfície, desenvolvimento rápido de viscosidade pode ser atual- mente visualizado porque o primeiro pode ser dispersado e dissolvido sem formar agregados.
A composição espessadora da invenção pode ter qualquer com- posição, contanto que contenha goma xantana modificada com o sal ligante de potássio. Por exemplo, entretanto, pelo menos um selecionado de goma guar, goma guar enzimaticamente decomposta, carrageenan, goma karaya, CMC de sódio, alginato de sódio, amido modificado, e dextrina podem tam- bém ser usados. Enquanto qualquer tipo de dextrina pode ser usada, o DE (Equivalente de Dextrose) é preferivelmente de 6 a 30, mais preferivelmente de 6 a 25, em vista de dispersibilidade.
A invenção é mais especificamente descrita por exibição dos exemplos abaixo, que não têm intenção de limitar o escopo da invenção.
Cinco g de cloreto de potássio foram agitados e dissolvidos em 95 g de água de íon trocado a 50eC.
Cem g de goma xantana foram mantidos em um estado fluidiza- do, e 50 g de solução de cloreto de potássio foram borrifados naquele. Após a borrifagem completa, os grânulos resultantes foram fluidízados e secos para gerar 94,3 g de uma composição de goma xantana. Um recipiente com volume de 100 mL foi preenchido com a composição ao nível total, e o peso dos grânulos depositados foram medidos. O peso dos grânulos foi de 41 g, e a gravidade específica do conjunto foi de 0,41 g/mL. Em uma tela padroni- zada JIS de 60 mesh com um diâmetro interno de 150 mm, 20 g de grânulos resultantes foram vibrados por 30 segundos (Modelo OCTAGON 200, Kabu- shiki Kaisha lida-Seisakusho, um comprimento de vibração de 2 a 3 mm, 3600 vezes/minuto) tal que o grau de ligação da partícula foi determinado.
Como resultado, de 20 g, 2,04 g de pó passaram através de uma tela de 60 mesh, e, logo, o conteúdo de goma xantana e cloreto de potássio com urn baixo grau de ligação foi de 10,2% em peso. Foi demonstrado que os 89,8% em peso restantes estavam em um estado de ligação. Os grânulos após a secagem fluidizada, os grânulos que permaneceram na tela de 60 mesh, e cada pó passando através da tela de 60 mesh foi medido para conteúdo de potássio por 100 g por espectrometria de absorção atômica. Como resulta- do, os grânulos após a secagem fluidizada, os grânulos que permaneceram na tela de 60 mesh, e o pó que passou através da tela de 60 mesh conti- nham 1600 mg, 1600 mg e 1600 mg de potássio, respectivamente, então, foi demonstrado que o potássio se liga uniformemente à composição de goma xantana.
Um produto comparativo foi preparado similarmente ao Exemplo 1, exceto que a água de íon trocado foi usada ao invés da solução de cloreto de potássio.
Cem g de goma xantana e 2,5 g de pó de cloreto de potássio (a mesma quantidade do Exemplo 1) foram mantidos em um estado fluidizado, e 50 g de água de íon trocado foram borrifados naquele. Após a borrifagem completa, os grânulos resultantes foram fluidizados e secos para gerar 92 g dé uma composição de goma xantana. Um recipiente com volume de 100 mL foi preenchido com a composição ao nível total, e o peso dos grânulos depositados foram medidos. O peso dos grânulos foi de 45 g, e a gravidade específica do conjunto foi de 0,45 g/mL. O grau de ligação de 20 g dos grâ- nulos resultantes foi determinado da mesma maneira como no Exemplo 1. Como resultado, de 20 g, 4,18 g de pó passaram através de uma tela de 60 mesh, e, logo, o conteúdo de goma xantana e cloreto de potássio com um baixo grau de ligação foi de 20,9% em peso. Os grânulos após a secagem fluidizada, os grânulos que permaneceram na tela de 60 mesh, e cada pó passando através da tela de 60 mesh foi medido para conteúdo de potássio por 100 g por espectrometria de absorção atômica da mesma maneira como no Exemplo 1. Como resultado, os grânulos após a secagem fluidizada, os grânulos que permaneceram na tela de 60 mesh, e o pó que passou através da tela de 60 mesh continham 1600 mg, 1400 mg e 2500 mg de potássio, respectivamente. O potássio não se ligou uniformemente à composição de goma xantana, e foi demonstrado que o cloreto de potássio fracamente liga- do passou excessivamente através da tela de 60 mesh.
Usando um dispensor de revolução baixa (manufaturado por To- kushu Kika Kogyo Co., Ltd.), 1 g dos grânulos obtidos no Exemplo 1 ou E- xemplo Comparativo 1 foram adicionados em um certo período de tempo a 99 g de água de íon trocado a 202C com agitação a 600 r/min e agitado por 30 segundos. A mistura foi então permitida permanecer e teve sua viscosi- dade medida após 2, 5, 10, e 30 minutos com um viscômero de tipo B (fabri- cado por Tokyo Keiki, a uma velocidade rotacional de 12 r/min, com rotor NQ 3 após 30 segundos). A viscosidade medida após 30 minutos foi normaliza- da como 100%, e os resultados da medição foram expressos como percen- tagens de taxa alcançadas de viscosidade de acordo com a fórmula: (medi- da/ viscosidade após 30 minutos) x 100. Com respeito ao Exemplo 1 e ao Exemplo Comparativo 1, os resultados da medição são mostrados na Tabela 1, e as taxas alcançadas de viscosidade são mostradas na Figura 1.
Tabela 1
No Exemplo 1, o grau de ligação entre goma xantana e cloretode potássio foi alto, e a superfície de goma xantana foi modificada a uma alta taxa, tal que o produto tinha boa dispersabilidade em água e foi unifor- memente dispersada e dissolvida em água e rapidamente desenvolveu vis- cosidade sem a formação de agregados, até mesmo sobre condições de agitação fraca. No Exemplo Comparativo 1, o grau de ligação de cloreto de potássio era baixo, e a superfície de pó de goma xantana foi modificado a uma taxa baixa, tal que o produto tinha dispersabilidade pobre e formou a- gregados sob agitação e quase não alcançou a viscosidade de pico após 30 minutos.
Os grânulos de goma xantana preparados no Exemplo 1 foramusados para formar vinagrete de acordo com a formulação mostrada na Ta- bela 2. Diferentes materiais foram simplesmente misturados tal que a visco- sidade foi desenvolvida e estabilizada rapidamente após a mistura. Mesmo após 30 minutos, nenhuma mudança em viscosidade foi observada.
Tabela 2
A invenção significantemente reduz o tempo necessário paradissolver goma xantana e também permite o processo de dissolução, que iria, de outra maneira, necessitar versabilidade na técnica anterior, em casaou similar, sem necessitar de qualquer técnica especial ou equipamento.
A Figura 1 é um gráfico mostrando taxas alcançadas de viscosi-dade.
Claims (9)
1. Composição espessante, caracterizada pelo fato de que com- preende: um pó de goma xantana, e um sal de potássio se ligando à superfície do pó de goma xanta- na, sendo que de 0,5 a 7 partes em peso do sal de potássio se liga a 100 partes em peso de goma xantana, sendo que as partículas revestidas de goma xantana são sub- metidas a uma vibração de 30 segundos em uma peneira padronizada JIS de 60 mesh apresentando um diâmetro interno de 150 mm a um comprimen- to de vibração de 2 a 3 mm e 3600 vezes/minuto, sendo que 20% em peso ou menos das ditas partículas revesti- das de goma xantana desintegradas por vibração passam pela dita peneira; e sendo que as ditas partículas de goma xantana, antes do reves- timento com sal de potássio, apresentam um tamanho de partícula mais fino do que 60 mesh.
2. Composição espessante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a ligação é alcançada por um método que compreende pulverização de uma solução de sal de potássio na goma xan- tana, e, em seguida, secagem e fluidização das partículas de goma xantana pulverizadas para produzir partículas de goma xantana revestidas.
3. Composição espessante, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que dois minutos após uma parte em peso da goma xantana ligante ao sal de potássio, como definida na reivindicação 1 ou 2, é adicionada 1 parte em peso com base em 99 partes em peso de á- gua com íon trocado a 20°C.
4. Composição espessante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as ditas partículas revestidas de goma xanta- na desintegradas por vibração, que passam pela dita peneira, são 15% em peso ou menos.
5. Composição espessante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as ditas partículas revestidas de goma xanta- na desintegradas por vibração, que passam pela dita peneira, são 10% em peso ou menos.
6. Composição espessante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito sal de potássio é um ou mais sais de potássio selecionados do grupo consistindo em cloreto de potássio, citrato de monopotássio, citrato de tripotássio, DL-hidrogenotartrato de potássio, L- hidrogenotartrato de potássio, carbonato de potássio, pirofosfato de tetrapo- tássio, polifosfato de potássio, metafosfato de potássio, fosfato de tripotás- sio, hidrogenofosfato de dipotássio, e dihidrogenofosfato de potássio.
7. Composição espessante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que consiste essencialmente em partículas de goma xantana revestidas, e o sal de potássio é selecionado do grupo consis- tindo em cloreto de potássio, citrato de monopotássio, citrato de tripotássio, DL-hidrogenotartrato de potássio, L-hidrogenotartrato de potássio, carbonato de potássio, pirofosfato de tetrapotássio, polifosfato de potássio, metafosfato de potássio, fosfato de tripotássio, hidrogenofosfato de dipotássio, e dihidro- genofosfato de potássio.
8. Produto alimentício, caracterizado pelo fato de que compre- ende a composição espessante, como definida em qualquer uma das reivin- dicações 1 a 7.
9. Uso de uma composição espessante, como definida em qual- quer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que é na pre- paração de um produto alimentício.
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