ES2330449T3 - Procedimiento para incrementar la capacidad de espumacion de polvos secados por pulverizacion. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para la fabricación de una composición espumante soluble en polvo, que comprende partículas amorfas que tienen huecos internos rellenos con gas a la presión atmosférica, comprendiendo dicho procedimiento: aplicar una presión de gas externa a una composición soluble secada por pulverización, en polvo, que comprende partículas amorfas que tienen huecos internos vacuos; calentar la composición soluble secada por pulverización a una temperatura por debajo de la temperatura de transición vítrea, y despresurizar la composición para obtener con ello como resultado que al menos una porción de los huecos internos vacuos de la composición se llenen de gas a la presión atmosférica.
Description
Procedimiento para incrementar la capacidad de
espumación de polvos secados por pulverización.
La presente invención está relacionada con un
procedimiento para incrementar la capacidad de espumación de
composiciones en polvo, y, en particular, un procedimiento para
incrementar la capacidad de espumación de un polvo secado por
pulverización mediante el procesamiento del polvo a una temperatura
por debajo de la temperatura de transición vítrea del polvo.
Algunos artículos alimenticios preparados
convencionalmente incluyen espuma o burbujas. Por ejemplo, el
capuchino, los batidos lácteos y algunas sopas, pueden tener espuma
o burbujas. Mientras que los artículos alimenticios preparados
convencionalmente pueden ser considerados como preferibles por
algunos consumidores, otros consumidores están demandando de forma
creciente la conveniencia de alternativas alimenticias preparadas en
el instante por el consumidor. Con el fin de ajustarse a las
preferencias del consumidor, los fabricantes han desarrollado
productos alimenticios instantáneos que pueden proporcionar a los
consumidores los productos alimenticios que demandan a partir de un
producto alimenticio instantáneo conveniente mediante el desarrollo
de artículos alimenticios instantáneos que tienen las mismas
características, o similares, que los artículos alimenticios
preparados convencionalmente. Otro reto para los fabricantes
consiste en cómo fabricar un producto alimenticio que tenga burbujas
o espuma, a partir de un artículo alimenticio instantáneo.
Una solución de la técnica anterior para la
fabricación de un producto alimenticio instantáneo que tenga espuma
o burbujas, consiste en el uso de composiciones espumantes en polvo
que producen la espuma tras su reconstitución en un líquido. Las
composiciones espumantes en polvo se han utilizado para impartir
textura espumada o de formación de espuma mediante batido, a una
amplia diversidad de productos comestibles y de bebidas. Por
ejemplo, se han utilizado composiciones espumantes para impartir
textura de espuma o de burbuja a un capuchino instantáneo y a otras
mezclas de café, a mezclas de sopa instantánea, a mezclas de batidos
lácteos instantáneos, a coronamientos de postres instantáneos, a
salsas instantáneas, a cereales calientes o fríos, y a otros
similares, cuando se combinan con agua, leche, u otro líquido
adecuado.
Otro procedimiento de la técnica anterior para
la fabricación de una composición espumante, se proporciona
mediante la Patente U.S. núm. 6.713.113, la cual describe un
procedimiento para la fabricación de un ingrediente espumante
soluble, en polvo, que comprende una matriz que incluye
carbohidrato, proteína, y gas atrapado a presión que se ha
producido mediante el calentamiento de la composición por encima de
la temperatura de transición vítrea. El calentamiento de estos
componentes por encima de la temperatura de transición vítrea
conduce potencialmente a reacciones de tostado no oxidantes
(Maillard) que pueden afectar negativamente al aspecto, al sabor y a
la duración de conservación de los productos alimenticios
envasados.
El documento WO 2004/019699 describe otro
procedimiento para espumar una composición espumante en el que una
composición de proteína se somete a gasificación a una temperatura
por encima de la temperatura de transición vítrea de la
composición. La composición espumante contiene con preferencia un
plasticizador tal como un poliol de carbohidrato o un alcohol de
azúcar, y la composición espumante que constituye la base de todos
los ejemplos de trabajo descritos en la misma contiene glicerol de
carbohidrato a un nivel de un 5% en peso.
La Publicación de Patente U.S. núm. 2003/0026838
pone de relieve un procedimiento para formar comprimidos o polvos
de productos comestibles o farmacéuticos a base de carbohidratos,
que incluye someter los comprimidos o los polvos que comprenden una
base de bebida tal como café soluble, polvo espumado, azúcar y
desnatador, a una presión y una temperatura por encima de la
temperatura de transición vítrea para producir un comprimido o un
polvo con una solubilidad o una dispersabilidad incrementada por
contacto con el agua. Adicionalmente, se describe un procedimiento
que fomenta la disolución o la dispersión de un comprimido o polvo
no espumante al someter el comprimido o el polvo a un gas
presurizado de modo que el gas es atrapado en los mismos para
fomentar la disolución o la dispersión del comprimido o el polvo por
contacto con el agua. Puede apreciarse que todos los ejemplos de
composiciones solubles combinadas químicamente que se proporcionan
en la presente, son composiciones en polvo o en comprimido a base
de carbohidratos que contienen proteína. Se ha demostrado una
disolución mejorada de los comprimidos que contienen gas atrapado en
las mismas en los ejemplos de trabajo. Sin embargo, no se ha
demostrado una disolución o dispersabilidad mejorada de los polvos,
espumantes o no espumantes, que contienen gas atrapado en los
mismos, durante los ejemplos de trabajo.
Aunque existen procedimientos en la técnica
anterior para la producción de aditivos para alimentos y bebidas,
aún existe la necesidad de un procedimiento para la producción de
composiciones espumantes sin los inconvenientes de los
procedimientos actuales. Por ejemplo, los procedimientos de la
técnica anterior someten las composiciones objetivo a altas
temperaturas, por encima de la temperatura de transición vítrea, lo
que puede dar como resultado un dorado de la composición, y que se
produzca una pérdida de aroma.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para modificar la estructura, y mejorar con ello la
capacidad de espumación, de polvos secados por pulverización, con
anterioridad a la aplicación del procedimiento de esta invención,
que contienen un gran número de huecos internos hermetizados que
están cerrados respecto a la atmósfera. Estos huecos son
susceptibles de retener grandes volúmenes de gas. Sin embargo, es
común que los polvos secados por pulverización que comprenden
partículas amorfas que tienen huecos internos hermetizados que
contienen gas atrapado a la presión atmosférica, tengan también
huecos internos hermetizados que estén esencialmente vacíos de gas.
Se cree que los huecos internos hermetizados que están esencialmente
vacíos de gas, también mencionados en la presente como huecos
vacuos, se forman por evaporación del agua de las partículas
durante el secado por pulverización. Desafortunadamente, la
presencia de huecos vacíos reduce la capacidad de espumación de los
polvos secados por pulverización tras la reconstitución en agua u
otro líquido. La aplicación del procedimiento de esta invención
abre y llena al menos una parte de estos huecos vacuos con gas a
presión atmosférica para incrementar beneficiosamente el volumen
del gas mantenido en el polvo que se encuentre disponible para
proporcionar la espuma tras la reconstitución. En una realización,
el polvo secado por pulverización que comprende partículas amorfas
que tienen huecos internos hermetizados, se somete a un gas a
presión a una temperatura por debajo de la temperatura de
transición vítrea, y a continuación se despresuriza para provocar
que al menos una parte de algunos de los huecos vacuos presentes en
el polvo secado por pulverización se abran y se llenen de gas a la
presión atmosférica. Aunque el gas a presión no sea retenido en los
huecos internos durante un largo período de tiempo tras la
despresurización, el gas atmosférico infiltrado incrementa la
capacidad de espumación del polvo como resultado del presente
procedimiento.
La presente invención, en una realización de la
misma, se refiere a un procedimiento para fabricar una composición
de espumación soluble, en forma de polvo, que comprende partículas
amorfas que tienen huecos internos llenos con gas a la presión
atmosférica. El procedimiento incluye someter una composición
soluble secada por pulverización en forma de polvo, que comprende
partículas amorfas que tienen huecos internos vacuos, a una presión
de gas externa, y calentar la composición secada por pulverización
soluble a una temperatura por debajo de la temperatura de
transición vítrea. La composición se despresuriza para conseguir con
ello, como resultado, que al menos una parte de los huecos internos
vacuos de la composición se llenen con gas a la presión
atmosférica.
En otras diversas realizaciones, la composición
secada por pulverización es una composición libre de proteína, una
composición libre de carbohidratos, una composición de proteína, o
una composición de carbohidratos. La composición secada por
pulverización puede incluir opcionalmente un surfactante graso
dispersado, por ejemplo un emulsificador, o un agente de
tamponación, por ejemplo una sal. En otras formas alternativas, la
composición contiene gas a presión atmosférica en una cantidad
suficiente como para liberar al menos 2 cm^{3} (2 cc) de gas por
gramo de composición espumante, y con preferencia al menos 5
cm^{3} (5 cc) de gas por gramo cuando se disuelve en un líquido
en condiciones ambientales. La composición secada por pulverización
puede ser producida por medio de cualquier procedimiento de secado
por pulverización conocido en el estado de la técnica incluyendo,
aunque sin limitación, técnicas de secado por pulverización de gas
inyectado y de gas no inyectado.
La presente invención está dirigida a
composiciones espumantes en polvo que tienen huecos internos
rellenos con gas a la presión atmosférica utilizando un
procedimiento en el que la composición secada por pulverización,
que comprende partículas amorfas que tienen huecos vacuos internos
hermetizados, se somete a presión de gas exterior y se calienta a
una temperatura por debajo de la temperatura de transición vítrea.
El presente procedimiento da como resultado que se infiltre gas
atmosférico y rellene los huecos del polvo.
Los ingredientes que pueden ser utilizados para
formular polvos libres de proteínas incluyen los carbohidratos,
lípidos, y otras sustancias libres de proteína. Se prefieren los
carbohidratos incluyendo, aunque sin limitación, los azúcares,
alcoholes polihídricos, alcoholes del azúcar, oligosacáridos,
polisacáridos, productos de la hidrólisis del almidón, gomas,
fibras solubles, almidones modificados, y celulosas modificadas. Los
azúcares adecuados incluyen la glucosa, fructosa, sacarosa,
lactosa, manosa, y maltosa. Los alcoholes polihídricos adecuados
incluyen glicerol, propileno glicol, poligliceroles, y glicoles de
polietileno. Los alcoholes de azúcar adecuados incluyen sorbitol,
manitol, maltitol, lactitol, eritritol, y xilitol. Los productos de
hidrólisis del almidón incluyen las maltodextrinas, jarabes de
glucosa, jarabes de maíz, jarabes de alto contenido en maltosa, y
jarabes de alto contenido en fructosa. Las gomas adecuadas incluyen
las gomas de xantano, alginatos, carragahenos, guar, gelificante,
algarrobilla, y gomas hidrolizadas. Los almidones modificados
adecuados incluyen los almidones modificados física o químicamente
que sean solubles o dispersables en agua. Las celulosas modificadas
adecuadas incluyen la metilcelulosa, carboximetil celulosa e
hidroxipropilmetil celulosa.
Los ingredientes que pueden ser utilizados para
formular polvos libres en carbohidratos incluyen proteínas,
lípidos, y otras sustancias libres en carbohidratos. Se prefieren
las proteínas incluyendo, aunque sin limitación, las proteínas de
la leche, proteínas de la soja, proteínas del huevo, gelatina,
colágeno, proteínas del trigo, y proteínas hidrolizadas. Las
proteínas hidrolizadas adecuadas incluyen la gelatina hidrolizada,
colágeno hidrolizado, caseína hidrolizada, proteína del suero de la
leche hidrolizada, proteína de la leche hidrolizada, proteína de la
soja hidrolizada, proteína del huevo hidrolizada, proteína del trigo
hidrolizada, y aminoácidos. Los ingredientes alimenticios que están
libres de proteína y también libres de carbohidratos, pueden ser
utilizados para formular cualquier tipo de polvo nuevo, y pueden
incluir, aunque sin limitación, las sales orgánicas e inorgánicas,
los surfactantes, emulsificadores, productos fitoquímicos, aditivos
nutricionales, agentes de flujo, edulcorantes artificiales,
conservantes, colorantes y algunos aromatizantes. Los lípidos
incluyen, aunque sin limitación, las grasas, los aceites, aceites
hidrogenados, aceites inter-esterificados,
fosfolípidos, ceras, esteroles, estanoles, terpenos, y ácidos
grasos derivados de fuentes naturales, granjas lecheras, o fuentes
animales.
Alternativamente, el presente procedimiento
puede ser utilizado en polvos que incluyan tanto carbohidratos como
proteínas, utilizando los carbohidratos y las proteínas que se han
relacionado en lo que antecede. Adicionalmente, el polvo puede ser
un extracto seco de café soluble. Las composiciones espumantes
solubles en polvo de esta invención pueden ser producidas por medio
de cualquier procedimiento que sea efectivo para proporcionar una
estructura particulada que tenga una pluralidad de huecos internos
capacitados para contener gas. El secado convencional por
pulverización de gas inyectado de soluciones acuosas, es el
procedimiento preferido para manufacturar estas composiciones
espumantes solubles en polvo, pero el secado por pulverización de
soluciones acuosas sin inyección de gas es también un procedimiento
adecuado. El secado por pulverización sin inyección de gas produce
típicamente partículas que tienen volúmenes vacíos internos
relativamente pequeños, pero este método menos preferido puede ser
utilizado también para manufacturar polvos libres de proteína,
libres de carbohidrato, y otros polvos que tengan volúmenes vacíos
internos adecuados. Se prefiere el gas nitrógeno, pero se puede
utilizar cualquier otro gas de grado alimenticio para la inyección
de gas, incluyendo el aire, dióxido de carbono, óxido nitroso, o
mezclas de los mismos.
Una opción consiste en formular las
composiciones espumantes de esta invención utilizando uno o más
surfactantes para mejorar la formación de burbujas y la creación de
huecos internos durante el secado por pulverización. El uso de
surfactantes adecuados a niveles apropiados puede ser utilizado para
influir en el tamaño, el número y el volumen relativo de los huecos
internos. Puesto que la mayor parte de las proteínas alimenticias
son activas superficialmente de forma natural, muchas composiciones
adecuadas libres de carbohidratos, que contienen proteínas, pueden
ser fabricadas con volúmenes vacíos internos adecuados sin necesidad
de surfactantes. Sin embargo, se ha descubierto que la fabricación
de composiciones libres de proteínas puede ser mejorada
considerablemente con el uso de surfactantes. Los surfactantes
incluyen agentes emulsificantes aprobados para alimentación, tales
como polisorbatos, ésteres de sacarosa, estearoil lactilatos,
mono/di-glicéridos, ésteres diacetil tartáricos de
mono/di-glicéridos, y fosfolípidos. Algunos
carbohidratos son activos superficialmente y pueden ser utilizados
en combinación con otros carbohidratos para formular composiciones
libres de proteína. Los carbohidratos activos superficialmente
incluyen goma arábiga, alginatos de propile-
no glicol, y almidones alimenticios lipofílicos modificados tales como los almidones sustituidos de octenilsuccinato.
no glicol, y almidones alimenticios lipofílicos modificados tales como los almidones sustituidos de octenilsuccinato.
La formulación de composiciones espumantes a
base de proteína de esta invención que utilizan uno o más agentes
de tamponación, pueden ser utilizados para facilitar el secado por
pulverización y la reconstitución en líquido. El uso de agentes de
tamponación adecuados a niveles apropiados, puede ser utilizado para
proporcionar volúmenes vacíos internos de partícula adecuados,
mientras que los atributos de espumación de producto y de disolución
de polvo mejoran la disolución. Los agentes de tamponación
preferidos utilizados en esta invención son las sales de ácidos
orgánicos e inorgánicos. Además de proporcionar los beneficios ya
mencionados, estos agentes de tamponación mejoran también la
resistencia a la agregación de proteína o la desnaturalización en
ciertas aplicaciones de producto tales como las bebidas acídicas.
Los agentes de tamponación más preferidos son las sales de sodio y
de potasio de ácidos orgánicos. Los agentes de tamponación adecuados
incluyen, aunque sin limitación, las sales de sodio, potasio, calcio
y magnesio de los ácidos cítrico, málico, fumárico y fosfórico.
Los polvos que se utilizan para fabricar las
composiciones espumantes de esta invención tienen una densidad de
volumen y una densidad aparente comprendidas en la gama de
0,1-0,7 g/cm^{3} (0,1-0,7 g/cc),
típicamente en la gama de 0,2-0,6 g/cm^{3}
(0,2-0,6 g/cc), una densidad esqueletal comprendida
en la gama de 0,3-1,6 g/cm^{3}
(0,3-1,6 g/cc), típicamente en la gama de
0,4-1,5 g/cm^{3}, una densidad absoluta de
1,2-1,6 g/cm^{3} (1,2-1,6 g/cc),
y un volumen vacío interno comprendido en la gama del
5-80%, típicamente del 10-75%, con
anterioridad a ser sometidos a la presión de gas externa. Los polvos
con volúmenes vacíos internos relativamente grandes son en general
los preferidos, debido a su mayor capacidad para retener gas. El
volumen vacío interno es adecuadamente de al menos un 10%, con
preferencia al menos un 30%, y más preferiblemente al menos un 50%.
Los polvos tienen una temperatura de transición vítrea comprendida
entre 30-150ºC, típicamente entre
40-125ºC, y más típicamente entre
50-100ºC. Los polvos tienen un contenido de humedad
comprendido entre 0-15%, típicamente entre
1-10%, más típicamente entre 2-5%, y
una actividad acuosa de entre 0-0,5, típicamente
entre 0,05-0,4, y más típicamente entre
0,1-0,3.
El término "gas atrapado" significa que el
gas se encuentra presente en los huecos internos de una estructura
de polvo, y no está capacitado para abandonar esta estructura sin
abrir la estructura de polvo. El término "gas retenido"
significa que el gas está presente en los huecos internos de una
estructura de polvo y está capacitado para entrar y salir de la
estructura, a través de una grieta o de otra abertura, en respuesta
a los cambios en la presión del gas de la composición del gas del
ambiente exterior. Con preferencia, la mayoría del gas presente en
el polvo, tras la aplicación y la liberación de una presión de gas
exterior de acuerdo con las realizaciones de esta invención, se
mantiene físicamente en los huecos interiores del polvo que están
conectados con la atmósfera. Los gases que pueden ser utilizados
adecuadamente de acuerdo con la presente invención pueden ser
elegidos a partir de nitrógeno, dióxido de carbono, óxido nitroso,
aire, o mezclas de los mismos. El nitrógeno es el preferido, pero
se puede utilizar cualquier otro gas de grado alimenticio para
aplicar presión de gas externa al polvo.
Los términos "estructura", "estructura
particulada", "estructura de partícula", o "estructura de
polvo", se refieren a una estructura que contiene un gran número
de huecos internos hermetizados que están cerrados respecto a la
atmósfera, un gran número de huecos internos que están abiertos
respecto a la atmósfera, o una combinación de los mismos. Estos
huecos son susceptibles de retener un gran volumen de gas que es
liberado en forma de burbujas tras la disolución de la estructura
en un líquido para producir espuma. El término "amorfo"
significa una estructura vítrea que es predominantemente no
cristalina.
Los términos "composición espumante soluble en
polvo", "composición espumante en polvo", o "composición
espumante", se refieren a cualquier polvo que sea soluble en, o
que se desintegre en un líquido, y especialmente en un líquido
acuoso, y que tras el contacto con dicho líquido forme una espuma o
una burbuja.
Los porcentajes están basados en el peso de la
composición espumante, a menos que se indique otra cosa.
Los términos "carbohidrato" y
"proteína" significan cualquier carbohidrato o proteína,
respectivamente, que sea compatible con el uso final del polvo de
esta invención. Esto significa, en la práctica, que debe ser
aceptable para el consumo.
El término "emulsificador" significa
cualquier compuesto activo superficialmente que tenga las
propiedades emulsificadoras del aceite o del gas, que sea compatible
con el uso final del polvo de la invención, y que no sea una
proteína.
La densidad de volumen en g/cm^{3} (g/cc) se
determina midiendo el volumen, en cm^{3} (cc), que un peso dado
(g) de polvo ocupa cuando se vierte a través de un embudo en un
cilindro graduado. La densidad aparente en g/cm^{3} (g/cc) se
determina vertiendo el polvo en un cilindro graduado, vibrando el
cilindro hasta que el polvo asienta en su volumen más bajo,
registrando el volumen, pesando el polvo, y dividiendo el peso por
el volumen. La densidad esqueletal, en g/cm^{3} (g/cc), se
determina midiendo el volumen de una cantidad pesada de polvo
utilizando un picnómetro de helio (Micromentics AcculPyc 1330) y
dividiendo el peso por el volumen. La densidad esqueletal es una
medida de densidad que incluye el volumen de cualesquiera huecos
presentes en las partículas que están hermetizados respecto a la
atmósfera, y excluye el volumen intersticial entre partículas y
cualesquiera huecos presentes en las partículas que estén abiertos a
la atmósfera. El volumen de los huecos hermetizados, mencionados en
lo que sigue como huecos internos, se deduce también midiendo la
densidad esqueletal del polvo después de la molienda con mortero y
triturador, para eliminar o abrir los huecos internos respecto a la
atmósfera. Este tipo de densidad esqueletal, mencionado en la
presente como densidad absoluta, en g/cm^{3} (g/cc) es la
densidad real de solamente la materia sólida que comprende el polvo.
El volumen vacío interno (%), que es el porcentaje de volumen de
huecos internos hermetizados contenidos en las partículas que
comprende el polvo, se determina por substracción de la densidad
absoluta recíproca (en cm^{3}/g (cc/g) de la densidad esqueletal
recíproca, en cm^{3}/g (cc/g), y multiplicando a continuación la
diferencia por la densidad esqueletal, en g/cm^{3} (g/cc) y
100%.
La temperatura de transición vítrea marca un
cambio de fase secundaria caracterizado por la transformación de la
composición de polvo desde un estado vítreo rígido hasta un estado
elástico reblandecido. En general, las solubilidades del gas y las
velocidades de difusión son más altas en los materiales a, o por
encima de, la temperatura de transición vítrea. La temperatura de
transición vítrea depende de la composición química y del nivel de
humedad y, en general, un peso molecular medio más bajo y/o una
humedad más alta rebajarán la temperatura de transición vítrea. La
temperatura de transición vítrea puede ser elevada o rebajada
intencionadamente, reduciendo o incrementando simplemente,
respectivamente, el contenido de humedad del polvo utilizando
cualquier procedimiento adecuado conocido por los expertos en la
técnica. La temperatura de transición vítrea puede ser medida
utilizando técnicas establecidas de Calorimetría de Exploración
Diferencial o de Análisis Mecánico Térmico.
Las nuevas composiciones espumantes de esta
invención que contienen gas retenido a presión atmosférica, pueden
ser fabricadas por calentamiento de cualquier polvo secado por
pulverización incluyendo, aunque sin limitación, un polvo a base de
proteína, un polvo a base de carbohidrato, un polvo a base de café
soluble, o una combinación de los mismos, que tenga una estructura
de partícula apropiada que contenga huecos vacuos internos
hermetizados, a una temperatura por debajo de la temperatura de
transición vítrea bajo presión en cualquier recipiente a presión
adecuado, y enfriamiento del polvo ya sea mediante una liberación
rápida de la presión o ya sea enfriando el vaso con anterioridad a
la despresurización. Un procedimiento consiste en hermetizar el
polvo en el recipiente a presión, y presurizar con gas comprimido,
calentar a continuación el recipiente a presión ya sea mediante su
colocación en un horno o un baño precalentado, o ya sea mediante
circulación de corriente eléctrica o un fluido caliente a través de
una bobina interna o una camisa externa para incrementar la
temperatura del polvo, pero no hasta por encima de la temperatura
de transición vítrea, durante un período de tiempo efectivo para
rellenar los vacíos internos de las partículas con gas a presión,
enfriar a continuación el vaso todavía presurizado que contiene el
polvo hasta la temperatura ambiente, ya sea mediante su colocación
en un baño o ya sea mediante circulación de un fluido frío, liberar
a continuación la presión, y abrir el vaso para recuperar la
composición espumante. El procedimiento preferido consiste en
realizar la presurización y la despresurización del gas del polvo
en el recipiente a presión a temperatura ambiente, sin calentamiento
o enfriamiento externo. La composición espumante puede ser producida
por lotes o de forma continuada utilizando cualesquiera medios
adecuados.
En general, los polvos se calientan a una
temperatura comprendida en la gama de 5-70ºC, con
preferencia 20-60ºC, y más preferiblemente
25-40ºC durante 1-1000 segundos, con
preferencia 5-600 segundos, y más preferiblemente
60-300 segundos. La presión en el interior del
recipiente a presión está comprendida en la gama de 0,69 MPa - 20,68
MPa (100-3000 psi), con preferencia 1,37 MPa - 13,78
MPa (200-2000 psi), y más preferiblemente 3,45 MPa -
10,34 MPa (500-1500 psi).
Se prefiere el uso de gas nitrógeno, pero se
puede utilizar cualquier otro gas de calidad alimentaria para
presurizar el vaso, incluyendo el aire, dióxido de carbono, óxido
nitroso, o mezcla de los mismos. El contenido de gas del polvo y la
capacidad espumante, se incrementan en general con la presión de
procesamiento. El calentamiento puede provocar que la presión
inicial suministrada al recipiente a presión se incremente
considerablemente. La presión máxima alcanzada en el interior del
recipiente a presión durante el calentamiento puede consistir en la
aproximación de multiplicar la presión inicial por la relación de
temperatura de calentamiento respecto a la temperatura inicial,
utilizando unidades Kelvin de temperatura. Por ejemplo, la
presurización del vaso hasta 6,89 MPa (1000 psi) a 25ºC (298ºK), y
el calentamiento posterior hasta 70ºC (343ºK), debe incrementar la
presión en el interior del recipiente a presión hasta
aproximadamente 7,92 MPa (1150 psi). Las composiciones espumantes
en polvo resultantes que contienen gas a presión atrapado, tienen
generalmente un tamaño de partícula comprendido entre 1x10^{-6} m
y 5x10^{-3} m (1 a 5000 micras), típicamente entre 5x10^{-6} m y
2x10^{-3} m (5 a 2000 micras), y más típicamente entre
10x10^{-6} m y 1x10^{-3} (10 a 1000 micras).
La cantidad en la que se abren los huecos
internos hermetizados en el polvo, se incrementa en general con la
presión de gas externa aplicada y con el tiempo, y se pueden
utilizar presiones relativamente altas para incrementar la
efectividad y acortar el tiempo de procesamiento. La distribución de
tamaño de partícula de los polvos típicamente no se altera de forma
significativa cuando la gasificación se realiza bajo condiciones
preferidas. Se cree que la presión de gas externa aplicada forma
grietas de tensión en las partículas amorfas vítreas comprendiendo
el polvo en el que se abre al menos una parte de los huecos internos
hermetizados para permitir que al menos una parte de los huecos
vacuos se llenen con gas a la presión atmosférica tras la liberación
de la presión de gas externa.
Cuando los polvos son presurizados y
despresurizados por debajo de la temperatura de transición vítrea,
resulta habitual que estas partículas produzcan un débil sonido
seco durante un tiempo corto tras la despresurización. El aspecto
del polvo y la densidad de volumen, no se ven alterados
significativamente por la presurización por debajo de la
temperatura de transición vítrea, pero la densidad esqueletal, el
volumen de vacío interno, y el contenido de gas retenido, se ven
alterados significativamente.
Los polvos conservan su estructura modificada,
su volumen de vacío interno, y su contenido de gas retenido con
buena estabilidad cuando se almacenan por debajo de la temperatura
de transición vítrea con protección adecuada frente a la entrada de
humedad. Los polvos almacenados en un contenedor cerrado a
temperatura ambiente se comportan en general muy bien muchos meses
después. Los polvos presurizados por debajo de la temperatura de
transición vítrea no retienen el gas presurizado durante un período
de tiempo largo. Sin embargo, se descubrió sorprendentemente que
los polvos secados por pulverización que son despresurizados por
debajo de la temperatura de transición vítrea, típicamente producen
significativamente más espuma que los polvos sin presurizar, incluso
después de que el gas presurizado se haya perdido. Se cree que este
incremento beneficioso en la capacidad de espumación está provocado
por la infiltración de gas a presión atmosférica en huecos internos
previamente vaciados, formados por evaporación del agua de las
partículas durante el secado. Se ha encontrado que este
procedimiento novedoso para incrementar la capacidad de espumación
de las composiciones espumantes secadas por pulverización, puede ser
realizado a temperatura ambiente con excelentes resultados.
El uso preferido para estas composiciones
novedosas se realiza en mezclas de bebidas solubles, en particular
en mezclas de café instantáneo y de capuchino. Sin embargo, también
pueden ser utilizadas en cualquier producto alimenticio instantáneo
que se rehidrate con líquido. Aunque estas composiciones espumantes
se disuelven típicamente bien en líquidos fríos para producir
burbujas, la capacidad de disolución y de espumación se mejora
generalmente por reconstitución en líquidos calientes. Las
aplicaciones incluyen las bebidas instantáneas, postres, polvo de
queso, cereales, sopas, polvos de coronamiento, y otros
productos.
Los ejemplos que siguen se han incluido para
proporcionar una mejor comprensión de la presente invención, pero
sin que limiten en modo alguno el alcance la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Una solución acuosa al 50% de sólidos de jarabe
de glucosa 33 DE (92% de base seca) y de almidón sustituido de
octenilsuccinato (8% de base seca), fue inyectada con nitrógeno y
secada por pulverización para producir un polvo libre de proteína
que comprende partículas amorfas que tienen una pluralidad de huecos
internos. El polvo esencialmente de carbohidrato al 100% tenía un
color blanco, una densidad de volumen de 0,25 g/cm^{3} (0,25
g/cc), una densidad aparente de 0,31 g/cm^{3} (0,31 g/cc), una
densidad esqueletal de 0,59 g/cm^{3} (0,59 g/cc), un volumen
vacío interno del 61%, una densidad absoluta de 1,51 g/cm^{3}
(1,51 g/cc), una T_{g} de 74ºC, y un contenido de humedad del 2%.
El uso del polvo en una mezcla de café edulcorado instantáneo,
utilizando una relación de peso de tres partes de polvo por una de
café soluble en dos partes de azúcar, produjo una cantidad de
espuma que cubrió completamente la superficie de la bebida hasta una
altura de 7 mm cuando fueron reconstituidos aproximadamente 11 g de
la mezcla en un vaso de análisis que tenía un diámetro interno de 65
mm utilizando 130 ml de agua a 88ºC.
6 g de polvo libre de proteína fueron
presurizados a 25ºC con gas nitrógeno a 6,89 MPa (1000 psi) durante
5 minutos en un cilindro de toma de muestras de gases, de acero
inoxidable, con una capacidad del recipiente a presión de 75
cm^{3} (75 cc), fabricado por Whitey Corporation; utilizado en
todos los ejemplos de la presente, y a continuación fueron
despresurizados. La sustitución del polvo sin tratar por el mismo
peso de polvo tratado en la mezcla de café edulcorado, reveló que
el tratamiento incrementó la capacidad de espumación del polvo en
alrededor de un 140%. El conocimiento de la densidad de espuma y del
volumen de espuma incremental de la mezcla de bebida reconstituida
en los que contribuyeron los polvos tratados y no tratados, fue
utilizado para estimar la cantidad de gas (corregida respecto a la
temperatura y la presión ambientales) liberado por cada polvo. Se
estimó que el polvo no tratado liberó 2 cm^{3} (2 cc) por gramo de
polvo, mientras que el polvo tratado liberó 5 cm^{3} (5 cc) de
gas por gramo de polvo. El polvo produjo un sonido débil seco
durante un tiempo corto después de la despresurización,
presumiblemente debido al estallido de las paredes que circundan
los huecos abiertos de difusión restringida que eran demasiado
débiles para contener el gas presurizado. La densidad de volumen
del polvo tratado no se vio alterada, pero la densidad esqueletal se
incrementó hasta 0,89 g/cm^{3} (0,89 cc) y el volumen vacío
interno se redujo al 41%, lo que indica que la fuerza de
presurización y/o despresurización abrió una porción de huecos
internos previamente vacuos, formados durante la deshidratación de
la partícula, a la atmósfera para incrementar la capacidad de
espumación. Esta hipótesis está soportada por el hecho de que
incluso después de una semana, el polvo tratado conservaba una
capacidad de espumación incrementada.
\vskip1.000000\baselineskip
Una solución acuosa al 50% de sólidos de jarabe
de glucosa 33 DE (98,5% de base seca), polisorbato 20 (1% de base
seca), y alginato de propileno glicol (0,5% de base seca), fue
inyectada con nitrógeno y secada por pulverización para producir un
polvo libre de proteína que comprende partículas amorfas que tienen
una pluralidad de huecos internos. El polvo con aproximadamente 99%
de carbohidrato, tenía un color blanco, una densidad de volumen de
0,24 g/cm^{3} (g/cc), una densidad aparente de 0,3 g/cm^{3}
(0,30 g/cc), una densidad esqueletal de 0,64 g/cm^{3} (0,64
g/cc), un volumen vacío interno del 56%, una densidad absoluta de
1,47 g/cm^{3} (1,47 g/cc), una T_{g} de 68ºC, y un contenido de
humedad del 4%. El uso del polvo en la mezcla edulcorada conforme
al método del Ejemplo 1, produjo una cantidad de espuma que cubrió
completamente la superficie de la bebida hasta una altura de 0,011
m (11 mm) cuando fueron reconstituidos alrededor de 11 g de la
mezcla en un vaso de análisis de 250 ml que tenía (0,065 m (65 mm)
de diámetro interno, utilizando 130 ml de agua al 88%.
6 g del polvo libre de proteína fueron
presurizados a 25ºC con gas nitrógeno a 6,89 MPa (1000 psi) durante
5 minutos en un recipiente a presión, y después despresurizados. La
sustitución del polvo sin tratar por una cantidad igual de polvo
tratado en la mezcla de café edulcorado, puso de manifiesto que el
tratamiento incrementó la capacidad de espumación del polvo en un
65%. El conocimiento de la densidad de espuma de la mezcla de bebida
reconstituida y del volumen de espuma incremental, a los que
contribuyeron los polvos tratados y no tratados, fue utilizado para
estimar la cantidad de gas (corregida a temperatura y presión
ambientales) liberada por cada polvo. Se estimó que el polvo sin
tratar liberó 3,5 cm^{3} (3,5 cc) de gas por gramo de polvo,
mientras que el polvo tratado liberó 6 cm^{3} (6 cc) de gas por
gramo de polvo. El polvo produjo un sonido débil seco durante un
tiempo corto después de la despresurización. La densidad de volumen
del polvo tratado no se vio alterada, pero la densidad esqueletal
se incrementó hasta 1,04 g/cm^{3} (1,03 g/cc) y el volumen del
vacío interno se redujo hasta el 29%, lo que indica que la fuerza de
presurización y/o despresurización abrió una porción de los huecos
internos previamente vacuos, formados durante la deshidratación de
la partícula, a la atmósfera para incrementar la capacidad de
espumación. Esta hipótesis está soportada por el hecho de que,
incluso después de una semana, el polvo tratado conservaba la
capacidad de espumación incrementada.
\vskip1.000000\baselineskip
La Tabla 1 que sigue resume los resultados
obtenidos cuando muestras adicionales de 6 g del polvo libre de
proteína secado por pulverización del Ejemplo 1, fueron presurizadas
a 25ºC con gas nitrógeno por tres veces, y con las presiones que se
relacionan a continuación de acuerdo con el método del Ejemplo 1
cuando una cantidad igual de polvo tratado fue sustituida por el
polvo sin tratar en la mezcla de café edulcorado de acuerdo con el
procedimiento del Ejemplo 1. El Producto No-Tratado
es el polvo no tratado del Ejemplo 1, y se ha incluido en la tabla
para su comparación. Los Productos A y B son muestras distintas de
polvo no tratado que fueron presurizadas a 1,72 MPa (250 psi)
durante tiempos diferentes; el Producto C es otra muestra de polvo
no tratado que fue presurizada a 2,58 MPa (375 psi). El Producto D
es otra muestra de polvo no tratado que fue presurizada a 3,45 MPa
(500 psi). El Producto E es otra muestra de polvo no tratado que fue
presurizada a 5,17 MPa (750 psi). El Producto F es el polvo del
Ejemplo 1 que fue presurizado a 6,89 MPa (1000 psi), y que se ha
incluido en la tabla a efectos de comparación. El Producto G es otra
muestra de polvo no tratado que fue presurizado a 6,89 MPa (1000
psi) durante un período de tiempo más largo que el Producto F. Se
puede ver que la presurización a 1,72 MPa (250 psi) durante 30
minutos solo incrementó ligeramente la capacidad de espumación con
relación a la presurización a 1,72 MPa (250 psi) durante 5 minutos.
La presurización a 2,58 MPa (375 psi), 3,45 MPa (500 psi), 5,17 MPa
(750 psi) o 6,89 MPa (1000 psi) durante 30 minutos, no incrementó
adicionalmente la capacidad de espumación de los polvos
correspondientes que fueron presurizados durante solamente 5
minutos.
\vskip1.000000\baselineskip
La Tabla 2 que sigue resume los resultados
obtenidos cuando muestras adicionales de 6 g del polvo libre de
proteína secado por pulverización del Ejemplo 2, fueron presurizadas
a 25ºC con gas nitrógeno durante 5 minutos a las presiones que se
relacionan a continuación de acuerdo con el procedimiento del
Ejemplo 1 cuando una cantidad igual de polvo tratado fue sustituida
por el polvo no tratado en la mezcla de café edulcorado de acuerdo
con el procedimiento del Ejemplo 1. El Producto
No-Tratado es el polvo no tratado del Ejemplo 2, y
se ha incluido en la tabla a efectos de comparación. El Producto A
es otra muestra del polvo no tratado que fue presurizada a 1,72 MPa
(250 psi), el Producto B es otra muestra de polvo no tratado que fue
presurizado a 2,58 MPa (375 psi), el Producto C es otra muestra de
polvo no tratado que fue presurizado a 3,45 MPa (500 psi), el
Producto D es otra muestra de polvo no tratado que fue presurizado a
5,17 MPa (750 psi), el Producto E es el polvo del Ejemplo 2 que fue
presurizado a 6,89 MPa (1000 psi), y se ha incluido en la tabla a
efectos de comparación. El Producto F es otra muestra de polvo no
tratado que fue presurizado a 8,61 MPa (1250 psi) durante un
período más largo que el Producto E. La presurización a 1,72 MPa
(250 psi) o a 6,89 MPa (1000 psi) durante 30 minutos, no incrementó
adicionalmente la capacidad de espumación de los polvos
correspondientes que fueron presurizados a 1,72 MPa (250 psi) o
6,89 MPa (1000 psi) durante solo 5 minutos. Se encontró que el
incremento de la presión incrementaba progresivamente la densidad
esqueletal presumiblemente por apertura de una mayor porción de los
huecos internos previamente vacuos, lo que redujo el volumen total
de los restantes huecos internos mientras se incrementaba la
capacidad de espumación del polvo. La densidad de volumen del polvo
no se vio afectada por los tratamientos de presión.
\vskip1.000000\baselineskip
Una solución acuosa al 50% de lactosa y sólidos
de jarabe de glucosa 33 DE (52% de base seca), polvo de leche
desnatada (47% de base seca), y fosfato disodio (1% de base seca),
fue inyectada con nitrógeno y secada por pulverización para
producir un polvo que contiene carbohidratos y proteína. El polvo
blanco tenía estructura de partícula amorfa, un olor a leche, una
densidad de volumen de 0,34 g/cm^{3} (0,34 g/cc), una densidad
aparente de 0,4 g/cm^{3} (0,4 g/cc), una densidad esqueletal de
0,7 g/cm^{3} (0,71 g/cc), un volumen vacío interno del 52%, una
densidad absoluta de 1,49 g/cm^{3} (1,49 g/cc), una T_{g} de
61ºC, y un contenido de humedad del 3%. El uso del polvo en la
mezcla de café edulcorada de acuerdo con el procedimiento del
Ejemplo 1, produjo una cantidad de espuma que cubrió por completo la
superficie de la bebida hasta una altura de 0,01 m (10 mm) cuando
fueron reconstituidos alrededor de 11 g de la mezcla en un vaso de
análisis de 0,25 l (250 ml) que tenía un diámetro interno de 0,065 m
(65 mm) utilizando 130 ml de agua a 88ºC.
6 g del polvo que contenía carbohidratos y
proteína, fueron presurizados a 15ºC con gas nitrógeno a 6,89 MPa
(1000 psi) durante 5 minutos en un recipiente a presión, y a
continuación despresurizados. La reposición del polvo no tratado
con un peso igual de polvo tratado en la mezcla de café edulcorada,
reveló que el tratamiento incrementó la capacidad de espumación del
polvo en alrededor de un 160%. El conocimiento de la densidad de
burbujas de la mezcla de bebida reconstituida y del volumen
incremental de burbujas, al que contribuyeron los polvos tratados y
no tratados, fue utilizado para estimar la cantidad de gas
(corregida a temperatura y presión ambientales) liberada por cada
polvo. Se estimó que el polvo no tratado liberó 3,5 cm^{3} (3,5
cc) de gas por gramo de polvo mientras que el polvo tratado liberó
8,5 cm^{3} (8,5 cc) de gas por gramo de polvo. El polvo produjo
un leve ruido seco durante un tiempo corto después de la
despresurización. La densidad de volumen del polvo tratado no se
vio alterada, pero la densidad esqueletal de incrementó hasta 0,75
g/cm^{3} (0,75 g/cc) y el volumen del vacío interno se redujo
hasta el 50%, lo que indica que la fuerza de presurización y/o
despresurización abrió una porción de los huecos internos
previamente vacuos, formados durante la hidratación de la
partícula, a la atmósfera para incrementar la capacidad de burbujeo.
Esta hipótesis está soportada por el hecho de que, incluso después
de una semana, el polvo tratado conservaba una capacidad de burbujeo
incrementado.
\vskip1.000000\baselineskip
Se obtuvo un polvo comercial de gelatina
hidrolizada libre de carbohidratos, producido mediante secado por
pulverización de una solución acuosa con inyección de gas. El polvo
de proteína con un 99,2% de base seca, tenía estructura de
partícula amorfa, un color ligeramente amarillo, una densidad de
volumen de 0,45 g/cm^{3} (0,45 g/cc), una densidad aparente de
0,54 g/cm^{3} (0,54 g/cc), una densidad esqueletal de 1,15
g/cm^{3} (1,15 g/cc), un volumen vacío interno del 18%, una
densidad absoluta de 1,41 g/cm^{3} (1,41 g/cc), una T_{g} de
80ºC, y un contenido en humedad del 6%. El polvo fue añadido a una
mezcla de capuchino instantáneo, utilizando una relación de peso de
una parte de polvo por una parte de café soluble por dos partes de
azúcar frente a tres partes de desnatador de espumación. La
reconstitución de 13 g de la mezcla de capuchino en un vaso de
análisis de 250 ml que tenía un diámetro interno de 65 mm,
utilizando 130 ml de agua a 88ºC, produjo una cantidad de espuma
que cubrió completamente la superficie de la bebida hasta una altura
de 14 mm.
6 g de polvo libre de carbohidratos, fueron
presurizados a 25ºC con gas nitrógeno a 6,89 MPa (1000 psi) durante
5 minutos en un recipiente a presión, y a continuación
despresurizados. La sustitución del polvo no tratado con un peso
igual de polvo tratado en la mezcla de capuchino, puso de manifiesto
que el tratamiento incrementó la capacidad de espumación del polvo
en alrededor de un 150%. El conocimiento de que en la densidad de
burbuja de la mezcla de bebida reconstituida y en el volumen de
espuma incremental contribuyeron los polvos tratados y no tratados,
fue utilizado para estimar la cantidad de gas (corregida a la
temperatura y la presión ambientales) liberado por cada polvo. Se
estimó que el polvo no tratado liberó 2 cm^{3} (2 cc) de gas por
gramo de polvo mientras que el polvo tratado liberó 5,5 cm^{3}
(5,5 cc) por gramo de polvo. El polvo produjo un débil ruido seco
durante un tiempo corto tras la despresurización. La densidad de
volumen del polvo tratado no se vio alterada, pero la densidad
esqueletal de incrementó hasta 1,24 g/cm^{3} (1,24 g/cc) y el
volumen vacío interno se redujo hasta el 12%, lo que indica que la
fuerza de presurización y/o despresurización abrió una porción de
los huecos internos previamente vacuos, formados durante la
deshidratación de la partícula, a la atmósfera para incrementar la
capacidad de espumación. Esta hipótesis está soportada por el hecho
de que incluso después de una semana, el polvo tratado mantenía su
capacidad de espumación incrementada.
\vskip1.000000\baselineskip
Una solución acuosa al 50% de sólidos de jarabe
de glucosa 33 DE (82% de base seca) y almidón sustituido de
octenilsuccionato de sodio superficialmente activo (8% de base
seca), que contenía una emulsión dispersada de aceite de soja
parcialmente hidrogenada (10% de base seca), fue inyectada con
nitrógeno y secada por pulverización para producir un polvo libre
de proteína que comprende partículas amorfas que tienen una
pluralidad de huecos internos. El polvo con aproximadamente un 90%
de carbohidrato tenía color blanco, una densidad de volumen de 0,21
g/cm^{3} (0,21 g/cc), una densidad aparente de 0,26 g/cm^{3}
(0,26 g/cc), una densidad esqueletal de 0,52 g/cm^{3} (0,52
g/cc), un volumen vacío del 64%, una densidad absoluta de 1,44
g/cm^{3} (1,44 g/cc), una T_{g} de 65ºC, y un contenido de
humedad del 3%. El uso del polvo en una mezcla de café edulcorado
instantáneo de acuerdo con el procedimiento del Ejemplo 1, produjo
una cantidad de espuma que cubrió completamente la superficie de la
bebida hasta una altura de aproximadamente 0,01 m (10 mm) cuando
fueron reconstituidos aproximadamente 11 g de la mezcla en un vaso
de análisis de 250 ml que tenía un diámetro interno de 0,65 m (65
mm) utilizando 130 ml de agua a 88ºC.
6 g de polvo libre de proteína fueron
presurizados a 25ºC con gas nitrógeno a 6,89 MPa (1000 psi) durante
5 minutos en un recipiente a presión, y a continuación
despresurizados. La sustitución del polvo no tratado por un mismo
peso de polvo tratado en la mezcla de café edulcorada, puso de
manifiesto que el tratamiento incrementó la capacidad de espumación
del polvo en aproximadamente un 100%. El conocimiento de que en la
densidad de espuma de la mezcla de bebida reconstituida y en el
volumen de espuma incremental contribuyeron los polvos tratados y
no tratados, fue utilizado para estimar la cantidad de gas
(corregida respecto a la temperatura y la presión ambientales)
liberado por cada polvo. Se estimó que el polvo no tratado liberó
3,5 cm^{3} (3,5 cc) de gas por gramo de polvo mientras que el
polvo tratado liberó 6,5 cm^{3} (6,5 cc) de gas por gramo de
polvo. El polvo produjo un débil ruido seco durante un corto tiempo
tras la despresurización, presumiblemente debido al estallido de
las paredes que circundan los huecos abiertos de difusión
restringida que eran demasiado débiles para contener el gas a
presión. La densidad de volumen del polvo tratado no se vio
alterada, pero la densidad esqueletal se incrementó hasta 0,64
g/cm^{3} (0,64 g/cc) y el volumen vacío interno se redujo hasta
el 56%, lo que indica que la fuerza de presurización y/o
despresurización abrió una parte de los huecos internos previamente
vacuos, formados durante la deshidratación de la partícula, a la
atmósfera para incrementar su capacidad de espumación.
\vskip1.000000\baselineskip
Un polvo de café espresso soluble secado por
pulverización, fue fabricado de acuerdo con las enseñanzas de la
Patente U.S. núm. 5.882.717. El polvo tenía estructura de partícula
amorfa, una densidad de volumen de 0,19 g/cm^{3} (0,19 g/cc), una
densidad aparente de 0,22 g/cm^{3} (0,22 g/cc), una densidad
esqueletal de 0,72 g/cm^{3} (0,72 g/cc), un volumen vacío interno
del 51%, una densidad absoluta de 1,47 g/cm^{3} (1,47 g/cc), y
una T_{g} de 74ºC. El uso del polvo en la mezcla de capuchino
instantánea del Ejemplo 7, produjo una cantidad de espuma que
cubrió por completo la superficie de la bebida hasta una altura de
0,014 m (14 mm) cuando fueron reconstituidos 11 g de la mezcla de
capuchino con 130 ml de agua a 88ºC en un vaso de análisis de 250
ml.
6 g del polvo fueron presurizados a 25ºC con gas
nitrógeno a 6,89 MPa (1000 psi) durante 5 minutos en un recipiente
a presión, y a continuación despresurizados. La sustitución del
polvo de café no tratado por un peso igual de polvo de café tratado
en la mezcla de capuchino instantánea, puso de relieve que el
tratamiento incrementó la capacidad de espumación del polvo de café
en alrededor de un 65%. El conocimiento de que en la densidad de la
espuma de la mezcla de bebida reconstituida y en el volumen de
espuma incremental contribuyeron los polvos de café tratados y no
tratados, fue utilizado para estimar la cantidad de gas (corregida a
la temperatura y la presión ambientales) liberado por cada polvo.
Se estimó que el polvo de café no tratado liberó 4 cm^{3} (4 cc)
de gas por gramo de café, mientras que el polvo de café tratado
liberó 6,5 cm^{3} (6,5 cc) de gas por gramo de café. El polvo
produjo un débil ruido seco durante un corto tiempo después de la
despresurización. La densidad de volumen del polvo tratado no se
vio alterada, pero la densidad esqueletal se incrementó hasta 1,35
g/cm^{3} (1,35 g/cc) y el volumen vacío interno decreció hasta el
8%, lo que indica que la fuerza de presurización y/o
despresurización abrió una porción de los huecos internos
previamente vacuos, formados durante la deshidratación de la
partícula, a la atmósfera con el fin de incrementar la capacidad de
espumación.
Aunque la invención se ha descrito con
considerable detalle con respecto a realizaciones preferidas,
resultará evidente que la invención es susceptible de numerosas
modificaciones y variaciones, evidentes para los expertos en la
técnica, sin apartarse del espíritu ni del alcance de la
invención.
Claims (33)
1. Un procedimiento para la fabricación de una
composición espumante soluble en polvo, que comprende partículas
amorfas que tienen huecos internos rellenos con gas a la presión
atmosférica, comprendiendo dicho procedimiento:
aplicar una presión de gas externa a una
composición soluble secada por pulverización, en polvo, que
comprende partículas amorfas que tienen huecos internos vacuos;
calentar la composición soluble secada por
pulverización a una temperatura por debajo de la temperatura de
transición vítrea, y
despresurizar la composición para obtener con
ello como resultado que al menos una porción de los huecos internos
vacuos de la composición se llenen de gas a la presión
atmosférica.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que la presión del gas externa es de al menos 1,38 MPa (200
psi).
3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2,
en el que dicha presión de gas externa es de al menos 3,45 MPa (500
psi).
4. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha presión de gas externa es de
al menos 6,89 MPa (1000 psi).
5. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha presión de gas externa se
aplica durante al menos 1 segundo.
6. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha presión de gas externa se
aplica durante al menos 1 minuto.
7. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el gas utilizado para efectuar
dicha presión de gas externa es un gas elegido en el grupo
consistente en aire, nitrógeno, dióxido de carbono, y mezclas de los
mismos.
8. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha composición secada por
pulverización está libre de proteína.
9. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha composición secada por
pulverización comprende una proteína.
10. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que dicha composición secada por
pulverización comprende un carbohidrato.
11. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que dicha composición secada por
pulverización está libre de carbohidrato.
12. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que dicha composición secada por
pulverización comprende una grasa dispersada.
13. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, en el que dicha composición secada por
pulverización comprende además un surfactante.
14. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que dicho surfactante es un emulsificador.
15. El procedimiento de la reivindicación 14, en
el que dicho emulsificador se elige en el grupo consistente en
polisorbato, éster de sacarosa, estearoil lactilato,
mono/di-glicérico, éster diacetil tartárico de
mono/di-glicéridos, fosfolípido, propileno glicol
alginato, almidón lipofílico modificado, o mezcla de los mismos.
16. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, en el que dicha composición secada por
pulverización comprende además un agente de tamponamiento.
17. El procedimiento de la reivindicación 16, en
el que dicho agente de tamponamiento es una sal de un ácido orgánico
o inorgánico.
18. El procedimiento de la reivindicación 17, en
el que dicha sal se elige en el grupo consistente en una sal de
sodio, sal de potasio, sal de magnesio o sal de calcio, del ácido
cítrico, ácido fumárico, ácido málico, ácido fosfórico, o mezcla de
los mismos.
\newpage
19. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 18, en el que dicha composición tiene un
volumen vacío interno de al menos el 10% antes de ser sometida a la
presión de gas externa.
20. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 19, en el que dichas partículas tienen un
volumen vacío interno de al menos un 30% antes de ser sometida a
dicha presión de gas externa.
21. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 20, en el que dichas partículas tienen un
volumen vacío interno de al menos un 50% antes de ser sometidas a
dicha presión de gas externa.
22. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 21, en el que dicha composición contiene gas a
la presión atmosférica en una cantidad suficiente para liberar al
menos 2 cm^{3} (2 cc) de gas por gramo de dicha composición
espumante cuando se disuelve en un líquido en condiciones
ambientales.
23. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 22, en el que dicha composición contiene gas a
la presión atmosférica en una cantidad suficiente para liberar al
menos 5 cm^{3} (5 cc) de gas por gramo de dicha composición
espumante cuando se disuelve en un líquido en condiciones
ambientales.
24. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 23, que comprende además enfriar la composición
soluble secada por pulverización desde la temperatura a la que se ha
calentado, por debajo de la temperatura de transición vítrea.
25. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 24, en el que dicho enfriamiento se realiza con
anterioridad a la despresurización de la composición.
26. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 24, en el que dicho enfriamiento se realiza
durante la despresurización de la composición.
27. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 26, en el que dicho enfriamiento comprende
enfriar la composición desde la temperatura a la que se ha calentado
por debajo de la temperatura de transición vítrea, hasta la
temperatura ambiente.
28. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 27, en el que dicha aplicación de presión
externa se realiza mientras se aplica calor a la composición.
29. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 27, en el que dicha aplicación de calor se
realiza con anterioridad a la aplicación de la presión externa a la
composición.
30. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 29, en el que dicha composición secada por
pulverización se forma mediante secado por pulverización con gas
inyectado de una solución acuosa.
31. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 30, que comprende además el secado por
pulverización con gas inyectado de una solución acuosa para formar
la composición con partículas que tienen vacíos internos.
32. El procedimiento de la reivindicación 31, en
el que el gas utilizado en dicho secado por pulverización con gas
inyectado se elige en el grupo consistente en aire, nitrógeno,
dióxido de carbono, óxido nitroso, y mezcla de los mismos.
33. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 30, que comprende además el secado por
pulverización sin gas inyectado de una solución acuosa, para formar
la composición con partículas que tienen vacíos internos.
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