PL187435B1 - Szybkorozpuszczalne koncentraty napojów i sposób wytwarzania szybkorozpuszczalnych koncentratów napojów - Google Patents

Abstract

1. Szybkorozpuszczalne koncentraty napojów o różnych smakach, o postaci aglomeratów i/lub granulatów wytworzonych na bazie mleka w proszku i/lub cukru, zawierające ewentualnie skoncentrowane soki owocowe lub proszki owocowe, a także ewentualnie inne dodatki smakowe i zapachowe, znamienne tym, że zawierają dodatkowo 1-10% wagowych, korzystnie 2-5% wagowych, owoców o wymiarach 0,3-15 milimetrów, utrwalonych znanym sposobem zapewniającym ich pełną odtwarzalność. 7. Sposób wytwarzania szybkorozpuszczalnych koncentratów napojów o różnych smakach, znanymi metodami aglomeracji i/lub granulacji na bazie mleka w proszku i/lub cukru, zawierających ewentualnie skoncentrowane soki owocowe lub proszki owocowe, a także ewentualnie inne dodatki smakowe i zapachowe, znamienny tym, że w końcowym etapie aglomeracji lub granulacji koncentratu dodaje się 1-10% wagowych, korzystnie 2-5% wagowych, owoców o rozmiarach 0,3-15 milimetrów i wilgotności 2-8%, utrwalonych znanym sposobem zapewniającym ich pełną odtwarzalność i rozprowadza się je delikatnie w masie aglomeratu lub granulatu przy temperaturze od minus 15°C do 60°C, korzystnie 5-20°C, po czym kondycjonuje się mieszaninę w czasie przynajmniej 5 minut.

Description

Przedmiotem wynalazku są szybkorozpuszczalne koncentraty napojów o różnych smakach, w postaci granulatów lub aglomeratów, przeznaczone do sporządzania napojów na gorąco lub na zimno oraz sposób wytwarzania tych szybkorozpuszczalnych koncentratów napojów.

Znane sposoby wytwarzania szybkorozpuszczalnych koncentratów napojów oparte są na dwu procesach technologicznych: aglomeracji i granulacji, natomiast napoje wytwarzane tymi sposobami są oparte w zasadzie na bazach: cukrowej i mlecznej.

Według opisu patentowego USA nr 3463642 aglomerację proszku napoju herbaty przeprowadza się przez zwilżanie powierzchni jego cząstek bardzo drobno rozproszoną wodą, przy użyciu tak zwanej platformy wibracyjnej o ruchu wirowym. Cząstki wprowadzone w ruch wibracyjny lub wirowy, powodujący ich nieustanne zderzanie się ze sobą, po zwilżeniu ich powierzchni zlepiają się w aglomeraty. Produkt uzyskany tym sposobem ma postać sypkiego aglomeratu o bardzo dobrej rozpuszczalności.

Z opisu patentowego USA nr 3773519 znany jest sposób aglomerowania sproszkowanego mleka zawierającego tłuszcz, polegający na nawilżaniu mleka, znajdującego się w stanie fluidalnym, roztworem lecytyny o stężeniu 0,2%, a następnie suszeniu i schładzaniu tak

187 435 otrzymanego aglomeratu. Zaglomerowane mleko w proszku bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, bez tworzenia grudek.

Sposób wytwarzania koncentratów napojów herbaty według polskiego opisu patentowego nr 110225 polega na tym, że procesowi aglomeracji w złożu fluidalnym poddaje się cukier o wielkości cząstek poniżej 0,1 milimetra, a jako czynnik zwilżający stosuje się wodny ekstrakt herbaty o zawartości 10-^20% suchej masy i temperaturze 40-j-70°C. Aglomerowane koncentraty napojów herbaty otrzymane sposobem według tego wynalazku stanowią sypkie proszki o bardzo dobrej zwilżalności i błyskawicznej rozpuszczalności, przy jednocześnie niskiej higroskopijności. Z polskiego opisu patentowego nr 96100 znany jest z kolei sposób produkcji aglomerowanych koncentratów aromatycznych na bazie cukru, zwłaszcza napojów musujących i niemusujących, cukru waniliowego i tym podobnych,

Sposób polega na natryskiwaniu sypkich składników koncentratu, znajdujących się w stanie fluidalnym, czynnikiem aglomerującym w postaci wodnej emulsji lub roztworu skrobi modyfikowanej z barwnikami i/lub innymi składnikami, zwłaszcza smakowo - zapachowymi, a następnie podsuszeniu otrzymanego aglomeratu.

Największą popularnością u odbiorców cieszą się koncentraty napojów o smakach owocowych. Sposób wytwarzania zaglomerowanych koncentratów soków, według polskiego opisu patentowego nr 148284 polega na tym, że skoncentrowany sok o zawartości suchej masy co najmniej 40% łączy się z kwasem spożywczym i sacharozą, utrzymuje się przez 10 minut w temperaturze wrzenia w celu przeprowadzenia konwersji sacharozy, po czym schładza się otrzymany syrop, wprowadza do niego substancje smakowe, aromatyzujące oraz barwniki, a następnie prowadzi się adsorpcję roztworu w cienkiej warstwie na cukrach i/lub cukrach i skrobi, aż do utworzenia aglomeratów, które następnie korzystnie poddaje się granulacji. Otrzymany granulat pakuje się w opakowania jednostkowe. Stanowi on wygodną formę dodatku przy wyrobie napojów, lodów, deserów i tym podobnych produktów. Łatwo rozpuszcza się w wodzie i mleku oraz posiada bardzo dobre cechy organoleptyczne.

W przemysłowej produkcji szybkorozpuszczalnych napojów na bazie cukru, o różnych smakach owocowych, z dodatkiem ekstraktu herbaty naturalnej lub bez, powszechnie stosuje się tak zwaną wyciskową metodę granulacji, polegającą na tym, że składniki koncentratu, na przykład: cukier, glukozę, koncentrat owocowy, kwas spożywczy, ekstrakt herbaty naturalnej, aromat i ewentualnie inne składniki w ilościach zgodnych z recepturą, miesza się w celu uzyskania jednorodnej masy o konsystencji plastycznej i wilgotności w granicach 6-ξ-Ι0%, po czym masę tę granuluje się metodą wyciskową w granulatorach. Otrzymany wilgotny granulat suszy się do uzyskania wilgotności poniżej 6%, schładza i pakuje w opakowania jednostkowe.

Koncentraty napojów zawierające mleko w proszku wytwarza się głównie w urządzeniach aglomerujących. Jedna z najczęściej przemysłowo stosowanych metod aglomeracji polega na tym, że proszek mleczny lub mieszaninę proszków, na przykład: mleko w proszku, cukier, kakao, lecytynę i aromat, poddaje się działaniu strumienia pary, która kondensuje równomiernie na każdej cząstce, czyniąc ją lepką. Nawilżona mieszanka opada na przenośnik wibracyjny ze złożem fluidalnym, gdzie następuje zlepianie cząstek w aglomeraty, a następnie jest suszona w suszarce pneumatycznej. Otrzymany aglomerat schładza się i przekazuje do konfekcjonowania.

Wszystkie znane sposoby wytwarzania szybkorozpuszczalnych koncentratów napojów nie zapewniają otrzymania wyrobu z zawartością widocznych gołym okiem części owoców, lub całych owoców jagodowych, a taka forma napoju jest coraz częściej oczekiwana przez konsumentów.

Z dotychczasowych prób wprowadzenia cząstek owoców do sproszkowanych koncentratów, praktycznie sprawdziło się dodawanie proszków owocowych: bananowego, truskawkowego, pomarańczowego itd. do odżywek dla dzieci. Cząstki owoców w postaci proszków mają rozdrobnienie poniżej 0,3 milimetra i uzyskiwane są przeważnie na drodze suszenia walcowego przecierów owocowych, jak to zostało ujawnione między innymi w polskim opisie patentowym nr 141663. W mniejszym stopniu stosuje się również suszenie rozpyłowe, sublimacyjne, próżniowo-wal co we lub próżniowe w stanie spienionym. W procesie suszenia traci się szereg witamin i innych czynnych substancji zawartych w owocach.

187 435

Celem wynalazku było uzyskanie aglomerowanych lub granulowanych koncentratów napojów zawierających całe owoce lub owoce rozdrobnione, posiadających po rozpuszczeniu w wodzie lub mleku cechy organoleptyczne maksymalnie zbliżone do cech napojów uzyskanych ze świeżych owoców.

W wyniku wielu badań nieoczekiwanie okazało się, że wyznaczone zadanie można uzyskać sposobem według wynalazku, w którym do uzyskanego znanymi metodami granulatu lub aglomeratu koncentratu napoju, w końcowym etapie jego wytwarzania, dodaje się 1*10% wagowych, korzystnie 2*5% wagowych, owoców o wymiarach 0,3*15 milimetrów i wilgotności 2*8%, rozprowadza się je w masie koncentratu w sposób delikatny, to znaczy bez naruszania struktury granulatu i/lub aglomeratu oraz rozdrabniania dodanych owoców, przy temperaturze od minus 15°C do 60°C, korzystnie 5*20°C, po czym kondycjonuje się mieszaninę w czasie przynajmniej 5 minut. Owoce są utrwalone znanym sposobem zapewniającym ich pełną odtwarzalność, najlepiej przez liofilizację albo kandyzowanie. Dodawane owoce liofilizowane lub kandyzowane mają postać całych owoców, zwłaszcza w przypadku owoców jagodowych, i/lub owoców rozdrobnionych. W wyniku zastosowania sposobu według wynalazku uzyskuje się szybkorozpuszczalne koncentraty napojów w postaci aglomeratów lub granulatów o różnych smakach, zawierające dodatkowo owoce w pełni odtwarzalne po rozpuszczeniu koncentratu w wodzie lub mleku. Mogą to być koncentraty wykonane na bazie mleka w proszku i/lub cukru, z dodatkiem lub bez dodatku soków lub proszków owocowych, ekstraktów herbaty naturalnej lub ziołowej, kakao, kawy, karmelu i innych dodatków, zwłaszcza smakowych i aromatyzujących.

Koncentrat napoju na bazie cukru lub mleka, uzyskany metodą granulacji wyciskowej lub metodą aglomeracji w złożu fluidalnym, zawierający owoce liofilizowane lub kandyzowane o wymiarach 0,3*15 milimetrów, pozwala na natychmiastowe, przez rozpuszczenie w wodzie lub mleku, uzyskanie napoju o doskonałych walorach organoleptycznych, porównywalnych z napojem uzyskanym ze świeżych owoców. Struktura koncentratów według wynalazku powoduje, że stanowią one doskonały produkt handlowy o bardzo długiej trwałości, a zawartość wody poniżej 5% czyni ten produkt wyjątkowo bezpiecznym mikrobiologicznie. Jednocześnie zawartość owoców o pełnej odtwarzalności po rozpuszczeniu, znacznie uatrakcyjnia walory rynkowe koncentratów napojów.

Wynalazek jest bliżej wyjaśniony w poniższych przykładach wykonania:

Przykład 1: Napój herbaty o smaku malinowym

Składniki	Ilość w kg	Udział w %
cukier	51,000	68,00
glukoza	15,000	20,00
kwas cytrynowy	1,875	2,50
koncentrat owocowy	1,800	2,40
ekstrakt herbaty naturalnej	1,500	2,00
substancja aromatyzująca	0,075	0,10
liofilizowane rozdrobnione owoce malin	3,750	5,00
Razem :	75,000	100,00

Cukier, glukozę, koncentrat owocowy, ekstrakt herbaty naturalnej i substancję aromatyzującą zmieszano i zwilżono roztworem kwasu cytrynowego, po czym całość ugniatano w mieszarce w czasie 20 minut do uzyskania jednorodnej masy plastycznej. Wilgotną masę przetransportowano do granulatora, w którym uzyskano granulat metodą wyciskową, o średnicy ziaren 2 milimetry, po czym granulat ten suszono w suszami wibracyjnej w temperaturze

187 435

45°C w czasie 15 minut do wilgotności 1,2%. Suchy granulat przeniesiono do mieszalnika o wolnych obrotach mieszadła, w którym poddano go procesowi studzenia w czasie 20 minut. W dziesiątej minucie studzenia, przy temperaturze 20°C wprowadzono do granulatu liofilizowane owoce malin rozdrobnione do wielkości 0,3-5 milimetrów, a po uzyskaniu jednorodnej mieszaniny poddano ją kondycjonowaniu przez dalsze 10 minut w temperaturze 15°C. Gotowy koncentrat przesiano uzyskując 95% granulatu o wielkości ziaren powyżej 0,3 milimetra i zapakowano w opakowania jednostkowe.

Przykład 2: Napój herbaty o smaku aroniowym

Składniki	Ilość w kg	Udział w %
cukier	56,700	81,00
glukoza	7,000	10,00
kwas cytrynowy	1,400	2,00
koncentrat owocowy	1,750	2,50
ekstrakt herbaty naturalnej	1,645	2,35
substancja aromatyzująca	0,105	0,15
liofilizowane owoce aronii całe i rozdrobnione	1,400	2,00
Razem :	70,000	100,00

Granulat otrzymany sposobem podanym w przykładzie 1 przesiano, oddzielając ziarna o wielkości poniżej 0,3 milimetra, po czym schłodzono w komorze chłodniczej do temperatury -15°C i wprowadzono do niego liofilizowane owoce aronii całe i rozdrobnione do wielkości 2-10 milimetrów. Całość wymieszano przy użyciu wolnoobrotowego mieszadła i po uzyskaniu jednorodnej mieszaniny poddano ją kondycjonowaniu w temperaturze -15°C przez 5 minut. Gotowy koncentrat przeniesiono do pomieszczeń magazynowych, a po kilku godzinach zapakowano w opakowania jednostkowe.

Przykład 3: Napój o smaku truskawkowym

Składniki	Ilość w kg	Udział w %
cukier	70,400	88,00
kwas cytrynowy	2,800	3,50
koncentrat owocowy	1,280	1,60
maltodekstryna	1,200	1,50
substancja aromatyzująca	0,120	0,15
witamina C	0,200	0,250
kandyzowane rozdrobnione owoce truskawek	4,000	5,00
Razem :	80,000	100,00

Z cukru, kwasu cytrynowego, maltodekstryny, proszku owocowego, substancji aromatyzującej i witaminy C wytworzono granulat sposobem opisanym w przykładzie 1. Na początku procesu schładzania granulatu, przy temperaturze 60°C, wprowadzono do niego kandyzowane owoce truskawek rozdrobnione do wielkości 5-15 milimetrów i całość schładzano, delikatnie

187 435 mieszając, do temperatury 20°C w czasie 20 minut. Gotowy koncentrat kondycjonowano w czasie 5 minut, po czym przetransportowano go do urządzenia konfekcjonującego.

Przykład 4: Napój mleczny o smaku malinowym

Składniki	Ilość w kg	Udział w %
cukier	36,000	60,00
mleko w proszku	18,000	30,00
kwas cytrynowy	1,200	2,00
koncentrat owocowy	1,440	2,40
zestaw witamin	0,120	0,20
mikro i makroelementy mineralne	0,180	0,30
substancja aromatyzująca	0,060	0,10
liofilizowane rozdrobnione owoce malin	3,000	5,00
Razem :	60,000	100,00

Mleko w proszku, cukier puder, kwas cytrynowy, koncentrat owocowy w proszku, witaminy, dodatki mineralne i aromatyzujące wprowadzono do aglomeratora fluidalnego i mieszano powietrzem przez około 3 minuty, po czym nawilżono cząstki mieszaniny strumieniem pary i przeprowadzono ich aglomerację w złożu fluidalnym. Otrzymany aglomerat suszono gorącym powietrzem w suszarce bębnowej, a następnie schłodzono do temperatury 10°C i wówczas wprowadzono do niego liofilizowane owoce malin rozdrobnione do wielkości cząstek 0,3+15 milimetrów·'. Całość mieszano delikatnie powietrzem przez 2 minuty, a następnie pozostawiono w temperaturze 10°C przez 10 minut. Gotowy koncentrat przesiano, otrzymując 88% frakcji o wielkości ziaren 0,3+2,0 milimetrów, a następnie przetransportowano do urządzenia konfekcjonującego.

Przykład 5: Napój mleczny o smaku kakaowo - bananowym

Składniki	Ilość w kg	Udział w %
cukier	26,000	40,00
mleko w proszku	13,000	20,00
kwas cytrynowy	6,500	10,00
kakao w proszku	12,285	18,90
lecytyna	0,520	0,80
zestaw witamin	0,130	0,20
substancje aromatyzujące	0,065	0,10
liofilizowane rozdrobnione owoce bananów	6,500	10,00
Razem:	65,000	100,00

Cukier puder, mleko w proszku, proszek kakaowy, ekstrakt słodowy w postaci proszku, lecytynę, witaminy i aromaty zmieszano i zaglomerowano sposobem opisanym w przykładzie 4, a do aglomeratu schłodzonego do temperatury 20°C wprowadzono liofilizowane owo187 435 ce bananów, rozdrobnione do wielkości cząstek U-10 milimetrów. Po delikatnym zmieszaniu i kondycjonowaniu w tej samej temperaturze przez 15 minut uzyskano koncentrat napoju, błyskawicznie rozpuszczalny w wodzie, o wyszukanym smaku czekoladowo - bananowym.

Przykład 6: Napój kawowo - owocowy

Składniki	Ilość w kg	Udział w %
ekstrakt kawy naturalnej w proszku	30,000	50,000
cukier	26,400	44,00
maltodekstryna	0,600	1,00
kandyzowane rozdrobnione owoce gruszki	3,000	5,00
Razem :	60,000	100,00

Ekstrakt kawy, cukier puder i maltodekstrynę zmieszano i zaglomerowano sposobem opisanym w przykładzie 4. W trakcie schładzania wysuszonego aglomeratu, przy temperaturze 30 °C wprowadzono do niego kandyzowane owoce gruszki rozdrobnione do wielkości cząstek 5^10 milimetrów, wymieszano delikatnie mieszadłem wolnoobrotowym i przeprowadzono kondycjonowanie w czasie 5 minut. Wytworzony koncentrat charakteryzował się natychmiastową rozpuszczalnością w wodzie i mleku, a otrzymany z niego napój kawowy posiadał bardzo dobre właściwości organoleptyczne.

Przykład 7: Napój kawowo - owocowy

Składniki	Ilość w kg	Udział w %
ekstrakt kawy naturalnej w proszku	56,400	94,00
maltodekstryna	1,200	2,00
liofilizowane rozdrobnione owoce banana	2,400	4,00
Razem:	60,000	100,00

Ekstrakt kawowy i maltodekstrynę zmieszano i zaglomerowano sposobem opisanym w przykładzie 4, po czym do wysuszonego i schłodzonego aglomeratu o temperaturze 10°C wprowadzono liofilizowane owoce bananów rozdrobnione do rozmiarów cząstek 5-U5 milimetrów, całość delikatnie wymieszano powietrzem i kondycjonowano przez 10 minut. Uzyskany koncentrat o błyskawicznej odtwarzalności w wodzie lub mleku posiadał bardzo dobre właściwości organoleptyczne.

Przykład 8: Napój owocowy o smaku wiśniowym

Składniki	Ilość w kg	Udział w %
cukier	59,250	79,00
koncentrat owocowy	15,000	20,00
liofilizowane rozdrobnione owoce wiśni	0,750	1,00
Razem :	75,000	100,00

187 435

Aglomerowany cukier i suszony rozpyłowo, a następnie zaglomerowany koncentrat owocowy zmieszano wstępnie powietrzem, a następnie do tej mieszaniny wprowadzono liofilizowane owoce wiśni rozdrobnione do wielkości cząstek 0,5© 0 milimetrów. Całość mieszano dalej powietrzem w temperaturze 15°C przez 2 minuty, a następnie pozostawiono do kondycjonowania przez 15 minut. Gotowy koncentrat przetransportowano do urządzenia konfekcjonującego. Koncentrat odznaczał się błyskawiczną rozpuszczalnością w wodzie, a uzyskany z niego napój posiadał doskonałe właściwości organoleptyczne, porównywalne do napoju uzyskanego ze świeżych owoców.

Przykład 9: Napój owocowy o smaku czarnej porzeczki

Składniki	Ilość w kg	Udział w %
cukier	42,300	70,50
koncentrat owocowy	12,000	20,00
maltodekstryna	0,900	1,50
kwas cytrynowy	1,800	3,00
liofilizowane całe owoce czarnej porzeczki	3,000	5,00
Razem :	60,000	100,00

Cukier puder, koncentrat owocowy w proszku i kwas cytrynowy zaglomerowano sposobem opisanym w przykładzie 4. Do wysuszonego aglomeratu, w trakcie jego schładzania wprowadzono liofilizowane, całe owoce czarnej porzeczki, delikatnie zmieszano i dalej schłodzono do temperatury 0°C, w której utrzymywano w celu kondycjonowania przez 8 minut. Gotowy koncentrat przetransportowano do urządzenia konfekcjonującego.

Wszystkie koncentraty napojów otrzymane w podanych przykładach wykonania wynalazku stanowią sypkie proszki bądź granulaty o wilgotności poniżej 5% i niskiej higroskopijności, a jednocześnie charakteryzują się bardzo dobrą zwilżalnością oraz błyskawiczną rozpuszczalnością. Napoje uzyskane z tych koncentratów posiadają bardzo dobre właściwości organoleptyczne i wyróżniają się spośród wszystkich znanych napojów tego rodzaju zawartością całych i/lub rozdrobnionych owoców, przez co są najbardziej z nich zbliżone do naturalnych napojów otrzymanych ze świeżych owoców.

Oczywiście podane przykłady nie ograniczają dalszych wariantów wykorzystania wynalazku zgodnie z jego istotą.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Szybkorozpuszczalne koncentraty napojów o różnych smakach, o postaci aglomeratów i/lub granulatów wytworzonych na bazie mleka w proszku i/lub cukru, zawierające ewentualnie skoncentrowane soki owocowe lub proszki owocowe, a także ewentualnie inne dodatki smakowe i zapachowe, znamienne tym, że zawierają dodatkowo 1-10% wagowych, korzystnie 2-5% wagowych, owoców o wymiarach 0,3-15 milimetrów, utrwalonych znanym sposobem zapewniającym ich pełną odtwarzalność.
2. 2. Koncentraty napojów według zastrz. 1, znamienne tym, że owoce są liofilizowane.
3. 3. Koncentraty napojów według zastrz. 1, znamienne tym, że owoce są kandyzowane.
4. 4. Koncentraty napojów według zastrz. 1, znamienne tym, że zawierają całe owoce.
5. 5. Koncentraty napojów według zastrz. 1, znamienne tym, że zawierają owoce rozdrobnione.
6. 6. Koncentraty napojów według zastrz. 1, znamienne tym, że zawierają całe i rozdrobnione owoce.
7. 7. Sposób wytwarzania szybkorozpuszczalnych koncentratów napojów o różnych smakach, znanymi metodami aglomeracji i/lub granulacji na bazie mleka w proszku i/lub cukru, zawierających ewentualnie skoncentrowane soki owocowe lub proszki owocowe, a także ewentualnie inne dodatki smakowe i zapachowe, znamienny tym, że w końcowym etapie aglomeracji lub granulacji koncentratu dodaje się 1-10% wagowych, korzystnie 2-5% wagowych, owoców o rozmiarach 0,3-15 milimetrów i wilgotności 2-8%, utrwalonych znanym sposobem zapewniającym ich pełną odtwarzalność i rozprowadza się je delikatnie w masie aglomeratu lub granulatu przy temperaturze od minus 15°C do 60°C, korzystnie 5-20°C, po czym kondycjonuje się mieszaninę w czasie przynajmniej 5 minut.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że dodaje się całe owoce.
9. 9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że dodaje się owoce rozdrobnione.
10. 10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że dodaje się owoce całe i rozdrobnione.
11. 11. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że dodaje się owoce liofilizowane.
12. 12. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że dodaje się owoce kandyzowane.