含有乙基纖維素的巧克力組合物的製作方法

2023-05-17 01:51:06

專利名稱：含有乙基纖維素的巧克力組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及含有乙基纖維素的巧克力組合物和產品。
背景技術：
本發明解決的一個技術難題是提供耐熱巧克力。這就是說，可在較高的溫度，例如超過約30°C或甚至超過40°C的溫度下保持其形狀的巧克力。這樣的同時具有良好口感和味覺特性的耐熱巧克力的提供可大大簡化巧克力在炎熱國家的銷售和消費。普通巧克力主要由脂肪或脂肪物質，諸如可可脂組成，其中分散著非脂肪產物諸如可可組分、糖、蛋白質等。因此，由於巧克力主要由脂肪體組成，其熔解溫度就相對低。這意味著普通巧克力並不特別耐夏天溫度或熱帶國家的高溫。因此，需要耐相對高的環境溫度的巧克力。以往已經採用多種方法試圖改進普通巧克力相對低的熔化溫度。例如，可選擇具有更高熔化溫度的脂肪結合進巧克力中。US2008/0248186描述用具有比未修飾可可脂更高熔化性質的交脂化 (interesterified)可可脂製備的耐熱巧克力。然而，這種方法昂貴，並可能使巧克力具有不想要的味道和/或質感。也已經採用擾亂連續巧克力脂肪相，從而使脂肪熔點對巧克力塊的總體軟化的影響最小化的方法。過往已經通過多種方法，包括直接向巧克力加水，實現對連續巧克力脂肪相的這種擾亂。不幸地，直接加水製備的巧克力由於粗糙、砂粒狀質感而表現為較差的產品質量。也已經通過在組合物中包含多種顆粒，往往是固體顆粒，實現對連續巧克力脂肪相的擾亂。這些方法往往不幸地導致巧克力的不想要的粗糙質感或口感。CH-A-410607涉及含有親水物質諸如葡萄糖、麥芽糖、轉化糖等的巧克力組合物。 當用這樣的組合物製備巧克力時，它暴露於潮溼大氣，從而吸收一定量的水。這導致親水物質所佔體積的相對增加，被認為提高耐熱性。CH-A-399891和CH-A-489211涉及在製備期間將不定形糖摻入巧克力組合物的方法。糖導致總體上形成晶格結構，其在溫度超過用於其製備的脂肪體的熔點時可防止巧克力塊的崩潰。CH-A-409603涉及在其製備期間直接將水結合進巧克力組合物中。然而，在巧克力塊通常仍為液體的溫度下，相對於組合物的約5%的水使巧克力塊快速增稠。不幸地，由於巧克力塊不再為液體，就不可能採用組合物以將巧克力澆鑄進鑄模。因此必須研磨組合物， 並必須將得到的粉末經壓模成型而壓製成形。US-A-2，760，867涉及通過加入乳化劑諸如卵磷脂將水結合進巧克力中。US-A-4081559涉及向巧克力加入一定量的糖，以便當為得到耐熱巧克力而加入需要量的水時，形成糖水溶液，其中巧克力的至少一種食用脂肪被乳化。
US-A-4446116涉及用於製備耐熱巧克力的組合物。然而，根據該專利所述製備的脂肪包水型乳液導致產物含有至少20%呈固體形式的脂肪，且根據該專利採用的脂肪包水型混合物在加工期間不保持液態形式。此類固體的存在導致不想要的粗質感或口感。US-A-5149560描述耐熱或熱魯棒性巧克力(thermally robust chocolate)，以及通過採用脂質微觀結構技術諸如反膠束技術(reverse micelle technology)，向巧克力加入水分，形成穩定的油包水型乳液，例如，水合卵磷脂來製備所述巧克力的方法。加工期間將穩定的油包水型乳液加至經調節的巧克力中，一旦老化和穩定，熱魯棒性就在巧克力產物中發展。含油包水微乳液的其它耐熱巧克力描述於US-A-5486376中。US-A-6010735描述通過結合水製備的呈含水凝膠的分散體形式的耐熱巧克力，其中的凝膠劑是食用碳水化合物或果膠。US-A-4664927描述通過向巧克力加入多元醇，諸如甘油或山梨醇製備的耐熱巧克力。CH-A-519858涉及將脂肪體結合進呈包囊化狀態的巧克力組合物以增加耐熱性。 US-A-4081559描述通過將巧克力脂肪相分散於糖玻璃基質中製備的耐熱巧克力。EP-A-0688506描述通過使呈微粒形式的多元醇凝膠產物與各巧克力類型成分的可流動混合物混合製備的耐熱巧克力。可通過用凝膠劑使多元醇或多元醇/水的混合物凝膠化，形成多元醇凝膠。用於凝膠化的多元醇優選為液體諸如二羥基醇、三羥基醇，諸如甘油、甘露醇、山梨醇、丙二醇或玉米糖漿或它們的任何組合。本發明解決的另一個技術難題是在巧克力的脂肪相或在夾心巧克力的脂肪基夾心填料(fillings)中採用廉價和/或有益於健康的油。對脂肪和油對人健康所起的作用的研究已經表明，飽和脂肪和反式脂肪酸的消費與癌症、心臟疾病、升高的膽固醇水平和其它健康問題的宿主的增加的發生率有關。在食品工業中，做過許多嘗試去尋找可提供想要的質感、結構、穩定性和風味的特徵的的備選組分，其通常可在動物和植物脂肪或氫化油中找到。已經認識到一種替代物，有機凝膠可具有用於在多組分食品中減少油遷移的可能性並可作為黃油或人造黃油的替代物起作用。有機凝膠可用來向食用油提供結構，從而減少對飽和和反式脂肪酸的需求。儘管認識到有機凝膠作為軟質材料用於食品工業的潛在性，但缺乏良好的食品級的有機凝膠齊U。仍然未滿足對能以合理的代價提供固體脂肪的功能和性質的食品級組合物的需要。US-B-6187323描述含有凝膠化油和含水凝膠的混合物的藥用和化妝用組合物。該油可通過加熱到140°C以溶解乙基纖維素，用乙基纖維素凝膠化。W02008/081175描述含有類似於US-B-6187323的那些的化妝用和藥用活性劑的組合物。該組合物是油組分與含水組分的均勻混合物(非乳液)。在與含水組分混合前，於 120°C或150°C用乙基纖維素凝膠化油組分。用常規化妝用凝膠化劑使含水組分凝膠化。US-A-4098913描述結合進組織蛋白(textured protein)肉類似產品中的食用脂肪顆粒。通過於180°C用乙基纖維素使油凝膠化，製備食用脂肪產品。然後將凝膠化脂肪加至肉類似物製品中。其中未顯現關於包含在凝膠化油中的表面活性劑的任何公開。M. A. Ruiz-Martinez 等在 Il Farmaco, 58 (2003) 1289-1294 中描述了通過於 100°C 下用某些聚乙二醇(PEG)-橄欖油酸酯表面活性劑將乙基纖維素分散橄欖油中而製備的組合物。儘管將這些組合物描述為油凝膠，但在文獻中的介紹和流變學數據確認它們事實上並非凝膠。特別是，當於IHz下測量時，測出的組合物的彈性模量對粘性模量(G' /G")之比遠小於1，這與粘性液體或糊狀物一致，而不是與凝膠相一致。本發明解決的又一個技術難題是減少在夾心巧克力製品中的油遷移。這個問題出現於具有在含油或脂肪的夾心填料，諸如果仁糖(praline)、奶油凍(mousse)、奶油或ganache (例如，塊菌(truffle))夾心填料上的巧克力包衣的巧克力中。隨著時間的過去，發現來自夾心填料的油透過巧克力包衣遷移在巧克力包衣的表面上形成油花(oil bloom)。有時通過在脂肪基夾心填料和巧克力包衣之間提供阻隔層，例如疏油或親水材料諸如糖或澱粉層解決這個問題。發明概述在第一個方面，本發明提供含有乙基纖維素的耐熱巧克力。在第二個方面，本發明提供含有乙基纖維素油凝膠的巧克力組合物。在又一方面，本發明提供具有巧克力包衣和夾心填料的夾心巧克力產品，其中的夾心填料包含乙基纖維素油凝膠。在又一方面，本發明提供製備巧克力組合物的方法，所述方法包括a)製備食品級乙基纖維素在食用油中的混合物；b)向乙基纖維素和油的混合物中加入表面活性劑；C)邊混合邊加熱乙基纖維素/油/表面活性劑的混合物至乙基纖維素的玻璃化轉化溫度以上的溫度，隨後d)將該原料加至減少的脂肪的巧克力組合物中。合適地，在根據該方面的實施方案中，所述方法包括以下步驟a)製備比例約18 6 76w/w/w的乙基纖維素、山梨糖醇酐單硬脂酸酯(SMS)和油的混合物，b)在混合的同時將混合物加熱至乙基纖維素聚合物的玻璃化轉變溫度以上的溫度，和c)以1 3-1 9(w/w)水平將該原料加至減少的脂肪中，在60°C-90°C下加熱巧克力；和d)冷卻該混合物，形成所述巧克力組合物。在又一方面，本發明提供製備巧克力組合物的方法，所述方法包括a)製備乙基纖維素和95-100%乙醇的混合物b)使乙基纖維素完全溶解於乙醇，形成乙基纖維素-乙醇組合物，c)以約5-15% w/w的比率將該組合物加至融化的巧克力原料中，形成巧克力組合物，e)冷卻巧克力組合物至約5_15°C，和f)自巧克力組合物中除去乙醇。應理解，本文描述的與本發明的任何一個或多個方面有關的任何特徵也可應用於本發明的其它任何方面。可適當地通過本發明的方法之一得到或製備本發明的組合物。已經發現，在高達40°C或更高的溫度下，其中至少一部分脂肪連續相含有溶解的乙基纖維素的巧克力表現出顯著的抗軟化性。通過用已經被乙基纖維素凝膠化的油代替通常存在於巧克力中的脂肪或油，本發明還潛在地考慮到(potentially allow for)廣泛範圍的新巧克力組合物。這些替代油中的某些可特別含有低水平的飽和脂肪，從而更加有益於健康。最後，夾心巧克力的脂肪基夾心填料中採用乙基纖維素凝膠化的油減少油從夾心填料遷移至巧克力的表面。適當地，根據本發明的巧克力組合物含有約0. 5% -約5% w/w，例如約1. 5% -約 3% w/w，尤其是約2% -約2. 5% w/w的乙基纖維素。在更低的乙基纖維素含量下，巧克力可能缺乏足夠的耐熱性。在更高的乙基纖維素含量下，熔化的巧克力可能變得太粘以致不能方便地泵送或模壓。圖的簡述從以下涉及附圖的描述中本發明的這些和其它特徵會變得更加明顯，其中

圖1是經熱處理形成聚合物有機凝膠的示意性說明；圖2表示經溶劑替代方法製備的第一種複合牛奶巧克力在40°C下的屈服應力對乙基纖維素含量的曲線圖；圖3表示(A)第二種複合牛奶巧克力或(B)複合深色巧克力在40°C下的屈服應力對乙基纖維素含量的曲線圖。圖4(a)和4(b)是表示乙基纖維素油凝膠的粘彈性的圖；圖5是用於本發明夾心巧克力的奶油夾心填料的油遷移對時間的圖。發明詳述術語"巧克力"意欲指具有脂肪相或脂肪類組成的所有巧克力或巧克力樣組合物。如本發明在某些方面涉及控制巧克力的脂肪或脂肪類相而並非巧克力中的非脂肪原料的特性，該術語意欲包括所有巧克力和巧克力樣組合物。除非另外特別說明，該術語意欲例如包括標準和非標準巧克力，即分別包括含有符合美國特徵標準(SOI)的組合物和不符合美國特徵標準的組合物的巧克力，包括深色巧克力、可可漿、牛奶巧克力、甜巧克力、半甜巧克力、酪乳巧克力，脫脂乳巧克力，混合牛奶製品巧克力、低脂巧克力、白巧克力、充氣巧克力、化合物包衣、非標準巧克力和巧克力樣組合物。有關的美國特徵標準包括如於2009年 4月1日修訂的美國聯邦法規中在索引21CFR163. XXX下確定的那些，其中XXX= 123、124、 130、135、140、145、150、153或155。本文的巧克力還包括含有完全或部分地經碎塊化工藝製備的碎塊固體或固體的那些巧克力。非標準的巧克力是具有屬於標準巧克力的特定範圍之外的組合物的那些巧克力。 例如，當營養的碳水化合物甜味劑被部分或全部替代時；或當可可脂或乳脂被部分或全部替代時；或當具有模仿牛奶、黃油或巧克力的調味劑的組分被加入或超出巧克力特性的 FDA標準之外地進行配方中的其它增刪或其組合時，就出現非標準的巧克力。本文的術語「耐熱巧克力」指在高達至少約40°C的溫度下保持堅硬的經修飾的巧克力組合物。根據它的組成和製備方法，常規巧克力在32°C-40°C範圍內的溫度下熔化。適當地，在2mm變位(displacement)和40°C下，本發明的耐熱巧克力表現出根據以下程序1 測量的至少約300克力(gf)，例如至少約600gf，適當地至少約1000克力(gf)的屈服力。 適當地，在至少約40°C的溫度下，巧克力組合物還基本保持不粘結。適當地，根據本發明的巧克力組合物包含少於約2%重量的水，例如少於約1. 5%重量的水，典型地少於約重量的水。乙基纖維素(EC)是具有營養益處的纖維，而我們的日常飲食中往往缺乏營養纖細。另外，乙基纖維素是用於食品製備EC，尤其是特別適於本發明的具有中級粘度諸如約IOcp-約50cp的EC的GRAS原料(通常認為是安全的)。cp值指25°C下EC在80%甲苯 /20%乙醇中的5%溶液用釐泊表示的粘度，且因此與EC的分子量相關。乙基纖維素的乙氧基基團的重量分數適當地為約25% -約75%，例如約40% -約60%。合適的乙基纖維素可以註冊商標ETH0CEL得自Dow化學公司。本文的術語「凝膠」以其對具有肉眼可見的尺寸的連續結構材料的通常意義採用， 它在分析實驗的時間尺度上是固定的並在其流變學性質方面是固態樣的。在低於其屈服應力的壓力下，凝膠彈起而並非流動，並表現出基本上線性的粘彈特性。凝膠具有熔點。通過其流變學性質，尤其是如在20°C和IHz下用如下所述的常規粘彈性分析儀測定的其屈服應力及其彈性模量對其粘性模量(G' /G")之比，方便地定義凝膠。凝膠樣行為的特徵在於在這些條件下的G' /G"大於約1。本發明的凝膠適當地具有大於約10 ，更適當地大於約20Pa，例如約25Pa-約300 的屈服應力。在這些條件下，本發明的凝膠適當地具有大於約1，更適當地大於約2的G' /G"。用於本發明的凝膠可為強凝膠(strong gels)。對於食品應用優選強凝膠，因為它們具有更接近脂肪的物理性質，並更加有效地減少油遷移。本文的術語「強凝膠」指具有高機械強度和彈性的凝膠。適當地，在IHz和20°C下，強凝膠具有大於約50 的屈服應力和大於約3例如大於約5的G' /G"。本文的術語「油凝膠」指具有使乙基纖維素均勻分散於凝膠相和起凝膠劑作用的連續油相的凝膠。油凝膠適當地為具有如上所述的真凝膠(true gel)的物理性質的清澈和半透明或甚至透明的原料。同樣地，表面活性劑適當地均勻分布於整個凝膠中。因此，表面活性劑既不像在乳液中那樣在油或水束的表面濃縮，也不像在液晶中那樣呈分層結構。油凝膠可基本由一種或多種油或脂肪、乙基纖維素和表面活性劑組成。油凝膠適當地為無水的，即是說，它適當地具有少於約10% w/w，例如少於約5% w/w，更適當地少於約2% w/w的水含量。目前已經發現，與不用乙基纖維素製備的相同組合物相比，在冷卻和凝固巧克力前，將乙基纖維素溶液分散於熔化的巧克力中導致生成的巧克力的耐熱性提高。如果於低於100°C的溫度下將乙基纖維素作為粉末直接加至熔化的巧克力中，提高耐熱性、減少油遷移等的益處就會減少或消失。認為溶解步驟基本改變了乙基纖維素分子的二級結構，以提供本發明的益處。因此，本文術語「溶解的乙基纖維素」指已經作為乙基纖維素在油或適用的不含水溶劑中的溶液被分散於巧克力的乙基纖維素。看來，乙基纖維素對巧克力的耐熱性的作用可能源於巧克力中的乙基纖維素、脂肪相和一種或多種固體相之間的複雜相互作用。可通過使乙基纖維素溶解於適用的食物上可接受的不含水溶劑諸如乙醇，製備乙基纖維素溶液。在這些實施方案中，通常在與巧克力熔化物混合後通過蒸發除去溶劑。適當地，以約w/v-約40% w/v，例如約10% w/v-約25% w/v的濃度將乙基纖維素溶解於乙醇。可在環境或略微升高的溫度下進行將乙基纖維素溶解於溶劑的步驟。將該溶液加至呈熔化狀態的巧克力中並徹底混合。當巧克力呈熔化狀態時或在將巧克力放在，例如真空乾燥器後，經蒸發除去溶劑。本文中將該方法稱為「溶劑置換(solvent substitution)「 法。在供選擇的實施方案中，可通過在超過乙基纖維素的玻璃化轉變溫度(Tg，典型地為約130°C )的溫度諸如至少約130°C，例如約135°C -約160°C下，使乙基纖維素溶解於脂肪或油，製備乙基纖維素溶液。其後至少部分冷卻該溶液並將溶液加至脂肪減少的巧克力混合物中，以獲得最終的組合物。在加入至巧克力混合物前，適當地冷卻溶液至約60°C -約 90°C。該方法的優點在於，它避免採用揮發性溶劑。其另一優點在於，開始就可使乙基纖維素溶解於具有想要的性質的油和/或通常不適於用於巧克力生產的油中，然後該油可替代巧克力的一部分普通脂肪含量。本文中將其稱為「脂肪置換(fat substitution)」法。已經表明，在油中大於3% (w/w)的濃度下，乙基纖維素(EC)形成食用油的無水聚合物有機凝膠。為實現此，在持續混合下，將油中的EC和表面活性劑加熱至高達聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg為約130°C)以上的溫度。已經發現，高於乙基纖維素的玻璃化轉變溫度的開始的分散溫度對實現乙基纖維素和強凝膠的完全溶解是重要的。數分鐘後，全部 EC粉末已經溶解，溶液清澈且極粘(根據EC在油中的濃度)。在油中有用的濃度範圍介於 4% -20% (w/w)EC之間，例如約4% -約10% w/wD EC將獨自凝膠油；可製備半透明和粘的穩定凝膠，但它們實際上是粒狀和易碎的，凝固極快，並具有相對高的凝膠溫度，典型地為約110-120°C，這不適於許多食品應用。已經發現，在本發明組合物和方法中加入表面活性劑提供重要的優點。表面活性劑並不降低乙基纖維素最初溶解所需要的溫度，甚至在表面活性劑的存在下它仍然為玻璃化轉變溫度。然而，一旦乙基纖維素已經溶解形成凝膠，表面活性劑就將凝膠塑化，降低形成的凝膠的凝膠溫度。因此，在適中溫度下加入至熔化巧克力或乾燥巧克力各成分的步驟期間，乙基纖維素在油中的溶液可仍然更加容易地與其它成分溶混，這對有效混合是可取的。已經發現，通過使乙基纖維素分散於油中形成的凝膠的強度取決於乙基纖維素、 油的選擇、表面活性劑的存在和分散溫度。可採用各種類型的油諸如，但不限於，大豆油、芥花籽油、玉米油、葵花籽油、紅花籽油、亞麻籽油、杏仁油、花生油、魚油、海藻油、棕櫚油、棕櫚硬脂、棕櫚軟脂、棕櫚仁油、高油酸的大豆、芥花籽、葵花籽、紅花籽油、氫化棕櫚仁油、氫化棕櫚硬脂、全氫化大豆、芥花籽或棉籽油、高硬脂酸葵花籽油、橄欖油、酶或化學交酯化油、奶油、可可脂、鱷梨油、杏仁油、 椰子油、棉籽油和它們的混合物。一部分，例如，自動約50% w/w的油可被一種或多種脂肪替代。大豆油形成極強凝膠，玉米油和亞麻籽油也是如此。另一方面，芥花籽油和高油酸油形成更弱的凝膠。亞麻籽油和最高的多不飽和堅果油、海藻油和魚油形成極強凝膠。似乎多不飽和性高的油諸如亞油酸、亞麻酸、DHA和EPA酸形成最強凝膠，而具有高油酸含量的油並不形成為強凝膠。更高度多不飽和油也是更有極性的並具有更高的密度。鑑於全部上述，針對普通脂肪應用，大豆油或玉米油是形成凝膠的優選油。中鏈和短鏈飽和脂肪和油 (MCTs)諸如棕櫚仁油和椰子油也形成強凝膠。因此就這些油的熟知的用途而言，針對巧克力的生產，棕櫚仁油和可可脂適於常規巧克力組合物。適當地，油凝膠含有約70 % -約95 %的油(包括任何脂肪)，例如約80 % -約90 % 的油。已經表明，向聚合物-油混合物加入表面活性劑導致具有想要的性質的聚合物凝膠的形成。表面活性劑組分的實例包括，但不限於聚氧乙烯山梨糖醇酐單油酸酯(Tween 80)、聚氧乙烯山梨糖醇酐單硬脂酸酯(Tween 60)、山梨糖醇酐單油酸酯(SM0或Span 80)、單硬脂酸山梨糖醇酐酯(SMS或Span 60)、甘油單油酸酯(GMO)、甘油單硬脂酸酯(GMS)甘油單棕櫚酸酯(GMP)、聚月桂酸甘油酯-聚甘油聚月桂酸酯(PGPL)、聚硬脂酸甘油酯-聚甘油聚硬脂酸酯(PGPQ、聚油酸甘油酯(PGPO)-聚甘油聚油酸酯(PGPO)和聚蓖麻油酸甘油酯 (PGPR)。加入適配的表面活性劑增加聚合物的可塑性，減慢凝膠化過程(增加凝膠化時間)和介導導致穩定、半透明、彈性、非脆性凝膠的形成。表面活性劑不降低最初將乙基纖維素分散於油中所需要的溫度(見下文)，但表面活性劑確實降低其形成後的凝膠的凝膠化和熔化的溫度。適當地，凝膠的凝膠溫度被表面活性劑降至約40°C -約90°C，例如約 60°C-約80°C。術語「凝膠溫度」指如反向直觀(visually by inversion)確定的，油-乙基纖維素-表面活性劑溶液一經冷卻就成為固體的溫度。100°C以上放置的凝膠化油將不適用於與熔化巧克力混合，因為將巧克力加熱至如此高的溫度對聚合物溶液的包含物而言會破壞或嚴重改變天然食物結構。而且，快速凝膠化過程會使乙基纖維素加至食品中變得極為困難-對於適當的結合和混合來說，它們將過快凝結成凝膠。用於食物的優選表面活性劑是能降低凝膠溫度和減慢凝膠化過程的表面活性劑。確定的優選的表面活性劑有SMS、GMS、GMO、SMO和PGPL。從上文顯而易見，表面活性劑通常是非離子型表面活性劑。尤其是當表面活性劑是攜帶具有2、3或更多個羥基的多羥基醇的飽和C10-C24，合適地C14-C20脂肪酸的脂時， 觀察到強凝膠。適用的飽和脂肪酸包括硬脂酸(C18)和棕櫚酸(C16)。適當地，多羥基醇具有至少4個羥基，諸如糖酸或聚甘油。這種類型的特別適用的表面活性劑是SMS。SMS和SMO的口感優於其它表面活性劑。對於凝膠化和熔化的溫度下降可能過於急劇，導致下降的耐熱性的凝膠形成的情況，不飽和脂肪酸的表面活性劑酯，諸如GMO和SMO是極好的增塑劑。這可解釋為在最終產物中需要具有更高的聚合物濃度。PGPL是極好的增塑劑，但PGPL過熱可能導致月桂酸的水解，其具有極不想要的味道。適當地，用於本發明的表面活性劑不包括PEG橄欖油脂，更特別是 Olivem 900、700 或 300。聚合物凝膠硬度隨表面活性劑(更低的聚合物對表面活性劑的比例)的量的增加而提高。然而，可向食物加入多少表面活性劑是有一個限度的。實用的範圍是 10 1-1 lw/w的乙基纖維素-對-表面活性劑之比。發現約4 1-約2 lw/w例如 3 lw/w的乙基纖維素-對-表面活性劑之比是得到良好凝膠強度並使加入食品中的表面活性劑的量最小之間的良好折中方案。不希望囿於任何理論，提出的熱凝膠形成和表面活性劑相互作用的機理表示於圖 1。在這個實施例中，SMS是表面活性劑。本領域技術人員清楚，相同類型的示意圖可應用於其它表面活性劑。乙基纖維素聚合物的分子量在凝膠形成中起作用。已經發現，甚至在10% (w/w) 濃度下具有粘度4cp的EC形成極弱的凝膠。粘度IOOcp和300cp的EC是極高分子量聚合物的混合物，且難以溶解和混合，形成極粘的溶膠，並在高溫(超過100°C)下快速凝結。這也促進空氣泡結合進熔融物，這是不想要的。因此，在大多數食物應用中，具有粘度IOOcp 或300cp的EC的應用是極不實用的。中等分子量諸如10cp、22cp和45cp的乙基纖維素在油相中5-6% (w/w)濃度下形成堅固、半透明和彈性凝膠。EC 22cp和45cp易於溶解於油中，10-15%濃度下的溶膠並不太粘，且它們在介於70和90°C之間的溫度下開始凝膠化。EC 10cp、22cp和45cp適用於巧克力。如上所討論的，EC 22cp是用於本發明的優選聚合物。假定EC 22cp的分子量大約為40，000g/mol和SMS的分子量大約為430. 62g/mol,3 lw/w聚合物-對-表面活性劑之比理解為1 31m0l/m0l聚合物-對-表面活性劑之比。認為葡萄糖的分子量為180g/ mol、50%取代的乙基葡萄糖的分子量為222g/mol和纖維素中乙基葡萄糖單體的分子量為 204g/mol，這可解釋為在EC22cps中有約196個葡萄糖單體。因此196/31 = 6，意味著在 EC22cps聚合物中一分子的SMS連著每第六個葡萄糖單體。這是極其適當的，因為適當的凝膠形成取決於聚合物-溶劑和聚合物-聚合物之間相互作用的平衡。聚合物在油中的溶解度太高會在冷卻時妨礙凝膠的形成。不充分的溶解會妨礙適當的聚合物鏈在溶劑中的溶脹和延伸，然後這樣將相互作用並在冷卻時形成結合區，產生凝膠。似乎結合強度以及聚合物構造都是重要因素。可將乙基纖維素油凝膠加至脂肪減少的巧克力組合物中以用油替代一部分存在於巧克力中的脂肪，以提高巧克力的健康性和/或降低巧克力的成本和/或改進巧克力的耐熱性或為其它目的。此被稱為用於生產根據本發明的巧克力組合物的「脂肪置換法」。適當地，巧克力的約-約100%重量，例如約50% -約90%重量的脂肪含量被乙基纖維素油凝膠替代。應理解，油凝膠本身可包含脂肪混合物，包括脂肪諸如通常發現於巧克力中的可可脂或H(0。對於夾心巧克力和含脂肪夾心填料的巧克力包衣製品，也可用乙基纖維素油凝膠配製含有脂肪的夾心填料。在這些夾心填料採用乙基纖維素油凝膠提供額外的減少從夾心填料穿過巧克力包衣層的油遷移的優點。可用乙基纖維素油凝膠配製的夾心填料包括但不限於果仁糖、ganache、奶油和奶油凍夾心填料。果仁糖指包含碎堅果、糖和任選其它成分諸如巧克力的夾心填料。Ganache指基於含有巧克力與奶油、黃油或其它脂肪的混合物的軟夾心填料，例如巧克力塊菌夾心填料。奶油指具有脂肪/油連續相的夾心填料。奶油凍指脂肪基充氣夾心填料。適當地，本發明夾心巧克力中的夾心填料包含至少約10%脂肪(和/ 或油，即，總脂質含量)，例如約20% -約60%脂肪。在所有情況下，存在於夾心填料中的一部分脂肪是如上說述的乙基纖維素油凝膠。例如，夾心填料可含有約5% -約90% w/w的油凝膠，典型地約10% -約50%的油凝膠。適當地，夾心填料含有約重量-約15%重量，例如約2%重量-約10%重量的乙基纖維素。夾心填料至少在其一部分表面被巧克力層包衣，優選被完全包衣，所述巧克力層可以是含有根據本發明的乙基纖維素的巧克力。程序1進行變形機械測試以證實巧克力的耐熱性。採用Mable微系統機械測試儀使巧克力片變形為近擬尺寸3hl7X7mm。將如下所述製備的對照和耐熱巧克力片二者都在 400C (除非另有說明)烤箱中孵化2. 5小時。然後將巧克力片快速移至機械測試儀的不鏽鋼底座。用18mm直徑的圓柱形探針進行單純壓縮試驗。以lOmm/s速度垂直降低探針至沿 7mm巧克力片邊緣至4mm最大變形。在接近2mm變形5%應變)時觀察到清楚的屈服力。這時舉例的各值是2mm變形下測出的力的克數。參考實施例1如下製備脂肪替代物。將乙基纖維素22cp或45cp 9 % w/w (ETH0CEL , DowChemical Co.)和3%w/w SMS在30 70w/w的全氫化大豆油與液體大豆油的混合物中加熱至140°C，確保聚合物在油中完全溶解。100°C下冷卻熔融物，以1 2比例(1/3稀釋) 加入加熱至100°C的大豆油。各組分的最終濃度為6% EC,2% SMS、20%全氫化大豆油和 72%大豆油。然後使混合物冷卻並凝結。也可加入作為硬漿的全氫化棉籽油、全氫化芥花籽油、牛脂、豬油、乳脂。該原料具有脂肪的功能和質感。參考實施例2製備在亞麻籽油中的10%的乙基纖維素22cps凝膠(含5%山梨糖醇酐單硬脂酸酯)。經上述熱處理製備凝膠，並於22°C下凝結一日。為評價凝膠的流變學性質，進行受控壓力的流變學測試。切出Icm直徑3mm高的凝膠圓片並放在一片浸泡於亞麻籽油中的 60-grit木砂紙上。將一片60-grit木砂紙粘到Icm直徑的平整不鏽鋼幾何體上。將油浸泡的砂紙片(3x2cm)上的凝膠試樣系在流變儀的底部Peltier盤上。用手壓緊試樣達到約0. 2N的正交力，確保良好的機械接觸和沒有滑動。使流變儀程序化以IHz的頻率進行 1-4000 的壓力掃描。結果表明，測試凝膠極像固體(堅硬凝膠)，其G' /G"值為約4。 凝膠的屈服應力為約100-300Pa。參考實施例3通過於135°C下溶解各組分，隨後使凝膠在室溫下不受幹擾地凝結，製備在棕櫚仁油(H(O)中6%重量的乙基纖維素22cp凝膠(含2%重量SMS)。生成的凝膠是強凝膠並於 55°C下放置2小時完全未表現出遊離油的損失。確定凝膠凝結溫度為75°C，這使其適於加至巧克力組合物中而無須過分加熱巧克力。參考實施例4通過於135°C下溶解各組分，隨後於室溫下不受觸動地凝結凝膠，製備在棕櫚仁油 (PKO)中的5%重量的乙基纖維素22cp凝膠(含2%重量單硬脂酸甘油酯(GMS))。生成的凝膠是強凝膠並於55°C下放置2小時完全未表現出遊離油的損失。確定凝膠凝結溫度為 50°C，這使其適於加至巧克力組合物中而無須過分加熱巧克力。參考實施例5製備7%重量乙基纖維素22cp、3. 5% SMS在大豆油中的凝膠，並如上文在參考實施例2中所述進行測試。粘彈數據表示於圖4。可見，隨著線性應力/應變行為上升到約 1000 的破壞應力和隨著G' >>G〃，凝膠表現出經典的凝膠行為。實施例1根據以下方法製備耐熱巧克力樣甜食製品。以約3 1 12-約3 1 24，優選約18 6 76(w/w/w)的比例使乙基纖維素22cp或45cp粉末和山梨糖醇酐單硬脂酸酯與氫化棕櫚仁油混合。然後在持續混合下，在加熱板上加熱混合物至乙基纖維素聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg= 130°C)以上的溫度。聚合物溶液應該是清澈的。清澈溶液表明聚合物完全溶解於油相(140°C )。然後將混合物冷卻至100°C並以1 5(w/w)聚合物溶液融巧克力的比例加至脂肪減少的(18%脂肪)、75-80°C熔化的巧克力。EC在巧克力中的最終濃度為和SMS的濃度為I0A表在完全混合後，再將巧克力替代物倒入模具中，並在5°C冷卻隧道中，在對流冷卻下冷卻。將最終的巧克力凝結過夜。次日，通過放在52°C烘箱中測試巧克力的耐熱性。巧克力未熔化，對金屬板的接觸是堅硬和凝膠樣的。只向對照巧克力加入氫化rao，以相同方法加工，並在攪拌或觸碰時完全熔化和流動。這種耐熱性允許可在熱帶國家銷售，也在北和南半球的夏季月份期間賦予對溫度損傷(temperatureabuse) 的恢復力(resilience) ο實施例2通過如下的溶劑置換法提供耐熱巧克力。於室溫、持續攪拌下，以20% (w/w)的濃度使ETHOCEL 45cp和IOOcp溶解於95-100%乙醇。將複合牛奶巧克力(購自Bulk Barn, 成分糖、氫化棕櫚仁油、可可粉、牛奶成分、大豆卵磷脂、天然調味劑)或牛奶巧克力(購自 Bulk Barn，成分糖、牛奶成分、可可脂、未加糖巧克力、大豆卵磷脂、人造調味劑)加熱至 50°C直到完全熔化。以90 10w/w(巧克力EC原料)的比例使該熔化物與乙基纖維素醇原料溶液混合併充分混合。有時混合物開始時硬並顯得「幹」，但隨著連續攪拌，它再此變得光潔和光滑。最終的巧克力組合物為90% (w/w)化合物巧克力、8% (w/w)醇和2% (w/w) 乙基纖維素。該巧克力製品軟於對照牛奶巧克力，並不具有任何耐熱性。然後通過將巧克力片放在真空烘箱(50°C，10kPa)中5小時，或30°C下用鋁箔包裹7-9天，除去醇。因此，通過這些處理中的任一種除去全部醇。然後測試巧克力耐熱性，發現相對於對照物，其在55°C 下仍保持堅硬。而且，表面也不粘。因此，已經成功地將乙基纖維素(45cp或IOOcp)從醇中轉移至巧克力脂肪基質，並賦予耐熱性，而無需過度的熱處理。參照以上程序1，21°C下，對照巧克力表現出2mm下的14700g屈服力，而同樣的對照物於40°C下的屈服力為18. Sg。另一方面，於40°C、50°C和86°C下，經我們的溶劑置換法製備的巧克力的屈服力分別為2080g(40°C )、859g(50°C )和613g(86°C )。甚至在這些高溫下，所有這些耐熱巧克力都相當堅硬，可用手拾起而不粘手。儘管兩種EC製劑都可用於巧克力產品的製備，IOOcp醇溶液比45cp溶液更粘，因此更難以處理。EClOOcp帶來的耐熱性僅有限度地大於45cp的耐熱性。因此，就易於處理而言，針對該應用，45cp是優選的聚合物。實旋例3如下通過脂肪置換法製備耐熱巧克力。首先，製備由EC、SMS和棕櫚仁油(H(O)組成的凝膠。攪拌下加熱各成分至145°C， 直到混合物完全清澈。然後凝固凝膠，並作為脂肪在室溫下未乾擾地結晶。當製備巧克力需要凝膠時，再熔化並攪拌它。根據凝膠的分子式確定熔化溫度。針對含10. 6% Ethocel IOcp和3. 18% SMS的凝膠，加熱凝膠至68°C並表現為粘稠但可流動的塊。第二個步驟是製備幹成分。採用球磨機或攪拌機，用精製顆粒狀糖製備粉狀糖。 合併粉狀糖、可可粉(Sobeys Compliments⑧牌)、卵磷脂和PGPR(如果採用)。設想可可粉含有20%脂肪，因為這是營養標示上(on the nutrition facts)表明的值。在加熱的 Hobart混合機中以速度1混合各幹成分，直到均勻。混合機附接設定為75°C的水浴(混合機和水浴之間的溫差通常為約10°C )。最後，將熱的液體凝膠加至熱的混合的幹成分中。將Hobart混合機設定在速度1， 直到大部分幹成分被凝膠溼潤。然後將混合物設定為速度2並混合，直到各成分形成單一的巧克力均勻塊。然後將巧克力混合另外60秒。再模製熱巧克力並冷凍(5°C)20-30min。 然後使巧克力脫模。實施例4用按重量份數的以下配方重複實施例3的脂肪置換程序CN 102548425 AEthocel IOcP1.50
糖(粉狀)15.00
可可粉(20%脂肪)7.51
PKO7.27
卵磷脂0.16
PGPR0.08生成的巧克力表現出40°C下的2mm屈服應力為407gf，表示良好的耐熱性。實施例5如下般研究不同量和粘度的乙基纖維素在本發明的溶劑置換巧克力製品中的作用。採用溶劑置換法製備巧克力。製備在KOH中的20% EC 45cP,20% EC 22cP和 25% EC 22cP溶液。然後將這些溶液加至來自Bulk Barn的複合牛奶巧克力中。得自40°C 下的2mm變形測試的結果表示於圖2。乙基纖維素濃度相等時，20%溶液比25%溶液更耐熱。而且，在相同濃度的EC混合物下，EC 22cP表現得比EC 45cP更加耐熱。一般說來，在約2. 0-2. 5%乙基纖維素下可看到極好的耐熱性。還發現，在冰箱中硬化的巧克力比具有相同組成，但在室溫下硬化的巧克力表現出更弱的耐熱性(分別為2339. 65和四50. 85gf)。然而，室溫下硬化的巧克力通常比在冰箱中硬化的那些更難脫模。實施例6通過進行類似於實施例4的那些的比較試驗，對第二種複合牛奶巧克力原料 (Barry Callebaut)和對深色複合牛奶(Barry Callebaut)進行不同的複合牛奶巧克力組合物和乙基纖維素的來源的影響的研究。用溶劑置換法以Barry Callebaut複合牛奶和深色巧克力製備耐熱巧克力。具體說來，採用Milk Snaps和Dark Sweet Snaps。容易地製備耐熱牛奶巧克力。然而，證實深色複合牛奶巧克力難以用來製備充分耐熱，但可模製的巧克力。將以20% wt/wt水平溶解於乙醇的不同粘度的聚合物結合進巧克力。結果描述於針對牛奶巧克力的圖3A和針對深色巧克力的圖3B中。粘度4cP和45cP的EC來自Dow化學公司，而EC IOcP和22cP來自 Sigma-Aldrich公司。40°C下，隨著乙基纖維素含量增加至2% w/w，在所有情況下，巧克力的耐熱性都顯著提高。儘管用不同的EC粘度製備的巧克力的耐熱性不同，但主要趨勢似乎是，Sigma-Aldrich公司的EC比來自Dow化學公司的EC趨於向巧克力提供更高的耐熱性。實施例7以上實施例基於複合巧克力組合物。另外，如下所述那樣製備真正的根據本發明的巧克力組合物。對牛奶、白巧克力和深色巧克力嘗試臺面種子直接調溫法(direct methods of tempering)。採用桌面調溫法製備用於Revolation 2巧克力調溫室(ChocoVision， Poughkeepsie, NY)的種子巧克力。桌面法從在微波爐中緩慢熔化巧克力直到溫度達到約 40°C開始。將約三分之一的熔化巧克力倒在冷的厚金屬桌上。然後鋪開巧克力，再摺疊返回成一堆。重複進行，直到部分巧克力顯得更輕、更稠和更少光澤。將該巧克力加回到其餘巧克力中並攪拌。重複展開、摺疊和重新摻入步驟，直到巧克力達到溫度。如果巧克力變得太冷，就將其加熱至其工作溫度(對深色巧克力、牛奶巧克力和白巧克力分別為3rC、30°C^n^°C )。為確保巧克力回冷，將小刮勺尖浸在巧克力中並於室溫下放置幾分鐘。如果幾分鐘後巧克力變得硬、光潔、光滑和無條紋，就實現了調溫。然後模製適當調溫的巧克力並在冰箱中放15-20min。用具有細起絲縫隙(fine grating slots)的乾酪起絲機(cheese grater)將巧克力刨成小種子。然後貯存種子巧克力並按照調溫室的要求使用。為回冷巧克力採用Revolation 2，將巧克力加至組裝機器中，熔化和加熱至 34. 4°C。選擇這個溫度是因為它是機器對調溫熔化步驟和在冷卻過程期間節約時間可接受的最低溫度。然而，如果所用的巧克力片表現出霜斑的跡象(signs of bloom)，就採用約 40°C的更高溫度確保消除全部晶體記憶(crystal memory) 0 一旦熔化，就將巧克力冷卻至前述工作溫度。在冷卻期間，將種子巧克力緩慢加至熔化的巧克力中。所加種子的量為約 3-6% w/w的巧克力總重量。在該階段用塑料勺加強混合。當達到工作溫度時，如上述那樣檢查巧克力確認其處於回冷中。將呈20%和25% wt/wt的ETH0CEL 22cp的EtOH溶液結合進不同濃度下的Barry Callebaut調溫的Tulsa深色巧克力、Kenosha牛奶巧克力和Ultimate白巧克力。一旦確認良好的調溫，就在調溫過程完成後約IOmin加入EC混合物。如先前觀察的，用20% EC的 KOH溶液製備的試樣表現出比用25% EC的EtOH溶液製備的試樣更大的耐熱性。發現白巧克力需要1.6%EC以產生2000gf。然而，加入如此多的EC使白巧克力變得太稠，以致它像糊狀物而不會流動到足以在模具中變得水平(level-out)。通過加入可可脂(CB)或聚蓖麻酸聚甘油酯(PGPR)，努力使巧克力變稀以提高成型性40°C下施加屈服力的結果表示於表1。表權利要求
1.一種含有乙基纖維素的耐熱巧克力。
2.根據權利要求1的巧克力組合物，其含有重量-約3%重量的乙基纖維素。
3.根據權利要求1的巧克力組合物，其在40°C下的屈服應力大於約300gf。
4.一種含有乙基纖維素油凝膠的巧克力組合物。
5.一種具有巧克力包衣和夾心填料的夾心巧克力產品，其中的夾心填料含有乙基纖維素油凝膠。
6.根據權利要求4或5的巧克力組合物，其中所述油凝膠的油組分選自大豆油、芥花籽油、玉米油、葵花籽油、紅花籽油、亞麻籽油、杏仁油、花生油、魚油、海藻油、棕櫚油、棕櫚硬月旨、棕櫚軟脂、棕櫚仁油、高油酸大豆/芥花籽/葵花籽/紅花籽油、氫化棕櫚仁油、氫化棕櫚硬脂、全氫化大豆/芥花籽/棉籽油、高硬脂酸葵花籽油、酶或化學交酯化油、奶油、可可月旨、鱷梨油、杏仁油、椰子油和棉籽油。
7.根據權利要求6的巧克力組合物，其中的油是棕櫚仁油或可可脂或它們的混合物。
8.根據任一項前述權利要求的巧克力組合物，其中的油凝膠還含有表面活性劑。
9.根據權利要求8的巧克力組合物，其中的表面活性劑選自聚氧乙烯山梨糖醇酐單油酸酯(Tween 80)、聚氧乙烯山梨糖醇酐單硬脂酸酯(Tween 60)、山梨糖醇酐單油酸酯(SM0 或Span 80)、山梨糖醇酐單硬脂酸酯(SMS或Span 60)、甘油單油酸酯(GM0)、甘油單硬脂酸酯(GMS)、甘油單棕櫚酸酯(GMP)、聚月桂酸甘油酯-聚甘油聚月桂酸酯(PGPL)、聚硬脂酸甘油酯-聚甘油聚硬脂酸酯(PGPQ、聚油酸甘油酯(PGPO)-聚甘油聚油酸酯(PGPO)和聚蓖麻油酸甘油酯(PGPR)-聚甘油聚蓖麻油酸酯(PGPR)。
10.根據權利要求9的巧克力組合物，其中的表面活性劑選自SMS、GMS、SMO、GMO和 PGPL0
11.根據權利要求10的巧克力組合物，其中的表面活性劑是SMS。
12.根據權利要求8的巧克力組合物，其中的表面活性劑是飽和C12-CM脂肪酸與具有 4個或更多個羥基的多羥基醇的酯。
13.根據權利要求8的巧克力組合物，其中在凝膠油中的乙基纖維素對表面活性劑的比例為10 1至1 lw/w。
14.一種製備巧克力組合物的方法，所述方法包括a)製備食品級乙基纖維素在食用油中的混合物；b)向乙基纖維素和油的混合物中加入表面活性劑；c)攪拌下加熱乙基纖維素/油/表面活性劑的混合物至乙基纖維素的玻璃化轉變溫度以上的溫度，形成油凝膠原料，隨後d)將該原料加至減少脂肪的巧克力組合物中。
15.權利要求14的方法，所述方法包括以下步驟a)製備約18 6 76W/V/V的比例的乙基纖維素、山梨糖醇酐單硬脂酸酯(SMQ和油的混合物，b)攪拌下將混合物加熱至乙基纖維素聚合物的玻璃化轉變溫度以上的溫度，和C)60°C-90°C下，以1 3-1 9 (w/w)水平將該原料加至減少脂肪的液體巧克力組合物中；和d)冷卻混合物以形成所述巧克力。
16.一種製備耐熱巧克力的方法，所述方法包括步驟以下步驟a)製備乙基纖維素和95-100%乙醇的混合物b)使乙基纖維素完全溶解於乙醇，形成乙基纖維素-乙醇組合物，c)以約5-15%w/w的比率將該組合物加至融化的巧克力原料中，形成巧克力組合物，d)冷卻巧克力組合物至約5-15°C，和e)自巧克力組合物中除去乙醇。
17.根據權利要求16的方法，其中的乙醇在真空箱中或在20°C和60°C之間的溫度，在大氣壓下經簡單蒸發而除去。
全文摘要
一種含有乙基纖維素的耐熱巧克力。乙基纖維素適當地以約1％-約3％重量的乙基纖維素的量，作為在油或無水溶劑中的溶液引入巧克力中。還可用乙基纖維素油凝膠替代一部分通常存在於巧克力中的油和脂肪和/或以配製用於表現出減少的油遷移的夾心巧克力的填料。還提供根據本發明的巧克力組合物的製備方法。
文檔編號A23G1/36GK102548425SQ201080027406
公開日2012年7月4日 申請日期2010年6月11日 優先權日2009年6月12日
發明者A·G·馬蘭戈尼 申請人:瑪爾斯有限公司