耐嚼糖果及其制法,以及包含耐嚼糖果的复合冰冻甜食的制作方法

专利名称：耐嚼糖果及其制法,以及包含耐嚼糖果的复合冰冻甜食的制作方法
技术领域：
本发明是针对与冰冻甜食(ice confectionery)产品兼容的耐嚼糖果类似物(chewy candy analogues)的，特别是在冰冻甜食的加工、储藏、和食用条件方面是兼容的，本发明还针对着生产这些耐嚼糖果类似物的方法；针对着将这些耐嚼糖果类似物与冰冻甜食组合的方法；以及针对着包括这些耐嚼糖果类似物的组合冰冻甜食产品。
背景技术：
人们知道耐嚼糖果或含糖的甜食产品已经有许多世代了，这些产品能满足人对营养例如能量和享乐的需求，特别是对甜度的需求。这些产品包括下列制品，例如某些蒸煮过的含糖甜食(sugar sweets)，焦糖，太妃糖，乳脂软糖，橡皮糖(gums)，凝胶软糖，甘草膏，奶油膏，充气甜食例如松果软糖和杏仁蛋白糖，各种软糖块，糖锭，口香糖，方旦糖，和杏仁酥糖等，以及它们的组合。
为了保存的原因，这些材料的关键特性，是要求在冰冻温度以上，特别是在环境条件下，在微生物学和在物理上是稳定的，这包括糖或糖类含量较高的馅料(inclusion)和其它可溶性的固体成分。这些成分的含量高会提高亲水性，即会降低这些制品的平衡相对湿度，使它们不适合与冰冻甜食组合。
另外，因为在现有技术的耐嚼糖果材料中存在的糖和其它总可溶性固体高，因此需要在高温下加工、成形或造型。对常规冰冻甜食的加工和成形而言，这样的高温一般是令人讨厌的。
而且，这些耐嚼糖果制品通常也是在环境温度下贮藏和食用的。如果它们与冰冻甜食一起储藏并在常规冰冻甜食食用温度下食用，往往会产生与原来不同的质的。如果常规的耐嚼糖果制品在冰冻甜食的冰冻温度下储藏和食用，它们就会变硬和变成胶质的，这是不符合要求的。
从这些方面看，现有技术的耐嚼糖果或含糖甜食，与冰冻甜食是不兼容的，因此需要能与它们兼容的这些产品的类似物。
冰冻甜食也是众所周知的。它们包括块状的冰淇淋产品，新产品即棒状和棍状的制品、硬包装和软食用的制品(hard pack and soft serve)、特制品、模制品、带装饰的制品和片状制品、甜点、布丁、有糖霜的制品、冰镇饮料、潘趣酒(punches)、碎果仁冰淇淋、乳糖、mellorenes、非乳制品、冰镇酸奶、棒冰、冰棍、刨冰、和冰糕等，以及它们的各种组合。冰冻甜食也可以包含任选的成分，例如水果，果仁，巧克力，和面粉基产品等。在冰冻甜食的概括说明中，还可以包括在结构和作用上与冰冻甜食基本上相似的一些产品，但在它们的具体组成和/或加工方面，他们可以不满足冰冻甜食明确的法律定义。冰冻甜食产品包括单独食用的制品，例如在棍上的，以及在向上扩展的管状物中的，或换句话说，为了容易食用而包起来的。冰冻甜食产品还可以是在桌上食用的多少比较精制的甜点形式。冰冻甜食也用来满足人对营养例如茶点和享乐的需要，特别是对甜度的需要。
为了用冰冻甜食提供茶点，它们需要包含相当多的水，这些水多半是冰的形式。因此这些产品不能与常规耐嚼糖果或含糖甜食兼容，它们是亲水的。就与常规糖果的这些组合而言，有使糖果从冰冻甜食中吸收水分的明显倾向，糖果和冰冻甜食会发生不利的变化。
在冰冻甜食加工的后期阶段，在与巧克力、薄脆饼等其它制品组合时，为了造型、质的、和微生物学的原因，必须采用低温。这样的低温不适合传输常规耐嚼糖果或含糖甜食，因为在这样的温度下，常规耐嚼糖果浆状物(mass)不容易流动，或换句话说是可成形的。
为了冰冻甜食能在微生物学上以及在物理上保持稳定，它们在储藏期间必须处在冰冻条件下。在食用它们的绝大部分时间里，它们通常也始终是冰冻的，以提供冷却的感觉和保持它们的物理形状和形态。如果在环境条件下储藏，或如果在食用之前使其温暖到环境条件，冰冻甜食就会融化。因此，与冰冻甜食产品组合的耐嚼糖果，还需要在比常规耐嚼糖果正常的储藏和食用温度较低的温度下储藏和食用。这对质的特性--其中包括咬断和口感在内——和香料释放特性关系重大。
从水含量高、冷加工、冷藏、和冷食温度这些方面看，不容易将冰冻甜食改变成与现有技术的耐嚼糖果或含糖甜食兼容。
US-4,401,681叙述了减少相间水分迁移的两相食品。这种技术包括像果胶那样的糊精和亲水性的多糖胶凝剂，其量足以形成阻挡层。该专利还提到使阻挡层脱水变成不可渗透的烘烤阶段。这样的烘烤阶段对曲奇或皮萨等揉制食品是适宜的，但显然不适合冰冻食品。
US-4,401,681还提到防止水分从耐嚼的水果材料迁移到较干的烘烤的揉制产品中。在耐嚼糖果和冰冻甜食组合的情况下，要防止可能是水果基的耐嚼糖果本身吸收水分是个挑战，这些水分来自冰冻甜食。换句话说，水分成分处在相反的方向上。
在US-4,853,236中，提到包含固态较硬部分和较软部分的双质的食品的成就。在这篇文献中，较软相的水分含量(water activity)与较硬相的水分含量之差高达0.2。这是在较软的部分中使用水包油型的乳状液实现的，使该乳状液在变成触变胶体后，在静止状态尺寸是稳定的，这种触变胶体在两部分之间产生阻挡层。
冰淇淋类型的冰冻甜食是由水包油型的混合物制备的，冰水类型的冰冻甜食不包含很多油。在冰淇淋甜食中，这种产品迅速地冰冻，将流体的油转化成固态的脂肪，因此几乎完全防止了油向前流动，油附着在产品的接口上。因此，US-4,853,236所讲的内容并不适合复合食品的各个部分，在复合食品的各个部分中，一个部分就是冰冻甜食，它是较软的相。在US-4,853,236中，在叙述长期不冻结的放置稳定性等优点时，承认了这一点。
在WO 98/34499中，在制备冰淇淋，奶油冻，和低脂肪涂抹食品方面，叙述了包含琼脂、瓜耳胶、和刺槐豆胶的剪切凝胶的制备。这些微粒状的胶凝剂混合物，引出模拟使用明胶的主张，使产品减少了脱水收缩和水状流体的泄漏。据信这是由假设的凝胶复原机理引起的。脱水收缩的抑制，似乎会有助于阻止水分从冰冻甜食迁移到耐嚼糖果制品中。
然而，现在还没有冰淇淋与耐嚼糖果的组合物。在这种组合物中，耐嚼糖果从冰冻甜食中吸收水分，会使水的迁移加剧。因此，正如这里所预料的，根据WO 98/34499讲述的内容改进的冰淇淋，不能阻止复合产品中水分的迁移。
在US-5,718,931中，叙述了具有阻止水分迁移性能的模拟的水果部分。在这个体系中，水果部分包含至少45％的湿润剂，以阻止它们失去水分，并具有包括干水果颗粒包围层的阻挡覆层，和明胶基的凝胶层。该专利的目的是在水果部分中产生低至0.3-0.5的水分含量，以阻止水分从耐嚼糖果材料迁移到干材料中，例如封装的早餐谷类食品的麦片中。
该专利的谷类食品通常从耐嚼水果类似物的颗粒中吸收水分。然而，在耐嚼糖果和冰冻甜食组合的情况下，申请人注意到，要阻止耐嚼糖果本身吸收水分是个挑战，这些水分来自冰冻甜食。换句话说，水分是处在相反的方向上。
尽管获得耐嚼糖果/冰冻甜食的组合有困难，但人对能量和茶点的需求并不是互相排斥的，特别是在气候炎热的日子里。因此为了增加方便起见，为了多样化和享乐，需要有包含耐嚼糖果和冰冻甜食组合的可食用的单一产品。
因此，还需要能与冰冻甜食兼容的这些耐嚼糖果或含糖甜食材料的类似物。对耐嚼糖果的要求是，能与冰冻甜食组合进行加工和储藏。也需要能在适宜的温度下与冰冻甜食组合食用的耐嚼糖果，而耐嚼糖果却不丧失其所需的特性。本发明提到在与冰冻甜食组合时，如何制备和如何使用耐嚼糖果类似物而没有前述的缺点。
发明概述本发明涉及耐嚼糖果或含糖甜食类似物，或涉及包含耐嚼糖果或含糖甜食类似物的食品。类似物的平衡相对湿度至少约70％和耐嚼转化温度约-15℃-0℃是有利的。因此，在冰冻甜食的正常冷藏和销售温度下类似物是玻璃状态，但在冷食时却在口中变成可以耐嚼的，因而模拟了在环境温度下食用的常规耐嚼糖果的质的。
适宜的类似物包括至少一种选自蒸煮过的含糖甜食、焦糖、太妃糖、乳脂软糖、橡皮糖、凝胶软糖、甘草膏、奶油膏、充气甜食例如松果软糖和杏仁蛋白糖、口香糖、方旦糖、和杏仁酥糖的成分。在优选的实施方案中，类似物的耐嚼转化温度约-12℃--3℃，平衡相对湿度至少约75％。
本发明还涉及制备该产品的方法，其中用水分散这些成分，接着蒸煮、然后在充分巴氏消毒的条件下用水相稀释，获得已巴氏消毒的流体浆状物，其平衡湿度至少约70％。
本发明的另一个方面，涉及将这种产品与冰冻甜食组合，制备复合冰冻甜食产品的方法，其中包括首先使这种浆状物与温度低于约-15℃的冰冻甜食接触，迅速冷却流体的耐嚼糖果浆状物，形成一种组合物，在温度低于-15℃的介质中调整组合物，直到耐嚼糖果浆状物经过玻璃转化为止。
本发明还涉及复合的冰冻甜食产品，其中包括上述的糖果或含糖甜食类似物以及冰冻甜食。在一个实施方案中，将冰冻甜食放置在棍上或向上扩展的管状物中。在另一个实施方案中，冰冻甜食包括至少一种选自冰淇淋、布丁、酸奶、棒冰、刨冰、或冰糕材料的成分。在另一个实施方案中，冰冻甜食还包括至少一种选自巧克力、面粉基产品、或多种水果或果仁材料的成分。
优选所述类似物中玻璃态占优势，即不到一半的结构是晶体状态。在一个优选的实施方案中，类似物基本上不含晶体结构，即晶体结构小于5％。在另一个优选的实施方案中，类似物完全不含晶体结构，即全部是玻璃态。
在一个实施方案中，类似物包括至少一种着色剂。在另一个实施方案中，类似物包括至少一种糖、棕榈油、和水。在优选的实施方案中，至少一种糖包括蔗糖和玉米糖浆，类似物还包括芒果浆、果胶、和柠檬酸。在优选的实施方案中，总糖的存在量为约60-90份，棕榈油的存在量为约2-8份。在另一个实施方案中，芒果浆的存在量为约5-15份，果胶的存在量为约0.2-1.2份，和柠檬酸的存在量为约0.05-0.7份。
附图简述根据下面的详细说明，可以进一步弄清本发明的特性和优点，下面的详细说明是结合下面所述的附图提供的

图1示出用于检验根据本发明制备产品的DMTA圆片弯曲试样夹紧装置的示意图。
优选实施方案详述本发明有利地提供配制和加工耐嚼糖果浆状物的新型类似物的新途径，特别是在冰冻甜食产品的常规加工、储藏、和食用条件方面，使它们变成可与冰冻甜食产品兼容的。本发明还提供将这些耐嚼糖果类似物与冰冻甜食组合的方法；和提供所得的产品。
因此本发明涉及耐嚼糖果或含糖甜食类似物，其中具有a)平衡相对湿度大于70％，和b)耐嚼转化温度约-15℃-0℃，在冰冻甜食的正常储藏和销售温度下冷藏时，类似物是玻璃状态，但在冷食时却在口中变成可以耐嚼的，因此在环境温度下食用时，就模拟了普通糖果的质的。
术语“在冰冻甜食正常储藏和销售温度下的冷藏”，系指储藏冰冻甜食所采用的温度。这些温度一般在0℃以下，一般为-10℃--40℃。
在与常规冰冻甜食产品一起加工时，本发明的耐嚼糖果或含糖甜食类似物，在流体流变学、传热、绝热特性、定形速率、和塑性变形特性方面具有特殊的性质。当与常规冰冻甜食组合时，在这样的冷藏和销售过程中，本耐嚼糖果或含糖甜食类似物，具有新的平衡相对湿度、耐嚼转化温度、和质的稳定性特性。
本发明还涉及常规冰冻甜食和耐嚼糖果或含糖甜食类似物的组合产品。这些产品在它们最初咬断之间，和将它们嚼到咽下的过程中，这些产品的特性有新的变化。
耐嚼糖果或含糖甜食产品，包括某些蒸煮过的含糖甜食、焦糖、太妃糖、乳脂软糖、橡皮糖、凝胶软糖、甘草膏、奶油膏、充气甜食例如松果软糖和杏仁蛋白糖、各种软糖块、糖锭、口香糖、方旦糖、和杏仁酥糖等，以及它们的组合。根据本发明，适合使用的各种冰冻甜食也是众所周知的。它们包括块状的冰淇淋产品，新产品即棒状和棍状制品、硬包装和软食用的制品、特制品、模制品、带装饰的制品和片状制品、甜点、布丁、有糖霜的制品、冰镇饮料、潘趣酒、碎果仁冰淇淋、乳糖、mellorenes、非乳制品、冰镇酸奶、棒冰、冰棍、刨冰、和冰糕等，以及它们的各种组合。冰冻甜食还可以包含任选的成分，例如水果、果仁、巧克力、和面粉基产品等。在冰冻甜食的概括说明中，也可以包括结构或功能与冰冻甜食基本上相似的一些产品，但根据它们的具体组成和/或加工方法，它们可以不满足冰冻甜食确切的法律定义。冰冻甜食产品包括单独食用的制品，例如放置在棍上的，以及放置在向上展开的管状物中的，或换句话说，为了便于食用而包起来的。冰冻甜食产品也可以是在桌上食用的多少比较精制的甜点形式。冰冻甜食也用于满足人对营养例如茶点和享乐的需要，特别是甜度的需要。
本发明包括平衡相对湿度(ERH)和耐嚼转化温度，耐嚼转化温度是在高频振动变形条件下测定的玻璃转化温度(或Tg)的一种特殊形式。
第一个特性提供具有高平衡相对湿度(ERH)的耐嚼糖果或含糖甜食类似物，在制备、储藏、和食用它们的组合产品的过程中，能阻止和避免水分从触摸的冰冻甜食中向糖果类似物的迁移。正如本领域的普通技术人员所知道的，ERH并不直接与水分含量有关，但受不同的可溶性固体在糖果类似物糖浆相中具体组成的影响。
测定糖果的ERH有许多方法，其中包括例如Norrish，R.S.在甜食生产(Confectionery Production)，(10)，769，771，和808(1964)中所述的方法。可以将糖果的ERH称作空气的相对湿度(RH)，糖果在该空气中既不获得也不失去水分。
当两种食品成分(在这种情况下，是糖果类似物和冰冻甜食)具有相似的平衡相对湿度(ERHs)时，水分在制品之间移动的推动力减小到最小。这被认为是水分的直接迁移路线，如果这是水分的唯一迁移路线，则直接的阻当层可能是有帮助的。然而，还有水分的间接迁移路线。
在约-30℃下的储藏期间，在冰冻甜食周围大气中的绝对水分含量(湿度)是相当低的。但这并不意味着这些大气的相对湿度(RH)低。RH是空气中的水分含量，以在相同温度(或在露点温度)下空气可以保持的最大水分含量百分率表示。
为了用干湿球湿度计测定冰点以下的相对湿度，需要用蒸馏水将湿球涂湿，并等待达到稳定的冰球温度。如果湿球用过冷的水涂湿，用冰块(或白霜)与湿球接触可以引起结冰。在结冰时，湿球会首先上升到0℃，在全部结冰之后，湿球温度会逐渐下降，达到准确的冰球温度读数。应该在查阅湿度表确定正确的空气湿度之前，提供足够的时间(30min)，以获得稳定的温度。
本发明的冰冻甜食，尽管它们水分的蒸汽压低，但在储藏期间会与空气(在封装的包装物内)达到平衡。该空气与其露点(最高水分饱和点)非常接近，因为空气处在与冰冻甜食同样低的温度下，所以空气保持水分的能力非常小。
在产品储藏和销售期间发生的温度波动过程中，水分从冰冻甜食蒸发到该空气中，然后以循环的方式从该空气中冷凝，在冰冻甜食的正常(-30℃)储藏条件下，在冰上的饱和蒸汽压(SVP)完全低于1mbar(在-21℃SVP等于1mbar)。在空气中的水分含量超过临界值时，这看上去会产生很小的变化。
在组合产品包含常规耐嚼糖果和冰冻甜食的情况下，有一部分自然凝结的水蒸气。在ERH最低的产品(例如常规耐嚼糖果)上，这些水蒸气的凝结达到较高的程度。
重要的是，水分的吸收速率也是一种在低温冷藏下缓慢进行的反应。因此任何突然的温度变化，都可以以比耐嚼糖果水分吸收速率所能提供的更快的速率产生露。当这种情况发生时，在耐嚼糖果表面上有可见的“凝结水”，并引起水溶性材料的溶解。这种不希望有的情况，在外观、色素洗出、和表面的糖晶体成长方面造成进一步的问题。
已经发现，这个“间接的”水分迁移路线具有重大的意义。由于这个原因，在耐嚼糖果和冰冻甜食之间只准备水分阻挡层是不够的。用水分阻挡层例如像巧克力似的脂肪系统，完全包裹耐嚼糖果的另一种方法，略微更有效一些，但这可能分散对肉眼的吸引力和在食用产品时对质的的感觉。
另一个考虑是，在冰冻甜食的冷藏温度下水分阻挡层往往会变脆，在由任何意外的温度波动引起的膨胀和收缩过程中会发生破裂。因此总是不能确保阻挡层的完整性。
已经发现，为了本发明的目的，可以配制基本上提高了ERH的耐嚼糖果类似物。常规耐嚼糖果的ERH范围通常为45％-65％，视其类型和具体配方而定。对于不同类型耐嚼糖果的ERH表，见Lees R.，和Jackson，E.B.所著“含糖甜食和巧克力的制造(Sugar Confectionery and ChocolateManufacture)”，Leonard Hill Books，8(1973)。
具体而言，本发明的耐嚼糖果产品类似物的ERH，提高到至少约70％，优选至少约75％。当耐嚼糖果和冰淇淋组合时，ERH的这种提高，是降低水分迁移问题至关重要的第一个步骤。为了达到这样高的ERH，可以通过配方和加工来改进耐嚼糖果类似物的配制。
配方的ERH与溶解的成分在糖浆相中的分子浓度成反比。分子浓度的降低会提高ERH。因此应该降低任何分子量较低成分的量，例如盐和多元醇(甘油、山梨醇等)。任何等级的玉米糖浆，也都可以优选降低其葡萄糖当量(DE)，以取分子量较高的优点。DE低的玉米糖浆固体，还会引入有益的皮肤再生特性。可以采用高分子量的材料，例如水解胶体，代替一部分分子量低的常规固体的含量。同样，在加工过程中，在现场生产聚合物(例如单糖焦糖化)可能是有利的。
就加工而言，应该降低蒸煮温度，以减少脱水。另一方面，如果为了蛋白质改性等其它原因而需要高温，失去的水分应该在蒸煮后重新加入。
在较高的ERH下，耐嚼糖果类似物还有其它的优点。热的浆状物的粘度较低，能增强对流类型的传热，因而能提高蒸煮的效率。浆状物的粘度较低，改善了加工时的流动性能，而不必借助于对常规耐嚼糖果输送的高温。
ERH的这种增加，显然对常规耐嚼糖果在环境条件下储藏和销售的微生物学是不利的。然而这对本发明巴氏消毒的耐嚼糖果类似物的深度冷冻冷藏和销售却没有影响。
ERH的这种增加，会使现有技术的耐嚼糖果在环境条件下的质的特性显着变软，是不利的。这往往造成不希望有的冷流动问题(形状发生缓慢变形)，并使这些常规的耐嚼糖果过多地粘附在包装物上。
令人意外的是，本发明的耐嚼糖果类似物产品，不会过度变软。应当注意，如果在环境温度下评价二者，本发明的耐嚼糖果类似物与常规耐嚼糖果相比，在质的特性上是不同的。然而当与相应的冰冻甜食组合时，本发明的一个重要考虑，是耐嚼糖果类似物在它们的温度下的质的特性。在冷食时产生的质的，应与常规耐嚼糖果在环境温度下食用时的质的相似。
本发明的软度有一些降低，因为本发明的耐嚼糖果类似物在低得多的温度下储藏、销售、和食用。
根据本发明的这些耐嚼糖果类似物的另一些优选的特性，是耐嚼糖果类似物相对于常规耐嚼糖果，产生不同的耐嚼转化温度点。对本发明的耐嚼糖果类似物而言，所要求的耐嚼转化温度为约-15℃-0℃，优选约-12℃--3℃。
耐嚼转化温度是玻璃转化温度的一种特殊形式，是物质的结构状态从变形时发生破碎的玻璃状(非结晶的)固体，转变成可以发生变形而不引起破碎的挠性较大的固体结构。
在明显的固态玻璃态中，显然仍然存在液态溶胶不规则的分子结构，但交联密度(特别是与聚合分子)却妨碍了大规模的分子移动，所以产生易碎性、韧性、和刚性。
玻璃态固体与结晶态固体不同，在本发明中，玻璃态固体比结晶态固体优越，与玻璃态固体相反，结晶态固体由于有规则地重复其分子的晶体点阵，具有特定的X-射线衍射图和其它光学扫描图。玻璃态却没有这种性质。
玻璃转化点一般可以采用各种方法测定，有一个实例是示差扫描量热法(DSC)的应用。其它技术可以包括测定发生绝缘材料分子运动损失的温度，或采用振动或振荡类型的流变测定方法，在温度扫描期间监测在分子运动损失或弹性模量方面的变化(G″或G′)。示差扫描量热法(DSC)测定一种类型的玻璃转化点(Tg)。对于DSC而言，试样非常冷，需要缓慢地温暖，直至出现第一个分子最早开始运动为止。这个事实表明，其本身的热函是小的，但却是可以测量的热函变化。
还有在其它温度下发生转化的其它“玻璃态类型”。玻璃材料转变成可变形的耐嚼固体的转化温度，与施加的变形频率有关。为了解释这个问题，人们可以研究玻璃窗。人们知道，就连古代教堂的玻璃窗(例如有500年了)也是底部比上部厚。这些教堂玻璃已经出现了变形(由于玻璃在重力作用下流动)——因为流动了足够长的时问(或换句话说，它经过了频率非常低的变形)。在较大的变形频率下，教堂玻璃早就会成为可破碎的固体，并已经粉碎。
在吃食物的过程中，变形的频率比教堂窗户中重力下流引起的变形频率较高。因此，尽管这些材料它们的耐嚼玻璃转化温度在它们的DSC玻璃转化温度以上，但在耐嚼转化温度以下时，本发明的耐嚼糖果或含糖甜食，往往全都具有玻璃的物理特性。
曾经发现，这种特殊玻璃转化的相应温度——相应于吃东西时经受的相称的感觉变化(从明显的玻璃状固体转变成易流动的耐嚼浆状物)——可以采用动态力学热分析技术(DMTA)准确地测定。这里提供采用DMTA技术测定这种相应的特殊玻璃转化(称作＂耐嚼转化＂)方法的实例。
研究和模拟这些成分的某些物理化学性质，能够预测不同配方成分对这种特殊的耐嚼类型的玻璃转化点的影响趋势。这些性质包括每个官能团的连接基础，分子机械体积随温度的可能变化，和对聚合物主链旋转的容易性等诸多方面的综合考虑。
为了达到所要求的耐嚼转化点，首先将耐嚼糖果类似物制成粘稠的溶液状态，其中可以包括某些发生一点融化的成分，其中还可以以悬浮的形式包括某些不溶解的成分。特别是在只减少水含量就能使ERH降低到实施本发明的临界值以下的场合，可以采用降低水含量，或加入能结合水的成分，例如加入水解胶体来达到粘稠。
然而在这样的溶液状态下，溶液的分子即使是粘稠的，也是无序的。当这种粘稠的溶液与结冰的冰冻甜食接触时，就被结冰的冰冻甜食冷却，它会迅速地表现出固体的性质。在这种情况下，粘稠会妨碍或甚至是阻止分子按另一种方式自然重排(在分子之间相互作用能量最低的基础上)成晶格的形式。因此获得的固体状结构是玻璃态的。这种玻璃态虽然保持其分子最初的无规则取向，但已经没有引人注意的流动性质。尽管不希望受到理论的约束，但认为溶质的性质和浓度，以及在粘度上的迅速增加(在转化温度下大于约1012Pa·s)，会对保持固态玻璃的无定形性质产生影响。
曾经发现，可以使耐嚼糖果与低于约15℃的冰冻甜食接触，然后使组合产品在温度约-15℃以下的介质中冷却，来获得这种特殊的玻璃转化。将来会把如此引起的玻璃转化用于几个目的，来获得这里所述的许多益处。
抑制和避免了耐嚼糖果类似物在结晶时释放的较高融化潜热。所以也就抑制和避免了这些高潜热对冰冻甜食的影响。
玻璃的导热性比晶体结构低。因此，在耐嚼糖果类似物与冰冻甜食接触时，形成中间的隔热层，损失的热绝大部分进入冷却室，而不进入冰冻甜食。在本发明的一个实施方案中，使200℃高度粘稠的液态耐嚼糖果类似物与-25℃的冰淇淋接触，然后冷却组合物。立即在接口上形成玻璃，尚未看见冰淇淋表面被熔融，这是有利的。玻璃具有很高的透明度，使组合产品对肉眼有相当大的吸引力，这是在消费者可食用的最终产品中希望拥有的。
这种玻璃可以包含基本上均匀或完全均匀分布的色素或染料。比较起来，单独的晶体一般是纯度较高的，在从溶液中结晶时，任何事先包含的色素都被浓集在晶体的表面上。
在与冰冻甜食接触时，玻璃往往能保持其形状和固体性(直到食用时，才达到其玻璃转化温度)。
冰冻甜食正常的低温储藏，能阻止玻璃在储藏过程中发生粒化或结晶(达到能量更低的状态)。低温能阻止或避免达到进行这些反应所需的活化能，还能阻止或避免反应速率的提高。这样就不需要利用低储藏RH值来抑制粒化。这还容许本发明的耐嚼糖果类似物在储藏和销售期间始终与冰冻甜食接触。
在食用开始时，玻璃往往是脆的，很容易破碎，这使在咬断耐嚼糖果类似物和冰冻甜食的组合物时，达到所要求的整齐程度。在咬断后，玻璃接着在口中发生转化。这只是提高温度的部分原因。另外，可溶性的影响是开始起作用。分子在玻璃中的无规则取向，使它们非常容易被水分渗透，因而在食用时比晶体更迅速地溶解。所以稀释作用迅速地改变了玻璃的浓度，使组合产品容易食用。
稀释作用可以由唾液进行，唾液的产生，一部分可以由包含在耐嚼糖果类似物配方中的酸或盐等成分促进。此外，稀释作用还可以由冰冻甜食中融化的水含量释放的水分产生，稀释和食用是同时进行的。
玻璃转化点随材料浓度的降低而降低。因此耐嚼糖果类似物原有的玻璃迅速地转变成新的状态，在此将这种新的状态称作“橡胶相”。在成为橡胶相后，耐嚼糖果类似物就失去其玻璃性质，并恢复常规耐嚼糖果典型的耐嚼性质。
尽管在玻璃状态或橡胶相中，耐嚼糖果类似物分子杂乱无章的取向仍然使香料化合物能互相掺杂和吸引。希望在食用产品的过程中，这能产生愉悦和延长香料的释放时间。
相反地，如果耐嚼糖果类似物处于结晶状态，单独晶体的纯化会使香料成分浓集在晶体的表面上。因此，食用结晶的产品，最初会迅速地，或过多地释放香料，这与不希望有的香味迅速消失有关，这是消费者不喜欢的。
本发明的组合产品可以是雪糕(ice cream stick bar)形式的，雪糕可以是挤出的或模制的。可以在这种棒的一部分或整个表面上，用一种或多种本发明的耐嚼糖果类似物层包覆。例如包覆可以采用包裹(enrobing)或浸渍的方法进行。可以采用一次或多次施加类似物层的方法进行。这种组合的雪糕也可以包括被冰淇淋浆状物包围的耐嚼糖果类似物核心，并可以采用本领域普通技术人员已知的“壳层和核心”方法制备。此外，或除了上述的二个实施方案以外，实际上还可以采用耐嚼糖果类似物制备多种冰冻甜食的馅。在一个实施方案中，耐嚼糖果类似物可以以一种或多种馅的形式存在在浆状冰淇淋块或冰淇淋杯中。
本发明的组合产品，可以是用耐嚼糖果类似物包覆或包裹的小块夹心糖或冰淇淋夹心糖的形式。
也可以是例如半圆形或块状的甜点，其中以包覆、以核心、或以馅的形式包含耐嚼糖果类似物。
还可以以冰淇淋层之间的连续层或图案的形式，例如以分层的块或卷的形式施加耐嚼糖果类似物。
组合产品还可以被包覆或包裹，或换句话说，与脂肪基的覆层，例如巧克力或覆盖层(couverture coating)组合。
采用DMTA测量测定耐嚼过渡点的方法对实验的详细说明优选采用聚合物实验室的DMTA(由美国新泽西州08854，Piscataway，Rheometrics Scientific International提供)，通过振动弯曲测定粘弹性质。在测定过程中，采用圆形弯曲试样夹紧装置盛装试样。在图1中示出DMTA圆形弯曲试样夹紧装置的示意图。试样夹紧装置1由三个铝环2，3，和4组成，由二个塑料圆片(PET或KAPTON，0.07mm厚)5和6隔开。中间环3(直径50×38mm)的厚度为2mm，它规定了试样7的测量厚度。如果试样太软，该厚度可以增加。即使是液体试样，在温度扫描过程中也能用二个塑料圆片5和6保持在适宜的位置上。
聚合物实验室的DMTA的四条腿(未示出)穿过这些环。采用在这些环(未示出)上面和下面的螺帽，将这些环刚性地固定在这些腿上，因而将这些塑料圆片5和6在这些环之间夹紧，防止泄漏(必要时可以使用少量的真空润滑油)。
通过M4螺栓8将DMTA的振动力施加到塑料圆片-试样“夹层”的中央，螺栓8穿过这些塑料片，这些塑料片在中央被直径6mm的铝套管9隔开(保持试样厚度2mm)。螺帽10和11拧紧在塑料圆片5和6上面的垫片12和下面的垫片13上，与DMTA驱动轴14形成刚性的连接(这里不能使用O-型环，因为在-50℃范围内，它们有可观测到的玻璃转化)。利用竖直对准的驱动轴14使DMTA头部位于适宜的位置。试样夹紧装置在头部下面的水平面上，以避免冰冻过程中重力的影响，可以将试样夹紧装置浸在液氮中进行骤冷。
注意塑料圆片5和6能容许试样中心自由移动约+或-2mm是很重要的。这比在测量过程中对试样中心施加的挠度(±0.032mm)大得多。在粘弹性模量没有应变关系时，这相应于约0.2％的应变，完全处在粘弹性的线性范围内。
在装好试样后，插入二个热电偶(K型，未示出)，在温度扫描过程中进行试样中的温度测量。采用在这些环中的第三个热电偶(未示出)，产生与玻璃转化一致的差示热分析(DTA)信号。
振动圆片-弯曲测量的试样装填方法取出在-20℃储藏的2mm厚试样，温暖至约室温(20min)，然后在底部的塑料圆片6上和中间环3内展开。使隔离物套管9对准圆片中央的孔，将上面的塑料圆片5放在适宜的位置，压在试样7和环上，然后，使上面的夹紧环2就位，采用二个螺钉将整个试样夹层固定在一起。在插入中央螺栓8后，将整个装置用螺栓固定在DMTA的腿上。将中央螺栓8上的螺帽10和11在隔离套管9上拧紧，中央螺栓8卡紧在DMTA驱动轴14中。在卡紧之前，要确保中央螺栓8能够上下自由移动。
测量和分析采用挠度±32μm的弯曲形式测定粘弹性模量，该挠度相应于约0.2％的应变，它低到足以使被测定的模量在粘弹性的线性范围内。在100Hz频率下，根据损失模量的峰值温度，测定耐嚼的玻璃转化(耐嚼开始)温度(该温度与采用表面红外测温计对耐嚼开始的传感器测定一致)。在该耐嚼玻璃转化温度下，试样材料在施加的变形频率下起“减震器”的作用。
在连续扫描试样温度时，测定的频率可以在其它Hz值之间多道传输。在以0.5℃/min冷却到-80℃的冷却模式下，和在以0.5℃/min加热到40℃/min的加热模式下，进行温度扫描。采用Lotus 1-2-3测定程序记录数据，采用Lotus 1-2-3和Excel进行分析。由于塑料圆片能防止达到转化温度时试样流失，所以塑料圆片的存在，使DMTA圆片弯曲技术给出清晰的损失模量峰值温度。还没有发现，在测量塑料圆片刚性的理论实验中，人为的现象会影响耐嚼开始温度的测定。这是因为塑料圆片的刚性，只在试样的粘度降到103Pa·s以下时才开始变成特性(这恰好只出现在耐嚼转化之后)。
实施例下面以研究实例进一步说明而不是限制本发明，其中所有的百分率和部分都是根据重量计算的。
实施例1根据本发明制备的玻璃状态的产品按照下面所述的方法，根据本发明制备下列产品。
成分(按份数计)蔗糖63玉米糖浆，36DE 16芒果浆 10加氢的棕榈仁油 5果胶，35DM*0.7柠檬酸 0.3水 16
色素 适量香料 适量总计 111***DM甲基化的程度**在加入色素、香料、和酸之后加水，使总体积达到100份。
将蔗糖总量的90％溶解在水中，并煮沸。加入玉米糖浆和加氢的棕榈仁油。将果胶干分散在蔗糖总量的10％中，在高速搅拌下加入。在8min内将混合物迅速加热到124℃，然后在10min内将混合物迅速冷却到93℃。加入水果浆、酸、色素、和香料。加水将混合物调到100份。
采用杜瓦瓶(真空绝热瓶)维持温度。采用水含量计测定平衡相对湿度为79％。采用所述的DMTA技术测定耐嚼转化温度为9℃。通过给冰淇淋(是含10％脂肪的典型冰淇淋，超过正常范围60％)施加表面条纹，使流体的耐嚼糖果类似物与-25℃的冰淇淋浆状物接触。
采用-40℃的空气，在鼓风信道中将组合产品冷却，直到采用红外测温计测定产品的外表面温度达到-20℃为止。该产品在冰冻甜食正常的储藏温度-30℃下储藏。
在食用产品时，玻璃和冰淇淋能整齐地咬断，然后玻璃在口中迅速地转化成耐嚼糖果浆状物。
实施例2根据本发明的雪糕产品按照实施例1制备耐嚼糖果类似物。采用将冰淇淋(-20℃)浸渍在装有这种类似物的储池中的方法，使流体的耐嚼糖果类似物与冰淇淋(在棍上的)接触，在整个表面上获得覆层。将组合产品放在液氮介质中进行冷却，直到外表面温度达到-20℃为止。然后将产品储藏在-30℃。在食用时，该产品与实施例1的产品具有同样的特性。
实施例3根据本发明固体过量的产品根据本发明制备下列产品。
成分 ％玉米糖浆，36DE 17明胶溶液(20％的150起霜剂(Bloom)) 9加氢的棕榈仁油 4粉状蔗糖 70色素 适量香料 适量总计 100将玉米糖浆加热到60℃。将加氢的棕榈仁油加到玉米糖浆中，随后融化并分散开。加入明胶溶液，在良好的搅拌下缓慢地加入蔗糖，避免生成糖块。将获得的浆状物调节到ERH(在糖浆相中)为80％。采用糖浆相的组成直接控制ERH。可以根据改进的Grover方程——Lees R.，Jackson，E.B.所著“含糖甜食和巧克力的生产(Sugar Confectionery &Chocolate Manufacture)”，Leonard Hill Books，349(1973)——从配方的总产量计算糖浆相中蔗糖的等效含量。也可以在采用例如折射仪测定试样糖浆相中溶解的总固体后，根据Hinton方程——Hinton，C.L.所著“甜食加工厂(Manufacturing Confectioner)”，6月(1958)——计算糖浆和晶体相。
—作为标准化步骤只需小的调节。
—产品未经过巴氏消毒。
—最初测定耐嚼转化温度为-8℃，在-30℃储藏4周后未发生变化。
使流体膏状的糖果类似物的浆状物与冰淇淋(-20℃)接触，形成1mm厚的层，将组合产品浸在液氮中，直到外表面温度达到-20℃为止。耐嚼糖果类似物与细方旦糖状的糖晶体形成互相混杂的玻璃。该组合产品储藏在-30℃。
在食用组合产品时，糖果壳层(candy mass)在口中迅速润湿，在1-2s内就变成可耐嚼的。
这个实施例证明，在冷却速度足够快时，即使固体过量(潜在的晶种)也不能防止一部分玻璃的生成。
对比例1采用手工将雪糕(按照实施例2)包裹在称作“Fruit by the Foot”的水果皮革(fruit leather)——美国明尼苏达州55440，明尼阿波利斯，General Mills有限责任公司(General Mills Inc.)的商业产品——中，当在环境条件下储藏和食用时，在感觉上是可耐嚼的。这种组合产品储藏在-30℃，该温度是冰淇淋典型的储藏温度。ERH和耐嚼转化温度是—ERH为57％—耐嚼转化温度是+10℃。
在打算食用时，现在的坚韧常规糖果不容易被咬断，而是以一个块的形式从冰淇淋中滑出。所以要用刀将组合产品切成适合嘴的大小。在食用时证明，这种硬糖果过多地粘附在牙齿上。吃起来很费力，在糖果达到要求的耐嚼质的之前4min，冰淇淋完全融化。
对比例2根据在“具有Genu果胶的甜食产品(Confectionery Products with GenuPectins)”，1986，A/S KBENHAVNS PECTINFABRIK，哥本哈根果胶厂，丹麦4623，Little Skensved，丹麦，7-10中所述的配方，制备常规的果胶冻糖果。在作为环境温度下单独的耐嚼糖果制品时，这是个众所周知的生产合格食品的配方。ERH和耐嚼转化温度是—ERH为61％—耐嚼转化温度是+9℃。
当采用不同的方法使果胶配方(在90℃)与冰淇淋(在-0℃)接触时，粘附作用很差。冰淇淋表面还会发生融化。在冷藏(-30℃)过程中，观察到耐嚼糖果部分有凝结的水珠并使色素流出。在食用过程中，耐嚼糖果过硬，在糖果部分变成足够柔韧之前3min，冰淇淋就已经融化了。
要理解，本发明不限于这里所示和所述的准确结构。例如根据本发明的详细说明书，显然各种各样的材料都适合在制造高尔夫球的组合物或方法中使用。因此，按照所附权利要求的规定，本领域的普通技术人员根据这里所述的公开内容，或借助于其中的例行实验很容易获得的所有适宜的改进，都被认为是在本发明的内容和范围之内。
权利要求
1.具有下列性质的耐嚼糖果或含糖甜食类似物平衡相对湿度至少约70％；和耐嚼转化温度约-15℃-0℃，使类似物在冰冻甜食的正常储藏和销售温度下是呈玻璃态，但在冷食时，却在口中变成可耐嚼的，因此模拟了在环境温度下食用的常规耐嚼糖果的质地。
2.权利要求1的类似物，其中耐嚼转化温度为约-12℃--3℃。
3.权利要求1的类似物，其中平衡相对湿度至少约75％。
4.权利要求1的类似物，其中包括至少一种选自蒸煮过的含糖甜食、焦糖、太妃糖、乳脂软糖、橡皮糖、凝胶软糖、甘草膏、奶油膏、充气甜食例如松果软糖和杏仁蛋白糖、口香糖、方旦糖、或杏仁酥糖的成分。
5.权利要求4的类似物，其中这些成分用水分散，蒸煮，然后在充分巴氏消毒的条件下用水相稀释，获得已巴氏消毒的流体浆状物，平衡相对湿度至少约70％。
6.将权利要求1的产品与冰冻甜食组合，制备复合冰冻甜食产品的方法，其中包括首先使浆状物与温度低于约-15℃的冰冻甜食接触，迅速冷却流体耐嚼糖果浆状物，形成一种组合物；和在温度低于-15℃的介质中调整所述组合物，直到耐嚼糖果浆状物经过玻璃转化为止。
7.复合的冰冻产品，其中包括根据权利要求1的糖果或含糖甜食类似物；和食品。
8.权利要求7的产品，其中食品是冰冻甜食。
9.权利要求8的产品，其中冰冻甜食包括至少一种选自冰淇淋、布丁、酸奶、冰棍、刨冰、和冰糕的成分。
10.权利要求9的产品，其中冰冻甜食还包括至少一种选自巧克力、面粉基产品、或多种水果或果仁的成分。
11.权利要求9的产品，其中将冰冻食品配置在棍上或向上展开的管状物中。
12.权利要求7的产品，其中类似物包括至少一种选自蒸煮过的含糖甜食、焦糖、太妃糖、乳脂糖、橡皮糖、凝胶软糖、甘草膏、奶油膏、充气甜食例如松果软糖和杏仁蛋白糖、口香糖、方旦糖、或杏仁酥糖的成分。
13.权利要求7的产品，其中耐嚼转化温度为约-12℃--3℃，平衡相对湿度至少约75％。
14.权利要求7的产品，其中类似物是基本上不含晶体的结构。
15.权利要求7的产品，其中类似物包括至少一种着色剂。
16.权利要求7的产品，其中类似物包括至少一种糖、棕榈油、和水。
17.权利要求16的产品，其中至少一种糖包括蔗糖和玉米糖浆，类似物还包括芒果浆、果胶、和柠檬酸。
18.权利要求16的产品，其中存在的总糖量为约60-90份，存在的棕榈油量为约2-8份。
19.权利要求17的产品，其中芒果浆的存在量为约5-15份，果胶的存在量为约0.2-1.2份，和柠檬酸的存在量为约0.05-0.7份。
20.权利要求19的产品，其中食品制品是冰冻甜食，其中包括至少一种选自冰淇淋、布丁、酸奶、棒冰、刨冰、或冰糕的成分，类似物的耐嚼转化温度为约-12℃--3℃，和类似物的平衡相对湿度至少约75％。
全文摘要
生产一种耐嚼糖果类似物，特别是在冰冻甜食产品的加工、储藏、和食用条件方面，该类似物与冰冻甜食产品是兼容的，以便在与常规冰冻甜食产品一起加工时，在流体流变学、传热、绝热性能、定形速率、和塑性变形方面提供特殊的性质。
文档编号A23G9/00GK1531397SQ02809605
公开日2004年9月22日 申请日期2002年4月18日 优先权日2001年5月9日
发明者E·T·贝斯特, R·P·雷纳蒂, L·A·基布勒, W·M·马钦尼斯, A·雷米, E T 贝斯特, 基布勒, 雷纳蒂, 马钦尼斯 申请人:雀巢制品公司