含有富马酸的食用酸混合物的制备的制作方法

专利名称：含有富马酸的食用酸混合物的制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种食用酸的制备方法和按照该方法生产的一种食用酸。
本发明的第一方面是提供一种食用酸的制造方法，该方法包括下列步骤将富马酸与一种有机酸在一种水介质中混合，形成一种混合物；和干燥该混合物以生产包括含富马酸和所述有机酸的颗粒物的食用酸，选择富马酸和所述有机酸的量为使所述富马酸的量占该颗粒物量的约5％～95％。
该说明书中所给的百分比组成为重量百分比组成。
优选的是选择富马酸和所述有机酸的量为使所述富马酸的量占该颗粒物量的约40％～60％，更优选的是约45％～55％。
所述富马酸可以是冷水可溶性(或CWS)的富马酸。冷水可溶性富马酸为包含有少量润湿剂的由Haarmann和Reimer公司作为CWS富马酸类出售的经细磨过的富马酸，或由NCP食品厂作为粒状冷水可溶性富马酸类出售的颗粒富马酸。
所述有机酸可以选自苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、抗坏血酸以及这些酸的任意两种或多种的混合物。优选的有机酸是苹果酸和酒石酸的混合物。所述有机酸是水可溶性的可食用的酸，即允许用于食物的酸。
苹果酸的量可选定为使苹果酸的量占所述颗粒物的约40～60％，优选约50％。酒石酸的量可选定为使酒石酸的量占所述颗粒物的约3～10％，优选约5％。
该方法可以包括将细分的富马酸与苹果酸和酒石酸的水溶液混合。该混合步骤包括在苹果酸和酒石酸的水溶液的存在下研磨所述富马酸得到浆状物；或在水介质中研磨所述富马酸，然后将苹果酸和酒石酸加入或混入到该被研磨的富马酸浆状物中；或将苹果酸和酒石酸的水溶液喷洒于粉末状的富马酸上；或分别将苹果酸和酒石酸的水溶液喷洒于粉末状的富马酸上。
因此所述混合步骤可以包括将细分的富马酸与一种苹果酸和酒石酸的水溶液混合。作为替代，该混合步骤可以包括在苹果酸和酒石酸的水溶液的存在下研磨所述富马酸得到浆状物。作为替代，该混合步骤可以包括在水介质中研磨所述富马酸得到被研磨的富马酸浆状物，然后将苹果酸和酒石酸加入或混入到该被研磨的富马酸浆状物中。作为替代，该混合步骤可以包括将苹果酸和酒石酸的水溶液喷洒于粉末状的富马酸上。作为替代，该混合步骤可以包括分别将苹果酸和酒石酸的水溶液喷洒于粉末状的富马酸上。
所述研磨步骤可以在湿研磨机上进行以使所述混合物形成浆状物，在该浆状物中基本上所有固体的颗粒大小为不大于150微米(100目)，并且平均颗粒大小约为100～25微米(150～500目)。优选的是进行所述研磨步骤使在浆状物中基本上所有固体的颗粒大小不大于100微米(150目)，并且平均颗粒大小约为75～25微米(200～500目)。
所述干燥步骤可以包括将所述浆状物喷雾干燥或将所述浆状物进行喷雾颗粒化。因此，所述干燥步骤可以选自喷雾干燥或喷雾颗粒化。尤其是，所述干燥步骤可以是喷雾颗粒化步骤，该步骤是在一个流化床造粒机中通过连续的或间歇式的过程进行，以得到自由流动的无尘产品。可以控制该喷雾颗粒化步骤从而直接获得或通过筛选获得20～60目，优选30～45目的颗粒，将不合规格的部分进行再加工。
最终的颗粒大小典型的是通过筛分或精选进行控制，以除掉大颗粒然后将其在研磨机中磨细并返回到造粒机的流化床中。小颗粒也通过筛分或精选除去然后返回到流化床中。此外，当所述干燥步骤连续进行时，会发生一定量的颗粒物质的分离，因为较小的颗粒被扬得较高并易于与更多的喷洒到流化床上的新鲜溶液或浆状物接触，接着比处于流化床低部位置的较大的颗粒优先生长。流化床的溢出口通常设置在流化床的底部以除去大的颗粒。按照这种方式，将最终颗粒大小控制在约20～100目(840～150微米)，理想的是控制在约24～60目(700～250微米)。
在喷雾颗粒化步骤以后，可以将所述颗粒物干燥至含水量低于0.5％，优选低于0.25％。
因此，可以将所述混合物干燥以生产含水量低于0.5％，优选低于0.25％的颗粒物。
该混合步骤可以在润湿剂或表面活性剂的存在下进行。所述润湿剂可以，例如，溶解在含水介质中以使产生的颗粒物均匀地与润湿剂混合。该混合步骤还可以在消泡剂的存在下进一步进行。该消泡剂也可溶解在水溶液中。
所述润湿剂可以是液体润湿剂。这种液体润湿剂典型的是可食用的并且基本上无味的。例如，它可以是液体磺基琥珀酸烷基酯如琥珀酸二辛基酯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、Tween(商标名)或任何其它适用的可食用润湿剂或表面活性剂。消泡剂可以是硅氧烷消泡剂。例如，它可以是食品级硅油消泡剂。
所述润湿剂的量可占最终产品即食用酸的量的约0.1～0.5％。所述消泡剂的量为在混合和干燥步骤中能控制起泡的量，在最终产品即食用酸中的量为约2～20ppm，优选为约5～15ppm，最优选为约10ppm。
所述方法可以包括向所述食用酸中加入添加剂的进一步的步骤，所述添加剂选自调味剂、着色剂、甜味剂以及这些添加剂的两种或多种的混合物。典型的是在喷雾干燥或喷雾颗粒化步骤中将该添加剂喷在混合物上。
本发明扩展到一种通过上述方法生产的以颗粒形式存在的食用酸。
本发明进一步扩展到以颗粒形式存在的食用酸，该食用酸含有一种包括约5～95％的富马酸，约5～95％的苹果酸和约3～15％的酒石酸的复合物质。
下面以实施例的方式描述本发明，参照所附实施例和附图，其中“复合酸”和“复合物”是指本发明的食用酸。在这些附图中

图1表示所述复合酸的预期的酸度(tartness)曲线图(profile)；图2表示柠檬酸的酸度曲线图；图3表示苹果酸的酸度曲线图；图4表示富马酸的酸度曲线图；图5表示酒石酸的酸度曲线图；图6表示图1～5酸度曲线图的重叠和所述复合酸的预期的酸度曲线图；图7表示复合物和柠檬酸的吸附等温线；和图8表示复合物和柠檬酸的pH曲线图。实施例1
将苹果酸(40千克)，d1-酒石酸(4千克)和磺基琥珀酸二辛基酯润湿剂(Zenith DSS，100克)溶于温水(130千克)中得到一溶液。将晶体富马酸(36千克)加到该溶液中，并将所得到的浆状物在Chicago Boiler超微磨碎机中研磨2小时。在另一个具体实施方式
中，研磨机是由PremierMill或Oliver和Battle提供的EHP系列超微研磨机。在研磨过程中用硅氧烷消泡剂(AF1510，得自Bob Larson Silicones，五滴)控制起泡。将起动机床上载有的晶体酒石酸(200克)加入到装备有三个喷嘴的GLATT GPCG-60间歇式喷雾造粒机中，并将被研磨的浆状物以70～130升/小时的速度用130多分钟的时间喷洒到所述起动机床上以使该流化床的温度保持在50～60℃。研磨机的功率为22千瓦，其高度为约1300毫米，直径为约800毫米，叶轮的轻击速度为13米/秒。造粒机的设置如下喷射气压2.5巴进口气体温度100℃气体流速2200立方米/小时然后将产品通过在流化床上的进一步流化而干燥30分钟，并在冷空气中通过在流化床上的流化冷却5分钟至床层温度为40℃。实施例2重复实施例1的步骤，但使用水(60千克)并且起动机床上载有由实施例1制得的产品(10千克)。在颗粒化过程中床层温度保持在52～57℃。含有0.21重量％的水和81.4重量％的产品其颗粒大小的范围为841～250微米。其堆密度为690～774千克/立方米。
通过实施例1的方法制备的颗粒产品的酸味曲线图列于图1中。实施例3将下列食用级组分加入到装备有以指定速度运转的搅拌器的混合容器中并进行混合酒石酸 50千克/小时苹果酸 500千克/小时富马酸 450千克/小时磺基琥珀酸二辛基酯润湿剂(70％) 2.25千克/小时硅油消泡剂 15克/小时水 500升/小时所述混合容器的容积为约1500升，具有足够大的容积进行充分的混合并具有足够的时间将可溶解组分溶解。只有富马酸不溶解，因此形成浆状物。
将所述浆状物连续加入到Premier型湿研磨机中进行研磨。然后，将该研磨过的浆状物用正向变位泵在压力下直接泵送至APV Anhydro连续干燥机/造粒机装置中，在所述装置的第一段的流化床中进行颗粒化并将大部分水进行初步干燥(降至约1％的残余水量)。该第一段包含有一个圆形的通常低而粗的容器，在该容器中所述浆状物在压力下通过一个嘴被连续泵送至流化床中。该过程可在也可不在雾化的压缩空气下进行。所述流化床被热空气流悬浮在筛分盘之上。该床层用温度为约65℃的热空气进行流化，用于固定流化床的热空气的表面速度典型的是在0.3～2.4米/秒的范围内。
该床层的高度用从筛子下面进入到室腔的空气的体积和压力来控制，在流化床中的产品的体积和停留时间通过使一定量的产品经一个旋转出口阀排出床层而保持在所设定的条件下，并进入第二段。来自第一室腔的出口空气从所述容器的顶部通过一个旋流分离器，以除去所产生的产物细粉，该细粉返回到流化床中，并在流化床中与入口喷雾料和床层中的其它颗粒进行接触。通过将细粉返回到床层以生长为较大的颗粒有助于控制产品的颗粒大小范围。
所述第二段由具有轻微角度的机械振动矩形流化床或者也可以是固定流化床所组成，在该流化床中产品随空气流而移动，在该流化床中进行进一步的干燥和随后的冷却。无论热空气流还是冷空气流都用旋流分离器除去细粉并将细粉再次返回到第一室腔的流化床中。外加的添加剂如调味剂、着色剂和/或甜味剂可以在该第二段中通过将添加剂喷在颗粒上而任选地加入。
从第二段得到的干燥和冷却后的产品具有典型的低于0.3％的低的残余水量，该产品从保持预定保留时间的堰上溢出到筛上，在筛上大的颗粒被除去并将其研磨，然后与筛出的细粉一起返回到第一段的流化床中。该筛分机械控制产品的最终颗粒大小，同时从第二段装置顶部的排出管通过除去细粉和粉尘进一步对产品进行筛分，该细粉和粉尘通过旋流分离器从气体流中被除去并返回到第一段的造粒机的流化床中。讨论食用酸一般用于对食品、酒和饮料，提供一种愉快、清新的酸味。它们也可用于食品保藏的目的，即通过加入食用酸降低食品的pH值，从而降低可能的有害微生物的活性。柠檬酸已为此目的使用多年。
图2所示柠檬酸的酸味曲线图可以描述为酸度的急速“突起”，即酸度在初始阶段清楚地达到一个峰值，此后酸味急速下降并很快消失。但是柠檬酸的这种急速的强的酸味会导致加有柠檬酸的食品中甜味剂和调味剂的味道的丧失。如果加有柠檬酸的食品中使用了某些合成的高强度的甜味剂，酸度的相对急速的消失会导致苦的后味。除了其非常强的急速的味道和短的活性酸味以外，柠檬酸还有其它的缺点。例如，当用于干燥的粉末如软饮料或饮料混合物中时，由于其吸湿性而容易结块。而且也不能自由流动并且具有不均匀的颗粒大小。尽管有这些缺点，柠檬酸至今为止仍是最普遍使用的食用酸味剂。
与柠檬酸溶解度相当的苹果酸具有图3所示的酸味曲线图。其酸味曲线不象柠檬酸那样尖锐，而是具有较长的持续期。因此苹果酸可以掩饰与苹果酸一起使用的合成甜味剂的苦的后味。缓慢增加至酸度的峰值不会损失甜味剂的味道，因此只需使用较少的甜味剂(这在天冬甜素的情况下已得到证明)。在味觉试验中，已经断言调味剂与苹果酸能更有效地混合。但是，在某些最终产品如柑橘味饮料中与柠檬酸相关的初始急速的强酸度是优选的。
从图4可以看出，富马酸具有比柠檬酸或苹果酸都更平坦的酸度曲线图和更长的维持期。长的味觉维持意味着富马酸从效力上似乎是“更强”的食用酸，并且较少的富马酸便能达到与其它食用酸相当的酸度效果。虽然富马酸是最廉价的食用酸之一，但其在水中的溶解度较低，除非以含有润湿剂的很细的粉末形式即前面描述的所谓冷水可溶型(CWS型)富马酸或前面描述的颗粒化冷水可溶型富马酸使用，否则其溶解很缓慢。本申请人所知道的所有其它所谓冷水可溶型富马酸都是粉尘很多，因此在许多方面都不适用。
图5所示d1或l酒石酸的酸度曲线图比柠檬酸的酸度曲线图平缓。它具有比柠檬酸高的酸味峰值和较长的维持期。酒石酸一般来说是常用食用酸中最昂贵的。但l-酒石酸异构体具有吸湿性因而易于结块。
图1-5中的酸感曲线图是从文献中收集的。测定这些曲线图的典型方法是基于一个TASTE(9.1版，1992年)软件包，该软件包由英国READING的属于Whiteknights大学Lord Zuckerman研究中心的Reading科学服务有限公司开发。
为了获得相当于单水柠檬酸的酸复合物的当量酸味点，筛选并训练评味员。当量酸浓度是在味觉上具有相同的感觉酸度和酸性的食用酸的浓度。筛选包括按照Jellinek，1985的方法对评味员在四种基本味觉(甜，酸，咸和苦)方面和几组浓度系列进行测试，以确定该评味员的阈值(味觉最低起感量)。按照ASTM标准方法每三人一组进行试验以确定每个评味员的各个基本味觉的阈值。接着选出对苦味最敏感的十二个成员作为酸味评味员。用于训练的浓度系列组在当量酸味分析中用作浓度系列范围的指示。
CSIR提供了用于当量酸味分析的浓度系列组。如果该系列浓度过低或过高覆盖了柠檬酸酸味从高到低的范围，则需要使用较高或较低的浓度系列。5个浓度水平范围内的最适用的浓度系列至少重复测试三次。柠檬酸的浓度为0.2％。提供的样品随机与0.2％的柠檬酸配对排列，以浓度的升序，每期两对在期与期之间停留20分钟用以对抗评味员的感觉疲劳。在期与期之间立即用乳蛋糕作为味觉清除剂。所有样品、水和乳蛋糕都在室温(19.4～22.3℃)下使用。样品的品尝是在正常的白光下在控制温度的各个感室评定室中的小间内进行的。
由ARC-AGRImetric Institute采用Genstat 5，Release 3.1(1993)的方法统计分析获得结果。当量酸味浓度如下
上述结果清楚地显示出使用中的节省。所述浓度与单水柠檬酸相比显示出37.5％的节省，而与无水柠檬酸相比为33.5％的节省。这些节省的量将根据产品的风味特征而变化。
下面的试验是将柠檬酸与酸复合物的风味特征进行比较。用在当量酸味点的试验酸溶液和产品如醋酸、未成熟香蕉、冷红茶以及各种兴奋剂和软饮料来训练评味员。在训练中介绍评味员对酸的可能描述的典型术语。在训练期间由评味员说出和定义的属性列于表1。样品以上述同样的过程提供。用Quattro Pro(V5.0)在电子表格上收集统计分析，并用统计程序，STATGRAPHICS(V5.0)采用变量的单向分析(ANOVA)，以酸为主要因子分析所得数据。
表1
从获得的结果可以看出对于柠檬酸(0.2％重量/体积w/v)或在其当量酸味点的所述酸复合物的相关感觉的任何变化之间没有充分的区别。
因此，可以得出结论在所述复合酸中该三种酸的特定组合在当量酸味浓度上测得的各种特性可以与柠檬酸的酸度感觉曲线非常匹配。
本申请人发现将苹果酸、富马酸和酒石酸一起使用可以克服所称的柠檬酸的缺点及与苹果酸、富马酸和酒石酸有关的自身缺点并能提供含有各个酸的复合物的颗粒，该复合物具有改善的酸味曲线。可以预期该复合酸与其它食用酸相比其感觉酸度曲线将与图6所示的非常相似。因此本发明用苹果酸、dl-酒石酸(或l-酒石酸，如果dl-酒石酸不允许作为食用酸或者得不到dl-酒石酸时)和富马酸的非吸湿性颗粒组分混合物来代替吸湿性的柠檬酸(在本发明的复合颗粒中所有这些酸都是食品级的而且是非吸湿性的)。如图7所示的由CSIR作出的吸附等温线测定可以看出，当在控制条件下进行试验时，经验数据清楚地表明了与复合酸的相对非吸湿性能相比柠檬酸的吸湿性质。如果复合颗粒中酒石酸的含量少，则出现与柠檬酸类似的酸度的突然“突起”，而当易溶的苹果酸为主要组分时则提供平缓的酸味。富马酸的缓慢的溶解性可以通过使用冷水可溶(CWS)富马酸来克服，而其低的溶解性则可通过选择复合颗粒中富马酸的量使得所选择的量在所使用的水量中能够溶解来克服。
单独的柠檬酸具有下列缺点。即其具有吸湿性并易于结块；不能自由流动，颗粒大小不均匀，具有掩盖其它味道的尖锐的初始味道并且酸味维持期短。
另外，由于经常出现的颗粒大小的差异和特定重量的差异，酸的混合一般具有不均匀的组分分布和组分的分离(分层)。这种混合物也具有不规则的外表。
颗粒产品中富马酸和苹果酸的存在也能减少所需要的与柠檬酸相比的总的酸味剂量，并能提供具有较长维持期的酸味。
表2柠檬酸与在当量酸味点的酸复合物相比的平均得分
其中，对所有属性1＝无；8＝非常强本发明的一个优点是提供了一种颗粒状固体，其中每个颗粒为含有苹果酸、酒石酸和富马酸的复合颗粒(完全不同于混合物)，这些颗粒具有一致的颗粒大小。产品具有类似于天然水果味的好的味道，具有平缓的长维持期的酸度，颗粒中的各种酸具有均匀的分布。本发明的另一优点是该颗粒产品具有自由流动、无尘和非吸湿性的特点，与本申请人所知的现有酸味剂相比具有良好的操作、包装和自身寿命的特点，而且与本申请人所知的现有酸味剂相比具有平缓的长维持期的酸度和低的消耗。从图8和表3可以看出，在不同浓度下复合酸的pH曲线都表现出比柠檬酸低的pH值。
权利要求
1.一种用于制备食用酸的方法，该方法包括下列步骤将富马酸与一种有机酸物质在一种含水介质中混合得到一种混合物；和干燥该混合物得到一种含有含富马酸和有机酸物质的颗粒材料的食用酸，选择富马酸的量和有机酸物质的量使得富马酸占该颗粒材料量的5～95％。
2.按照权利要求1的方法，其中选择富马酸的量和有机酸物质的量使得富马酸占该颗粒材料量的40～60％。
3.按照权利要求2的方法，其中选择富马酸的量和有机酸物质的量使得富马酸占该颗粒材料量的45～55％。
4.按照上述权利要求中的任意一种的方法，其中富马酸为冷水可溶性(或CWS)富马酸。
5.按照上述权利要求中的任意一种的方法，其中有机酸物质选自苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、抗坏血酸以及这些酸的任意二种或多种的混合物。
6.按照权利要求5的方法，其中有机酸物质为苹果酸和酒石酸的混合物。
7.按照权利要求6的方法，其中选择苹果酸的量使得苹果酸占颗粒材料量的40～60％。
8.按照权利要求7的方法，其中选择苹果酸的量使得苹果酸占颗粒材料量的50％。
9.按照权利要求6～8所包括的任意一种的方法，其中选择酒石酸的量使得酒石酸占颗粒材料量的3～10％。
10.按照权利要求9的方法，其中选择酒石酸的量使得酒石酸占颗粒材料量的5％。
11.按照权利要求6～10所包括的任意一种的方法，其中所述混合步骤包括将细碎的富马酸与苹果酸和酒石酸的水溶液混合。
12.按照权利要求6～10所包括的任意一种的方法，其中所述混合步骤包括在苹果酸和酒石酸的一种水溶液存在的条件下研磨富马酸以得到一种浆状物。
13.按照权利要求6～10所包括的任意一种的方法，其中所述混合步骤包括在一种含水介质中研磨富马酸以得到一种研磨的富马酸浆状物，然后向该研磨的富马酸浆状物中加入苹果酸和酒石酸。
14.按照权利要求6～10所包括的任意一种的方法，其中所述混合步骤包括将苹果酸和酒石酸的一种水溶液喷在粉末形式的富马酸上。
15.按照权利要求6～10所包括的任意一种的方法，其中所述混合步骤包括分别将苹果酸和酒石酸的水溶液喷在粉末形式的富马酸上。
16.按照权利要求12或13的方法，其中所述研磨步骤在一种湿研磨机中进行，以使浆状物中基本上所有的固体材料的颗粒大小为不大于150微米(100目)，并且平均颗粒大小在100至25微米之间(150～500目)。
17.按照权利要求16的方法，其中所述研磨步骤在一种湿研磨机中进行，以使浆状物中基本上所有的固体材料的颗粒大小为不大于100微米(150目)，并且平均颗粒大小在75至25微米之间(200～500目)。
18.按照上述权利要求中的任意一种的方法，其中所述干燥步骤选自喷雾干燥和喷雾颗粒化。
19.按照权利要求18的方法，其中所述干燥步骤为喷雾颗粒化步骤，该喷雾颗粒化步骤在一种流化床造粒机中通过选自连续或间歇式的方法进行，以得到自由流动的无尘产品。
20.按照权利要求18或19的方法，其中控制所述喷雾颗粒化步骤以直接制备20～60目的颗粒。
21.按照上述权利要求中的任意一种的方法，其中将混合物干燥以制备具有低于0.5％的含水量水平的颗粒材料。
22.按照上述权利要求中的任意一种的方法，其中将混合物干燥以制备具有低于0.25％的含水量水平的颗粒材料。
23.按照上述权利要求中的任意一种的方法，其中所述混合步骤是在一种润湿剂或表面活性剂存在下进行。
24.按照权利要求23的方法，其中将所述润湿剂溶解在含水介质中以使制得的颗粒材料与该润湿剂均匀混合。
25.按照权利要求23或24的方法，其中所述润湿剂为液态润湿剂。
26.按照权利要求25的方法，其中所述润湿剂选自琥珀酸二辛基酯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和Tween(商标名)。
27.按照上述权利要求中的任意一种的方法，该方法包括在所述食用酸中加入一种添加剂，该添加剂选自调味剂、着色剂、甜味剂或它们中的任意二种或多种的混合物。
28.一种由上述权利要求中的任意一种中所要求的方法制备的颗粒形式的食用酸。
29.一种颗粒形式的食用酸，该食用酸含有一种复合物质，该复合物质包括5～95％含量的富马酸，5～95％含量的苹果酸以及3～15％含量的酒石酸。
30.按照权利要求1的方法，该方法基本上如此处所描述和说明。
31.一种用于制备食用酸的新方法，该方法基本上如此处所描述。
32.一种按照权利要求28或29的食用酸，该食用酸基本上如此处所描述和说明。
33.一种新的食用酸，该食用酸基本上如此处所描述和说明。
全文摘要
一种用于制备食用酸的方法,该方法包括下列步骤:将富马酸与一种有机酸物质在一种含水介质中混合得到一种混合物;和,干燥该混合物得到一种含有含富马酸和有机酸物质的颗粒材料的食用酸,选择富马酸的量和有机酸物质的量使得富马酸占该颗粒材料量的5～95%。
文档编号A23L1/22GK1253478SQ9880455
公开日2000年5月17日 申请日期1998年5月22日 优先权日1997年5月28日
发明者罗伯特·沃尔特·里克罗夫特·福得斯 申请人:桑璀化学有限公司