用于在线混合表面涂层组合物并将其涂敷到食品上的系统和方法

专利名称：用于在线混合表面涂层组合物并将其涂敷到食品上的系统和方法
技术领域：
本发明涉及制备表面涂层组合物并将其涂敷到食物如动物食品上的方法，所述组合物具有固体和液体添加剂。
背景技术：
在宠物食品业，增强美味的物质通常被称为“美味剂”，可应用于被分类为“粗粮”的某些食品，以增加享受食品的乐趣，同时满足动物的营养需求。如在本工业中所使用的，“美味”的含义通常包括可被动物感觉到的食物的所有不同性质，所述感觉包括味觉和嗅觉。物质如动物原始消化物、有机酸及其盐、以及各类肉蛋白通常用于增强宠物食品的美味。这些物质可以是液体的或固体的，这取决于所需的性质。
还希望增加动物食品的其它性质，同时保持美味。因此，功能性添加剂如前生命期的微生物、维生素、某些药用化合物和牙结石控制剂可加入到动物食品中以给动物增加总体有益效果。
美味剂和其它功能性添加剂可以掺入到食物中或局部地涂敷到食物表面上。表面涂敷通常是在食品挤出后进行。表面涂敷通常优选作为提供这些添加剂的方法，因为添加剂如美味剂的味道可能被粗粮中的其它成分掩盖，或者如果添加剂掺入到(即，混杂有)食品组合物内，由于工艺敏感性分解，添加剂可能失去所期望的性质。而且已知，如果一些添加剂如牙结石控制剂在动物食品表面提供，它们就能在口腔内以较高浓度更快地得到。因此，本领域中常常优选使用美味剂和其它有益添加剂对动物食品进行表面涂敷。
通常，使用分段涂敷或其它类型的方法把物质涂敷到食品表面。对于分段表面涂敷法，本领域内常常把液体脂肪涂敷到动物食品的表面上，然后再涂敷固体和液体添加剂。在分段涂敷法中，液体脂肪通常用作粘合剂以将固体和液体添加剂固定到动物食品的表面上。然而，为了在分段涂敷法中把脂肪用作粘合剂，通常必须使用过量的固体和液体添加剂，以保证动物食品被添加剂充分涂敷，这可能会浪费大量的过量添加剂，从而增加了生产、原材料、存储和清洗的费用。此外，当从一种产品改变为另一种产品而不首先停止整个分段涂敷工序时，可能难以优化或改变涂敷到动物食品表面的固体和液体添加剂的量。当改变对不同产品流的混合时，必须除去和更换整批的液-固混合物。
为了克服与分段涂敷法相关的缺陷，通常使用同时涂敷法作为替代。在同时涂敷法中，液体脂肪用作固体和液体添加剂的载体和粘合基质。具体地讲，液体脂肪、固体添加剂和液体添加剂被同时混合形成表面涂层组合物。其它方法可产生高度粘稠的组合物，它们更难以以均匀的方式给食物表面提供成分。此外，在涂敷前，当把所有的添加剂充分混合后，包含在表面涂层组合物中的许多固体物质，如维生素、抗氧化剂、前生命期的微生物、药物、酶、肽、蛋白质、草本植物、香味剂等，更有可能在混合时发生降解，从而增加了某些成分与工艺和环境条件的接触，如水分、在制备好的消化物内的酸性组分、加热、剪切或压力、或者这些或其它有害因素中的两个或多个因素的组合。具体地讲，液体添加剂象水一样并且是强酸性的，它们可使固体添加剂经受吸湿作用，由于在混合过程中接触水，这种pH变化或水的活性会导致所需的固体添加剂效力的损失。
因此，本领域需要使用固体和液体添加剂给动物食品进行表面涂敷的方法，它能克服上述缺陷。
发明概述本发明公开了制备表面涂层组合物的系统和方法，所述组合物用于食品，尤其是动物食品。具体地讲，该方法提供了模块式在线混合系统，它能使成分按需要进行混合，从而减少了在系统内的浪费和粘度的形成。该方法包括提供一种或多种液体脂肪、一种或多种固体添加剂和一种或多种液体添加剂，以应用于在线涂敷过程，这减少了分解或所需成分的损失，并降低了粘稠溶液的形成，所述粘稠溶液会损害涂敷过程和降低涂敷均匀性。
在所述的在线涂敷过程中，将组分按需要进行计量混合以最小化形成粘度的反应时间，从而提供较好的均匀涂敷。在一个实施方案中，液体脂肪和固体添加剂混合形成液体脂肪-固体添加剂组合物。然后可将液体脂肪-固体添加剂组合物与液体添加剂混合(已经向其中加入或未加入可溶的液体或固体添加剂)来提供表面涂层组合物，所述组合物在挤出和固体后涂敷到食品上。“固体添加剂”是指包括至少一种固体添加剂。类似地，“液体添加剂”是指包括至少一种液体添加剂。
在另一个实施方案中，该方法包括将较不稳定的成分混入到适当的载体如脂肪或油中，以保护其免受附加成分的影响，所述附加组分必须加到食物的表面。混合基本上是在递送点进行的，从而最小化与有害环境因素的接触。成分的在线递送和混合使合适的载体与特定的组分混合，不必关闭加工工序，以给需要的新组分提供混合。
另外，当固体添加剂接触由动物来源的组分形成的液体消化物或其它人造的或天然的环境影响因素时，本分明提供了保护固体添加剂的稳定性的方法，使所述固体添加剂免受例如水分、吸湿性和pH变化的影响。具体地讲，该方法包括将固体添加剂在液体脂肪中包封，以提供脂肪包封的固体添加剂。这种方法提供了固体添加剂的稳定性，当所述固体添加剂接触液体的动物消化物时，其被保护免受水分、吸湿性和pH变化的影响。
本发明的方法克服了与分段涂敷固体和液体添加剂至动物食品表面相关的缺陷。该方法可最优化在动物食品表面上的固体添加剂的量，同时最小化固体添加剂的浪费。另外，在表面涂层组合物的制备过程中，在加入液体添加剂之前，在液体脂肪中包裹或包封固体添加剂的工序保护了不稳定的和敏感的添加剂，同时最小化了在涂敷前形成粘度的时间。另外，通过提供表面涂层组合物的更均匀涂敷，和基本上消除在混合组合物时形成粘度所造成的昂贵的延迟和修复，这通常在同时涂敷过程或分段涂敷过程中使用，由此本发明提供的在线混合和涂敷具有重要的有益效果。
附图概述


图1是整个系统和方法的示意图。
图2是该系统和方法的一个实施方案的示意图。
发明详述本发明提供了使用混合成分在线混合和涂敷用于食物的表面涂层的系统和方法。本发明人已研制了在线涂敷固体添加剂、液体(含水的)添加剂和脂肪添加剂的混合物的新型系统和方法，它能使添加剂按需混合，最小化在系统内形成粘度的成分之间的反应时间，并提供更均匀的涂敷。成分按需要进行混合以递送到系统内用于涂敷，涂敷在挤出和固体后进行。通过将对于系统内的物理和化学因素较敏感的成分混合到适当的载体内来提供保护性涂层(例如，涂以脂肪或油)，并降低由剪切、压力、热或其它因素引起的分解，所述因素是在混合与挤出后涂敷和固体后涂敷过程中产生的，由此在线混合系统使所述敏感成分受到保护。在一个实施方案中，提供了用固体添加剂对动物食品进行表面涂敷的方法，所述固体添加剂在有液体添加剂存在时为敏感的或不稳定的。该方法包括将液体脂肪和固体添加剂在固体混合模件中混合，以形成液体脂肪-固体添加剂组合物。然后将液体脂肪-固体添加剂组合物与液体添加剂例如液体消化物在一个液体混合模件中混合形成表面涂层组合物。然后将动物食品的表面涂以来自液体混合模件的表面涂层组合物，从而得到被涂敷的动物食品。
如本文所使用的，术语“不稳定的或敏感的”是指由于另一种添加剂的存在、加工条件或环境条件而引起的添加剂效力的损失或可能的损失，即美味或营养价值的损失，无论这种效力的损失是否由化学、物理或生物变化产生。
食品可以是由人或动物摄取的任意合适的组合物，所述组合物能够给人或动物提供营养价值。食物在根据本发明处理前可以被涂敷或未被涂敷。动物食品通常为基本的食品组合物，其具有营养平衡的蛋白质和淀粉成分的混合物，其水分含量按重量计小于约50％。食品可以被烘烤、挤出、造粒或成型。这些形式的食品和它们的制造方法对食品制造领域的技术人员来说是熟知的。例如，挤出和挤出蒸煮的方法描述于“Encyclopedia of Food Science and Technology”，第2卷(Y.H.Hui，ed.，John Wiley & Sons，Inc.1992)的第794-800页。
本实施方案提供了混合和涂敷用于各种类型食物的涂层组合物的方法。例如，可以使用该方法来提供早餐谷物的维生素涂层、在谷物精制物和被涂敷的快餐食品上的牙结石控制剂涂层、或用于炸土豆片或干酪卷的维生素、调味剂或其它添加剂的涂层。
通常，除了营养平衡的添加剂之外，在这些产品中还包括例如维生素和矿物质或其它添加剂，如防腐剂和乳化剂等，动物食品的大部分由基本上为蛋白质的或基本上为淀粉的成分组成。尽管下面的描述不应视为是限制性的，但是蛋白质成分通常是指其蛋白质含量按重量计至少为约15％的任意物质，但是淀粉物质的蛋白质含量基本上低于这个百分比，其大部分是含有淀粉或碳水化合物的物质。
典型地用于市售动物食品中的蛋白质物质的实施例有植物蛋白质食物，如大豆、棉籽、花生；动物蛋白质，如酪蛋白、白蛋白；和肉组织，包括新鲜肉以及炼好的或固体的“粉”，如鱼粉、家禽粉、肉粉和骨粉、酶处理过的蛋白质水解产物等。其它类型的蛋白质物质包括微生物蛋白质如酵母和其它类型的蛋白质，包括物质如小麦谷蛋白或玉米谷蛋白。
典型的淀粉物质的实施例包括酶淀粉物质，谷物如玉米、玉蜀黍、苜蓿、小麦、大豆、高粱、大麦和各种其它的蛋白质含量较低的谷类。可将许多其它的物质加入到动物食品中，尤其是猫粮，它们不一定属于上述的任意一类，如干乳清和其它乳品副产物或碳水化合物。
动物食品不限于特定组合物。但是，术语“动物食品”通常是指营养平衡的动物食品，例如可商购的狗和猫的食品和精制品。符合这个定义的动物食品的特征在于其具有本领域的技术人员已知的最小营养量。优选的动物食品是营养平衡的那些食品。动物食品可以是任意合适的形式，典型地为任意形状的咬嚼尺寸或颗粒型。
术语“脂肪”是指任何可食用等级的脂肪或类脂，包括鸟类、动物、植物或人造来源的脂肪，所述人造来源包括但不限于未加工的或精制的脂肪。例如，典型的动物来源脂肪包括动物油、精选白油脂、猪油、衍生自乳的脂肪，例如奶油制作油、和典型地包含在干酪中的脂肪。典型的植物来源的脂肪包括椰子油、豆油和玉米油。典型的鸟类来源的脂肪包括来自例如小鸡、火鸡、鸭子和鹅的组织的脂肪。
术语“液体脂肪”是指基本上可流动的，即液体的脂肪。在室温下脂肪为液体，或通过加热脂肪直至达到所需的流动性，从而使其基本上为可流动的。优选地，在约10℃至约90℃的温度范围内，脂肪基本上是可流动的。
术语“固体添加剂”是指在约25℃时为固体的添加剂，其水分含量按重量计低于约35％。例如，典型的固体添加剂包括肉类固体、固体的动物消化物、固体的美味剂、抗生素、益生菌(probiotics)、前生命期的微生物、维生素、矿物质和牙结石控制剂。
肉类固体是指肉类和肉类副产物。肉是动物的组织，如牛、猪、绵羊、山羊和其它哺乳动物的肉。肉类优选是牛肉、小牛肉或猪肉。其它来源的固体和副产物包括来自小鸡、火鸡、鸭、鹅或鱼的组织。“副产物”是被屠宰动物的畜体的未炼制部分，所述被屠宰动物包括哺乳动物、鸟或鱼。本文所使用的术语“肉类”和“肉类副产物”以同样的方式描述于“Definitions of FeedIngredients”，由Association of American Feed Control Officials，In.(AAFCO)出版。
固体的动物消化物是指肉类固体(肉类或肉类副产物)的固体消化物。典型地，通过将肉类副产物进行蛋白分解或脂解酶消化来制备固体的动物消化物，这是本领域所熟知的，优选控制反应条件以得到最大的香味改善。然后将产物典型地减少至基本上固体的形式，即具有低水分含量，以形成固体消化物。
固体美味剂是指给动物增加食品美味的任意固体添加剂。同样地，美味剂典型地包括肉类和干酪调味剂，因此美味剂可包括肉类固体和固体的动物消化物，但还可包括其它用作固体添加剂的组分，如草药、香味剂等。固体美味剂的实施例包括酿造酵母，其包括通常用于酿酒的酵母属(通常称为酿酒酵母)固体粉状细胞、酿母和多种酵母萃取物。本领域的技术人员已知多种酵母可用作美味剂。
固体添加剂可包括任意合适的抗生素、益生素、益生菌和维生素。合适的前生命期的微生物可包括酵母如酿酒酵母、新生囊球菌(Debaromyces)、假丝酵母、皮奇真菌和球拟酵母；霉菌如黑麴菌、根霉、毛霉菌和青霉菌；和细菌如双歧杆菌、类杆菌、梭状芽胞杆菌、梭菌、蜜蜂球菌(Melissococcus)、丙酸菌、链球菌、肠球菌、乳球菌、葡萄球菌、消化链球菌(Peptostrepococcus)、杆菌、片球菌、细球菌、白联珠菌、Weissella、气球菌、酒球菌和乳酸杆菌。合适的前生命期的微生物的具体实施例有酿酒酵母、凝固芽胞杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、双歧双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、长双歧杆菌、粪肠球菌、屎肠球菌、嗜酸乳酸杆菌、消化(alimentarius)乳酸杆菌、干酪乳酸杆菌干酪亚种、养乐多代田乳酸杆菌(Lactobacillus casei Shirota)、弯曲乳酸杆菌、保加利亚亚种(delbruckii subsp.)乳类乳酸杆菌、fareciminus乳酸杆菌、加氏(gasseri)乳酸杆菌、helveticus乳酸杆菌、约翰逊乳酸杆菌、罗伊氏乳酸杆菌、鼠李糖乳酸杆菌(乳酸杆菌GG)、清酒乳酸杆菌、乳类乳球菌、细球菌属变体、乳酸片球菌、戊糖片球菌、乳酸片球菌、嗜盐片球菌、粪链球菌、嗜热链球菌、肉葡萄球菌和木糖葡萄球菌。前生命期的微生物优选为粉状固体形式。那些形成孢子的微生物理想地是孢子形式。优选地，使用本发明的方法将前生命期的微生物例如在液体脂肪中包封，以增加它们在动物食品上的存活可能性，直至被动物消化为止。
其它固体添加剂可包括例如抗氧化剂、类胡萝卜素、叶黄素、生物类黄酮、维生素、矿物质、天然或有机的发酵产物或萃取物、酶、微生物生长抑制剂和能够通过降低口臭而提供有益效果的化合物。
牙齿活性剂是用于抑制或防止在动物牙齿上形成牙齿结石(牙结石)和牙斑的任意试剂。合适的牙结石控制剂包括但不限于晶体生长抑制剂，如可溶解的焦磷酸盐、三聚磷酸钠、sodaphos、酸式偏磷酸钠、可溶解的二膦酸盐，和某些可溶解的锌化合物，如氯化锌；和鳌合剂，如六偏磷酸钠、羟基羧酸，包括柠檬酸、富马酸、戊二酸、乙酸、草酸等，及它们的碱金属盐，如柠檬酸钠、柠檬酸钾等，以及它们的氨基多羧酸衍生物，例如乙二胺四乙酸。其它合适的牙结石控制剂可包括微生物生长抑制剂和酶，尤其是酶，它们通过抑制在口腔中结石的沉积或分解结石形成物来起作用。环糊精或其它气味控制组合物或气味调节组合物也可用于本发明方法的涂层组合物中进行涂敷。
固体添加剂可包括其它组分，如食品级颜料、粘度改性剂、pH调节剂等，以理想地影响表面涂层组合物和/或所涂敷的动物食品。
术语“液体添加剂”是指在25℃时基本上为液体的添加剂，或其水分含量按重量计大于约35％的物质。合适的液体添加剂包括，例如水、非水液体、含水的和非水的液体体系(包括液体乳液)、可混溶脂肪的和不可混溶脂肪的液体、和液体包固体的悬浮液或分散体。典型的液体添加剂包括液体的动物消化物、油、水、维生素、氨基酸、蛋白质、营养素、油、香味剂、酸化剂、食品级染料组合物和着色剂(如焦糖，它还能提供香味)。液体的动物消化物类似于上述它的固体对应物，不同之处在于它是液体或在应用时可流动。
表面涂层组合物包括任意含量的液体脂肪、固体添加剂和液体添加剂或其任意组合。表面涂层组合物按重量计典型地包含约1％至约9.95％(可任选地，约35％至约99.95％)的液体脂肪、约0至约60％(可任选地，约1％至约50％)的固体添加剂、和0至约99.95％(可任选地，约0至约80％)的液体添加剂。
如本文所使用的，“表面涂敷”是指例如通过喷雾、浸渍、乳化等方式将表面涂层组合物局部沉积在动物食品上。在一个任选实施方案中，将表面涂层组合物均匀地涂敷到动物食品上，或者得到均匀分布的表面涂层组合物。一个方法是在涂层组合物存在的情况下反复翻转动物食品。根据本发明的方法，可将一层或多层的涂层组合物应用到动物食品。
尽管多种美味增强剂和营养添加剂为消费动物提供了平衡食物，但是当这些添加剂对加工和环境条件敏感，以及许多固体添加剂例如前生命期的微生物和牙结石控制剂在含水的和强酸性的环境中不稳定时，它们还带来了严重的加工问题。尤其是，优选的表面涂层组合物的固体添加剂对水分、吸湿性、pH变化和其它加工和环境条件如热和机械剪切高度敏感。单独的液体消化物产生许多这些不理想条件，例如水分、pH等，以至于当固体添加剂接触液体消化物后，固体添加剂会损失了许多需要的效力。
本发明的方法克服了与分段涂敷和同时涂敷固体添加剂和液体添加剂至动物食品表面相关的缺陷。例如，通过在液体脂肪内包裹或包封固体添加剂，然后加入液体添加剂，本发明的方法在制备表面涂层组合物的过程中保护了不稳定的和敏感的物质。例如，前生命期的微生物(“益生菌”)可加入到动物食品的表面，作为营养补充物。当固体时，益生菌为休眠状态。在液体脂肪中包封前生命期的微生物能保护它们免受水分和营养素例如液体消化物的影响。
现已发现，在液体消化物中悬浮益生菌可激活微生物，使得它们不再休眠。当前生命期的微生物不再休眠时，它们能提前在液体消化物中生长，而不是在动物的肠道内生长。微生物的提前生长导致效力的损失。实际上，大多数前生命期的微生物在到达动物肠道前被破坏了，除非首先在脂肪中封装。
不仅仅只有益生菌是不稳定的或敏感的固体添加剂。其它固体添加剂也对加工和环境条件不稳定或敏感，所述条件包括接触液体消化物。例如，表面涂层组合物的许多组分对水分、加热、机械剪切、pH等敏感。优选地涂在动物食品表面上的物质的一些实施例包括维生素、抗氧化剂、药物、酶、蛋白质、磷酸盐、草本植物和香味剂，这只是部分物质，所述物质在加工和环境条件下敏感或不稳定。
还已发现，强酸性涂层导致了固体添加剂效力的显著损失，所述固体添加剂对酸性条件或pH变化敏感。例如，已发现磷酸盐、益生菌、酶、固体美味剂等会损失许多需要的性质，除非它们首先用脂肪包封。脂肪包封保护固体添加剂免受强酸性液体组合物的影响，所述液体组合物由液体消化物和表面涂层组合物组成，最后应用到动物食品的表面。因此已发现，在制造涂有固体和液体添加剂的动物食品表面的过程中，用脂肪包封固体添加剂，然后加入破坏性液体添加剂即液体消化物，基本上可保护固体添加剂的美味性和/或营养价值。
动物食品可以按需要用许多不同的方法制造。例如，宠物食品常常通过挤出蒸煮来制造。固体食物片被引入到表面涂敷仪器中。表面涂层组合物可通过任意适当的方法涂敷到固体食物片的表面，所述方法包括用表面涂层组合物喷涂、混合或浸渍食物片，以在固体的食物片上提供所需含量的脂肪、固体添加剂和液体添加剂。优选地，将表面涂层组合物与固体食物片引入到浸挂包衣机(enrober)中。有助于固体食物片的表面涂敷的设备类型对本发明的方法没有限制性，合适的包衣装置包括盘式包衣机，由Wenger(Sabetha，Kansas)制造。如果需要，可重复包衣程序以加入多层表面涂层组合物。
在对固体食物片进行表面涂敷后，被涂敷的食物片被收集起来，然后如果需要，就输送到转鼓或类似的装置，在那里被涂敷的食物片反复翻转以改善涂层的均匀性。可将被表面涂敷的动物食品再次引入到-浸挂包衣机中，以另外涂敷表面涂层组合物。一旦完成翻转过程，就将被表面涂敷的食物片从转鼓中取出，冷却到室温。然后使被表面涂敷的动物食品准备用于包装和递送。
本文提供了利用固体和液体添加剂来进行表面涂敷动物食品的方法，其产生了具有所需的营养价值和美味性的动物食品。通常如
图1所示，该方法包括混合来自固体物质处理体系(2)的添加剂，所述体系(2)按需要使用固体物质计量体系(4)来提供给固体/液体混合模件(6)，在那里固体物质与来自液体脂肪容器(8)的液体脂肪混合。一旦固体物质被充分混合并用液体脂肪涂敷后，就把全部混合物输送到液-液混合体系(10)，在那里提供了一种或多种液体添加剂(12、14、16)以掺合固体/液体脂肪混合物。
通常用于涂敷宠物粗粮食品的一个实施方案示于图2。如图2的略图所示，集装袋(2)给食品加工线在线地提供固体。来自集装袋的固体加入到缓冲槽(4)以处理固体物料，并将所述固体物料引入到混合系统。缓冲槽优选地与高位槽和低位槽指示器配合，以测量进入体系的固体物料的流量。固体物料从缓冲槽(4)输送到重量减轻的或重量减轻差动的加料机(Acrison，Inc.，Moonachie，NJ)，所述加料机测量所需的被在线加入中速/高速剪切混合器(IKA Works，Inc.，Wilmington，NC.，Model MHD5 or MHD10)中的固体物料的量。其它合适的固-液混合模件包括例如那些由Bematek Systems，Inc.(Beverly，MA)和Ross(Hauppauge，NY)制造的装置。
一旦固体添加剂加入到中速/高速剪切混合器中，它们就与来自液体脂肪箱(10)或液体脂肪源的液体脂肪混合，所述液体脂肪通过计量系统(12)沿食物加工线在线供应给混合器。然后将混合的固体物料和液体脂肪通过正位移泵(通过入口压力控制的可变速的离心泵)输送，所述泵将混合物泵送至混合歧管(16)，所述歧管(16)与食品加工线连通。固-液脂肪混合物进一步与一种或多种液体混合，所述液体包括例如液体消化物(18)、第二主要液体添加剂(20)和/或微量液体添加剂(28)，所述各种物质分别通过计量系统(分别是22、24、30)输送到混合歧管(16)，以把适量的液体添加剂在线计量加入到食品加工线。一旦固-液脂肪混合物与一种或多种液体混合，就将混合物沿食品加工线在线输送到高速剪切混合器(Silverson Machines，Inc.，East Longmeadow，MA，Model L150或L200)或者输送到与其连通的液-液混合器。固-液脂肪混合物可与一种或多种液体添加剂完全混合，以在盘式浸挂包衣机(32)(Wenger，Sabetha，KS)内涂敷到食品上。在一个任选实施方案中，混合歧管和高速剪切混合器设置在浸挂包衣机附近，以降低涂敷前在系统内形成粘度的可能。在一个任选实施方案中，浸挂包衣机位于食品加工线的第二末端，液-液混合器设置在紧靠浸挂包衣机的位置。
固体添加剂，例如固体消化物、固体肉类、益生菌、牙结石控制添加剂、酵母、维生素、药物等，与液体脂肪在室温下混合。混有液体脂肪的固体添加剂的停留时间取决于表面涂层组合物的配方以及加工条件，例如设备的选择。许多固体添加剂在有液体添加剂如液体消化物存在时是不稳定的。混有液体脂肪的固体添加剂的停留时间应足够长，保证固体添加剂完全悬浮在液体脂肪中，以保护它们在液体混合模件中不受混有液体脂肪-固体添加剂组合物的液体添加剂的影响。例如，在足以保持液体脂肪的流动性的温度下，将固体添加剂和液体脂肪混合约5分钟至约60分钟，可任选地为约10分钟至约30分钟，例如15至25分钟。
微量液体添加剂也能与固体添加剂和液体脂肪在固-液混合模件中混合，只要液体添加剂不会损害所需的固体添加剂的效力。相反地，固体添加剂也能以固体形式或微量液体混合物的形式加入到液-液混合模件中，只要这些固体添加剂在主要或微量液体添加剂中可适当地溶解。典型的微量液体添加剂包括例如维生素、抗氧化剂、油、染料、着色剂等。在一个任选实施方案中，由于将脂肪和不混溶脂肪的或含水的液体一起混合导致了粘度升高，所以将含水的或不混溶脂肪的液体添加剂加入到液体混合模件中。
所得的液体脂肪-固体添加剂组合物包含液体脂肪和固体添加剂(和可任选的微量液体添加剂)，将所述组合物引入到液体混合模件中，在那里使固体添加剂悬浮在液体脂肪中。液体混合模件优选地由混合歧管、所有流体(液体脂肪-固体添加剂组合物、液体消化物和所有其它的液体)进入歧管的入口、液-液混合器，优选关闭的加压混合系统、和总表面涂层组合物的一个出口组成。混合歧管和混合器是本领域熟知的，本发明的方法不依赖用于实施该方法的设备选择。合适的混合歧管包括，例如那些由Silverson Machines，Inc.(East Longmeadow，MA)制造的设备，即Silverson Model L150或L200。
在液体混合模件中，液体添加剂如液体消化物、油、酶、酸化剂等与固体混合模件的液体脂肪-固体添加剂组合物在液体混合歧管中混合。在这个阶段，应将固体添加剂用液体脂肪充分包封或包裹，以保护固体添加剂的稳定性和敏感性不受破坏性液体的影响。液体混合歧管的温度应足以维持脂肪载体的流动性，优选与固-液混合器中保持的温度相同。在混合歧管中的液体脂肪-固体添加剂组合物和液体添加剂的停留时间都应足够长，以将液体添加剂引入到液体脂肪-固体添加剂组合物中。
从液体混合歧管流出的液体包括液体脂肪、固体添加剂和液体添加剂，所述液体被引入到混合器中以将液体脂肪-固体添加剂组合物和液体添加剂混合在一起，例如刚好在包衣或涂层工序前。液体脂肪-固体添加剂组合物和液体添加剂可通过任意常规方式混合，以混合、掺合或搅拌含有悬浮固体的组合物。然而，优选在高速剪切混合器中混合，因为所得的表面涂层组合物的粘度是高度粘稠的。
当含水的或不混溶脂肪的液体添加剂如液体消化物与液体脂肪-固体添加剂组合物混合时，所得混合物的粘度显著增加了。然而，不希望把混合物加热至显著超过脂肪的熔化温度来降低粘度，这是考虑到高加工费用和安全性因素。另外，在高温下加热表面涂层组合物将损害固体和液体添加剂的香味和营养价值。例如，已知维生素在加热后基本上会变质。前生命期的微生物液也对加热敏感。在混合装置内组合物的停留时间应足够长以混合组合物，使其粘度充分增加。在一个任选实施方案中，在混合装置内组合物的停留时间为约1分钟至约30分钟，在另一个任选实施方案中停留时间为约5分钟至约15分钟，在另一个任选实施方案中停留时间还可以为约8分钟至约12分钟，例如10分钟。
本方法的实施者将发现，将液体混合模件设置在靠近包衣装置的位置会有利于表面涂敷固体的动物食品。另外，模件沿相同的加工线设置，这与“批式”生产物料的设置相反。液体混合模件和包衣装置的紧密靠近减少了表面涂层组合物在管和泵中的停留时间，所述管和泵将液体混合模件连通至包衣装置，从而避免了表面涂层组合物显著改变粘度而使泵无用的风险。
实施例在宠物粗粮食品的表面提供乳酸杆菌和双歧杆菌，其浓度为每毫升涂敷组合物中106个活微生物。简而言之，微生物作为冷冻固体的培养物提供，得到的固体物料与液体脂肪在固-液脂肪混合模件中混合。在IKA中速/高速剪切混合器中在线混合后，将固-液脂肪混合物在线输送到混合歧管，在那里它与液体消化物混合，所述液体消化物由Applied Food Biotechnology，Inc.(Fenton，MO)提供。然后将固-液脂肪-液体消化物组合物在线输送到高速剪切Silverson混合器(Silverson Machines，Inc.，East Longmeadow，MA)，在涂敷到粗粮表面之前进行完全混合。Silverson混合器设置在紧密靠近浸挂包衣机的位置。
本方法还提供了牙结石控制剂-六偏磷酸钠，已知当六偏磷酸钠与液体混合时具有显著的粘性，所述六偏磷酸钠按重量计以约0.4％的浓度均匀涂敷到粗粮的表面。六偏磷酸钠作为干成分与液体脂肪混合。在IKA混合器中混合六偏磷酸钠后，将混合物输送到混合歧管与液体消化物混合，所述液体消化物由AppliedFood Biotechnology提供。然后将该混合物输送到Silverson高速剪切液体混合器，在用其表面涂敷粗粮之前将其完全混合。
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在描述本发明的上下文中(尤其是在下面的权利要求书中)，使用的术语“一个”和“所述”及相似的讨论应理解为同时包括一个和多个，除非本发明另有说明或由上下文明确否认。本文对值的范围的引用仅用作单独参考在该范围内的各个不同值的简化方法，除非另有说明，各个不同值包含在本说明书中，如同它被本文单独引用。本文所述的所有方法能够以任意合适的顺序实施，除非另有说明，或另外由上下文明确否认。本文所用的任意和所有的实施例或示例性语言(例如“如”)仅为了更好地说明本发明，而不是用于限制本发明的范围，除非另有说明。在说明书中的任何语言都不应理解为将任意未要求保护的元素解释成实施本发明的必需元素。
本发明的优选实施方案已在本文描述，包括本发明人所知的实施本发明的最好方式。当然，通过阅读上述说明，这些优选实施方案的变体对本领域的普通技术人员是显而易见的。本发明人希望本领域的技术人员适当地实施这些实施方案的变体，并且希望以不同于本文具体指出的方式来实施本发明。因此，本发明包括本文所附权利要求书中引用主题的所有变化和等价物，如申请法所允许的。并且，在其中所有可能的变化中，上述元素的任意组合包括在本发明中，除非另有说明或由上下文明确否认。
权利要求
1.方法，所述方法包括将液体脂肪和固体添加剂沿加工线在线混合，以形成液体脂肪-固体添加剂组合物；将至少一种液体添加剂与所述液体脂肪-固体添加剂组合物沿所述加工线在线混合，以形成表面涂层组合物；沿所述加工线在食物物质的外表面上涂以所述表面涂层组合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述液体脂肪和所述固体添加剂的在线混合包括将前生命期的微生物与所述液体脂肪混合。
3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，所述方法还包括在将至少一种液体添加剂与所述液体脂肪-固体添加剂组合物沿所述加工线在线混合之前，将固体添加剂包裹或包封在所述液体脂肪中。
4.如权利要求1、2或3中任一项所述的方法，所述方法还包括在沿所述加工线在所述食物物质外表面上涂敷所述表面涂层组合物之前，将至少一种液体添加剂与所述液体脂肪-固体添加剂组合物沿所述加工线在线混合。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述液体脂肪和所述固体添加剂的在线混合包括将牙结石控制添加剂与所述液体脂肪混合。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述液体脂肪和所述固体添加剂的在线混合包括混合选自肉类固体、干的动物消化物、美味剂、维生素、抗氧化剂的固体添加剂，以及它们的任意组合。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述液体脂肪和所述固体添加剂的在线混合包括将所述固体添加剂与液体的动物消化物混合。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述液体脂肪和所述固体添加剂的在线混合包括将所述液体脂肪与固体添加剂混合，所述固体添加剂在有所述液体添加剂存在时是不稳定的。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述液体脂肪和所述固体添加剂的在线混合包括将所述固体添加剂与包括微量液体的液体脂肪混合，其中所述固体添加剂在所述微量液体中是稳定的或对于所述微量液体是不敏感的。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述液体脂肪和所述固体添加剂的在线混合包括混合对加工或环境条件敏感的所述固体添加剂。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述加工或环境条件选自水分、吸湿性和pH值的变化。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中对所述外表面的涂敷包括连续或均匀地将所述表面涂层组合物涂敷到所述食物上。
13.方法，所述方法用于保护固体添加剂在接触液体动物消化物时免受水分、吸湿性和pH值变化的影响，所述方法包括用脂肪包封所述固体添加剂，以提供脂肪包封的固体添加剂，其中当接触到所述液体动物消化物时，能够保护所述固体添加剂免受水分、吸湿性和pH值变化的影响。
14.装置，所述装置包括与至少一个固体添加剂源和至少一个液体脂肪源相连的食品加工线；与固-液混合装置连通的所述固体添加剂源和所述液体脂肪源，所述固-液混合装置与食品加工线相连；在递送到涂敷装置的位置与所述食品加工线连通的液-液混合装置；和与所述液-液混合装置连通的液体添加剂源。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述液-液混合装置设置在紧靠所述涂层装置的位置。
16.如权利要求14或15中任一项所述的装置，所述装置还包括浸挂包衣机，其中所述食品加工线具有第一末端和第二末端，所述浸挂包衣机设置在所述第二末端，所述液-液混合装置设置在与所述浸挂包衣机相邻的位置。
17.如权利要求14至16中任一项所述的装置，所述装置还包括与所述食品加工线相连的泵，所述泵位于所述固-液混合装置和所述液-液混合装置之间。
全文摘要
本发明公开了用于制备动物食品的表面涂层组合物的方法和装置。该方法包括沿食品加工线在线混合液体脂肪和固体添加剂，得到液体脂肪－固体添加剂组合物，然后将所述组合物与液体添加剂混合，形成表面涂层组合物。将该表面涂层组合物涂敷到食品上。
文档编号A23K1/18GK1610512SQ02814928
公开日2005年4月27日 申请日期2002年7月22日 优先权日2001年7月23日
发明者埃弗塔·索凯, P·包伊布尔 凯瑟林 申请人:爱默思公司