固体乳及其制备方法

专利名称：固体乳及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种溶于热水中饮用的固体乳及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种具有较佳溶解性和强度的固体乳。

背景技术：
乳粉是一种通过从牛乳等中去除微生物生长所必需的几乎所有水分来改善其保存期限的食品。因为去除水分使乳粉的体积和重量减少，所以易于运输。因而，乳粉在保存期限和运输方面具有优势。乳粉的粉料之间具有空隙，其空隙率通常为60％-70％，因此易溶解于热水中。然而，每次溶于热水等中的乳粉都需要适量的测定。并且，测定或取出乳粉时，乳粉可能分散开。因此，已提出将乳粉制成固态的固体乳(日本实开昭49-130189号公开公报(见下述专利文件1)，以及日本实开昭61-118280号公开公报(见下述专利文件2))。然而，实际上将乳粉制成固态同时确保其强度和溶解性都令人满意并不容易。也就是说，即使固体乳制成固态，也很容易破裂并且难于处理。此外，与乳粉相比，固体乳表面积更小，因此在热水中的溶解度更低。
由于乳粉是一种被乳化的物质，当乳粉实际地被压缩成固态时，其乳化状态被压力所破坏。于是，被称为“游离脂肪”的脂肪从乳粉中缓慢流出。游离脂肪容易氧化并损坏乳粉的风味。并且，当乳粉溶解于热水中时，存在过多的游离脂肪浮于水面并聚集(这一现象被称为“油脂析出”)的问题。另一方面，日本特公昭49-4948号公报(见下述专利文件3)中公开了“块状乳粉”。其中公开了“块状乳粉在进入热水中分散和溶解时容易浸入并分解”的观点。然而，该公开文本中的“块状乳粉”是一种含糖或葡萄糖的混合物，所以它“适合用在咖啡、茶等中”。即，该块状乳粉的基本成分不仅仅是乳粉，不能替代母乳供给婴儿。日本特公昭49-4948号公报中认为游离脂肪等问题只有在乳粉作为基本成分时才出现，因此使用颗粒状态乳粉和糖或葡萄糖的混合物来制备“块状乳粉”。乳粉在颗粒状态下的表面积大于固体状态，因此即使颗粒本身的空隙率很小，其溶解度也很高。
日本特公昭45-39018号公报(见下述专利文件4)公开了一种与上述日本特公昭49-4948号公报中相似的技术。即，其中公开了为获得容易溶解的固体乳，可扩大其空隙的容积，同时在将乳粉制备成固态时存在游离脂肪的问题。然而，在该文件中，由于“乳粉单个颗粒的扩大是有限的”(该文件的第2段第30行)，因而“将乳粉附于糖基上形成粒状，然后制型并干燥”，从而获得“含有少量游离脂肪的容易溶解的固体乳”(该文件的第3段第13-15行)。也就是说，该文件也不能获得仅由乳粉制成固态的固体乳。此外，该参考文件中所述的固体乳是通过在乳粉上附加糖基而获得的，使得糖基作为中心核存在并且空隙率减少，也不能获得组成均质的固体乳。
日本特公昭53-59066号公报公开了“固体乳片”。该固体乳片是一种将其脂肪成分从其表面滤出并通过脂肪的涂层与外部空气阻隔的高密度片。该高密度片如该文件中所述的固体乳，其空隙率低。
日本特开3044635号公报公开了“冷冻乳”。该冷冻乳包含大量水分子，因此几乎没有空隙。
并且，在汤这样的食品领域中，已知通过注入热水来溶解的固体食品，其中通常要加入崩解剂(日本特开平11-127823号公开公报，日本特开2004-49220号公开公报和日本特开2004-49221号公开公报)。并且，因为其成分不是乳粉，所以不存在如乳粉特有的游离脂肪的问题。也就是说，虽然已知固体汤等的生产技术，但由于固体乳的主要成分乳粉中含大量脂肪，因此在制备固体乳时不能仅通过转换该已知技术来得到固体乳。
并且，在医药领域，已开发多种容易在口中溶解的“口内快速崩解片剂”(如，日本特开平5-271054号公开公报，日本特开平8-291051号公开公报，日本特开平09-048726号公开公报，日本特开2000-95674号公开公报，日本特开2000-44463号公开公报，日本特开2001-89398号公开公报，日本特开2004-049220号公开公报，日本2650493号专利公报)。然而，通常药物成分中所含活性物质占很小的重量比，所以混入了除活性物质以外大量的如载体等添加剂，并且成分设计相对简单。因此，药物通常具有较高强度，不需要通过控制其空隙率来控制其溶解性。并且，药物不像乳粉那样包含大量脂肪。因此，“口内快速崩解片剂”中的“快速崩解”技术不能转用于制备固体乳。并且，“口内快速崩解片剂”需要口腔中的少量水来迅速溶解。另一方面，固体乳通常在热水中溶解用于饮用，并非直接送入口中，因此，不需要像“口内快速崩解片剂”那样快速溶解。 日本实开昭49-130189号公开公报日本实开昭61-118280号公开公报日本特公昭49-4948号公报日本特公昭45-39018号公报

发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有较佳溶解性和强度的固体乳及其制备方法。
本发明的另一个目的在于提供一种易于在运输中处理并容易测量的固体乳及其制备方法。
本发明的另一个目的在于提供一种如游离脂肪造成油脂析出这样的风味变差程度及保存期限减少程度均较小的固体乳及其制备方法。
本发明的另一个目的在于提供一种仅由营养成分控制其成分组成的固体乳及其制备方法。具体地说，本发明的目的在于提供一种未加入添加剂的具有较佳溶解性和强度的固体乳及其制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种从乳粉制成固体乳的方法，其中不加入如润滑剂这样的添加剂。
本发明的另一目的在于提供一种制备固体乳的方法，其中，所述方法避免在生产过程中乳粉附着于压缩成型机器的研棒(杵)和研钵(臼)上的情况。
本发明的另一个目的在于提供一种制备乳粉和固体乳的方法，所述方法不仅能制备乳粉，而且能制备以制得乳粉为基础的固体乳。
本发明基本上基于以下发现，仅以乳粉作为成分，在控制其空隙率和游离脂肪在预定范围内的状态下进行压缩成型，然后对其加湿并干燥，可以得到具有足够强度和溶解性的固体乳。通过以下固体乳及其制备方法能够解决至少一个上述目的。
[1]本发明的固体乳的一个方案是具有空隙率为30％-60％的固体乳。如上所述，昭和40年代末(20世纪60年代)已提出制备固体乳的方案。然而，存在硬的固体乳是微溶的，而高溶解度的固体乳容易破碎的问题。因此，不能得到硬度和溶解性均令人满意的固体乳。本发明通过控制下述条件首次制得具有空隙率为30％-60％的固体乳，所述条件为空隙率、基本成分中的脂肪含量或含水量、压缩力、压缩速度、压缩保持时间(保持最大压缩位移的时间)、游离脂肪的量、制备固体乳的加湿条件及干燥条件。从而制得兼具硬度和溶解性的固体乳。即，因为本发明的固体乳具有30％-60％的空隙率，所以其生产分配中所需的硬度和使用时所需的溶解性均能达到。
[2]本发明的固体乳的另一个方案为如上[1]所述固体乳，其中固体乳的脂肪含量为5％(重量)或更高。应当注意的是“脂肪含量”是指脂肪占全部固体乳重量的百分数。脂肪含量“为5％(重量)或更高”的一个更具体的例子是下文中提到的5％-70％(重量)。
[3]本发明的固体乳的另一个方案为如上[1]所述固体乳，其中脂肪包括乳化脂肪和游离脂肪，并且游离脂肪的含量为0.5％-4％(重量)。如后文所述，本发明的固体乳预先含有以往认为最好不生成的游离脂肪，从而获得具有预先确定的空隙的固体乳。
[4]本发明的固体乳的另一个方案为如上[1]所述固体乳，其中含水量为1％-4％(重量)。
[5]本发明的固体乳的另一个方案为如上[1]所述固体乳，其中固体乳的体积为1cm3-50cm3。相对于常规乳粉，本发明的固体乳的体积更大，因此能容易测量足够的量并且运输方便。
[6]本发明的固体乳的另一个方案为如上[1]所述固体乳，其中乳粉用作基本成分，并且固体乳的组成是均质的。由于预先确定的如包含游离脂肪的乳粉用作基本成分，所以能够在不与糖形成核心等的情况下制得仅由乳粉组成的固体乳。
[7]本发明的固体乳的另一个方案为如上[1]所述固体乳，其中仅乳粉用作基本成分。通过仅使用乳粉作为基本成分，很容易得到组成均质的固体乳。
[8]本发明的固体乳的另一个方案为如上[1]所述固体乳，其中，当将一粒固体乳置于100ml、50℃的水中时，在1.5laps/s、30cm振幅的振动条件下，完全溶解固体乳所需时间为5s-60s。在具有预先确定的空隙率时，本发明的固体乳能被快速溶解，因此能够满足其作为商品的市场需求。
[9]本发明的固体乳的另一个方案为如上[1]所述固体乳，其中，在破裂面面积最小的一个方向上施加荷重使样品破裂时的力为20N-300N。本发明的固体乳具有一定的硬度，从而在某种程度上能防止运输中固体乳破裂的情况。应当注意，本发明的固体乳的另一个方案为该固体乳具有30％-60％的空隙率、占整个固体乳5％-70％(重量)的脂肪含量和0.5％-4％(重量)的游离脂肪含量、1％-4％(重量)的含水量、1cm3-5cm3的体积，并且只有乳粉作为基本成分。采用这种组成的固体乳具有如上[8]所示的快速溶解性和上述硬度。
[10]制备本发明固体乳的方法的一个方案为该固体乳的一种制备方法，包括压缩步骤，用于压缩该乳粉以获得固体形式的压缩乳粉；加湿步骤，用于湿润压缩步骤所得到的压缩乳粉；干燥步骤，用于干燥加湿步骤加湿后的压缩乳粉；其中压缩步骤中的压缩力为50KPa-30MPa。
[11]制备本发明固体乳的方法的另一个方案为如上[10]所述固体乳的制备方法，其中压缩步骤中基本没有加入添加剂。
[12]制备本发明固体乳的方法的另一个方案为如上[10]所述固体乳的制备方法，其中压缩步骤中所用粉末乳中的脂肪含量为5％(重量)或更高。
[13]制备本发明固体乳的方法的另一个方案为如上[10]所述固体乳的制备方法，其中压缩乳粉中游离脂肪的含量为0.5％-4％(重量)。在制备本发明固体乳的方法中，通过预先使固体乳包含以往认为最好不产生的游离脂肪，获得具有预先确定的空隙的固体乳。
[14]制备本发明固体乳的方法的另一个方案为如上[10]所述固体乳的制备方法，其中控制压缩步骤中的压缩力以使得压缩乳粉的空隙率达到30％-60％。
[15]制备本发明固体乳的方法的另一个方案为如上[10]所述固体乳的制备方法，其中压缩步骤通过使用压缩成型机器压缩该乳粉来获得固体形式的压缩乳粉，并且压缩成型机器的压缩速度为0.1mm/s-100mm/s。如后述实施例所证明，当压缩速度(研棒的移动速度)较小时，花费更长时间使乳粉固体化，能得到具有高空隙率以及高硬度和良好溶解性的固体乳。因此，在上述压缩速度的范围内，能得到所述固体乳。如后述实施例所证明，当固体乳的空隙率较大(如超过50％)时，通过保持0.1mm/s-40mm/s的压缩速度来维持预先确定的硬度而改进其溶解性。另一方面，当固体乳的空隙率较小(如50％或更低)时，即使压缩速度达到大约100mm/s，也能达到预先确定的溶解性，同时维持预先确定的硬度。
[16]制备本发明固体乳的方法的另一个方案为如上[10]所述固体乳的制备方法，其中压缩步骤中的压缩保持时间(保持最大压缩位移的时间)是0.1s-1min。
[17]制备本发明固体乳的方法的另一个方案为如上[10]所述固体乳的制备方法，其中加入到压缩乳粉中的水分的量为压缩步骤后压缩乳粉的0.5％-3％(重量)。
[18]制备本发明固体乳的方法的另一个方案为如上[10]所述固体乳的制备方法，其中加湿步骤中的加湿时间为5s-1h。
[19]制备本发明固体乳的方法的另一个方案为如上[10]所述固体乳的制备方法，其中将固体乳中的含水量控制在比作为成分的乳粉中的含水量高或低1％以内。
在本说明书中，“空隙率”是指空隙体积占粉末物质体积的百分数(见“Iyakuhin no Kaihatu(Development of Medicine)”MiyajimaKouichiro编著(Vol.15)，Hirokawa Shoten 1989，240页)。更具体地说，它是在后文所述实验例中由“固体乳的空隙率测定”所测量的值。
本说明书中，“乳粉”是指调制乳等，所述调制乳等是干燥的且粉末状的脂溶性成分与水溶性成分的混合物。其中脂溶性成分如乳脂和植脂；水溶性成分如水、糖、蛋白质(包括肽和氨基酸)和矿物质。乳粉的例子包括全脂乳粉、调制乳粉、乳脂粉等等。
本说明书中，“固体乳”是指制备成在常温下为固体状态的一种乳品类型。该固体乳具体指模制成预定大小和重量的乳粉，当该固体乳溶于水时，再现成与乳粉溶于水时相同的物质。
本说明书中，“组成均质的”是指固体乳的所有部分中具有基本上相同的组成。值得注意的是，压缩成型前加入并混合并非以增加硬度和可溶性为目的的成分，这种情况下的固体乳也是“组成均质的”。然而，如专利文件3或专利文件4中所述，小粒径乳粉附着于作为核心的大粒径糖基上时的状态，不能被称为“组成均质的”。而当制备的固体乳表面具有涂层时，由于涂层内部是固体乳，所以该固体乳可被称为“组成均质的”。
本说明书中，“添加剂”是指除营养成分以外的如粘合剂、崩解剂、润滑剂、以及酵素的一种或多种试剂。
本说明书中，“基本上没有加入添加剂”是指基本上仅以乳粉作为基本成分，其中添加剂含量为0.5％(重量)或更低(优选0.1％(重量)或更低)，该含量的添加剂不会影响营养成分。应当注意，本发明中优选仅乳粉用作基本成分并且除乳粉以外不使用其他添加剂。
本发明的效果 根据本发明，控制固体乳的空隙率以便提供具有较佳溶解性和强度的固体乳及其制备方法。
根据本发明，固体乳具有预先确定的形状和大小，以便提供易于在运输中处理并容易测量的固体乳及其制备方法。
根据本发明，可有意地使游离脂肪在不造成问题的范围内产生，所述游离脂肪被认为是乳粉储藏时由脂肪的氧化降解引起乳粉风味变差的原因。因而，通过有效利用作为润滑剂等的游离脂肪而不加入添加剂，能够提供固体乳及其制备方法，所述固体乳由游离脂肪造成其风味变差和保存期限减少的程度较小。
根据本发明，乳粉能被制成固体乳，从而可以获得固体乳及其制备方法，通过控制乳粉本身的组成可以仅用营养成分控制所述固体乳的成分组成。
根据本发明，通过控制乳粉中的游离脂肪比例、空隙率和含水量(特别是游离脂肪)在适宜的范围内，能够避免乳粉附着于压缩成型机器的研棒和研钵上，从而提供高生产率的固体乳制备方法。
根据本发明，能够有效利用游离脂肪作为上文所述添加剂的替代物，以便提供从乳粉制备固体乳的方法，所述方法无需向乳粉中加入润滑剂这样的添加剂。
根据本发明，提供制备乳粉和固体乳的方法，所述方法不仅能制造乳粉，而且能制造以所制的乳粉为基础的固体乳。



图1为表示实施例1中空隙率和溶解时间之间关系的图表； 图2为表示实施例1中压缩力和游离脂肪之间关系的图表； 图3为表示实施例5中加湿时间和强度之间关系的图表； 图4为表示实施例5中加湿水量和硬度之间关系的图表； 图5(a)-(c)为表示由实施例8所得固体乳的物理性质的图表，图5(a)为表示所得固体乳的压缩速度和硬度之间关系的图表，图5(b)为表示压缩速度和游离脂肪之间关系的图表，图5(c)为表示固体乳的硬度和游离脂肪之间关系的图表； 图6(a)和6(b)为表示由实施例9所得固体乳的物理性质的图表，图6(a)为表示所得固体乳的压缩速度和硬度之间关系的图表，图6(b)为表示压缩速度和游离脂肪之间关系的图表； 图7为表示由实施例10所得固体乳的物理性质的图表。

具体实施例方式 1.固体乳 本发明的固体乳具有30％-60％的空隙率(包括30％和60％)。随着空隙率的增加，溶解性也增加而强度减小。并且，当空隙率小时，溶解性低。空隙率主要是通过压缩过程中的压缩力来控制。应当注意本发明中，虽然空隙率可以是30％-50％，但根据本发明目的，也可调整到30％-35％、30％-45％、40％-45％、或40％-50％。并且，如后述实施例所证明，通过适当调整其空隙率、基本成分内的脂肪含量或水含量、压缩力、压缩速度、压缩保持时间(保持最大压缩位移的时间)、游离脂肪的量、加湿条件以及干燥条件，即使固体乳具有高空隙率，也能得到具有良好溶解性和硬度的固体乳。因此，本发明中优选的固体乳空隙率为50％以上到65％或更少，也可适用50％以上到60％或更少、50％以上到58％或更少、50％以上到55％或更少。并且，空隙率可以是55-65％、55-60％、或55-58％。通过在这个范围内调整空隙率，使获得具有风味的固体乳成为可能，所述固体乳解决了如后文所述的油脂析出等问题。
固体乳中最好存在大量空隙。优选空隙(空洞)均匀分布。由于固体乳中的空隙几乎均匀分布，所以能得到更高的溶解性。空隙越大，水分越容易渗入，从而能得到快速溶解性。另一方面，当空隙太大时，固体乳的强度减小或其表面变得粗糙。因此，空隙大小为10μm-500μm，优选50μm-300μm。空隙的大小可通过公知的方式测量，如使用扫描电子显微镜检测固体乳的表面和横截面。
固体乳的成分基本上与乳粉相同，所述乳粉是固体乳中除水分以外的基本成分。上述糖、蛋白质、矿物质和水作为固体乳的成分。
作为例子，所述固体乳中的脂肪含量为5％-70％(重量)，优选5％-50％(重量)，更优选10％-45％(重量)。
本发明的固体乳可包含作为脂肪的乳化脂肪和游离脂肪。也就是说，常规的乳粉和固体乳中，由于其溶于热水时出现风味变差及脂类浮于水面(油脂析出)的问题，预先将其中的游离脂肪去除。优选地，本发明的固体乳预先包含这种游离脂肪，有效用作润滑剂等的替代物。因而，本发明能不使用添加剂来生产优良的固体乳。然而，过多的游离脂肪可能导致油脂析出问题。因此，本发明的固体乳中游离脂肪含量为0.5％-4％(重量)，优选0.7％-3％(重量)，更优选1％-2.5％(重量)。这是因为如下述实施例中所表示，能够控制优选的硬度、溶解性以及过度的油脂析出。应当注意，油脂析出问题中的游离脂肪的量依赖于脂肪的物理性质，如作为基本成分的乳粉中脂肪的组成和球状形式，所以固体乳中包含的游离脂肪的量可在上述范围内适当调整。应当注意，当制备固体乳时，即使使用与常规固体乳相同的基本成分，也能通过减小压缩过程中的压缩速度(通过将压缩位移除以压缩时间获得的压缩成型机器的研棒的移动速度)，得到例如具有高空隙率、同时具有一定硬度的固体乳。如此制备固体乳时，游离脂肪趋向于增加。因此，本发明中固体乳可能含有较常规固体乳所含更多的游离脂肪。
当固体乳中含有大量水分时，储藏稳定性降低，而缺乏水分时固体乳易碎。因此，本发明的固体乳中含水量为1％-4％(重量)，优选2％-3.5％(重量)。
对本发明中固体乳的形状并无特别限制，只要固体乳具有一定大小即可。固体乳的形状可以是圆柱体、椭圆柱体、立方体、长方体、板状、球状、多角柱体、多角椎体、多角梯形体和多面体，从携带方便的观点出发，优选圆柱体或四角柱体。应当注意，为避免固体乳破碎，各角最好经倒角处理。
本发明的固体乳最好在一粒或若干粒固体乳(优选一粒)溶于热水中时制成一次饮用量的乳品。因此，固体乳的体积为1cm3-50cm3，优选2cm3-30cm3，更优选4cm3-20cm3。
本发明的固体乳需要具有一定标准的溶解性。在下文所述对本发明的固体乳溶解性的测定条件下，其溶解时间为60s或更短，优选45s或更短，更优选30s或更短。然而，如果时间过短则不能得到液体，所以溶解时间优选为5s或更长。
本发明的固体乳需要具有一定标准的强度以尽可能避免运输过程中固体乳破碎。在下文所述对本发明的固体乳硬度的测定条件下，其硬度优选为20N或更大。另一方面，从溶解性方面考虑，优选硬度为300N或更小。固体乳的硬度可以为30N-200N或50N-100N。在本说明书中，硬度指在如下文所述对片剂硬度的测定条件下测量的硬度。
2.制造过程 本发明制备固体乳的方法包括压缩步骤，用于压缩该乳粉以获得固体形式的压缩乳粉；加湿步骤，用于湿润压缩步骤获得的压缩乳粉；以及干燥步骤，用于干燥由加湿步骤湿润后的压缩乳粉。
2.1 压缩步骤 压缩步骤是用于压缩该乳粉以获得固体形式的压缩乳粉。在压缩步骤中，以相对低的压力压缩该乳粉，在此压塑程度下能将该乳粉转移到下一步骤，从而获得确保水能渗入其空隙的压缩乳粉。压缩步骤中，压缩该乳粉以便实现这样的需求，即压缩乳粉具有适宜的空隙以及保持特性的形状。也就是说，压缩步骤中乳粉达到的空隙率与固体乳的空隙率密切相关。并且，如果压缩乳粉的润滑作用不足，则出现压缩乳粉的一部分附着于压片机等装置上的压片障碍问题，所述片剂为压缩乳粉的一部分。此外，如果压缩乳粉保持其形状的特性较差，则在制备固体乳过程中会发生部分产品不能维持其形状的问题。
对于压缩过程的基本成分，优选仅使用乳粉而基本不加入添加剂。所述乳粉可以购买，也可以由公知的生产方法生产(如日本特开平10-262553号，平11-178506号，2000-41576号，2001-128615号，2003-180244号，2003-245039号等公开公报中所述的生产方法)。乳粉的组成可以是与上述固体乳的组成类似的组成。值得注意的是，可以加入脂肪作为压缩过程的基本成分。然而，如果加入脂肪，可能导致油脂析出。并且添加的脂肪可能粘着在乳粉表面，以致降低其加入到研钵中的精确度。因此，压缩阶段，最好使用制成的包括目标游离脂肪含量的乳粉。
当乳粉中脂肪含量大时，压缩力可能小。另一方面，当乳粉中脂肪含量小时，压缩力一定大。因此，使用具有更高脂肪含量的乳粉可以满足这样的需求，即提供适宜的空隙和生产具有维持特性形状的压缩乳粉。由此观点，乳粉中的脂肪含量为5％-70％(重量)，优选5％-50％(重量)，更优选10％-45％(重量)。
如上所述，优选包含游离脂肪的乳粉。本发明中，所述游离脂肪有效地用于替代润滑剂等。因此，本发明能获得不加入添加剂的优质固体乳产品。本发明的固体乳中游离脂肪的含量为0.5％-3％(重量)，优选0.7％-2.4％(重量)，更优选1％-2％(重量)。
当乳粉中含大量水时，其保存期限缩短，而当含水量少时，乳粉又变得易碎(维持形状的特性变差)。因此，固体乳中的水含量为1％-4％(重量)，优选2％-3.5％(重量)。
压缩过程中，通过压缩设备压缩乳粉以获得固态的压缩乳粉来生产压缩乳粉。对压缩设备没有特殊限制，只要能够压缩此乳粉以获得固态压缩乳粉即可。作为压缩设备，可以是压缩成型机器如公知的压片机和压缩试验装置，优选压片机。应当注意，压片机可以是日本特公昭33-9237号公报、日本特开昭53-59066号公开公报、日本特开平6-218028号和2000-95674号公开公报以及日本第2650493号专利公报中所述的压片机。
应当注意，当使用压缩成型机器来压缩粉末物时，例如，将该粉末物放入研钵中，用研棒连续重击粉末物以施加压缩力，将其制成固态。如果该粉末物缺乏润滑性，则可能发生粉末物粘着于研棒表面的情况。这样不仅将降低产品质量，还将需要清洗研棒表面，导致生产量下降。因此，制药中尤其需要添加润滑剂。然而，润滑剂是极不溶于水的蜡。因此，人们不希望在溶于热水中饮用的固体乳中加入润滑剂。这是固体乳生产困难的原因之一。如上所述，本发明使用适量以往不希望产生的游离脂肪作为润滑剂，从而防止乳粉粘着与研棒上的情况。然而，如上所述，通过得到压缩后具有适宜空隙率的乳粉，有可能获得具有优良的维持形状特性的固体乳。并且，加入崩解剂可能导致产生沉淀物的情况，而本发明制备固体乳的方法中崩解剂是不必要的，因此本发明的方法能有效避免所述情况。
对压缩过程中的环境温度没有特殊限制，因此可在常温下实施压缩过程。更具体的说，对于压缩过程中的环境温度，可以是10℃-30℃。对于压缩过程中的湿度，例如，可以是30％RH-50％RH。压缩过程中优选对乳粉连续进行压缩。
如下述实施例所证明，当减慢压缩速度(压缩成型机器中研棒的运动速度)致使进行乳粉固体化的时间较长时，也能获得具有高空隙率和一定硬度的固体乳。另一方面，当加快压缩速度来增强使乳粉固体化的生产能力时，反而使获得能维持其硬度的固体乳变得困难。由这些观点来看，压片机的压缩速度可以是0.1mm/s-100mm/s，优选0.5mm/s-40mm/s，更优选2mm/s-20mm/s，进一步优选3mm/s-10mm/s。如果空隙率大(如空隙率超过50％)，能够通过设置压缩速度达0.1mm/s-40mm/s来维持一个预定的硬度，同时改善固体乳的溶解性。另一方面，如果空隙率小(如空隙率为50％或更小)，甚至当压缩速度设置为100mm/s时，也能维持其预定硬度，同时得到预定的溶解性。如上所述，当压缩速度慢时，尽管需要很长时间来制备固体乳，这也是优选的，因为能维持预定的硬度，同时能够得到预定的溶解性。对于压缩成型机器的压缩力，可以是50KPa-30MPa，优选0.1MPa-10MPa，更优选0.1MPa-8MPa，进一步优选0.1MPa-5MPa，更进一步优选0.1MPa-3MPa，尤其优选0.1MPa-1MPa。应当注意，从缩短生产时间的观点来看，可以使压缩力超过1MPa或2MPa。应当注意，压缩力指以最大压缩位移施加到粉末物层每单位面积的压力，能通过可买到的测力计等测量。对此没有特殊限制，压缩位移可以是2mm-4mm，压缩时间可以是0.3s-1s。
当使用单芯往复运动系统的压片机如单冲孔压片机作为压缩成型机器时，可调整研棒往复运动的移动速度。并且，当使用旋转式压片机作为压缩成型机器时，可通过控制旋转频率来调整研棒的移动速度。
具有压缩保持时间(维持最大压缩位移的时间)的压缩过程是本发明的一个较佳实施例。如后述实施例所证明，发现与没有这种压缩保持时间的压缩过程相比，通过主动提供预定的压缩保持时间，即使该时间很短，也能使所得固体乳的空隙率减小，硬度增加。因此，为获得具有更高硬度的固体乳，设置压缩保持时间可以是(例如)0.1s-1min，优选0.1s-30s，更优选0.1s-5s，进一步优选0.1s-2s。当压缩保持时间长时，制备固体乳需要大量时间。然而，如上所述，这样能在维持其硬度的同时，使获得具有适宜空隙率的固体乳成为可能。
2.2加湿过程 加湿过程是用于湿润压缩过程所得的压缩乳粉。通过湿润压缩乳粉，压缩乳粉表面相邻的部分颗粒溶解成交联状。因此压缩乳粉表面相邻处的强度增加。
在加湿过程中，通过湿润压缩乳粉的加湿设备来湿润压缩乳粉。作为加湿设备，可以是公知的加湿设备如高湿度箱、喷雾器或蒸汽发生器。并且，作为加湿方法，可采用公知的加湿方法如放置目的物于高湿度条件下、通过喷雾器用水在目的物上起雾、或向目的物喷射蒸汽。对于高湿度环境中的湿度，可以是(例如)60％RH-100％RH，优选80％RH-100％RH，更优选90％RH-100％RH。并且，目的物放置于高湿度环境中的时间可以是(例如)5s-1h，优选10s-20min，更优选15s-15min。然而，加湿时间可以根据湿度、温度、固体乳所需的性质等适当调整。加湿时间可以是(例如)1min-15min、1min-5min、5min-15min或5min-10min。将目的物置于高湿度环境中的方法中的温度可以是30℃-100℃，优选40℃-80℃。加湿过程中，在更高温度和湿度的条件下，该过程需更短时间。如后述实施例所证明，通过在一定范围内保持加湿时间，能够改善所得固体乳的硬度。
加湿过程中加入到压缩乳粉中的水量(下文中，也称为“加湿量”)可以适当调整。然而，本发明中，由于基本上只有乳粉作为基本成分，如后述实施例(实施例5)和图3所示，加湿量优选以下范围。即，0.5％的加湿量使硬度增加，1％的加湿量几乎使硬度增加到2倍。因此，硬度随加湿量的增加而增长。另一方面，加湿量为2.5％或更高时硬度的增加停止。并且，当加湿量超过3％时，压缩乳粉溶解、变形、或在转移时粘着于装置上。因此，对于加入到压缩乳粉中的水量，优选为压缩乳粉质量的0.5％-3％，更优选1％-2.5％。
2.3干燥过程 干燥过程是用于干燥加湿步骤中湿润的压缩乳粉。通过干燥步骤使加湿步骤中湿润的压缩乳粉变干，以便去除其表面粘着性，从而使固体乳能够成为制品。作为干燥过程中的干燥方法，可采用公知的能使加湿步骤中湿润的压缩乳粉变干的方法。例如，可以是将目的物置于低湿高温环境中、或使目的物接触干燥空气和高温干燥空气的方法。
对于放置目的物于低湿高温环境的方法，其中“湿度”可以为0％RH-30％RH，优选0％RH-25％RH，更优选0％RH-20％RH。因此，优选设置尽可能低的湿度。对于放置目的物于低湿高温环境的方法，其中“温度”可以是20℃-150℃，优选30℃-100℃，更优选40℃-80℃。对于放置目的物于低湿高温环境的方法，其中“干燥时间”可以是0.2min-2h，优选0.5min-1h，更优选1min-30min。
如上所述，如果固体乳中包含大量的水分，其保存期限会减短，而如果所含水分少则变得易碎。因此，干燥过程中，优选通过控制如干燥温度和干燥时间这样的条件来将固体乳中的水含量控制在比作为基本成分的乳粉中的水含量低及高1％(优选低及高0.5％)以内。
3.制备乳粉和固体乳的方法 本发明制备乳粉和固体乳的方法包括制备乳粉的过程和利用乳粉作为基本成分制备固体乳的过程。应当注意，一部分制备乳粉过程中制得的乳粉可以直接被装入容器中用作乳粉。因而获得乳粉和固体乳。
3.1制备乳粉的方法 乳粉生产过程的具体细节根据如脱脂乳粉、以婴儿乳粉为代表的调制乳的制品类型而有所不同。然而，基本上制备乳粉是通过这样的过程“基本成分(调整)→纯化→灭菌→浓缩→(均质化)→喷雾干燥→筛分→填装”。应当注意，喷雾干燥后乳粉的大小约为5μm-150μm，乳粉颗粒物的大小约为100μm-500μm。并且，在乳粉与其颗粒物混合的状态下，空隙达到约5μm-150μm。
乳品可作为乳粉的基本成分。对于乳品，可以是初乳，更具体的说，可以是母牛(Holstein，Jersey等)、山羊、绵羊、水牛等的乳。脂肪含量可通过离心分离等方法从乳中去除一部分脂肪来调整。并且，可加入后继营养成分。另一方面，制备调制乳粉时，在水中加入后继营养成分并混合以备用。
乳粉可通过加工处理上述作为成分的液体，通过公知的生产方法来制备，所述生产方法包括“纯化”、“灭菌”、“浓缩”、“喷雾干燥”、“筛分”、“填装”的过程。
对于作为乳粉基本成分的蛋白质乳蛋白和乳蛋白部分如酪蛋白、乳清蛋白(α-乳清蛋白、β-乳球蛋白等)，乳清蛋白浓缩物(WPC)，乳清蛋白分离物(WPI)；动物蛋白质如卵蛋白；植物蛋白质如大豆蛋白和小麦蛋白；由酶等将前述蛋白质分解成多种链长的肽；氨基酸如牛磺酸、胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸和谷氨酰胺，这些蛋白质可单独使用也可混合使用。
对于作为乳粉基本成分的脂肪动物油脂如乳脂、猪油、牛油、鱼油；植物油如豆油、菜籽油、玉米油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、红花油、棉籽油、亚麻子油和中链脂肪酸(MCT)；或分馏油、氢化油以及前述油的酯交换油，这些脂肪可单独使用也可混合使用。
对于作为乳粉基本成分的碳水化合物乳糖，单糖，葡萄糖，麦芽糖，低聚糖如半乳寡糖类、寡聚果糖类、乳果糖，多糖如淀粉、可溶性多糖和糊精，以及人造甜味剂，这些碳水化合物可单独使用也可混合使用。
另外，也可以加入维生素类、矿物质类、合成香料、调味料等作为乳粉的基本成分。
3.1.1纯化过程 纯化步骤是用于去除牛乳等中含有的微小异物，通过公知设备如离心机、过滤器等。
3.1.2灭菌过程 灭菌过程是用于消除牛乳等中含有的如细菌这样的微生物。灭菌过程中的消除温度和持续时间根据乳粉的类型而有所不同，以及可采用与公知灭菌相关的条件。
3.1.3浓缩过程 浓缩过程是后文将描述的喷雾干燥过程之前欲浓缩乳品的一个任意的过程。可采用公知的设备如真空蒸发罐以及公知条件。
3.1.4均质化过程 均质化过程是用于均质化处理如牛乳等中分布的脂肪球这样的固体成分大小以固定其大小的一种任意的过程，并且采用公知的设备和条件对处理后的液体施加高压以便于传送该处理后液体通过狭窄间隙。
3.1.5喷雾干燥过程 喷雾干燥过程是通过蒸发浓缩乳中水分来获得微粒。可采用公知设备如喷雾干燥器和公知条件。
3.1.6筛分过程 筛分过程是通过使喷雾干燥过程所得微粒穿筛分子来去除大粒径颗粒如结构紧密的粉末，以进行整粒。
3.1.7填装过程 填装过程是将乳粉填充于袋、罐等中。
对于本发明制备乳粉和固体乳的方法，可在制备上述乳粉之后采用上述制备固体乳的方法。即，可以使用经过了上述筛分过程的乳粉作为基本成分实施上述压缩过程。
4.固体乳的使用 本发明的固体乳通常溶于热水中饮用。更具体的说，将热水倒入有盖容器中后，根据需要加入本发明的固体乳颗粒。然后，为快速溶解固体乳最好轻微摇动该容器以便在适宜温度状态下饮用。
以下所示为本发明实施例并且随后将对本发明的特征进行描述，本发明不仅限于这些实施例。在下面的描述中，将在描述参考例和实施例前描述用以评价各指标的方法，所述指标将在实施例中被评价。
实验例1(固体乳的空隙率测定) 通过下面方程式得到固体乳的空隙率 空隙率(％)＝(1-W/PV)×100 W固态物质的重量(g) P利用贝克曼气动密度计测定的固态物质的密度(g/cm3) V通过用测微计测量固态物质的直径和厚度来计算所得的体积(cm3) 实验例2(游离脂肪含量的测定) 如下测定游离脂肪含量首先，注意不要捣碎固体乳，而用切割器将固体乳精细地切成片状然后将其粉碎(粉碎过程)。此后，将粉碎的固体乳通过32目筛(筛分过程)。通过筛分过程后拿取样品。根据“乳粉颗粒表面游离脂肪含量的测定”(干乳制品分析法，A/SNIRO ATOMIZER(1978))中描述的方法来测量其游离脂肪含量。应当注意，本方法中游离脂肪含量是以通过固定时间下以固定速度振动用有机溶剂(如正己烷或四氯化碳)萃取到的脂肪的重量％来表示。
实验例3(硬度测定) 利用Okada Seiko Co.，Ltd.的硬度测试器测量固体乳的硬度(片剂硬度)。即，在样品破裂面面积最小的一个方向上施加荷重来测量使其破碎的荷重。
实验例4(溶解性测定) 如下测量固体乳的溶解性首先，向200ml容量的带盖玻璃壶中注入100ml水并加热到50℃。将固体乳颗粒放入到所述水中，立即摇动，同时计时直至固体乳完全溶解。摇动的条件为1.5laps/s和30cm的振幅。
实验例5(浮油的测定) 如下测定浮油(油脂析出)首先，准备50ml 50℃的水置于100ml的烧杯中。将固体乳颗粒放入到水中并使其完全溶解。放置2h后，目测油滴的出现情况。
实验例6(过氧化值测定) 如下测定过氧化值向样品中加入60℃-70℃的热水，适当混合至样品溶解得到乳化液。向其中加入非离子表面活性剂(聚氧辛基苯酚醚)和三聚磷酸钠，使其反乳化后，将其离心分成油层和水层。取出油层并利用碘滴定技术(Japan Oil Chemist′s Society，KijyunYushi Bunnseki Shiken-hou(参考油脂分析和检测技术，过氧化值(三氯甲烷法))对其测量。根据此技术测量的值通过向样品中加入碘化钾时1kg样品中碘的毫克当量值来表示。该值也可作为氧化降解的指标。
实验例7(风味检测) 对于风味检测，将样品溶于50℃的水中以使得样品达到14％(重量)的密度，然后由10个人来品尝，这10个人从可口性角度在1-7(4是中等，表示中度可口性)的程度范围内进行评定，其平均值作为评价结果。
参考例1(制备乳粉) 包含多种成分的乳粉是由混合了脂肪、糖、蛋白质、乳及矿物质于水中并经过均质化、浓缩(蒸发)和喷雾干燥等过程加工的液体制成的。
实施例1(空隙率、溶解性与强度之间的关系) 由参考例的生产方法所得的乳粉(包含25％(重量)的脂肪、58.3％(重量)的糖、11.7％(重量)的蛋白质、矿物质和水等)是通过Autograph通用试验机(Shimadzu Corporation制造)，在压缩力为0.5MPa-30MPa以及研棒下降速度为10mm/min的条件下被压缩并成型的。此后，其被放置在40℃，95％RH的温湿室(TABAI ESPEC制造)中5min。然后，在40℃的烘箱(Yamato Scientific Co.，Ltd.制造)中干燥30min。这样得到直径25mm、重量约5g的固体乳。通过实验例1-5来评价用作基本成分的乳粉和由其得到的固体乳。其结果在表1中表示。并且，表1中空隙率和溶解时间之间的关系为图1所示。表1中压缩力和游离脂肪之间的关系为图2所示。
表1 压缩力和固体乳的性质 油脂析出评价 从图1中可见，空隙率和溶解时间呈相关性。并且，从图1中可见空隙率为30％左右时溶解时间变化迅速。固体乳溶解为可饮用的实际溶解时间优选在120s之内，更优选60s之内。如表1所示，空隙率为25.5％的固体乳(压缩力为20MPa)需要278s(约4.6min)来溶解。因此，该固体乳不实用。空隙率为30.1％的固体乳(压缩力15MPa)在110s内溶解。并且，空隙率为31.8％的固体乳(压缩力10MPa)在50s内溶解。因此，从溶解性的观点出发，优选空隙率为30％或更高并且压缩力为15MPa或更低。
并且，从表1中可见当压缩力超过20MPa时，水表面可见油滴，所以此时出现油脂析出问题。当压缩力为15MPa或更小时，油脂析出不造成实际问题。也就是说，从油脂析出观点出发，可见优选空隙率为30％或更高并且压缩力为15MPa或更低。同时，从图2中可见压缩力与产生的游离脂肪的量有相关性，因此可通过控制压缩力来控制游离脂肪的量。
压缩成型物也能通过加湿和干燥过程增加其硬度。使用者在运输和处理时需要其硬度是大约20N，该硬度可通过1MPa的压缩力成型并实施加湿和干燥过程来达到。
可见对于评价包括加湿和干燥过程前后的溶解性、硬度以及油脂析出的指标，空隙率为大约30％-55％及压缩力为大约0.5MPa-15MPa的压缩条件是适宜的。
实施例2(利用含不同脂肪含量的粉状或粒状乳粉) 在本实施例中，不仅具有5％-40％(重量)脂肪含量的乳粉被5MPa的压缩力成型，还通过与实施例1中相同的方法和条件得到具有直径为25mm和重约5g的固体乳。通过实验例1-5来评价这些。其结果为表2中所示。应当注意其油脂析出的评价指标与实施例1相同。
表2 脂肪含量和固体乳的性质
使用脂肪含量为5％(重量)的乳粉包括一些在加湿和干燥过程之前(0.11％的游离脂肪)硬度低的已压缩成型物质，以便于转移到下一个略有难度的过程中。使用脂肪含量为10％(重量)或更高的乳粉，无论是否进行颗粒化，都生产出性能良好的压缩成型物质。
因而，用含一定程度的脂肪的乳粉，通过在本发明限制内调整压缩力、空隙率和游离脂肪含量，不加入特殊的添加剂，能够得到具有不一致的硬度和快速溶解性的压缩成型物质。
实施例3(游离脂肪的效果) 实施例2中，当使用脂肪含量为5％(重量)的乳粉时，一些加湿和干燥过程之前的压缩成型物质具有低硬度。向脂肪含量为5％(重量)的乳粉中分别加入(i)0.5％(重量)、(ii)1.0％(重量)和(iii)2.0％(重量)的乳脂油(Corman制造)，适当混合，然后在实施例2中所示条件下压缩并成型，以检测游离脂肪增加硬度的效果。其结果在表3中表示。
表3 添加脂肪的量和固体乳的性质 (i)加入乳脂油后立即压缩成型 (ii)加入乳脂油并在密封容器中保存2天后压缩成型 加入乳脂油后立即压缩成型的固体乳具有极低的硬度，而2天后压缩成型的固体乳具有约7N的硬度。而无论是否经过该时间，不加入乳脂油都导致极低的硬度。这些压缩成型物质的空隙率没有太大区别，可见油的添加有助于增强维持形状的特性。
从上述结果中推测出仅添加脂肪并不能引起硬度增加，但是随着时间的推移，脂肪在从乳粉颗粒表面渗入到内部，在此状态下存在的脂肪有助于增强硬度。应当注意，增强硬度的作用不是通过加入含有代替乳脂油的固态油(棕榈硬化油、熔点为58℃，Taiyo YushiCorp.制造)的乳粉获得的，其中，所述固态油在室温下为蜡状，所述乳脂油在室温下为液态。
通常，已知固态油(蜡)具有在压缩成型中减小摩擦力的润滑作用，并且广泛用于该目的。然而，当在本发明中为了确保空隙需要在低压下压缩成型时，一种兼具增加润滑性和增强维持形状特性的作用是有益的。虽然加入室温下为液态的脂肪是有效的，但需要增加一个添加过程，并且加入液态脂肪的粉末会丧失流动性，从而降低研钵填充能力。因此，当压缩成型脂肪时，使基本上为乳脂中包含的脂肪释放出所需的量是非常实用的。
实施例4(生产率鉴定) 由参考例的生产方法得到的乳粉(包含25％(重量)的脂肪、58.3％(重量)的糖、11.7％(重量)的蛋白质、矿物质和水等)用单冲孔压片机(Okada Seiko Co.，Ltd.制造)在压缩力为5MPa及20片/min(1200片/小时)的条件下连续1h压缩成型。此后，置于40℃、95％RH的温湿室(TABAI ESPEC制造)中5min。然后在40℃的烘箱(YamatoScientific Co.，Ltd.制造)中干燥30min。这样得到直径为25mm及重量约4.2g的固体乳。
在连续压片的1h期间，没有观察到由粉末粘着到研钵和研棒上导致的压片失败，并且操作不曾间断。连续压片实验的结果在表4中表示。压缩成型物质具有10N的强度，而且没有像转移到加湿过程中损失形状这样的问题。通过干燥过程制造的乳固体物具有30s或更短的溶解性和92.5N的充足硬度。也没有观察到油脂析出，并且其风味与用作基本成分的乳粉没有区别。应当注意所述乳固体物的空隙率是36.3％及游离脂肪是0.54％。
表4 连续压片实验
实施例5(加湿条件的检验) 利用Autograph通用试验机(Shimadzu Corporation制造)，在压缩力为5MPa以及压缩速度为10mm/min的条件下，将乳粉(包含25％(重量)的脂肪、58.3％(重量)的糖、11.7％(重量)的蛋白质、矿物质和水等)压缩并成型，作为检验加湿条件的样品。
将样品放置在80℃、100％RH(利用FUJIMAK制造的Combi烘箱)或40℃、95％RH(利用TABAI ESPEC制造的温湿室)下保持固定的时间。通过测量样品加湿前后的重量得到由加湿作用所增加的水分重量。此后，在40℃的烘箱中干燥样品30min并测量其应度。实施例5中加湿时间和样品硬度之间的关系在图3中表示，而加湿的水量和样品硬度之间的关系在图4中表示。并且，加湿时间、加湿重量(％)与干燥后的硬度(N)之间的关系分别在表5-1和5-2中表示。
表5-1 条件温度80℃·100％RH 表5-2 条件温度40℃·95％RH 根据图3，可见通过在高温条件下处理短时间能够得到具有更高强度的固体乳。并且，根据图4可见0.5％(重量)的加湿作用产生强度增加的作用。并且，加湿作用为大约1％(重量)时强度几乎达到双倍，因此强度随着加湿重量的增加而增强。加湿重量超过2.5％(重量)时强度的增加停止。
实施例6(长期存储稳定性) 将实施例1中由5MPa的压缩力制得的固体乳及作为基本成分的乳粉放入到铝制袋中并在30℃的条件下保存3个月，根据实验例检验其溶解时间、硬度、游离脂肪、过氧化值、油脂析出及风味的指标。其结果在表6中表示。从表6中可见溶解时间、强度、游离脂肪、油脂析出及风味的指标与储存之前的指标相比没有区别。固体乳所示的过氧化值与用作基本成分的乳粉的过氧化值相当。因而，本发明方法制得的固体乳具有优良的长期存储稳定性。
表6 30℃下长期存储稳定性
实施例7(压片机制得固体乳物理性质的检验) 通过利用后文将描述的基本成分，检测压缩过程中的压缩力和加湿步骤中的加湿时间如何影响所得固体乳的物理性质(特别是空隙率和强度或溶解时间之间的关系)。基本成分的组成是25.9％的脂肪、11.8％的蛋白质、57.2％的碳水化合物、2.3％的灰分和2.8％的水分。应当注意，制得的固体乳是直径为30mm及每粒重量为5g的圆柱体。并且，作为压缩成型机器，使用压缩速度为10mm/s的单冲孔压片机(Okada Seiko Co.，Ltd.制造)。如果没有其他说明，加湿过程是在60℃和96％RH下进行3min。应当注意，某些情况下，加湿时间为4min或5min。并且，干燥过程是在80℃下进行5min。其结果在表7中表示。从表7中可见，压缩力越小，游离脂肪越少，而且所得固体乳的强度降低，但是其空隙率增加。同样可见，在低压缩力(如0.14MPa-4.95MPa，尤其是0.14MPa-1.34MPa)下制得固体乳时，能够得到具有高空隙率但维持一定强度水平的固体乳。此外，可见通过将加湿时间保持在预定范围内，所得固体乳的强度增加。实施例7中，当固体乳的目标空隙率为30％时其溶解时间是60s，当固体乳的目标空隙率为40％时其溶解时间是20s，当固体乳的目标空隙率为50％或更高时其溶解时间是10s。当压缩速度设置为10mm/s或更低时可显著缩短固体乳的溶解时间。为了得到具有空隙率为50％以上60％以下的固体乳，认为压缩力只能被控制在大约0.1MPa-0.3MPa。
表7 空隙率和物理性质之间的关系 1)硬化条件加湿时间为4min 2)硬化条件加湿时间为5min 实施例8(压缩速度对固体乳的强度的影响，四角棱柱体固体乳) 为检验压缩速度对所得固体乳的影响，通过改变压缩速度来制备固体乳。也就是说，通过使用单冲孔压片机(Okada Seiko Co.，Ltd.制造)，在多种压缩速度条件下，得到四角棱柱体固体乳(22mm×35mm×10mm)。基本成分的组成是25.9％的脂肪、11.8％的蛋白质、57.2％的碳水化合物、2.3％的灰分和2.8％的水分。应当注意，组成上可作调整以使得所得固体乳的空隙率达到约45％、50％以及55％。
图5(a)-(c)是表示实施例8所得固体乳的物理性质的图表。图5(a)是表示压缩速度与所得固体乳强度之间关系的图表。图5(b)是表示压缩速度与游离脂肪之间关系的图表。图5(c)是表示固体乳的强度和游离脂肪之间的关系的图表。从图5(a)中可见即使空隙率相同，压缩速度越小，得到固体乳的强度越高。从图5(b)中可见，能够通过控制压缩速度来控制游离脂肪的量。从图5(c)中可见，强度与游离脂肪具有相关性。因此，可以说为了增加具有相同空隙率的固体乳的强度，减小压缩速度和有意产生游离脂肪都是有效的。具体地说，可见为增加固体乳的强度，只需设置压缩速度为(例如)0.1mm/s-100mm/s，优选1mm/s-80mm/s，更优选2mm/s-60mm/s。此外，控制游离脂肪的量对于本发明的固体乳来说是一个重要的因素，尤其对于空隙率为50％或更少的固体乳，可通过控制压缩速度为40mm/s或更低来有效增加游离脂肪的量。
实施例9(压缩速度对固体乳的强度的影响，圆柱体固体乳) 为检验压缩速度对所得固体乳的影响，通过改变压缩速度来制备固体乳。也就是说，通过使用单冲孔压片机(Okada Seiko Co.，Ltd.制造)，在多种压缩速度条件下，得到圆柱体固体乳(直径30mm×10mm)。基本成分的组成是18％的脂肪、15％的蛋白质、60.1％的碳水化合物、4.1％的灰分和2.8％的水分。应当注意，组成上可作调整以使得所得固体乳的空隙率达到约45％、50％以及55％。
图6(a)和图6(b)是表示实施例9所得固体乳的物理性质的图表。图6(a)是表示压缩速度与所得固体乳的强度之间关系的图表。图6(b)是表示压缩速度与游离脂肪之间关系的图表。从图6(a)中可见，即使空隙率相同，压缩速度越小，得到固体乳的强度越高。从图6(b)中可见，能够通过控制压缩速度来控制游离脂肪的量。因此，可以说为了增加具有相同空隙率的固体乳的强度，减小压缩速度和有意产生游离脂肪都是有效的。具体地说，可见为增加固体乳的强度，只需设置压缩速度为(例如)0.1mm/s-100mm/s，优选1mm/s-80mm/s，更优选2mm/s-60mm/s。在实施例9的条件下，尤其对于固体乳空隙率为45％或更少的情况(特别是固体乳空隙率为40％的情况)，通过控制压缩速度为10mm/s-30mm/s可显著增加固体乳的强度。此外，控制游离脂肪的量对于本发明的固体乳来说是一个重要的因素，尤其对于空隙率为50％或更少的固体乳，可通过控制压缩速度为40mm/s或更低来有效增加游离脂肪的量。
实施例10 在本实施例中，使用旋转式压片机(Kikusui Seisakusho Ltd.制造)来检验压缩速度与所得固体乳的强度之间的关系。基本成分的组成是25.9％的脂肪、11.8％的蛋白质、57.2％的碳水化合物、2.3％的灰分和2.8％的水分。压缩速度可通过改变旋转式压片机的旋转频率来调整。图7表示当制得的固体乳的空隙率为43％时压缩速度与固体乳强度之间的关系。从图7中可见，在与实施例8和实施例9中相同的方式下，压缩速度越小，得到的固体乳的强度越高。为了减小旋转式压片机的压缩速度，需要降低旋转频率，从而生产力降低。因此，去除旋转式压片机的上下研棒的加压轮并在上下研棒之间提供15cm长的线性轨道(压力导轨)。下研棒一侧的导轨具有0.82°的倾斜度。其构造为当下研棒通过这些导轨时，下研棒上升2mm，从而缓慢地压缩成型。通过使用这些压力导轨，能够在不降低旋转频率的情况下减慢压缩速度并且增加固体乳的强度。通过利用这种压力导轨使旋转频率为30rpm和40rpm来获得固体乳。压缩速度和利用压力导轨制得固体乳的强度之间的关系在图7中以圆圈区域中的两点来表示。
实施例11(压缩速度和压缩保持时间对固体乳的空隙率和强度的影响) 在本实施例中，检验压缩速度、压缩保持时间(保持最大压缩位移的时间)以及所得固体乳的空隙率和硬度。基本成分的组成是25.9％的脂肪、11.8％的蛋白质、57.2％的碳水化合物、2.3％的灰分和2.8％的水分。应当注意的是生产的固体乳是四角棱柱体(22mm×35mm×12mm)且其每粒重量为5.5g。并且，所使用的压缩成型机器具有例如驱动型液压缸这样的部件，该部件能够设置上下研棒的位移、能改变压缩速度、能够设置压缩保持时间。压缩过程中，将预先确定的基本成分放入到的研钵中，先用上研棒压缩，然后通过将下研棒位移固定为4mm，而通过上研棒的位移来调整空隙率，进行压缩成型。加湿过程在60℃、96％RH下持续进行3min。干燥过程在80℃下持续进行5min。其结果在表8中表示。表8中，总时间为压缩时间和保持时间的总和。可见当没有压缩保持时间时，压缩速度越小，固体乳的硬度越大。当设置压缩保持时间时，在每一压缩速度下，随着压缩保持时间增加，固体乳的空隙率减小而其硬度增加。前述的每一个硬化处理结果都达到了预定的硬度和溶解时间。因此，可见通过适当结合压缩速度和压缩保持时间，能够控制压缩成型总时间以及固体乳的空隙率和硬度。
表8 压缩条件和固体乳的物理性质之间的关系
nd无法检测到破裂点 实施例12(固体乳的体积与硬度或溶解时间之间的关系) 本实施例中，通过单冲孔压片机(Okada Seiko Co.，Ltd.制造)制造具有不同体积的固体乳。形状、体积、硬度及溶解时间之间的关系在表9中表示。基本成分的组成是18％的脂肪、15％的蛋白质、60.1％的碳水化合物、4.1％的灰分和2.8％的水分。从表9中可见，具有本发明空隙率的固体乳，即使其形状或体积不同，都达到了预定的强度和溶解时间。
表9 固体乳的体积和物理性质之间的关系 实际制造时，本发明的固体乳适合作为商品进行生产和销售，根据本发明所述的固体乳及其制备方法可被用于食品工业如替代乳粉及其制备方法。
权利要求
1.一种固体乳，其中，所述固体乳的空隙率为30％-60％。
2.根据权利要求1所述的固体乳，其中，所述固体乳中脂肪含量为5％(重量)或更高。
3.根据权利要求1所述的固体乳，其中，所述固体乳包含作为脂肪的乳化脂肪和游离脂肪，并且所述游离脂肪含量为0.5％-4％(重量)。
4.根据权利要求1所述的固体乳，其中，所述固体乳中含水量为1％-4％(重量)。
5.根据权利要求1所述的固体乳，其中，所述固体乳的体积为1cm3-50cm3。
6.根据权利要求1所述的固体乳，其中，所述固体乳以乳粉作为基本成分，并且固体乳的组成是均质化的。
7.根据权利要求1所述的固体乳，其中，所述固体乳仅以乳粉作为基本成分。
8.根据权利要求1所述的固体乳，其中，当一粒所述固体乳被放入到100ml、50℃的水中时，在1.5laps/s及30cm振幅的振动条件下，固体乳完全溶解所需要的时间为5s-60s。
9.根据权利要求1所述的固体乳，其中，在破裂面面积最小的一个方向上施加荷重使样品破碎时的力为20N-300N。
10.一种固体乳的制备方法，包括
压缩步骤，用于压缩所述乳粉以获得固体形式的压缩乳粉；
加湿步骤，用于湿润压缩步骤所得到的压缩乳粉；以及
干燥步骤，用于干燥加湿步骤中湿润的压缩乳粉；
其中压缩步骤中的压缩力为50KPa-30MPa。
11.根据权利要求10所述的固体乳的制备方法，其中，所述压缩步骤中基本上不加入添加剂。
12.根据权利要求10所述的固体乳的制备方法，其中，所述压缩步骤中使用的乳粉的脂肪含量等于或大于5％(重量)。
13.根据权利要求10所述的固体乳的制备方法，其中，所述压缩乳粉中的游离脂肪含量为0.5％-4％(重量)。
14.根据权利要求10所述的固体乳的制备方法，其中，控制所述压缩步骤中的压缩力以使得压缩乳粉的空隙率达到30％-60％。
15.根据权利要求10所述的固体乳的制备方法，其中，所述压缩步骤通过利用压缩成型机器压缩所述乳粉来获得固体形式的压缩乳粉，压缩成型机器的压缩速度为0.1mm/s-100mm/s。
16.根据权利要求10所述的固体乳的制备方法，其中，所述压缩步骤中压缩保持时间为0.1s-1min。
17.根据权利要求10所述的固体乳的制备方法，其中，所述压缩步骤后加入到所述压缩乳粉中的水分的量占所述压缩乳粉的0.5％-3％(重量)。
18.根据权利要求10所述的固体乳的制备方法，其中，所述加湿步骤中的加湿时间为5s-1h。
19.根据权利要求10所述的固体乳的制备方法，其中，将所述固体乳中的含水量控制在比作为成分的乳粉中的含水量高或低1％以内。
全文摘要
本发明基本上是基于以下发现，提供具有足够强度和溶解性的固体乳，所述固体乳是可通过仅利用乳粉作为成分，将其空隙率和游离脂肪控制在预定范围内进行压缩成型，然后加湿并干燥而获得的。也就是说，具有空隙率为30％-60％的固体乳，及其制备方法，包括压缩步骤，用于压缩所述乳粉以获得压缩乳粉的固体形式；加湿步骤，用于湿润压缩步骤所得到的压缩乳粉；以及干燥步骤，用于干燥加湿步骤中湿润的压缩乳粉，达到了提供具有较佳溶解性和强度的固体乳及其制备方法的目的。
文档编号A23C9/18GK101437404SQ20068004637
公开日2009年5月20日 申请日期2006年12月27日 优先权日2005年12月28日
发明者柴田满穗 申请人:明治乳业株式会社